DE2907181A1

DE2907181A1 - Befehlssatz-modifizierregister fuer einen datenprozessor

Info

Publication number: DE2907181A1
Application number: DE19792907181
Authority: DE
Inventors: Stanley Edward Groves
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1979-09-20
Also published as: US4236204A; DE2907181C2; SG18684G; FR2420169A1; MY8500495A; GB2016755B; JPS54127243A; JPS5933553U; HK66884A; FR2420169B1; GB2016755A

Description

2907181 DiPK-PHyS₁O-E. Weber ? ds München 71

Patentanwalt Hofbrunnstraße 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber münchen

M 1049

MOTOROLA INC.
East Algonquin Road
Schaumburg, 111. 60196
USA

Befehlssatz-Modifizierregister für einen Datenprozessor

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Die Erfindung betrifft allgemein einen Prozessor für ein Datenverarbeitungssystem und bezieht sich insbesondere auf ein Befehlssatz-Modifizierregister, welches unter einer Programmsteuerung geladen werden kann und welches die Ausführung von mehr als einem Befehlssatz durch den Prozessor ermöglicht, indem dieselbe Befehlsdekodierschaltung und dieselbe Befehlsausführungs-Steuerlogikschaltung verwendet werden.

In einem Datenverarbeitungssystem werden die grundlegenden logischen und arithmetischen Maßnahmen in form von Rechenoperationen durch einen Prozessor durchgeführt. Zu diesem Zweck ist in dem Prozessor eine Anzahl von Registern und logischen Schaltungen vorgesehen. Die Register werden dazu verwendet, eine Information (Daten und Befehle) aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben. Die entsprechende Information wird durch den Prozessor verwendet. In einem typischen Prozessor sind verschiedene unterschiedliche Register vorhanden. Beispielsweise wird in einem als Akkumulator bezeichneten Register das Ergebnis einer logischen oder einer arithmetischen Operation vorrübergehend gespeichert oder es werden auch Daten vorrübergehend gespeichert. Ein Programmzähler speichert die Adresse des nächsten Befehls, der ausgeführt werden soll. Ein Befehlsregister speichert den Befehlscode (auch al» Operationscode bezeichnet) der ein Teil eines Befehlswortes sein kann, wobei der vom Prozessor gerade ausgeführte Befehl angesprochen ist. Ein Adressenregister oder ein Datenzähler speichert den Operandenteil eines gerade ausgeführten Befehls. In der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff "Befehl" dazu verwendet, speziell den Befehlscode oder den Operationscodeteil eines Befehls anzusprechen.

Um einen Prozessor in die Lage zu versetzen, daß er die gewünschten arithmetischen und logischen Operationen ausführen

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kann, xcLrd der Prozessor mit der Möglichkeit ausgestattet, einen bestimmten Befehlsvorrat von einzelnen Befehlen ausführen zu können, der auch als Befehlssatz bezeichnet wird. Einzelne Befehle werden durch den Prozessor ausgeführt, um solche Operationen durchführen zu können. Beispielsweise wird Information in ein Register gespeichert, es wird Information zwischen Registern oder zwischen Registern und dem Speicher übertragen, es wird der Inhalt von zwei Registern verglichen usw. Solche Befehle werden auch als Makrobefehle bezeichnet, da die Ausführung eines solchen Befehls durch den Prozessor eine Anzahl von Teiloperationen enthält, die auch als Mikrobefehle bezeichnet werden. Während der Ausführung eines einzelnen Befehls treten verschiedene logische Verknüpfungsglieder in Funktion, die unter der Steuerung einer entsprechenden Steuerschaltung in genau vorgegebener Folge geöffnet und/oder geschlossen werden können, um die von einem Befehl vorgegebene Makrooperation auszuführen. Das Öffnen und das Schließen jedes logischen Verknüpfungsgliedes kann einzeln als ein Mikrobefehl angesehen xverden.

Es ist für einen Prozessor sehr vorteilhaft, wenn er die Möglichkeit hat, einen Befehlssatz für einen anderen Computer zusätzlich zu seinem eigenen Befehlssatz auszuführen. Normalerxireise wird der Prozessor mit einem einzigen Befehlssatz betrieben, der einer Anzahl von individuellen Operationscodewörtern enthält, von denen jedes eine bestimmte Kombination der Binärziffern 1 und O aufweist, und zwar in Abhängigkeit davon, welche Befehlsdekodierschaltung und welche Befehlsausführungs-Steuerschaltung vorhanden ist, um alle einzelnen Mikrobefehle auszuführen, die zur Durchführung eines bestimmten Befehls erforderlich sind. Eine bekannte Vorgehensweise, die als Mikroprograiamierung bezeichnet wird, ermöglicht es einem Prozessor, Befehlssätze von verschiedenen Computern auszuführen. Beispielsweise verwendet das IBM-System/360 und das IBM-System/370 eben-

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so wie andere bekannte Computersysteme ein spezielles Programm, welches als Mikroprogramm bezeichnet wird, um eine Mehrzahl von einzelnen Mikrobefehlen auszuführen, welche zusammen einen grundlegenden Makrobefehl bilden. In Reaktion auf einen vorgegebenen Makrobefehl wird ein spezieller Prozessor-Speicher, der als Steuerspeicher zu bezeichnen ist, angesteuert, und ein Mikroprogramm, welches dem Makrobefehl entspricht, gelangt zur Ausführung, wobei jeder der Mikrobefehle dazu dient, die gewünschte Operation der Befehlsausführungs-Steuerlogikschaltung zu steuern. Auf diese Weise können beispielsweise bei dem Computer IBM 1401 die Befehle auf einem Computer IBM, System/560 oder System/370 ausgeführt werden.

Es dürfte einleuchtend sein, daß die Möglichkeit eines Prozessors, einen anderen Prozessor durch die Ausführung des Befehlssatzes des anderen Prozessors zu ersetzen, einen großen Teil der Flexibilität und Vielseitigkeit eines Computersystems darstellt, was schließlich zu erheblichen Einsparungen beim Benutzer eines solchen Systems führen kann.

Die Vorteile für den Benutzer eines Datenverarbeitungssystems, welches derartige Fähigkeiten aufweist, wobei auch die für ein anderes Computersystem geschriebenen Programme verwendbar sind, vermeidet somit die Notwendigkeit, einen oft erheblichen Aufwand für die Änderung von Programmen zu treiben.

Während die Technik der Mikroprogrammierung in einer Anzahl von Großrechnern ebenso wie bei Minicomputern verwendet wurde, ist sie für Mikrocomputer nicht geeignet, bei denen der für einen Steuerspeicher erforderliche Raum bei der begrenzten Fläche auf einem Halbleiterplättchen praktisch nicht zur Verfugung steht.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prozessor der eingangs erläuterten Art zu schaffen, welcher zwei oder mehr Befehlssätze verarbeiten kann und dennoch auf einem Halblexterplattchen bei einer integrierten Großschaltung nur ein Minimum an Raum benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß bei außerordentlich geringem Platzbedarf in einer integrierten Schaltung mehr als ein Befehlssatz ausgeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist weiterhin den Vorteil auf, daß kein platzraubender Steuerspeicher vorhanden ist, um mehrere Befehlssätze verwenden zu können.

In vorteilhafter Weise wird gemäß der Erfindung ein Befehlssatz -Modifizierregister verwendet, um die Arbeitsweise des Prozessors von einem Befehlssatz auf einen anderen Befehlssatz umschalten zu können. Dieses Befehlssatz-Modifizierregister arbeitet programmgesteuert.

Es wird gemäß der Erfindung bei einer integrierten Schaltung, insbesondere bei einer integrierten Großschaltung, für einen Mikroprozessor, der mehr als einen Befehlssatz verarbeiten kann, nur außerordentlich wenig Baum auf dem Halbleitermaterial verwendet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß ein Befehlssatz-Modifizierregister vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Zuständen annehmen kann, von denen jeder einem bestimmten Befehlssatz entspricht,

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daß die Befehlsdekodier-Steuerschaltung (41) auf das Befehlssatz-Modifizierregister anspricht, um vorgegebene Leitungen aus einer Mehrzahl von Steuerleitungen zu aktivieren, wenn eines aus einer Mehrzahl von verschiedenen Befehlsworten, die jeweils aus verschiedenen Befehlssätzen stammen und einen Befehl darstellen, welcher den Befehlssätzen gemeinsam ist, in dem Befehlsregister abgespeichert ist, vorausgesetzt, daß der Status des Befehlssatzes-Modifizierregisters dem Befehlssatz entspricht, welcher das entsprechende Befehlswort enthält.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Pig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, welche interne Datenschienen, programmierbare Register und logische Verknüpfungsglieder veranschaulicht, und

Fig. 2 ein detailliertes Logikdiagramm eines Teils des in der Pig. 1 dargestellten Blockschaltbildes.

Die Fig. 1 veranschaulicht in einem Blockdiagramm einen Prozessor, welcher interne Datenschienen, programmierbare Register und logische Verknüpfungsglieder aufweist. Das Blockschaltbild der Fig. 1 stellt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung des von der Firma Motorola unter der Typenbezeichnung 6800 vertriebenen Mikroprozessors dar, wobei in der Fig. 1 die Lehre der Erfindung veranschaulicht ist. Eine vollständige Beschreibung des Mikroprozessors 6800 ist in der US-PS 4 057 204 enthalten. Es wird hiermit ausdrücklich auf diese Druckschrift hingewiesen, und es wird der Inhalt dieser Druckschrift zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung erklärt.

Obwohl das Blockschaltbild der Fig. 1 in der US-PS 4 037 204 im einzelnen erläutert ist, sollen die wesentlichsten Teile dieser Anordnung hier nochmals dargelegt werden. Die Fig. 1 enthält eine Anzahl von Steuerfunktionsblöcken, beispielsweise eine Schienensteuerschaltung 11, eine Haltlogik 13, einen Taktgenerator 21, eine Logik zum erneuten Starten 35, eine Befehlsdekodiereinrichtung und eine Steuereinrichtung 41 sowie eine Unterbrechungslogikschaltung 45. Die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung oder Architektur des Prozessors läßt die wesentlichsten Verbindungswege zwischen den wichtigsten Funktionsblöcken erkennen.

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Der in der Fig. 1 dargestellte Mikroprozessor 10 hat vier 16-Bit-Register und vier 8-Bit-Register, welche dem Programmierer zugänglich sind. Die Programmzähler PCL und PCH, welche durch das Bezugszeichen 58 bzw. 66 bezeichnet sind, haben jeweils ein 2-Byte-Register, welches die laufende Programmadresse anzeigt. Ihr Inhalt wird nach der Ausführung eines Befehls auf den neusten Stand gebracht. Das Inkrementierregister INC, welches das mit INCL bezeichnete Register 36 und das mit INCH bezeichnete Register 40 aufweist, bringt die laufende Programmadresse während der Ausführung eines laufenden Befehls dadurch auf den neusten Stand, daß der Inhalt entsprechend erhöht oder vermindert wird. Es kann der Inhalt in den Programmzähler geladen werden, und zwar unabhängig von der Adressenschiene, und es kann dieses Register auch als Hilfsregister ebenso wie als Aufwärts-Abwärts-Zähler eingesetzt werden oder auch als Inkrementiereinrichtung, welche den Inhalt laufend erhöht oder vermindert, so daß mit diesem Register auch andere Register beeinflußt werden können, die an die Adressenschiene oder die Datenschiene angeschlossen sind. Die Stappelanzeige SP umfaßt die Anzeigeeinheiten 70 und 76, die mit SPL bzw. SPH bezeichnet sind, und stellt ein 2-Byte-Register dar, welches die Adresse des nächsten verfügbaren Speicherplatzes in einem externen Rückstellstappel darstellt.

Das mit T bezeichnete Zwischenregister 38 wird zur vorrübergehenden Datenspeicherung verwendet und kann Adressenbits höherer Ordnung aufnehmen. Das Indexregister IX enthält die Register 65 und 69, die mit IXL bzw. IXH bezeichnet sind, und stellt ein 2-Byte-Register dar, welches dazu verwendet wird, eine 16-Bit-Speicheradresse bei einer indizierten Speicheradressierung aufzunehmen.

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^g

Die 8=Bit-Akkumulatoren 82 und 77, die mit ACCA bzw. ACCB bezeichnet sind, werden dazu verwendet, Operanden and Ergebnisse τοπ der arithmetischen Logikeinheit 88 aufzunehmen„ Das Konditionscoderegister 85 zeigt sechs verschiedene Markierungen an: Hegative Zahl, ETuIl₅ Überlauf, Übertrag vom Bit 7_S Übertrag vom Bit 3 und Unterbrechungsmaskierung., Diese sechs Bits des Konditionscoderegisters werden als prüfbare Bedingungen für bedingte Verzweigungsbefehle verx-xendet«, Das Kondxtionscoderegister 85 enthält auch zx-rei nicht bezeichnete Bits«

Nachfoldend wird die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf das mit IE bezeichnete Befehlsregister 53? das mit ISMR bezeichnete Befehlssatz-Modifizierregister 100 soxfie au.<h die Befehlsdekodier-- und Steuerschaltung 41 näher beschrieben. Das Befehlsregister 53 ist ein 8-Bit-Hegister, welches verriegelt werden kann und die Information in Form einzelner Befehle enthält, die dem Hegister von der Datenschiene 37 zugeführt werden» Die Befehlsdekodier- und Steuerschaltung 41 erzeugt eine Anzahl von Steuersignalen, die über eine Anzahl von Leitungen geführt tirerden, die in der Steuersignalschiene 43 zusammengefaßt sind« Diese Leitungen sind über den gesamten Prozessor verteilt und mit den Registern, mit der arithmetischen Logikeinheit, mit den Schienen, mit den Steuerfunktionsblöcken sowie mit verschiedenen Kopplungs- und Pufferschaltungen verbunden, um die notwendige Information während der Ausführung eines vorgegebenen Befehls, der im Befehlsregister 53 enthalten ist, in der erforderlichen Weise zu steuern» Die genaue Schaltung ist aus der ÜS-PS 4 037 ersichtlich» Es wird insbesondere auf die !Figuren 3A-3N, 3P-3Z, 3AA-3OT und 3PP-3TT hingewiesen. Aus diesen Figuren und der zugehörigen Beschreibung sind die Schaltungsverbindungen zwischen der Befehlsdekodier- und -Steuerschaltung 41 und den verschiedenen Prozessorteilen ersichtlich, mit Ausnahme der Verbindungen zwischen der Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 und dem mit ISMR bezeichneten Befehlssatz-Modifizierregister 100. Diese Verbindungen werden unten anhand der Fig. 2 diskutiert.

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Aus der Pig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß das Befehlssatz-Modifizierregister 100 eine Information über die Datenschiene 57 aufnehmen kann, und zwar über den Zweig 95· Eine derartige Information dient dazu, eine binäre Zahl in das Register 100 zu laden, welche einen bestimmten Befehlssatz darstellt. Für jede einzelne Zahl, die in dem Register 100 gespeichert wird, ist es möglich, daß die Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 einen bestimmten vorgegebenen Befehl interpretiert, der als Teil eines anderen Befehlssatzes im Befehlsregister 53 enthalten ist. In seiner einfachen Ausführungsform kann das Register 100 ein I-Bit-Flip-Flop sein, dessen einer Zustand anzeigt, daß die in dem Befehlsregister 53 gespeicherten Befehle derart zu interpretieren sind, daß sie einem ersten Befehlssatz angehören, während der andere Zustand anzeigt, daß die aufgenommenen Befehle so zu interpretieren sind, daß sie einem zweiten Befehlssatz angehören.

Der bestimmte Status, auf den das Register 100 eingestellt ist, wird als entsprechendes Signal über die Schiene 101 der Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 zugeführt. Das Register 100 kann auch entsprechende Steuersignale von der Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 über die Schiene 102 erhalten.

Nachfolgend werden anhand der Fig. 2 der Aufbau und die Arbeitsweise des Befehlssatz-Modifizierregisters 100 beschrieben, und zwar insbesondere das Zusammenwirken dieses Registers mit dem Befehlsregister 53 und mit der Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41. Die Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 ist in der Pig. 2 durch eine gestrichelte Linie hervorgehoben, und sie enthält eine Befehlsdekodierlogik 111 sowie eine Befehlsausführungs-Steuerlogik 112. Eine Mehrzahl von Registern und Steuerleitungen 43, 102 und 23 für die arithmetische Logikeinheit, zwei Sätze von Ausgangsleitungen 141-148 sowie 151-158, ein Paar von ISMR-Ausgangsleitungen 140 und 150» eine Taktsignalschiene 25» eine

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Neustart-Logiksteuerleitung 37■> eine nicht maskierbare linterbrechungsleitung 47 (HMI) und eine Unterbrechungsanforderungsleitung 51 (TßQ)bilden Anpaßeinrichtungen und Verbindungseinrichtungen für die Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 und die übrigen Teile des Prozessors.

Innerhalb der Befehlsdekodierlogik 111 schneiden eine Viehlzahl von Leitungen 116 die ISME-Ausgangsleitungen 140 und 150 und die Iß™Ausgangsleitungen 141-148 sowie 151-158 und führen zu der Logikschaltung innerhalb der Befehlsausführungs-Steuerlogik 112, welche eine Folge von Ausgangssignalen über die Register und die Steuerleitungen 43, 23 und 102 für die arithmetische Logikeinheit erzeugen, um die Arbeitsweise der verschiedenen Register und xireiterer Teile der Steuerschaltung innerhalb des Prozessors in Reaktion auf die Inhalte der Einheiten IR und ISMR zu steuern. Die Leitungen 116 sind mit den Leitungen 140-148 und 150-158 an den Stellen verbunden, die beispielsweise in der Fig. 2 durch X veranschaulicht sind, wobei jede dieser Stellen einen Transistor darstellt, der durch die Zuführung eines Signals mit dem logischen Pegel 1 durchlässig wird, wobei dieses Signal über die Leitungen 140-148 oder 150-158 der Steuerelektrode zugeführt wird» Dieser Transistor wird gesperrt, wenn ein Signal, welches einer binären 0 entspricht, der Steuerelektrode zugeführt wird«

Ein repräsentativer Teil der Befehlsausführungs-Steuerlogik der Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 ist in der gestrichelten Umrandung 103 dargestellt und enthält ein UND-Glied 107, einen Inverter 108 sowie ein NAND-Glied 109» Es ist darauf hinzuweisen, daß der Logikschaltungsteil 103 nui* zur Veranschaulichung dargestellt ist, da normalerweise eine typische Prozessor-Befehlsdekodier-Steuerschaltung eine wesentlich größere Anzahl von logischen Verknüpfungsgliedern zvjischen der Befehlsdekodierlogik 111 und dem Ausgang der Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 aufweist. Es wird hierzu beispielsweise auf die US-PS 4 037 204,

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und zwar insbesondere auf die Fig. 3 hingewiesen. Aus dieser Druckschrift ist eine typische Befehlsdekodier-Steuerschaltung bekannt.

Das Register 53 wird zweckmäßigerweise in Form einer Mehrzahl von bistabilen Verriegelungen oder Flip-Flops ausgebildet, wobei jeweils für ein Bit eine entsprechende bistabile Anordnung vorgesehen ist, wobei über die Leitungen 121-128 ein Befehlswort zugeführt wird. Das Register 53 empfängt als Steuereingangssignal ein Unterbrechungsantwortsignal über die Leitung 47' ebenso wie Steuersignale von der Befehlsdekodier-Steuerschaltung 41 über nicht dargestellte Leitungen. In Reaktion auf den binären Wert, welcher über jede der IR-Eingangslextungen 121-128 zugeführt wird, erzeugt das Register 53 einen entsprechenden binären Wert über die Ausgangsleitungen 141-148, und das Komplement eines solchen Wertes, welches durch Inverter I3I-I38 erzeugt wird, wird über die Leitungen 151-158 geführt.

Die mit ISMR bezeichnete Einheit 100 kann auch als eines oder mehrere von bistabilen Kippgliedern oder Flip-Flops ausgebildet sein. Es ist nur ein solches Flip-Flop erforderlich, um die Möglichkeit zu schaffen, daß ein zusätzlicher Befehlssatz ausgeführt wird. Es kann jedoch die Möglichkeit, einen dritten und einen vierten Befehlssatz auszuführen, leicht auch dadurch geschaffen werden, daß ein zusätzliches Flip-Flop verwendet wird usw. In Reaktion auf ein binäres Signal, welches über die ISMR-Eingangsleitung 120 empfangen wird, erzeugt das Register 100 ein Signal welches denselben Binärwert hat, und es wird dieses Signal über die Leitung 140 und das Komplement dieses Signals über die Leitung I50 abgeführt, nachdem durch den Inverter 130 eine Invertierung vorgenommen wurde. Die gestrichelten Eingangsleitungen 166-168 für das Register 100 stellen zusätzliche mögliche Eingangsleitungen dar, von denen jede die Möglichkeit

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schafft, doppelt soviele zusätzliche Befehlssätze auszuführen. Es können daher
geführt werden.

Es können daher mit Ii Eingangsleitungen 2 Befehlssätze aus-

Nachfolgend wird die Arbeitsweise einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung anhand der Fig. 2 beschrieben. Die Ausgangsleitung 141-148 sowie 151-158 des Eegisters 53 sind an verschiedene Leitungen 116 angeschlossen, wie es bereits oben erläutert wurde, um die gewünschte Dekodierung eines Befehls innerhalb eines vorgegebenen Befehlssatzes ausführen zu können. Es sei beispielsweise angenommen, daß sich das Eegister 100 in einem ersten Zustand befindet, der einem ersten auszuführenden Befehlssatz entspricht. Die Ausführung dieses Befehls kann in Reaktion auf beispielsweise eine binäre 0 als Eingangssignal auf der Leitung 120 und auch in Reaktion darauf erfolgen, daß das Register 53 ein 8-Bit-Befehlswort 11011001 speichert(über die Leitung 128 wird das Bit mit dem höchsten Stellenwert und über die Leitung 121 wird das Bit mit dem geringsten Stellenwert zugeführt). Da angenommen wurde, daß das Register 100 eine 0 speichert, ist die Leitung 140 tiefgelegt, und die Leitung 150 ist hochgelegt. Das Ausgangssignal mit dem hohen Pegel auf der Leitung 150 von dem Register 100 schaltet die Transistoren 170, 173, 175 und ein, deren Steuerelektroden auf das Signal mit dem hohen Pegel auf der Leitung 150 ansprechen. Weil das Register 53 gemäß der oben getroffenen Annahme das Befehlswort 11011001 enthält, sind die Leitungen 141, 152, 153, 144, W, 156, 147 und 148 alle hochgelegt, während die verbleibenden Ausgänge des Registers tiefgelegt sind. Die Transistoren, deren Steuerelektroden mit denjenigen Leitungen des Registers 53 verbunden sind, welche hochgelegt sind, werden eingeschaltet, während solche Transistoren, deren Steuerelektroden mit denjenigen Leitungen verbunden sind, die tiefgelegt sind, abgeschaltet oder gesperrt bleiben. Leitungspfade werden entlang bestimmten Leitungen 116 zu der Befehlsausführungs-Steuerlogik 112 gebildet, vorausgesetzt, daß

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alle angeschlossenen Transistoren entlang solchen Leitungen durch eine geeignete Kombination von Ausgangssignalen mit hohem Pegel vom Register 53 aktiviert sind. Beispielsweise wird ein Leitungspfad entlang der Leitung 165 gebildet, weil die Transistoren 175, 178 und 179 alle eingeschaltet sind. In entsprechender Weise erzeugt das ODER-Glied 183 ein Eingangssignal mit hohem Pegel für das UND-Glied 107. In ähnlicher Weise wird die Leitung 165 durchgeschaltet, da die Transistoren 177, 190, 191 und 192 alle eingeschaltet sind, so daß das ODER-Glied 184- ein Eingangssignal mit hohem Pegel für das UND-Glied 107 erzeugt. In entsprechender Weise erzeugt das UND-Glied 107 ein Eingangssignal mit hohem Pegel für das NAND-Glied 109. Da weder der Transistor 194- noch der Transistor 195 auf den Leitungen 160 bzw. 161 eingeschaltet ist, erzeugt das ODER-Glied 182 ein Eingangssignal mit tiefem Pegel für den Inverter 108, der seinerseits ein Eingangssignal mit hohem Pegel für das NAND-Glied 109 erzeugt. Das NAND-Glied 109 erzeugt somit ein Ausgangssignal mit tiefem Pegel für das Befehlswort 11011001 des ersten Befehlssatzes.

Wenn es erwünscht ist, dasselbe logische Ausgangssignal von dem dargestellten Teil 103 der Befehlsausführungs-Steuerlogikschaltung 112 zu erhalten, indem ein insgesamt anderes Befehlswort von einem zweiten Befehlssatz verwendet wird, wird der Status von ISMR auf eine logische "1" umgeschaltet, so daß die Ausgangsleitung 140 hochgelegt ist und die Leitung 150 tiefgelegt ist. Wenn angenommen wird, daß 01110001 das Befehlswort im zweiten Befehlssatz ist, welches dem Befehlswort 11011001 im ersten Befehlssatz entspricht, werden entsprechende Verbindungstransistoren entlang den Leitungen 160, 162 und 164- vorgesehen, welche als alternative Eingänge für die ODER-Glieder 182-184-dienen, um das identische logische Ergebnis am Ausgang des logischen Schaltungsteils 103 für beide Befehlsworte zu liefern. Die Leitung 164- wird hochgelegt, da die Transistoren 176 und

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193 eingeschaltet werden, und es wird folglich auch das ODER-Glied 184 eingeschaltet, welches ein Eingangssignal mit hohem Pegel dem UND-Glied 107 zuführt. Die Leitung 162 wird ebenfalls durchgeschaltet, wenn die Transistoren 174 und 180 eingeschaltet werden, so daß ODER-Glied 185 ein Eingangssignal mit hohem Pegel dem UND-Glied 107 zuführt. Folglich wird das UND-Glied 107 eingeschaltet und erzeugt ein Ausgangssignal mit hohem Pegel für das NAND-Glied 109. Die Leitung 160 wird nicht durchgeschaltet, da weder der Transistor "194- noch der Transistor 195 für dieses spezielle Befehlswort aktiviert wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß das ODER-Glied 182 ein Eingangssignal mit tiefem Pegel für den Inverter 108 liefert, welcher ein Eingangssignal mit hohem Pegel für das NAND-Glied 109 erzeugt. Das NAND-Glied 109 erzeugt somit ein Ausgangssignal mit tiefem Pegel, da seine beiden Eingänge hochgelegt sind. Somit ist schließlich das Ausgangssignal des Teils 103 der Logikschaltung dasselbe, unabhängig davon, ob das Befehlswort 11011001 des ersten Befehlssatzes oder das Befehlswort 01110001 des zweiten Befehlssatzes am Register 53 vorhanden ist. TJm zu gewährleisten, daß identische Ergebnisse von jedem der (nicht dargestellten) Abschnitte der anderen logischen Schaltung der Befehlsausführungs-Steuerlogik 112 für diese zwei verschiedenen Befehlsworte erhalten werden, sind zwischen den Leitungen 116 sowie den Leitungen 140-148 und 150-158 vom Register 100 und vom Register 53 in analoger Weise Schaltungsverbindungen vorzusehen wie sie oben anhand des Teils 103 der Logikschaltung beschrieben wurden.

Ein ODER-Glied 180-184 ist für jedes Eingangssignal der Befehlsausführungs-Steuerlogik 112 vorgesehen, wenn es erwünscht ist, die identische Steuersignalfolge über das Register und die Steuerleitungen 23, 102 und 43 der arithmetischen Logikeinheit für verschiedene Befehlswox^te von verschiedenen Befehlssätzen zu erzeugen. Der Eingang für jedes ODER-Glied ist mit einer separaten Leitung verbunden, welche jedem verschiedenen Befehls-

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satz entspricht, dessen Befehle ausgeführt werden sollen. Bei dem in der Pig. 2 veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiel können zwei verschiedene Befehlssätze ausgeführt werden, und zwar in Abhängigkeit vom logischen Status der ISMR-Ausgangsleitungen 14-0 und 150. Demgemäß sind zwei Eingangsleitungen oder Eingangssignale für jedes ODER-Glied 180-184 vorhanden. Wenn es erwünscht ist, vier verschiedene Befehlssätze zur Ausführung zu bringen, dann würde ein Maximum von vier Leitungen 116 als Eingangsleitungen jedem ODER-Glied 180-184· zugeführt. Es ist zu bemerken, daß ein ODER-Glied nicht für jede Eingangsleitung vorzusehen ist, die der Befehlsausführungs-Steuerlogik 112 zugeführt wird, da für bestimmte Befehle von zwei oder mehr Befehlssätzen verschiedene Bitpositionen gemeinsam sein können, und solche Teile der Befehlsausführungs-Steuerlogik 112, deren Arbeitsweise durch eine binäre 1 ausgelöst werden kann, kann stets dann bei solchen Bits in Betrieb gesetzt werden, wenn eine binäre 1 in der entsprechenden Bitposition vorhanden ist, unabhängig davon, ob ein Befehlswort aus dem einen Befehlssatz oder aus dem anderen Befehlssatz vorliegt. Beispielsweise wird die Leitung 167 durchgeschaltet, sobald eine binäre 1 über die Leitung 121 und 126 als Eingangssignal für das Register 55 empfangen wird. Da es erwünscht ist, daß die Leitung 167 durchgeschaltet wird, sobald die Transistoren 198 und 199 eingeschaltet werden, unabhängig vom Status der übrigen Bits im Befehlswort, besteht keine Notwendigkeit, ein ODER-Glied zwischen der Befehlsdekodierlogik 111 und der Befehlsausführungs-Steuerlogik 112 vorzusehen oder eine alternative Eingangsleitung für ein solches ODER-Glied zur Verfügung zu stellen.

Das Register 100 kann in seinem Inhalt geändert werden, wodurch angezeigt wird, daß ein anderer Befehlssatz ausgeführt werden soll, und zwar entweder durch ein geeignetes Signal, welches über die Steuerleitung 102 von der Befehlsausführungs-

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Steuerlogik 112 übermittelt wird, und zwar in Reaktion auf . einen geeigneten Befehl, der in das Register 53 geladen wird oder direkt über die Datenschiene 57» als Ergebnis eines
Speicherzugriffs, der beispielsweise wieder unter der Programmsteuerung erfolgen kann, und zwar in Reaktion auf einen vorgegebenen Befehl im Register 53· In alternativer Weise kann
das Register 100 durch irgend eine geeignete Einrichtung
geladen werden, beispielsweise durch einen Konsolschalter.

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Claims

y Prozessor mit einer Datenschiene, mit einer Mehrzahl von Registern und Logikschaltungen, die ein Befehlsregister umfassen, welches mit der Datenschiene zur vorrübergehenden Speicherung einzelner Befehle von zwei oder mehreren Befehlssätzen verbunden ist, die weiterhin eine Befehlsdekodier-Steuerschaltung aufweisen, welche auf das Befehlsregister ansprechen, um den Inhalt des Befehlsregisters zu dekodieren, und die eine Mehrzahl von Steuerleitungen haben, um die Arbeitsweise der Register und der Logikschaltungen in Abhängigkeit von den Befehlen zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Befehlssatz-Modifizierregister (100) vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Zuständen annehmen kann, von denen jeder einem bestimmten Befehlssatz entspricht, daß die Befehlsdekodier-Steuerschaltung (4-1) auf das Befehlssatz-Modifizierregister (100) anspricht, uia vorgegebene Leitungen aus einer Mehrzahl von Steuerleitungen zu aktivieren, wenn eines aus einer Mehrzahl von verschiedenen Befehlsworten, die jeweils aus verschiedenen Befehlssätzen stammen und einen Befehl darstellen, welcher den Befehlssätzen gemeinsam ist, in dem Befehlsregister (53) abgespeichert ist, vorausgesetzt, daß der Status des Befehlssatz ;-Modifizierregisters (100) dem Befehlssatz entspricht, welcher das entsprechende Befehlswort enthält.
2. Prozessor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssatz-Modifizierregister mit der Datenschiene und mit einer der Steuerleitungen verbunden ist.
3· Prozessor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssatz-Modifizierregister wenigstens eine bistabile Logikeinrichtung aufweist.

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4-, Prozessor mit einer Datenschiene zur Abgabe und Aufnahme von Daten, mit einer Mehrzahl von Registern und Logikschaltungen, die ein Befehlsregister haben, welches mit der Datenschiene verbunden ist, um vorrübergehend einzelne Befehle von zwei oder mehr Befehlssätzen aufzunehmen, wobei die Befehlssätze zumindest einen Befehl gemeinsam haben, der eine Operation darstellt, die von dem Prozessor auszuführen ist, wobei dieser zumindest vorhandene eine Befehl durch ein unterschiedliches Befehlswort in jedem der Befehlssätze dargestellt ist, und mit einer Befehlsdekodier-Steuerschaltung, welche auf das Befehlsregister anspricht, um den Inhalt des Befehlsregisters zu dekodieren, wobei weiterhin schließlich eine Mehrzahl von Steuerleitungen vorhanden sind, um die Arbeitsweise der Mehrzahl von Registern und Logikschaltungen in Abhängigkeit von den Befehlen zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Befehlssatz-Modifizierregister (100) vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Zuständen einnehmen kann, von denen jeder einem der Befehlssätze entspricht, daß die Befehlsdekodier-Steuerschaltung auf das Befehlssatz-Modifizierregister anspricht, um dieselben aus einer Mehrzahl von Steuerleitungen zu aktivieren, wenn eines der Befehlsworte, welches den wenigstens vorhandenen einen Befehl darstellt, in dem Befehlsregister gespeichert ist, vorausgesetzt, daß der Status des Befehlssatz-Modifizierregisters demjenigen Befehlssatz entspricht, welcher das eine Befehlswort enthält.
5. Prozessor nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssatz-Modifizierregister mit der Datenschiene und mit einer der Steuerleitungen verbunden ist.
6. Prozessor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssatz-Modifizierregister wenigstens eine bistabile Logikeinrichtung aufweist.

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7. Prozessor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlsdekodier-Steuerschaltung eine Befehlsdekodierlogik (111) aufweist, welche eine erste Anzahl von Leitungen (141-148) enthält, die auf das Befehlsregister ansprechen, welche weiterhin eine zweite Anzahl von Leitungen (116) aufweist, die die erste Mehrzahl von Leitungen schneiden, wobei eine erste Einrichtung vorhanden ist, welche auf den Empfang eines ersten Satzes von Binärsignalen auf der ersten Mehrzahl von Leitungen anspricht, um eine erste Gruppe von Binärsignalen zu erzeugen, welche über die zweite Mehrzahl von Leitungen zu führen ist, und welche weiterhin eine dritte Anzahl von Leitungen (151—158) aufweist, welche die erste Anzahl von Leitungen schneiden, wobei eine zweite Einrichtung vorhanden ist, welche auf den Empfang eines zweiten Satzes von Binärsignalen auf der ersten Anzahl von Leitungen anspricht, um eine zweite Gruppe von Binärsignalen auszulösen, die über die dritte Anzahl von Leitungen zu führen sind, und daß weiterhin eine Befehlsausführungs-Steuerlogik " (112) vorgesehen ist, welche auf die zweite und die dritte Anzahl von Leitungen anspricht, um die Mehrzahl der Steuerleitungen zu aktivieren.
8. Prozessor mit einer Datenschiene zur Abgabe und zur Aufnahme von Daten, mit einer Mehrzahl von Registern und Logikschaltungen, einschließlich eines Befehlsregisters, welches mit der Datenschiene verbunden ist, um vorrübergehend einen Befehl aufzunehmen, welcher eine durch den Prozessor auszuführende Operation darstellt, und mit einer Befehlsdekodier-Steuerschaltung, welche auf das Befehlsregister anspricht, um den Inhalt des Befehlsregisters zu dekodieren, und mit einer Mehrzahl von Steuerleitungen, welche dazu dienen, die Arbeitsweise der Mehrzahl von Registern und Logikschaltungen in Abhängigkeit von dem Befehl zu steuern, d a d u r c h

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gekennzeichnet, daß ein Befehlssatz-Modifizierregister (100) vorgesehen ist, welches zumindest einen ersten Status und einen zweiten Status annehmen kann, von denen Jeder einem anderen Befehlssatz entspricht, daß die Befehlsdekodier- und Steuerschaltung auf das Befehlssatz-Modifizier-Register anspricht, um einen ersten Satz von Steuersignalen über die Steuerleitungen zu führen, wenn das Befehlssatz-Modifizierregister sich in einem ersten Status befindet, und um den Befehl in dem Befehlsregister zu speichern und einen zweiten Satz von Steuersignalen über die Steuerleitungen zu führen, wenn das Befehlssatz-Modifizierregister sich in einem zweiten Status befindet, und um schließlich den Befehl im Befehlsregister abzuspeichern.
9. Prozessor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssatz-Modifizierregister mit der Datenschiene und mit einer der Steuerleitungen verbunden ist und daß der Status des Befehlssatz-Modifizierregisters in Abhängigkeit von der Ausführung eines vorgegebenen Befehls durch den Prozessor eingestellt wird.
10. Prozessor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssatz-Modifizierregister wenigstens eine bistabile Logikeinrichtung aufweist.
11. Prozessor mit einer Datenschiene zur Abgabe und zur Aufnahme von Daten, mit einer Mehrzahl von Registern und Logikschaltungen, mit einem Befehlsregister, welches an die Datenschiene angeschlossen ist, um vorrübergehend einzelne Befehle von zwei oder mehr Befehlssätzen zu speichern, wobei die Befehlssätze wenigstens einen Befehl gemeinsam haben, der eine von dem Prozessor auszuführende Operation darstellt, wobei der zumindest vorhandene eine Befehl durch ein unterschiedliches Befehlswort in jedem der Befehlssätze dargestellt ist,

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wobei das Befehlsregister einen ersten Satz von Binärsignalen in Reaktion darauf erzeugt, daß ein erstes Befehlswort gespeichert ist, welches den zumindest vorhandenen einen Befehl darstellt, während ein zweiter Satz von Binärsignalen in Reaktion darauf erzeugt wird, daß ein zweites Befehlswort gespeichert wird, welches für den wenigstens vorhandenen einen Befehl repräsentativ ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Befehlssatz-Modifizierregister (100) vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Zuständen annehmen kann, von denen jeder einem der Befehlssätze entspricht, daß das Befehlssatz-Modifizierregister einen dritten Satz von Binärsignalen erzeugt, welche einen ersten Zustand aus einer Mehrzahl von Zuständen repräsentiert, und einen vierten Satz von Binärsignalen erzeugt, welches einen zweiten aus einer Mehrzahl von Zuständen darstellt, daß weiterhin eine Befehlsdekodierlogik (111) vorgesehen ist, welche eine erste Anzahl von Leitungen (141-148) aufweist, welche auf das Befehlsregister ansprechen, daß die Befehlsdekodierlogik weiterhin eine zweite Anzahl von Leitungen (149, 150) aufweist, welche auf das Befehlssatz-Modifizierregister ansprechen, daß weiterhin eine dritte Anzahl von Leitungen (116) vorgesehen sind, welche die erste und die zweite Anzahl von Leitungen schneiden, daß weiterhin eine vierte Anzahl von Leitungen bestimmten ausgewählten Leitungen aus der dritten Anzahl von Leitungen zugeordnet sind und sich mit der ersten und der zweiten Anzahl von Leitungen schneiden, daß weiterhin eine erste Einrichtung (194, 198) vorgesehen ist, welche auf den ersten und den dritten Satz von Binärsignalen anspricht, um eine erste Gruppe von Binärsignalen zu erzeugen und über die dritte Anzahl von Leitungen zu führen, daß weiterhin eine zweite Einrichtung (171» 173) vorhanden ist, welche auf den zweiten und den vierten Satz von Binärsignalen anspricht, um eine zweite Gruppe von Binärsignalen zu erzeugen und über die vierte Anzahl von Leitungen zu führen, daß weiterhin eine Befehlsausführungs-Steuer-

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logik (112) vorgesehen ist, die eine Mehrzahl von Steuerleitungen aufweist und die Arbeitsweise der Anzahl von Registern und Logikschaltungen steuert, indem bestimmte Steuerleitungen aktiviert werden, und daß die Befehlsausführungs-Steuerlogik auf die dritte und vierte Anzahl von Leitungen anspricht, wobei schließlich eine Einrichtung vorgesehen ist, um bestimmte Steuerleitungen in Reaktion auf die erste oder zweite Gruppe von Signalen zu aktivieren.
12. Prozessor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aktivierung eine Mehrzahl von ODER-Gliedern (180-184) aufweist.
13. Prozessor nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssatz-Modifizierregister mit der Datenschiene und mit einer der Steuerleitungen verbunden ist und daß der Status des Befehlssatz-Modifizierregisters in Abhängigkeit von der Ausführung eines vorgegebenen Befehls durch den Prozessor eingestellt wird.
14. Prozessor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Befehlssatz-Modifizierregister wenigstens eine bistabile Logikeinrichtung aufweist.

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