JPS6254341A - 命令先取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、命令先取りを行なうデータ処理装置に関し、
特に２分岐先予測バッファを有する命令先取り装置に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、データ処理装置においては、命令が分岐命令の
場合、その分岐命令の分岐先アドレスと分岐の有無を前
もって予測し９分岐先命令を先取ることは２分岐命令の
高速処理において効果がある。

従来、この種のデータ処理装置における分岐先アドレス
予測方式として２分岐先予測バッフ１に２分岐命令の実
アドレス指定情報と分岐命令に対応する分岐先実アドレ
スを含む分岐情報とを記憶するといった方式がある（例
えば、特。

開閉５９−９１５５３号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の分岐先アドレス予測方式
では、予測される分岐先アドレスが実アドレスであるた
め、ページ越えがあった時に、仮想アドレスからもう一
度アクセスしなければならず、又、何らかの理由によシ
ャページテーブルのクリヤが行なわれた場合にそれまで
蓄えられた分岐情報が無効になってしまうという欠点が
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による命令先取り装置は、命令先取りを行なうデ
ータ処理装置において、過去の命令の履歴における分岐
命令の仮想アドレス情報と分岐命令に対応する分岐先仮
想アドレスを含む分岐情報とを記憶する仮想アドレス分
岐先ヒストリテーブルと、命令先取りにおいて先取りす
る命令語の仮想アドレス情報が前記仮想アドレス分岐先
ヒストリテーブルに登録されているかどうかを調べ、該
分岐命令の登録の判明に応じて前記仮想アドレス分岐先
ヒストリテーブルから対応する分岐情報を読み出す分岐
情報読出し手段と、該分岐情報読出し手段によって読み
出された分岐情報に従って命令の先取り動作を実施する
命令先取り手段とを有することを特徴とする。

〔実施例〕

以下２本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明による命令先取り装置の一実施例の構成
を示したブロック図であり２本実施例の命令先取シ装置
は、命令先取シパッフ１（より）１．命令レジスタ（工
Ｒ）２．先取り命令カウンタ（Ｐ工Ｃ）３．命令アドレ
ス加算器（工ＡＡ）４．仮想アトＬｚスレｉ；／ス９　
（ＶＡＲ）　５　、分岐先予測バッフｙ　（ＴＡＢ）６
．アドレス変換装置（Ａｃ）７．実アドレスレジスタ（
ＲＡＲ）８及び記憶装置（ＭＥＭ）９から成シ立ってい
る。

命令先取シパッファ１は、先取りされた命令語を実行さ
れるまで一時保持するバッファであり、信号線１０１に
より記憶装置９から供給される命令語を受け、信号線１
０２を通して命令レジスタ２に命令語を供給する。

命令レジスタ２は、現在実行している命令語を保持する
レジスタであり、命令先取りバッファ１に供給する命令
語がない場合には、信号線１０１を通し、記憶装置９よ
り供給される命令語を受け、それ以外の場合は信号線１
０２を通し。

命令先取りバッファ１よシ命令語の供給を受ける。又、
命令語が分岐命令であった場合には。

その分岐先アドレス情報を信号線１０５を通し。

命令アドレス加算器４に供給する。

先取シ命令カクンタ３は、現在までに先取られている命
令語のアドレス情報を記憶する記憶装置であり、信号線
１０４を通し、命令アドレス加算器４に先取りする命令
語のアドレス情報を供給し、信号線１１０を通し、命令
アドレス加算器４から、現在までに先取られた命令語の
アドレス情報の供給を受ける。

命令アドレス加算器４は、命令語の仮想アドレスを生成
するための加算器であシ、信号線１０６を通し命令レジ
スタ２より供給されるアドレス情報や信号線１０４を通
し先取り命令カウンタ３よシ供給されるアドレス情報や
信号＠１０７を通し２分岐先予測バッファ６より供給さ
れるアドレス情報（分岐情報）をその場に応じて選択し
、仮想アドレスを生成し、仮想アドレスレジスタ５に信
号線１０５を通し、仮想アドレスを供給する。又、信号
線ｉ１ｏを通し、先取シ命令カウンタ３に生成された仮
想アドレスを供給する。

通し、命令アドレス加算器４よシ供給される仮想アドレ
スを受け、信号線１０６を通し９分岐先予想バッファ６
と、アドレス変換装置７に命令語の仮想アドレスを供給
する。

分岐先予測バッファ６は、過去の命令の履歴における分
岐命令の仮想アドレス情報、すなわち分岐命令の仮想ア
ドレス指定情報と分岐命令に対応する分岐先仮想アドレ
スを含む分岐情報とを記憶する記憶装置であり、信号線
１０６を通し、仮想アドレスレジスタ５により供給され
る命令語の仮想アドレスを情報として。

その仮想アドレスと等しい仮想アドレス指定情報があっ
た場合には、その仮想アドレス指定情報と対応する分岐
先仮想アドレスを含む分岐情報を信号線１０７全通し命
令アドレス加算器４に供給する。この分岐先予測バッフ
ァ６の詳細な構成については後述する。

アドレス変換装置７は、仮想アドレスをそれと対応する
実アドレスに変換する回路であり。

信号線１０６を通し仮想アドレスレジスタ５から供給さ
れた命令語の仮想アドレスをもとに命令語の実アドレス
を求め、信号線１０８を通し、実アドレスレジスタ８に
命令語の実アドレスを供給する。

実アドレスレジスタ８は、命令語の実アドレスを保持す
るレジスタであり、信号線１０８を通し、アドレス変換
装置７より供給される命令語の実アドレスを受け、信号
線１０９を通し、記憶装置９に命令語の実アドレスを供
給する。

記憶装置９は、命令語などを記憶しており。

信号線１０９を通して実アドレスレジスタ８よシ供給さ
れる命令語の実アドレスをもとに、信号線１０１より命
令先取りバッファ１又は命令レジスタ２に命令語を供給
する。

第２図は２分岐先予測バッファ６の一構成例を示したブ
ロック図であり１本例の分岐先予測バッファ６は９分岐
命令仮想アドレス指定情報記憶装置（ＴＡＭＡ）６１，
６２．分岐先仮想アドレス記憶装置（ＴＡＭＢ）６３，
６４．比較器（ＴＡＣ）６５、６６、選択制御回路（Ｔ
ＡＳＩ：り６７及び選択回路（ＴＡＸ）６８より成り立
っている。

分岐命令仮想アドレス指定情報記憶装置６１゜６２は、
過去の命令の履歴における分岐命令の仮想アドレス情報
、すなわち分岐命令の仮想アドレス指定情報を記憶する
記憶装置であり、信号線１０６により、仮想アドレスレ
ジスタ５より送出される命令語の仮想アドレスの一部を
情報として、信号線１１１．１１２より仮想アドレス指
定情報を送出する。

分岐先仮想アドレス記憶装置６３．６４は９分岐命令の
分岐先仮想アドレスを含む分岐情報を記憶する記憶装置
であシ９分岐命令仮想アドレス指定情報記憶装置６１．
６２と同様に信号線１０６によシ、仮想アドレスレジス
タ５より送出される命令語の仮想アドレスの一部を情報
として、信号線１１３，１１４より分岐先仮想アドレス
を含む分岐情報を送出する。

比較器６５．６６は９分岐命令の仮想アドレス指定情報
と仮想アドレスとを比較するものであり、信号線１１１
及び１１２を通し１分岐命令仮想アドレス指定情報記憶
装置６１．６２より送出された分岐命令の仮想アドレス
指定情報と、信号線１０６を通し、仮想アドレスレジス
タ５よシ送−出される仮想アドレスによシ、それらの一
致不一致を信号線１１５，１１６に送出する。

選択制御回路６７は９選択回路６８の動作を制御する回
路であり、信号線１１５．１１６によシ。

比較器６５．６６より送出された情報をもとに。

選択回路６８に対する制御信号を信号線１１７を通して
送出する。

選択回路６８は、複数レベル存在する分岐先力を予測さ
れる分岐先仮想アドレスとするかを選択する回路であり
、信号線１１７を通し９選択制御回路６７よシ送出され
る制御信号をもとに。

信号線１１３，１１４を通し９分岐先仮想アドレス記憶
装置６５．６４より送出された分岐先仮想アドレスを含
む分岐情報を選択し、信号線１０７を通して命令アドレ
ス加算器４に供給する。

すなわち、比較器６５．６６、　　選択制御回路６７及
び選択回路６８からなる部分は、命令先取りにおいて先
取りする命令語の仮想アドレスが分岐命令仮想アドレス
指定情報記憶装置６１．６２に登録されているかどうか
を調べ、この分岐命令の登録の判明に応じて分岐先仮想
アドレス記情報に従って９分岐先予測バッファ６を除く
。

命令先取りバッファ１．命令レジスタ２．先取り命令カ
ウンタ３．命令アドレス加算器４．仮想アドレスレジス
タ５．アドレス変換装置７゜部分は、命令の先取り動作
を実施する。

次に第１図をもとに動作を簡単に説明する。

通常の命令先取りバッフ１１の空き補充の命令先取りは
、先取り命令カクンタ３から信号線１０４を通して供給
されるアドレス情報をもとにして、命令アドレス加算器
４が各種の修飾を行ない命令語の仮想アドレスを作成し
、信号線１０５を通して仮想アドレスレジスタ５に仮想
アドレスを供給する。仮想アドレスレジスタ５に供給さ
れた仮想アドレスは、信号線１０６を通し。

アドレス変換装置７と分岐先予測バッフ１６に供給され
９分岐先予測バッファ６は、その仮想アドレスをもとに
して２分岐命令の分岐先仮想アドレスを検索し、検出さ
れた場合は、信号線１０７を通し、命令アドレス加算器
４にその予測される分岐先仮想アドレスを送出する。ア
ドレス変換装置７は、信号線１０６により供給される仮
想アドレスからテーブルなどをもとに実アドレスに変換
し信号線１０８を通し、実アドレスレジスタ８に供給す
る。実アドレスレジスタ８に保持された実アドレスは、
信号線１０９を通し。

記憶装置９に供給され、記憶装置９はこの実アドレスを
もとに命令語を取出し、信号線１０１を通し、命令先取
バッフ１１に命令語を供給する。

このとき２分岐先予測バッファ６から信号線１０７を通
し命令アドレス加算器４に供給された予測される分岐先
仮想アドレスにより、命令アドレス加算器４は複数回分
岐先命令語の先取りを命令先取シパッファ１の補充によ
る命令先取りと同様に行なう。

〔発明の効果〕

以上説明したように２本発明によれば１分岐命令の仮想
アドレス指定情報と分岐命令に対応する分岐先仮想アド
レスを含む分岐情報とを記憶する仮想アドレス分岐先予
測バッファを有することにより９分岐命令の分岐先命令
語を実ア。

ドレスのページ越えを気にせず連続して先取ることがで
き、仮想アドレスから実アドレスへの変換テーブルが変
更されることにより９分岐情報が無効になることをさけ
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による命令先取シ装置の一実施例の構成
を示したブロック図、第２図は第１図の分岐先予測バッ
フ１の一実施例の構成を示したブロック図である。 １・・・命令先取りバッファ（より）、２・・・命令レ
ジスタ（工Ｒ）、３・・・先取り命令カクンタ（ＦＩＯ
）。 ４・・・命令アドレス加算器（工ＡＡ）、５・・・仮想
アドレスレジスタ（ＷＡＲ）＋’　６・・・分岐先予測
バッファ（ＴＡＢ）、７・・・アドレス変換装置（ＡＣ
）　。 ８・・・実アドレスレジスタ（ＲＡＲ）、９・・・記憶
装置（ＭＫＭ）、６１．６２・・・分岐命令仮想アドレ
ス指定情報記憶装置（ＴＡＭＡ）、６３．６４・・・分
岐先仮想アドレス変換装置（ＴＡＭＢ）　、　６５．６
６・・・比較器（ＴＡＯ）、６７−・・選択制御回路（
ＴＡｓｃ）。 ６８・・・選択回路（ＴＡＸ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、命令先取りを行なうデータ処理装置において、過去
   の命令の履歴における分岐命令の仮想アドレス情報と分
   岐命令に対応する分岐先仮想アドレスを含む分岐情報と
   を記憶する仮想アドレス分岐先ヒストリテーブルと、命
   令先取りにおいて先取りする命令語の仮想アドレス情報
   が前記仮想アドレス分岐先ヒストリテーブルに登録され
   ているかどうかを調べ、該分岐命令の登録の判明に応じ
   て前記仮想アドレス分岐先ヒストリテーブルから対応す
   る分岐情報を読み出す分岐情報読出し手段と、該分岐情
   報読出し手段によって読み出された分岐情報に従って命
   令の先取り動作を実施する命令先取り手段とを有するこ
   とを特徴とする命令先取り装置。