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JP2622026B2 - 中央処理装置におけるレジスタ書込制御方式 - Google Patents

中央処理装置におけるレジスタ書込制御方式

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JP2622026B2
JP2622026B2 JP27562390A JP27562390A JP2622026B2 JP 2622026 B2 JP2622026 B2 JP 2622026B2 JP 27562390 A JP27562390 A JP 27562390A JP 27562390 A JP27562390 A JP 27562390A JP 2622026 B2 JP2622026 B2 JP 2622026B2
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JP
Japan
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register
data
control unit
copy
central processing
Prior art date
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JP27562390A
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English (en)
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JPH04149736A (ja
Inventor
哲也 萩原
敦 池
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 中央処理装置の備えるマスタレジスタ及びコピーレジ
スタの書込処理を制御する中央処理装置におけるレジス
タ書込制御方式に関し、 1パイプラインフローでもって、マスタレジスタ及び
コピーレジスタの書込処理を実行できるようにすること
を目的し、 中央処理装置の備える命令制御部が、マスタレジスタ
とコピーレジスタの双方への同時ロードを指示するコマ
ンドを発行するよう構成し、かつ、マスタレジスタにロ
ードするデータをコピーレジスタのストアバスに転送す
る転送バスと、同時指示のコマンドが発行されるとき
に、転送バスを活性化させる活性化手段とを備えること
で、記憶制御部からフェッチされたデータをマスタレジ
スタとコピーレジスタの双方に同時に書き込むよう構成
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、中央処理装置の備えるマスタレジスタ及び
コピーレジスタの書込処理を制御する中央処理装置にお
けるレジスタ書込制御方式に関し、特に、1パイプライ
ンフローでもって、マスタレジスタ及びコピーレジスタ
の書込処理を実行できるようにする中央処理装置におけ
るレジスタ書込制御方式に関するものである。
中央処理装置では、命令制御部及び実行制御部の書込
/読出バスに接続されて、ソフトウェアからロード/ス
トア可能となる制御用レジスタのマスタのレジスタを命
令制御部又は実行制御部に持って、ロード/ストア命令
の実行が効率的に実行できるように構成するとともに、
そのコピーのレジスタをストアバスに接続させて記憶制
御部に持って、記憶域アクセスの制御に使用する構成が
採られることになる。これらのマスタとコピーのレジス
タへのデータのロード処理は、中央処理装置の処理効率
を高めていくためにも、可能な限り高速に実行できるよ
うに構成していく必要がある。
〔従来の技術〕
従来では、これらのレジスタへのロード命令が発行さ
れると、第5図に示すように、最初にパイプラインフロ
ーで、命令制御部及び記憶制御部にフェッチ(FETCH)
を表示するACCSコードを流して、このACCSコードに従っ
て、ローカルバッファストレージ(LBS)からロードデ
ータをフェッチして、そのフェッチしたロードデータを
演算ユニットの入力段に備えられるオペランドライトレ
ジスタ(OWR)にラッチさせてから、演算ユニットの出
力段に備えられるリザルトレジスタ(RR)にラッチさ
せ、続くライトサイクルでもってマスタレジスタにロー
ドさせる。そして、次のパイプラインフローで、命令制
御部及び記憶制御部にセット(SET)を表示するACCSコ
ードを流して、このACCSコードに従って、リザルトレジ
スタにラッチしてあるロードデータをストアデータレジ
スタ(STDR)にラッチさせ、続くライトサイクルでもっ
てコピーレジスタにロードさせていくことで、マスタレ
ジスタにコピーレジスタへのロード処理を実行するよう
に処理していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、従来技術では、1組のマスタレジスタ及
びコピーレジスタに対してのロード処理に、2パイプラ
インフローを要していた。これから、中央処理装置の処
理効率が低下してしまうという問題点があったのであ
る。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
1パイプラインフローでもって、マスタレジスタ及びコ
ピーレジスタの書込処理を実行できるようにする新たな
中央処理装置におけるレジスタ書込制御方式の提供を目
的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理構成図である。
図中、1は本発明を具備する中央処理装置、2は中央
処理装置1の備える命令制御部であって、マスタレジス
タ4を備えるもの、3は中央処理装置1の備える記憶制
御部であって、コピーレジスタ5を備えるものである。
ここで、マスタレジスタ4は、図示しない中央処理装置
1の実行制御部が備えることもある。
6は命令制御部2の備えるコマンド解読部であって、
処理要求のあるコマンドを解読して発行するもの、7は
記憶制御部3の備えるデータ格納手段であって、マスタ
レジスタ4及びコピーレジスタ5にロードするロードデ
ータ等を格納するもの、8は命令制御部2の備えるレジ
スタであって、マスタレジスタ4にロードするロードデ
ータをラッチするもの、9は命令制御部2の備えるレジ
スタであって、データ格納手段7からフェッチされたロ
ードデータをラッチしてレジスタ8に入力するもの、10
は記憶制御部3の備えるレジスタであって、コピーレジ
スタ5にロードするロードデータをラッチするもの、11
は転送バスであって、レジスタ8に入力されるロードデ
ータをレジスタ10に転送するもの、12は例えばセレクタ
により構成される活性化手段であって、転送バス11を活
性化させるものである。
〔作用〕
本発明では、コマンド解読手段6が、マスタレジスタ
4とコピーレジスタ5の双方への同時ロードを指示する
コマンドを発行するよう構成する。この同時ロード指示
のコマンドを受け取ると、活性化手段12は、データ格納
手段7からフェッチされたロードデータがレジスト9か
らレジスト8に転送されるタイミングのときに、転送バ
ス11を活性化することで、レジスタ8にラッチされるロ
ードデータをレジスト10にも同時にラッチさせていくよ
う処理する。このようにラッチさせていくことで、マス
タレジスタ4とコピーレジスタ5の双方に同時にロード
データが書き込めるようになるのである。
このように、本発明では、1パイプラインフローでも
って、中央処理装置1の備えるマスタレジスタ4及びコ
ピーレジスタ5に対して、記憶制御部3からフェッチし
たロードデータを書き込めるようになるのである。
〔実施例〕
以下、実施例に従って本発明を詳細に説明する。
第2図に、本発明により構成される中央処理装置1の
ハードウェア機構の一実施例を図示する。図中、第1図
では説明したものと同じものについては同一の記号で示
すものであって、上段に示すDATBEWのパイプラインフロ
ーで示される部分が第1図で説明した命令制御部2の備
えるハードウェア機構、下段のPTBRWSのパイプラインフ
ローで示される部分が第1図で説明した記憶制御部3の
備えるハードウェア機構である。
20は命令バッファであって、命令コードを格納するも
の、21はベースレジスタであって、命令コードに記述さ
れるベース情報を格納するもの、22はインデックスレジ
スタであって、命令コードに記述されるインデックス情
報を格納するもの、23はディスプレイスメントレジスタ
であって、ディスプレイスメント情報を格納するもの、
24は有効アドレス加算器であって、ベースレジスタ21の
保持するベース情報とインデックスレジスタ22の保持す
るインデックス情報とディスプレイスメントレジスタ23
の保持するディスプレイスメント情報とを加算すること
で、アクセス対象の仮想アドレスを求めるもの、25は有
効アドレスレジスタであって、有効アドレス加算器24に
より算出される仮想アドレスを格納するもの、26はロー
カルバッファストレージであって、主記憶データの写し
を格納するもの、27はコントロールストレージであっ
て、命令コードの持つ処理種別情報(ACCSコード)を出
力するもの、28−iはACCSレジスタであって、コントロ
ールストレージ27の出力するACCSコードをパイプライン
に流していくものである。
29はオペランドライトレジスタであって、ローカルバ
ッファストレージ26から読み出されるデータをラッチす
るもの、30は第1オペランドレジスタであって、マスタ
レジスタ4から読み出される演算対象のデータをラッチ
するもの、31は第2オペランドレジスタであって、マス
タレジスタ4から読み出される演算対象のデータをラッ
チするもの、33は実行制御部を構成する演算ユニットで
あって、入力データに演算処理(マスタレジスタ4への
ロード処理のときには、オペランドライトレジスタ29の
保持するデータをそのまま出力する)を施して出力する
もの、34はリザルトレジスタであって、演算ユニット33
の演算結果をラッチするもの、35はストアデータレジス
タであって、コピーレジスタ5にロードするデータをラ
ッチするもの、36はセレクタであって、ACCSレジスタ28
−iを流れてくるACCSコードに応じて、オペランドライ
トレジスタ29の保持するデータか、第1オペランドレジ
スタ30の保持するデータか、第2オペラントレジスタ31
の保持するデータの内のいずれかのデータを選択してス
トアデータレジスタ35に転送するものである。
本発明では、コントロールストレージ27が、新たに
「FETCH & SET」というACCSコードを出力していく構成
を採ることに特徴があるとともに、セレクタ36が、新た
にオペランドライトレジスタ29の保持するデータを選択
出力していくことで、オペランドライトレジスタ29の保
持するデータをストアデータレジスタ35に転送できるよ
うにする構成を採ることに特徴がある。
第3図に、この新たに設けられる「FETCH & SET」と
いうACCSコードがDATBEWのパイプラインフローを流れて
いくときに発行する制御信号の発生回路の一実施例を図
示する。
この図に示すように、デコーダにより、「FETCH」と
いうACCSコードか、「FETCH & SET」というACCSコード
がパイプラインのBステージに流れてくることを検出す
ると、記憶制御部3から送出されてくるフェッチデータ
が有効であることを表示するFETCH_DATA_VALID信号のタ
イミングで、オペランドライトレジスタ29のクロックを
活性化して、ローカルバッファストレージ26より読み出
されるデータをこのオペランドライトレジスタ29に取り
込むよう処理する。ここで、「FETCH」というACCSコー
ドは、従来通りの2バイプラインフローでもってマスタ
レジスタ4とコピーレジスタ5とにデータをロードして
いくことを指示するコードである。
そして、デコーダにより、「FETCH & SET」というAC
CSコードがパイプラインのEステージに流れてくること
を検出すると、セレクタ36に対してSEL_OWR_TO_STDR信
号を送出することで、セレクタ36がオペランドライトレ
ジスタ29の保持するデータを選択出力していくよう制御
することで、オペランドライトレジスタ29の保持するデ
ータをストアデータレジスタ35に取り込むよう処理す
る。
そして、例外処理を表す「EXCEPTION」というACCSコ
ードか、マシンチェックを表す「MACHINE_CHECK」とい
うACCSコードか、パイプラインのクリア指示を表す「CL
EAR_PIPELINE」というACCSコードがパイプラインに流れ
てくることを検出すると、INH_REG_WRITE信号を送出す
ることで、マスタレジスタ4へのロードを抑制していく
よう処理する。更に、このINH_REG_WRITE信号を送出し
ているときに、デコードにより、「STORE」というACCS
コードか、「FETCH & SET」というACCSコードがパイプ
ラインのWステージに流れてくることを検出すると、ST
ORE_SUPPRESS信号を送出することで、コピーレジスタ5
へのロードを抑制していくよう処理する。
このようにして、本発明では、第4図に示すように、
パイプラインのBステージでオペランドライトレジスタ
29のクロック信号を活性化して、ローカルバッファスト
レージ26より読み出されるデータをオペランドライトレ
ジスタ29に取り込むように処理するとともに、パイプラ
インのEステージで、セレクタ36が本発明でもって新た
に入力されるオペランドライトレジスタ29の保持するデ
ータを選択出力していくよう制御することで、オペラン
ドライトレジスタ29の保持するデータをマスタレジスタ
4に取り込むのと同時にストアデータレジスタ35に取り
込むよう処理することから、1バイプラインフローでも
って、マスタレジスタ4及びコピーレジスタ5に対して
のロード処理を実行できるようになるのである。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、1パイプライ
ンフローでもって、中央処理装置の備えるマスタレジス
タ及びコピーレジスタに対して、記憶制御部からフェッ
チしたロードデータを書き込めるようになるので、中央
処理装置の処理効率を高めることができるようになるの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成図、 第2図は本発明により構成される中央処理装置のハード
ウェア機構の一実施例、 第3図は制御信号の発生回路の一実施例、 第4図は本発明の処理の説明図、 第5図は従来技術の説明図である。 図中、1は中央処理装置、2は命令制御部、3は記憶制
御部、4はマスタレジスタ、5はコピーレジスタ、6は
コマンド解読手段、7はデータ格納手段、11は転送バ
ス、12は活性化手段である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】命令制御部(2)又は実行制御部がマスタ
    レジスタ(4)を持つとともに、記憶制御部(3)がコ
    ピーレジスタ(5)を持ち、命令制御部(2)の発行す
    るコマンドに従って記憶制御部(3)からデータをフェ
    ッチするとともに、該データを該マルチレジスタ(4)
    と該コピーレジスタ(5)とにロードしていくよう処理
    するデータ処理装置の備える中央処理装置において、 命令制御部(2)が、上記マスタレジスタ(4)と上記
    コピーレジスタ(5)の双方への同時ロードを指示する
    コマンドを発行するよう構成し、 かつ、上記マスタレジスタ(4)にロードするデータを
    上記コピーレジスタ(5)のストアバスに転送する転送
    バス(11)と、上記同時指示のコマンドが発行されると
    きに、上記転送バス(11)を活性化させる活性化手段
    (12)とを備えることで、記憶制御部(3)からフェッ
    チされたデータを上記マスタレジスタ(4)と上記コピ
    ーレジスタ(5)の双方に同時に書き込むよう処理する
    ことを、 特徴とする中央処理装置におけるレジスタ書込制御方
    式。
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