JPS63178334A - 命令処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は命令処理方式に関し、特に利用者によって新し
く追加された命令をデコードする際の命令処理方式に関
する。

〔従来の技術〕

従来新しく追加された命令の後処理として、新しく追加
された命令の実行後、その次の命令をファームウェアで
ロードする処理が行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の技術では、新しく追加された命令を実行
する度に、その次の命令のロードをファームウェアで起
動しなければならず、全体から見ればその分処理が遅く
なシ性能ダウンにつながるという問題点がある。

本発明は従来のもののこのような問題点を解決しようと
するもので、追加された命令が実行中。

次の命令のデコードが行なわれ、追加された命令の実行
後、直ちに次の命令の実行に移ることを可能にすること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によると、全体としては命令先取シレジスタと、
現在デコード中の命令を保持する命令レジスタと、現在
実行中の命令を格納する命令データレジスタと、前記命
令先取シレジスタと前記命令レジスタの間に位置する命
令デコード部とから構成され、而してその内部には命令
レジスタの最上位１ワードを命令データレジスタに転送
する第コード部に設けられ次にデコードされる命令が特
別に定義された命令（以後命令Ｉと略す。）であること
が認識されたときアクティブになるような認識手段と、
該認識手段がアクティブのときは現在実行中の命令長指
定として１ワードを出力する手段とを有し、これによシ
前記命令先取シレジスタに取込まれた特別に定義された
命令Ｉを前記第１のマイクロ命令Ｍを実行することによ
シ前記命令レジスタを通して順次１ワードずつ前記命令
データレジスタに転送しファームウェアによってデコー
ドを行なうマイクロプログラミング方式の情報処理装置
において、前記認識手段をリセットする第２のマイクロ
命令手段を設け、前記命令ｌの実行中に前記命令■の次
の命令をデコード可能にし、前記命令■の実行終了後に
前記命令■の次の命令をロードすることを省略できるよ
うにしたことを特徴とする命令処理方式が得られる。

〔実施例〕

次に１本発明について図面を参照して説明する。

本発明を採用した装置の１実施例のブロック構成を第１
図に示す。１０〜１３は命令先取シレジスタ、３０〜３
２は命令レジスタ、４０は命令データレジスタで各々４
，３．１ワ一ド分ある。命令レジスタ３０〜３２が３ワ
ード分あるので、この計算機は最大３ワードまでの命令
をハードウェアでデコード可能と考えることができる。

命令データレジスタ４０は内部パス６ｏを通してワーク
ファイル７０と接続している。命令先取シレジスタ１０
〜１３と命令レジスタ３０〜３２の間にあるのはアライ
ナ２０と命令デコード部５０で、命令デコード部５０で
は命令レジスタ３０にセットされる命令の命令長、オペ
コードによるＣＳアドレス、及びアライナ２０の制御線
８０に制御信号を出力する。アライナ２０は命令先取シ
レジスタ１０〜１３に格納されている命令を命令レジス
タ３０〜３２に落とすときに、必らず命令の先頭１ワー
ドが命令レジスタ３０にセットされるように命令をシフ
トさせるものである。制御線８ｏの制御信号は命令レジ
スタ３０に命令がセットされるタイミングで、命令デコ
ード部５０で求められた命令長を現在の状態に加算する
ことによって更新される。また、命令デコード部５ｏか
ら出力される命令長とＣＳアドレスは次の命令レジスタ
セットタイミングまでずっと保持されており、その命令
長は命令カウンタの更新に使われる。

前記命令デコード部５０では、特別に定義される命令に
ついては次のことを前提としてハードウェアは作られて
いる。

■　あらかじめ使用してよいコードを指定しておき、そ
のコードはすべて１７−ド長とする。たとえ２ワ一ド以
上の命令であってもデコード結果はｌワードである。ま
た、コードは先頭１ワードで指定する。

■　オペコード毎にユニークなＣＳアドレスが生成され
る。

ここで命令先取シレジスタ１０〜１３に４ワード長の特
別に定義された命令ｌが格納されているものとして、前
記命令Ｉ及びその次の命令Ｊのデコードされる様子を顆
を追って第１０図を参照しながら説明する。

命令先取シレジスタ１０〜１３には各々Ａ　、　Ｂ。

Ｃ，Ｄというそれぞれ１ワードのデータがそれぞれ入り
ている。勿論、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄで前記命令！を形成して
いる。Ａはオペコード部である。命令レジスタ３０〜３
２には命令ｌのひとつ前の命令！′がＡ／　、　Ｂ／　
、　、Ｃ／の形で格納され２次に実行されるのを待って
いる。命令データレジスタ４０には命令１′のひとつ前
の現在実行されている命令１″の先頭１ワードが格納さ
れている。アライナ２００制御線８０は今度命令レジス
タ３０〜３２にセットされる命令の先頭１ワード、つま
シＡを指している。この様子を第２図に示す。

命令ＩＮの実行が終ると続けて命令ｌ′が実行に移され
るが、これと同時に命令■は命令レジスタ３０〜３２に
アライナ２０を通して転送され、また命令Ｉ′の先頭１
ワードＡ′も命令データレジスタ４０に転送される。一
方これと並行して命令Ｉのオペコード部Ａは命令デコー
ド部５０に入り、命令デコード部５０はＡをデコーＰす
ることによシ命令Ｉは特別に定義された命令ということ
を認識し。

その情報をひとつのフリップフロッグに格納し。

以後強制的に１ワード処理を行なう。また、前述の前提
■により、この命令は１ワード長と見なされ、アライナ
２０の制御線８０の制御信号は＋１され、その結果Ｂを
指すことになる。また命令カウンタも命令■の命令長が
加算され、命令Ｉの先頭Ａを示す。この様子を第３図に
示す。また前提■により命令デコード部５０からオペコ
ードＡに対するＣＳアドレスが出力されるが、これは命
令１′が実行中はずっと保持され、命令Ｉ′の実行終了
時に有効となる。

次に命令Ｉ′の実行が終了し、命令■の実行に移される
が、このとき命令レジスタ３０にはＢが転送され、命令
データレジスタ４０にはＡが格納される。Ｂは同時に命
令デコード部５０に入るが。

一般に命令デコード部５０には命令のオペコード部に相
当する先頭１ワードが入力されるが、命令ｌのＢはオペ
コード部ではなくデータ部である為。

この時の命令長は全く保証されない。しかし、前述のと
おシことでは強制的に１ワード処理を行なうモードとな
っている為、命令長は１に強制補正されて出力される。

したがって、この時もアライナ２０の制御線８０の制御
信号は＋１され、Ｃを指すことになる。また命令カウン
タも前回のＡをデコードしたことによる命令長＝１が加
算される。

これを第４図に示す。

一方、オペコードＡに対するＣＳアドレスは。

命令Ｉ′の実行終了時に有効となシ、オペコーＰ分岐し
て、命令Ｉのデコードの制御はファームウェアに移され
る。ファームウェアはさらに次のクロックで４ワード命
令デコードルーチンにジャンプし第８図にあるようなマ
イクロ命令を順次実行する。

４ワード命令デコードシーケンスは、まず今命令データ
レジスタ４０に格納されているＡをワークファイル７０
に格納するマイクロ命令ｍを実行−し９次に命令レジス
タ３０〜３２の最上位１ワードを命令データレジスタ４
０に転送するマイクロ命令Ｍを実行することにより、命
令データレジスタ４０にＢを格納する。一方、このマイ
クロ命令Ｍによって、命令先取りレジスタ１０〜１３か
ら命令レジスタ３０〜３２に命令を転送する動作。

及びアライナ２００制御練２０に制御信号を出力する動
作、命令カウンタを更新する動作を起動するようにする
と、命令レジスタ３０にはＣが格納され、制御線８０の
制御信号はＣによるデコード結果にかかわらず１強制的
に１ワード処理を行なうモードになっているので＋１さ
れ、Ｄを指すことになる。命令カウンタも前回のＢをデ
コードしたことによる命令長＝１が加算される。この様
子を第５図に示す。

以下糸日 さらに上記マイクロ命令ｍとＭを繰シ返すことによシ、
ワークファイル７０にＢが転送され、命令データレジス
タ４０にはＣが格納され、命令レジスタ３０にはＤが格
納され、制御線８０の制御信号と命令カウンタは各々＋
１され、制御線８００制御信号は元Ａのあった場所、つ
まシ命令先取シレジスタ１０を指すことになる。一方命
令先取シレジスタ１０には上記シーケンスを実行中すで
にノリフェッチによシ命令■の次の命令Ｊが取り込まれ
ている。ここでの様子を第６図に示す。命令ＪはＥ、Ｆ
からなる既存の２ワード命令とする。

さらにマイクロ命令ｍを実行し、ワークファイル７０に
Ｃを転送したのち、マイクロ命令Ｍを実行し、命令デー
タレジスタ４０ＫＤを格納するが。

ここでは同時に命令Ｉの次の命令Ｊの先頭１ワードＥが
命令レジスタ３０に転送され、一方で命令デコード部５
０に入ってデコードされる。ところがこの時点では強制
的に゛１ワード処理をするようになっているため、既存
の２ワード命令Ｊも１ワード命令として処理され、正し
いデコード結果が得れない。したがってマイクロ命令Ｍ
を実行する前に、前記フリップフロップをリセットする
マイクロ命令Ｍ′を実行する必要がある。マイクロ命令
Ｍ′を実行して通常の状態に戻したあとマイクロ命令Ｍ
を実行すれば、命令Ｊは命令デコード部で命令長＝２と
デコードされ、その結果、制御線８０の制御信号は＋２
され、制御線８０は命令先取シレジスタ１２．つまシ命
令Ｊの次の命令の先頭１ワードを指す。また命令カウン
タは、前回の強制的に１ワード処理を行なうモードにな
っているのでＤをデコードしたことによる命令長＝１が
加算される。その結果命令カウンタは命令Ｊの先頭Ｅの
アドレスを示している。この様子を第７図に示す。

さらにマイクロ命令ｍを実行して命令データレジスタに
格納されているＤをワークファイル７０に転送すること
によシワークファイル７０内に命令Ｉがすべて揃いファ
ームウェアは命令■のデコードを行ない、実行する。命
令Ｉの実行が終了すると命令Ｊの実行に移されるが、こ
のとき命令Ｊの次の命令がアライナ２０を通って命令レ
ジスタ３０〜３２に転送され、同時に先頭１ワードが命
令デコード部５０に入る。アライナ２０の制御線８０の
制御信号は命令Ｊの次の命令の命令長が加算され、命令
Ｊの２つあとの命令の先頭を指す。

また命令カウンタは前回の命令Ｊの先頭Ｅをデコードし
たことによる命令長＝２が加算され、命令Ｊの次の命令
の先頭ｌワードのアドレスを示すことになる。

以上が、命令ｌのデコード及び実行のフローであるが、
命令デコード部５０の具体的なブロック構成の一例を第
９図に示す。命令の最大炎は３ワードとする。オペコー
ドＯＰが入力されるとデコーダ９１でデコードされ、命
令長情報ＷＯ，Ｗｌが出力され２通常はＮＡＮＤ　、　
ＮＯＲゲートを通って命令長情報ＷＯ，Ｗｌとなる。と
ころが命令Ｉが新しく追加された命令であるときはａ′
が”１”となシ。

命令長は強制的にＷＯ＝１．Ｗ１＝Ｏ’とされる。

この命令長情報ｗｏ、ｗｔはアライナの制御線８０の制
御信号の更新に使われる。またフリップフロップ９３．
９４の出力Ｗ　Ｑ’、　Ｗ　ｌ’は命令カウンタの更新
に使われる。３つのフリップフロップ９２．９３．９４
に供給されているセット信号Ｓは、命令の実行終了時及
びマイクロ命令Ｍの実行時アクティブになシカフリップ
フロップ９２に供給されているリセット信号Ｒはマイク
ロ命令Ｍ′の実行時アクティブになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように９本発明は新しく追加された命令で
あることを認識しているフリップフロップをリセットす
る第２のマイクロ命令を設け、かつ前記命令の最後の１
ワードを命令データレジスタに転送する第１のマイクロ
命令を実行する前に。

前記第２のマイクロ命令を実行することにょシ。

命令デコード部から出力される命令長を強制的に１にす
ることを解除することで、命令の通常デコードを可能に
し、以後の命令を続けて実行することができる。

ふつうは新しく追加された命令を実行したあとは次の命
令のロードなどのファームウェアによる後処理が必要と
なるが９本発明においては新しく追加された命令をワー
クファイルに転送中に次の命令のデコードを可能な状態
にするので追加された命令が実行中１次の命令のデコー
ドが行なわれ。

追加された命令の実行終了後、直ちに次の命令の実行に
移ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した装置の一実施例のブロック構
成図、第２〜７図は新しく追加された命令の処理を順次
示す図、第８図は新しく追加された命令をデコードする
マイクロ命令フロー図、第９図は第１図の実施例の命令
デコード部のブロック図、第１Ｏ図は第１図の実施例の
動作のタイムチャートである。 記号の説明：１０〜１３は命令先取シレジスタ。 ２０はアライナ、３０〜３２は命令レジスタ。 ４０は命令データレジスタ、５０は命令デコード部、６
０は内部バス、７０はワークファイルをそれぞれあられ
している。 第１図 第２図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、全体としては命令先取りレジスタと、現在デコード
   中の命令を保持する命令レジスタと、現在実行中の命令
   を格納する命令データレジスタと、前記命令先取りレジ
   スタと前記命令レジスタの間に位置する命令デコード部
   とから構成され、而してその内部には命令レジスタの最
   上位１ワードを命令レジスタに転送する第１のマイクロ
   命令手段と、前記命令レジスタの内容をファームウェア
   により読出す手段と、前記命令デコード部に設けられ次
   にデコードされる命令が特別に定義された命令（以後命
   令 I と略す。）であることが認識されたときアクティ
   ブになるような認識手段と、該認識手段がアクティブの
   ときは現在実行中の命令長指定として１ワードを出力す
   る手段とを有し、これにより前記命令先取りレジスタに
   取込まれた特別に定義された命令 I を前記第１のマイ
   クロ命令Ｍを実行することにより前記命令レジスタを通
   して順次１ワードずつ前記命令データレジスタに転送し
   ファームウェアによってデコードを行なうマイクロプロ
   グラミング方式の情報処理装置において、前記認識手段
   をリセットする第２のマイクロ命令手段を設け、前記命
   令 I の実行中に前記命令 I の次の命令をデコード可能
   にし、前記命令 I の実行終了後に前記命令 I の次の命
   令をロードすることを省略できるようにしたことを特徴
   とする命令処理方式。