JPH1091593A - マイクロプロセッサと付加的計算ユニットとを含むデータ処理装置 - Google Patents
マイクロプロセッサと付加的計算ユニットとを含むデータ処理装置Info
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Abstract
間の最小損失により新しいデータに対して次の処理サイ
クルを直ちに始め得る、マイクロプロセッサと付加的計
算ユニットとを有するデータ処理装置を提供する。 【解決手段】 単一の半導体チップに好適に集積され
た、マイクロプロセッサと特別計算動作を実行するため
の付加的計算ユニットとを有するデータ処理装置内の計
算ユニットが、多数のレジスタを介してマイクロプロセ
ッサにより制御される。本発明によると、そのようなレ
ジスタの幾つかの組が設けられ、1組のレジスタは選択
回路を介して選択される。その結果、計算ユニットによ
る計算の実行の間に必要でない1組のレジスタはマイク
ロプロセッサにより新しいデータを満たされ得て、計算
ユニットにおける計算の完了の後に、新しく満たされた
組のレジスタへの切換が行われるので、計算ユニットは
待機期間を遵守する必要無しに新しい組の演算数により
継続できる。
Description
サと付加的計算ユニットとを含むデータ処理装置に関係
し、且つそのようなデータ処理装置を設けられた携帯で
きるデータ担体にも関係している。
種類のデータ処理装置は、例えば、フィリップス製集積
回路P83C852 に関するデータシートから、原理的には既
知である。この集積回路は好適に、例えばクレジットカ
ードのフォーマットを有する携帯できるカード状データ
担体内に組み込まれており、且つ非対称暗号化法によっ
てデータを暗号化するため、又はそのようなデータを解
読するために好適に用いられる。この目的のために、な
かんずくデータブロックがキー数の法により定数に指数
化されねばならず、その定数は可能なかぎり効果的な暗
号化を達成するように多数の桁を具えている。この目的
のために必要な計算ステップは、原理的にはマイクロプ
ロセッサによっても実行され得るが、しかし、これは多
すぎる時間を必要とするので、付加的な、特別計算ユニ
ットが、マイクロプロセッサと一緒に、そのチップ内に
組み込まれ、前記の計算ユニットは暗号化のために必要
な計算ステップの点で最良化されている。そのマイクロ
プロセッサと付加的計算ユニットとの間の接続はデータ
移送を制御する特別レジスタを介して、且つ付加的計算
ユニットによると同時にそのマイクロプロセッサにより
アクセスされる少なくとも1個のデータメモリを介して
確立される。
とを有するそのような既知の集積回路は、その付加的計
算ユニットによる処理ステップ又は処理サイクルの完了
の後に、マイクロプロセッサが、次の処理サイクルがそ
れにより始まる少なくとも部分的に新しい演算数のため
に、そのレジスタへ再び新しい値を装荷しなくてはなら
ないと言う欠点を有している。しかしながら、このこと
は時間の大幅な損失を意味するので、全体データ処理装
置は、特にむしろ長いキー数の場合に、データ暗号化又
は解読のために非常に多すぎる時間を必要とする。
に、計算ユニットが時間の最小損失により新しいデータ
に対して次の処理サイクルを直ちに始め得る、マイクロ
プロセッサと付加的計算ユニットとを有するデータ処理
装置を提供することが、本発明の目的である。
ータ移送を制御するため及び命令の移送のためのレジス
タが、少なくとも2組のレジスタとして設けられること
で、本発明により達成される。これらのレジスタの出力
は別のレジスタの内容により切り換えられるので、一組
のレジスタだけがあらゆる時に活性である。しかしなが
ら、マイクロプロセッサはいつでも不活性なレジスタ内
へ新しいデータを書き込み得るので、このデータは計算
ユニットによる処理サイクルの完了に際して利用でき、
且つ次の処理サイクルが直ちに始まり得る。暗号化又は
解読演算がかくして大幅に加速される。
演算数の使用を必要とするのに対して、そのような集積
回路内に設けられたメモリは、制限された長さだけのデ
ータワードのために、すなわちしばしば8ビットのデー
タワードのために設計されている。それで、計算ユニッ
トの処理サイクルはメモリ内の異なるアドレスに記憶さ
れた複数のデータワードを必要とする。データ移送の制
御のためのレジスタの反復装荷を回避するために、本発
明の一実施例においては、データ移送を制御するための
レジスタの内容が、処理されるべき演算数のアドレス又
は開始アドレスのみならず、それらの長さをも決定す
る。その長さはその時、例えば幾つかのメモリデータワ
ードとして指示され得る。このことが次々に処理される
べき演算数の非常に簡単で且つ短い指示を可能にする。
施例を詳細に説明しよう。
イクロプロセッサ2による履行が時間消費しすぎる所定
の計算のための、特別計算ユニット3と同時に、マイク
ロプロセッサ2を含んでいる。不揮発性メモリ4と同時
に2個の書込/読取メモリ5及び6も設けられている。
そのマイクロプロセッサは内部バス7を介してメモリ5
及び6へ本質的に直接に結合され且つ、アドレスレジス
タ11を介して、別のレジスタ10を介して計算ユニット3
へと同様に、不揮発性メモリ4へ結合されている。計算
ユニット3のための演算数とそれの結果との移送を制御
するためと同時に計算ユニット3の機能を制御するため
の制御信号が、レジスタ10を介して本質的に移送され
る。それらの演算数自身がレジスタ14〜16を介して移送
され、且つその結果が不揮発性メモリ4及びメモリ6か
ら演算数を表現するデータを受け取る別の内部バス13に
よって、レジスタ17を介して移送される。更に、計算ユ
ニット3において履行された計算の結果が、そのバス13
を介してメモリ6へ加えられる。メモリ6はマイクロプ
ロセッサ2によると同時に計算ユニット3によりアクセ
スされ得るので、このメモリを介してデータもこれら2
個の構成要素間で交換され得る。
ータの移送のためにのみ本質的に働く。計算ユニット3
は数バイトの長さを有する長い演算数による演算も実行
しなくてはならないので、データバス13はむしろ長いデ
ータ幅に対して、例えば4バイトに対して設計されてい
る。この点において、適切な構造か又はそれを介して一
バイトの長さを有する複数のワードが各々並列に次々と
入力及び出力される内部直列‐並列変換かのいずれかの
せいで、メモリ5が並列に4バイトをも出力できること
が想定される。そのような装置は、バス13を介して並列
に4個の連続的入力バイトをかくして誘導する不揮発性
メモリ4の出力端子においてレジスタ12により表現され
る。レジスタ14〜17は、それらが並列に4バイトを受け
取り且つ並列で、あるいは計算ユニット3により取り扱
われ得るワード長さに依存して、4バイトよりも少ない
もっと小さい部分においてもあるいはまた、これらのバ
イトを出力するように構成されている。計算結果用のレ
ジスタ17は、内部バス13を介して並列で毎回4バイトを
出力するように、計算ユニットの構造と一致して、次々
に又は並列で複数のバイトを受け入れることができても
よい。
レシングはこの技術に熟達した人々に対して既知である
から、図1は計算ユニット3からのメモリ4及び5に対
するアドレスの移送を示していない。
る計算ユニット3の制御は、図2によりもっと明らかに
図解されている。全体にわたって、3組の8個のレジス
タ、すなわち 201〜271 、 202〜272 及び 203〜273 が
各々用いられる。全レジスタの出力端子は計算ユニット
3への適用のために、これらの組のレジスタのうちの一
つの出力端子を選択する選択回路29へ接続され、その選
択は別のレジスタ31のビット位置 310〜312 により制御
される。このレジスタ31は一回だけ存在する。全部のレ
ジスタの入力端子は内部データバス7へ接続されて、且
つマイクロプロセッサによる書込のために個別に選択さ
れ得て、この選択線は明確化のために省略された。レジ
スタ 201〜271 、 202〜272 及び 203〜273 の各々は内
部バス7からのみデータのバイトを受け取ることがで
き、且つそれを選択回路29へのみ適合できるのに対し
て、レジスタ31はビット毎に書き込まれ且つ読み取られ
得て、ビット位置 310〜313 は内部データバスからのみ
データを受け取り、且つ出力端子を介して計算ユニット
3と同時に選択回路29を制御し、一方ビット位置 314〜
317 は計算ユニット3とマイクロプロセッサ2との間の
別の連絡のために設けられる。
タは、次の目的のために働き、第1組のレジスタのみが
簡単化のために記載される。レジスタ201 は計算ユニッ
ト3を制御するための演算コードと演算数がメモリ5か
らか又はメモリ6からかのいずれから引き出されねばな
らないかを示す情報とを含んでいる。レジスタ211 は第
1演算数用の開始アドレスを示す。
スを示す。
れるべき演算に依存して、計算ユニット3においてそれ
ぞれに処理される別の演算数用のアドレスを含んでい
る。例えば、このアドレスにより示される演算数は、法
演算の場合には絶対値である。レジスタ241 は計算ユニ
ット3の計算結果用のアドレスを含んでいる。レジスタ
251 及び261 はそれぞれ第1演算数及び第2演算数の長
さを示すために働く。最後に、レジスタ271 は不揮発性
メモリ4用のアドレスの一部分を含み、このメモリが1
バイトによってアドレスされ得る数よりも大きい幾つか
のメモリ位置を有することが想定される。
271 を用いながら計算を実行する間に、マイクロプロセ
ッサは別の組のレジスタ、例えばレジスタ 202〜272 に
新しい値を装荷でき、且つ計算ユニット3が一組の演算
数を完全に処理し且つその結果を出力してしまった場合
に、そのマイクロプロセッサは1ステップでレジスタ31
のビット位置 310〜312 の内容を変え得るので、新しい
演算数用のアドレスが直ちに有効になり、且つこれらの
演算数を用いる計算が待機期間を遵守する必要無しに開
始できるから、前述の装置が計算ユニット3の計算能力
の最良の使用を可能にする。開始アドレスと演算数長さ
とによる演算数アドレスの指示が、非常に簡単、迅速且
つ空間節約する演算数のアドレシングを考慮している。
る。
解している。
Claims (3)
- 【請求項1】 イクロプロセッサ及び特別の、規定され
た計算を実行するための付加的計算ユニットを含むデー
タ処理装置であって、前記の計算ユニットは多数のレジ
スタを介して前記のマイクロプロセッサへ結合されてお
り、それらのレジスタのうちの最初のレジスタがデータ
移送の制御のために働くのに対して第2レジスタは命令
の移送のために働くデータ処理装置において、 少なくとも2組の第1及び第2レジスタを設けられ、種
々の組のレジスタがマイクロプロセッサにより選択的に
書き込めること、及びマイクロプロセッサによりビット
毎に選択的にも書き込めて且つそれの内容がデータ移送
及び命令の移送を制御するために一組の第1及び第2レ
ジスタの選択を指示する第3レジスタを設けられること
を特徴とするマイクロプロセッサと付加的計算ユニット
とを含むデータ処理装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のデータ処理装置におい
て、第1レジスタの内容が付加的計算ユニットにおいて
処理されるべき少なくとも2個の演算数のアドレスと長
さとを決定することを特徴とするマイクロプロセッサと
付加的計算ユニットとを含むデータ処理装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載されたデータ処理
装置を設けられた携帯できるデータ担体。
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