JP3004108B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、即値オペランドを持
つ特定命令を扱う情報処理装置に係り、特に即値オペラ
ンドを拡張するための即値オペランド拡張方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】計算機システムなどの情報処理装置で扱
われる各種命令（命令語）の１つに、即値オペランドを
持つ命令がある。この即値オペランドを持つ命令は、即
値オペランドのフィールドの他に、命令コード（ＯＰコ
ード）のフィールド、デスティネーションフィールド等
のフィールドを持つ。このため、命令語内に確保可能な
即値オペランドフィールドのサイズは限られる。

【０００３】そこで従来は、命令語内に確保可能な即値
オペランドフィールドのサイズを越えるサイズの即値オ
ペランドを指定するために、各機能（即値オペランドを
用いた加算演算、減算演算などの各機能）毎に即値オペ
ランドのサイズに対応する命令をそれぞれ用意する等の
方式を適用していた。

【０００４】また、即値オペランドを修飾する命令を用
意し、特定の命令語内の即値オペランドを、同命令で指
定されたよりサイズの大きい即値オペランドで置換える
方式もあった。

【０００５】その他、即値オペランドを上位と下位に分
割し、それぞれに専用のロード命令を用意し、サイズの
大きい即値についてはレジスタを経由して使用する方式
もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、命令語内に確
保可能な即値オペランドフィールドのサイズを越えるサ
イズの即値オペランドを指定するのに、各機能毎に即値
オペランドのサイズに対応する命令をそれぞれ用意する
方式では、命令数が増え、命令体系が複雑になるという
問題があった。また、この方式では、命令語内のＯＰコ
ードフィールドのサイズが大きくなるため、オペランド
指定フィールドのサイズが圧迫されるという問題もあっ
た。

【０００７】また、命令語内に指定された即値オペラン
ドを単に専用の命令で指定する即値オペランドに置換え
る方式では、命令語サイズ以上のサイズの即値オペラン
ドを指定できないという問題があった。

【０００８】さらに、即値オペランドを分割し、レジス
タを経由して使用する方式では、即値オペランドを使用
するために１フェッチサイクル以上のオーバヘッドを伴
うという問題があった。また、この方式では、パイプラ
イン制御方式の情報処理装置におけるレジスタ・ハザー
ドによる性能低下が起こり得るという問題もあった。

【０００９】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
でその目的は、命令語内に確保可能な即値オペランドフ
ィールドのサイズを越えるサイズの即値オペランドが、
より少ない命令レパートリ（ＯＰコードの種類）で且つ
性能を悪化させることなく指定できる情報処理装置を提
供することにある。

【００１０】この発明の他の目的は、並列処理方式の情
報処理装置においては、命令語内に確保可能な即値オペ
ランドフィールドのサイズを越えるサイズの即値オペラ
ンドが、命令のフェッチサイクル数を全く増加させるこ
となく指定できるようにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、即値オペラ
ンドのフィールドを持つ特定命令の即値の拡張部分を指
定する即値拡張命令が上記特定命令の直前または直後に
配された記憶手段と、上記特定命令を実行する前に、同
命令の前記即値オペランドフィールドの内容を、同命令
の直前または直後に配された前記即値拡張命令の指定す
る即値の拡張部分と連結するための連結手段とを設け、
上記連結手段によって連結された即値オペランドを用い
て特定命令を実行するようにしたことを特徴とするもの
である。

【００１２】

【作用】上記の構成における作用を、ＶＬＩＷ（Very L
ong Instruction Word）型並列方式（ＶＬＩＷ方式）の
情報処理装置（並列演算処理装置）に適用した場合を例
に説明する。なお、ＶＬＩＷ方式の情報処理装置では、
所定数の固定長命令を単位に処理される。この所定数の
命令の集まりは、ＶＬＩＷ型命令（またはＶＬＩＷ型命
令語）と呼ばれる。

【００１３】まず、ＶＬＩＷ方式の情報処理装置では、
並列に処理すべき所定数の固定長命令（からなるＶＬＩ
Ｗ型命令）が主記憶あるいは命令キャッシュ等の記憶手
段からフェッチされる。ここで、上記の特定命令および
即値拡張命令を含むＶＬＩＷ型命令がフェッチされたも
のとすると、即値拡張命令（のＯＰコード）に応じて同
命令の指定する即値の拡張部分が（第１の選択手段によ
って）選択されて連結手段に導かれる。この連結手段に
は、上記の即値拡張命令の直前または直後に配された特
定命令の持つ即値オペランドフィールドの内容も導かれ
る。これにより、即値拡張命令の指定する即値の拡張部
分と特定命令の持つ即値オペランドフィールドの内容と
が連結手段によって連結され、即値オペランドが拡張さ
れる。もし、即値拡張命令が存在しない場合には、即値
拡張部分に代えて、例えば値が全て０のデータが連結手
段に導かれ、即値オペランドフィールドの内容と連結さ
れる。

【００１４】連結手段によって連結されたデータ（即値
拡張命令が存在する場合には、拡張された即値オペラン
ド）は、特定命令の実行時には（第２の選択手段によっ
て選択されて）、記憶手段からフェッチされたＶＬＩＷ
型命令内の上記の特定命令に対応する位置の演算器に供
給される。これにより、特定命令および、その直前また
は直後に配された即値拡張命令を含むＶＬＩＷ型命令が
フェッチされた場合であれば、即値拡張命令の指定する
即値の拡張部分と特定命令の持つ即値オペランドフィー
ルドの内容とが連結されたオペランド、即ち拡張された
即値オペランドを用いた指定の演算が行われる。

【００１５】

【実施例】図１はこの発明を適用するＶＬＩＷ方式で且
つパイプライン制御方式の情報処理装置（並列演算処理
装置）の一実施例を示す要部のブロック構成図である。
なお本実施例におけるパイプラインは、フェッチ（命令
フェッチ）ステージＦ、デコード（命令デコード）ステ
ージＤ、実行ステージＥおよびライトバック（結果の書
込み）ステージＷの４段構成であるものとする。

【００１６】図１において、１は各種プログラムおよび
データ等の格納領域を提供する主記憶、１１は主記憶１
に格納されているＶＬＩＷ型命令である。このＶＬＩＷ
型命令１１は、４つの３２ビット命令Ｉ＃１〜Ｉ＃４か
らなる複合命令である。２は主記憶１に格納されている
命令群の一部のコピーが置かれる命令キャッシュであ
る。

【００１７】３はフェッチステージＦにおいて命令キャ
ッシュ２からフェッチされたＶＬＩＷ型命令を保持する
ための１２８ビットの命令レジスタである。命令レジス
タ３は、ＶＬＩＷ型命令を構成する４命令が保持される
４つの命令フィールド４１〜４４を持つ。

【００１８】図１では、即値加算を指定するＯＰコード
“ａｄｄ．ｉ”を持つ即値加算命令が命令フィールド３
１に、即値オペランドの拡張を指定するＯＰコード“ｉ
ｅｘｔ”を持つ即値拡張命令が命令フィールド３２に、
（命令フィールド３１と同様に）ＯＰコード“ａｄｄ．
ｉ”を持つ即値加算命令が命令フィールド３３に、そし
て即値を用いない通常の減算（レジスタファイルのレジ
スタデータをオペランドとして用いる減算）を指定する
ＯＰコード“ｓｕｂ”を持つ減算命令が命令フィールド
３４に、それぞれ保持されている状態が示されている。

【００１９】以上の３種の命令（即値加算命令、即値拡
張命令、減算命令）の要部のフォーマットを図２に示
す。図２から明らかなように、即値加算命令は、６ビッ
トの即値オペランドフィールドｉ６（ビット２６〜３
１）を有し、即値拡張命令は、即値（６ビットの即値オ
ペランド）の拡張部分である２６ビットの拡張即値オペ
ランドが設定される拡張即値オペランドフィールドｉ２
６（ビット６〜３１）を有している。

【００２０】また、各命令が有する命令語のＯＰコード
は、基本的にはビット０〜８の９ビット（上位の９ビッ
ト）で構成される。但し、即値拡張命令のＯＰコード
“ｉｅｘｔ”は、上記した２６ビットの拡張即値オペラ
ンドフィールドｉ２６（ビット６〜３１）を確保するた
めに、実質的にビット０〜４の５ビットだけで即値拡張
命令であることが指定でき、ビット５〜９の４ビットの
内容に影響されないようになっている。

【００２１】なお本実施例では、ＶＬＩＷ型命令の４命
令の中に即値演算命令が存在し、且つその即値演算命令
がＶＬＩＷ型命令のうちの１番目または３番目の命令と
なっている場合だけ、その即値演算命令の即値オペラン
ドの拡張が可能な構成となっている。また、この即値オ
ペランドの拡張を指定する即値拡張命令は、拡張の対象
とする即値オペランドを持つ命令（即値演算命令）の直
後、即ちＶＬＩＷ型命令の４命令のうちの２番目または
４番目に置かれるようになっている。

【００２２】再び図１を参照すると、４１〜４４は命令
レジスタ３の命令フィールド３１〜３４に対応して設け
られ、同フィールド３１〜３４に保持された命令のＯＰ
コードをデコードして各種のデコード信号を出力するデ
コード回路（ＤＥＣ）である。この４つのデコード回路
４１〜４４のうち、命令フィールド３２，３４に対応す
るデコード回路４２，４４は、デコード対象となるＯＰ
コードが“ｉｅｘｔ”である場合に、論理“１”の特定
の信号（マスク信号と呼ぶ）Ｍ２，Ｍ４、および後述す
る演算器９２，９４に対して演算動作の無いこと、即ち
ＮＯＰ（ノーオペレーション）を指示する信号（図示せ
ず）を出力するデコード機能を有する。なお、デコード
回路４１，４３がデコード回路４２，４４と同一デコー
ド機能を持つものであっても構わない。

【００２３】５２，５４は命令レジスタ３の命令フィー
ルド３２，３４の下位２６ビット（ビット６〜３１）の
出力を入力するための入力Ａと、デコード回路４２，４
４からのマスク信号Ｍ２，Ｍ４を入力するためのマスク
入力Ｍと、２６ビット出力Ｙとを持つＡＮＤ（アンド）
ゲートである。ＡＮＤゲート５２，５４は、マスク入力
Ｍが“１”のとき入力Ａの２６ビットをそのまま出力Ｙ
に出力し、マスク入力Ｍが“０”のとき出力Ｙの２６ビ
ットを全て“０”とする。

【００２４】６１はＡＮＤゲート５２の出力Ｙの２６ビ
ットを命令レジスタ３の命令フィールド３１の下位６ビ
ット（ビット２６〜３１）の出力に連結し、３２ビット
の即値データ７１として伝達するための即値データ線、
６２は２６ビットの“０”データを命令レジスタ３の命
令フィールド３２の下位６ビット（ビット２６〜３１）
の出力に連結し、３２ビットの即値データ７２として伝
達するための即値データ線である。６３はＡＮＤゲート
５４の出力Ｙの２６ビットを命令レジスタ３の命令フィ
ールド３３の下位６ビット（ビット２６〜３１）の出力
に連結し、３２ビットの即値データ７３として伝達する
ための即値データ線、６４は２６ビットの“０”データ
を命令レジスタ３の命令フィールド３４の下位６ビット
（ビット２６〜３１）の出力に連結し、３２ビットの即
値データ７４として伝達するための即値データ線であ
る。

【００２５】８１〜８４は命令レジスタ３の命令フィー
ルド３１〜３４に対応して設けられ、図示せぬレジスタ
ファイルから取出された３２ビットのオペランドデータ
を入力するための入力Ｒと、即値データ線６１〜６４上
の３２ビット即値データ７１〜７４を入力するための入
力Ｉと、３２ビット出力Ｙと、命令フィールド３１〜３
４に保持されている命令が（即値オペランドを持つ）即
値演算命令であるか否かを示す（デコード回路４１〜４
４からの特定デコード信号が導かれる）入力Ｓとを持つ
セレクタである。セレクタ８１〜８４は、入力Ｓの状態
に応じて出力Ｙを入力Ｉまたは入力Ｒに切替える。

【００２６】９１〜９４は命令レジスタ３の命令フィー
ルド３１〜３４に対応して設けられ、同フィールド３１
〜３４の指定する演算をデコード回路４１〜４４のデコ
ード結果に従って実行する演算器である。演算器９１〜
９４にはセレクタ８１〜８４の出力Ｙの３２ビットが供
給されるようになっている。

【００２７】次に、図１の構成の動作を説明する。ま
ず、主記憶１中の命令は、命令キャッシュ２を経由し
て、命令パイプラインのフェッチステージ（フェッチサ
イクル）Ｆで、命令レジスタ３に４命令の組ずつ（即ち
ＶＬＩＷ型命令を単位に）取込まれる。これにより、Ｖ
ＬＩＷ型命令の１番目の命令は命令レジスタ３の命令フ
ィールド３１に、２番目の命令は同じく命令フィールド
３２に、３番目の命令は命令フィールド３３に、そして
４番目の命令は命令フィールド３４に、それぞれ保持さ
れる。

【００２８】次のデコードステージ（デコードサイク
ル）Ｄでは、命令レジスタ３の命令フィールド３１〜３
４に保持されている各命令のＯＰコードをデコードする
処理がデコード回路４１〜４４により行われる。このデ
コードステージＤでは、即値データ線６１〜６４上３２
ビットの即値データ７１〜７４が生成される。そして、
この即値データ７１〜７４またはレジスタファイルから
のデータが、命令フィールド３１〜３４の命令（をもと
にデコード回路４１〜４４から出力される特定デコード
信号）に応じてセレクタ８１〜８４により切替えられ、
次の実行ステージＥのために演算器９１〜９４に渡され
る。

【００２９】ここで、即値データ７１〜７４の生成の詳
細について説明する。まず、命令フィールド３１〜３４
のうちの命令フィールド３２，３４には、前記したよう
にＯＰコード“ｉｅｘｔ”を持つ即値拡張命令が保持さ
れる可能性がある。デコード回路４２，４４は、命令フ
ィールド３２，３４に保持されている命令のＯＰコード
が“ｉｅｘｔ”の場合（ＯＰコードの上位の５ビットが
“ｉｅｘｔ”に固有の特定値の場合）、即ち命令フィー
ルド３２，３４に保持されている命令が即値拡張命令の
場合には、その命令中の拡張即値オペランドフィールド
ｉ２６の内容（ビット６〜３１の２６ビット）を有効と
するためのマスク信号Ｍ２，Ｍ４、および演算器９２，
９４に対してＮＯＰを指示するための信号を出力する。

【００３０】デコード回路４２，４４からのマスク信号
Ｍ２，Ｍ４はＡＮＤゲート５２，５４のマスク入力Ｍに
導かれる。ＡＮＤゲート５２，５４の入力Ａには命令フ
ィールド３２，３４の下位の２６ビット（ビット６〜３
１）が導かれる。

【００３１】ＡＮＤゲート５２，５４は、マスク入力Ｍ
が“１”の場合、即ち命令フィールド３２，３４に保持
されている命令が（ＯＰコード“ｉｅｘｔ”を持つ）即
値拡張命令である場合には、入力Ａの２６ビット、即ち
命令フィールド３２，３４の下位の２６ビット（ビット
６〜３１）である拡張即値オペランドフィールドｉ２６
の内容のそのまま出力Ｙに出力する。

【００３２】一方、マスク入力Ｍが“０”の場合、即ち
命令フィールド３２，３４に保持されている命令が即値
拡張命令でない場合には、ＡＮＤゲート５２は、出力Ｙ
の２６ビットを入力Ａの内容に無関係に全て“０”とす
る。

【００３３】ＡＮＤゲート５２，５４の出力Ｙの２６ビ
ットは、３２ビット即値データ線６１，６３の上位側に
導かれる。この即値データ線６１，６３の残りの下位６
ビット側には命令フィールド３２，３４の直前に位置す
る命令フィールド３１，３３の下位の６ビット（ビット
２６〜３１）の内容が導かれ、同データ線６１，６３上
に、３２ビットの即値データ７１，７３が生成される。

【００３４】この結果、もし命令フィールド３２，３４
に即値拡張命令が保持されているならば、即値データ線
６１，６３上に生成される即値データ７１，７３の上位
２６ビットは即値拡張命令の拡張即値オペランドフィー
ルドｉ２６の内容（ビット６〜３１の２６ビット）とな
る。また、即値データ７１，７３の残りの下位６ビット
は、命令フィールド３２，３４の直前の命令フィールド
３１，３３に保持されている命令（この場合、必ず即値
演算命令となる）の即値オペランドフィールドｉ６の内
容（ビット２６〜３１の６ビット）そのものとなる。

【００３５】即ち、命令レジスタ３の命令フィールド３
１，３３に即値演算命令が保持されている場合、同命令
の即値オペランド（即値オペランドフィールドｉ６の６
ビット）は、命令フィールド３２，３４に保持されてい
る命令が即値拡張命令であるならば、その即値拡張命令
の拡張即値オペランド（ビット６〜３１の拡張即値オペ
ランドフィールドｉ２６の２６ビット）と連結され、６
ビットから３２ビットに拡張される。

【００３６】一方、命令フィールド３２，３４に保持さ
れている命令が即値拡張命令以外であるならば、即値デ
ータ線６１，６３上に生成される即値データ７１，７３
の上位２６ビットは全て“０”となる。また、即値デー
タ７１，７３の残りの下位６ビットは、命令フィールド
３１，３３に保持されている命令のビット２６〜３１の
６ビットそのもの（即値演算命令であれば即値オペラン
ドフィールドｉ６の内容）となる。

【００３７】したがって、命令フィールド３１，３３に
即値演算命令が保持され、命令フィールド３２，３４に
即値拡張命令以外の命令が保持されている場合には、即
値データ線６１，６３上の即値データ７１，７３は、命
令フィールド３１，３３の即値演算命令の即値オペラン
ドフィールドｉ６の６ビットを、そのまま符号なしデー
タとして３２ビットに拡張（上位２６ビットは全て
“０”）したものとなる。

【００３８】さて図１の例では、命令レジスタ３の命令
フィールド３１，３２，３３，３４に、それぞれ即値オ
ペランドを持つ即値加算命令，拡張即値オペランドを持
つ即値拡張命令，即値オペランドを持つ即値加算命令，
即値オペランドを持たない通常の減算命令が保持されて
いる。この図１の状態におけるデコードステージＤで
は、即値拡張命令に対応するデコード回路４２からのマ
スク信号Ｍ２は“１”となり、減算命令に対応するデコ
ード回路４４からのマスク信号Ｍ４は“０”となる。ま
た、デコード回路４２から演算器９２に対してＮＯＰを
指示する信号が出力される。

【００３９】デコード回路４２からのマスク信号Ｍ２が
“１”の場合、命令フィールド３２の即値拡張命令の拡
張即値オペランドフィールドｉ２６の２６ビットが、Ａ
ＮＤゲート５２によりそのまま即値データ線６１の上位
側に出力される。即値データ線６１の残りの下位６ビッ
ト側には、命令フィールド３１の即値加算命令の即値オ
ペランドフィールドｉ６の６ビットが導かれる。これに
より、即値データ線６１上には、命令フィールド３１の
即値加算命令の６ビット即値オペランドを命令フィール
ド３２の即値拡張命令の２６ビット拡張即値オペランド
で拡張した３２ビット即値データ７１が生成される。以
上の即値加算命令の即値オペランドおよび即値拡張命令
の拡張即値オペランドと即値データ（７１）との関係を
図３に示す。

【００４０】即値データ線６１上の即値データ７１はセ
レクタ８１の入力Ｉに導かれる。セレクタ８１の入力Ｓ
には、命令フィールド３１に保持されている命令が即値
演算命令（ここでは即値加算命令）であることを示すデ
コード回路４１からの特定デコード信号が導かれる。こ
の場合セレクタ８１は、出力Ｙを入力Ｉ側に切替える。
これにより、セレクタ８１の入力Ｉに導かれている拡張
された即値データ７１が、その出力Ｙから選択的に出力
されて演算器９１に渡され、次の実行ステージＥでの演
算（ここでは加算演算）に供される。

【００４１】このように本実施例では、即値加算命令
（即値演算命令）と即値拡張命令を合わせ、あたかも３
２ビットの即値を持つ１つの命令であるかのようにし
て、指定の演算（加算演算）を拡張された即値を用いて
行うことができる。

【００４２】さて、デコード回路４４からのマスク信号
Ｍ４が“０”の場合、ＡＮＤゲート５４の出力Ｙの２６
ビットは全て“０”にされる。この２６ビットの“０”
データは即値データ線６３の上位側に導かれる。即値デ
ータ線６３の残りの下位６ビット側には、命令フィール
ド３３の即値加算命令の即値オペランドフィールドｉ６
の６ビットが導かれる。これにより、即値データ線６３
上には、命令フィールド３３の即値加算命令の６ビット
即値オペランドを単に符号なし６ビットデータとして形
式上３２ビットに拡張（上位２６ビットは全て“０”）
された即値データ７３が生成される。

【００４３】即値データ線６３上の即値データ７３はセ
レクタ８３の入力Ｉに導かれる。セレクタ８３の入力Ｓ
には、命令フィールド３３に保持されている命令が即値
演算命令（ここでは即値加算命令）であることを示すデ
コード回路４３からの特定デコード信号が導かれる。こ
の場合、セレクタ８３の入力Ｉに導かれている拡張され
ていない即値データ７３が、その出力Ｙから選択的に出
力されて演算器９３に渡され、次の実行ステージＥでの
演算（ここでは加算演算）に供される。

【００４４】次に、命令レジスタ３の命令フィールド３
２に対応する演算器９２では、命令フィールド３２に保
持されている即値拡張命令に応じてデコード回路４２か
ら出力されるＮＯＰを指示する信号により、演算は行わ
れない。この場合、即値データ線６２上の即値データ７
２は捨てられる。

【００４５】次に、命令レジスタ３の命令フィールド３
４に対応するセレクタ８４では、命令フィールド３４に
保持された通常の減算命令の（レジスタ指定フィールド
の）指定するレジスタファイルのデータが、その入力Ｒ
に導かれる。セレクタ８４の入力Ｓには、命令フィール
ド３４に保持されている命令が即値演算命令でないこと
を示すデコード回路４４からの特定デコード信号が導か
れる。この場合セレクタ８４は、出力Ｙを入力Ｒ側に切
替える。これにより、セレクタ８４の入力Ｒに導かれて
いるレジスタファイルのデータが、その出力Ｙから選択
的に出力されて演算器９４に渡され、次の実行ステージ
Ｅでの演算（ここでは減算演算）に供される。この場
合、即値データ線６４上の即値データ７４は捨てられ
る。

【００４６】本実施例によれば、即値演算命令の演算
（機能）種類が例えば６種であるものとすると、増加す
る命令種類は、即値演算命令の持つ６ビット即値オペラ
ンドを３２ビットに拡張することを指定する即値拡張命
令の１種だけである。これに対し、各機能毎に即値オペ
ランドのサイズに対応する命令をそれぞれ用意する従来
方式では、増加する命令種類は、即値演算の演算（機
能）種類分、即ち６であり。本方式より５種類も多くの
命令を必要とする。

【００４７】なお、前記実施例では、即値拡張命令によ
る拡張対象となる（即値を持つ）命令が即値加算命令で
ある場合について説明したが、この対象命令は、即値減
算命令、即値乗算命令など、他の即値演算命令であって
もよく、即値演算の機能を問わない。

【００４８】また、前記実施例では、即値拡張命令によ
る拡張対象命令が即値拡張命令の直前に配される場合に
ついて説明したが、これに限るものではない。例えば図
４に示すように直後に配される場合でも適用可能であ
る。この場合、即値拡張命令が存在することが許される
ＶＬＩＷ型命令中の位置に対応して、デコード回路４
２，４４に相当するデコード回路、ＡＮＤゲート５２，
５４に相当するＡＮＤゲート（即値拡張命令の拡張即値
オペランドフィールドｉ２６の内容および全て“０”の
２６ビットデータのいずれか一方を選択するセレクタで
もよい）を設けると共に、その直前の命令位置に対応し
て即値データ線６１，６３に相当する即値データ線を設
ける必要があることは勿論である。

【００４９】また、前記実施例では、本発明をＶＬＩＷ
方式の情報処理装置に適用した場合について説明した
が、命令実行を１命令ずつ行う情報処理装置、特にＲＩ
ＳＣ型アーキテクチャを採る情報処理装置等にも適用可
能である。この場合の、拡張対象命令（例えば即値加算
命令）および即値拡張命令の並びと、即値データ（拡張
された即値）の生成とについて、図５（ａ），（ｂ）を
参照して簡単に説明する。なお、図５（ａ）は命令の配
列が即値加算命令、即値拡張命令の順の場合、図５
（ｂ）は命令の配列が即値拡張命令、即値加算命令の順
の場合である。

【００５０】まず、図５（ａ）の場合、即値加算命令を
デコードすると同時に、次の即値拡張命令をフェッチす
る。この即値拡張命令をフェッチした直後に、この命令
が直前の命令（即値加算命令）の即値オペランド（ｉ
６）を拡張するための命令であることを認識し、直前の
命令（即値加算命令）の実行ステージを遅らせて、その
間に即値オペランドを拡張したものに置換えるか、次の
パイプラインサイクルまでに即値オペランドを拡張した
ものに置換えて、そのままパイプラインを進め、拡張し
た即値オペランド（即値データ）を用いて演算を実行す
る。

【００５１】次に、図５（ｂ）の場合、即値拡張命令を
デコードして次の命令（即値加算命令）の即値オペラン
ドを拡張することを認識し、次の命令（即値加算命令）
の実行までにその命令（即値加算命令）の即値オペラン
ドを拡張した即値オペランド（即値データ）に置換えて
おく。この図５（ｂ）の方式では、図５（ａ）の方式に
比べ、拡張の認識から拡張した即値への置換えまでに、
２パイプラインサイクルの余裕が確保できる。

【００５２】また、前記実施例では、即値拡張命令中に
設定される拡張即値オペランドのサイズが２６ビットに
限られている場合について説明したが、これに限るもの
ではく、予め定められた複数サイズの１つが設定される
ものであってもよい。但し、即値拡張命令を、拡張即値
オペランドのサイズに対応させて複数種類用意する必要
がある。また、即値演算命令の即値オペランドと即値拡
張命令の拡張即値オペランドとを連結するための連結手
段（即値データ線）を拡張即値オペランドのサイズの種
類分設け、即値拡張命令に応じていずれか１つを選択す
る構成とする必要がある。

【００５３】この方式では、例えば即値演算命令の演算
（機能）種類が６、即値オペランドのサイズが拡張なし
即値オペランドと２種の拡張即値オペランドとの３種類
であるものとすると、増加する命令種類は、拡張即値オ
ペランドサイズの種類数である２（即値拡張命令２種類
分）だけである。これに対し、各機能毎に即値オペラン
ドのサイズに対応する命令をそれぞれ用意する従来方式
では、増加する命令種類は、演算（機能）種類×拡張即
値オペランドサイズの種類数＝６×２＝１２であり、本
方式より１０種類も多くの命令を必要とする。この命令
種類の差は、拡張即値オペランドサイズの種類数が多く
なるほど大きくなる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
即値オペランドのフィールドを持つ特定命令（即値演算
命令）の即値の拡張部分を指定する即値拡張命令を設け
て、上記特定命令の直前または直後に配し、この特定命
令を実行する際には、まず同命令の即値オペランドフィ
ールドの内容に、同命令の直前または直後に配された即
値拡張命令の指定する即値の拡張部分を連結して拡張さ
れた即値オペランドを生成し、この拡張された即値オペ
ランドを用いて特定命令を実行する構成としたので、次
のような効果を得ることができる。

【００５５】（１）即値を持つ命令（即値演算命令）の
種類に無関係に、同一種類の即値拡張命令による即値拡
張が行えるため、命令レパートリ（ＯＰコードの種類）
の増加を最小限に抑えることができる。このため、ＯＰ
コードフィールドのサイズが大きくなる虞がなく、オペ
ランド指定フィールドのサイズが圧迫されることもな
い。

【００５６】（２）並列処理方式の情報処理装置に適用
した場合に、即値演算命令と同命令（の即値オペラン
ド）を拡張対象とする即値拡張命令を合わせ、あたかも
拡張された即値オペランドを持つ１つの命令であるかの
ように扱えるため、命令のフェッチサイクル数を全く増
やすことなく、命令語内に確保可能な即値オペランドフ
ィールドのサイズを越えるサイズの即値オペランドが指
定できる。

【００５７】（３）通常の即値演算命令の直前または直
後に即値拡張命令を配するだけで、拡張された即値オペ
ランドを指定でき、しかも即値拡張命令単独では同命令
自身が持つ即値オペランドを指定できるため、命令レパ
ートリの著しい増加を招く従来方式に比べ、命令体系の
シンプル化、したがってハードウェア構成のシンプル化
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用するＶＬＩＷ方式で且つパイプ
ライン制御方式の情報処理装置（並列演算処理装置）の
一実施例を示す要部のブロック構成図。

【図２】同実施例で用いられる即値加算命令、即値拡張
命令および減算命令の要部のフォーマットを示す図。

【図３】同実施例における即値加算命令の即値オペラン
ドおよび同命令の直後に配されている即値拡張命令の拡
張即値オペランドと即値データとの関係を示す図。

【図４】即値加算命令および即値拡張命令の位置が図３
の例と逆の場合における、即値加算命令の即値オペラン
ドおよび即値拡張命令の拡張即値オペランドと即値デー
タとの関係を示す図。

【図５】ＲＩＳＣ型アーキテクチャを採る情報処理装置
における、即値加算命令の即値オペランドおよび即値拡
張命令の拡張即値オペランドと即値データとの関係を示
す図。

【符号の説明】

１…主記憶、２…命令キャッシュ、３…命令レジスタ、
３１〜３４…命令フィールド、４１〜４４…デコード回
路、５２，５４…ＡＮＤゲート（第１の選択手段）、６
１〜６４…即値データ線（連結手段）、７１〜７４…即
値データ、８１〜８４…セレクタ（第２の選択手段）、
９１〜９４…演算器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−201133（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−194621（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−259340（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−218526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−107339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−129944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−45648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−125435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−297938（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−3338（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−147021（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 9/30 - 9/42

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固定長の命令を並列に処理するた
   めに同数の演算器を有する並列処理方式の情報処理装置
   において、 即値オペランドのフィールドを持つ特定命令の即値の拡
   張部分を指定する即値拡張命令が前記特定命令と対をな
   して配された記憶手段と、 この記憶手段からフェッチされた並列に処理すべき複数
   の命令が保持される同数の命令フィールドを持つ命令レ
   ジスタと、 前記命令レジスタの各命令フィールド毎に設けられ、上
   位側データ線および対応する命令フィールド中の即値オ
   ペランド配置可能部分と接続された下位側データ線から
   なる即値データ線と、 前記命令レジスタの前記各命令フィールドのうち、少な
   くとも、前記即値拡張命令が保持されることが許される
   命令フィールドに対応してそれぞれ設けられる第１の選
   択手段であって、前記記憶手段から前記命令レジスタに
   前記特定命令および即値拡張命令の対を含む複数の命令
   がフェッチされて、同即値拡張命令が対応する命令フィ
   ールドに保持された場合には、同即値拡張命令の指定す
   る即値の拡張部分を選択して、同即値拡張命令と対をな
   す前記特定命令の持つ即値オペランドフィールドの内容
   が導かれる下位側データ線を持つ前記即値データ線の上
   位側データ線に出力し、対応する命令フィールドに前記
   即値拡張命令以外の命令が保持された場合には、値が０
   の固定のデータを選択して同即値データ線の上位側デー
   タ線に出力する第１の選択手段と、 前記命令レジスタの各命令フィールド毎に設けられる第
   ２の選択手段であって、対応する命令フィールドに前記
   特定命令が保持された場合、同命令フィールドに対応す
   る前記即値データ線上のデータを即値オペランドとして
   選択して、同特定命令の指定する演算を実行する前記演
   算器に出力する第２の選択手段とを具備することを特徴
   とする情報処理装置。