JPH0245207B2

JPH0245207B2 -

Info

Publication number: JPH0245207B2
Application number: JP56068588A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yamamoto
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1990-10-08
Also published as: JPS57182852A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はデータ処理装置に関し、特に、著名商
用計算機である米国バロース社のB6500で代表さ
れるようなスタツクマシンアーキテクチヤを高性
能に実現するスタツク装置に係る。

スタツクマシンアーキテクチヤを効率良く実現
するために、従来、スタツクを実現する主記憶の
一部を蓄積する高速レジスタを備えていた。例え
ば、バロース社のB6500では２個の高速レジス
タ、ヒユーレツトパツカード社のHP3000では４
個の高速レジスタを備えていた。一方、これらの
計算機ではジヨブプログラムの切り変え時には、
高速レジスタ中に貯えられたデータを主記憶装置
へ追い出し、その後にジヨブプログラムの実行が
開始されていた。

従つて、高速レジスタとして、前記計算機のご
とく少量ではなくより多数語（例えば、128語や
256語）を蓄積する高速レジスタスタツクを備え
た場合には、ジヨブプログラムの切り変え時に生
じる主記憶への追い出し処理のために多くの時間
を必要としプログラム実行に対しては多大な無駄
時間となつていた。

本発明の目的はこのような欠点を解決するもの
で、中央処理装置内に多数語から成る複数組のレ
ジスタスタツクを設け、ジヨブプログラムの実行
は本レジスタスタツクを切り変えて使用するとと
もに、切り変え時に、これまで使用してきたレジ
スタスタツク中に蓄積されているデータの主記憶
への追い出し処理を新しいジヨブプログラムの実
行と並行して行えるようにすることにより本レジ
スタスタツクの切り変えを効率良く行うことによ
り、切り変えによる性能低下を小さくする制御機
構を備えたスタツク装置を提供することにある。

本発明によれば、複数語で構成されラーストイ
ン・フアーストアウト形式で制御される複数組の
レジスタスタツク、該レジスタスタツクから追い
出されたデータをラーストイン・フアーストアウ
ト形式で蓄積する主記憶装置、演算処理ユニツト
及び１つのジヨブプログラムは該レジスタスタツ
クの内の１つを用いて実行し、他のジヨブプログ
ラムへの切り変えが生じた時には、他のレジスタ
スタツクを用いて処理するとともに、これと並行
して、これまで使用してきた該レジスタスタツク
に蓄積されたデータを該主記憶装置へ追い出す処
理を行う制御手段とを具備し、ジヨブ切り変え時
のレジスタスタツク切り変えを効率良く行うこと
を特徴とするスタツク装置、が得られる。

次に、本発明を用いた一実施例について、詳細
に述べる。本実施例では２組のレジスタスタツク
を有する場合について示す。

図は本発明の一実施例を示すブロツク図であ
る。複数語から成る２組のレジスタスタツク１と
２、該レジスタスタツク１と２のデータの蓄積さ
れている最上位位置を示すスタツクポインタ１１
と１２、該レジスタスタツク１と２から追い出さ
れたデータを別々の領域に蓄積する主記憶装置
３、該主記憶装置３の該スタツク１と２が追い出
されている領域の最上位位置をそれぞれ示すスタ
ツクポインタ２１と２２、演算処理ユニツト４、
該主記憶装置３とデータ授受を行うデータレジス
タ５、該主記憶装置３から取り出した命令を一時
記憶する命令レジスタ６、及び、制御手段７から
構成される。

レジスタスタツク１と２は市販ICであるテキ
サスインスツルメント（TI）社のICである
SN74189を組み合わせることにより実現される。
スタツクポインタ１１と１２は、該レジスタスタ
ツク１と２が例えば256語の場合は８ビツト長の
カウントであり、市販の二進カウンタ用ICで実
現される。主記憶装置３は従来計算機の主記憶装
置に対応し、市販のICメモリで実現される。

スタツクポインタ２１と２２は、主記憶装置３
の中のスタツク領域の位置示し、スタツク領域が
例えば64K語の場合には16ビツト長のカウンタ
で、市販の２進カウンタで実現される。演算処理
ユニツト４は通常計算機における算術論理ユニツ
ト（ALU）に対応し、市販であるSN74181を組
み合わせることにより実現される。データレジス
タ５および命令レジスタ６は一定長のデータ又は
命令を蓄積するもので、市販ICであるＤ型フリ
ツプフロツプSN7474を組み合わせることにより
実現される。一方、制御手段７は演算処理ユニツ
ト４、データレジスタ５と命令レジスタ６を用い
て命令の実行制御を行うとともに前記レジスタス
タツク１と２、スタツクポインタ１１，１２，２
１と２２の制御レジスタ４１，４２，５１と５
２、制御フリツプフロツプ６１，６２と７０及び
主記憶装置３と前記レジスタスタツク１，２との
データ授受制御を行うもので、市販のゲート回路
とフリツプフロツプ、等のICを組み合わせるこ
とにより実現される。

先ず、１つのジヨブプログラム１をレジスタス
タツク１を用いて実行される状況について述べ
る。本ジヨブプログラムに実行が移つた時点で
は、レジスタスタツク１は空であり、従つて、ス
タツクポインタ１１は最下位の位置を示し、０に
なつている。命令レジスタ６とデータレジスタ５
及び演算処理ユニツト４を用いて実行が進むと、
レジスタスタツク１にデータが蓄積されると共
に、スタツクポインタ１１は該レジスタスタツク
１の上位位置を指すように更新される。１つのジ
ヨブプログラム１の実行はこのようにレジスタス
タツク１を用いて処理が行われる。

次に、別のジヨブプログラム２への切り変えが
生じると、現時点でレジスタスタツク１に蓄積さ
れているデータを主記憶装置３のスタツク領域３
１へ戻した後、新しいジヨブの実行を行う必要が
ある。これに関して、本実施例では、ジヨブプロ
グラムの切り変えが生じると、実行に伴い発生す
るダータの蓄積はレジスタスタツク１ではなくレ
ジスタスタツグ２へ切り変え、レジスタスタツク
２を用いて、新しいジヨブプログラム２の実行を
開始する。一方、新しいジヨブプログラム２の実
行において、主記憶装置３へアクセスしない時間
帯を用いて、レジスタスタツク１に蓄積されたデ
ータ（図ではｉ語）をスタツクポインタ２１が指
す主記憶装置３のスタツク領域３１（図のｎ＋１
番地からｎ＋ｉ番地）へ移す。

一方、レジスタスタツク１のデータを主記憶装
置３のスタツク領域３１移す動作を終了する以前
においては、新しいジヨブプログラムの実行中に
本データへアクセスすることを禁止することが必
要である（このような事態は余り頻繁には生じな
い）。このためにジヨブプログラム切り変え時に
はアドレス〔ｎ＋１〕とアドレス〔ｎ＋ｉ〕を制
御手段７のレジスタ４１と５１にセツトし、新し
いジヨブプログラム２の実行を始める。そして、
新しいジヨブプログラム２の実行中に主記憶装置
３の中のスタツク領域に蓄積されたデータをアク
セスする時に、前記追い出し処理が終了する以前
の場合（フリツプフロツプ６１が“１”の時）に
は、前記レジスタ４１と５１を用いて該当するデ
ータか否かをしらべる処理が行われる。そして、
もし、該当した場合には、１つの方法として、追
い出し処理が終了するのを待つか、又は他の方法
として、レジスタスタツク１から該当するデータ
を取り込むことが行なわれる。

ジヨブプログラム２の実行は、ジヨブプログラ
ム１の実行と同時に、レジスタスタツク２を用い
て処理される。

次に、ジヨブプログラム２からジヨブプログラ
ム１へ実行が切り変ると、ジヨブプログラム２に
関するレジスタスタツク２に蓄積されたデータは
主記憶３のスタツク領域３２のスタツクポインタ
２２が示す場所へ移される。

この時、ジヨブプログラム１から２へ移つた場
合と同様に、データ領域の保護のために、レジス
タ４２と５２が用いられる。

一方、ジヨブプログラム１の実行を開始する
と、スタツクポインタ１１は始め０にセツトされ
る。そして、レジスタスタツク１を用いて実行が
進み、レジスタスタツク１上でのデータの蓄積と
除去が行なわれながら、処理が進行する。この時
に、レジスタスタツク１のデータが空になり、命
令の実行において、更に必要になつた場合には、
主記憶３のスタツク領域３１に追い出されている
データをスタツクポインタ２１が示す場所からレ
ジスタスタツク１へ移すことにより、処理を続行
する。

制御手段７は以上述べた制御を行うが、ここ
で、制御フリツプフロツプ７０は、レジスタスタ
ツク１と２、スタツクポインタ１１，２１と１
２，２２、16ビツトレジスタ４１，５１と４２，
５２のいずれを使用しているかを示すもので、例
えば、“０”であれば、レジスタ１、“１”であれ
ば、レジスタ２を使用している。又制御フリツプ
フロツプ６１と６２は、それぞれ、レジスタスタ
ツク１と２のデータを主記憶３に退避を完了して
いるか否かを示し、例えば、“１”であれば、退
避を完了しておらず、レジスタスタツク１又は２
にはデータが残つていることを示す。

以上は、２つのレジスタスタツクを備える場合
を示したが、ジヨブプログラムが複数個ある場合
に対処するたに、複数個のレジスタスタツクを備
えることが可能である。この時には、スタツクポ
インタ、制御手段７のレジスタ、制御フリツプフ
ロツプを対応する個数分備え、制御フリツプフロ
ツプ７０については、１ビツトではなく、複数個
のレジスタスタツクを示すために必要なビツト数
を備えることにより、実現される。又、レジスタ
スタツクの制御については、レジスタスタツクの
番号順にリング状で使用することにより、実現さ
れる。

以上、本発明について述べるようにジヨブプロ
グラムの切り変えに伴うレジスタスタツクの切り
変えを効率良く行なうことが可能となりその効果
は多大なものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のスタツク装置の一実施例を示すブ
ロツク図である。図において、参照数字１と２はレジスタスタツ
ク、１１，１２，２１及び２２はスタツクポイン
タ、３は主記憶装置、４は算術演算ユニツト、５
及び６はレジスタ、７は制御手段、をそれぞれ示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数語で構成されラーストイン・フアースト
アウト形式で制御される複数組のレジスタスタツ
クと、該レジスタスタツクから追い出されたデー
タをラーストイン・フアーストアウト形式で蓄積
する主記憶装置と、演算処理ユニツト及び１つの
ジヨブプログラムは該レジスタスタツクの内の１
つを用いて実行し、他のジヨブプログラムへの切
り変えが生じた時には、他のレジスタスタツクを
用いて処理するとともに、これと並行して、これ
まで使用してきた該レジスタスタツクに蓄積され
たデータを該主記憶装置へ追い出す処理を行う制
御手段とを具備し、ジヨブ切り変え時のレジスタ
スタツク切り変えを効率良く行うことを特徴とす
るスタツク装置。