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JP2819733B2 - Information processing device - Google Patents

Information processing device

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JP2819733B2
JP2819733B2 JP3563790A JP3563790A JP2819733B2 JP 2819733 B2 JP2819733 B2 JP 2819733B2 JP 3563790 A JP3563790 A JP 3563790A JP 3563790 A JP3563790 A JP 3563790A JP 2819733 B2 JP2819733 B2 JP 2819733B2
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JP
Japan
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instruction
unit
memory access
cache access
access
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茂幸 愛野
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報処理装置に利用され、特に、先行制御
装置を有する情報処理装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing apparatus used for an information processing apparatus, and particularly to an information processing apparatus having a preceding control device.

〔概要〕〔Overview〕

本発明は、パイプライン型の情報処理装置において、 入力された命令がメモリアクセス命令であるか非メモ
リアクセス命令であるかを識別し、キャッシュアクセス
部がビジー状態の場合に、非メモリアクセス命令である
と識別された命令は、先行制御を継続して実行させるよ
うにすることにより、 処理性能の向上を図ったものである。
The present invention relates to a pipeline type information processing apparatus, which identifies whether an input instruction is a memory access instruction or a non-memory access instruction, and when the cache access unit is busy, the non-memory access instruction The instruction identified as one is intended to improve the processing performance by continuing to execute the preceding control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の先行制御装置は、そのキャッシュアク
セス部がビジー状態であれば、パイプ同期制御を簡素化
するために、キャッシュアクセス以前のサイクルの処理
をビジーが解けるまで停止させていた。
Conventionally, when the cache access unit is in a busy state, in order to simplify pipe synchronization control, processing of a cycle before the cache access is stopped until the busy state is released.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

前述した従来の先行制御装置は、キャッシュアクセス
部がビジー状態になった場合、先行制御部は停止状態に
なるため、後続の命令が非メモリアクセス命令であった
場合に処理性能が低下する欠点があった。
The conventional prior-art control device described above has a drawback that when the cache access unit is busy, the preceding control unit is in a stopped state, so that the processing performance is reduced when the subsequent instruction is a non-memory access instruction. there were.

本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、
後続の命令が非メモリアクセス命令の場合に、キャッシ
ュアクセス部がビジー状態になった場合にも、先行制御
を継続して実行でき、処理性能を低下させることのない
先行制御装置を有する情報処理装置を提供することにあ
る。
The object of the present invention is to eliminate the disadvantages mentioned above,
An information processing apparatus having a precedence control device capable of continuously executing precedence control even when a cache access unit becomes busy when a subsequent instruction is a non-memory access instruction and without reducing processing performance Is to provide.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、キャッシュアクセス部を含み、一連の処理
過程が複数のサイクルに分割され各サイクルごとに命令
を実行するパイプラインを有する情報処理装置におい
て、入力された命令がメモリアクセス命令である非メモ
リアクセス命令であるかを識別するメモリアクセス識別
手段と、前記キャッシュアクセス部がビジー状態の場合
に、前記メモリアクセス識別手段により非メモリアクセ
ス命令と識別された命令は先行制御を継続して実行させ
る実行手段とを備えたことを特徴とする。
The present invention relates to an information processing apparatus including a cache access unit and having a pipeline in which a series of processing steps is divided into a plurality of cycles and an instruction is executed in each cycle. A memory access identification unit that identifies whether the instruction is an access instruction, and an instruction that, when the cache access unit is busy, causes the memory access identification unit to continue executing the instruction identified as a non-memory access instruction. Means.

また、本発明は、前記メモリアクセス識別手段は、入
力された命令に付された動作を規定するフラグ情報をデ
コードして前記命令がメモリアクセス命令か非メモリア
クセス命令であるかを識別し識別信号を出力するデコー
ダを含み、前記実行手段は、前記キャッシュアクセス部
がビジー状態になったことを検知して検知信号を出力す
るキャッシュアクセス制御部と、前記検知信号と前記識
別信号とにより前記サイクル間の同期を制御する同期制
御部とを含むことができる。
Also, in the present invention, the memory access identification means decodes flag information defining an operation attached to the input instruction, identifies whether the instruction is a memory access instruction or a non-memory access instruction, and identifies the instruction by an identification signal. A cache access control unit that detects that the cache access unit is in a busy state and outputs a detection signal; and a cache access control unit that outputs the detection signal during the cycle by the detection signal and the identification signal. And a synchronization control unit for controlling the synchronization of the data.

また、本発明は、前記キャッシュアクセス制御部は、
前記キャッシュアクセス部へのアクセスアドレス信号と
それに対する前記キャッシュアクセス部からの出力信号
との否定論理和をとり前記検知信号を出力する構成であ
り、前記同期制御部は、前記検知信号および前記識別信
号の論理レベルの四つの組合せにより所定のサイクルを
構成するレジスタのセット指示およびホールド指示を行
う構成とすることが好ましい。
Further, the present invention provides the cache access control unit,
The access address signal to the cache access unit and a logical OR of the output signal from the cache access unit and the detection signal are output, and the synchronization control unit includes the detection signal and the identification signal. It is preferable that a set instruction and a hold instruction of a register constituting a predetermined cycle are performed by four combinations of the logic levels of the above.

〔作用〕[Action]

メモリアクセス識別手段は、入力された命令がメモリ
アクセス命令であるか否かを、例えば命令に付加された
フラグにより識別し、その結果を出力する。実行手段
は、キャッシュアクセス部がビジー状態になり命令が実
行できなかった場合、後続の命令が非メモリアクセス命
令のときには、先行制御を継続してその命令を実行させ
る。
The memory access identification means identifies whether or not the input instruction is a memory access instruction by, for example, a flag added to the instruction, and outputs the result. When the cache access unit is in a busy state and the instruction cannot be executed, and when the subsequent instruction is a non-memory access instruction, the execution means continues the preceding control to execute the instruction.

従って、キャッシュアクセス部がビジーになっても、
従来のようにビジー状態が解けるまですべての命令を停
止させることがなくなり、全体として処理性能の向上を
図ることが可能となる。
Therefore, even if the cache access unit becomes busy,
It is no longer necessary to stop all instructions until the busy state is released, unlike the related art, and it is possible to improve the processing performance as a whole.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すブロック構成図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

本実施例は、一連の処理過程をD、A、T、Oおよび
Eの五つのサイクル(フェーズ)に分割し、各サイクル
ごとに命令を実行するパイプラインを有する場合を示
す。
This embodiment shows a case where a series of processing steps is divided into five cycles (phases) of D, A, T, O, and E, and a pipeline for executing an instruction in each cycle is provided.

そして、レジスタ10〜20、ベースレジスタ(BR)30、
インディクスレジスタ(GR)31、内部に複数のベースレ
ジスタを持つレジスタ群32、内部に複数のインディクス
レジスタを持つレジスタ群33、変換テーブル部(TLB)4
0、キャッシュアクセス部(CACH)41、デコーダ50、3
入力のキャリーセーブ加算器(CSA)51、2入力の加算
器(AD)52、キャッシュアクセス制御部53、同期制御部
54、セレクタ55、ならびに演算器(ALU)56を含んでい
る。
And registers 10 to 20, base register (BR) 30,
Index registers (GR) 31, registers 32 with multiple base registers inside, registers 33 with multiple index registers inside, translation table (TLB) 4
0, cache access unit (CACH) 41, decoder 50, 3
Input carry save adder (CSA) 51, 2-input adder (AD) 52, cache access control unit 53, synchronization control unit
54, a selector 55, and an arithmetic unit (ALU) 56 are included.

Dサイクルでは、命令後で指定されるベースレジスタ
30およびインディクスレジスタ31を索引し、また、デコ
ーダ50で命令がメモリアクセス命令であるか否かを判別
し、非メモリアクセス信号のときは信号線101を通して
レジスタ11に「1」を出力する。
In D cycle, base register specified after instruction
Index 30 and index register 31 are indexed, and decoder 50 determines whether or not the instruction is a memory access instruction, and outputs “1” to register 11 through signal line 101 when the instruction is a non-memory access signal.

Aサイルでは、ベースレジスタ30とインディクスレジ
スタ31と命令語とで指定されるディスプレイスメントを
加算し、オペランドアドレスを生成する。
In the A-sile, the displacement specified by the base register 30, the index register 31, and the instruction is added to generate an operand address.

Tサイクルでは、Aサイクルで生成したオペランドア
トレスを変換テーブル40により物理アドレスに変換す
る。
In the T cycle, the operand address generated in the A cycle is converted into a physical address by the conversion table 40.

Oサイクルでは、Tサイクルで生成したオペランドの
物理アドレスでキャッシュアクセス部41を索引し、オペ
ランドデータを求める。
In the O cycle, the cache access unit 41 is indexed with the physical address of the operand generated in the T cycle to obtain operand data.

Eサイクルでは、Oサイクルで索引されたオペランド
データを使用して演算を行い、ベースレジスタ30または
インディクスレジスタ31を更新する。
In the E cycle, an operation is performed using the operand data indexed in the O cycle, and the base register 30 or the index register 31 is updated.

キャッシュアクセス制御部53は、変換テーブル40およ
びキャッシュアクセス部41のアクセスに関して制御して
おり、キャッシュアクセスが可能な場合は信号線102よ
り「1」を出力する。
The cache access control unit 53 controls access to the conversion table 40 and the cache access unit 41, and outputs “1” from the signal line 102 when cache access is possible.

この制御は、信号線103と信号線104との論理レベルの
否定論理和すなわち、 をとり、信号線102の論理出力が定められる。
This control is performed by performing a NOR operation on the logic levels of the signal lines 103 and 104, that is, , The logical output of the signal line 102 is determined.

同期制御部54は、信号線101および102を入力として、
第1表に示す論理をとり、信号線105、106、107および1
08に出力し、DサイクルおよびAサイクルのサイクル制
御を行う。
The synchronization control unit 54 receives the signal lines 101 and 102 as inputs,
Taking the logic shown in Table 1, the signal lines 105, 106, 107 and 1
08 to perform cycle control of D cycle and A cycle.

レジスタ14は、命令語で指示される演算に使用するレ
ジスタで、イミディエイトデータを持つレジスタであ
り、レジスタ16、18および20は各々前記値を、Tサイク
ル、OサイクルおよびEサイクル対応に持ちまわるため
のレジスタである。
The register 14 is a register used for the operation indicated by the instruction word and has immediate data. Since the registers 16, 18 and 20 carry the above-mentioned values in correspondence with the T cycle, the O cycle and the E cycle, respectively. Register.

レジスタ10は、命令語を持つレジスタであり、Fフィ
ールドは当該命令の動作を規定しているフィールドであ
る。
The register 10 is a register having an instruction word, and the F field is a field defining the operation of the instruction.

ベースレジスタ30およびインディクスレジスタ31はそ
れぞれ複数のレジスタを持つレジスタ群であり、キャリ
ーセーブ加算器51は、ベースレジスタ30の出力とインデ
ィクスレジスタ31との出力とレジスタ10のディスプレス
メント部分を入力して、レジスタ12とレジスタ13とに加
算結果を出力する。
The base register 30 and the index register 31 are a group of registers each having a plurality of registers, and the carry-save adder 51 receives the output of the base register 30, the output of the index register 31, and the displacement portion of the register 10. Then, the addition result is output to the register 12 and the register 13.

加算器52は、レジスタ12とレジスタ13との出力を入力
して加算を行い、加算結果をオペランド論理アドレスと
してレジスタ15に出力する。
The adder 52 inputs the outputs of the register 12 and the register 13 to perform addition, and outputs the addition result to the register 15 as an operand logical address.

変換テーブル部40は、レジスタ15からのオペランド論
理アドレスをアドレスとして索引し、索引結果をオペラ
ンド物理アドレスとしてレジスタ17に出力する。
The conversion table unit 40 indexes the operand logical address from the register 15 as an address, and outputs the index result to the register 17 as an operand physical address.

キャッシュアクセス部41は、レジスタ17からのオペラ
ンド物理アドレスをアドレスとして索引し、索引結果を
オペランドデータとしてレジスタ19に出力する。
Cache access unit 41 indexes the operand physical address from register 17 as an address, and outputs the index result to register 19 as operand data.

レジスタ群32および33は、それぞれレジスタ19および
20に対応するバッファであり、実際に演算器56でデータ
を使用されるまで、データをバッファリングしておくレ
ジスタ群である。
Register groups 32 and 33 include registers 19 and
This buffer corresponds to 20 and is a group of registers for buffering data until the data is actually used by the arithmetic unit 56.

本発明の特徴は、第1図において、先行制御手段とし
て、入力された命令がメモリアクセス命令であるか否か
を識別するメモリアクセス識別手段としてのデコーダ50
およびレジスタ11と、キャッシュアクセス部41がビジー
状態の場合に、デコーダ50により非メモリアクセス命令
であると識別された命令は先行制御を継続して実行させ
る実行手段としての、キャッシュアクセス制御部53およ
び同期制御部54を設けたことにある。
A feature of the present invention is that, in FIG. 1, a decoder 50 as a memory access identifying means for identifying whether or not an input instruction is a memory access instruction as a preceding control means.
When the register 11 and the cache access unit 41 are in a busy state, the instruction identified by the decoder 50 as a non-memory access instruction is a cache access control unit 53 and an execution unit for continuously executing the preceding control. That is, the synchronization control unit 54 is provided.

次に、本実施例の全体の動作について、第2図および
第3図に示すタイミングチャートを参照して示す。ここ
で、第2図は本実施例についてタイミングチャートを示
し、第3図は第1図において、デコーダ50、レジスタ1
1、キャッシュアクセス制御部53および同期制御部54を
設けない、従来例についてのタイミングチャートであ
る。
Next, the overall operation of the present embodiment will be described with reference to the timing charts shown in FIG. 2 and FIG. Here, FIG. 2 shows a timing chart for the present embodiment, and FIG. 3 shows the decoder 50 and the register 1 in FIG.
1, a timing chart for a conventional example without a cache access control unit 53 and a synchronization control unit 54.

第2図および第3図において、命令0および3はメモ
リアクセス命令、命令1および2は非メモリアクセス命
令である。
2 and 3, instructions 0 and 3 are memory access instructions, and instructions 1 and 2 are non-memory access instructions.

第2図はT2サイクルで命令0がキャッシュミスヒット
をおこしたが、命令1よび2は非メモリアクセス命令で
あったため、DサイクルおよびAサイクルのパイプを停
止させることなく動かしつづけた例である。
FIG. 2 shows an example in which the instruction 0 causes a cache miss in the T2 cycle, but the instructions 1 and 2 are non-memory access instructions, so that the pipes in the D cycle and the A cycle are continuously operated without stopping.

一方、第3図は、同様にT2サイクルで命令0がキャッ
シュミスヒットをおこしたために、DサイクルおよびA
サイクルのパイプが停止してしまった例である。
On the other hand, FIG. 3 shows that D0 and A
This is an example in which the pipe of the cycle has stopped.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明は、命令がメモリアクセ
ス命令か非メモリアクセス命令かを識別し、キャッシュ
アクセス部がビジー状態であっても、非メモリアクセス
で命令であることが指示されたら先行制御を継続させる
ことにより、命令処理を高速に行うことができる効果が
ある。
As described above, the present invention discriminates whether an instruction is a memory access instruction or a non-memory access instruction and, even if the cache access unit is in a busy state, performs a pre- Has the effect that instruction processing can be performed at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック構成図。 第2図はその動作を示すタイムチャート。 第3図は従来例のタイムチャート。 10〜20……レジスタ、30……ベースレジスタ(BR)、31
……インディクスレジスタ(GR)、32、33……レジスタ
群、40……変換テーブル部(TLB)、41……キャッシュ
アクセス部(CACH)、50……デコーダ、51……キャリー
セーブ加算器(CSA)、52……加算器(AD)、53……キ
ャッシュアクセス制御部、54……同期制御部、55……セ
レクタ、56……演算器(ALU)、101〜108……信号線。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a time chart showing the operation. FIG. 3 is a time chart of a conventional example. 10 to 20: Register, 30: Base register (BR), 31
Index registers (GR), 32, 33 Register groups, 40 Conversion table section (TLB), 41 Cache access section (CACH), 50 Decoder, 51 Carry save adder ( CSA), 52 adder (AD), 53 cache access control unit, 54 synchronization control unit, 55 selector, 56 arithmetic unit (ALU), 101 to 108 signal lines.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】キャッシュアクセス部を含み、一連の処理
過程が複数のサイクルに分割され各サイクルごとに命令
を実行するパイプラインを有する情報処理装置におい
て、 入力された命令がメモリアクセス命令であるか非メモリ
アクセス命令であるかを識別するメモリアクセス識別手
段と、 前記キャッシュアクセス部がビジー状態の場合に、前記
メモリアクセス識別手段により非メモリアクセス命令と
識別された命令は先行制御を継続して実行させる実行手
段と を備えたことを特徴とする情報処理装置。
1. An information processing apparatus including a cache access unit and having a pipeline in which a series of processing steps is divided into a plurality of cycles and executes instructions in each cycle, wherein an input instruction is a memory access instruction. A memory access identification unit for identifying whether the instruction is a non-memory access instruction, and when the cache access unit is in a busy state, the instruction identified as a non-memory access instruction by the memory access identification unit continues to execute the preceding control. An information processing apparatus comprising: an execution unit configured to execute the processing.
【請求項2】前記メモリアクセス識別手段は、入力され
た命令に付された動作を規定するフラグ情報をデコード
して前記命令がメモリアクセス命令か非メモリアクセス
命令であるかを識別し識別信号を出力するデコーダを含
み、前記実行手段は、前記キャッシュアクセス部がビジ
ー状態になったことを検知して検知信号を出力するキャ
ッシュアクセス制御部と、前記検知信号と前記識別信号
とにより前記サイクル間の同期を制御する同期制御部と
を含む請求項1記載の情報処理装置。
2. The memory access identification means decodes flag information defining an operation attached to an input instruction, identifies whether the instruction is a memory access instruction or a non-memory access instruction, and outputs an identification signal. A cache access control unit that detects that the cache access unit has become busy and outputs a detection signal; and a cache access control unit that outputs the detection signal according to the detection signal and the identification signal. The information processing apparatus according to claim 1, further comprising: a synchronization control unit configured to control synchronization.
【請求項3】前記キャッシュアクセス制御部は、前記キ
ャッシュアクセス部へのアクセスアドレス信号とそれに
対する前記キャッシュアクセス部からの出力信号との否
定論理和をとり前記検知信号を出力する構成であり、前
記同期制御部は、前記検知信号および前記識別信号の論
理レベルの四つの組合せにより所定のサイクルを構成す
るレジスタのセット指示およびホールド指示を行う構成
である請求項2記載の情報処理装置。
3. The cache access control unit according to claim 1, wherein the detection signal is output by performing a NOR operation on an access address signal to the cache access unit and a corresponding output signal from the cache access unit. 3. The information processing apparatus according to claim 2, wherein the synchronization control unit is configured to issue a set instruction and a hold instruction of a register constituting a predetermined cycle by four combinations of logic levels of the detection signal and the identification signal.
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