【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地说，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...
【技术保护点】
数据处理系统包括执行一个基本操作系统指令处理机、一个科学指令处理机以及一个商业指令处理机的功能度的装置，这些处理机集成在单个半导体逻辑芯片上，上述半导体装置包括：存储多个操作数的寄存器文件装置；与上述寄存器文件装置相联接的，用来处理 上述多个操作数中的第一类操作数的二进制单元装置，该类操作数包括浮点操作数的尾数和基本操作系统操作数的二进制数据；与上述寄存器文件装置相联接的，用来处理上述多个操作数的第二类操作数的十进制单元装置，该类操作数包括二一十进制操作数；与上述寄 存器文件装置相联接的，用来处理上述第一类多个操作数的指数装置，该类操作数包括上述浮点操作...
【技术特征摘要】
US 1985-4-11 722,237中的特殊性来表示本发明特征的新颖性。不过，参考下列与图结合在一起的说明，就能很好地理解发明本身，不论是对构成还是操作。 图1为单个逻辑元件的方框图，该逻辑元件包括一个基本指令处理机、一个科学指令处理机以及一个商业指令处理机。 图1为数据处理系统3的方框图，该系统包括一个执行基本操作系统指令、商业指令及科学指令的处理机逻辑元件。 所有的数据元件均以存储在主存储器50中的16位字码为基础。数据可以作为位、字节、字码或多字码来存储。 处理机逻辑元件1与虚拟存储器管理单元(VMMU)34、超高速缓冲存储器36及主存储器50通过32位BP总线32相联接。 虚拟存储器管理单元34把正在执行的指令所叙述的虚 地址翻译成主存储器50的实地址。虚地址包括一个循环数字、一个分段数字和一个位移。这样把存储在虚拟存储器管理单元34中的一个过程定位，并使虚拟存储器管理单元34能把实地址由BP总线32送到主存储器50，以及直接从虚拟存储器管理单元34送到超高速缓冲存储器36。以理解本发明为目的，虚拟存储器管理单元34和超高速缓冲存储器36的操作都是普通的。 基本操作系统指令以若干形式对数据起作用，这些形式包括下列数据格式符，基数在最小有效位数的右边。 a)一个带符号的整数数据字节包含7个数据位和一个符号位。范围(γ)是-27≤γ≤27-1。 b)一个字码中的符号扩展整数字节包含7个跟在9个符号位后面的数据位。γ＝-27≤γ≤27-1。 c)一个带符号的整数数据字码包含15个数据位和一个符号位。γ＝-215≤γ≤215-1。 d)一个双字码中的符号扩展整数字码包含跟在17个符号位后面的15个数据位。γ＝-215≤γ≤215-1。 e)一个带符号的整数数字码包含31个数据位和一个符号位。γ＝-231≤γ≤231-1。 f)一个带符号的整数四字码包含63个数据位和一个符号位。 包括有下列不带符号的整数数据类型 a)包含8个数据位的整数字节。 γ＝0≤γ≤28-1 b)包含16个数据位的数据字码。 γ＝0≤γ≤216-1。 c)包含16个数据位的双字码中的整数字码，其中数据位跟在16个零位的后面。 γ＝0≤γ≤216-1。 d)包含32个数据位的整数双字码。 γ＝0≤γ≤232-1 e)包含64个数据位的整数四字码。 γ＝0≤γ≤264-1。 商业指令对三个数据类型起作用 a)十进制(二-十)进制字符串; b)文字数字式(美国信息交换标准码)字符串;和 c)二进制数字(16或32位)。 科学指令对两个数据类型起作用。 a)十六进制浮点，它包括一个超过64个格式的7数据位的指数(e)、一个符号位(s)和一个6个十六进制数字或14个十六进制数字的尾数(f)。小数尾数(f)的范围是 0≤f≤ ((166-1))/(166) ,而对于双字码，其范围为 0≤f≤ ((1614-1))/(1614) 。 浮点数的值为(-1)S×f×16(e-64)。 b)对于单字码是16位，而对双字码是32位的带符号的整数数字(i)。 按2的补码形式，整数(i)的范围对单字码来说是 -215≤i≤215-1，对于双字码来说是 -231≤i≤231-1。 基本操作系统指令包括普通的 寄存、存储及寄存器与存储器之间的交换。 比较-加、减、乘和除操作;以及 或(OR)、与(AND)和异-或(exclusive OR)逻辑操作。 对于商业指令十进制数据类型，操作包括 算术-加、减、乘和除; 十进制比较; 十进制数据格式符间的转换; 向二进制的转换; 十进制移位;以及 数字字符串编辑。 文字数字式操作包括 文字数字式比较; 用字符翻译; 字符串检索-确认等同; 字符串校验-检测不同; 字符串移动;和 数字字符串编辑。 二进制操作是一种 向十进制字符串的转换。 科学指令包括 科学加; 科学比较; 科学加、减、乘和除， 科学存储;以及 科学交换。 寄存器文件2包含64个32位寄存器。寄存器文件2的若干程序可见寄存器可以由Honeywell Level 6指令装置的各种不同的指令来寄存和读出。该指令装置在1978年10月版的Honeywell Level 6微机系统手册的序号CC71中作了描述。 其中有7个普通字码操作数寄存器、9个地址寄存器、7个普通双字码操作数寄存器、两个控制寄存器、三个科学累加器以及一个描述符分段基数寄存器。 普通字码操作数寄存器R1到R7是16位字码操作数普通寄存器和累加器。它们也被用作变址寄存器。 地址寄存器为32位长。寄存器B1到B7是基数寄存器，RDBR为远程描述符基数寄存器，T为栈指示器。寄存器B1到B7用于编地址。 双字码操作数寄存器K1到K7是32位双字码普通寄存器和累加器，它们也用于变址。 控制寄存器，即s寄存器，存储过程状态的保密关键码。该寄存器指示出下列内容 a)所有子系统都成功地通过了质量逻辑试验(QLT)程序; b)正在处理现行机密计算环。 处理机3有许多计算环，典型的有四个。计算环是机密数据系统的一部分。有包括操作系统软件和应用软件在内的所有软件均被用在一个指定的计算环上。需要预先指定的代码来使人能把软件存取在一个特殊计算环中作为保密系统的一部分。 寄存器文件2中的循环报警寄存器检测软件是否已从高机密计算环过渡到较低的机密计算环。 此外包括的是三个科学累加器SA1、SA2和SA3，它们存储浮点操作数的尾数。每个十六进制形式的尾数都可以存储在一个32位(两个字码)字段或一个64位(4个字码)字段当中。7位指数和它们各自的符号位均存储在一个4×8位指数寄存器文件12-2的三个8位寄存器中。 描述符分段基数寄存器按4个字码存储，以决定处理机的寻址方式和现行地址处理空间。 处理机3有两种寻址方式，绝对寻址方式(AAM)和翻译寻址方式(TAM)。开始，处理机3处于绝对寻址方式，直到描述符基数寄存器被寄存时，处理机3进入翻译寻址方式，也就是处理机的正常寻址方式。在用绝对寻址方式期间，处理机3把所有虚地址解释成实地址，即不进行地址翻译。在使用翻译寻址方式时，处理机3用分段分页表把所有虚地址翻译成实地址。 寄存器文件2提供寄存器来限定主存储器50中的栈存储器对该系统中各个中断级的参量。该栈存储器被用来存储操作数或指令。存储在寄存器文件2中的栈地址指示器的内容指向四字码栈首标的第一个字码。栈首标限定了定好址的栈存储器中字码的数字，也限定了通常由栈存储器消耗掉的字码的数字。 寄存器文件2不但提供在执行乘法或除法指令期间对得到的部分乘积和部分商的存储，而且也提供一个工作区域来存储正在处理的现行操作数。 除了寄存器文件2以外，许多分立的寄存器被提供来加快逻辑元件1的处理时间。 程序计数器14存储正在执行的现行指令的地址。除了表示转移的时候，它通常被增量指向下一个指令。 指示器寄存器24包括一个基本操作系统(BOPS)寄存器24-2，一个商业指示器(CI)寄存器24-4，以及一个科学指示器(SI)寄存器24-6。基本操作系统寄存器24-2包括有用于操作系统指令的程序状态指示器，它们是 a)一个溢出指示器; b)一个进位指示器; c)一个表示最后被测位状态的位测试指示器; d)一个表示最后一个外围设备是否接到送给它的输入/输出(I/O)命令的输入/输出指示器。 e)最后比较操作的“大于”结果; f)最后比较操作的“小于”结果; g)最后比较操作的“异号”结果。 商业指示器寄存器24-4的内容表示 a)在结果对接收字段来说太大或检测出除以零的情况时，在十进制操作过程中，溢出指示器置“1”; b)如果对接收字段来说，结果太大，则在文字数字式操作过程中，截断指示器置“1”。 c)在十进制操作过程中，当一个负结果被存储入不带符号的字段时，符号故障指示器置“1”。 d)当对十进制算术操作来说结果大于零或需要十进制或文字数字式比较的第一个操作数大于第二个操作数时，“大于”位置“1”。 e)在十进制算术指令过程中结果小于零，或在十进制或算术比较过程中第一个操作数小于第二个操作数时，“小于”位置“1”。 科学指示器寄存器24-6的内容表示 a)当浮点操作的结果有一个比允许值小的指数值时，指数下溢指示器置“1”; b)如果在浮点向整数的转换操作期间，整数被截断，则有效误差位置“1”; c)在浮点向整数的转换操作期间，当小数的非零部分被截断时，精密误差位置“1”。 d)“大于”位只能在比较操作中被变更。 e)“小于”位只能在比较操作中被变更。 方式寄存器26包含两个基本操作系统寄存器26-2，一个商业指示器寄存器26-4和两个科学指示器寄存器26-6。 第一个基本操作系统寄存器26-2带有与R1到R7寄存器溢出相联系的陷井赋能控制关键码。与此类似，第二个基本操作系统寄存器26-2带有与K1到K7寄存器溢出相联系的陷井赋能方式控制关键码。 商业器寄存器26-4带有溢出陷井的陷井赋能控制关键码和一个商业指令截断陷井。 第一个科学指示器26-4包括 a)一个位，它在置零时表示截断方式，在置1时表示舍入方式; b)两个位，用于各个科学累加器SA1，SA2和SA3来表示主存储器字段长度(2或4个字码)和寄存器文件2中累加器字段长度(2或4个字码)。 第2个科学指示器寄存器26-6存储有三个分别用于指数溢出、有效误差和精密误差的赋能陷井位。 在执行指令的过程中，程序计数器14被增量指向主存储器50中...
【专利技术属性】
技术研发人员：索马斯J约翰，理查德P凯利，詹库申，迈克尔M拉古英，
申请(专利权)人：霍尼韦尔布尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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