JPS63234322A - プロセツサ - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、データ幅を可変長で処理する命令を、同一
のマイグロブログラムによって実行処理するようにした
プロセッサに関する。

（従来の技術） マイクロプログラム方式によって命令の実行処理が行な
われるマイクロプロセッサにおいては、ユーザが指定し
たレジスタ内に格納されているデータを可変長のビット
幅で処理する場合がある。

このような場合に、従来にあっては、ユーザから与えら
れるユーザ命令（ｌａ械話語命令によって所定のマイク
ロプログラムを指定する内部命令の命令フィールドにデ
ータ幅を指定する情報を格納して、レジスタを指定する
フィールドにはデータ幅を指定するフィールドは設けら
れていなかった。

このため、データ幅の拡張あるいは縮少命令では、内部
命令の命令フィールドに格納されたデータ幅を指定する
情報にしたがって、データ幅を拡張あるいは縮少してい
た。

例えば、「３２ビツトのデータを格納する汎用レジスタ
Ａの下位１６ピツトのデータを取り出し、これを３２ピ
ツト幅にサイン拡張（サインビットとなる１５ビツト目
を拡張）して、３２ビツトの汎用レジスタ已に格納する
」という処理を行なう場合に、汎用レジスタの指定は内
部命令のレジスタ指定フィールドによって間接指定して
、指定されたレジス゛りに格納されているオペランドデ
ータの有効なビット幅及び拡張のモードはマイクロ命令
で直接指定していた。すなわち、内部命令によって指定
されたレジスタＡから下位１６ビツトのオペランドデー
タが読出され、マイクロ命令で指定されたビット幅で最
上位ビット（１５ビツト目）が拡張されて、汎用レジス
タＢに格納されていた。

また、［汎用レジスタＡの下位８ビツトを取り出し、７
ビツト目をサイン拡張した３２ビツトのデータを汎用レ
ジスタＢに格納する」という処理を行なう場合には、オ
ペランドデータの有効なビット幅が前述した処理とは異
なるだめに、８ビツトのデータの最上位ビットをサイン
拡張するというマイクロ命令を別に用意する必要があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、従来にあっては、指定したレジスタ内
のデータのビット幅を可変長として処理する例えばデー
タ幅の拡張あるいは縮少命令を実行する場合には、レジ
スタ内のデータの有効なビット幅及び拡張あるいは縮少
モードは、マイクロ命令で直接指定されていた。このた
め、処理内容は同一であっても、処理するデータのデー
タ幅が異なる場合には、データ幅毎にマイクロプログラ
ムを個別に用意しなければならず、マイクロプログラム
が増大するという問題があった。また、このマイクロプ
ログラムの増大により、容量の大きなマイクロプログラ
ム格納装置が必要になり、さらには、マイクロプログラ
ムのアクセスに時間がかかるという問題を招いていた。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、データ幅を可変長で処理す
るマイクロプログラムを共通化して、処理効率の向上を
図ったプロセッサを提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、外部から供給
されるデータ幅を可変長で処理する命令を、可変処理の
内容が異なるそれぞれの命令に応じて、データの幅及び
入出力領域と可変処理の内容とをそれぞれ指定する指定
情報を備えた内部命令に変換する解読部と、この内部命
令の指定情報にもとづいて、データの入出力が行なわれ
るデータ格納部と、前記内部命令の指定情報にしたがっ
て前記データ格納部とのデータの入出力及びデータ幅の
可変処理をマイクロプログラムによって行なう命令実行
部とから構成される。

（作用） この発明のプロセッサにあっては、データ幅を可変長で
処理する命令を、内部命令の指定情報によりデータの幅
及び入出力領域と可変処理内容を指定して、マイクロプ
ログラムによって実行処理している。

（実施例） 以下図面を用いてこの発明の一実施例を説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係るプロセッサの構成を
示すブロック図である。このプロセッサはマイクロプロ
グラム制御によって命令の実行処理を行なうものである
。

第１図において、プロセッサは、命令デコード部１．内
部命令レジスタ３．マイクロプログラム格納部５．マイ
クロ命令レジスタ７を有している。

命令デコード部１は、外部から与えられるユーザ命令（
機械語命令）を解読して、このユーザ命令がプロセッサ
内で実行される命令形式の内部命令に変換するものであ
る。

ここで、第２図を参照して、この内部命令の構成を説明
する。

第２図は内部命令の構成を示す図である。内部命令は、
オペレーション（ＯＰ）フィールド、ソースレジスタ（
ＳＲＥＧ）フィールド、ディスティネーションレジスタ
（ＤＲＥＧ）フィールド。

１１値（ＩＭＭ）フィールド、　変位（Ｄ　ｌ５Ｐ）フ
ィールド、セグメント（ＳＥＧ）フィールドから構成さ
れる装置 ＯＰフィールドは、ユーザ命令の処理内容及び後述する
演惇器（ＡＬＵ）の演算と、演算を行なうオペランドデ
ータのビット幅を指定する情報が格納される領域である
。また、このＯＰフィールドは、内部命令に対応してマ
イクロプログラム格納部３に格納されているマイクロプ
ログラムの先頭アドレスを示す情報が格納される領域で
ある。

５ＲＥＧフイールドは、ソースとなるソースレジスタを
指定する情報と、ソースレジスタ内に格納されたデータ
の有効なビット幅及び拡張のモードを指定する情報が格
納される領域である。

ＤＲＥＧフィールドは、ディスティネーションとなるレ
ジスタを指定する情報と、ディスティネーションレジス
タ内に格納されたデータの有効なビット幅及び拡張のモ
ードを指定する情報が格納される領域である。

１ＭＭフィールドは、数値データを格納する領域であり
、ＤＩＳＰフィールドは、メモリアドレスの変位を表わ
す情報を格納する領域であり、ＳＥＧフィールドは、セ
グメント（データ領域、命令コード領域、スタック領域
）の区別を表わす情報を格納する領域である。

ここで、第１図に戻って、このように構成された内部命
令は、命令デコード部１からこの命令デコード部１に接
続されている内部命令レジスタ３に供給されて格納され
る。また、内部命令を構成づるＯＰフィールドに格納さ
れた情報はマイクロプログラム格納部５に供給される。

マイクロプログラム格納部５は、内部命令に対応したマ
イクロ命令を格納するものであり、命令デコード部１か
ら出力される内部命令のＯＰフィールドの情報にしたが
って、内部命令に対応したマイクロ命令が読出される。

読出されたマイクロ命令は、マイクロプログラム格納部
５に接続されたマイクロ命令レジスタ７に格納される。

ここで、第３図を参照して、マイクロプログラム格納部
５から読出されるマイクロ命令のフォーマットを説明す
る。

第３図はマイクロ命令のフォーマットを示す図である。

マイクロ゛命令は、オペレーション（○Ｐ）フィールド
、バス１コントロールフイールド、バス２コントロール
フイールド、エンド（Ｅ）フィールドから構成されてい
る。

ＯＰフィールドは、ＡＬＵの動作と演算のビット幅を指
定する情報を格納する領域である。

バス１コントロールフイールドは、ＳＲ１フィールドと
ＤＲ１フィールドとの２つのサブフィールドで構成され
ている。ＳＲ１フィールドは、ソースレジスタを指定し
、ＤＲ１フィールドはディスティネーションレジスタを
指定する情報を格納する領域である。例えば、バス１を
用いてデータをレジスタＡからレジスタＢへ転送するに
は、ＳＲ１フィールドでレジスタＡを、ＤＲ１フィール
ドでレジスタＢを指定すればよい。

バス２コントロールフイールドは、バス１コントロール
フイールドと同様に、ＳＲ２フィールドとＤＲ２フィー
ルドとの２つのサブフィールドで構成されており、ＳＲ
２フィールドはソースレジスタあるいはＡＬＵを、ＤＲ
２フィールドはディスティネーションレジスタを指定す
る情報を格納する領域である。例えば、バス２を用いて
、ＡＬＵの演算結果をレジスタＡに転送する場合には、
ＳＲ２フィールドでＡＬＵを、ＤＲ２フィールドでレジ
スタＡを指定すればよい。

Ｅフィールドは、１つのユーザ命令に対応した一連のマ
イクロプログラムの終了を制御する情報を格納する領域
であり、このＥフィールドに“終了”の指定があると、
次のユーザ命令が取り込まれる。

第１図に戻って、プロセッサは、さらに、マイクロデコ
ード部９．セレクタ１１．汎用レジスタ群１３を有して
いる。

マイクロデコード部９は、マイクロプログラム格納部５
から読出されてマイクロ命令レジスタ７に格納されたマ
イクロ命令を解読するものである。

マイクロ命令が解読されると、マイクロ命令に応じた制
御信号がセレクタ１１に供給される。

セレクタ１１は、解読されたマイクロ命令に応じてマイ
クロデコード部９から供給される制御信号によって、直
接指定あるいは間接指定を選択するものである。すなわ
ち、マイクロ命令レジスタ７に格納されたマイクロ命令
のＳＲＩフィールドに、ユーザが指定したソースレジス
タを間接的に指定するというＹＳコードが格納されてい
ると、このＹＳコードはマイクロデコード部９によって
解読され、このＹＳコードに対応した制御信号により、
セレクタ１１は間接指定を選択する。このように、ＳＲ
Ｉフィールドによって、間接指定が選択されると、内部
命令の５ＲＥＧフイールドの情報がセレクタ１１を介し
て汎用レジスタ１３に供給される、。

さらに、マイクロ命令のＳＲ２フィールドに、ＹＳコー
ドが格納されている場合にも、セレクタ１１は間接指定
を選択して、内部命令の５ＲＥＧフイールドの情報がセ
レクタ１１を介して汎用レジスタ１３に供給される。

また、マイクロ命令のＤＲ２フィールドに、ディスティ
ネーションレジスタを間接的に指定するというＹＤコー
ドが格納されていると、このＹＤコードに対応した１Ｉ
Ｊ１１１信号によって、セレクタ１１は間接指定を選択
する。ＤＲ２フィールドによって間接指定が選択される
と、内部命令のＤＲＥＧフィールドの情報がセレクタ１
１を介して汎用レジスタ１３に供給される。

さらにまた、マイクロ命令のＳＲ２フィールドにＡＬＵ
を直接指定するＡＬＵコードが格納されている場合には
、セレクタ１１は直接指定を選択して、ＳＲ２フィール
ドに格納されたＡＬＵコードがＡＬＵに供給される。

汎用レジスタ群１３は、オペランドデータ等を格納した
各種のレジスタで構成されており、ソースあるいはディ
スティネーションとなるレジスタは、内部命令の５ＲＥ
ＧフイールドあるいはＤＲＥＧフィールドの情報によっ
て、この汎用レジスタ群１３の中から選択される。

第２図は第１図に示したプロセッサにおけるデータの拡
張命令を実行する命令実行部の構成を示すブロック図で
ある。この命令実行部は、上述した汎用レジスタ１３．
データ拡張部１５．演算器（ＡＬＵ）１７．ＡＳＬレジ
スタ１９．ＡＤＬレジスタ２１．バス１及びバス２を有
している。

データ拡張部１５は、汎用レジスタ群１３の中から選択
されたレジスタに格納され読出された所定ビット幅のデ
ータを拡張（ゼロ拡張、サイン拡張）するものである。

拡張されたデータは３２ビツト幅のデータの転送路とな
るバス１あるいはバス２に供給される。

すなわち、データ拡張部１５は、内部命令の５ＲＥＧフ
イールドによって汎用レジスタ１３の中から選択された
レジスタから読出され、５ＲＥＧフイールドによって指
定されたビット幅のデータを、５ＲＥＧフイールドの拡
張モードに応じて、３２ビツトに拡張してバス１あるい
はバス２に供給する。

この時に、拡張モードがゼロ拡張の場合には、“０”を
拡張して、サイン拡張の場合には最上位ビットを拡張し
て３２ビツトにする。また、マイクロ命令のＳＲ１フィ
ールドのＹＳコードによって５ＲＥＧフイールドが間接
指定されると、拡張されたデータはバス１に読出され、
ＳＲ２フィールドのＹＳコードによって５ＲＥＧフイー
ルドが間接指定されると、拡張されたデータはバス２に
読出される。

ＡＬＬＪ１７は、バス１あるいはバス２からＡｓＬレジ
スタ１９に与えられて一時的保持されたデータと、バス
１あるいはバス２からＡＤＬレジスタ２１に与えられて
一時的に保持されたデータの各種演算動作を行なうもの
である。このＡＬＵＩ７の演算結果はバス２に出力され
る。

すなわち、マイクロ命令のＳＲ２フィールドにＡＬＵコ
ードが格納されていると、セレクタ１１により直接指定
が選択され、ＡＬＵコードがＡＬＬＪ１７に供給されて
、ＡＬｔＪ１７の演算結果がバス２に出力される。バス
２に出力された演算結果は、マイクロ命令のＤＲ２フィ
ールドに格納されたＹＤコードによって選択された内部
命令のＤＲＥＧフィールドで指定されレジスタに、ＤＲ
ＥＧフィールドで指定されたビット幅だけ格納される。

この時に、ＤＲＥＧフィールドの拡張モードにかかわら
ず、格納されるレジスタ中の指定されたビット幅以外の
ビットは不変とする。

以上説明したように、この発明の実施例は構成されてお
り、次にこの実施例の作用を説明する。

まずはじめに、汎用レジスタ群１３中のレジスタＡに格
納されている３２ビツトのデータのうち、下位１６ビツ
トを３２ビツトにサイン拡張して、汎用レジスタ群１３
中のレジスタＢに格納するというユーザ命令■の実行処
理について説明する。

このようなユーザ命令■が命令デコード部１により解読
されると、このユーザ命令■に対応した内部命令が内部
命令レジスタ３に格納される。この内部命令は、その５
ＲＥＧフイールドに、レジスタＡの下位１６ビツトのサ
イン拡張を示す情報（例えばＡＲＥＧＡＷというコード
）が格納される。これに、内部命令のＤＲＥＧフィール
ドに、サイン拡張された３２ビツトのデータのレジスタ
Ｂへの格納を示す情報が格納される。

また、内部命令のＯＰフィールドによって、内部命令に
対応したマイクロプログラムがマイクロプログラム格納
部２から読出されて、マイクロ命令レジスタ７に格納さ
れる。このマイクロ７１コグラムは、 −、Ｙ　Ｓ　、　Ａ　Ｓ　Ｌ　、　＋＋、　−、−ＭＯ
ＶＥ、＋＋、−＋、ＡＬＵ、ＹＤ、ＥＮＤで表わされる
。ここで、□は無指定とする。

第１ステツプのマイクロ命令では、ＳＲ１フィールドの
ＹＳ指定によって、内部命令の５ＲＥＧフイールドが間
接指定される。これによって、レジスタＡから格納され
たデータのうち下位１６ビツトが読出されて、データ拡
張部に与えられ、３２ビツトにサイン拡張されてバス１
に読み出される。この読出されたデータは、ＤＲ１フィ
ールドのＡＳＬ指定によって、ＡＳＬレジスタ１９に格
納される。

次に、第２ステツプのマイクロ命令では、そのＯＰフィ
ールドのＭＯＶＳ指定によってＡＳＬレジスタ１９に格
納されたデータをＡＬＵ１７を通しそのままバス２に出
力される。そして、ＳＲ２フィールドのＡＬＵ指定によ
ってバス２上に出力されたＡＬＵ１７の出力を選択し、
ＤＲ２フィールドのＹＤ指定によって、内部命令のＤＲ
ＥＧフィールドが間接指定されて、バス２に出力された
データの３２ビツトすべてがレジスタＢに格納される。

このようにして、ユーザ命令■が処理される。

次に、汎用レジスタ群１３の中のレジスタＡに格納され
た３２ビツトのデータのうち、下位８ビツトを３２ビツ
トにサイン拡張して、汎用レジスタ群１３中のレジスタ
Ｂに格納するというユーザ命令■の実行処理について説
明する。

このようなユーザ命令■が命令デコード部１により解読
されると、このユーザ命令■に対応した内部命令が内部
命令レジスタ３に格納される。この内部命令には、その
５ＲＥＧフイールドに、レジスタＡの下位８ビツトのサ
イン拡張を示す情報（例えばＡＲＥＧＡＢというコード
）が格納される。さらに、内部命令のＤＲＥＧフィール
ドに、サイン拡張された３２ビツトのデータのレジスタ
Ｂへの格納を示す情報が格納される。

これにより、この内部命令に対応したマイクロプログラ
ムは、拡張されるデータを格納したレジスタ及び拡張さ
れるデータのビット幅と拡張モードが、内部命令の５Ｒ
ＥＧフイールド及びＤＲＥＧフィールドによって指定さ
れるので、上述したマイクロプログラムと同様のマイク
ロプログラムとなる。

したがって、ユーザ命令■とユーザ命令■とは同じマイ
クロプログラムで実行処理することができるようになり
、マイクロプログラムが共通化できる。なお、この実施
例では、データの拡張の場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、レジスタ内のデータを可変
長のビット幅で処理する例えば縮少の場合にあっても、
同様にマイクロプログラムを共通化できることは勿論で
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、データ幅を可
変長で処理する命令を、内部命令の指定情報によりデー
タの幅及び入出力領域と可変処理の一内容を指定して、
マイクロプログラムによって実行処理しているので、デ
ータの幅及び入出力領域と可変処理の内容が異なる命令
を、同一のマイクロプログラムで実行処理することがで
きる。この結果、データ幅を可変長で処理する命令を実
行処理するマイクロプログラムを共通化して、処理効率
を向上させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るプロセッサの構成を
示すブロック図、第２図は内部命令の構成を示す図、第
３図はマイクロ命令の構成を示す図、ｖ１５４図は第１
図のプロセッサの命令実行部の構成を示すブロック図で
ある。 （図の主要な部分を表わす符号の説明）１・・・命令デ
コード部 ５・・・マイクロプログラム格納部 １３・・・汎用レジスタ鮮 １５・・・データ格納部 １７・・・演算器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外部から供給されるデータ幅を可変長で処理する命令を
   、可変処理の内容が異なるそれぞれの命令に応じて、デ
   ータの幅及び入出力領域と可変処理の内容とをそれぞれ
   指定する指定情報を備えた内部命令に変換する解読部と
   、 この内部命令の指定情報にもとづいて、データの入出力
   が行なわれるデータ格納部と、 前記内部命令の指定情報にしたがつて前記データ格納部
   とのデータの入出力及びデータ幅の可変処理をマイクロ
   プログラムによつて行なう命令実行部と、 を有することを特徴とするプロセッサ。