[发明专利]执行两种指令长度代码的处理机及其指令码输入装置

说明书

技术领域

本发明涉及进行多个指令码的运算用的数据处理装置，具体地说，涉及处理机中的指令码的配置技术。

背景技术

通常，在处理机中，指令被作为指令码存储在通过数据总线与处理机连接的存储器中。这时，该存储器中存储的指令码的格式有以下两种：①指令码的长度与指令的种类无关而始终设定为一常数的“固定长度格式”；②指令码的长度随各指令的种类的不同而设定得不同的“任意长度指令格式”。

指令码包括两部分，即指定运算、传输、分支等指令功能的操作码部分，及指定指令的执行对象数据(操作数)的操作码部分。操作数的指定是这样进行的，即在指令码中的编址方式的指定部分中，指定该操作数存储在寄存器内还是存储在外部存储器内。而且，操作数存储在存储器中时，还要将地址信息加在指令码中。

以下，将固定长度格式及任意长度格式的指令格式分别模式地示于图18及图19中。两图中，指令格式100表示无操作数时的固定长度格式，指令格式101表示有操作数时的固定长度格式，指令格式102表示无操作数时的任意长度格式，指令格式103表示有操作数时的任意长度格式。

①指令码为固定长度指令格式时

这时的优点是指令码容易译码。但其指令格式必须在确定了的一定的指令长度范围内，要有操作码或编址方式的指定部，还有必须记述地址信息等附加信息的制约。因此，为了记述更多的附加信息，必须将指令长度设定得长些。其结果是在增大了指令长度的固定长度指令格式中，出现指令位模式中的冗余部分增大、及代码尺寸加大的问题。另一方面，如果为了缩小代码尺寸而将指令长度设定得短些时，又会产生增大对指令功能的限制的问题。

②指令码为任意长度指令格式时

这时，由于使用2种以上的任意的指令长度的指令格式，所以具有能根据每个指令扩展指令功能的优点。另外，由于能将无操作数的指令的长度设定得短些，所以与固定长度指令格式相比较，具有能减小代码尺寸的优点。

其反面是，由于将读入的数据从存储器中抽出作为各指令码，从而使得各指令码本身的译码工作更加复杂化，所以存在不得不使指令译码方法复杂化的问题。因此，从存储的内容中抽出指令码并送给指令译码器用的H/W(硬件)变大。例如，如图20所示，当将16/32位长指令格式105、104作为任意长度指令格式导入时，如图21所示，为了传输指令码，在指令读取部和指令译码器之间必须准备4条路径。因此，必须使指令译码器具有复杂的移位功能，以便将有效的指令码移位、在适当的指令码的配置下进行译码。

如上所述，在①固定长度指令格式及②任意长度指令格式中各有一个优点一个缺点。因此，希望实现兼备①及②各自的优点的处理机。

发明内容

本发明就是为了实现上述未解决的问题而开发的，具体地说，主要目的在于：(i)与固定长度指令格式相比，缩小代码尺寸，(ii)实现与现有的任意长度指令格式相比减少了处理机的H/W量且备有能谋求高速化的指令格式的处理机及处理机用的输入装置。

本发明的次要目的在于：实现具有在执行指令过程中发生的各种中断(外部中断、PC断开中断)或软件中断功能的处理机。

本发明的再一个次要目的在于：使对这样的指令码进行译码用的处理机的结构具体化。

与发明的第1方面有关的执行两种指令长度代码的处理机备有只由给出N位长指令的第1指令数据信号和给出2N位长指令的第2指令数据信号构成的指令码，这里，N为1以上的整数，上述第1及第2指令数据信号的指令码按照下述两个规则配置，即第一，将2个上述第1指令数据信号存储在2N位长的字边界内，第二，将各个上述第2指令数据信号存储在2N位字边界内，还备有输入按上述规则配置的指令码的指令码输入装置及从上述指令码输入装置读取后保持按上述规则配置的上述指令码的指令读取装置。

与发明的第2方面有关的执行两种指令长度代码的处理机是执行发明的第1方面的两种指令长度代码的处理机，它还备有接收由上述指令读取装置传输的给出上述指令码的信号、通过将上述指令码的分支目标的地址限制在上述2N位字边界内、对上述指令码进行译码的指令译码装置。

与发明的第3方面有关的是执行两种指令长度代码的处理机，上述各第1及第2指令数据信号在其规定的位的位置备有给出指令执行顺序的控制信息的指令长度标识符数据。