宏指令集对称式并行体系结构微处理器

摘要

本发明揭示了一种利用超长指令控制体系，对简单和对称的部件结构实现静态和动态的重新组织及对其操作关系重新定义的独特设计，使该体系结构可根据具体应用进行重新组合，而每种组合，都会使该微处理器所使用的超长指令控制体系支持的宏语言，在实质上接近人类对计算机操作行为的需求，即该微处理器实际操作运行的宏指令直接反映高级语言元素的语义、语法及语用关系，支持高级语言的高层语义操作。

主权项

1.一种宏指令集对称式并行体系结构微处理器，可响应多个多 位超长指令外部存储器标识格式代码字序列及数据字，可响应内部 超长指令寄存器标识字的控制，使该体系结构可进行操作方式、组 织结构、数据通路及逻辑关系的选择和定义，实现应用时的体系重 组和拼装操作，其特征在于： 1)一个外部硬联线标识逻辑，以控制装置可选择地决定该体系 基本组织结构、操作方式、逻辑关系、控制通路的初始状态； 2)配合该体系初始状态的操作装置，可接受执行该体系所选择、 定义的数据端口产生指令或数据输入装置的操作，控制及传输操作； 3)配合指令和数据的输入装置，外部超长指令标识格式字代码 序列可对内部超长指令寄存器标识数据字装载，使之决定该体系新 的组织结构、操作方式、逻辑关系、数据通路及体系状态和控制装 置； 4)配合指令和数据的输入装置，内部超长指令寄存器标识字是 外部存储器超长指令标识格式字的延伸，直接共同形成组合逻辑关 系，产生控制信号，决定该体系结构不同的选择控制装置；和 5)配合指令和数据的输入装置及选择控制装置，可接受内部结 构所选择、定义的第一或第二或第三或第四线路的数据通路或运算 结果产生的直接数据字输入装置，执行指令或数据操作、控制及传 输操作； 6)配合指令和数据的输入装置及选择控制装置，一个译码器可 响应周期时钟信号，周期性或约束性地产生，对超长指令体系指令 标识格式及标识控制域的组合拼装，产生时序上、控制上、体系结 构部件操作的多重组合控制信号； 7)配合组合控制信号操作装置，对该体系各个部件可执行算法、 逻辑、比较、测试、数据传输及处理、控制部件、通路操作，形成 的高层语义行为——宏语言原语的操作； 8)配合组合控制信号操作装置，该体系可选择接受外部输入装 置的操作数或内部数据通路及任意运算结果的操作数，执行可变序 列算法及指令、数据操作； 9)配合组合控制信号操作装置，具有4个独立的多个、多位存 储单元的第一、第二、第三、第四存储装置，允许内部超长指令寄 存器标识字的定义，分配每个存储装置的地址指针形成装置，可选 择先进先出的队列寻址操作或先进后出的堆栈寻址操作或随机寻址 的操作装置； 10)配合组合控制信号操作装置及4个存储装置，具有4个独立 数据端口8条多位数据总线的第一、第二、第三、第四、第五、第 六、第七、第八数据输入、输出装置，以内部超长指令寄存器标识 字的定义，分配每个独立数据总线，可选择各总线为独立或第一、 第二或第三、第四或第五、第六或第七、第八总线合并使用的数据 输入输出操作装置，而在每个存储周期内允许同时执行一条或至八 条数据总线数据的输入输出操作装置； 11)配合组合控制信号操作装置及对称的4个独立存储装置及数 据输入输出装置，以内部长指令寄存器标识字的定义，分配每个对 称的地址和数据端口，可选择同步、异步时序实施数据通讯的输入、 输出操作装置； 12)配合组合控制信号操作装置，具有以复用式数据双锁存器部 件构成的4组独立的、多位的第一、第二、第三、第四寄存器组操 作装置，以内部长指令寄存器标识字的定义，分配每组寄存器装置 可选择串行—合并的和并行—独立的操作装置。