[其他]单个半导体芯片上的多处理机

说明书

本发明一般地说，涉及数据处理系统，更具体地说，涉及一个商业指令处理机、一个科学指令处理机及一个中央处理机在一个单个集成半导体芯片上的集成。

由于数据处理系统要销售到不同的市场，所以，早期的数据处理系统被设计成一个处理COBOL（面向商业的通用语言）指令的商业计算机，或处理Fortran（公式翻译程序语言）指令的科学计算机。随着数据处理系统用途的推广，人们将商业计算机扩展到包括有科学计算选择，将科学计算机扩展到包括有商业计算选择。HoneywellH800型数据处理系统是设计为商业计算机的，但以后的系统就包括有科学计算选择。同样，General    Electric    600是设计成科学计算机的，但以后的系统包括有商业计算选择。

由于半导体已发展出了更高级的集成电路，以及数据处理系统用途的推广，人们将科学和商业性能都设计在同一系统内。

研制成的数据处理系统，其逻辑线路包括有科学指令处理机（SIP）及商业指令处理机（CIP）。中央处理机（CPU）和软件操作系统一起发出科学指令供科学指令处理机执行，发出商业指令供商业指令处理机执行。科学指令通常对浮点操作数起作用，浮点操作数包括一个尾数和一个指数。商业指令通常以十六进制形式对二-十进制操作数或二进制操作数起作用。

说明数据处理系统中科学指令处理机操作的典型例子是题为“使用一个可控只读存储器的十六进制数字移位器输出控制”的美国专利第4，295，202号，题为“浮点操作数的自动舍入”的美国专利第4，295，203号，以及题为“执行科学加法指令的装置”的美国专利第4，308，589号。

题为“利用一个只读存储器进行十进制乘法运算的数据处理机”的美国专利第4，390，961号，和题为“数据处理系统的算术逻辑装置”的美国专利第4，272，828号示出了数据处理系统中商业指令处理机操作的典型例子。

此外，题为“数据处理系统的控制文件装置”的美国专利第4，258，420号描述了商业指令处理机中用于存贮从中央处理机接收来的信息的控制文件的应用。题为“数据处理系统的算术逻辑装置”的美国专利第4，272，828号描述了带有两个独立寄存器文件的商业指令处理机中的算术逻辑装置，其中每个寄存器文件用于各自的操作数。这就增强了对算术指令的执行能力。

题为“数据处理系统中的字、字节及位的变址寻址”的美国专利第4，079，451号、题为“中央处理机的总线源及移位器控制制”的美国专利第4，451，883号，以及题为“利用中央处理机的数据类型字段对扩展整数及商业指令处理机指令的微程序控制”的美国专利第4，491，908号都描述了典型的中央处理机操作。

上面公开的美国专利被转让给霍尼韦尔（Honeywell）信息系统公司，并在这里参考引入本申请书。

上述数据处理系统的缺点是有些功能的重复。这需要在分隔的处理机中加上附加的逻辑部分，来执行这些功能。为了在当今市场上有竞争性，与以前人们所能接受的相比，系统的尺寸必须更小，价钱必须更便宜。

因此，本发明的目的之一是提供一个改进了的数据处理系统。

本发明的另一个目的是提供一个需要更少集成电路的改进了的数据处理系统。

本发明的又一个目的是提供一个带有较少逻辑线路板的改进了的数据处理系统。

本发明还有一个目的是提供一个价格较低的数据处理系统。

本发明再一个目的是把三个处理机结合到一个单片集成电路的半导体芯片上。

本发明的另一个目的是把一个商业指令处理机、一个科学指令处理机及一个中央处理机结合到一个单片集成电路的半导体芯片上。

数据处理系统包括有下列三个处理机的功能度：一个商业指令处理机（CIP）、一个科学指令处理机（SIP），以及一个集成在单片半导体逻辑元件上的中央处理机（CPU）。逻辑元件中包括有一个处理带符号及不带符号的二-十进制操作数和美国信息交换标准码操作数用的十进制单元、一个处理二进制集成和浮点十六进制尾数操作数用的二进制单元以及一个处理浮点指数用的指数单元。

逻辑元件中也包括有一个带有可寻址的操作数及科学累加寄存器的双通道寄存器文件，和一个用作正常高速暂存功能的工作区域。

包括在逻辑文件中的还有一个用来接收来自超高速缓冲存储器或主存储器的操作数和指令的输入数据单元、一个用来接收指令的指令预取单元、一个识别指令操作码的分单元，以及一个下一地址逻辑单元，该单元用于开发下一个固件字码的存储单元的只读存储地址，该字码是要被加在该逻辑元件上用来执行指令的。