WO1981000474A1 - Computer pipe line control system - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称

計算機のハ°ィ プ ラ イ ン制御方式

技術分野

本発明は計算機のハ° ィ プラ ィ ン制御方式に関する 冃 示技術

一般に、 電子計算機をハ°ィ プラ イ ン制御方法を用 い て制御する場合には、 第 1 図に示す よ う に、 基準 ク ロ ッ ク サ イ ク ル t 0 ， t l ， t 2 , ..' t 6 に よ る時間 経過に従っ て、 命令 1 ¾い し命令 1 3 が処理ス テ ー ジ I し処理ス テ ー ジ YIを順次移動する 。 例えば 処理ス テージ I においては命令の取出 し力 s 処理サ ィ ク ル I a ， I b l , I b 2 に よ っ て、 処理ス テー ジ II においては命令の解読が処理サ イ ク ル D , R に よ つ て、 処理ス テ ー ジ ！ [ においてはオ ペ ラ ン ド の取出 し が処理サイ クル A , B 1 ， B 2 に よ っ て、 処理ス テ ー ジ IVにおいては作業の実行が処理サ イ ク ル E 1 ， E 2 ； E 2 Dによって、 処理ス テージ Vにおいては作 業結果のチ ； ッ クが処理サイ クル C K に よ っ て、 ま た、 処理ス テ ー ジ Wにおいては作業結果の格納が処 理サ イ ク ル に よ つ てそれぞれ行われる。

ハ°ィ プ ラ イ ン制御方式におい ては、 第 2 図に示す よ う に、 1 つ の処理フ ロ ーは、 処理サ イ ク ル の一連 に よ っ て形成される 。 該処理サイ クルの一違は、 デ

OMPI

V/IPO コ ー ド サ イ ク ル D、 読出 しサ イ ク ル R 、 ァ ド レ ス計 算サ イ ク ル A、 オ ペ ラ ン ド取出 しサ イ ク ル Β 1 , Β 2 作業実行サ イ ク ル E l , E 2 、 作業結果のチ ヱ ッ ク のサ イ ク ル C K：、 および作業結果の書込みサ イ ク ル W力 ら成る 。 これ らの処理サ イ ク ルは フ エ.ィ ズに分 れて お ]? 、 D ， R 力 フ エ イ ズ — 1 ， A , B 1 がフ エ イ ズ ー 2 , B 2 ， E l :^ フ ェ イ ズ - 3 ， E 2 がフ エ ィ ズ - 4 , C Kか *フ ェ イ ズ - 5 ， Wカ フ エ イ ズ - 6 にそれぞれ包含される 。 こ の処理フ ロ ーは、 命令レ ジ ス タ INS REG ， 制御情報蓄積部 C S , フ ェ ィ ズ- 1 の タ グ レ ジ ス タ PH · 1 TAG ， フ ェ イ ズ - 2 の タ グ レ ジ ス タ ΡΗ· 2 TAG , フ ェ イ ズ - 3 の タ グ レ ジ ス タ ΡΗ·3

TAG , フ ェ イ ズ - 4 の タ グ レ ジ ス タ ΡΗ·4 TAff ， フエ イ ズ - 5 のタグ レ ジ ス タ ΡΗ· 5 TAG によって作動させ られる o ' '

命令の実行に必要 ¾ タ グ デー タは制御情報蓄積部 C S に蓄積されてお ])、 命令の実行に際 して命令レ ジ ス タ INS REG の デ ー タ に よ U 制御情報蓄積部 C S か ら順次読み出されてタ グ レ ジ ス タ群に供給される 第 2 図に示される従来形のハ°ィ プラ ィ ン制御方式 の作業が第 3 図に図解される 。 いま、 2 つ の作業フ

Ρ ( f 1 お よび ί 2 )力 ら成る 1 つの作業が、 1 つ の命令について、 実行される も のと する 。 このと き には、 た とえ同一の作業流れ、 例えばム ープ · キ ヤ

ΟΜΡΙ ラ ク タ （MVC ) を繰返 し実行する場合で も、 後続する 作業フ ロ ー ごと に毎回、 所定のタ グ PH ' l TAGをフエ イ ズ - 1 ΡΗ · 1 において発生する。 しか しなが ら、 一 つの命令が終了 し、 別の命令に よ る他の作業を行う 場合には、 該他の作業のためのタ グデー タ ·を制御蓄 積部 （CS ) から取出してタ グ レ ジ ス タ に供給する こ と が必要である 。 それゆえ、 一つの命令を別の命令に 切換える場合には、 ま ず、 先に用い られていたタ グ を撤去 し、 しかる のちに新しいタ グを導入する手順 が必要にな ]? 、 その手順を行う 場合には、 余分な作 業フ 口 一 ( f 2 を実施 しなければ ¾ らないこ と に ]？、 そのための余分の時間を必要とする。 その理由 は、 次回の命令への切換えの決定は現命令の最後の 作業フ ロ ー の フ ェ イ ズ - 2 において確立されるが、 該フ ェ イ ズ - 2 においては次回の作業フ ロ ー ： f 2 'の フ ェ イ ズ - 1 が既に開始されて しま っ ているからで ある 。 それゆえ、 第 2 図の方式においては装置全体 の動作速度が低下する と い う 問題点があ る。

本発明は従来形における この よ う ¾問題点を解決 し ょ う と して提案されたも のである。

発明の閧示

本発明の主な 目的は、 計算機のハ°ィ プラ イ ン制御 に際 して、 1 つの命令か ら別の命令に切換える場合 における余分 動作フ ロ ー を除去 しハ° ィ プ ラ イ ン 式

ΟΜΡΙ 計算機シ ス テ ム の動作速度を向上させる こ と にある 本発明におい ては、 処理の流れが複数個の処理ス テ一 -クを通 i? 順次進行する よ う に し、 該処理ス テ ー ジの各個に所定のタ グデー タが与え られて該処理ス テ一 ジにおいて処理が同時的に行われ、 そ-れに よ ]) 複数の処理の流れが時間.遅れを保っ て順次進行する よ う にされた計算機のハ°ィ プラ ィ ン制御方式におい て、 同一のタ ク'デー タ に .も とづ く 処理の流れを反復 実行するために、 作業フ ロ ー の第 1 の シ ー ケ ン スを 実行する過程において複数のタ グ レ ジス タ に所定の タ グデータ を蓄積 し、 同一の作業フ ロ ーが反復され る作業フ ロ ーの第 2 以降の シ ー ケ ン スを実行する過 程におい ては、 必要 タ グを該タ グ レ ジ ス タ に蓄積 されたタ グ の中カゝ ら選択 し、 第 1 の フ ェ イ ズを実行 する こ と ¾ く 第 2 の フ ェ イ ズか ら実行開始する こ と を特徵とする計算機のハ°ィ プラ イ ン制御方式が提供

^ ^しる

図面の簡単る説明

第 1 図は電子計算機のハ°ィ ブ ラ ィ ン制御動作を概 略的に示す動作系列図、

第 2 図は従来形のハ°ィ プラ イ ン制御動作を説明す るための タ グ レ ジ ス タ系列の図、

第 3 図は第 2 図のタ グ レ ジ ス タ系列の動作を説明 する動作系列図、

Ο ΡΙ _ 第 4 図は本発明の一実施例 と してのハ°ィ プラ イ ン

制御方式に用い られる タ ダ レ 'ク ス タ 系列の図、

第 5 図は第 4 図のタ グ レ ジ ス タ系列の動作を説明

する動作系列図であ る。

発明を実施するための最良の形態 - 本発明の一実施例が第 4 図および第 5 図に よ つて

図解される 。 ハ°ィ プラ イ ン制御方式の 1 つのォペ レ

ー シ ョ ンにおける処理サ イ ク ル の一連が第 4 図に示

される 。 該処理サ イ ク ル の一違はデ コー ド、サ イ ク ル

D、 読出 しサ イ ク ル R 、 ア ド レ ス計算サ イ ク ル A 、

オ ペ ラ ン ド取出 しサ イ ク ル B 1 ， B 2 、 作業実行サ

ィ ク ル E l , E 2 、 作業結果のチ ヱ ッ ク サ イ ク ル CK、 および作業結果の書込みサ イ ク ル Wか ら成る 。 これ

らの処理サ イ ク ルは フ ェ イ ズ に分れてお 、 D , R

がフ ェ イ ズ - 1 (ΡΗ·1 )、 A , Β 1 がフ ェ イ ズ一 2

(ΡΗ·2) 、 B 2 ， E l 力 フ エイ ズ - 3 (ΡΗ·3)、 Ε 2 力； フ ェ イ ズ 一 4 (ΡΗ·4)、 C Κカ∑フ ェ イ ズ - 5 (ΡΗ'5)、

Wがフ ェ イ ズ - 6 (ΡΗ· 6)にそれぞれ包含される 。 こ

の作業は、 命令レ ジ ス タ INS REG、 制御情報蓄積部

C S 、 フ ェ イ ズ - 1 の タ グ レ ジ ス タ ΡΗ·1 TAG、 フ ェ

ィ ズ - 2 の タ グ レ ジ ス タ ΡΗ·2 TAG l , ΡΗ·2 TAG

Μ.2 ， 選択制御器 SEL C0NT ， 選択器 SEL ， フ ェイ ズ- 3 の タ グ レ ジ ス タ PH · 3 TAG ， フ ェ イ ズ - 4の タ グ レ ジ

ス タ ΡΗ·4 TAG , フ ェ イ ズ - 5 の タ グ レ ジ ス タ ΡΗ·5 TAG 一 O PI― .ヽ Λ VvIPO― « に よ っ て作動させられる 。 フ ェ イ ズ - 2 の タ グ レ ジ ス タは、 および 2 と して、 複数個設け られて お ]? 、 選択制御器 SEL CONT の出力信号に よ ]? 制御さ れる選択器 SEL に よ D選択される 。

第 4 図の作業の 1 例が第 5 図に示される-。 1 つの 作業が 2 つの作業フ ロ ー f 11 ， f 12 か ら成る もので ある と き、 フ ェ イ ズ - 1 のタグは レ ジ ス タ PH'l TAG に書込まれ、 フ ェ イ ズ - 2 のタ グは 2 つの フ ロ ー

f 11 ， ί12 に対応 してそれぞれレ ジ ス タ ΡΗ·2 TAG

ί 、 レ ジ ス タ ΡΗ · 2 TAG ·ζ¾ 2 に書込まれる。 作業の フ ロ ーはフ ェ イ ズ - 1 い しフ ェ イ ズ - 5 へと順次 実施され、 作業の終了状態が検知される ま で反復さ れる 。 最初の シ ー ケ ン スである作業フ ロ ー fll , ί 12 が実行された後、 作業指令に変化が無ければ次 回のシ ー ケ ン スである作業フ ロ ー ： f 21 , f 22 が作業 フ ロ ー f ll ， f 12 と 同様に反復される 。 こ の場合に 作業フ ロ ー f21 においては、 フ ェ イ ズ - 2 のタグ と しては ΡΗ·2 TAG 1 が使用 さ れ、 フ ロ ー は フ エ イ ズ - 2 の ァ ド レ ス 計算 サ イ ク ル A 力 ら開始さ れる 。 す ¾わち フ ェ イ ズ - 1 の デ コ ー Pサ イ ク ル D および読出 しサ イ ク ル R は省略される 。 作業フ ロ ー ί 22 においては、 フ ェ イ ズ - 2 のタ グ と しては Ηϊ·2 TAG 2 が使用され、 フ ロ ーは フ ェ イ ズ - 2 のァ ド レ ス計算サ イ ク ル A か ら |¾始される 。 すなわちフ エ ο: ill ィ ズ - 1 のデ コ ー ドサ イ ク ル D お よ び読出 しサ イ ク ル R は省略される 。 命令が別の命令に切換えられた 場合にはフ ロ ー ί 3 が実施される 。 フ ロ ー ί 3 にお いては、 前の作業フ ロ ーが反復されている間は、 該 反復される フ ロ ーにおいては空白の状態であ る フ エ ィ ズ - 1 において フ ェ イ ズ - 1 タ グ ΡΗ· 1 TAGを用 いて、 次回のタ グの取出 しを行う 。 フ ロ ー ί 3 にお いては、 前の作業の終'了状態が検知される までは、 デ コ ー ドサ イ ク ル D お よ び読出 しサ イ ク ル R が反復 されるが、 前の作業の終了状態が検知される と直 ち に、 別の作業フ ロ ^の切換えが行われ、 デコー ド サ イ ク ル D および読出 しサ イ ク ル R に引続 く ァ ド レ ス計算サ イ ク ル Α以後のサ イ ク ル が実施される。 例 えば、 フ ロ ー ί22 の フ ェ イ ズ - 2 において反復の終 了が検出された と きは、 該フ 口 一 ： f 22 の フ ェ イ ズ- 2 に引続いて次回の フ ロ ー ： f 3 の フ ェ イ ズ - 2 が直ち に開始される 。 すなわち、 従来形であ る第 3 図の動 作における よ う な余分な作業フ 口 一 {ί2' ) を実施す る こ とが無 く なる 。 それに よ ハ。ィ プ ラ イ ン式計算 機シ ス テ ム の動作速度の低下が防止される 。

フ ェ イ ズ -2 の タ グ の選択は選択制御器 SEL CONT， 選択器 SEL に よ ]9 行 う が、 該選択は フ ェ イ ズ -2 の タ グ中の選択ビ ッ ト を用いて行う ほか、 選択制御器

SEL CONT に印加される選択修正信号 S S を用いて行

Ο ΓΙ 職 う こ と がで き る。 ま た、 フ ェイ ズ -2 の タグの数は l ， 2 の 2 個のみに限定される こ と く 、 3 個 以上を用いる こ と がで き る 。

OMPI _

Claims

請 求 の 範 囲

1. 処理の流れが複数個の処理ス テー ジを通 順 次進行する よ う に し、 該処理ス テ ー ジ の各個に所定 のタ グデー タが与え られて該処理ス テー ジにおいて 処理が同時的に行われ、 それに よ 複数の処理の流 れが時間遅れを保って順次進行する よ う にされた計 算機のハ°ィ プラ イ ン制御方式において、 同一のタ ク、 デー タ に も とづ く 処理の流れを反復実行するために 作業 フ ロ ー の第 1 の シー ケ ンスを実行する過程にお いて複数のタ グ レ ジ ス タ に所定のタ グデー タ を蓄積 し、 同一の作業フ P —が反復される作業フ Π — の第 2 以降のシ ー ケ ン スを実行する過程においては、 必 要な タ グを該タ グ レ ジス タ に蓄積された タ グの中 か ら選択 し、 第 1 の フ ェ イ ズを実行する こ と ¾ く 第 2 の フ ェ イ ズから実行開始するこ と を特徵 とする計算 機のハ°ィ プ ラ イ ン制御方式。

2. 第 2 フ ェ イ ズ の タ グ レ ジ ス タ が複数個設け ら れ、 該複数個のタ グ レ ジ ス タ が選択器に よ ]?選択さ れる請求の範囲第 1 項記載の計算機のハ°ィ プラ イ ン 制御方式。