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

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JPH1091593A
JPH1091593A JP9201287A JP20128797A JPH1091593A JP H1091593 A JPH1091593 A JP H1091593A JP 9201287 A JP9201287 A JP 9201287A JP 20128797 A JP20128797 A JP 20128797A JP H1091593 A JPH1091593 A JP H1091593A
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JP
Japan
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registers
microprocessor
calculation unit
data
register
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Application number
JP9201287A
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English (en)
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Thomas Dr Wille
ヴィレ トーマス
Ralf Malzahn
マルツァーン ラルフ
Jean-Jaques Prof Quisquater
キスカトール ジャン−ジャック
Ronald Ferreira
フェレイラ ロナルド
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Electronics NV
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
    • G06F9/30145Instruction analysis, e.g. decoding, instruction word fields
    • G06F9/30156Special purpose encoding of instructions, e.g. Gray coding
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    • G06F9/30098Register arrangements
    • G06F9/3012Organisation of register space, e.g. banked or distributed register file
    • G06F9/30138Extension of register space, e.g. register cache
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理サイクルの完了後に、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。 【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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、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。
【0002】
【従来の技術】特に単一半導体チップに集積されたこの
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。
【0003】マイクロプロセッサと付加的計算ユニット
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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】処理サイクルの完了後
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。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的は、本質的にデ
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。
【0006】データの暗号化は多くの位置を有する長い
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。
【0007】
【発明の実施の形態】図面を参照して以下に本発明の実
施例を詳細に説明しよう。
【0008】図1を参照して、データ処理装置1は、マ
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。
【0009】すでに述べられたように、内部バス13はデ
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。
【0010】明確化のために、メモリのそのようなアド
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。
【0011】図1に図式的に表現されたレジスタ10によ
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。
【0012】各組のレジスタに設けられた8個のレジス
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。
【0013】レジスタ221 は第2演算数用の開始アドレ
スを示す。
【0014】レジスタ231 は計算ユニットにより実行さ
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。
【0015】一組のレジスタ、例えば、レジスタ 201〜
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】全体データ処理装置のブロック線図を示してい
る。
【図2】3組のレジスタによる計算ユニットの制御を図
解している。
【符号の説明】
1 データ処理装置 2 マイクロプロセッサ 3 特別計算ユニット 4 不揮発性メモリ 5,6 書込/読取メモリ 7 内部バス 10 別のレジスタ 11 アドレスレジスタ 12 レジスタ 13 データバス 14〜17 レジスタ 29 選択回路 31 レジスタ 201〜273 レジスタ 310〜317 ビット位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ マルツァーン ドイツ連邦共和国 21220 ゼーフェタル イム レームサール 10 (72)発明者 ジャン−ジャック キスカトール ベルギー国 1640 ロド−サン−ジュネズ アブニュ デ カナール 3 (72)発明者 ロナルド フェレイラ フランス国 75013 パリ リュ デュノ ワ 56

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
JP9201287A 1996-07-31 1997-07-28 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 Pending JPH1091593A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19630861:5 1996-07-31
DE19630861A DE19630861A1 (de) 1996-07-31 1996-07-31 Datenverarbeitungseinrichtung mit einem Mikroprozessor und einer zusätzlichen Recheneinheit

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JPH1091593A true JPH1091593A (ja) 1998-04-10

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ID=7801351

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JP9201287A Pending JPH1091593A (ja) 1996-07-31 1997-07-28 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

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US (1) US5889622A (ja)
EP (1) EP0822482B1 (ja)
JP (1) JPH1091593A (ja)
DE (2) DE19630861A1 (ja)

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DE59710434D1 (de) 2003-08-21
EP0822482A2 (de) 1998-02-04
EP0822482B1 (de) 2003-07-16
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US5889622A (en) 1999-03-30

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