JP2003099250A - レジスタ読み出し回路及びマイクロプロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模や配線量を従来より削減する。 【解決手段】 本発明のレジスタ読み出し回路は、連続
するＸ個の選択レジスタ番号が同時に与えられ、該当す
るレジスタ値を同時に読み出すものである。そして、Ｘ
で割った剰余が同じレジスタ番号の全てのレジスタの値
から、与えられた選択制御入力に応じて、１個の値を選
択する剰余毎のレジスタ値選択手段と、各選択レジスタ
番号を、選択レジスタ番号をＸで割った剰余と等しい剰
余用のレジスタ選択手段に選択制御入力として振り分け
る選択レジスタ番号交換手段と、全てのレジスタ値選択
手段が出力した値から、対応する選択レジスタ番号に応
じたものを選択出力するＸ個の出力選択手段とを有する
ことを特徴とする。本発明のマイクロプロセッサは、本
発明のレジスタ読み出し回路を適用したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レジスタ読み出し
回路及びマイクロプロセッサに関し、例えば、レジスタ
バンクから複数のレジスタの値を同時に読み出すために
適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】マイクロプロセッサ、特にＲＩＳＣ（Ｒ
ｅｄｕｃｅｄ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｅｔ Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒ）方式マイクロプロセッサにおいては、加
算や減算、シフトといった演算処理の対象を、高速にア
クセス可能なプロセッサ内部の汎用レジスタに限定する
ことにより、命令実行に必要なハードウェアを簡略化
し、その分、動作クロック周波数を引き上げ、高性能化
を実現している。

【０００３】近年は、低コスト、小規模、低消費電力と
いった用途向けの８ビット程度のマイクロプロセッサ
（ここで８ビットとは、１度に加算や減算処理のできる
データの単位が８ビットであると定義する）でも、ＲＩ
ＳＣアーキテクチャを採用し、Ｃ言語のような高級言語
を使用してプログラムを開発するのが一般的になりつつ
ある。

【０００４】一般に、３２ビット、６４ビットといった
プロセッサでは、加算や減算の対象となるレジスタとは
別に、演算結果の格納先レジスタを指定できる命令、す
なわち、オペランドに３個のレジスタ（演算によっては
それ以上）を指定できる、例１のような命令を持つこと
が多い。これは、命令語長も３２ビットや６４ビットで
あるため、オペランドの指定に十分なフィールドが確保
できるからである。

【０００５】例１：ＡＤＤ Ｒｉ，Ｒｊ，Ｒｋ （レジスタＲｊとレジスタＲｋの内容を加算し、結果を
レジスタＲｉに書き込む。） しかし、８ビットや１６ビットのプロセッサでは、命令
語長も１６ビット程度しかない場合が多く、その場合、
例２のように、演算の種類と演算対象となるレジスタの
指定だけ行い、結果はオペランドのどちらか一方に上書
きする。

【０００６】例２：ＡＤＤ Ｒｎ，Ｒｍ （ＲｎとＲｍの内容を加算し、結果をＲｎに書き込む。
元々のＲｎの値は破壊される。） 例えば、命令語長が１６ビットの場合、レジスタが１６
個とすると、レジスタの指定に４ビットのフィールドが
必要である。２オペランドならば８ビットであり、残り
８ビットを演算の種類の指定に使用できるが、３オペラ
ンドの場合１２ビットとなり、演算の種類の指定に残り
４ビットしか使用できず、実装したい命令を全て格納す
ることができなくなる可能性がある。

【０００７】上記のような場合、例３及び例４に示すよ
うに、黙示的なオペランドを設けて解決することが多
い。

【０００８】例３：ＳＴＯＲＥ Ｒｎ，［ＥＲｍ］ （Ｒｍ＋１を上位、Ｒｍを下位とするメモリアドレス
に、Ｒｎの値を格納する。ｍには偶数（又は奇数）のど
ちらかのみ指定できる。） 例４：ＳＲＬ Ｒｎ，Ｒｍ （Ｒｎ＋１を上位、Ｒｎを下位とするデータを、Ｒｍが
示す桁数だけ右にシフトし、シフト結果の下位側をＲｎ
に格納する。） 黙示的なオペランドは、命令によってレジスタ指定の方
法を変え、１個のレジスタの指定で自動的に複数のレジ
スタを選択して使用可能にするものである。例えば、メ
モリとレジスタの間の転送の場合、アドレス空間を指定
するには８ビットでは少なすぎるため、８ビットのレジ
スタを２個結合して１６ビットのアドレス値として用い
ることが通常行われているが、命令を使用する上では下
位側のレジスタだけ指定し、命令デコーダの工夫により
黙示のうちに上位側のレジスタも使用するようになって
いる。これにより、レジスタの指定のためのフィールド
を１個分（レジスタ数が１６であれば、４ビット分）だ
け節約でき、他の命令や処理オプションに割り当てるこ
とができる。

【０００９】黙示のレジスタを実際にどのように指定す
るかはアーキテクチャによるが、上記の命令語長とオペ
ランド数の制限から、任意の２個のレジスタを結合でき
るようにしてもあまり利点はない。そのため、アドレス
指定は連続する２個のレジスタに限定し、プログラム記
述上や命令語中では下位あるいは上位側レジスタのみ指
定すれば、１個分のレジスタフィールドで２個のレジス
タを指定でき、合理的である。

【００１０】パイプライン制御方式のＲＩＳＣマイクロ
プロセッサにおいて、上記のような命令を実装するため
には、レジスタバンク中の３個のレジスタから同時に読
み出す必要がある。例えば、上述した例３の命令の場合
であればＲｎ，Ｒｍ＋１，Ｒｍの３個、上述した例４の
命令の場合であればＲｎ＋１，Ｒｎ，Ｒｍの３個が読出
し対象となる。

【００１１】図２は、１６個のレジスタを有するレジス
タバンク中の３個のレジスタから同時読出しが可能な従
来のレジスタ読み出し回路を示すブロック図である。

【００１２】図２において、１６個のレジスタを有する
レジスタバンク１の各レジスタの値Ｒ０〜Ｒ１５（ｍビ
ット）は、ｍビット用の３個の１６−ｔｏ−１（１６入
力１出力）マルチプレクサ２〜４に入力されている。各
マルチプレクサ２、３、４には、選択入力として、オペ
ランド１、２、３が規定するレジスタ番号が与えられ、
各マルチプレクサ２、３、４は、そのレジスタ番号に応
じたレジスタの値を選択して出力する。

【００１３】上記のようなマルチプレクサ２、３、４
は、ＡＳＩＣやセルベースといった基本ゲートの組み合
わせからなるＬＳＩでは、２−ｔｏ−１（２入力１出
力）マルチプレクサを図３のように木構造に接続して構
成することが多い。

【００１４】図３において、１６個のレジスタ値Ｒ０〜
Ｒ１５（ｍビット）は、選択入力の最下位ビットＡ０に
応じて選択動作する８個の２−ｔｏ−１マルチプレクサ
５−３１〜５−３８によって８個に絞り込まれ、その
後、次の下位ビットＡ１に応じて選択動作する４個の２
−ｔｏ−１マルチプレクサ５−２１〜５−２４（５−２
３は図示を省略）によって４個に絞り込まれ、さらに、
次のビットＡ２に応じて選択動作する２個の２−ｔｏ−
１マルチプレクサ５−１１及び５−１２（共に図示は省
略）によって２個に絞り込まれ、最後に、最上位ビット
Ａ３に応じて選択動作する１個の２−ｔｏ−１マルチプ
レクサ５−０によって１個に絞り込まれて出力される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】図３に示すように、汎
用レジスタの数が１６個とすると、１オペランドにつき
（言い換えると、１個の１６−ｔｏ−１マルチプレクサ
につき）１５個のｍビット用の２−ｔｏ−１マルチプレ
クサが必要であり、図２に示すような３オペラント対応
では４５個のｍビット用の２−ｔｏ−１マルチプレクサ
が必要である。

【００１６】ここで、ｍビット用の２−ｔｏ−１マルチ
プレクサは、ｍ枚の１ビット用の２−ｔｏ−１マルチプ
レクサで構成する。

【００１７】そのため、従来のレジスタ読み出し回路全
体では、レジスタのビット幅ｍを８とすると、１ビット
用の２−ｔｏ−１マルチプレクサは計３６０（＝４５＊
８）個必要であり、チップ面積上、大きな面積を占有し
ている。

【００１８】また、レジスタバンク１とマルチプレクサ
２〜４との間には、１６個＊８ビット＊３オペランド＝
３８４本もの配線が必要であり、配線によるチップ面積
への影響も無視できない。

【００１９】レジスタ数やレジスタのビット幅が上述し
た場合より多い場合には、より一段と、レジスタ読み出
し回路がチップ面積上で占有する面積が増大する。

【００２０】そのため、チップ上に実現するのに好適な
簡単な実装構成を有するレジスタ読み出し回路が求めら
れており、また、簡単な実装構成を有するレジスタ読み
出し回路を備えるマイクロプロセッサが求められてい
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明は、読み出し対象の複数のレジスタに
は通し番号でなるレジスタ番号が対応付けられており、
外部から入力された連続する第１〜第Ｘの選択レジスタ
番号が同時に与えられ、該当するＸ個のレジスタのレジ
スタ値を同時に読み出すレジスタ読み出し回路におい
て、（１）Ｘで割った剰余が同じレジスタ番号の全ての
レジスタのレジスタ値が入力され、与えられた選択制御
入力に応じて、その中の１個のレジスタ値を選択する、
剰余毎のレジスタ値選択手段と、（２）上記第１〜第Ｘ
の選択レジスタ番号が入力され、入力された各選択レジ
スタ番号を、その選択レジスタ番号をＸで割った剰余と
等しい剰余用の上記レジスタ選択手段に、選択制御入力
として与える選択レジスタ番号交換手段と、（３）剰余
毎の全ての上記レジスタ値選択手段が出力したレジスタ
値から、第ｘ（ｘは１〜Ｘ）の選択レジスタ番号に応じ
たものを選択出力する、Ｘ個の出力選択手段とを有する
ことを特徴とする。

【００２２】また、第２の本発明は、複数のレジスタ
と、命令を解読してレジスタ値の同時読み出しが必要な
レジスタを規定する連続する第１〜第Ｘの選択レジスタ
番号を出力する命令解読手段と、これら第１〜第Ｘの選
択レジスタ番号に応じて、該当するレジスタからレジス
タ値を同時に読み出すレジスタ読み出し回路とを少なく
とも有するマイクロプロセッサにおいて、上記レジスタ
読み出し回路として、第１の本発明のレジスタ読み出し
回路を適用したことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】（Ａ）第１の実施形態 以下、本発明によるレジスタ読み出し回路及びマイクロ
プロセッサの第１の実施形態を図面を参照しながら詳述
する。

【００２４】図４は、第１の実施形態のマイクロプロセ
ッサ１０の特徴的な構成部分を示すブロック図である。
すなわち、命令レジスタ・デコーダ１１、レジスタ読み
出し回路１２及びレジスタバンク１３の部分を示してい
る。

【００２５】命令レジスタ・デコーダ１１は、与えられ
た命令を保持して解読するものであり、解読した命令の
種類情報は、図示しない演算ユニット（ＡＬＵ）などに
与え、また、最大３個のオペランドのデータ（レジスタ
番号）は、オペランド選択入力として、レジスタ読み出
し回路１２に与える。

【００２６】この第１の実施形態の場合、命令レジスタ
・デコーダ１１が解読する命令（の中）には、上述した
例３及び例４に示すように、黙示的なオペランドを設け
ている命令があっても良く、このような命令の場合、命
令レジスタ・デコーダ１１が出力する連続するレジスタ
番号はオペランド選択入力２及び３として出力される。

【００２７】なお、命令レジスタ・デコーダ１１は、最
大３個のオペランドを明示的に表記している命令を解読
するものであっても良い。

【００２８】また、以下でのレジスタ読み出し回路１２
についての詳細説明では、オペランド選択入力２及び３
は連続するレジスタ番号の場合（すなわち、一方が奇数
で他方が偶数の場合）を想定しているが、オペランド選
択入力２及び３が非連続の任意のレジスタ番号であって
も良い。

【００２９】レジスタ読み出し回路１２は、図１に示す
詳細構成を有し、命令レジスタ・デコーダ１１が出力し
たオペランド選択入力１〜３（レジスタ番号）が規定す
るレジスタの値をレジスタバンク１３から読み出してオ
ペランド出力１〜３として出力するものである。読み出
されたオペランド出力１〜３は、例えば、図示しないシ
ステムバスを介して演算ユニット（ＡＬＵ）に与えられ
たり、テンポラリレジスタに保持されて演算ユニット
（ＡＬＵ）に与えられたりなどする。

【００３０】なお、レジスタバンク１３は、図１に示す
ように、この第１の実施形態の場合、レジスタ番号が偶
数であるレジスタ群でなる偶数側レジスタバンク１３Ｅ
と、レジスタ番号が奇数であるレジスタ群でなる奇数側
レジスタバンク１３Ｏとに分かれている。

【００３１】図１は、上述したように、第１の実施形態
のレジスタ読み出し回路１２の詳細構成を示すブロック
図である（図１は、従来に係る図２に対応している）。

【００３２】なお、図１は、レジスタ数Ｎが１６の場合
を示している。また、命令の実装を簡単にするために、
レジスタ番号のビット数ｎは４ビット（２の４乗＝１
６、一般的な表現では２のｎ乗＝Ｎ）とする。すなわ
ち、レジスタ番号は１０進数で０〜１５をとり、レジス
タ番号の値が最大値の場合（Ｎ−１＝１５；奇数）、そ
れに連続する１だけ大きい値は０（偶数）になるとす
る。

【００３３】図１において、レジスタ読み出し回路１２
は、８ビット用の１６−ｔｏ−１マルチプレクサ２０、
８ビット用の２個の８−ｔｏ−１マルチプレクサ２１及
び２２、偶数レジスタ番号選択回路２３、奇数レジスタ
番号選択回路２４、並びに、２個の８ビット用の２−ｔ
ｏ−１マルチプレクサ２５及び２６を有する。

【００３４】また、上述したように、この第１の実施形
態のレジスタ読み出し回路１２がレジスタ値を読み出す
対象のレジスタバンク１３は、偶数側レジスタバンク１
３Ｅ及び奇数側レジスタバンク１３Ｏに分かれている。

【００３５】偶数側レジスタバンク１３Ｅは、レジスタ
番号が偶数（最下位ビットが０）の全てのレジスタの内
容を保持しており、各偶数番号レジスタの値（８ビッ
ト）Ｓ０、…、Ｓ７は、１６−ｔｏ−１マルチプレクサ
２０及び８−ｔｏ−１マルチプレクサ２１に与えられ
る。なお、レジスタ値Ｓ０、…、Ｓ７に対応するレジス
タ番号は０、２、…１４（１０進数）である。

【００３６】奇数側レジスタバンク１３Ｏは、レジスタ
番号が奇数（最下位ビットが１）の全てのレジスタの内
容を保持しており、各奇数番号レジスタの値（８ビッ
ト）Ｔ０、…、Ｔ７は、１６−ｔｏ−１マルチプレクサ
２０及び８−ｔｏ−１マルチプレクサ２２に与えられ
る。なお、レジスタ値Ｔ０、…、Ｔ７に対応するレジス
タ番号は１、３、…１５（１０進数）である。

【００３７】ここで、偶数側レジスタバンク１３Ｅを構
成する偶数レジスタ番号のレジスタは固めて配置されて
いる必要はなく、また、奇数側レジスタバンク１３Ｏを
構成する奇数レジスタ番号のレジスタも固めて配置され
ている必要はなく、機能的に、レジスタバンクを構成し
ていれば良く、偶数レジスタ番号及び奇数レジスタ番号
のレジスタが混在配置されていても構わない。

【００３８】１６−ｔｏ−１マルチプレクサ２０は、レ
ジスタ番号が偶数、奇数を問わない全てのレジスタ値Ｓ
０〜Ｓ７、Ｔ０〜Ｔ７の中から、命令レジスタ・デコー
ダ１１からのオペランド選択入力１が指示するレジスタ
番号に係るものを選択して、オペランド出力１として出
力するものである。１６−ｔｏ−１マルチプレクサ２０
の詳細構成は、上述した図３に示したものと同様であ
る。

【００３９】８−ｔｏ−１マルチプレクサ２１は、偶数
番号のレジスタの値Ｓ０〜Ｓ７の中から、偶数レジスタ
番号選択回路２３から与えられたレジスタ番号（最下位
ビットが０に決まっているので、最下位ビットを除いた
３ビットが与えられる）に係るものを選択して、２個の
２−ｔｏ−１マルチプレクサ２５及び２６に出力するも
のである。８−ｔｏ−１マルチプレクサ２１の詳細構成
は、上述した図３に示したものと同様に木構造で構成さ
れているが、その木構造の階層は図３の４階層とは異な
り、３階層である。

【００４０】８−ｔｏ−１マルチプレクサ２２は、奇数
番号のレジスタの値Ｔ０〜Ｔ７の中から、奇数レジスタ
番号選択回路２４から与えられたレジスタ番号（最下位
ビットが１に決まっているので、最下位ビットを除いた
３ビットが与えられる）に係るものを選択して、２個の
２−ｔｏ−１マルチプレクサ２５及び２６に出力するも
のである。８−ｔｏ−１マルチプレクサ２２の詳細構成
も、上述した図３に示したものと同様に木構造で構成さ
れているが、その木構造の階層は図３の４階層とは異な
り、３階層である。

【００４１】偶数レジスタ番号選択回路２３は、命令レ
ジスタ・デコーダ１１からのオペランド選択入力２及び
３の内の偶数側を選択するものである。例えば、オペラ
ンド選択入力２及び３の最下位ビットが０である側の下
位２ビット目から下位４ビット（最上位ビット）目まで
を出力する。なお、両方とも偶数の場合、出力は任意で
ある。なお、選択したレジスタ番号の４ビット共に出力
する構成であっても良い。

【００４２】図５は、偶数レジスタ番号選択回路２３の
詳細構成例を示すブロック図である。図５において、偶
数レジスタ番号選択回路２３は、１ビット用の３個の２
−ｔｏ−１マルチプレクサ３０〜３２から構成されてい
る。

【００４３】オペランド選択入力２の４ビットＡ０〜Ａ
３の最下位ビットＡ０は、２−ｔｏ−１マルチプレクサ
３０〜３２に対し、選択制御信号として与えられてい
る。それ以外の各ビットＡ１、Ａ２、Ａ３はそれぞれ、
選択制御信号Ａ０が０のときに選択される２−ｔｏ−１
マルチプレクサ３０、３１、３２の入力端子に入力され
ている。オペランド選択入力３の４ビットＢ０〜Ｂ３の
最下位ビットＢ０を除いた各ビットＢ１、Ｂ２、Ｂ３は
それぞれ、選択制御信号Ａ０が１のときに選択される２
−ｔｏ−１マルチプレクサ３０、３１、３２の入力端子
に入力されている。

【００４４】従って、偶数レジスタ番号選択回路２３
は、オペランド選択入力２が偶数（最下位ビットＡ０が
０）のときに、オペランド選択入力２の上位側３ビット
Ａ１〜Ａ３を偶数レジスタ番号を表す番号Ｅ１〜Ｅ３と
して、８−ｔｏ−１マルチプレクサ２１の選択制御端子
に出力する。また、偶数レジスタ番号選択回路２３は、
オペランド選択入力２が奇数（最下位ビットＡ０が１）
のときに、オペランド選択入力３の上位側３ビットＢ１
〜Ｂ３を偶数レジスタ番号を表す番号Ｅ１〜Ｅ３とし
て、８−ｔｏ−１マルチプレクサ２１の選択制御端子に
出力する。

【００４５】奇数レジスタ番号選択回路２４は、命令レ
ジスタ・デコーダ１１からのオペランド選択入力２及び
３の内の奇数側を選択するものである。例えば、オペラ
ンド選択入力２及び３の最下位ビットが１である側の下
位２ビット目から下位４ビット（最上位ビット）目まで
を出力する。なお、両方とも奇数の場合、出力は任意で
ある。なお、選択したレジスタ番号の４ビット共に出力
する構成であっても良い。

【００４６】図６は、奇数レジスタ番号選択回路２４の
詳細構成例を示すブロック図である。図６において、奇
数レジスタ番号選択回路２４は、１ビット用の３個の２
−ｔｏ−１マルチプレクサ４０〜４２から構成されてい
る。

【００４７】オペランド選択入力３の４ビットＢ０〜Ｂ
３の最下位ビットＢ０は、２−ｔｏ−１マルチプレクサ
４０〜４２に対し、選択制御信号として与えられてい
る。それ以外の各ビットＢ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ、
選択制御信号Ｂ０が１のときに選択される２−ｔｏ−１
マルチプレクサ４０、４１、４２の入力端子に入力され
ている。オペランド選択入力２の４ビットＡ０〜Ａ３の
最下位ビットＡ０を除いた各ビットＡ１、Ａ２、Ａ３は
それぞれ、選択制御信号Ｂ０が０のときに選択される２
−ｔｏ−１マルチプレクサ４０、４１、４２の入力端子
に入力されている。

【００４８】従って、奇数レジスタ番号選択回路２４
は、オペランド選択入力３が奇数（最下位ビットＢ０が
１）のときに、オペランド選択入力３の上位側３ビット
Ｂ１〜Ｂ３を奇数レジスタ番号を表す番号Ｏ１〜Ｏ３と
して、８−ｔｏ−１マルチプレクサ２２の選択制御端子
に出力する。また、奇数レジスタ番号選択回路２４は、
オペランド選択入力３が偶数（最下位ビットＢ０が０）
のときに、オペランド選択入力２の上位側３ビットＡ１
〜Ａ３を奇数レジスタ番号を表す番号Ｏ１〜Ｏ３とし
て、８−ｔｏ−１マルチプレクサ２２の選択制御端子に
出力する。

【００４９】２−ｔｏ−１マルチプレクサ（オペランド
２出力選択回路）２５には、上述のように、偶数側の８
−ｔｏ−１マルチプレクサ２１が出力したレジスタ値
と、奇数側の８−ｔｏ−１マルチプレクサ２２が出力し
たレジスタ値とが選択入力として入力されている。ま
た、２−ｔｏ−１マルチプレクサ２５には、オペランド
選択入力２（の最下位ビット）が選択制御入力として入
力されている。

【００５０】２−ｔｏ−１マルチプレクサ２５は、オペ
ランド選択入力２が偶数か奇数かによって、偶数又は奇
数のどちらのレジスタバンク１３Ｅ又は１３Ｏのレジス
タ値を出力するか選択する回路である。例えば、オペラ
ンド選択入力２が偶数の場合には（最下位ビットが
０）、偶数側８−ｔｏ−１マルチプレクサ２１の出力を
選択し、オペランド選択入力２が奇数の場合には（最下
位ビットが１）、奇数側８−ｔｏ−１マルチプレクサ２
２の出力を選択してオペランド出力２として出力する。

【００５１】２−ｔｏ−１マルチプレクサ（オペランド
３出力選択回路）２６にも、上述のように、偶数側の８
−ｔｏ−１マルチプレクサ２１が出力したレジスタ値
と、奇数側の８−ｔｏ−１マルチプレクサ２２が出力し
たレジスタ値とが選択入力として入力されている。ま
た、２−ｔｏ−１マルチプレクサ２６には、オペランド
選択入力３（の最下位ビット）が選択制御入力として入
力されている。

【００５２】２−ｔｏ−１マルチプレクサ２６は、オペ
ランド選択入力３が偶数か奇数かによって、偶数又は奇
数のどちらのレジスタバンク１３Ｅ又は１３Ｏのレジス
タ値を出力するかを選択する回路である。例えば、オペ
ランド選択入力３が偶数の場合には（最下位ビットが
０）、偶数側８−ｔｏ−１マルチプレクサ２１の出力を
選択し、オペランド選択入力３が奇数の場合には（最下
位ビットが１）、奇数側８−ｔｏ−１マルチプレクサ２
２の出力を選択してオペランド出力３として出力する。

【００５３】以下、第１の実施形態のレジスタ読み出し
回路１２などの動作を、例を挙げて説明する。

【００５４】まず、上述した例３の命令が生じたとして
動作を説明する。例３の命令を再掲載すると、ＳＴＯＲ
Ｅ Ｒｎ，［ＥＲｍ］であり、レジスタ番号ｍ＋１のレ
ジスタの値Ｒｍ＋１を上位、レジスタ番号ｍのレジスタ
の値Ｒｍを下位とするメモリアドレスに、レジスタ番号
ｎのレジスタの値Ｒｎを格納するという命令である。こ
こで、ｍが偶数であるとすると、ｍ＋１は奇数である。

【００５５】従って、命令レジスタ・デコーダ１１から
は、オペランド選択入力１、２、３としてそれぞれ、レ
ジスタ番号ｎ、ｍ、ｍ＋１（それぞれ４ビット）が出力
される。

【００５６】ｎであるオペランド選択入力１が選択制御
入力として与えられた１６−ｔｏ−１マルチプレクサ２
５においては、ｎをレジスタ番号とするレジスタ値が選
択されてオペランド出力１として送出される。

【００５７】ｍ（偶数）であるオペランド選択入力２
は、偶数レジスタ番号選択回路２３及び奇数レジスタ番
号選択回路２４の双方に与えられるが、偶数であるた
め、図７に示すように、偶数レジスタ番号選択回路２３
によって選択されて、偶数側の８−ｔｏ−１マルチプレ
クサ２１に選択制御入力として与えられる。正確に言え
ば、オペランド選択入力２の上位側の３ビットが選択制
御入力として与えられる。

【００５８】これにより、８−ｔｏ−１マルチプレクサ
２１において、偶数側レジスタバンク１３Ｅから与えら
れているレジスタ値Ｓ０〜Ｓ７の中から、レジスタ番号
ｍのレジスタの値が選択されて、２−ｔｏ−１マルチプ
レクサ２５及び２６に与えられる。

【００５９】また、ｍ＋１（奇数）であるオペランド選
択入力３は、偶数レジスタ番号選択回路２３及び奇数レ
ジスタ番号選択回路２４の双方に与えられるが、奇数で
あるため、図７に示すように、奇数レジスタ番号選択回
路２４によって選択されて、奇数側の８−ｔｏ−１マル
チプレクサ２２に選択制御入力として与えられる。正確
に言えば、オペランド選択入力３の上位側の３ビットが
選択制御入力として与えられる。

【００６０】これにより、８−ｔｏ−１マルチプレクサ
２２において、奇数側レジスタバンク１３Ｏから与えら
れているレジスタ値Ｔ０〜Ｔ７の中から、レジスタ番号
ｍ＋１のレジスタの値が選択されて、２−ｔｏ−１マル
チプレクサ２５及び２６に与えられる。

【００６１】２−ｔｏ−１マルチプレクサ２５には、ｍ
であるオペランド選択入力２の最下位ビットが選択制御
入力として与えられているが、これは偶数（０）を示し
ているので、図７に示すように、２−ｔｏ−１マルチプ
レクサ２５によって、偶数側の８−ｔｏ−１マルチプレ
クサ２１からのレジスタ値が選択されてオペランド出力
２として送出される。

【００６２】また、２−ｔｏ−１マルチプレクサ２６に
は、ｍ＋１であるオペランド選択入力３の最下位ビット
が選択制御入力として与えられているが、これは奇数
（１）を示しているので、図７に示すように、２−ｔｏ
−１マルチプレクサ２６によって、奇数側の８−ｔｏ−
１マルチプレクサ２２からのレジスタ値が選択されてオ
ペランド出力３として送出される。

【００６３】次に、上述した例４の命令が生じたとして
動作を説明する。例４の命令を再掲載すると、ＳＲＬ
Ｒｎ，Ｒｍであり、レジスタ番号ｎ＋１のレジスタの値
Ｒｎ＋１を上位、レジスタ番号ｎのレジスタの値Ｒｎを
下位とするデータを、レジスタ番号ｍのレジスタの値Ｒ
ｍが示す桁数だけ右にシフトし、シフト結果の下位側を
レジスタ番号ｎのレジスタの値Ｒｎとして格納する、と
いう命令である。ここで、ｎは奇数でも偶数でも良い
が、以下では、奇数として説明する。

【００６４】従って、この命令の場合、命令レジスタ・
デコーダ１１からは、オペランド選択入力１、２、３と
してそれぞれ、レジスタ番号ｍ、ｎ、ｎ＋１（それぞれ
４ビット）が出力される。

【００６５】ｍであるオペランド選択入力１が選択制御
入力として与えられた１６−ｔｏ−１マルチプレクサ２
５においては、ｍをレジスタ番号とするレジスタ値が選
択されてオペランド出力１として送出される。

【００６６】ｎ（奇数）であるオペランド選択入力２
は、偶数レジスタ番号選択回路２３及び奇数レジスタ番
号選択回路２４の双方に与えられるが、奇数であるた
め、図８に示すように、奇数レジスタ番号選択回路２４
によって選択されて、奇数側の８−ｔｏ−１マルチプレ
クサ２２に選択制御入力として与えられる（正確に言え
ば、上位側の３ビットが与えられる）。

【００６７】これにより、８−ｔｏ−１マルチプレクサ
２２において、奇数側レジスタバンク１３Ｏから与えら
れているレジスタ値Ｔ０〜Ｔ７の中から、レジスタ番号
ｎのレジスタの値が選択されて、２−ｔｏ−１マルチプ
レクサ２５及び２６に与えられる。

【００６８】また、ｎ＋１（偶数）であるオペランド選
択入力３は、偶数レジスタ番号選択回路２３及び奇数レ
ジスタ番号選択回路２４の双方に与えられるが、偶数で
あるため、図８に示すように、偶数レジスタ番号選択回
路２３によって選択されて、偶数側の８−ｔｏ−１マル
チプレクサ２１に選択制御入力として与えられる（正確
に言えば、上位側の３ビットが与えられる）。

【００６９】これにより、８−ｔｏ−１マルチプレクサ
２１において、偶数側レジスタバンク１３Ｅから与えら
れているレジスタ値Ｓ０〜Ｓ７の中から、レジスタ番号
ｎ＋１のレジスタの値が選択されて、２−ｔｏ−１マル
チプレクサ２５及び２６に与えられる。

【００７０】２−ｔｏ−１マルチプレクサ２５には、ｎ
であるオペランド選択入力２の最下位ビットが選択制御
入力として与えられているが、これは奇数（１）を示し
ているので、図８に示すように、２−ｔｏ−１マルチプ
レクサ２５によって、奇数側の８−ｔｏ−１マルチプレ
クサ２２からのレジスタ値が選択されてオペランド出力
２として送出される。

【００７１】また、２−ｔｏ−１マルチプレクサ２６に
は、ｎ＋１であるオペランド選択入力３の最下位ビット
が選択制御入力として与えられているが、これは偶数
（０）を示しているので、図８に示すように、２−ｔｏ
−１マルチプレクサ２６によって、偶数側の８−ｔｏ−
１マルチプレクサ２１からのレジスタ値が選択されてオ
ペランド出力３として送出される。

【００７２】以上のように、黙示的なオペランドに対し
て、一方が偶数番号、他方が奇数番号という拘束条件が
ある場合には、上記第１の実施形態のレジスタ読み出し
回路を構成することにより、マルチプレクサの入力とな
るレジスタ数を減少することができ、マルチプレクサの
ハードウェア量と配線を削減することができる。

【００７３】上記第１の実施形態のレジスタ読み出し回
路１２を構成した考え方は、次の通りである。

【００７４】１．偶数番号のオペランド選択入力を偶数
番号レジスタ専用のマルチプレクサヘ、奇数番号のオペ
ランド選択入力を奇数番号レジスタ専用のマルチプレク
サヘ、それぞれ振り分ける。

【００７５】２．偶数番号レジスタ専用のマルチプレク
サ出力を、偶数番号レジスタを要求した側のオペランド
出力へ、奇数番号レジスタ専用のマルチプレクサ出力
を、奇数番号レジスタを要求した側のオペランド出力
へ、それぞれ振り分ける。

【００７６】上述した第１の実施形態のレジスタ読み出
し回路１２についての効果を、従来との比較で説明す
る。

【００７７】図２に示した従来のレジスタ読み出し回路
において、レジスタのビット幅がこの実施形態と同様
に、８ビットであるとした場合、３個の８ビット用の１
６−ｔｏ−１マルチプレクサ２〜４のそれぞれは、図３
に示したように、８ビット用の２−ｔｏ−１マルチプレ
クサが１５個ずつ必要であり、８ビット用の２−ｔｏ−
１マルチプレクサは１ビット用の２−ｔｏ−１マルチプ
レクサが８個で構成されるので、マルチプレクサ２〜４
の部分全体で、１ビット用の２−ｔｏ−１マルチプレク
サは次の演算式から明らかなように３６０個必要とな
る。

【００７８】３×１５×８＝３６０ これに対して、第１の実施形態のレジスタ読み出し回路
１２は、以下のように、１ビット用の２−ｔｏ−１マル
チプレクサが２５４個で済む。

【００７９】（１）８ビット用の１６−ｔｏ−１マルチ
プレクサ２０は、８ビット用の２−ｔｏ−１マルチプレ
クサが１５個必要であり（図３参照）、８ビット用の２
−ｔｏ−１マルチプレクサは１ビット用の２−ｔｏ−１
マルチプレクサが８個で構成されるので、１５×８＝１
２０個の１ビット用の２−ｔｏ−１マルチプレクサで構
成される。

【００８０】（２）８ビット用の８−ｔｏ−１マルチプ
レクサ２１及び２２はそれぞれ、図３に示したような木
構造での階層が３階層であるので、８ビット用の２−ｔ
ｏ−１マルチプレクサが７個必要であり、８ビット用の
２−ｔｏ−１マルチプレクサは１ビット用の２−ｔｏ−
１マルチプレクサが８個で構成されるので、７×８＝５
６個の１ビット用の２−ｔｏ−１マルチプレクサで構成
される。

【００８１】（３）偶数レジスタ番号選択回路２３及び
奇数レジスタ番号選択回路２４はそれぞれ、図５又は図
６に示すように、１ビット用の２−ｔｏ−１マルチプレ
クサが３個で構成される。

【００８２】（４）８ビット用の２−ｔｏ−１マルチプ
レクサ２５及び２６はそれぞれ、１ビット用の２−ｔｏ
−１マルチプレクサが８個で構成されるので、１×８＝
８個の１ビット用の２−ｔｏ−１マルチプレクサで構成
される。

【００８３】（５）従って、各構成要素２０、…、２６
での１ビット用の２−ｔｏ−１マルチプレクサの個数の
総計は、１２０＋５６＋５６＋３＋３＋８＋８＝２５４
個である。

【００８４】以上のように、上記第１の実施形態のレジ
スタ読み出し回路１２は従来回路に比べ、回路規模を７
０％（＝（２５４／３６０）×１００）に削減すること
が期待できる。

【００８５】また、従来のレジスタ読み出し回路におい
ては、レジスタ（バンク）から当該レジスタ読み出し回
路への配線は、１６個のレジスタのそれぞれから、３個
の８ビット用の１６−ｔｏ−１マルチプレクサ２〜４の
それぞれへの８ビットの配線であるので、１６×３×８
＝３８４本必要である。

【００８６】これに対して、第１の実施形態のレジスタ
読み出し回路１２においては、１６個のレジスタのそれ
ぞれから、１個の８ビット用の１６−ｔｏ−１マルチプ
レクサ２０への８ビット配線と、８個のレジスタのそれ
ぞれから、１個の８ビット用の８−ｔｏ−１マルチプレ
クサへの８ビット配線が２組とであるので、１６×１×
８＋８×１×８×２＝２５６本必要である。

【００８７】以上のように、上記第１の実施形態のレジ
スタ読み出し回路１２は、従来回路に比べ、配線量の大
幅削減も期待できる。

【００８８】第１の実施形態のレジスタ読み出し回路１
２を搭載した第１の実施形態のマイクロプロセッサ１０
も、レジスタ読み出し回路１２の回路規模や配線量が減
少したので、レジスタ読み出し回路１２の占有面積など
が小さくなり、構成の小型化や簡単化が期待できる。

【００８９】（Ｂ）第２の実施形態 次に、本発明によるレジスタ読み出し回路及びマイクロ
プロセッサの第２の実施形態を図面を参照しながら簡単
に説明する。

【００９０】上述した第１の実施形態は、レジスタ番号
が連続している２個のオペランドに対応できるものであ
ったが、この第２の実施形態は、レジスタ番号が連続し
ている４個のオペランドに対応できるものである。

【００９１】図示しない第２の実施形態での命令レジス
タ・デコーダは、与えられた命令を保持して解読するも
のであり、解読した命令の種類情報は、図示しない演算
ユニット（ＡＬＵ）などに与え、また、最大５個のオペ
ランドのデータ（レジスタ番号）は、オペランド選択入
力として、第２の実施形態のレジスタ読み出し回路１０
０（図９参照）に与える。この第２の実施形態の場合、
命令レジスタ・デコーダが解読する命令（の中）には、
黙示的なオペランドを設けている命令があり、このよう
な命令の場合、命令レジスタ・デコーダが出力する連続
するレジスタ番号はオペランド選択入力２〜５として出
力される。

【００９２】なお、命令レジスタ・デコーダは、最大５
個のオペランドを明示的に表記している命令を解読する
ものであっても良い。

【００９３】図９は、第２の実施形態のレジスタ読み出
し回路１００の詳細構成を示すブロック図である。

【００９４】なお、図９は、レジスタ数Ｎが３２の場合
を示している。また、命令の実装を簡単にするために、
レジスタ番号のビット数ｎは５ビット（２の５乗＝３
２）とする。すなわち、レジスタ番号は１０進数で０〜
３１をとり、レジスタ番号の値が最大値の場合（Ｎ−１
＝３１；奇数）、それに連続する１だけ大きい値は０
（偶数）になるとする。さらに、レジスタのビット幅は
８ビットとする。

【００９５】図９において、レジスタ読み出し回路１０
０は、８ビット用の３２−ｔｏ−１マルチプレクサ１１
０、８ビット用の４個の８−ｔｏ−１マルチプレクサ１
２０〜１２３、剰余０レジスタ番号選択回路１４０、剰
余１レジスタ番号選択回路１４１、剰余２レジスタ番号
選択回路１４２、剰余３レジスタ番号選択回路１４３、
並びに、４個の８ビット用の４−ｔｏ−１マルチプレク
サ１５０〜１５３を有する。

【００９６】また、この第２の実施形態のレジスタ読み
出し回路１００がレジスタ値を読み出す対象のレジスタ
バンクは、剰余０レジスタバンク１３０、剰余１レジス
タバンク１３１、剰余２レジスタバンク１３２及び剰余
３レジスタバンク１３３に分かれている。

【００９７】剰余０レジスタバンク１３０は、レジスタ
番号が、４（バンク数）で割ったときに割り切れる（剰
余が０；下位側２ビットが００）全てのレジスタの内容
を保持しており、各剰余０レジスタの値（８ビット）Ｓ
０、…、Ｓ７は、３２−ｔｏ−１マルチプレクサ１１０
及び８−ｔｏ−１マルチプレクサ１２０に与えられる。
なお、レジスタ値Ｓ０、…、Ｓ７に対応するレジスタ番
号は０、４、…２８（１０進数）である。

【００９８】同様に、剰余１レジスタバンク１３１〜剰
余３レジスタバンク１３３はそれぞれ、レジスタ番号
が、４で割ったときに剰余が１、２、３である（下位側
２ビットがそれぞれ０１、１０、１１）の全てのレジス
タの内容を保持している。

【００９９】剰余１レジスタバンク１３１からの各剰余
１レジスタの値Ｔ０、…、Ｔ７は、３２−ｔｏ−１マル
チプレクサ１１０及び８−ｔｏ−１マルチプレクサ１２
１に与えられる。なお、レジスタ値Ｔ０、…、Ｔ７に対
応するレジスタ番号は１、５、…２９である。また、剰
余２レジスタバンク１３２からの各剰余２レジスタの値
Ｕ０、…、Ｕ７は、３２−ｔｏ−１マルチプレクサ１１
０及び８−ｔｏ−１マルチプレクサ１２２に与えられ
る。なお、レジスタ値Ｕ０、…、Ｕ７に対応するレジス
タ番号は２、６、…３０である。さらに、剰余３レジス
タバンク１３３からの各剰余３レジスタの値Ｖ０、…、
Ｖ７は、３２−ｔｏ−１マルチプレクサ１１０及び８−
ｔｏ−１マルチプレクサ１２３に与えられる。なお、レ
ジスタ値Ｖ０、…、Ｖ７に対応するレジスタ番号は３、
７、…３１である。

【０１００】ここで、上述した第１の実施形態における
偶数は、レジスタ番号を２（バンク数）で割ったときの
剰余０に相当し、第１の実施形態における奇数は、レジ
スタ番号を２で割ったときの剰余１に相当し、第１の実
施形態と第２の実施形態とは同様な技術思想に基づいて
いる。

【０１０１】３２−ｔｏ−１マルチプレクサ１１０は、
全てのレジスタ値Ｓ０〜Ｓ７、Ｔ０〜Ｔ７、Ｕ０〜Ｕ
７、Ｖ０〜Ｖ７の中から、命令レジスタ・デコーダから
のオペランド選択入力１が指示するレジスタ番号に係る
ものを選択して、オペランド出力１として出力するもの
である。

【０１０２】８−ｔｏ−１マルチプレクサ１２０は、剰
余０レジスタ番号のレジスタの値Ｓ０〜Ｓ７の中から、
剰余０レジスタ番号選択回路１４０から与えられたレジ
スタ番号（下位側２ビットが００に決まっているので、
例えば、下位側２ビットを除いた３ビットが与えられ
る）に係るものを選択して、全ての４−ｔｏ−１マルチ
プレクサ１５０〜１５３に出力するものである。

【０１０３】同様に、８−ｔｏ−１マルチプレクサ１２
１〜１２３はそれぞれ、入力されているレジスタ値Ｔ０
〜Ｔ７、Ｕ０〜Ｕ７又はＶ０〜Ｖ７の中から、対応する
剰余１レジスタ番号選択回路１４１、剰余２レジスタ番
号選択回路１４２又は剰余３レジスタ番号選択回路１４
３から与えられたレジスタ番号に係るレジスタ値を選択
して、全ての４−ｔｏ−１マルチプレクサ１５０〜１５
３に出力するものである。

【０１０４】剰余０レジスタ番号選択回路１４０は、図
示しない命令レジスタ・デコーダからのオペランド選択
入力（レジスタ番号）２〜５の中から、４で割った場合
の剰余が０（下位側２ビットが００）であるものを選択
するものである。

【０１０５】剰余０レジスタ番号選択回路１４０は、例
えば、オペランド選択入力２〜５の下位側２ビットを０
０と照合する照合部と、照合結果に応じて、オペランド
選択入力２〜５のいずれかを通過させるゲート部で構成
することができる。

【０１０６】同様に、剰余１レジスタ番号選択回路１４
１、剰余２レジスタ番号選択回路１４２、剰余３レジス
タ番号選択回路１４３はそれぞれ、オペランド選択入力
（レジスタ番号）２〜５の中から、４で割った場合の剰
余が１、２、３（下位側２ビットが０１、１０、１１）
であるものを選択するものである。

【０１０７】４−ｔｏ−１マルチプレクサ（オペランド
２出力選択回路）１５０には、上述のように、４個の８
−ｔｏ−１マルチプレクサ１２０〜１２３が出力した４
個のレジスタ値が選択入力として入力されている。ま
た、４−ｔｏ−１マルチプレクサ１５０には、オペラン
ド選択入力２（の下位側２ビット）が選択制御入力とし
て入力されている。

【０１０８】４−ｔｏ−１マルチプレクサ１５０は、オ
ペランド選択入力２を４で割ったときの剰余が０であれ
ば、８−ｔｏ−１マルチプレクサ１２０の出力を選択
し、剰余が１であれば、８−ｔｏ−１マルチプレクサ１
２１の出力を選択し、剰余が２であれば、８−ｔｏ−１
マルチプレクサ１２２の出力を選択し、剰余が３であれ
ば、８−ｔｏ−１マルチプレクサ１２３の出力を選択し
てオペランド出力２として出力する。

【０１０９】同様に、４−ｔｏ−１マルチプレクサ１５
１〜１５３はそれぞれ、オペランド選択入力３、４、５
（の下位側２ビット）に基づき、４個の８−ｔｏ−１マ
ルチプレクサ１２０〜１２３の出力から１個を選択して
オペランド出力３、４、５として出力する。

【０１１０】第２の実施形態のレジスタ読み出し回路１
００の上述した構成の説明、及び、第１の実施形態の動
作説明から、第２の実施形態のレジスタ読み出し回路１
００の動作は簡単に理解できるので、その説明は省略す
る。

【０１１１】従来の技術の延長線上でレジスタ番号が連
続する４オペランドに対応する場合、３２−ｔｏ−１マ
ルチプレクサ（１１０参照）が５個必要である。

【０１１２】このような回路と比較した場合、第２の実
施形態のレジスタ読み出し回路１００は、回路規模を小
さく抑え、配線量も少なくすることができる。

【０１１３】また、第２の実施形態のレジスタ読み出し
回路１００を搭載した第２の実施形態のマイクロプロセ
ッサも、レジスタ読み出し回路１００の回路規模や配線
量が小さいので、構成の小型化や簡単化を実現できる。

【０１１４】（Ｃ）他の実施形態 レジスタ読み出し回路が対象とするレジスタの個数や、
レジスタのビット幅や、読み出し対象のレジスタ番号が
連続する個数などは、上記各実施形態のものに限定され
ず、任意であっても良い。ここで、レジスタの個数は、
２のべき乗である必要もない。

【０１１５】また、他のオペランドのレジスタ番号と無
関係なレジスタ番号のオペランドの数も、上記各実施形
態のように、１に限定されず、０であっても２以上であ
っても構わない。

【０１１６】本発明のレジスタ読み出し回路は、マイク
ロプロセッサに適用することを意図してなされたもので
あるが、レジスタバンクから複数の値を同時に読み出す
必要があり、読み出すレジスタの間に上記各実施形態の
ような関係があるならば、マイクロプロセッサ以外であ
っても適用可能であり、同様の効果が得られる。

【０１１７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回路規
模や配線量を従来より削減することができるレジスタ読
み出し回路及びマイクロプロセッサを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態のレジスタ読み出し回路の構成
を示すブロック図である。

【図２】従来のレジスタ読み出し回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】１６−ｔｏ−１マルチプレクサの詳細構成を示
すブロック図である。

【図４】第１の実施形態のマイクロプロセッサの要部構
成を示すブロック図である。

【図５】第１の実施形態の偶数レジスタ番号選択回路の
構成例を示すブロック図である。

【図６】第１の実施形態の奇数レジスタ番号選択回路の
構成例を示すブロック図である。

【図７】第１の実施形態のレジスタ読み出し回路の動作
の説明図（１）である。

【図８】第１の実施形態のレジスタ読み出し回路の動作
の説明図（２）である。

【図９】第２の実施形態のレジスタ読み出し回路の構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０…マイクロプロセッサ、 １１…命令レジスタ・デコーダ、 １２、１００…レジスタ読み出し回路、 １３…レジスタバンク、 １３Ｅ、１３Ｏ…偶数側、奇数側レジスタバンク、 ２０…１６−ｔｏ−１マルチプレクサ、 ２１、２２…偶数側、奇数側の８−ｔｏ−１マルチプレ
クサ、 ２３、２４…偶数、奇数レジスタ番号選択回路、 ２５、２６…２−ｔｏ−１マルチプレクサ（オペランド
２、３出力選択回路）、 １１０…３２−ｔｏ−１マルチプレクサ、 １２０〜１２３…剰余０、剰余１、剰余２、剰余３用の
８−ｔｏ−１マルチプレクサ、 １３０〜１３３…剰余０、剰余１、剰余２、剰余３のレ
ジスタバンク、 １４０〜１４３…剰余０、剰余１、剰余２、剰余３レジ
スタ番号選択回路、 １５０〜１５３…４−ｔｏ−１マルチプレクサ（オペラ
ンド２、３、４、５出力選択回路）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み出し対象の複数のレジスタには通し
   番号でなるレジスタ番号が対応付けられており、外部か
   ら入力された連続する第１〜第Ｘの選択レジスタ番号が
   同時に与えられ、該当するＸ個のレジスタのレジスタ値
   を同時に読み出すレジスタ読み出し回路において、 Ｘで割った剰余が同じレジスタ番号の全てのレジスタの
   レジスタ値が入力され、与えられた選択制御入力に応じ
   て、その中の１個のレジスタ値を選択する、剰余毎のレ
   ジスタ値選択手段と、 上記第１〜第Ｘの選択レジスタ番号が入力され、入力さ
   れた各選択レジスタ番号を、その選択レジスタ番号をＸ
   で割った剰余と等しい剰余用の上記レジスタ選択手段
   に、選択制御入力として与える選択レジスタ番号交換手
   段と、 剰余毎の全ての上記レジスタ値選択手段が出力したレジ
   スタ値から、第ｘ（ｘは１〜Ｘ）の選択レジスタ番号に
   応じたものを選択出力する、Ｘ個の出力選択手段とを有
   することを特徴とするレジスタ読み出し回路。
2. 【請求項２】 上記第１〜第Ｘの選択レジスタ番号とは
   無関係な、外部から入力された１以上の選択レジスタ番
   号に応じ、該当する各レジスタのレジスタ値を選択して
   出力する個別レジスタ値選択手段をさらに備えることを
   特徴とする請求項１に記載のレジスタ読み出し回路。
3. 【請求項３】 Ｘが２のべき乗であることを特徴とする
   請求項１又は２に記載のレジスタ読み出し回路。
4. 【請求項４】 複数のレジスタと、命令を解読してレジ
   スタ値の同時読み出しが必要なレジスタを規定する連続
   する第１〜第Ｘの選択レジスタ番号を出力する命令解読
   手段と、これら第１〜第Ｘの選択レジスタ番号に応じ
   て、該当するレジスタからレジスタ値を同時に読み出す
   レジスタ読み出し回路とを少なくとも有するマイクロプ
   ロセッサにおいて、 上記レジスタ読み出し回路として、請求項１〜３のいず
   れか１項に記載のものを適用したことを特徴とするマイ
   クロプロセッサ。
5. 【請求項５】 上記命令解読手段は、命令に黙示的に規
   定されている情報から、上記第１〜第Ｘの選択レジスタ
   番号を形成することを特徴とする請求項４に記載のマイ
   クロプロセッサ。