JP2005310051A - Digital signal processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固定小数点方式による整数データ及び実数データの両方のデータを処理可能なデジタル信号処理装置に関する。 The present invention relates to a digital signal processing apparatus capable of processing both integer data and real number data by a fixed point method.
固定小数点方式による整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))(先頭ビットが符号ビットの場合)の演算と、固定小数点方式による実数データ(-1≦x<1)(先頭ビットが符号ビットの場合)の演算との両方の演算を実行可能なタイプの信号処理装置がある。このタイプの信号処理装置では、演算回路(例えば乗算器)へのデータの入力の際、または演算回路からのデータの出力の際に、演算対象となるデータの種類(整数データあるいは実数データ)に応じた処理が必要となる。以下これについて詳しく説明する。 Integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) (when the first bit is a sign bit) and fixed-point real data (-1 ≤ x <1) There is a type of signal processing apparatus that can execute both of the operations (when the first bit is a sign bit). In this type of signal processing apparatus, when data is input to an arithmetic circuit (for example, a multiplier) or when data is output from the arithmetic circuit, the type of data to be calculated (integer data or real number data) is set. A corresponding process is required. This will be described in detail below.
図31は、固定小数点方式による整数データと実数データの表記例を示す。 FIG. 31 shows a notation example of integer data and real number data by the fixed-point method.
図31に示すように、2進数にて整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))を表現する場合、整数データは、ビット長に対して下位ビット詰めで表現される。これに対し、実数データ(-1≦x<1)を表現する場合、実数データは、ビット長に対し上位ビット詰めで表現される。 As shown in FIG. 31, when representing integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ) in binary, the integer data is represented by padding the lower bits with respect to the bit length. Is done. On the other hand, when expressing real number data (-1 ≦ x <1), the real number data is expressed by padding upper bits with respect to the bit length.
したがって、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))及び実数データ(-1≦x<1)に対する演算を同一のデジタル信号処理装置内で実現する場合には、演算回路の入出力部にて、データの種類(整数または実数)に応じて、入力データまたは出力データを上位ビット詰めにするか下位ビット詰めにするかの制御が必要となる。さらに詳しくは以下の通りである。 Therefore, when operations for integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ) and real number data (−1 ≦ x <1) are realized in the same digital signal processing device, In the input / output unit of the arithmetic circuit, it is necessary to control whether input data or output data is padded with upper bits or lower bits according to the type of data (integer or real number). Further details are as follows.
図32は、従来のデジタル信号処理装置における乗算器及びその周辺回路を示す。 FIG. 32 shows a multiplier and its peripheral circuit in a conventional digital signal processing apparatus.
図32に示すように、例えば乗算器102の構成が10ビット*10ビット=20ビットの場合において、8ビットレジスタ(aレジスタ、bレジスタ)からそれぞれ入力データが入力される場合を考える。整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の演算では上詰め/下詰め回路101においてaレジスタからの入力データを下位ビット側へ詰め、空いた上位ビットの2ビットには入力データの符号ビットを拡張してから乗算器102へ入力する。一方、実数データ(-1≦x<1)の演算では、上詰め/下詰め回路101において入力データを上位ビット側へ詰め、下位2ビットに“0”データを詰めてから乗算器102へ入力する。命令デコーダ103が、入力データの種類に応じて上述のように上詰め/下詰め回路101を制御する。bレジスタから乗算器102へのデータ入力の際も上詰め/下詰め回路104に対して同じ制御が必要である。
As shown in FIG. 32, for example, when the configuration of the
乗算器102の出力側においては整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の演算では、乗算器102の出力がそのまま結果となるけれども、実数データ(-1≦x<1)の演算では、乗算器102からのそのままの出力では固定小数点表記とはならない(図31の下段参照)。このため、乗算器102の出力側に配置した上詰め/下詰め回路105において、乗算器102の出力を1ビット上位側へシフトし下位ビットに“0”を付加する処理が必要となる。この様子を図33に示す。この様な処理の制御も、命令デコーダ103によって行われる。
On the output side of the
以上のように、固定小数点方式による整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))及び実数データ(-1≦x<1)の演算を同一のデジタル信号処理装置内で行なう場合、演算回路(上の例では乗算器)の入出力部においてデータの種類に応じた制御が必要となる。このため、各種演算命令に対して、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))演算と実数データ(-1≦x<1)演算とのそれぞれのための命令コードを設ける必要があった。 As described above, integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) and real number data (-1 ≤ x <1) are calculated in the same digital signal processor using the fixed-point method. In this case, control according to the type of data is required in the input / output unit of the arithmetic circuit (multiplier in the above example). For this reason, instructions for integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) and real data (-1 ≤ x <1) operations for various operation instructions It was necessary to provide a cord.
一方、専用バスや汎用バスを介したレジスタ間のデータ転送においても、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の転送と実数データ(-1≦x<1)の転送とで取り扱いに差が生じる。つまり、転送データの種類に応じて、転送先のビット長に対して転送元のビットを上位ビット詰めにするか下位ビット詰めにするかの制御が必要となる。これについて図34を用いて詳しく説明する。 On the other hand, integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) and real data (-1 ≤ x <1) are also used for data transfer between registers via a dedicated bus or general-purpose bus. ) Transfer differs in handling. That is, depending on the type of transfer data, it is necessary to control whether the transfer source bits are padded with upper bits or lower bits with respect to the bit length of the transfer destination. This will be described in detail with reference to FIG.
図34は、Half WordレジスタからWordレジスタへデータを転送する手法を説明する図である。 FIG. 34 is a diagram for explaining a method of transferring data from the Half Word register to the Word register.
図34に示すように、転送元のレジスタ内のデータが整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の場合は、転送先のレジスタの下位ビットに転送元データを詰め、上位ビットへはデータの符号ビットを拡張(転送元のデータが符号なし整数データの場合は符号ビットの変わりに“0”データを付加)する。一方、転送元のレジスタ内のデータが実数データ(-1≦x<1)である場合は、転送先のレジスタの上位ビットに転送元データを詰め、下位ビットへは“0”データを付加する。このように、レジスタ間転送の際には、転送データが、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))か実数データ(-1≦x<1)かにより上位ビット詰めにするか下位ビット詰めにするかの制御が必要となる。このため、レジスタ間でデータ転送を行なう場合、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))及び実数データ(-1≦x<1)の各々に対応した命令コードを用意する必要がある。 As shown in FIG. 34, when the data in the transfer source register is integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ), the transfer source data is stored in the lower bits of the transfer destination register. The sign bit of the data is expanded to the upper bits (if the transfer source data is unsigned integer data, “0” data is added instead of the sign bit). On the other hand, when the data in the transfer source register is real number data (-1 ≦ x <1), the transfer source data is packed in the upper bits of the transfer destination register, and “0” data is added to the lower bits. . In this way, when transferring between registers, transfer data depends on whether it is integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) or real number data (-1 ≤ x <1). It is necessary to control whether bits are padded or lower bits are padded. Therefore, when transferring data between registers, instruction codes corresponding to integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) and real number data (-1 ≤ x <1) It is necessary to prepare.
以上から分かるように、従来においては、整数データ及び実数データの各々用の命令コードを用意する必要があったため、命令コード数が増加し、併せて命令ビット数も増加し、これにより、命令デコーダの回路規模が増大し、ひいては回路の複雑化を招いていた。
本発明の目的は、命令コード数を低減できると共に命令デコーダの回路規模を低減できるデジタル信号処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a digital signal processing apparatus that can reduce the number of instruction codes and reduce the circuit scale of an instruction decoder.
本発明の第1のデジタル信号処理装置は、第1モード情報又は第2モード情報を保持したモード情報保持部と、第1ビット長の第1データが入力され、入力された前記第1データを、前記第1ビット長よりも長い第2ビット長の第2データに変換して出力するビット長変換部であって、前記モード情報保持部に前記第1モード情報が保持されている場合は、入力された前記第1データを前記第2ビット長の下位側へ詰め、余った前記第2ビット長の上位側に前記第1データの最上位ビット値を拡張したものを前記第2データとして出力する第1モード処理を行ない、一方、前記モード情報保持部に前記第2モード情報が保持されている場合は、前記第1データを前記第2ビット長の上位側へ詰め、余った前記第2ビット長の下位側にゼロを入力したものを前記第2データとして出力する第2モード処理を行なうビット長変換部と、を備える。 A first digital signal processing apparatus of the present invention receives a mode information holding unit that holds first mode information or second mode information, and first data having a first bit length, and inputs the inputted first data. A bit length conversion unit that converts and outputs second data having a second bit length longer than the first bit length, and the mode information holding unit holds the first mode information, The input first data is packed to the lower side of the second bit length, and the most significant bit value of the first data is extended to the upper side of the remaining second bit length as the second data On the other hand, when the second mode information is held in the mode information holding unit, the first data is packed to the upper side of the second bit length, and the remaining second Insert zero at the lower bit length It includes a bit length transformation unit for performing a second mode process and outputting through as the second data.
本発明の第2のデジタル信号処理装置は、第1モード情報又は第2モード情報を保持したモード情報保持部と、第1ビット長の第1データが入力され、入力された前記第1データを、前記第1ビット長よりも長い第2ビット長の第2データに変換して出力するビット長変換部であって、前記モード情報保持部に前記第1モード情報が保持されている場合は、入力された前記第1データを前記第2ビット長の下位側へ詰め、余った前記第2ビット長の上位側にゼロを入力したものを前記第2データとして出力する第1モード処理を行ない、一方、前記モード情報保持部に前記第2モード情報が保持されている場合は、前記第1データを前記第2ビット長の上位側へ詰め、余った前記第2ビット長の下位側にゼロを入力したものを前記第2データとして出力する第2モード処理を行なうビット長変換部と、を備える。 The second digital signal processing apparatus of the present invention receives the first mode information or the mode information holding unit holding the second mode information and the first data having the first bit length, and the inputted first data A bit length conversion unit that converts and outputs second data having a second bit length longer than the first bit length, and the mode information holding unit holds the first mode information, Performing the first mode process of filling the input first data to the lower side of the second bit length and outputting the second data with zero input to the upper side of the remaining second bit length as the second data; On the other hand, when the second mode information is held in the mode information holding unit, the first data is packed to the upper side of the second bit length, and zero is added to the lower side of the remaining second bit length. The input is the second data It includes a bit length transformation unit for performing a second mode process of and outputting, a.
本発明の第3のデジタル信号処理装置は、第1モード情報又は第2モード情報を保持したモード情報保持部と、第1ビット長の第1データが入力され、入力された前記第1データを、前記第1ビット長よりも短い第2ビット長の第2データに変換して出力するビット長変換部であって、前記モード情報保持部に前記第1モード情報が保持されている場合は、入力された前記第1データの最下位ビットから前記第2ビット長分のビットを抽出して前記第2データとして出力する第1モード処理を行ない、一方、前記モード情報保持部に前記第2モード情報が保持されている場合は、前記第1データの最上位ビットから前記第2ビット長分のビットを抽出して前記第2データとして出力する第2モード処理を行なうビット長変換部と、を備える。 The third digital signal processing apparatus of the present invention receives the mode information holding unit holding the first mode information or the second mode information, and the first data having the first bit length, and inputs the input first data. A bit length conversion unit that converts and outputs second data having a second bit length shorter than the first bit length, and the mode information holding unit holds the first mode information, First mode processing is performed to extract the bit corresponding to the second bit length from the least significant bit of the input first data and output the second data as the second data, while the mode information holding unit performs the second mode. A bit length conversion unit for performing a second mode process for extracting the bit corresponding to the second bit length from the most significant bit of the first data and outputting it as the second data when the information is held; Prepare.
本発明により、命令コード数を低減できると共に命令デコーダの回路規模を低減できる。 According to the present invention, the number of instruction codes can be reduced and the circuit scale of the instruction decoder can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)第1の実施の形態
図1は、本発明の第1の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(1) First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a first embodiment of the present invention.
本デジタル処理装置は、専用レジスタ10内に格納したデータの種類に応じて、固定小数点方式による整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の演算処理を行なうか、あるいは固定小数点方式による実数データ(-1≦x<1)用の演算処理を行なうかを決定することを特徴とする。以下本デジタル処理装置について詳しく説明する。
This digital processing device performs arithmetic processing for integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ) by a fixed point method according to the type of data stored in the
図1に示すように、専用レジスタ10は、整数データ用あるいは実数データ用の処理を行なうための整数情報あるいは実数情報を有する。
As shown in FIG. 1, the
組み合わせ回路11は、専用レジスタ10内のデータ内容に応じた制御信号(A)を出力する。例えば、組み合わせ回路11は、専用レジスタ10内に整数情報が格納されている場合は、制御信号(A)としてハイレベルを出力し、一方実数情報が格納されている場合は制御信号(A)としてローレベルを出力する。組み合わせ回路11は、命令デコーダ(図11参照)からのクロックに同期して制御信号(A)を出力する。
The combinational circuit 11 outputs a control signal (A) corresponding to the data content in the
乗算器(演算器)15の入力側に配置された上詰め/下詰め回路12には入力データaが入力される。入力データaは、例えばレジスタ、メモリ、デコーダ等から入力される。上詰め/下詰め回路12は、入力データaのビット長が乗算器15の入力のビット長よりも短い場合は、制御信号(A)の内容に応じて上詰め/下詰め処理(ビット長変換処理)を行なう。
Input data a is input to an upper justification /
即ち、上詰め/下詰め回路12は、整数データ用の処理を指示する制御信号(A)が入力された場合は(専用レジスタ10内に整数情報が格納されている場合は)、乗算器15の入力ビット長の下位ビット側へ入力データaを詰め、空いた上位ビット側へは入力データの符号ビットを拡張する。但し、整数データが符号無し整数データの場合は、空いた上位ビット側へゼロを入力する。
In other words, when the control signal (A) for instructing processing for integer data is input (when integer information is stored in the dedicated register 10), the upper pad /
一方、上詰め/下詰め回路12は、実数データ用の処理を指示する制御信号(A)が入力された場合は(専用レジスタ10内に実数情報が格納されている場合は)、乗算器15の入力ビット長の上位ビット側へ入力データaを詰め、空いた下位ビット側へは“0”データを付加する。
On the other hand, when the control signal (A) instructing processing for real number data is input to the upper / lower circuit 12 (when real number information is stored in the dedicated register 10), the
以上では、入力データaに対する上詰め/下詰処理を説明したが、入力データbに対しても同様に上詰め/下詰め回路13で上詰め/下詰処理を行なう。図2に、上詰め/下詰め回路12、13への入力データのフォーマット、及び上詰め/下詰め回路12、13からの出力データ(乗算器15の入力データ)のフォーマットを示す。
In the above, the top / bottom filling process for the input data a has been described. However, the top / bottom filling process is similarly performed for the input data b by the top /
なお、上詰め/下詰め回路12、13は、入力データa、bのビット長と乗算器15の入力のビット長とが同じ場合は、入力データa、bをそのまま出力する。
The top /
図1に戻って、乗算器15は、上詰め/下詰め回路12、13の出力データを用いて乗算処理を行ない、乗算結果を出力する。
Returning to FIG. 1, the
乗算器15の出力側に配置された上詰め/下詰め回路14は、組み合わせ回路11からの制御信号(A)の内容に応じて、整数データ用の処理あるいは実数データ用の処理を行なう。
The top /
より詳しくは、上詰め/下詰め回路14は、整数データ用の処理を行なう場合は、乗算器15の出力をそのまま出力し、一方、実数データ用の処理を行なう場合は乗算器15の出力を1ビット上位へシフトし下位ビットへ“0”データを付加したものを出力する。この様子を図3に示す。図中、MSBは先頭(1番目)のビット、2MSBは先頭から2番目のビットを示す。出力されたデータは例えばレジスタやメモリに格納される。
More specifically, the top /
以上までに述べたことを、具体例を用いてさらに詳しく説明する。 What has been described so far will be described in more detail using specific examples.
図1において、例えば入力データa及び入力データbがそれぞれ8ビットデータであり、乗算器15は16ビット×16ビット=32ビットの計算を行なうとする。
In FIG. 1, for example, it is assumed that input data a and input data b are 8-bit data, respectively, and the
以上において、
整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の演算: 100 × −50 =―5000 を行なう場合、入力データa:0110_0100b、入力データb:1100_1110bとなる。あらかじめ、専用レジスタ10には整数情報を格納しておく。このとき、乗算器15の入出力は、
0000_0000_0110_0100 × 1111_1111_1100_1110 = 1111_1111_1111_1111_1110_1100_0111_1000
となる。演算結果は整数データであるため、上詰め/下詰め回路14の出力は、乗算器15の出力そのまま、すなわち、
1111_1111_1111_1111_1110_1100_0111_1000bとなる。
In the above,
When calculating integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ): 100 × −50 = −5000, the input data a is 0110_0100b and the input data b is 1100_1110b. In advance, the
0000_0000_0110_0100 × 1111_1111_1100_1110 = 1111_1111_1111_1111_1110_1100_0111_1000
It becomes. Since the operation result is integer data, the output of the top /
1111_1111_1111_1111_1110_1100_0111_1000b.
一方、実数データ(-1≦x<1)の演算: 0.5 × −0.25 =―0.125 を行なう場合、入力データa:0100_0000b、入力データb:1110_0000bとなる。あらかじめ、専用レジスタ10には実数情報を格納しておく。このとき、乗算器15の入出力は、
0100_0000_0000_0000 × 1110_0000_0000_0000 = 1111_1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000
となる。演算結果は実数データであるため、上詰め/下詰め回路14の出力は、乗算器15の出力を上位側へ1ビットシフトし下位ビットへ“0”データを付加した、
1111_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000bとなる。
On the other hand, when calculating real number data (−1 ≦ x <1): 0.5 × −0.25 = −0.125, the input data a is 0100_0000b and the input data b is 1110_0000b. The real number information is stored in the
0100_0000_0000_0000 × 1110_0000_0000_0000 = 1111_1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000
It becomes. Since the operation result is real number data, the output of the upper pad /
1111_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000b.
以上までの説明においては主として整数データ及び実数データのビット列の先頭ビットはそれぞれ符号ビットして扱ったが、本発明は、当然ながら、先頭ビットが符号ビットでない場合も含む。このことは以降に説明する第2〜第18の実施の形態においても同様である。 In the above description, the first bit of the bit string of integer data and real number data is treated as a sign bit, but the present invention naturally includes a case where the first bit is not a sign bit. The same applies to the second to eighteenth embodiments described below.
以上のように、本実施の形態によれば、専用レジスタ内のデータ(整数情報あるいは実数情報)に基づいて整数データ用の乗算処理及び実数データ用の乗算処理のいずれを行なうかを決定するようにしたので、乗算命令に関する命令コードに整数データ及び実数データに関する情報を含める必要はない。即ち、整数データ及び実数データの乗算命令として同一のものを用いることができる。これにより命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。 As described above, according to the present embodiment, whether to perform multiplication processing for integer data or multiplication processing for real number data is determined based on the data (integer information or real number information) in the dedicated register. Therefore, it is not necessary to include information relating to integer data and real number data in the instruction code relating to the multiplication instruction. That is, the same instruction can be used as a multiplication instruction for integer data and real data. As a result, the number of bits in the instruction set and the instruction decoder circuit can be reduced.
また、このように整数データと実数データとで同一の乗算命令を使用できるので、整数データ処理と実数データ処理とが混在するソフトウエアを作成する場合、各処理で同一のコード(サブルーチン等)を使用し得る。つまり、コードを統一化(共有化)し得る。これについて図30を用いてもう少し詳しく説明する。 Since the same multiplication instruction can be used for integer data and real number data in this way, when creating software in which integer data processing and real number data processing are mixed, the same code (subroutine, etc.) is used for each process. Can be used. That is, the code can be unified (shared). This will be described in more detail with reference to FIG.
図30は、整数データの処理と実数データの処理とが混在したソフトウエアの処理ステップを示すフローチャートの一例である。 FIG. 30 is an example of a flowchart showing processing steps of software in which integer data processing and real number data processing are mixed.
まず、処理するデータの種類が整数データか実数データであるかを判断し(ステップS1)、整数データである場合は、専用レジスタ10に整数情報を設定する(ステップS2)、即ち、制御信号(A)を整数データ処理用に設定する。一方、実数データである場合は、専用レジスタ10に実数情報を設定する(ステップS3)、即ち、制御信号(A)を実数データ処理用に設定する。この後、例えば乗算命令を含むルーチンを実行する(ステップS4)。このルーチンは、整数データの処理と実数データの処理とで同一である。即ち、従来であれば、整数データ処理用のルーチン及び実数データ処理用のルーチンをそれぞれ作成する必要があった。これに対し、本実施の形態では、専用レジスタ内のデータ操作により整数データ用の処理及び実数データ用の処理を切替えできるので、各処理用のルーチンを共用できる。よって、従来よりもコード数を少なくでき、また、両処理が混在するソフトウエアを簡易に作成できる。 First, it is determined whether the type of data to be processed is integer data or real number data (step S1). If it is integer data, integer information is set in the dedicated register 10 (step S2), that is, a control signal ( A) is set for integer data processing. On the other hand, if it is real number data, real number information is set in the dedicated register 10 (step S3), that is, the control signal (A) is set for real number data processing. Thereafter, for example, a routine including a multiplication instruction is executed (step S4). This routine is the same for integer data processing and real number data processing. That is, conventionally, it was necessary to create a routine for integer data processing and a routine for real number data processing, respectively. On the other hand, in this embodiment, the processing for integer data and the processing for real number data can be switched by the data operation in the dedicated register, so that the routines for each processing can be shared. Therefore, the number of codes can be reduced as compared with the conventional case, and software in which both processes are mixed can be easily created.
(2)第2の実施の形態
図4は、本発明の第2の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(2) Second Embodiment FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a second embodiment of the present invention.
第1の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタ10の設定により制御したが、本実施の形態では、図4に示すように、チップの外部端子16の設定により制御する。即ち、組み合わせ回路11は、外部端子16の設定電位に応じた制御信号(A)を出力する。例えば、組み合わせ回路11は、外部端子16が第1の基準電位に設定されている場合は、制御信号(A)として整数データ処理用の信号を出力し、第2の基準電位に設定されている場合は、制御信号(A)として実数データ処理用の信号を出力する。
In the first embodiment, whether processing for integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ) or processing for real number data (−1 ≦ x <1) is performed. Is controlled by setting of the
これによっても、第1の実施の形態と同様、整数データの乗算命令と実数データの乗算命令とで同一の命令コードを使用でき、従って、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。 In this way, as in the first embodiment, the same instruction code can be used for the multiplication instruction for integer data and the multiplication instruction for real number data. Therefore, the number of bits in the instruction set and the instruction decoder circuit can be reduced. I can do it.
(3)第3の実施の形態
図5は、本発明の第3の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(3) Third Embodiment FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a third embodiment of the present invention.
上述した第1及び第2の実施の形態では演算器として乗算器を用いたが、本実施の形態では、加減算器・論理演算器(以降、ALUと記述)17を用いる。以下本実施の形態について詳しく説明する。 In the first and second embodiments described above, a multiplier is used as an arithmetic unit. However, in this embodiment, an adder / subtracter / logical arithmetic unit (hereinafter referred to as ALU) 17 is used. Hereinafter, this embodiment will be described in detail.
図5に示すように、組み合わせ回路11は、専用レジスタ10の設定内容に応じた制御信号(B)を出力する。
As shown in FIG. 5, the combinational circuit 11 outputs a control signal (B) corresponding to the setting contents of the
ALU17の入力側に配置された上詰め/下詰め回路12は、入力データaのビット長が加減算器・論理演算器(以降、ALUと記述)17の入力のビット長よりも短い場合は、制御信号(B)の内容に従って上詰め/下詰処理を行なう。
The top /
即ち、上詰め/下詰め回路12は、整数データ用の処理を指示する制御信号(B)が入力された場合は、つまり、入力データaが整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))である場合は、下位ビット側へ入力データを詰め、上位ビット側へは入力データaの符号ビットを拡張する。一方、実数データ用の処理を指示する制御信号(B)が入力された場合は、つまり、入力データaが実数データ(-1≦x<1)である場合は、上位ビット側へ入力データaを詰め下位ビット側へは“0”データを付加する。以上では入力データaについて説明したが入力データbの場合も同様である。入力データ(入力データaあるいは入力データb)と、ALU17の入力との関係を図6に示す。
That is, when the control signal (B) for instructing processing for integer data is input, the upper pad /
以上に述べたことを、具体例を用いて説明する。 What has been described above will be described using a specific example.
図5において、例えば入力データaと入力データbとがそれぞれ8ビットデータで、ALU17の各入出力が16ビットであるとする。
In FIG. 5, for example, it is assumed that input data a and input data b are 8-bit data, and each input / output of the
以上において、
整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の演算: 10 + 30 =40 を行なう場合、入力データa:0000_1010b、入力データb:0001_1110bとなる。あらかじめ専用レジスタ10には整数情報を格納しておく。このとき、ALU17の入出力は、
0000_0000_0000_1010 + 0000_0000_0001_1110 = 000_000_0010_1000
となる。よって、演算結果は、000_000_0010_1000bとなる。
In the above,
When calculating integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ): 10 + 30 = 40, the input data a is 0000_1010b and the input data b is 0001_1110b. Integer information is stored in advance in the
0000_0000_0000_1010 + 0000_0000_0001_1110 = 000_000_0010_1000
It becomes. Therefore, the calculation result is 000_000_0010_1000b.
一方、実数データ(-1≦x<1)の演算: 0.5 + 0.25 =0.75 を行なう場合、入力データa:0100_0000b、入力データb:0010_0000bとなる。あらかじめ専用レジスタ10には実数情報を格納しておく。このとき、ALU17の入出力は、
0100_0000_0000_0000 + 0010_0000_0000_0000 = 0110_000_0000_0000
となる。よって、演算結果は、0110_0000_0000_0000bとなる。
On the other hand, when calculating real number data (-1 ≦ x <1): 0.5 + 0.25 = 0.75, the input data a is 0100_0000b and the input data b is 0010_0000b. Real number information is stored in the
0100_0000_0000_0000 + 0010_0000_0000_0000 = 0110_000_0000_0000
It becomes. Therefore, the calculation result is 0110_0000_0000_0000b.
以上のように、本実施の形態によれば、専用レジスタ内のデータに基づいて整数データ用の加減算・論理演算処理及び実数データ用の加減算・論理演算処理のいずれを行なうかを決定するようにしたので、整数データまたは実数データに関する情報を絡めることなく加減算・論理演算命令に関する命令コードを設定できる。即ち、整数データの加減算・論理演算命令と、実数データの加減算・論理演算命令とで同一のコードを使用できる。よって命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。また、ソフトウエア中に整数データの処理と実数データの処理を混在させる場合、各処理で、加減算・論理演算命令を含むコード部分(ルーチン等)を共有化し得る。これにより、コード数を少なくでき、また、両処理が混在するソフトウエアも簡易に作成できる。 As described above, according to the present embodiment, it is determined whether to perform addition / subtraction / logical operation processing for integer data or addition / subtraction / logical operation processing for real data based on data in the dedicated register. Therefore, it is possible to set an instruction code relating to an addition / subtraction / logical operation instruction without involving information relating to integer data or real number data. That is, the same code can be used for integer data addition / subtraction / logical operation instructions and real number data addition / subtraction / logical operation instructions. Therefore, it is possible to reduce the number of bits in the instruction set and the instruction decoder circuit. When integer data processing and real number data processing are mixed in software, a code portion (such as a routine) including addition / subtraction / logical operation instructions can be shared in each processing. As a result, the number of codes can be reduced, and software in which both processes are mixed can be easily created.
(4)第4の実施の形態
図7は、本発明の第4の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示すブロック図である。
(4) Fourth Embodiment FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
第3の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタの設定により制御したが、本実施の形態では、図7に示すように、外部端子16の設定により制御する。 In the third embodiment, whether processing for integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) or real number data (-1 ≤ x <1) is performed. However, in this embodiment, it is controlled by setting the external terminal 16 as shown in FIG.
これによっても、第3の実施の形態と同様、整数データの加減算・論理演算と、実数データの加減算・論理演算とで同一の命令コードを使用でき、よって、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。 As in the third embodiment, the same instruction code can be used for addition / subtraction / logical operation of integer data and addition / subtraction / logical operation of real number data as in the third embodiment. Circuits can be reduced.
(5)第5の実施の形態
図8は、本発明の第5の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示すブロック図である。
(5) Fifth Embodiment FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a fifth embodiment of the present invention.
本実施の形態では、専用バスまたは汎用バスを介したレジスタ間のデータ転送を説明する。但し、転送元と転送先のビット長が異なる、より詳しくは転送元のビット長が転送先のビット長より短く、また、転送先レジスタのビット長とこのレジスタに接続されたバスのビット長とが同じであるとする。 In the present embodiment, data transfer between registers via a dedicated bus or a general-purpose bus will be described. However, the bit length of the transfer source and the transfer destination is different, more specifically, the bit length of the transfer source is shorter than the bit length of the transfer destination, and the bit length of the transfer destination register and the bit length of the bus connected to this register Are the same.
図8に示すように、組み合わせ回路11は、専用レジスタ10の設定内容に応じた制御信号(C)を出力する。
As shown in FIG. 8, the combinational circuit 11 outputs a control signal (C) corresponding to the setting contents of the
上詰め/下詰め回路21は、整数データ用の処理を指示する制御信号(C)が入力された場合は、転送元レジスタ(レジスタa0あるいはa1あるいはa2)内の転送元データを転送先のビット長に対して下位側に詰め、上位側には符号ビットを拡張して、バスへ出力する。
When the control signal (C) instructing processing for integer data is input, the upper /
一方、上詰め/下詰め回路21は、実数データ用の処理を指示する制御信号(C)が入力された場合は、転送元データを転送先のビット長に対して上位側に詰め、下位側へ“0”データを付加して、バスへ出力する。
On the other hand, when the control signal (C) for instructing processing for real number data is input, the upper pad /
転送先のレジスタ(レジスタX0あるいはレジスタY0)は、バスからのデータをそのまま入力する。これによりレジスタ間の転送が行われる。 The transfer destination register (register X0 or register Y0) inputs the data from the bus as it is. Thereby, transfer between registers is performed.
以上に説明した転送元レジスタ内のデータと、バス上のデータと、転送先レジスタデータとをそれぞれ図9に示す。 FIG. 9 shows data in the transfer source register described above, data on the bus, and transfer destination register data, respectively.
上述した本実施の形態では、データの転送元及び転送先をそれぞれレジスタとしたが、これらの一方あるいは両方をメモリ領域としても良い。以降に説明する他の実施の形態においても、データを格納する部分として、レジスタの代わりにメモリ領域を用いても良い。 In the present embodiment described above, the data transfer source and the transfer destination are used as registers, respectively, but one or both of them may be used as a memory area. Also in other embodiments described below, a memory area may be used instead of a register as a part for storing data.
以上のように、本実施の形態によれば、専用レジスタの設定内容に基づいて整数データ用の転送処理及び実数データ用の転送処理のいずれを行なうかを決定するようにしたので、データ転送関連の命令コードに実数データ及び整数データに関する情報を含める必要はない。即ち、実数データの転送命令と整数データの転送命令とで同一の命令コードを使用できる。これにより、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。また、ソフトウエア中に整数データの処理と実数データの処理を混在させる場合、転送命令を含むコード(ルーチン等)を各処理で共有化し得る。。これにより、コード数を少なくでき、両処理が混在するソフトウエアも簡易に作成できる。 As described above, according to the present embodiment, it is determined whether to perform transfer processing for integer data or transfer processing for real number data based on the setting contents of the dedicated register. It is not necessary to include information on real number data and integer data in the instruction code. That is, the same instruction code can be used for the real data transfer instruction and the integer data transfer instruction. Thereby, it is possible to reduce the number of bits of the instruction set and the instruction decoder circuit. When integer data processing and real number data processing are mixed in software, a code (routine or the like) including a transfer instruction can be shared by each processing. . Thereby, the number of codes can be reduced, and software in which both processes are mixed can be easily created.
(6)第6の実施の形態
図10は、本発明の第6の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示すブロック図である。
(6) Sixth Embodiment FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a sixth embodiment of the present invention.
第5の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタ10の設定により制御したが、本実施の形態では、図10に示すように、外部端子16の設定により制御する。
In the fifth embodiment, whether processing for integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) or real number data (-1 ≤ x <1) is performed. Is controlled by setting the
これによっても、第5の実施の形態と同様、データ転送関連の命令コードとして実数データと整数データとで同一のものを使用でき、これにより、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。 As with the fifth embodiment, this also allows the same data code for real data and integer data to be used as the instruction code related to data transfer, thereby reducing the number of bits in the instruction set and the instruction decoder circuit. I can plan.
(7)第7の実施の形態
図11は、本発明の第7の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(7) Seventh Embodiment FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a seventh embodiment of the present invention.
第5の実施の形態では、レジスタ間のデータ転送において転送元のビット長が転送先のビット長よりも短い場合を説明したが、本実施の形態では、転送元のビット長が転送先のビット長よりも長い場合を説明する。 In the fifth embodiment, the case where the bit length of the transfer source is shorter than the bit length of the transfer destination in the data transfer between the registers has been described. However, in this embodiment, the bit length of the transfer source is the bit of the transfer destination. A case where the length is longer than the length will be described.
図11に示すように、組み合わせ回路11は、専用レジスタ10の設定に応じた制御信号(D)を出力する。
As shown in FIG. 11, the combinational circuit 11 outputs a control signal (D) corresponding to the setting of the
上位/下位選択回路22は、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を指示する制御信号(D)が入力された場合は、転送元データの最下位ビットから転送先ビット長分のビットデータを抽出して転送先レジスタX0へ入力する。転送先レジスタX0へのデータ入力は、図中に示す命令デコーダ23からの指示(クロック)に同期して行われる。一方、上位/下位選択回路22は、整数データ(-1≦x<1)用の処理を指示する制御信号(D)が入力された場合は、転送元データの最上位ビットから転送先ビット長分のビットを抽出して転送先レジスタへ入力する。転送元レジスタ内のデータと、転送先レジスタ内のデータとの関係を図12に示す。
When the control signal (D) instructing processing for integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ) is input, the upper /
さらに詳しくは、図11の例では、バスのビット長と転送元レジスタa0のビット長がそれぞれ32ビット、転送先レジスタX0のビット長が16ビットの場合におけるレジスタ間のデータ転送が示される。転送元レジスタa0内の32ビットデータをバスへ出力するときは32ビットデータをそのまま出力する。一方、転送先の16ビットレジスタX0にバスからデータを入力する際は、上位/下位選択回路22による選択処理を行なう。即ち、上位/下位選択回路22は、転送データが整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の場合は、バス上のデータの下位16ビットを抽出して転送先レジスタX0へ入力する。一方、上位/下位選択回路22は、転送データが実数データ(-1≦x<1)の場合は、バス上のデータの上位16ビットを抽出して転送先レジスタX0へ入力する。
More specifically, the example of FIG. 11 shows data transfer between registers when the bit length of the bus and the bit length of the transfer source register a0 are 32 bits, respectively, and the bit length of the transfer destination register X0 is 16 bits. When outputting the 32-bit data in the transfer source register a0 to the bus, the 32-bit data is output as it is. On the other hand, when data is input from the bus to the transfer destination 16-bit register X0, selection processing by the upper /
以上のように、本実施の形態によれば、専用レジスタの設定内容(整数情報あるいは実数情報)に基づき、整数データ用の転送処理あるいは実数データ用の転送処理を行なうかを決定するようにしたので、データの種類に関する情報を命令コードに含める必要はない。また、従来のように、ソフトウエア側で、転送元レジスタのデータを転送先レジスタのビット長ごとに分割し、各分割データにアドレスを割り当てるといった処理も行なう必要はない。これにより、命令コードの削減、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の簡略化を図ることが出来る。また、ソフトウエア中に整数データの処理と実数データの処理を混在させる場合においても、データ転送処理を含む各処理用のコードを統一化できるので、コード数を少なくでき、これにより両処理が混在するソフトウエアを簡易に作成できる。 As described above, according to the present embodiment, whether to perform transfer processing for integer data or transfer processing for real number data is determined based on the setting contents (integer information or real number information) of the dedicated register. Therefore, it is not necessary to include information on the type of data in the instruction code. Further, unlike the prior art, it is not necessary for the software to divide the data in the transfer source register for each bit length of the transfer destination register and assign an address to each divided data. As a result, the instruction code can be reduced, the number of bits in the instruction set can be reduced, and the instruction decoder circuit can be simplified. In addition, even when integer data processing and real number data processing are mixed in the software, the codes for each processing including data transfer processing can be unified, so that the number of codes can be reduced, thereby mixing both processing. Software can be created easily.
(8)第8の実施の形態
図13は、本発明の第8の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(8) Eighth Embodiment FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to an eighth embodiment of the present invention.
第7の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタ10の設定により制御したが、本実施の形態では、図13に示すように、外部端子16の設定により制御する。 In the seventh embodiment, whether processing for integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) or real number data (-1 ≤ x <1) is performed. However, in this embodiment, it is controlled by setting the external terminal 16, as shown in FIG.
これによっても、第7の実施の形態と同様、命令コードの削減、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の簡略化を図ることが出来る。 This also makes it possible to reduce the instruction code, reduce the number of bits in the instruction set, and simplify the instruction decoder circuit, as in the seventh embodiment.
(9)第9の実施の形態
図14は、本発明の第9の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(9) Ninth Embodiment FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a ninth embodiment of the present invention.
本実施の形態では、整数データを専用に格納するレジスタと、整数データ及び実数データの両方を取扱い可能なレジスタとが混在するデジタル信号処理装置におけるレジスタ間のデータ転送について説明する。 In the present embodiment, data transfer between registers in a digital signal processing apparatus in which a register dedicated to storing integer data and a register capable of handling both integer data and real number data are mixed will be described.
図14に示すように、命令デコーダ24は、レジスタ間転送の命令実行時に、転送元レジスタを特定するレジスタ選択信号(Regster_sel)を出力する。レジスタ選択信号に示される転送元レジスタ(例えばレジスタ28あるいは29)は、その内部のデータを上詰め/下詰め回路25に出力する。レジスタ28は、整数データを専用に格納するレジスタ、レジスタ29は、整数データ及び実数データの両方を取扱い可能なレジスタである。
As illustrated in FIG. 14, the
検出回路27は、命令デコーダ24からレジスタ選択信号が入力され、レジスタ選択信号が整数データ専用のレジスタ28を示す場合は、整数信号(Int_signal)を組み合わせ回路26に出力する。組み合わせ回路26は、整数信号が入力された場合は、専用レジスタ10の設定内容に拘わらず、整数データ用の処理を指示する制御信号(E)を上詰め/下詰め回路25に出力する。即ち、組み合わせ回路26は、整数信号を受け取った場合は、たとえ専用レジスタ10内に実数情報が格納されていても、整数データ用の処理を指示する制御信号(E)を上詰め/下詰め回路25に出力する。上詰め/下詰め回路25は、レジスタ28あるいはレジスタ29から入力された転送元データを上詰め/下詰処理して転送先レジスタX0あるいはレジスタY0に入力する。なお、転送先レジスタX0、Y0へのデータの取り込みは、図14に示すように、命令デコーダ24からのクロックClock_x0、Clock_y0に同期して行われる。
The
以上のように、本実施の形態によれば、転送元レジスタが整数データ専用のレジスタである場合は、専用レジスタの設定内容に拘わらず、整数データ用の転送処理を行なうようにしたので、レジスタ間転送の命令コードとして整数レジスタ専用のコードを設ける必要がない。これにより、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の簡略化を図ることが出来る。 As described above, according to the present embodiment, when the transfer source register is a register dedicated to integer data, transfer processing for integer data is performed regardless of the setting contents of the dedicated register. There is no need to provide a code dedicated to the integer register as an instruction code for inter-transfer. Thereby, the number of bits of the instruction set can be reduced and the instruction decoder circuit can be simplified.
また、ソフトウエアにおいて、実数データの処理フローの途中で整数データ専用のレジスタを扱う必要がある場合、整数データ専用のレジスタを扱う前及び扱った後における処理フローの切り替え(実数データの処理→整数データの処理、整数データの処理→実数データの処理)を省略でき、これによりソフトウエアの作成による負担とステップ数の削減を図ることが出来る。 Also, when it is necessary to handle registers dedicated to integer data in the middle of the processing flow of real number data in software, switching of the processing flow before and after handling the register dedicated to integer data (real data processing → integer Data processing, integer data processing → real number data processing) can be omitted, thereby reducing the burden of software creation and the number of steps.
(10)第10の実施の形態
図15は、本発明の第10の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(10) Tenth Embodiment FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a tenth embodiment of the present invention.
第9の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタ10の設定により制御したが、本実施の形態では、図15のように外部端子16の設定により制御する。
In the ninth embodiment, processing for integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) or real number data (-1 ≤ x <1) is performed. Is controlled by setting the
これによっても、第9の実施の形態と同様、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の簡略化を図ることが出来る。また、ソフトウエアにおいて、実数データの処理フローの途中で整数データ専用のレジスタを扱う必要がある場合でも、処理フローの切り替えを省略でき、ソフトウエアの作成による負担とステップ数の削減を図ることが出来る。 This also makes it possible to reduce the number of bits in the instruction set and simplify the instruction decoder circuit, as in the ninth embodiment. In addition, even if it is necessary for software to handle registers dedicated to integer data in the middle of the processing flow of real number data, switching of the processing flow can be omitted, and the burden of creating software and the number of steps can be reduced. I can do it.
(11)第11の実施の形態
図16は、本発明の第11の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(11) Eleventh Embodiment FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to an eleventh embodiment of the present invention.
本実施の形態では、実数データを専用に格納するレジスタ31と、整数データ及び実数データの両方を取扱い可能なレジスタ32とが混在するデジタル信号処理装置におけるレジスタ間のデータ転送について説明する。
In the present embodiment, data transfer between registers in a digital signal processing apparatus in which a
図16に示すように、命令デコーダ24は、レジスタ間転送の命令実行時に、転送元のレジスタを特定するレジスタ選択信号(Regster_sel)を出力する。検出部30は、レジスタ選択信号が実数データ専用のレジスタ31を示す場合は、実数信号(Fixed__signal)を組み合わせ回路33に出力する。組み合わせ回路33は、実数信号が入力された場合は、専用レジスタ10の設定内容に拘わらず、実数データ用の処理を指示する制御信号(F)を上詰め/下詰め回路25に出力する。即ち、組み合わせ回路33は、実数信号を受け取った場合は、たとえ専用レジスタ10内に整数情報が格納されていても、実数データ用の処理を指示する制御信号(F)を上詰め/下詰め回路25に出力する。
As shown in FIG. 16, the
以上のように、本実施の形態によれば、転送元レジスタが実数データ専用のレジスタである場合は、専用レジスタの設定内容に拘わらず、実数データ用の転送処理を行なうようにしたので、レジスタ間転送の命令コードとして実数レジスタ専用のコードを設ける必要がない。これにより、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の簡略化を図ることが出来る。 As described above, according to the present embodiment, when the transfer source register is a register dedicated to real number data, the transfer process for real number data is performed regardless of the setting contents of the dedicated register. It is not necessary to provide a code dedicated to the real number register as an inter-transfer instruction code. Thereby, the number of bits of the instruction set can be reduced and the instruction decoder circuit can be simplified.
また、ソフトウエアにおいて、整数データの処理フローの途中で実数データ専用のレジスタを扱う必要がある場合、実数データ専用のレジスタを扱う前及び扱った後における処理フローの切り替え(整数データの処理→実数データの処理、実数データの処理→整数データの処理)を省略でき、これによりソフトウエアの作成による負担とステップ数の削減を図ることが出来る。 In addition, when it is necessary to handle registers dedicated to real data in the middle of the processing flow of integer data in software, the processing flow is switched before and after the register dedicated to real data (integer data processing → real number). Data processing, real number data processing → integer data processing) can be omitted, thereby reducing the burden of software creation and the number of steps.
(12)第12の実施の形態
図17は、本発明の第12の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(12) Twelfth Embodiment FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a twelfth embodiment of the present invention.
第11の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタ10の設定により制御したが、本実施の形態では、図17のように外部端子16の設定により制御する。
In the eleventh embodiment, processing for integer data (-2 (n-1) ≤x <2 (n-1) ) or real number data (-1≤x <1) is performed. Is controlled by setting the
これによっても、第10の実施の形態と同様、令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の簡略化を図ることが出来る。また、ソフトウエアにおいて、整数データの処理フローの途中で実数データ専用のレジスタを扱う必要がある場合でも処理フローの切り替えを省略でき、ソフトウエアの作成による負担とステップ数の削減を図ることが出来る。 This also makes it possible to reduce the number of bits in the instruction set and simplify the instruction decoder circuit as in the tenth embodiment. In software, even if it is necessary to handle registers dedicated to real data in the middle of the integer data processing flow, switching of the processing flow can be omitted, and the burden of creating software and the number of steps can be reduced. .
(13)第13の実施の形態
図18は、本発明の第13の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(13) Thirteenth Embodiment FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
本実施の形態では、ALUによる演算と同時に演算結果をレジスタに転送する場合について説明する。以下、本実施の形態について詳しく説明する。 In this embodiment, a case will be described in which an operation result is transferred to a register at the same time as an ALU operation. Hereinafter, this embodiment will be described in detail.
図18に示すように、組み合わせ回路11は、専用レジスタ10の設定内容に応じた制御信号(G)を、上詰め/下詰め回路12、13及び上位/下位選択回路22に出力する。
As shown in FIG. 18, the combinational circuit 11 outputs a control signal (G) corresponding to the setting content of the
上詰め/下詰め回路12は、整数データ用の処理を指示する制御信号(G)が入力された場合は、つまり入力データaが整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))である場合は、下位ビット側へ入力データを詰め、上位ビット側へは入力データの符号ビットを拡張する。一方、実数データ用の処理を指示する制御信号(G)が入力された場合は、つまり、入力データaが実数データ(-1≦x<1)である場合は、上位ビット側へ入力データを詰め下位ビット側へは“0”データを付加する。この様子を図19に示す。以上は上詰め/下詰め回路12について説明したが、上詰め/下詰め回路13についても同様である。
When the control signal (G) for instructing processing for integer data is input, the top /
ALU35は、上詰め/下詰め回路12、13の出力データを用いて演算処理を行なう。
The
上位/下位選択回路22は、ALU35の出力結果をバス経由でレジスタ(レジスタXあるいはY)へ転送する。より詳しくは、上位/下位選択回路22は、整数データ用の処理を指示する制御信号(G)が入力された場合は、出力結果の最下位ビットから転送先レジスタのビット長分のデータを抽出して転送する。一方、上位/下位選択回路22は、実数データ用の処理を指示する制御信号(G)が入力された場合は、出力結果の最上位ビットから転送先レジスタのビット長分のデータを抽出して転送する。入力データ(入力データaあるいは入力データb)と、転送先レジスタ(レジスタXあるいはY)内のデータとの関係を図20に示す。
The upper /
以上に述べたことを、具体例を用いて説明する。 What has been described above will be described using a specific example.
図18において、例えば、入力データaと入力データbとがそれぞれ16ビットデータで、ALU35の各入出力が32ビットであり、転送先のレジスタX、Yがそれぞれ16ビットであるとする。
In FIG. 18, for example, it is assumed that input data a and input data b are each 16-bit data, each input / output of
以上において、
整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の演算: 10 + 30 =40 を行なう場合、
入力データa: 000Ah、入力データb:001Ehとなる。あらかじめ専用レジスタ10内には整数情報を格納しておく。このとき、ALU35の入出力は、
0000_000Ah + 0000_001Eh = 0000_0028h
となる。即ち、ALU35の出力結果は、0000_0028hとなる。この演算と同時に、上位/下位選択回路22により演算結果の転送が実行される。即ち、レジスタXもしくはレジスタYへのデータ転送が行なわれる。上位/下位選択回路22は、整数データ用の処理を行なうので、転送結果は0028hとなる。
In the above,
When calculating integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ): 10 + 30 = 40
Input data a: 000Ah, input data b: 001Eh. Integer information is stored in advance in the
0000_000Ah + 0000_001Eh = 0000_0028h
It becomes. That is, the output result of the
一方、実数データ(-1≦x<1)の演算: 0.5 + 0.125 =0.625 を行なう場合、入力データa:4000h、入力データb:1000hとなる。あらかじめ専用レジスタ10内には実数情報を格納しておく。このとき、ALU35の入出力は、
4000_0000h + 1000_0000h= 5000_0000h
となる。即ち、ALU35の出力結果は、5000_0000hとなる。この演算と同時に、上位/下位選択回路22により演算結果の転送が実行される。即ち、レジスタXもしくはレジスタYへのデータ転送が行なわれる。上位/下位選択回路22は、実数データ用の処理を行なうので、転送結果は5000hとなる。
On the other hand, when calculating real number data (−1 ≦ x <1): 0.5 + 0.125 = 0.625, the input data a is 4000h and the input data b is 1000h. Real number information is stored in the
4000_0000h + 1000_0000h = 5000_0000h
It becomes. That is, the output result of the
以上のように、本実施の形態によれば、専用レジスタの設定内容に基づいて、整数データ用の演算処理及び演算結果の転送処理、実数データ用の演算処理及び演算結果の転送処理のいずれを実行するかを決定するようにしたので、データの種類に関する情報を含めずに、ALUの命令コードを設定できる。これにより、命令コードの設定の削減、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。また、整数データの処理と実数データの処理とが混在するソフトウエアを作成する場合、演算処理及び演算結果の転送処理を含む各処理用のコードを統一化でき、従って、コード数を少くでき、整数データの処理と実数データの処理とが混在するソフトウエアも容易に作成できる。 As described above, according to the present embodiment, any of integer data arithmetic processing and arithmetic result transfer processing, real data arithmetic processing and arithmetic result transfer processing is performed based on the setting contents of the dedicated register. Since it is determined whether to execute, the ALU instruction code can be set without including information on the data type. Thereby, it is possible to reduce the setting of the instruction code, the number of bits of the instruction set, and the instruction decoder circuit. In addition, when creating software in which integer data processing and real number data processing are mixed, codes for each processing including calculation processing and calculation result transfer processing can be unified, and therefore the number of codes can be reduced. Software in which integer data processing and real data processing are mixed can be easily created.
(14)第14の実施の形態
図21は、本発明の第14の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(14) Fourteenth Embodiment FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
第13の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか、実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタ10の設定により制御したが、本実施の形態では、図21に示すように、外部端子16の設定により制御する。
In the thirteenth embodiment, processing for integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ) or processing for real number data (−1 ≦ x <1) is performed. This is controlled by setting the
これによっても、第13の実施の形態と同様、命令コードの設定の削減、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来、また、コード数を少なくでき、整数データの処理と実数データの処理とが混在するソフトウエアも容易に作成できる。 As in the thirteenth embodiment, this also makes it possible to reduce instruction code settings, reduce the number of bits in the instruction set, and reduce the instruction decoder circuit, reduce the number of codes, and process integer data. And real number data processing can be easily created.
(15)第15の実施の形態
図22は、本発明の第15の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(15) Fifteenth Embodiment FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
本実施の形態では、ALUによる演算処理と、レジスタ間の転送処理とを同時に実行する場合について説明する。以下、本実施の形態について詳しく説明する。 In this embodiment, a case will be described in which arithmetic processing by an ALU and transfer processing between registers are executed simultaneously. Hereinafter, this embodiment will be described in detail.
図22に示すように、組み合わせ回路11は、専用レジスタ10の設定内容に応じた制御信号(H)を、上詰め/下詰め回路12、13及び上位/下位選択回路22に出力する。
As shown in FIG. 22, the combinational circuit 11 outputs a control signal (H) corresponding to the setting contents of the
上詰め/下詰め回路12は、整数データ用の処理を指示する制御信号(H)が入力された場合は、つまり入力データaが整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))である場合は、下位ビット側へ入力データを詰め、上位ビット側へは入力データの符号ビットを拡張する。一方、上詰め/下詰め回路12は、実数データ用の処理を指示する制御信号(H)が入力された場合は、つまり入力データaが実数データ(-1≦x<1)である場合は、上位ビット側へ入力データを詰め下位ビット側へは“0”データを付加する。以上では上詰め/下詰め回路12について説明したが上詰め/下詰め回路13についても同様である。入力データ(入力データaあるいは入力データb)と、ALU35の入力との関係を図23に示す。
When the control signal (H) for instructing processing for integer data is input, the top /
ALU35は、上詰め/下詰め回路12、13による出力データを用いて演算処理を行なう。ALU35の演算結果は、レジスタAccへ書き込まれる。このレジスタAccへの書き込みと同時に、レジスタAcc内のデータがバス経由でレジスタXあるいはレジスタYへ転送される。この様子を図24に示す。この転送において、上位/下位選択回路22は、整数データ用の処理を指示する制御信号(H)が入力された場合は、転送元データの最下位ビットから転送先レジスタのビット長分のデータを抽出して転送先へ出力する。一方、上位/下位選択回路22は、実数データ用の処理を指示する制御信号(H)が入力された場合は、転送元データの最上位ビットから転送先レジスタのビット長分のデータを抽出して転送先へ出力する。この様子を図25に示す。
The
以上に述べたことを、具体例を用いて説明する。 What has been described above will be described using a specific example.
図22において、例えば、入力データaと入力データbとがそれぞれ16ビットデータで、ALU35の各入出力は32ビットであるとする。また、レジスタAccには1234_5678hが入力済みで、レジスタX、Yはそれぞれ16ビットであるとする。
In FIG. 22, for example, it is assumed that input data a and input data b are 16-bit data, and each input / output of the
以上において、
整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))の演算: 200 + 60 =260 を行なう場合、
入力データa: 00C8h、入力データb:003Chとなる。あらかじめ専用レジスタ10には整数情報を設定しておく。このとき、ALU35の入出力は、
0000_00C8h + 0000_003Ch = 0000_0104h
となる。即ち、ALU35の出力結果は、0000_0104hとなり、これがレジスタAccへ書き込まれる。これと同時にレジスタAccから例えばレジスタXへの転送も実行される。上位/下位選択回路22は、整数データ用の処理を行なうので、レジスタAcc内の下位16ビット5678hがレジスタXに転送される。
In the above,
When calculating integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ): 200 + 60 = 260,
Input data a: 00C8h, input data b: 003Ch. Integer information is set in the
0000_00C8h + 0000_003Ch = 0000_0104h
It becomes. That is, the output result of the
一方、実数データ(-1≦x<1)の演算: 0.25 + 0.125 =0.375 を行なう場合、入力データa:2000h、入力データb:1000hとなる。あらかじめ専用レジスタ10内には実数情報を格納しておく。このとき、ALU35の入出力は、
2000_0000h + 1000_0000h= 3000_0000h
となる。即ち、ALU35の出力結果は、3000_0000hとなり、これがレジスタAccへ書き込まれる。これと同時にレジスタAccから例えばレジスタYへの転送も実行される。上位/下位選択回路22は、実数データ用の処理を行なうので、レジスタAcc内の上位16ビット1234hがレジスタYに転送される。
On the other hand, when real number data (-1 ≦ x <1) is calculated: 0.25 + 0.125 = 0.375, the input data a is 2000h and the input data b is 1000h. Real number information is stored in the
2000_0000h + 1000_0000h = 3000_0000h
It becomes. That is, the output result of the
以上のように、本実施の形態によれば、専用レジスタの設定内容に基づいて、整数データ用の演算処理及びレジスタ間転送処理、実数データ用の演算処理及びレジスタ間転送処理のいずれを実行するかを決定するようにしたので、データの種類に関する情報を含めることなく、ALU命令及び転送命令に対する命令コードを設定できる。これにより、命令コードの設定の削減、命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。また、整数データ処理と実数データ処理とが混在するソフトウエアを作成する場合、演算処理及びレジスタ間転送処理を含む各処理用のコードを統一化でき、従って、コード数を少なくでき、整数データの処理と実数データの処理とが混在するソフトウエアも容易に作成できる。 As described above, according to the present embodiment, any one of arithmetic processing for integer data and inter-register transfer processing, arithmetic processing for real number data, and inter-register transfer processing is executed based on the setting contents of the dedicated register. Therefore, the instruction code for the ALU instruction and the transfer instruction can be set without including information on the data type. Thereby, it is possible to reduce the setting of the instruction code, the number of bits of the instruction set, and the instruction decoder circuit. In addition, when creating software in which integer data processing and real number data processing are mixed, codes for each processing including arithmetic processing and transfer processing between registers can be unified, so that the number of codes can be reduced, and integer data Software in which processing and real number data processing are mixed can be easily created.
(16)第16の実施の形態
図26は、本発明の第16の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(16) Sixteenth Embodiment FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a sixteenth embodiment of the present invention.
第15の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか、実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタ10の設定により制御したが、本実施の形態では、図26に示すように、外部端子16の設定により制御する。
In the fifteenth embodiment, processing for integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ) or processing for real number data (−1 ≦ x <1) is performed. This is controlled by setting the
これによっても、第15の実施の形態と同様に、命令コードの設定の削減、ひいては命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来、また、全体コード数を少なくでき整数データの処理と実数データの処理とが混在するソフトウエアも容易に作成できる。 As in the fifteenth embodiment, this also makes it possible to reduce the setting of the instruction code, thereby reducing the number of bits in the instruction set and the instruction decoder circuit, and reducing the total number of codes, so that the integer data It is also possible to easily create software in which the above processing and real number data processing are mixed.
(17)第17の実施の形態
図27は、本発明の第17の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(17) Seventeenth Embodiment FIG. 27 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to a seventeenth embodiment of the present invention.
本実施の形態では、いわゆる即値命令(命令コードにより直接データを入力する)によってレジスタにデータを入力する場合について説明する。以下、本実施の形態について詳しく説明する。 In this embodiment, a case will be described in which data is input to a register by a so-called immediate instruction (data is directly input by an instruction code). Hereinafter, this embodiment will be described in detail.
図27に示すように、命令デコーダ23は、即値命令を実行する際、レジスタ43への入力データを、バスを介して上詰め/下詰め回路42に出力する。例えば、命令デコーダ23が、下位10ビットを入力データ、上位10ビットを16ビットレジスタへのデータ入力命令とする命令コード(即値命令)を実行する場合、入力データである10ビットを上詰め/下詰め回路42に出力する。
As shown in FIG. 27, when executing the immediate instruction, the
組み合わせ回路11は、専用レジスタ10の設定内容に応じた制御信号(I)を上詰め/下詰め回路42に出力する。
The combinational circuit 11 outputs a control signal (I) corresponding to the setting contents of the
上詰め/下詰め回路42は、制御信号(I)の内容に応じた上詰め/下詰処理を入力データに対して行なう。
The upper padding /
即ち、上詰め/下詰め回路42は、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を指示する制御信号(I)が入力された場合は、命令デコーダ23からの入力データを下位ビット側へ詰め、上位ビット側へは入力データの符号ビットを拡張したものをレジスタ43に入力する。一方、上詰め/下詰め回路42は、実数データ(-1≦x<1)用の処理を指示する制御信号(I)が入力された場合は、命令デコーダ23からの入力データを上位ビット側へ詰め、下位ビット側へは“0”データを付加したものをレジスタ43に入力する。命令デコーダ23からの入力データと、実際にレジスタ43に格納された入力データとを図28に示す。
That is, when the control signal (I) instructing the processing for integer data (−2 (n−1) ≦ x <2 (n−1) ) is input, the upper /
以上のように、本実施の形態によれば、専用レジスタ10内の設定内容に基づき整数データ用の即値処理あるいは実数データ用の即値処理を行なうかを決定するようにしたので、実数データ及び整数データに対する即値命令として同一のものを使用できる。即ち、実数データと整数データとでそれぞれ異なる即値命令を設ける必要がない。これにより命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来る。また、整数データの処理と実数データの処理とが混在するソフトウエアを作成する場合、即値処理を含む各処理用のコードを統一化でき、従って、全体コードを少なくでき、整数データの処理と実数データの処理とが混在するソフトウエアも容易に作成できる。
As described above, according to the present embodiment, it is determined whether to perform immediate data processing for integer data or real data for real data based on the setting contents in the
(18)第18の実施の形態
図29は、本発明の第18の実施の形態に従ったデジタル信号処理装置の構成を示す図である。
(18) Eighteenth Embodiment FIG. 29 is a diagram showing a configuration of a digital signal processing device according to an eighteenth embodiment of the present invention.
第17の実施の形態では、整数データ(-2(n-1)≦x<2(n-1))用の処理を行なうか実数データ(-1≦x<1)用の処理を行なうかを専用レジスタの設定により制御したが、本実施の形態では、図29に示すように、外部端子16の設定により制御する。 In the seventeenth embodiment, processing for integer data (-2 (n-1) ≤ x <2 (n-1) ) or real number data (-1 ≤ x <1) is performed. However, in this embodiment, it is controlled by setting the external terminal 16 as shown in FIG.
これによっても、第17の実施の形態と同様、命令コードの設定の削減、ひいては命令セットのビット数削減かつ命令デコーダ回路の削減を図ることが出来、また、全体コードを少なくでき、整数データの処理と実数データの処理とが混在するソフトウエアも容易に作成できる。 As in the seventeenth embodiment, this also makes it possible to reduce the setting of the instruction code, thereby reducing the number of bits in the instruction set and the instruction decoder circuit, reducing the total code, Software in which processing and real number data processing are mixed can be easily created.
10 専用レジスタ
11、26、33 組み合わせ回路
12、13、14、21、25、42 上詰め/下詰め回路
15 乗算器
16 外部端子
17、35 ALU
22 上位/下位選択回路
23、24 命令デコーダ
27、30 検出回路
28 整数データ専用レジスタ
31 実数データ専用レジスタ
10
22 Upper /
Claims (5)
第1ビット長の第1データが入力され、入力された前記第1データを、前記第1ビット長よりも長い第2ビット長の第2データに変換して出力するビット長変換部であって、
前記モード情報保持部に前記第1モード情報が保持されている場合は、入力された前記第1データを前記第2ビット長の下位側へ詰め、余った前記第2ビット長の上位側に前記第1データの最上位ビット値を拡張したものを前記第2データとして出力する第1モード処理を行ない、
一方、前記モード情報保持部に前記第2モード情報が保持されている場合は、前記第1データを前記第2ビット長の上位側へ詰め、余った前記第2ビット長の下位側にゼロを入力したものを前記第2データとして出力する第2モード処理を行なうビット長変換部と、
を備えたデジタル信号処理装置。 A mode information holding unit holding the first mode information or the second mode information;
A bit length conversion unit that receives first data having a first bit length, converts the input first data into second data having a second bit length that is longer than the first bit length, and outputs the second data. ,
When the first mode information is held in the mode information holding unit, the input first data is packed to the lower side of the second bit length, and the upper side of the remaining second bit length is Performing a first mode process of outputting an extension of the most significant bit value of the first data as the second data;
On the other hand, when the second mode information is held in the mode information holding unit, the first data is packed to the upper side of the second bit length, and zero is added to the lower side of the remaining second bit length. A bit length conversion unit for performing a second mode process for outputting the input as the second data;
A digital signal processing apparatus.
第1ビット長の第1データが入力され、入力された前記第1データを、前記第1ビット長よりも長い第2ビット長の第2データに変換して出力するビット長変換部であって、
前記モード情報保持部に前記第1モード情報が保持されている場合は、入力された前記第1データを前記第2ビット長の下位側へ詰め、余った前記第2ビット長の上位側にゼロを入力したものを前記第2データとして出力する第1モード処理を行ない、
一方、前記モード情報保持部に前記第2モード情報が保持されている場合は、前記第1データを前記第2ビット長の上位側へ詰め、余った前記第2ビット長の下位側にゼロを入力したものを前記第2データとして出力する第2モード処理を行なうビット長変換部と、
を備えたデジタル信号処理装置。 A mode information holding unit holding the first mode information or the second mode information;
A bit length conversion unit that receives first data having a first bit length, converts the input first data into second data having a second bit length that is longer than the first bit length, and outputs the second data. ,
When the first mode information is held in the mode information holding unit, the input first data is packed to the lower side of the second bit length, and the upper side of the remaining second bit length is zero. Performing a first mode process for outputting the input as the second data,
On the other hand, when the second mode information is held in the mode information holding unit, the first data is packed to the upper side of the second bit length, and zero is added to the lower side of the remaining second bit length. A bit length conversion unit for performing a second mode process for outputting the input as the second data;
A digital signal processing apparatus.
第1ビット長の第1データが入力され、入力された前記第1データを、前記第1ビット長よりも短い第2ビット長の第2データに変換して出力するビット長変換部であって、
前記モード情報保持部に前記第1モード情報が保持されている場合は、入力された前記第1データの最下位ビットから前記第2ビット長分のビットを抽出して前記第2データとして出力する第1モード処理を行ない、
一方、前記モード情報保持部に前記第2モード情報が保持されている場合は、前記第1データの最上位ビットから前記第2ビット長分のビットを抽出して前記第2データとして出力する第2モード処理を行なうビット長変換部と、
を備えたデジタル信号処理装置。 A mode information holding unit holding the first mode information or the second mode information;
A bit length conversion unit that receives first data having a first bit length, converts the input first data into second data having a second bit length shorter than the first bit length, and outputs the second data. ,
When the first mode information is held in the mode information holding unit, the bits corresponding to the second bit length are extracted from the least significant bits of the input first data and output as the second data Perform the first mode processing,
On the other hand, when the second mode information is held in the mode information holding unit, the second bit length is extracted from the most significant bit of the first data and is output as the second data. A bit length conversion unit for performing two-mode processing;
A digital signal processing apparatus.
さらに、各前記ビット長変換部により出力された前記第2データを用いて演算処理を行なう演算部を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のデジタル信号処理装置。 A plurality of the bit length conversion units;
4. The digital signal processing apparatus according to claim 1, further comprising an arithmetic unit that performs arithmetic processing using the second data output from each of the bit length conversion units.
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Cited By (1)
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JP2010160708A (en) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Sony Corp | Arithmetic unit, processor, compile processor and compile processing method |
-
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- 2004-04-26 JP JP2004129799A patent/JP2005310051A/en active Pending
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