[发明专利]多指令集的数据处理

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理领域。更具体地说，本发明涉及利用多个程序指令字集的数据处理。

背景技术

数据处理系统利用一在程序指令字的控制下进行操作的核心处理器，这些指令字在译码时用于产生控制信号以控制该核心处理器的不同单元以执行必须的功能，从而实现在程序指令字中规定的处理。

典型的核心处理器具有给定位宽度的数据通路，该宽度限制了对应一给定的指令可以操纵的数据字的长度。在数据处理领域，数据通路的宽度的增加一直是一个趋势，即逐渐从8位的体系结构转移到16位，32位和64位的体系结构。在随着数据通路宽度增加的同时，指令集中的可能的指令的数目(在CISC和RISC策略中)以及这些指令的位长度也在增加。比如已经从16位指令集的16位体系结构转移到32位指令集的32位体系结构。

随着向增加结构的宽度的迁移，一个问题是维护为以前各代机器所编写的程序软件的向后兼容。解决这一问题的一个途径是提供具有兼容模式的新系统。比如，数字设备公司(Digital Equipment Corporation)的VAX11计算机具有能对较早的PDP11计算机的指令进行译码的兼容模式。尽管这一方法允许使用较早的程序软件，然而这种使用并未充分利用所运行的新处理设备中的所提高的能力，即当系统实际上具有支持32位的运算的硬件时，可能只使用到多级16位运算。

与结构的宽度的改变相关的另一问题是使用新的增加的位宽度指令集的计算机程序的大小趋于增加(32位的程序指令字所占的存储空间是16位程序指令字的两倍)。尽管在程序大小的增加在一定程度上为指令所抵销，因为新的指令指定的一个操作在以前可能需要多于一个的短指令，但是这一增加程序大小的趋势仍然存在。

对付这一问题的一个方案是让用户能有效地指定它们的指令集。国际商用机器公司(International Business Machines Corporation)制造的IBM370计算机包括了一个可写的控制存储器，使用该控制存储器，用户可以建立它们自己的指令集，将指令程序字与所希望的核心处理器的不同部分的操作进行映射。尽管这一方案提供了很好的灵活性，但难以产生高速度的操作，而且可写的控制存储器占据了很大的集成电路区域，因此有些不利。而且，设计一个有效的所说的指令集对用户来说是一个很重的负担。

欧洲公布专利申请EP-A-O 169565公开了一种具有16位核心处理器的系统。在第一种模式中，系统运和在16位的指令上，这种指令指定16位的数据处理操作。在第二种模式中，系统运行在8位的指令上，这种指令指定8位的数据处理操作。使用一个编程的存贮器将8位的指令映射到一个16位的指令，然后将之译码。这个被译码的16位的指令然后执行指定的8位的数据处理操作。

众所周知，在提供的系统中，一个指令集具有不同长度的程序指令字。这一方案的一个例子是由MOS工艺制造的6502微处理器。这一处理器使用8位的操作码，操作码后跟可变数目的操作数字节。在确定操作数和执行指令之前首先要对操作码进行译码。与固定的已知长度的程序指令字(即操作码和任意操作数)相比，这就要求多次存储器访问，而且是对系统性能的很大限制。

IBM技术公告简报(IBM Technical Disclosure Bulletin)(Vol.15.NO.3.August 1972，page 920)公布了一种将17位指令转化为20位的指令的系统。

欧洲公布专利申请EP-A-O 199173公布了一种包括一个指令译码器的微处理器。

发明内容

从本发明提供的处理数据的装置可看到其一个特点，所述装置包括：

一个核心处理器，它具有N位数据通路，并且响应多个核心控制信号；

第一译码装置，它用于对第一永久指令集(permanent instruction set)的指定N位数据处理操作的X位程序指令字进行译码以产生所述核心控制信号，来触发利用所述N位数据通路的处理；

第二译码装置，它用于对第二永久指令集(permanent instruction set)的Y位程序指令字进行译码以产生所述核心控制信号，来触发利用所述N位数据通路的处理，Y小于X；以及