JP3137636B2 - データ処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第４図〜第８図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例（第２図、第３図） 発明の効果 〔概要） データ処理装置に係り、 通常の浮動小数点データ形式と、IEEE浮動小数点規格
データ形式の処理を行うことができるデータ処理装置に
おいて、新しい命令や命令デコーダを追加することな
く、特定値とオペランドの内容比較を可能にすることを
目的とし、 少なくとも２つの浮動小数点規格を扱う１つ乃至複数
の演算ユニットと、前記浮動小数点規格のいずれの規格
で処理を行うかを指定する浮動小数点規格指定手段と、
命令を制御するための命令制御部と、前記命令制御部で
処理する命令の形式は、少なくとも命令コードと、複数
のレジスタ・オペランド部を有し、前記演算ユニットの
うち少なくとも１つは命令制御部からの命令コードによ
って、各オペランドの内容の大小比較処理を行うデータ
処理装置において、前記比較処理を実行する演算ユニッ
ト内に、前記浮動小数点規格で予め決められた非数値を
示す特定値と、オペランドの内容を比較する特定値比較
手段を設け、前記浮動小数点規格指定手段であらかじめ
浮動小数点規格を指定し、前記命令コードが非数値を示
す特定な値との比較処理の指示がなされたときに、前記
比較手段により同一命令コードで指示されたレジスタに
記入された非数値を示す特定値とオペランドの内容を比
較し、その一致不一致を出力するように構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明はデータ処理装置に係り、特にIEEE浮動小数点
規格等において数として扱わないデータを除くためのも
のである。

〔従来の技術〕

最近の超大型汎用コンピュータあるいはスーパー・コ
ンピュータにおいても、従来の各社の定義される通常の
浮動小数点形式のデータの他に、標準規格としてIEEE浮
動小数点規格形式のデータが採用されるようになってい
る。

従来の浮動小数点形式のデータは例えば、第４図
（Ａ）に示す如き、単精度方式と、第４図（Ｂ）に示す
如き倍精度方式等があり、IEEE形式等のデータは例え
ば、第５図（Ａ）に示す如き単精度方式と、第５図
（Ｂ）に示す如く倍精度方式等がある。

従来形式の場合例えば、サイン部Ｓが「１」のとき
「−」を、「０」のとき「＋」を示し、指数部EXPは
「２′S complement」形式で基数は「16」であり、した
がって16^-63〜16^63-1を示す。そして第４図（Ａ）に示
す単精度形式では仮数部Ｆは絶対値表現で「000000」
_HEX〜「FFFFFF」_HEXであり、第４図（Ｂ）に示す倍精度
形式では、仮数部Ｆは同じく絶対値表現で「0000000000
0000」_HEX〜「FFFFFFFFFFFFFF」_HEXである。

一方IEEE形式の場合例えば、単精度は第５図（Ａ）
に、倍精度は第５図（Ｂ）に示す如き形式を持つ。基数
は「２」である。

そして「ゼロ」は、第６図（Ａ）に示す如く、指数
部、仮数部ともにオール「０」である。なおサイン部Ｓ
が「１」のとき「−０」を示し、「１」のとき「＋０」
を示す。

不正規化数は、第６図（Ｂ）に示す如く、指数部EXP
がオール「０」であり、仮数部ＦのＸ…Ｘは“0"以外で
表示される。

正規化数は、第６図（Ｃ）に示す如く、指数部EXPは
「０〜01」または１〜10」であり、仮数部は1.XX…XXで
ある。なおこの仮数部は演算実行前に「１」を作成す
る。

無限大「∞」は、第６図（Ｄ）に示す如く、指数部EX
Pがオール「１」で、仮数部Ｆがオール「０」である。
そしてサイン部Ｓ＝「１」のとき「−∞」を、Ｓ＝
「０」のとき「＋∞」をそれぞれ示す。

非数値は、第６図（Ｅ）に示す如く、指数部EXPはオ
ール「１」であり、仮数部ＦはＸ…Ｘである。非数値に
は、例えば割出し型非数値、非割出し型非数値、
ハード非数値の３種類がある。割出し型非数値は、プロ
グラム割込みを発生させるためのものであり、仮数部Ｆ
の最上位が「０」（入力オペランドのみ）である。非割
出し型非数値は、ある状態に応じたデータが設定される
ものであり、仮数部Ｆの最上位が「１」（入力オペラン
ドのみ）である。ハード非数値は、本来ならば非割出し
型非数値を設定する代わりにハードが設定する非数値で
あって非割出し型非数値の設定状態の存在を示すもので
あり、例えばサイン部Ｓが「０」、仮数部Ｆがオール
「１」である。

ところで、前述の如く、コンピュータにおいて、従来
の浮動小数点演算形式の他に、IEEE浮動小数点形式のも
のを処理するとき、従来のハードの外に一部の回路を付
加することにより、共通利用することが行われる。

ところで、データ処理装置では、第７図に示す如き、
ベクトル演算を行うようなことがある。第７図に示す例
はBi＋Ci（ｉ＝ｏ〜ｎ）を演算してAiに記入することを
示しており、Bi＞Ciのときに演算を行うものである。し
たがって、この条件の成立するもののみ例えばマスクデ
ータＭとして「１」を記入し、不成立のものは「０」を
記入し、「１」のもののみを演算することが必要であ
る。

また従来のデータ処理装置に、IEEE浮動小数点規格等
において数として扱わないデータ、すなわち第６図
（Ｅ）に示す如く、数として定義されない値つまり非数
値が定義されている場合、この非数値を除いて演算を実
行することが必要になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この非数値のデータを除いて演算実行するため、従来
のデータ処理装置において、IEEE浮動小数点規格等を採
用するためにこの非数値を除くための命令を新たに起こ
す必要があり、またこのための非数値検出ユニットを新
たに設けることが必要になる。すなわち、第８図に示す
如く、命令制御部20、比較部21、選択出力部22を設け
る。

命令制御部20は、命令フェッチ部24、命令デコーダ2
5、命令発信制御部26を有し、また、比較部21は非数値
検出ユニット27、演算ユニット28を有する。

いま第７図に示す如き、マスクデータＭを作成すると
きは命令フエッチ部24で命令を読み出し、これを命令デ
コーダ25で解読し、命令発信制御部26がこれに応じた制
御を行い、データBi、Ciを演算ユニット部28に送出し、
その大小比較を行い、Bi＞Ciのとき「１」というマスク
データＭを出力する。このとき、選択出力部22は、従来
の形式指定信号が印加されているので、演算ユニット28
からの出力を出力する。

そしてIEEE浮動小数点規格の場合には、これを形式指
定信号として入力すると、選択出力部22は非数値検出ユ
ニット27の出力データを出力する。このとき、命令フエ
ッチ部24は同様に命令フエッチ、命令デコーダ25でその
解読を行い。命令発信制御部26がこれに応じて指定され
たデータを非数値検出ユニット27に入力する。このと
き、非数値を除くための命令が命令デコーダ25により解
読されて非数値検出ユニット27が動作制御され、入力デ
ータが非数値の場合は、マスクすることを示す例えば
「０」、数値の場合はマスクしないことを示す例えば
「１」が出力され、これが選択出力部22より出力される
ことになる。

このように、非数値を除くための命令が必要となり、
これにともなって命令デコーダ25に前記命令を解読する
ための新機能部分25−１を設けたり、非数値検出ユニッ
ト27等が必要になるという問題がある。

したがって本発明では、IEEE浮動小数点規格等の非数
値等を扱う場合において、命令を追加することなく、非
数値等の特定値を取扱うことが可動にできる浮動小数点
演算方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を遂行するため、本発明では、第１図（Ａ）
に示す如く、演算ユニット２に特定値比較部３を設け、
IEEE浮動小数点規格処理の場合には、特定値として、第
６図（Ｅ）で示した非数値（指数部EXPがオール
「１」、仮数部Ｆがオール「０」ではない）を伝達す
る。

ところで通常、ベクトル演算命令のうちコンペア・ス
カラ・ロングは、第１図（Ｂ）で示すように、そのＸ
部に８が記入されているときは「常に条件不成立」とい
うことを比較条件として演算する命令となる。しかしこ
のようなことは実際の操作ではおこりえないので、本発
明では例えばこれを第１図（Ｂ）で示す如く「非数値
検出」という比較条件に置換して使用する。

したがって演算ユニット２に特定値比較部３を設け、
IEEE浮動小数点規格形式で動作しているとき、これに特
定値として第６図（Ｅ）で示した非数値を伝達してお
き、命令デコーダ５がこの非数値検出命令を解読したと
き、読込んだデータが非数値か否かを検出制御させる。

すなわち、第１図（Ａ）において、IEEE浮動小数点規
格形式で動作しているとき、命令フエッチ部４から読込
まれた命令が命令デコーダ５で解読され、それが前記非
数値検出命令のとき、命令発信制御部６はこれにもとづ
きデコーダを特定値比較部３に送出して非数値か否かチ
ェックを行わせる。

〔作用〕

本発明では、既存の命令を非数値検出用に使用するこ
とができるので、命令デコーダに新機能を追加すること
なく、IEEE浮動小数点規格形式のデータをも処理するこ
とができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を、第２図及び第３図に基づき、他
図を参照して説明する。

第２図は本発明の一実施例構成図であり、第３図
（Ａ）は命令形式を示し、第３図（Ｂ）は演算状態を示
す。

第２図において、第１図と同記号は同一部分を示し、
７は比較部である。

第３図は命令フォーマットであり、「FE」はベクトル
演算命令であることを示し、「６」はコンペア・スカラ
・ロングを示し、Ｘは第１図（Ｂ）の比較条件を示
し、R₁〜R₃は、R₂で示されるスカラ・レジスタ上の第２
オペランドと、R₃で示されるベクトル・レジスタ上の第
３オペランドを比較し、Ｘの比較条件により求められた
結果をR₁で示されるマスク・レジスタMRに格納すること
を示し、R₄はこの演算マスク機能を有効とするか無効と
するかを示している。

例えばＸに「８」を記入するとき、前記状態で比較が
行われ、非数値のとき例えば「０」がR₁で示されるマス
ク・レジスタMRに記入され、非数値でなければ「１」が
記入されることになる。

次に第２図に示す本発明の動作について説明する。

まず形式指定信号として、従来の浮動小数点形式で動
作するのか、IEEE浮動小数点形式で動作するかを示す形
式指定信号を入力する。後者で動作する場合、例えば
「１」を入力する。

いま、IEEE浮動小数点形式で動作するとき、命令フエ
ッチ部４から読取った命令が命令デコーダ５で解読さ
れ、これが前記第３図（Ａ）のＸに「８」が記入された
ものであるとき、非数値検出制御が行われる。

命令発信制御部６は、R₂で示されたスカラ・レジスタ
上の第２オペランドのデータ…第３図（Ｂ）のＳを読み
出して、これを特定値として特定値比較部３に入力す
る。また命令発信制御部６は、R₃で示されるベクトル・
レジスタ上の第３オペランドA₀、A₁……A_nを順次読出し
てこれを特定値比較部３に入力し、前記特定値と比較す
る。もし一致すれば特定値比較部３は、例えば「０」を
出力し、不一致のとき「１」を出力し、これらをR₁で示
されるマスク・レジスタMRに順次記入される。

ところで、従来の浮動小数点形式で動作させる場合
は、特定値比較部３は非動作状態となり比較部７が動作
状態となり、従来のものと同様な制御が行われる。また
特定値と比較しない場合でも、比較部７が動作状態とな
り、２つの値の例えば大小比較等の比較処理を行わせる
ものである。

なお、前記説明では、第１図（Ｂ）に示す「常に条
件不成立」という比較条件を「非数値検出」に転用した
例について説明したが、本発明は勿論これのみに限定さ
れるものではなく、他の比較条件を転用することができ
る。また演算ユニット２が１つの例を示したが勿論複数
設けることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば従来より存在する命令をIEEE浮動小数
点規格形式の命令に転用することができるので、命令デ
コーダや命令発信制御部をほとんど変更することなく、
少ないハード量で従来浮動小数点形式、IEEE浮動小数点
規格形式の動作を選択的に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は命令フォーマット及び動作説明図、 第４図は浮動小数点形式説明図、 第５図はIEEE浮動小数点形式説明図、 第６図はIEEE浮動小数点形式のデータ内容説明図、 第７図はベクトル演算説明図、 第８図は従来例説明図である。 １……命令制御部 ２……演算ユニット ３……特定値比較部 ４……命令フエッチ部 ５……命令デコーダ ６……命令発信制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/16 G06F 7/00 G06F 7/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２つの浮動小数点規格を扱う１
   つ乃至複数の演算ユニットと、前記浮動小数点規格のい
   ずれの規格で処理を行うかを指定する浮動小数点規格指
   定手段と、命令を制御するための命令制御部と、前記命
   令制御部で処理する命令の形式は、少なくとも命令コー
   ドと、複数のレジスタ・オペランド部を有し、前記演算
   ユニットのうち少なくとも１つは命令制御部からの命令
   コードによって、各オペランドの内容の大小比較処理を
   行うデータ処理装置において、 前記比較処理を実行する演算ユニット内に、前記浮動小
   数点規格で予め決められた非数値を示す特定値と、オペ
   ランドの内容を比較する特定値比較手段を設け、 前記浮動小数点規格指定手段であらかじめ浮動小数点規
   格を指定し、前記命令コードが非数値を示す特定な値と
   の比較処理の指示がなされたときに、前記比較手段によ
   り同一命令コードで指示されたレジスタに記入された非
   数値を示す特定値とオペランドの内容の比較し、その一
   致不一致を出力するように構成したことを特徴とするデ
   ータ処理装置。
2. 【請求項２】前記浮動小数点規格指定手段でIEEE浮動小
   数点規格データを扱わない規格が指定された場合と前記
   命令コードが非数値比較として指定されない場合には、
   前記演算ユニットは各オペランドの内容の大小の比較処
   理を行うことを特徴とする請求項（１）記載のデータ処
   理装置。