JP2010117806A - 半導体装置、および、半導体装置によるデータ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の演算を行う演算器10Aと、第2の演算を行う演算器10Dと、命令アドレスを演算器10Aと演算器10Dとへ出力するとともに、データの演算器10Aへの入力を制御するコントローラ11と、演算器10Aが演算した第1の演算結果を演算器10Dに転送する間接命令アドレスバス14とを備え、演算器10Aは、命令アドレスにより特定される第1の演算に必要な実行回路により、データに対して第1の演算を行い、第1の演算結果を間接命令アドレスバス14に出力し、演算器10Dは、命令アドレスをアドレスとして内部に備えるメモリ1001から読み出される情報に基づいて、命令アドレスまたは第1の演算結果のいずれかにより特定される第2の演算に必要な実行回路により、データに対して第2の演算を行い、演算結果を出力する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本実施の形態にかかる半導体装置の構成を示すブロック図である。半導体装置1は、プロセッサなどの外部装置2からの指示によりデータ処理を行うものであって、9個の演算器10A〜10I、コントローラ11、データメモリ12、直接命令アドレスバス13、および、間接命令アドレスバス14を備えて構成されている。なお、ここでは、データ処理とは、個々の演算を行った一連の演算の総称のこととする。
次に、本実施の形態にかかる半導体装置1におけるデータ処理の開始から終了までの流れの概要を説明する。
次に、演算器10におけるデータ処理について詳しく説明する。図3は、演算器10の構成を示すブロック図である。演算器10は、命令アドレス決定部100、回路情報記憶部101、演算部102、および、間接命令アドレス出力部103を備えて構成されている。
次に、コントローラ11におけるデータ処理について詳しく説明する。図8は、コントローラ11の構成を示すブロック図である。コントローラ11は、制御部11A、プログラムコードメモリ11B、および、プログラムカウンタ11Cを備えて構成されている。
次に、本実施の形態における半導体装置1で、条件に応じて演算が実行される際の動作例を説明する。図10は、半導体装置1が演算を行う際の動作を説明する図である。なお、図10では、動作例で説明されている半導体装置1の構成ユニットのみを示し、他の構成ユニットについては省略する。また、説明を容易にするために、動作例の説明に必要な演算器10の動作のみを説明し、他の演算器10の動作については説明を省略する。
次に、本実施の形態にかかる半導体装置の変形例について説明する。本実施の形態にかかる半導体装置1では、初めに、演算器10A〜Cで演算が行われ、次に、演算器10A〜Cの演算結果に応じて演算器10D〜Fで演算が条件実行され、続いて、演算器10D〜Fの演算結果に応じて演算器G〜Iで演算が条件実行されるというように、1サイクルの間に3段の演算が順に行われる必要がある。そのため、半導体装置1における1サイクルの時間を十分に長くする必要があるが、1サイクルの時間が長くなると、半導体装置1の性能が低下するという問題がある。この問題を解決するため、変形例にかかる半導体装置1’では、演算器10A〜Iがパイプライン式に演算を行うようにする。
2 外部装置
10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I 演算器
11、11’ コントローラ
11A 制御部
11B プログラムコードメモリ
11C プログラムカウンタ
11D、15 タイミングラッチ
12 データメモリ
13 直接命令アドレスバス
14 間接命令アドレスバス
100 命令アドレス決定部
101 回路情報記憶部
102 演算部
103 間接命令アドレス出力部
1001、1030 メモリ
1002、1020、1021、1022、1023 セレクタ
1024 加算器
1025 減算器
1026 シフタ
1027 選択器
Claims (8)
- 第1の演算を行う第1の動的リコンフィギュラブル回路と、
第1の記憶手段を内部に備え、第2の演算を行う第2の動的リコンフィギュラブル回路と、
前記第1の演算に必要な実行回路および前記第2の演算に必要な実行回路を特定するための値である第1アドレスを、前記第1の動的リコンフィギュラブル回路と前記第2の動的リコンフィギュラブル回路とへ出力するとともに、前記第1の演算に用いられるデータの前記第1の動的リコンフィギュラブル回路への入力を制御するコントローラと、
前記第1の動的リコンフィギュラブル回路が演算した第1の演算結果を、前記第2の動的リコンフィギュラブル回路に転送するバスと、を備え、
前記第1の動的リコンフィギュラブル回路は、
前記第1アドレスにより特定される前記第1の演算に必要な実行回路により、入力された前記データに対して前記第1の演算を行い、前記第1の演算結果を前記バスに出力し、
前記第2の動的リコンフィギュラブル回路は、
前記第1アドレスに指定される前記第1の記憶手段上の情報に基づいて、前記第1アドレスまたは前記第1の演算結果のいずれかにより特定される前記第2の演算に必要な実行回路により、入力されたデータに対して前記第2の演算を行い、第2の演算結果を出力すること、
を特徴とする半導体装置。 - 前記第2の動的リコンフィギュラブル回路は、前記第1の記憶手段から読み出される情報が、第1の値の場合には前記第1アドレスにより前記第2の演算に必要な実行回路を特定し、第2の値の場合には前記第1の演算結果により前記第2の演算に必要な実行回路を特定すること、を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第2の動的リコンフィギュラブル回路は、第2の記憶手段をさらに備え、前記第1アドレスまたは前記第1の演算結果のいずれかに指定される、前記第2の記憶手段上の情報に基づいて、前記第2の演算結果を前記バスに出力するかどうかを決定すること、を特徴とする、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記第2の動的リコンフィギュラブル回路は、前記第2の記憶手段から読み出される情報が、第3の値の場合には前記第2の演算結果を前記バスに出力し、第4の値の場合には前記第2の演算結果を前記バスに出力しないこと、を特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記第2の動的リコンフィギュラブル回路は、前記第2の演算結果を前記バスに出力する際に、前記入力されたデータを前記第2の演算結果とともに出力すること、を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記コントローラと、前記第1の動的リコンフィギュラブル回路と、前記第2の動的リコンフィギュラブル回路とはパイプライン式に接続され、前記第1アドレスと、前記第1の演算結果は、パイプライン式に転送されること、を特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第2の動的リコンフィギュラブル回路と接続し、第3の演算を行う第3の動的リコンフィギュラブル回路をさらに備え、
前記バスは、前記第1の演算結果または前記第2の演算結果を、前記第3の動的リコンフィギュラブル回路に転送し、
前記第3の動的リコンフィギュラブル回路は、
前記コントローラが出力する前記第1アドレスに指定される、内部に備える第3の記憶上の情報に基づいて、前記コントローラが出力する前記第1アドレス、または、前記バスから読み出される前記第1の演算結果または前記第2の演算結果のいずれかにより特定される前記第3の演算に必要な実行回路で、入力されるデータに対して演算を行い、第3の演算結果を出力すること、
を特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 第1の動的リコンフィギュラブル回路と、記憶手段を内部に備える第2の動的リコンフィギュラブル回路と、コントローラと、バスと、を備えた半導体装置によるデータ処理方法において、
前記コントローラが、第1アドレスを、前記第1の動的リコンフィギュラブル回路と前記第2の動的リコンフィギュラブル回路とへ出力する第1の出力ステップと、
前記コントローラが、データの前記第1の動的リコンフィギュラブル回路への入力を制御する制御ステップと、
前記第1の動的リコンフィギュラブル回路が、前記第1アドレスにより特定される前記第1の演算に必要な実行回路により、入力された前記データに対して前記第1の演算を行う第1の演算ステップと、
前記第1の動的リコンフィギュラブル回路が、前記第1の演算ステップで演算した第1の演算結果を前記バスに出力する第2の出力ステップと、
前記バスが、前記第1の演算結果を、前記第2の動的リコンフィギュラブル回路に転送する転送ステップと、
前記第2の動的リコンフィギュラブル回路が、前記第1アドレスに指定される前記第1の記憶手段上の情報に基づいて、前記第1アドレスまたは前記第1の演算結果のいずれかにより特定される前記第2の演算に必要な実行回路により、入力されたデータに対して前記第2の演算を行う第2の演算ステップと、
前記第2の動的リコンフィギュラブル回路が、第2の演算ステップで演算した第2の演算結果を出力する第3の出力ステップと、を含むこと、
を特徴とする半導体装置によるデータ処理方法。
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