195015. lajstromszámú szabadalom • Processzor elrendezés primitív és összetett eljárásokat meghatározó utasítások végrehajtására
A találmány tárgya processzor elrendezés primitív és összetett eljárásokat meghatározó utasítások végrehajtására, amely tartalmaz aritmetikai és logikai egységet, ehhez tartozó operandus regisztereket és eredmény regisztert, óragenerátort, továbbá az elrendezés egységei között, valamint külső egységek felé kapcsolatot teremtő és az utasításokat fogadó belső cím és adat buszt, és az elrendezés egységei felé vezérlési állapotokat továbbító belső vezérlő buszt. Jellegzetesen ilyen processzor elrendezésnek tekintendők a kereskedelmi forgalomban kapható különböző mikroprocesszorok, amely egy tokban nemcsak a műveletvégző egységet, hanem annak működtetéséhez szükséges számos kiegészítő egységet tartalmaznak. A technika fejlődésével a mikroprocesszorok műveletvégzési sebessége és teljesítőképessége egyre nagyobb mértékben növekszik. A technika adott szintjét figyelembe véve a mikroprocesszorok működését a műveletvégrehajtás módja alapvetően meghatározza. A mikroprocesszor részére a végrehajtandó alacsony szintű műveleteket pontosan elő kell írni, és az ezen műveletek végzéséhez szükséges tárolási feladatok ellátására a mikroprocesszor elrendezések a saját, legtöbbször azonban külső címezhető operatív memóriát használják. Ezen a tényen nem változtat az a körülmény, hogy egyes mikroprocesszor tokokban már olyan kiegészítő processzorok és egységek is vannak, amelyek ezen kisegítő műveletek elvégzését automatikusan biztosítják. A műveletvégzés teljes időszükségletét az elemi műveletek -időszükségletének összege adja. A mikroprocesszorok programozása gépi kódban történik, és magas szintű programnyelvek használata esetén gondoskodni kell ezen programnyelveknek a gép által érthető formában történő fordításáról. Az ilyen fordítások miatt a magas szintű nyelven írt programok futása tovább tart ugyanazon feladat gépi kódban programozott megoldásának futási időszükségleténél. A magas szintű programozási nyelvek közül az utóbbi időben egyre nagyobb népszerűségnek örvend a FORTH programozási nyelv, amely rendkívül nagy szabadságfokot biztosít a különböző utasítások »szavak« definiálására és azoknak a leggyakrabban előforduló ún. primitív szavakból való összeállítására. A találmány feladata olyan processzor elrendezés létrehozása, amely az elrendezésen belül képes a belső működés tekintetében ahhoz hasonló flexibilitást biztosítani, mint amilyent a FORTH programozási nyelv tudott az egyéb magas szintű programozási nyelvekhez viszonyítva. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy szakítani kell a mikroprocesszorok hagyományos belső szervezésével és attól eltérő, a magas szintű programozási nyelvekhez 1 rugalmasabban illeszkedő futást megengedő belső struktúrát kell létrehozni. A kitűzött feladatot olyan processzor elrendezés létrehozásával oldottuk meg, amely tartalmaz aritmetikai és logikai egységet, ehhez tartozó operandus regisztereket és eredmény regisztert, óragenerátort, továbbá az elrendezés egységei között, valamint külső egységek felé kapcsolatot teremtő és az utasításokat fogadó belső cím és adat buszt, és az elrendezés egységei felé vezérlési állapotokat továbbító belső vezérlő buszt és a találmány szerint az elrendezés tartalmaz paraméter vermet, amely a belső cím és adat busszal kapcsolódik és vezérlő bemenetei a belső vezérlő buszhoz csatlakoztatott mutató regiszterrel kapcsolódnak, visszatérési vermet, amely a belső cím és adat buszsza! kapcsolódik és vezérlő bemenetei a belső vezérlő buszhoz csatlakoztatott második mutató regiszterrel kapcsolódnak, a belső vezérlő buszról vezérelt és a belső cím és adat buszhoz kapcsolódó interpretation pointert, továbbá a belső cím és adatbuszra kapcsolt utasításokat figyelő, a közvetlenül végrehajtandó primitív eljárásokat az összetett eljárásoktól megkülönböztető egységet, amelynek a primitív eljárásokat detektáló kimenete a primitív eljárásokat végrehajtó modul engedélyező bemenetéhez csatlakozik, az említett modul adatbemenetei a belső cím és ad it busznak a primitív eljárásokkal társított buszvonalaival kapcsolódnak és kimenete a belső vezérlő buszhoz csatlakozik. A találmány szerinti elrendezés egy előny 3s kiviteli alakjánál a primitív eljárásokat végrehajtó modulban eljárás dekóder és olyan lokális vezérlő modul van, amely az egyes primitív eljárásokat végrehajtó vezérlő áramkörökből van felépítve és ezek bemenetei az eljárás dekódernek azon kimenetével vannak összekötve, amely az érintett vezérlő áramkörhöz tartozó primitív eljárás kiválasztásával van aktiválva. Az elrendezésben a primitív eljárásokat az összetett eljárásoktól megkülönböztető egység előnyösen olyan logikai áramkörből áll, amely a belső cím és adat busz meghatározott bitvonalainak a logikai állapotát figyeli. Az elrendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a logikai áramkörnek az összetett eljárásokkal társított kimenete belső interpreter logikán keresztül a belső vezérlő buszhoz csatlakozik és annak ciklusvezérlő FETCH vonalával kapcsolódik, a lokális vezérlő modul összes vezérlő áramkörének egyik kimenete a FETCH vonalhoz csatlakozik, és a logikai áramkör engedélyező bemenete a FETCH vonalról vezérelt fetch vezérlő logikával kapcsolódik. A primitív és összetett eljárások megkülönböztetése szempontjából előnyös, ha a belső cím és adat busz meghatározott buszvonalai az összetett utasításokkal, további buszvonalai a primitív eljárásokkal vannak társítva, 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
