JP2003330914A - ベクトル演算処理装置、ベクトル演算方法およびベクトル演算プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベクトル演算処理に使用するベクトルレジス
タを１個で済まし、かつ、従来のベクトル演算処理装置
に比べて演算処理の高速化、効率化を実現するベクトル
演算処理装置を提供すること。 【解決手段】 ベクトルプロセッサ１０は、第２クロス
バースイッチ１４と各演算器１２との間であって、当該
演算器１２の入力ポートの一方の入力ポートに、各ベク
トルデータの演算器１２への供給タイミングを制御する
シフトバッファ１００を備え、第２クロスバースイッチ
１４から出力された各ベクトル配列データはセレクタ１
０２から各シフトバッファ１００に取り込まれるととも
に、各セレクタ１０２に前段の要素シフトバッファ１０
１の出力を選択させ、１クロック毎に演算器１２に出力
させるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配列データを演算
するベクトル演算処理装置の技術分野に属し、より詳細
には、隣接した配列データの演算処理の技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ等によって演算処理
を高速に実行するために、１命令で多数のオペランドを
処理する、すなわち、レジスタを複数に分割して個々に
独立した値を格納し、1クロックで複数の演算を実行す
るベクトル演算を行うベクトル演算処理装置が用いら
れ、差分法などで見られる隣接した配列要素同士、また
は一定間隔の配列要素同士の演算を高速に処理するよう
になっている。

【０００３】従来、このようなベクトル演算処理装置で
は、例えば、Ｘ（ｉ）=Ａ（ｉ）±Ａ(ｉ−ｍ)のような
演算をベクトル処理する場合、右辺のＡ（ｉ)とＡ(ｉ−
ｍ)のそれぞれについてメモリなどの主記憶装置から２
つのベクトルレジスタに各要素データ（配列データ）か
ら構成されるベクトルデータを読み込み、演算を実行す
る第一の方法と、１個のベクトルレジスタに配列Ａの
(ｉ−ｍ)個目の要素から読出可能な要素までの各配列デ
ータからなるベクトルデータをメモリなどの主記憶装置
から読み出し、このベクトルレジスタのベクトルデータ
をm個ずらして、他のベクトルレジスタにデータを移送
してから、演算を実行する第二の方法が知られている。

【０００４】 Ｘ(ｉ)=Ａ(ｉ)＋Ａ(ｉ−１) （ｉ＝２〜２５６） ・・・式 （１） 例えば、上記式（１）の演算を行う場合、第１の方法と
しては、第１のベクトルレジスタにA(２)〜A(２５６)の
ベクトルデータの配列データを、第２のベクトルレジス
タにA(１)〜A(２５５)のベクトルデータの配列データを
それぞれ読み出すとともに、ベクトル加算処理を実行
し、当該結果をＸ(２)〜Ｘ(２５６)に書き込むようにな
っている。

【０００５】また、第２の方法では、第１のベクトルレ
ジスタにＡ(１)〜Ａ(２５６)の２５６個のベクトルデー
タの配列データをメモリから読み出すとともに、当該第
１のベクトルレジスタから第２のベクトルレジスタにＡ
(１)〜Ａ(２５６)の２５５個の配列データを移送し、第
１のベクトルレジスタのＡ(１)〜Ａ(２５５)と第２のベ
クトルレジスタ１１のＡ(２)〜Ａ(２５６)の２５５個の
各配列データを対象にベクトル加算を実行して、当該結
果をＸ(２)〜Ｘ(２５６)に書き込むようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなベクトル演算処理方法にあっては、第１の方法で
は同じ配列データをメモリから２度読み出すため、また
は、第２の方法ではベクトルレジスタ間の移送を必要と
するため、何れの方法も２個のベクトルレジスタを使用
することとなり、ベクトル演算処理の性能、および演算
処理の効率面での低下が生じていた。

【０００７】すなわち、第１の方法では、Ａ(２)〜Ａ
(２５６)のデータは第１および第２ベクトルレジスタの
両方のレジスタに読み出されており、処理時間の実行コ
ストの高いメモリからのデータ読み出し処理を２度実行
する必要があるため、高速に演算処理を行うことができ
ないという問題を有していた。

【０００８】また、第二の方法であっても、コストの高
いメモリからのデータ読み出し処理は第一の方法に比
べ、２度から１度に削減できているが、ベクトルレジス
タ間の配列データシフト移送命令が必要であるため、デ
ータ処理効率が悪いという問題を有していた。

【０００９】本発明は、上記の各問題点に鑑みて為され
たもので、その課題は、ベクトル演算処理に使用するベ
クトルレジスタを１個で済まし、かつ、従来のベクトル
演算処理装置に比べて演算処理の高速化、効率化を実現
するベクトル演算処理装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、配列された複数の配列
データから構成されるベクトルデータを格納するレジス
タと、予め定められた一定時間毎に、前記レジスタに格
納された前記各配列データを順次読み出す読出制御手段
と、前記読出制御手段が読み出した各前記配列データ
を、前記予め定められた一定時間毎に当該各配列データ
の１データ長分シフトさせ、予め設定されたデータ長分
のシフトを行うシフト手段と、前記予め設定された一定
時間毎に前記シフト手段から出力された前記各配列デー
タと前記読出制御手段が読み出した前記各配列データと
の演算を順次行う演算手段と、を備えた構成を有してい
る。

【００１１】この構成により、請求項１に記載の発明で
は、レジスタから読み出した配列データを、予め定めら
れた一定時間毎に当該各配列データの１データ長ずつシ
フトさせ、予め設定されたデータ長分のシフトされた配
列データと、予め定められた一定時間毎に順次読み出さ
れた配列データとの演算を行うことができるので、２つ
のレジスタを使用することなく、かつ、配列データを１
回読み出すだけで、ベクトル演算を行うことができ、ベ
クトル演算を行う場合の演算処理の高速化および効率化
を行うことができる。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のベクトル演算処理装置において、前記シフト手
段が、連接された複数のバッファと、先頭に配された前
記バッファを除く各前記バッファの前段に設けられ、前
記読出制御手段が読み出した前記各配列データと直前の
前記バッファから出力された前記各配列データとの、後
段に配される前記バッファへの入力選択を行う選択手段
と、前記予め設定されたデータ長に基づいて前記各選択
手段の入力選択を制御する選択制御手段と、を有し、前
記各バッファが、前記予め定められた一定時間毎に前記
各配列データを当該配列データの１データ長分のシフト
を行う構成を有している。

【００１３】この構成により、請求項２に記載の発明で
は、配列データを、予め設定されたデータ長分のシフト
させる場合に、複数のバッファと、先頭に配されたバッ
ファを除く各バッファの前段に設けられた選択手段とに
よって実現することができるので、容易にかつ簡便に実
現することができるとともに、２つのレジスタを使用す
ることなく、かつ、配列データを１回読み出すだけで、
ベクトル演算を行うことができ、ベクトル演算を行う場
合の演算処理の高速化および効率化を行うことができ
る。

【００１４】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載のベクトル演算処理装置において、前記
演算手段が、前記シフト手段から出力された前記各配列
データが入力されたときに、演算結果を有効にする構成
を有している。

【００１５】この構成により、請求項３に記載の発明で
は、シフト手段からの出力されたデータが入力されたと
きに当該演算手段の演算結果を有効にすることにより、
無効なデータを排除し、的確に演算結果を取得すること
ができる。

【００１６】また、請求項４に記載の発明は、配列され
た複数の配列データから構成されるベクトルデータを格
納するレジスタを有する演算処理装置を用いてベクトル
演算処理を行うベクトル演算方法であって、前記レジス
タに格納された各前記配列データを予め定められた一定
時間毎に順次読み出す読出制御工程と、前記順次読み出
した各配列データを、前記予め定められた一定時間毎に
当該各配列データの１データ長シフトさせ、予め設定さ
れたデータ長分のシフト処理を行うシフト処理工程と、
前記予め設定された一定時間毎に前記シフト処理された
各配列データと前記順次読み出した各配列データとの演
算処理を順次行う演算処理工程と、を含む構成を有して
いる。

【００１７】この構成により、請求項４に記載の発明で
は、レジスタから読み出した配列データを、予め定めら
れた一定時間毎に当該各配列データの１データ長ずつシ
フトさせ、予め設定された配列データ長分のシフトされ
た各配列データと、予め定められた一定時間毎に順次読
み出された各配列データとの演算を行うことができるの
で、２つのレジスタを使用することなく、かつ、配列デ
ータを１回読み出すだけで、ベクトル演算を行うことが
でき、ベクトル演算を行う場合の演算処理の高速化およ
び効率化を行うことができる。

【００１８】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載のベクトル演算処理方法において、前記演算処理
装置に連接された複数のバッファを有し、当該各バッフ
ァが前記予め設定された時間毎に前記各配列データの１
データ長分のシフトを行う場合であって、前記シフト処
理工程においては、前記読み出した各配列データを、前
記バッファの何れか１つに入力するための入力制御を行
う入力制御工程と、先頭に配された前記バッファを除く
各前記バッファに対して前記読み出した各配列データと
直前の前記バッファから出力された前記各配列データと
の、後段に配される前記バッファへの入力選択制御を行
う入力選択制御工程と、を含む構成を有している。

【００１９】この構成により、請求項５に記載の発明で
は、各配列データを、予め設定されたデータ長分のシフ
トさせる場合に、複数の連接されたバッファに対して読
み出した配列データと直前のバッファから出力された配
列データの入力選択制御を行うことによって実現するこ
とができるので、容易にかつ簡便に実現することができ
るとともに、２つのレジスタを使用することなく、か
つ、配列データを１回読み出すだけで、ベクトル演算を
行うことができ、ベクトル演算を行う場合の演算処理の
高速化および効率化を行うことができる。

【００２０】また、請求項６に記載の発明は、請求項４
または５に記載のベクトル演算処理方法において、前記
演算処理工程においては、前記シフト処理された各配列
データが入力されたときに演算結果を有効にする構成を
有している。

【００２１】この構成により、請求項６に記載の発明で
は、シフト処理された配列データが入力されたときに当
該演算結果を有効にすることにより、無効なデータを排
除し、的確に演算結果を取得することができる。

【００２２】また、請求項７に記載の発明は、配列され
た複数の配列データから構成されるベクトルデータを格
納するレジスタと、コンピュータと、を有する演算処理
装置を用いてベクトル演算処理を行うベクトル演算プロ
グラムであって、前記コンピュータを、前記レジスタに
格納された前記各配列データを予め定められた一定時間
毎に順次読み出す読出制御手段、前記順次読み出した各
配列データを、前記予め定められた一定時間毎に当該各
配列データの１データ長シフトさせ、予め設定されたデ
ータ長分のシフト処理を行うシフト手段、前記予め定め
られた一定時間毎に前記シフト処理された各配列データ
と前記順次読み出した各配列データとを順次演算処理を
行う演算手段、として機能させる構成を有している。

【００２３】この構成により、請求項７に記載の発明で
は、レジスタから読み出した配列データを、予め定めら
れた一定時間毎に当該各配列データの１データ長ずつシ
フトさせ、予め設定されたデータ長分のシフトされた配
列データと、予め定められた一定時間毎に順次読み出さ
れた配列データとの演算を行うことができるので、２つ
のレジスタを使用することなく、かつ、配列データを１
回読み出すだけで、ベクトル演算を行うことができ、ベ
クトル演算を行う場合の演算処理の高速化および効率化
を行うことができる。

【００２４】また、請求項８に記載の発明は、請求項７
に記載のベクトル演算プログラムにおいて、前記演算処
理装置に連接された複数のバッファを有し、当該各バッ
ファが前記予め設定された時間毎に前記各配列データの
１データ長分のシフトを行う場合であって、前記コンピ
ュータを、前記順次読み出した各配列データを、前記バ
ッファの何れか１つに入力するための入力制御を行う入
力制御手段、先頭に配された前記バッファを除く各前記
バッファに対して前記読み出した各配列データと直前の
前記バッファから出力された前記各配列データとの、後
段に配される前記バッファへの入力選択制御を行う入力
選択制御手段、として機能させる構成を有している。

【００２５】この構成により、請求項８に記載の発明で
は、各配列データを、予め設定されたデータ長分のシフ
トさせる場合に、複数の連接されたバッファに対して読
み出した配列データと直前のバッファから出力された配
列データの入力選択制御を行うことによって実現するこ
とができるので、容易にかつ簡便に実現することができ
るとともに、２つのレジスタを使用することなく、か
つ、配列データを１回読み出すだけで、ベクトル演算を
行うことができ、ベクトル演算を行う場合の演算処理の
高速化および効率化を行うことができる。

【００２６】また、請求項９に記載の発明は、請求項７
または８に記載のベクトル演算プログラムにおいて、前
記コンピュータを、前記シフト処理された各配列データ
が入力されたときに当該演算結果を有効にする演算手段
として機能させる構成を有している。

【００２７】この構成により、請求項９に記載の発明で
は、シフト処理された配列データが入力されたときに当
該演算結果を有効にすることにより、無効なデータを排
除し、的確に演算結果を取得することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面に基づいて説明する。

【００２９】なお、以下に説明する実施の形態は、ベク
トルプロセッサに対して本発明を適用した場合の実施形
態である。

【００３０】まず、図１を用いてベクトルプロセッサの
基本構成について説明する。

【００３１】なお、図１は、ベクトルプロセッサの基本
構成を示すブロック図である。

【００３２】ベクトルプロセッサ１０は、図１に示すよ
うに、内部を複数に分割して個々に独立した値を格納す
る複数のベクトルレジスタ１１と、図示しない制御部の
指示に基づいて加算、減算、乗算および除算などの各演
算を行う複数の演算器１２と、演算器１２から出力され
たベクトルデータの出力制御および外部から入力された
ベクトルデータの入力制御を行う第１クロスバースイッ
チ１３と、各レジスタから出力されたベクトルデータの
演算器１２への入力制御を行う第２クロスバースイッチ
１４とを備えている。

【００３３】なお、ベクトルレジスタ１１は、本発明の
レジスタを、演算器１２は、本発明に係る演算手段を構
成するとともに、第２クロスバースイッチ１４は、本発
明に係る読出制御手段を構成する。

【００３４】ベクトルレジスタ１１は、当該ベクトルプ
ロセッサ１０内に複数のベクトルレジスタ１１−＃１〜
１１−＃ｎが設けられるようになっており、各ベクトル
レジスタ１１は、内部に複数のデータ格納領域１５を有
し、個々に独立したベクトルデータを構成するデータを
複数格納するようになっている。

【００３５】例えば、１つのベクトルレジスタ１１は、
最大n個(一般に６４、１２８、２５６個など２のべき乗
個、nは最大ベクトル長と呼ぶ)のベクトルデータを格納
するようになっている。

【００３６】なお、以下において、各個々の独立し、ベ
クトルデータを構成するデータをベクトル配列データと
いい、これらの１つのベクトルレジスタ１１に格納され
るベクトル配列データ群を単にベクトルデータという。

【００３７】また、各ベクトルレジスタ１１には、外部
から入力されたベクトルデータを格納する図示しないレ
ジスタから出力された各ベクトル配列データまたは第１
クロスバースイッチ１３を介して各演算器１２から出力
された各ベクトル配列データが入力されるようになって
おり、この各ベクトルレジスタ１１は、入力された各ベ
クトル配列データを、第２クロスバースイッチ１４を介
して各演算器１２に出力するようになっている。

【００３８】演算器１２は、当該ベクトルプロセッサ１
０内に複数設けられており、各演算器１２は、２系統の
入力を有し、図示しない制御部の指示に基づいて、第２
クロスバースイッチ１４を介して各系統から順次入力さ
れた各ベクトル配列データを加算、減算、乗算、除算お
よび論理演算などの各ベクトル演算を行うようになって
いる。

【００３９】第１クロスバースイッチ１３は、一般に、
全 HYPERLINK "http://yougo.ascii24.com/gh/06/00067
6.html" ノード（ベクトルレジスタ１１）がデータを受
信しなければならない命令を示すブロードキャスト、複
数 HYPERLINK "http://yougo.ascii24.com/gh/06/00067
6.html" ノード（ベクトルレジスタ１１）のみデータを
受信する命令を示すマルチキャストなど多重出力選択を
行うようになっており、具体的には、図示しない制御部
の指示に基づいて各演算器１２から出力されたベクトル
データの出力制御および外部から入力されたベクトルデ
ータのベクトルレジスタ１１への入力制御を行うように
なっている。

【００４０】第２クロスバースイッチ１４は、第１クロ
スバースイッチ１３と同様に、一般に、ブロードキャス
ト、マルチキャストなど多重出力選択を行うようになっ
ており、具体的には、図示しない制御部の指示に基づい
て各ベクトルレジスタ１１から出力されたベクトル配列
データを各演算器１２の何れかの入力系統（以下、入力
ポートという）に順次出力する出力制御を行うようにな
っている。

【００４１】具体的には、第２クロスバースイッチ１４
は、各ベクトルレジスタ１１から何れかの演算器１２の
入力ポートに対してデータ供給するパスを設定するよう
になっている。

【００４２】このようなベクトルプロセッサ１０では、
例えば、１クロックなど、予め定められた一定時間毎
に、各ベクトルレジスタ１１から順次ベクトル配列デー
タを読み出すとともに、演算器１２に出力させ、当該予
め定められた時間毎に各演算器１２によって各ベクトル
データ毎の各演算処理を行うようになっている。

【００４３】次に、図２〜図６を用いて本発明に係るベ
クトルプロセッサ１０について説明する。

【００４４】まず、図２〜図４を用いて本実施形態にお
けるベクトルプロセッサ１０の構成について説明する。

【００４５】なお、図２はベクトルプロセッサ１０の一
部の構成を示す図であり、図３は、シフトバッファの内
部構成を示す図である。

【００４６】また、図４（ａ）は、要素シフトレジスタ
１０３に保持される制御データの構成を示す図であり、
図４（ｂ）は、当該ベクトルプロセッサに入力される命
令フォーマットを示す一例である。

【００４７】ベクトルプロセッサ１０は、上述したベク
トルプロセッサ１０において、図２に示すように、第２
クロスバースイッチ１４と各演算器１２との間であっ
て、当該演算器１２の入力ポートの一方の入力ポート
に、各ベクトルデータの演算器１２への供給タイミング
を制御するシフトバッファ１００を備えるようになって
いる。

【００４８】このシフトバッファ１００は、図３に示す
ように、予め設定された時間（１クロック）毎に各ベク
トルデータを保持する複数の要素シフトバッファ１０１
と、各要素シフトバッファ１０１の前段に設けられ、第
２クロスバースイッチ１４からの出力と前段の要素シフ
トバッファ１０１からの出力との要素シフトバッファ１
０１への入力選択を行う複数のセレクタ１０２と、図示
しない制御部の指示に基づいて入力されたベクトルデー
タの要素シフト量を制御する要素シフトレジスタ１０３
と、を有している。

【００４９】なお、シフトバッファ１００は、本発明に
係るシフト手段を構成し、要素シフトバッファ１０１
は、本発明に係るバッファを構成する。

【００５０】また、セレクタ１０２は、本発明に係る選
択手段および入力制御手段を構成し、要素シフトレジス
タ１０３は、本発明に係る選択制御手段および入力選択
制御手段を構成する。

【００５１】本実施形態では、先頭の要素シフトバッフ
ァ１０１にもセレクタ１０２＃−１を設けてあるが、特
に、当該先頭の要素シフトバッファ１０１では、入力選
択を行う必要がないので、当該セレクタ１０２＃−１を
設けなくてもよい。

【００５２】また、最終段にあるセレクタ１０２＃−４
は、シフト処理しない場合に、要素シフトレジスタ１０
３の制御に基づいて第２クロスバースイッチ１４から出
力されたベクトル配列データをそのまま出力する際に用
いられるようになっている。

【００５３】さらに、本実施形態では、図３に示すよう
に、シフトバッファ１００が３段、すなわち、シフトバ
ッファ１００内に３つの要素シフトバッファ１０１およ
びセレクタ１０２を備えるようになっているが、特に３
つに限定する必要はない。

【００５４】要素シフトレジスタ１０３は、図示しない
制御部の指示に基づいて要素シフト量（ｍ）を保持する
ようになっており、この要素シフト量（ｍ）に基づいて
各セレクタ１０２＃−１〜１０２＃−４を制御するよう
になっている。

【００５５】例えば、要素シフトレジスタ１０３は、図
４（ａ）に示すように、制御データ１１０を保持するよ
うになっており、この制御データ１１０は、演算器１２
への供給タイミングの制御を行うことを示すフラグ１１
１と要素シフト量１１２とから構成されるようになって
いる。

【００５６】なお、本実施形態では、図示しない制御部
に、図４（ｂ）に示すような命令フォーマット１２０が
入力されるようになっており、この各命令に基づいて当
該制御部は要素シフトレジスタ１０３、第１クロスバー
スイッチ１３および第２クロスバースイッチ１４を制御
するようになっている。

【００５７】また、例えば、この命令フォーマット１２
０は、オペレーションコード１２１、演算結果出力先ベ
クトルレジスタ番号１２２、１つの入力ベクトルレジス
タ番号１２３および要素シフト量１２４から構成される
ようになっている。

【００５８】要素シフトレジスタ１０３は、このような
構成を有することによって、第２クロスバースイッチ１
４から出力された各ベクトル配列データがセレクタ１０
２から各シフトバッファ１００に取り込まれ、各セレク
タ１０２に前段の要素シフトバッファ１０１の出力を選
択させるようになっている。

【００５９】このように本実施形態のシフトバッファ１
００では、予め定められた時間長毎に１データ長毎シフ
トさせるとともに、命令フォーマットで指示されたデー
タ長分シフトして演算器１２に出力させることができる
ようになっている。

【００６０】次に、図５を用いて本実施形態におけるシ
フト処理について説明する。

【００６１】なお、図５は、要素シフト量「３」の場合
におけるベクトルレジスタ１１からのデータ読み出しと
演算器１２への供給タイミングを示したタイムチャート
である。

【００６２】また、ベクトル配列データＡの要素Ａ(１)
〜Ａ(２５６)がベクトルレジスタ１１＃−１に格納さ
れ、演算器１２、第２クロスバースイッチ１４およびシ
フトバッファ１００は図示しない制御部の指示（すなわ
ち、命令フォーマット１２０）に基づいて行われるもの
とし、１クロック毎に、各部が動作するようになってい
る。

【００６３】本実施形態では、第２クロスバースイッチ
１４は、１クロック毎に、ベクトル配列データＡ（ｉ）
をベクトルレジスタ１１から当該第２クロスバースイッ
チ１４に読み出し、後述するように設定したパスを介し
て当該読み出したベクトル配列データＡ（ｉ）を演算器
１２およびシフトバッファ１００に出力するようになっ
ている。

【００６４】また、シフトバッファ１００は、ベクトル
配列データＡ（ｉ）が当該シフトバッファ１００に入力
されると、各要素シフトバッファ１０１において、ベク
トル配列データＡ（ｉ）を予め設定された時間、すなわ
ち、１クロック分保持し、保持した後にベクトル配列デ
ータＡ（ｉ）を後段の他の要素シフトバッファ１０１ま
たは演算器１２に出力するようになっており、命令フォ
ーマット１２０によって指示された要素シフト量分シフ
トさせ、演算器１２に出力するようになっている。

【００６５】例えば、要素シフト量「３」の場合であっ
て、式（２）に示す演算を行う場合には、演算器１２、
第２クロスバースイッチ１４およびシフトバッファ１０
０は、図５に示すように、１クロック毎に以下の動作を
行うようになっている。

【００６６】 Ｘ(ｉ)=Ａ(ｉ)＋Ａ(ｉ−３) （ｉ＝４〜２５６） ・・・式 （２） まず、クロック１において、第２クロスバースイッチ１
４は、ベクトル配列データＡ（１）をベクトルレジスタ
１１から当該第２クロスバースイッチ１４に読み出し、
当該読み出したベクトル配列データＡ（１）を演算器１
２およびシフトバッファ１００に出力する。

【００６７】次いで、クロック２において、第１要素シ
フトバッファ１０１＃−１は、ベクトル配列データＡ
（１）を１クロック分保持し、ベクトル配列データＡ
（１）を第２セレクタ１０２＃−２を介して第２要素シ
フトバッファ１０１＃−２に出力する。

【００６８】一方、第２クロスバースイッチ１４は、次
のベクトル配列データＡ（２）をベクトルレジスタ１１
から当該第２クロスバースイッチ１４に読み出し、当該
読み出したベクトル配列データＡ（２）を演算器１２お
よびシフトバッファ１００に出力する。

【００６９】次いで、クロック３において、第１要素シ
フトバッファ１０１＃−１および第２要素シフトバッフ
ァ１０１＃−２は、ベクトル配列データＡ（１）、Ａ
（２）を１クロック分保持し、ベクトル配列データＡ
（１）を、第３セレクタ１０２＃−３を介して第３要素
シフトバッファ１０１＃−３に出力するとともに、次の
ベクトルデータをＡ（２）第２セレクタ１０２＃−２を
介して第２要素シフトバッファ１０１に出力する。

【００７０】一方、第２クロスバースイッチ１４は、さ
らに次のベクトル配列データＡ（３）をベクトルレジス
タ１１から当該第２クロスバースイッチ１４に読み出
し、当該読み出したベクトル配列データＡ（３）を演算
器１２およびシフトバッファ１００に出力する。

【００７１】次いで、クロック４において、第１要素シ
フトバッファ１０１＃−１、第２要素シフトバッファ１
０１＃−２および第３要素シフトバッファ１０１＃−３
は、ベクトル配列データＡ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）
を１クロック分保持し、ベクトル配列データＡ（１）を
演算器１２に、ベクトル配列データＡ（２）を第３セレ
クタ１０２＃−３を介して第３要素シフトバッファ１０
１＃−３に、ベクトル配列データＡ（３）を第２セレク
タ１０２＃−２を介して第２要素シフトバッファ１０１
＃−２に出力する。

【００７２】一方、第２クロスバースイッチ１４は、さ
らに次のベクトルデータ（４）をベクトルレジスタ１１
から当該第２クロスバースイッチ１４に読み出し、当該
読み出したベクトル配列データＡ（４）を演算器１２お
よびシフトバッファ１００に出力する。

【００７３】次いで、クロック５について、第１要素シ
フトバッファ１０１＃−１、第２要素シフトバッファ１
０１＃−２および第３要素シフトバッファ１０１＃−３
は、ベクトル配列データＡ（２）、Ａ（３）、Ａ（４）
を１クロック分保持し、ベクトル配列データＡ（２）を
演算器１２に、ベクトル配列データＡ（３）を第３セレ
クタ１０２＃−３を介して第３要素シフトバッファ１０
１＃−３に、次のベクトル配列データＡ（４）を第２セ
レクタ１０２＃−２を介して第２要素シフトバッファ１
０１＃−２に出力する。

【００７４】一方、第２クロスバースイッチ１４は、さ
らに次のベクトルデータ（５）をベクトルレジスタ１１
から当該第２クロスバースイッチ１４に読み出し、当該
読み出したベクトル配列データＡ（５）を演算器１２お
よびシフトバッファ１００に出力するとともに、演算器
１２は、１つ前のクロック４において第２クロスバース
イッチ１４から出力されたベクトルデータ（４）とシフ
トバッファ１００から出力されたベクトルデータ（１）
とを演算処理、すなわち、加算処理し、第１クロスバー
スイッチ１３を介して当該演算結果を指定されたベクト
ルレジスタ１１に格納する。

【００７５】以後、１クロック毎に、第２クロスバース
イッチ１４は、ベクトルレジスタ１１からベクトル配列
データＡ（ｉ)を順次読み出し、各要素シフトバッファ
１０１は、当該ベクトル配列データＡ（ｉ）を１クロッ
ク分保持し、当該保持したベクトルを次段の要素シフト
バッファ１０１または演算器１２に出力するようになっ
ている。

【００７６】なお、演算器１２は、最初のベクトル配列
データＡ(１)が入力されるタイミングから演算を有効に
するよう有効信号（以下、ベクトル演算有効信号とい
う）に基づいて制御するになっており、例えば、このベ
クトル演算有効信号は図示しない制御部から入力され、
当該演算器１２にベクトル有効信号が入力された場合に
当該演算結果を命令で指定されたベクトルレジスタ１１
に出力するようになっている。

【００７７】このように、本実施形態では、１クロック
毎にシフト処理を行うとともに、演算器１２においてベ
クトルデータ毎の演算処理を行うようになっている。

【００７８】次に、図６を用いて本実施形態におけるベ
クトルプロセッサ１０のベクトル演算処理動作について
説明する。

【００７９】なお、各部は、図示しない制御部の指示に
基づいて動作制御されているものとする。

【００８０】まず、制御部の指示に基づいてベクトルデ
ータをベクトルデータ読出命令によってベクトルレジス
タ１１に読み出す（ステップＳ１１）。

【００８１】次いで、制御部によってシフトバッファ１
００に要素シフト演算を指示する命令（例えば、要素シ
フト量は「３」を有する制御データ）が入力され、要素
シフトレジスタ１０３は、内部に要素シフト量と要素シ
フト有効フラグを設定し、各セレクタ１０２の入力選択
を制御する（ステップＳ１２）。

【００８２】具体的には、要素シフトレジスタ１０３
は、設定された要素シフト量と要素シフト有効フラグに
基づいて、第２クロスバースイッチ１４からベクトルデ
ータを取り込むか、または、先頭の要素シフトバッファ
１０１を除き、各セレクタ１０２の前段の要素シフトバ
ッファ１０１から出力されたデータを取り込むかの何れ
かの入力を行うかを、各セレクタ１０２毎に設定する。

【００８３】次いで、第２クロスバースイッチ１４は、
ベクトルレジスタ１１から演算器１２までの２つの入力
ポートに対してデータを供給するパスを設定する（ステ
ップＳ１３）。

【００８４】このとき、２つのポートの何れかのポート
には、上記要素シフト演算を行うシフトバッファ１００
が設けられているポートを選択する。

【００８５】次いで、第２クロスバースイッチ１４およ
びシフトバッファ１００によって指示された要素シフト
量に基づいて上述した各ベクトルデータのシフト処理を
行う（ステップＳ１４）。

【００８６】具体的には、第２クロスバースイッチ１４
は、１クロック毎に順次ベクトル配列データを読み出
し、シフトバッファ１００および演算器１２に順次読み
出したベクトル配列データを出力するとともに、シフト
要素シフトレジスタ１０３は、１クロック毎に順次入力
されたベクトル配列データを、１クロック毎に１データ
長分シフトさせ、予め設定されたデータ長分のシフトを
行い、１クロック毎に演算器１２にベクトル配列データ
を順次出力する。

【００８７】最後に、演算器１２は、演算器１２要素シ
フトレジスタ１０３および第２クロスバースイッチ１４
によって順次読み出されたベクトルデータを１クロック
毎に制御部の指示に基づいて順次演算し、第１クロスバ
ースイッチ１３を介して外部またはベクトルレジスタ１
１に出力する（ステップＳ１５）。

【００８８】なお、シフト処理（ステップＳ１４）およ
びベクトル演算処理（ステップＳ１５）は、上述のよう
にベクトル配列データ毎に順次行われるようになってい
る。

【００８９】以上により本実施形態によれば、シフトバ
ッファ１００において、ベクトルレジスタ１１から読み
出したベクトル配列データを、１クロック毎に当該ベク
トル配列データの１データ長ずつシフトさせ、予め設定
されたデータ長分のシフトされたベクトル配列データ
と、１クロック毎に順次読み出されたベクトル配列デー
タとのベクトル演算を順次行うことができるので、２つ
のレジスタを使用することなく、かつ、配列データを１
回読み出すだけで、ベクトル演算を行うことができ、ベ
クトル演算を行う場合の演算処理の高速化および効率化
を行うことができる。

【００９０】また、ベクトル配列データを、予め設定さ
れたデータ長分シフトさせる場合に、ベクトルレジスタ
１１から順次読み出したベクトル配列データを、複数の
要素シフトバッファ１０１と、先頭に配された要素シフ
トバッファ１０１を除く各要素シフトバッファ１０１の
前段に設けられ、第２クロスバースイッチ１４から出力
されたデータと直前の要素シフトバッファ１０１から出
力されたデータの入力選択を行うセレクタ１０２とによ
って構成することができるので、容易にかつ簡便にシフ
トバッファ１００を構成することができるとともに、２
つのレジスタを使用することなく、かつ、ベクトル配列
データを１回読み出すだけで、ベクトル演算を行うこと
ができ、ベクトル演算を行う場合の演算処理の高速化お
よび効率化を行うことができる。

【００９１】また、シフトバッファ１００からの出力さ
れたベクトル配列データが入力されたときに演算器１２
の演算結果を有効にすることにより、無効なデータを排
除し、的確に演算結果を取得することができる。

【００９２】なお、本実施形態では、上述のベクトルプ
ロセッサ１０によってベクトル演算処理およびシフト処
理を行うようになっているが、ベクトルプロセッサ１０
にベクトルレジスタ１１および要素シフトバッファ１０
１の他に、コンピュータおよび記録媒体を備え、この記
録媒体に上述のシフト処理およびベクトル演算処理を行
うプログラムを格納し、このコンピュータによって当該
シフト処理およびベクトル演算処理を読み込むことによ
って上述と同様の当該シフト処理およびベクトル演算処
理を行うようにしてもよい。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レジスタから読み出した配列データを、予め定められた
一定時間毎に当該配列データの１データ長ずつシフトさ
せ、予め設定されたデータ長分のシフトされた配列デー
タと、予め定められた一定時間毎に順次読み出された配
列データとの演算を行うことができるので、２つのレジ
スタを使用することなく、かつ、配列データを１回読み
出すだけで、ベクトル演算を行うことができ、ベクトル
演算を行う場合の演算処理の高速化および効率化を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベクトルプロセッサの一実施形態
のベクトルプロセッサの基本構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明に係るベクトルプロセッサの一実施形態
の一部の構成を示す図である。

【図３】本発明に係るベクトルプロセッサの一実施形態
におけるシフトバッファの内部構成を示す図である。

【図４】（ａ）は、ベクトルプロセッサの一実施形態に
おける要素シフトレジスタに保持される制御データの構
成を示す図であり、（ｂ）は、図示しない制御部に入力
される命令フォーマットを示す一例である。

【図５】要素シフト量「３」の場合におけるベクトルレ
ジスタからのデータ読み出しと演算器１２への供給タイ
ミングを示したタイムチャートである。

【図６】ベクトルプロセッサの一実施形態におけるベク
トル演算処理の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ … ベクトルプロセッサ １１ … ベクトルレジスタ（レジスタ） １２ … 演算器（演算手段） １３ … 第１クロスバースイッチ１４ １４ … 第２クロスバースイッチ（読出制御手段） １００ … シフトバッファ（シフト手段） １０１ … 要素シフトバッファ（バッファ） １０２ … セレクタ（選択手段、入力制御手段） １０３ … 要素シフトレジスタ（選択制御手段、入力
選択制御手段）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配列された複数の配列データから構成され
   るベクトルデータを格納するレジスタと、 予め定められた一定時間毎に、前記レジスタに格納され
   た前記各配列データを順次読み出す読出制御手段と、 前記読出制御手段が読み出した各前記配列データを、前
   記予め定められた一定時間毎に当該各配列データの１デ
   ータ長分シフトさせ、予め設定されたデータ長分のシフ
   トを行うシフト手段と、 前記予め設定された一定時間毎に前記シフト手段から出
   力された前記各配列データと前記読出制御手段が読み出
   した前記各配列データとの演算を順次行う演算手段と、 を備えたことを特徴とするベクトル演算処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のベクトル演算処理装置
   において、 前記シフト手段が、 連接された複数のバッファと、 先頭に配された前記バッファを除く各前記バッファの前
   段に設けられ、前記読出制御手段が読み出した前記各配
   列データと直前の前記バッファから出力された前記各配
   列データとの、後段に配される前記バッファへの入力選
   択を行う選択手段と、 前記予め設定されたデータ長に基づいて前記各選択手段
   の入力選択を制御する選択制御手段と、 を有し、 前記各バッファが、前記予め定められた一定時間毎に前
   記各配列データを当該配列データの１データ長分のシフ
   トを行うことを特徴とするベクトル演算処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のベクトル演算
   処理装置において、 前記演算手段が、前記シフト手段から出力された前記各
   配列データが入力されたときに、演算結果を有効にする
   ことを特徴とするベクトル演算処理装置。
4. 【請求項４】 配列された複数の配列データから構成さ
   れるベクトルデータを格納するレジスタを有する演算処
   理装置を用いてベクトル演算処理を行うベクトル演算方
   法であって、 前記レジスタに格納された各前記配列データを予め定め
   られた一定時間毎に順次読み出す読出制御工程と、 前記順次読み出した各配列データを、前記予め定められ
   た一定時間毎に当該各配列データの１データ長シフトさ
   せ、予め設定されたデータ長分のシフト処理を行うシフ
   ト処理工程と、 前記予め設定された一定時間毎に前記シフト処理された
   各配列データと前記順次読み出した各配列データとの演
   算処理を順次行う演算処理工程と、 を含むことを特徴とするベクトル演算処理方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のベクトル演算処理方法
   において、 前記演算処理装置に連接された複数のバッファを有し、
   当該各バッファが前記予め設定された時間毎に前記各配
   列データの１データ長分のシフトを行う場合であって、 前記シフト処理工程においては、 前記読み出した各配列データを、前記バッファの何れか
   １つに入力するための入力制御を行う入力制御工程と、 先頭に配された前記バッファを除く各前記バッファに対
   して前記読み出した各配列データと直前の前記バッファ
   から出力された前記各配列データとの、後段に配される
   前記バッファへの入力選択制御を行う入力選択制御工程
   と、 を含むことを特徴とするベクトル演算処理方法。
6. 【請求項６】 請求項４または５に記載のベクトル演算
   処理方法において、 前記演算処理工程においては、前記シフト処理された各
   配列データが入力されたときに演算結果を有効にするこ
   とを特徴とするベクトル演算処理方法。
7. 【請求項７】 配列された複数の配列データから構成さ
   れるベクトルデータを格納するレジスタと、コンピュー
   タと、を有する演算処理装置を用いてベクトル演算処理
   を行うベクトル演算プログラムであって、 前記コンピュータを、 前記レジスタに格納された前記各配列データを予め定め
   られた一定時間毎に順次読み出す読出制御手段、 前記順次読み出した各配列データを、前記予め定められ
   た一定時間毎に当該各配列データの１データ長シフトさ
   せ、予め設定されたデータ長分のシフト処理を行うシフ
   ト手段、 前記予め定められた一定時間毎に前記シフト処理された
   各配列データと前記順次読み出した各配列データとを順
   次演算処理を行う演算手段、 として機能させることを特徴とするベクトル演算プログ
   ラム。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のベクトル演算プログラ
   ムにおいて、 前記演算処理装置に連接された複数のバッファを有し、
   当該各バッファが前記予め設定された時間毎に前記各配
   列データの１データ長分のシフトを行う場合であって、 前記コンピュータを、 前記順次読み出した各配列データを、前記バッファの何
   れか１つに入力するための入力制御を行う入力制御手
   段、 先頭に配された前記バッファを除く各前記バッファに対
   して前記読み出した各配列データと直前の前記バッファ
   から出力された前記各配列データとの、後段に配される
   前記バッファへの入力選択制御を行う入力選択制御手
   段、 として機能させることを特徴とするベクトル演算処理プ
   ログラム。
9. 【請求項９】 請求項７または８に記載のベクトル演算
   プログラムにおいて、 前記コンピュータを、 前記シフト処理された各配列データが入力されたときに
   当該演算結果を有効にする演算手段として機能させるこ
   とを特徴とするベクトル演算プログラム。