JP2507753B2 - デ−タの優先度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データの優先度制御装置に関するものであ
り、更に詳しくは、データを循環させておき、循環して
くるデータの中で或る処理に必要なデータがすべて揃っ
たとき当該処理を実行するデータフローマシンの、前記
データの循環路の途中に位置し、入側循環路から入力し
てくる入力データの優先度を判別し、優先度の低いもの
は待ち合わせさせ、優先度の高いものから順に出側循環
路へ出力して循環させるデータの優先度制御装置に関す
るものである。

換言すると、データフローマシン（以下、データ駆動
型の制御装置と云うこともある）では、上述のように、
循環してくるデータの中で或る処理に必要なデータがす
べて揃ったとき当該処理を実行するわけであるから、並
列に実行される複数の処理間の優先度を制御する場合、
優先度の高い処理に対するデータは、優先的にフロー
（循環）させ、優先度の低い処理に対するデータは待ち
合わせさせることにより、処理間の優先度制御が可能に
なるわけで、本発明は、この意味で、データフローマシ
ン（データ駆動型の制御装置）において並列に実行され
る複数の処理間の優先度制御に関するものということが
できる。

〔従来の技術〕

さて、データ駆動型の制御装置（データフローマシ
ン）は、従来のノイマン型の制御装置に比較して並列処
理による処理の高速化が容易なことから注目されてい
る。ノイマン型の制御装置では、プログラムの指定する
制御フローに従って直列に処理を進めるのに対し、デー
タ駆動型の制御装置では、入力データが揃って実行可能
になった命令から次々に実行するため、問題の性質に従
って自然に並列処理が実現される。

なお、かかる技術分野の参考文献としては、「データ
フロー計算機のハードウェア構成」（NTT電気通信研究
所実用化報告vol.33,No.6）を挙げることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなデータ駆動型の制御装置における処理間の
優先度制御としては、外部に用意したノイマン型の制御
装置において各処理間のスケジューリングを行い、デー
タ駆動型の制御装置内では全処理を同一のレベルで取り
扱い、優先度制御は前記のスケジューリングに従う方
法、或いはまたデータ駆動型の制御装置の処理の発生を
制御する機構において、処理の発生要求に付加された優
先度情報に従って処理の発生を制御して優先度制御を行
う方法等が考えられるが、これらの従来技術には以下に
述べる問題がある。

すなわち、前者の方法では、データ駆動型の制御装置
単体による優先度制御ができず、また、後者の方法はデ
ータ駆動型制御装置単体による処理発生の優先度制御は
可能となるが、前者と後者の両方法ともに、一度発生し
た処理を中断する機能がないため、ある処理の実行途中
で緊急の処理が発生した場合、それへの対応が困難で、
実時間性が低下するという欠点があった。

本発明の目的は、一度発生した処理を中断する機能を
もち、実行途中で緊急の処理が発生したら実行途中の処
理を中断して緊急の処理を実行可能にして実時間性の向
上を図るデータフローマシン（データ駆動型の制御装
置）におけるデータの優先度制御装置を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明では、データを循環させ
ておき、循環してくるデータの中で或る処理に必要なデ
ータがすべて揃ったとき当該処理を実行するデータフロ
ーマシンの、前記データの循環路の途中に位置し、入側
循環路から入力してくる入力データの優先度を判別し、
優先度の低いものは待ち合わせさせ、優先度の高いもの
から順に出側循環路へ出力して循環させるデータの優先
度制御装置において、優先度別に処理の発生数を管理し
ている処理発生数管理手段と、優先度記憶手段と、制御
手段とを具備した。

〔作用〕

前記処理発生数管理手段は、制御パケットとそれに属
するデータパケットという構成でデータが循環路を循環
する場合にその制御パケットを受信したとき、該制御パ
ケットから、該制御パケットに固有の処理の発生又は終
了と該処理の優先度とを読み取り、或いは制御パケット
によらず、制御パケットの作成部から直接、処理の発生
又は終了と該処理の優先度とを通知されたときはそれに
従って、それが処理発生ならばその同じ優先度のそれま
での処理発生数に１を加算し、終了ならば１を減算し
て、優先度別に処理の発生数を管理している。

そして前記優先度記憶手段は、前記管理手段により管
理されている処理の中で最高の優先度を持つ処理のその
優先度を解読して記憶する。

前記制御手段は、循環路を循環するデータとしてのデ
ータパケットを受信したとき、該データパケットから、
該データパケットの優先度を読み取って前記優先度記憶
手段に記憶されている優先度と比較し、データパケット
の優先度が記憶されている前記優先度を上回るとき、該
データパケットを出側循環路へ出力し、そうでないとき
は待ち合わせさせて出側循環路へは出力させないように
する。

〔実施例〕

次に図を参照て本発明の実施例を説明する。第３図は
本発明を実施した場合のデータ駆動制御装置（データフ
ローマシン）の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、１はプログラム情報を格納するプログラムメモリ
部、２は入力データが揃って実行可能となった命令の検
出（発火検出）及び未発火の命令に関するデータを一時
的に待ち合わせさせるマッチングストア部、３はプログ
ラムで指定された各種の演算を行う演算部、４は本発明
による優先度制御を行う優先度制御装置、である。

第４図は、データ駆動制御装置を構成する演算部３と
プログラムメモリ部１との間を優先度制御装置４を介し
て流れるパケット（データパケット或いは制御パケッ
ト）のフィールド構成（フォーマット）を示す説明図で
ある。同図において、５は処理の優先度を示す優先度情
報、６は処理の識別を行うカラー情報、７は次命令のプ
ログラムアドレスを指定するアドレス情報、８は演算結
果を示すデータ、をそれぞれ含むフィールドである。

本フォーマットは、従来から用いられているものと本
質的に同じものであり、本発明では特に処理の優先度情
報として５のフィールドを追加した。もちろん、６のカ
ラー情報を優先度毎に分離・管理することで５の優先度
情報の機能と置き換えることも可能である。

第１図は本発明の一実施例（第３図における優先度制
御装置４の詳細）を示すブロック図である。第１図にお
いて、９は各優先度毎に現在データ駆動型制御装置内で
発生している処理の数を管理するカウンタを管理する優
先度管理表、10は現在、実行できる処理の優先度を格納
する実行許可レジスタ、11は現在実行可能な優先度以下
の優先度をもつ処理に対応するデータパケットを格納す
る待ち合わせ用のバッファ、12は優先度管理表９で管理
されている処理のうち、もっとも優先度の高い処理のも
つその優先度を計算するエンコーダ、13は演算部３から
優先度制御装置４へ入力されてくるパケットを受けれる
入力レジスタ、14はプログラムメモリ部１へパケットを
出力する際に用いる出力レジスタ、15は優先度制御部全
体を制御する制御部である。

第２図は第１図に示した優先度制御装置の動作を示す
フローチャートである。以下、第２図に基づいて本実施
例の動作を説明する。

まず、演算部３からのパケットを入力レジスタ13にラ
ッチし、該パケットがデータパケットである場合には、
制御部14はその優先度情報を該パケットから読み取り、
それと実行許可レジスタ10の値を比較する。もし、優先
度情報の優先度が実行許可レジスタの値を上回る場合に
は、該パケットに対応する処理に実行権があると見なし
てそのままそのデータパケットを出力レジスタ14に転送
する。そうでない場合には、入力レジスタ13のデータパ
ケットを待ち合わせバッファ11に登録して待ち合せさせ
る。

優先度管理表９の更新は、演算部３の中にあるカラー
管理部において、処理の発生・終了時にカラー管理部か
ら優先度制御装置４に制御パケット（例：優先度フィー
ルド：処理の優先度、カラーフィールド:0、データフィ
ールド：発生，終了の情報）により、処理の発生又は終
了とその処理の優先度とを転送し、制御部15がそれを読
み取り、対応する優先度の処理の数のカウンタを更新す
る（処理発生ならカウントアップ、処理終了ならカウン
トダウン）。

この時、実行許可レジスタ10の指す優先度管理表９の
エントリの値が０となった場合には、新たな実行優先度
としてエンコーダの出力値（そのとき現在でもっとも優
先度の高い処理のその優先度）を実行許可レジスタ10に
設定すると共に、待ち合わせバッファ11内で待ち合わせ
ているパケットで実行許可レジスタ10の値に等しいかも
しくはそれを越える優先度のものを順次取り出し、出力
レジスタ14に設定する。また、優先度管理表９のエント
リの値が１となり、かつ実行許可レジスタ10の値よりも
優先度の高いもののときには、新たな実行優先度として
エンコーダ12の出力値を実行許可レジスタ10に設定す
る。

なお、処理の発生又は終了とその処理の優先度に関す
る情報は、制御パケットによらず、演算部３から直接、
図示せざる制御線を介して優先度制御装置４内の優先度
管理表９に伝達することもできる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、データ駆動型の制御
装置において、現在走行中の処理の優先度よりも高い優
先度の処理が発生した場合には、走行可能な処理の優先
度を変更すると共に、該優先度未満の優先度をもつ処理
に対応したデータパケットはこれを待ち合わせ機構に登
録して待ち合わせさせることにより、現在走行中の処理
の中断処理を実現し、高優先度の処理が終了して実行権
が低い優先度の処理に移行したときには、待ち合わせ機
構から実行可能となった処理に対応するデータパケット
を取り出して処理の実行を再開することが可能である。
この結果、処理間の優先度制御を行って、データ駆動型
の制御装置の各リソースを有効に利用することが可能に
なり、また応答の実時間性が要求されるシステムに本発
明を適用すれば大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明による優先度制御装置の動作フロー、第３図は本
発明を適用したデータ駆動型制御装置を示すブロック
図、第４図はパケットのフィールド構成例を示す説明
図、である。 符号の説明 １…プログラムメモリ部、２…マッチングストア部、３
…演算部、４…優先度制御装置、５…優先度フィール
ド、６…カラーフィールド、７…アドレスフィールド、
８…データフィールド、９…優先度管理表、10…実行許
可レジスタ、11…待ち合わせバッファ、12…エンコー
ダ、13…入力レジスタ、14…出力レジスタ、15…制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データを循環させておき、循環してくるデ
   ータの中で或る処理に必要なデータがすべて揃ったとき
   当該処理を実行するデータフローマシンの、前記データ
   の循環路の途中に位置し、入側循環路から入力してくる
   入力データの優先度を判別し、優先度の低いものは待ち
   合わせさせ、優先度の高いものから順に出側循環路へ出
   力して循環させるデータの優先度制御装置において、 制御パケットとそれに属するデータパケットという構成
   で前記データが前記循環路を循環する場合にその制御パ
   ケットを受信したとき、該制御パケットから、該制御パ
   ケットに固有の処理の発生又は終了と該処理の優先度と
   を読み取り、或いは制御パケットによらず、制御パケッ
   トの作成部から直接、処理の発生又は終了と該処理の優
   先度とを通知されたときはそれに従って、それが処理発
   生ならばその同じ優先度のそれまでの処理発生数に１を
   加算し、終了ならば１を減算して、優先度別に処理の発
   生数を管理している処理発生数管理手段と、 前記管理手段により管理されている処理の中で最高の優
   先度を持つ処理のその優先度を解読して記憶する優先度
   記憶手段と、 前記循環路を循環するデータとしてのデータパケットを
   受信したとき、該データパケットから、該データパケッ
   トの優先度を読み取って前記優先度記憶手段に記憶され
   ている優先度と比較し、データパケットの優先度が記憶
   されている前記優先度を上回るとき、該データパケット
   を前記出側循環路へ出力し、そうでないときは待ち合わ
   せさせて出側循環路へは出力させないようにする制御手
   段と、 を具備したことを特徴とするデータの優先度制御装置。