JP2001005639A - 浮動小数点演算装置 - Google Patents

浮動小数点演算装置

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JP2001005639A
JP2001005639A JP11173554A JP17355499A JP2001005639A JP 2001005639 A JP2001005639 A JP 2001005639A JP 11173554 A JP11173554 A JP 11173554A JP 17355499 A JP17355499 A JP 17355499A JP 2001005639 A JP2001005639 A JP 2001005639A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の浮動小数点演算装置では、状態レジ
スタに複数の情報が混在する場合に、不要な待ち時間が
発生する欠点がある。 【解決手段】 それぞれ独立して命令を実行する複数
の演算器を有し、各演算器毎にその演算器の命令が発行
された時にセットされ、他の演算器の命令が発行された
時にリセットされる例外要因の更新権ビットを持たせ
る。これにより、例外要因の更新権ビットがセットされ
ている演算器によって出力された例外要因のみを更新可
能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浮動小数点演算装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】IEEE754に準拠した浮動小数点演
算器を構成する場合には、浮動小数点演算結果である例
外要因情報と、そのフラグ情報を持つことが規定されて
いる。図3は、従来の浮動小数点演算装置の構成を示す
図である。浮動小数点演算装置は、例えば加減算器1
0、掛け算器12、割り算器/平方根14の3つの演算
器で構成され、それぞれの演算器は独立して動作てい
る。そして、各演算器10、12、14から出力される
例外要因情報とそのフラグ情報は、それぞれORゲート
16、18を介して1つの状態レジスタ20に格納され
る構成となっている。また、状態レジスタ20には、各
演算器10、12、14のMステージから出力される信
号をORゲート22でORされた出力がイネーブル信号
として入力されている。この場合、状態レジスタ20の
フラグ情報は、順不同に更新されて良いが、例外要因情
報は最後に実行された命令の例外情報でなければならな
い制約がある。この為、例外要因情報はレジスタ単位で
更新するといずれかを更新する可能性がある場合は、前
の命令が完了するまで次の命令の実行が出来なくなる問
題が生じていた。それを解決するために、後の実行命令
に待ちを入れる必要があった。
【0003】図4、図5は上述した従来の動作を示すの
もで、図4は、オーバーラップさせた場合の例を示し、
図5は待ちを入れた場合を示す。図4、図5において、
Dは命令のデコードステージ、E1は第1の演算ステー
ジ、E2は第2の演算ステージ、Mは例外検出ステー
ジ、Wは演算結果の書き戻しステージを示す。例えば、
図4の例では割り算命令と加算命令とが並列実行される
場合において、最後の命令が加算命令であったとする
と、両命令は割り算器14と加減算器10によって同時
に実行される。上記命令の処理速度は加減算器10の方
が早く終了し、そのMステージで出力される例外要因情
報はORゲート16を介して状態レジスタ20に入力さ
れ、同じくMステージのイネーブル信号によって状態レ
ジスタ20の例外要因情報が更新される。その後、割り
算器14の割り算命令処理が終了して、そのMステージ
にて出力される例外情報は同様な手順で状態レジスタ2
0に記憶される。この場合、演算器の処理速度の違いに
より、加算命令の例外要因情報の上に、割り算命令の例
外要因情報が上書きされてしまうことになる。この為、
最後に実行された加算命令であるにもかかわらず、例外
要因情報が正しく記憶されない問題が発生する。
【0004】これを解決するために、図5に示す例で
は、加算命令のE1ステージに待ち(STALL)を挿
入する。そして、割り算命令のE2ステージが終了後、
加算命令のE1ステージが実行され、同様にMステージ
で例外情報を状態レジスタ20に記憶する。この結果、
図4に示した割り算命令によって出力される例外要因情
報が上書きされることがなくなるが、加算命令の処理が
遅れる欠点が発生する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の浮動小数点演算装置では、状態レジスタに複数の情報
が混在する場合に、不要な待ち時間が発生する欠点があ
る。本発明は上記欠点を解決するためになされたもの
で、状態レジスタ内に複数の情報が混在する場合は、各
々の命令に情報の更新権を持たせることによって複数の
命令をオーバーラップして実行出来る浮動小数点演算装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の浮動小数点演算装置は、それぞれ独立して
命令を実行する異なる複数の演算器を有し、前記各演算
器毎にその演算器の命令が発行された時にセットされ、
別な演算器の命令が発行された時にリセットされる例外
情報更新権ビットを持たせ、前記例外情報更新権ビット
がセットされている前記演算器によってのみ例外情報を
更新可能とすることを特徴とする。また、本発明の浮動
小数点演算装置は、異なる複数の演算器を有し、それぞ
れ独立して命令を実行する浮動小数点演算器と、前記浮
動小数点演算器の各演算器毎に内蔵され、その演算器の
命令が発行された時にセットされ、別な演算器の命令が
発行された時にリセットされる例外情報更新権ビットの
記憶手段と、前記各演算器から出力される例外情報を前
記記憶手段の前記例外情報更新権ビットによって選択し
た例外情報が記憶される例外情報レジスタとを具備する
ことを特徴とする。このような構成により、状態レジス
タ内に複数の情報が混在する場合は、各々の命令に情報
の更新権を持たせることによって複数の命令をオーバー
ラップして実行出来る。これにより、浮動小数点演算装
置において、不要な待ち時間をなくすことで、性能低下
を防ぐことが出来る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明に係る実施の形態を、
図面を参照して説明する。図1は、本発明の浮動小数点
演算装置の構成を示すブロック図である。図において、
浮動小数点演算装置は、例えば加減算器30、掛け算器
32、割り算器/平方根34の3つの演算器で構成さ
れ、それぞれの演算器は独立して動作する。各演算器3
0、32、34には、その演算器の命令が発行された時
にセットされ、他の別な演算器の命令が発行された時に
リセットされる例外要因更新権ビットを記憶するメモリ
(例えば、フリップフロップやレジスタ等)31、3
3、35がそれぞれ設けられる。また、状態レジスタは
例外要因情報レジスタ44とフラグ情報レジスタ38に
分けて構成される。そして、各演算器30、32、34
から出力されるフラク情報は、ORゲート36を介して
フラグ情報レジスタ38に記憶される。また、フラグ情
報レジスタ38には各演算器30、32、34のMステ
ージから出力される信号をORゲート40でORされた
出力信号が記憶時のイネーブル信号として入力されてい
る。こうして、フラグ情報レジスタ38には、実行され
た全ての命令について、各命令を実行した時に得られる
例外フラグ(演算命令の処理結果として発生した例外要
因の内、例外マスクでマスクされたもの)のORを取っ
たものが記憶される。
【0008】一方、各演算器30、32、34から出力
される例外要因情報は、それぞれセレクタ42を介して
例外要因情報レジスタ44に記憶される。例外要因情報
レジスタ44には各演算器30、32、34の更新権ビ
ットを記憶したメモリ31、33、35から出力される
信号をORゲート46でORされた出力がイネーブル信
号として入力されている。また、更新権ビットを記憶し
たメモリ31、33、35から出力される信号は、セレ
クタ42の選択信号としても入力されている。図2は、
本発明の浮動小数点演算装置の動作を示すタイミング図
である。この図2を参照して本発明の浮動小数点演算装
置の動作を説明する。本発明の動作例として、図4また
は図5の説明と同様に、割り算命令に続き加算命令が発
行された場合について説明する。本発明では、割り算命
令が発行されたことによって、割り算器34の更新権ビ
ットのメモリ35がセットされる。次に、加算命令が発
行されることによって、先にセットされた割り算器34
の更新権ビットのメモリ35がリセットされ、加減算器
30の更新権ビットのメモリ31がセットされる。この
状態で割り算器34と加減算器30において、それぞれ
の命令が並列処理され、加減算器30のMステージで出
力された例外要因情報はセレクタ42に出力される。そ
して、加減算器30の更新権ビットのメモリ31から出
力された信号によってセレクタ42は加減算器30から
出力された例外要因情報が選択出力されレジスタ44に
入力され、同じくメモリ31から出力された信号がイネ
ーブル信号となって例外要因情報レジスタ44に例外情
報がセットされる。
【0009】その後に、割り算器34において、割り算
命令が終了してMステージになっても割り算器34の更
新権ビットのメモリ35の内容が既にリセットされてい
ることから、例外要因情報レジスタ44の内容が更新さ
れることはない。
【0010】
【発明の効果】以上詳述した発明によれば、従来の状態
レジスタをフラク情報レジスタと例外要因情報レジスタ
とに分けて構成し、浮動小数点演算装置を構成する各種
演算器それぞれに更新権ビットを記憶するようにして、
最後に発行された命令の例外要因情報が必ず例外要因情
報レジスタに記憶できるようにしたことによって、不要
な待ち時間を削減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の浮動小数点演算装置の構成を示すブロ
ック図。
【図2】本発明の浮動小数点演算装置の動作を示すタイ
ミング図。
【図3】従来の浮動小数点演算装置の構成を示すブロッ
ク図。
【図4】従来の浮動小数点演算装置の動作を示すタイミ
ング図。
【図5】従来の浮動小数点演算装置の動作を示すタイミ
ング図。
【符号の説明】
30…加減算器、32…掛け算器、34…割り算器 31、33、35…更新権ビットのメモリ 36、40、46…ORゲート 42…セレクタ 38…フラク情報レジスタ 46…例外要因情報レジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ独立して命令を実行する異な
    る複数の演算器を有し、前記各演算器毎にその演算器の
    命令が発行された時にセットされ、他の演算器に対し命
    令が発行された時にリセットされる例外要因更新権ビッ
    トを持たせ、前記例外要因更新権ビットがセットされて
    いる前記演算器によってのみ例外要因情報を更新可能と
    することを特徴とする浮動小数点演算装置。
  2. 【請求項2】 異なる複数の演算器を有し、それぞれ
    独立して命令を実行する浮動小数点演算器と、 前記浮動小数点演算器の各演算器毎に内蔵され、その演
    算器の命令が発行された時にセットされ、他の演算器の
    命令が発行された時にリセットされる例外要因更新権ビ
    ットの記憶手段と、 前記演算器から出力される例外要因情報を前記例外要因
    更新権ビットがセットされる前記記憶手段によって選択
    された例外要因情報が記憶される例外要因情報レジスタ
    と、を具備することを特徴とする浮動小数点演算装置。
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