[发明专利]能快速处理不同组指令的信息处理装置

说明书

本发明涉及一种用于进行向量运算的信息处理装置。

颁发给R.小克莱（R.Cray，Jr.）的第4，218，880号美国专利曾公布一种向量处理计算机，该机包括：存贮器部分;同存贮器部分联接的一组向量寄存器;以及一组能和向量寄存器协同操作的独立分段功能元件，例如：加法器和乘法器。（该机将）一批数据信号从存贮器部分传送到向量寄存器，并在向量处理过程中从一个或几个向量寄存器中（将数据）连续传送至一个功能元件，经过处理后再被回送到另一个向量寄存器。这一向量处理操作采取顺序链式操作方式，由跟中央处理器联接的指令译码器或指令翻译器控制，因而能够进行高速操作。为了叙述简便，本说明书中将一个向量寄存器和功能元件的组合简称为指令处理器。

更具体地说，中央处理器向指令译码器发出一项装入指令和一项存贮指令。分别指示其把贮存在存贮器中的数据信号送入向量寄存器和把向量处理的结果贮存在存贮器中。这时候，指令译码器向存贮器发出一项存贮允许信号或存贮指示信号。

一项运算指令或操作指令也由中央处理器发往指令译码器。指令译码器响应此项操作指令，向指令处理器发出一项单元使能信号或单元指示信号。按照此单元指示信号和操作指令，指令处理器进行运算操作。为了描述简便，单元指示信号和存贮指示信号在下文中分别被称为第一指示信号和第二指示信号。

假定，每项装入指令从中央处理器中反复发出，而且在每两次相邻的重复发出的装入指令中插入一项运算指令。在此情况下，进行连续处理的次序为：第一项装入指令、运算指令，第二项装入指令。这里要提醒注意，跟处理一项运算指令相比，每一项装入指令的处理耗时甚多，原因是在处理过程中须要访问存贮器。通常情况下，装入指令是逐一连续得到处理的。结果，必须在第一条装入指令装入操作完毕后，才能发出第二条装入指令的第二指示信号。相应地，在每两次相邻的装入指令的第二指示信号之间，必然会浪费掉一长段间隔时间，在存贮指令的处理过程中也会出现这一情况。由此可见，当存贮器被指令译码器频繁访问时，算术运算是无法高速进行的。

本发明的目的之一是提供一种即使在存贮器被频繁访问的时候也能进行高速算术运算的信息处理装置。

本发明的另一个目的是提供一种能缩短两次相邻的装入指令或存贮指令之间的间隔时间的所述类型信息处理装置。

本发明还有一个目的，即提供一种适用于向量处理的信息处理装置。

一台适用本发明的信息处理装置能响应一个指令序列而进行操作，（该装置）包括：一个能翻译指令、并当指令属于第一和第二组时能分别发出第一指示信号和第二指示信号的指令翻译器;一个与指令翻译器联接的、响应第一指示信号对第一组指令进行处理的指令处理器;以及同指令翻译器和指令处理器联接的、响应第二指示信号按照第二组指令和指令处理器协同操作的协同装置。根据本发明，指令翻译装置包括能同时发出一组状态指示信号的状态指示装置。状态指示信号能显示指令处理器的内部状态。该指令翻译装置包括能响应暂时保存第一组指令的允许信号的堆栈寄存器装置，以将其保存的指令作为被保存的第一组指令逐一发出;还包括响应第一和第二组指令、与堆栈寄存器装置、状态指示装置、指令处理器和上述协同装置联接的局部处理装置。局部处理装置的功能是根据状态指示信号和保存的第一组指令将第一和第二组指令进行处理，并分别把第一和第二指示信号送到指令处理器和协同装置，并在被处理的某一项指令属于第一组时把允许信号送至状态指示装置。

附图1是用于描写常规的信息处理装置的操作时序图;

附图2是根据本发明的最佳实施例绘制的信息处理装置的框图;

图3是用于图2所示的信息处理装置中的指令处理器的框图;

图4是由于图2所示的信息处理装置中的指令堆栈寄存器的框图;

图5是用于图2所示的信息处理装置中的指令译码器的部分框图;

图6是用于描写图2所示信息处理装置的操作序图。