JP3406286B2 - 並列処理装置および並列処理方法 - Google Patents

並列処理装置および並列処理方法

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JP3406286B2 JP2000276198A JP2000276198A JP3406286B2 JP 3406286 B2 JP3406286 B2 JP 3406286B2 JP 2000276198 A JP2000276198 A JP 2000276198A JP 2000276198 A JP2000276198 A JP 2000276198A JP 3406286 B2 JP3406286 B2 JP 3406286B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、並列処理装置の処
理結果を集計する並列処理装置にかかわり、特に、高速
で低電力に処理結果を集計する並列処理装置および並列
処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、計算機の分野においてより高速な
処理を目指すために、並列に計算などの処理を行う並列
処理装置が数多く研究・開発されている。並列処理装置
の構成の1つに、単体で処理を行うことが可能なセル
(プロセッシング・エレメントとも言う)を複数マトリ
クス状に配置したせるアレイとし、このセルアレイ内の
各セルが並列に動作することにより、計算処理を行うも
のがある。セルアレイで構成された並列処理装置では、
画像処理など多くのデータに対して共通の演算を並列に
行うSIMD(single instruction, multiple data)
処理を、高速・低電力に行うことが可能である。
【0003】上記並列処理を行う装置の例として、各セ
ル内に指紋センサと指紋認証回路を持ち、全セルの並列
動作により指紋センサで採取した指紋が登録されている
指紋と同一であるかを処理する処理回路(重松ら、米国
特許出願番号091472.392)や、各セルが画像処理回路を
持ち、全セルの並列動作で、光学センサ等により取得し
た画像に対する各種画像処理を行う装置(J.C.Gealow
ら、"System Design forPixel-Parallel Image Process
ing",IEEE Transaction on very large scale integrat
ion systems, vol. 4, no. 1, 1996)などがある。
【0004】上記のセルアレイで構成された並列処理装
置に関して簡単に説明する。この並列処理装置は、図1
7に示すように、処理回路を備えたセル1701が、マ
トリクス状の複数配置され、各セル1701は、制御回
路1702から与えられたデータと命令を元に並列に処
理を行う。各セル1701の並列処理が終了すると、制
御回路1702は各セル1701の処理回路が出力した
処理結果を集計し、全体の処理結果を生成して出力す
る。
【0005】セルを大量に備えている場合、各セル内の
処理回路は簡略化され、各セル内の処理回路の処理結果
は、真・偽や数桁の数程度となる。上記のセルアレイ構
成の並列処理装置がよく用いられる応用として、画像処
理があるが、画像処理の場合は、各セルが処理対象の画
像を構成している数ドットに対して所定の処理を行う。
例えばパタンマッチングなどの画像処理を行う場合、各
セルは、各セルに割り当てられた画像内のドットに対し
て画像処理を行い、照合結果として真・偽などを出力す
る。各処理の並列処理終了後、制御回路は、いくつのセ
ルの処理回路が真を出力しているかを集計し、集計した
真の数により画像の一致率などを計算し、パタンマッチ
ング処理結果として生成する。
【0006】上記の並列処理装置のように、大量の処理
回路が独立・分散している場合、各処理回路が処理した
データを一カ所に収集する必要があり、収集する処理が
高速でないと、並列処理による演算高速化の効果が失わ
れてしまう。処理したデータを一カ所に収集する並列処
理装置の集計処理には、DRAM(ダイナミックランダ
ムアクセスメモリ)などと同様にしてセルアレイから処
理結果を読み出して集計する方法や、各セルが処理結果
をバケツリレー的に転送して集計する方法などが用いら
れている。
【0007】DRAMなどと同様にしてセルアレイから
処理結果を読み出して集計する第1の方法では、次に示
すようにして各セルから処理結果を読み出す。この第1
の方法では、図18に示すように、まず、各セル180
1内の処理回路1802が、制御線1821を介して送
られてくるセレクト信号により制御されるスイッチ素子
1803を介してデータバス1822に接続されてい
る。セレクト信号は、制御回路1811からの信号によ
りセレクト信号発生回路1812から発生され、セルア
レイの同じ行にあるセル1801には同じセレクト信号
が入力される。
【0008】スイッチ素子1803を介して接続するデ
ータバス1822は、セルアレイの各列ごとに共通に接
続され、セレクタ1813に接続されている。データバ
ス1822が接続されるセレクタ1813は、制御回路
1811からの信号により、順に1つのデータバス18
22を選択し、選択したデータバス1822を制御回路
1811内のカウンタ1811aに接続する。
【0009】上記のように各セル1801と制御線18
21,データバス1822が接続された図18の並列処
理回路では、すべてのセル1801の処理が終了する
と、まず、制御回路1811は、セレクト信号発生回路
1812を制御して1行ずつ制御線1821を有効と
し、有効とした制御線1821に接続しているセル18
01のスイッチ素子1803をオン状態とする。スイッ
チ素子1803がON状態となったセル1801は、処
理回路1802の処理結果をスイッチ素子1803を介
してデータバス1822に出力する。
【0010】データバス1822に出力された処理結果
は、セレクタ1813に入力される。セレクタ1813
では、各列のデータバス1822に出力された処理結果
を、1列ごとに順に選択してカウンタ1811aに送出
する。そして、カウンタ1811aは、1列ごとに順に
送られてきた処理結果をカウントすることで、全セル1
801の処理結果を集計する。このカウンタ1811a
カウントにより、すべてのセル1801の処理結果が集
計される。しかしながら、上記の第1の方法では、制御
線を選択するセレクト信号発生回路やデータバスを選択
するセレクタが必要となり、並列処理回路の面積が増大
する。また、各セルの処理回路は、処理結果を出力する
ためにデータバスを駆動する必要があり、速度の低下や
消費電力の増加を招く。
【0011】各セルが処理結果をバケツリレー的に転送
して集計する第2の方法では、次のようにして各セルか
ら処理結果を読み出す。この第2の方法では、図19に
示すように、各セル1901は処理回路1902の他に
レジスタ1903とセレクタ1904を持ち、セレクタ
1904が入力信号線1921で入力される隣のセル1
901からのデータと処理回路1902からの処理結果
とを選択し、レジスタ1903に入力する。レジスタ1
903は、書き込み信号線1922を介した制御回路1
911からの書き込み信号によりセレクタ1904から
の信号を保持し、この保持した信号を隣のセル1901
に出力する。全てのセル1901は一列につながり、最
後のセル1901の出力が制御回路1911内のカウン
タ1911aに入力される。
【0012】第2の方法では、上記の構成の並列処理装
置において、まず、全てのセル1901の処理が終了す
ると、セレクタ1904が処理回路1902の処理結果
を選択することで、処理結果がレジスタ1903に保持
される。次に、セレクタ1904は、隣のセル1901
からの信号を選択し、すべてのセル1901内のレジス
タ1903に対して書き込み信号を送ることで、レジス
タ1903に保持していた処理結果を隣のセル1901
に転送する。この処理結果の転送を全セル1901の個
数回繰り返すことで、全セル1901の処理結果をカウ
ンタ1911aに送信することができ、カウンタ191
1aは送られてきた処理結果をカウントすることで、処
理結果の集計が可能となる。
【0013】しかし、上記の第2の方法では、全てのセ
ル1901に対して、レジスタ1903の書き込み信号
をセル1901の個数回送信する必要があり、セル19
01の数が多い場合は、多くの電力を消費してしまう。
また、書き込み信号の送信時に、遅延等によるスキュー
が信号に発生した場合、レジスタ1903が書き込みを
失敗してしまう可能性がある。レジスタ1903の書き
込み失敗を防ぐためには、書き込み信号を多相にした
り、書き込み信号線に遅延回路等を挿入する必要があ
り、集計速度の低下を招いてしまう。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の並列処理では、まず、DRAMなどと同様にして
セルアレイから処理結果を読み出して集計する場合、制
御線を選択するセレクト信号発生回路やデータバスを選
択するセレクタが必要となり、並列処理回路の面積が増
大するという問題があった。また、この方式の場合、各
セルの処理回路は、処理結果を出力するためにデータバ
スを駆動する必要があり、速度の低下や消費電力の増加
を招くという問題があった。一方、各セルが処理結果を
バケツリレー的に転送して集計する方式では、全てのセ
ルに対して、レジスタの書き込み信号をセルの個数回送
信する必要があり、セルの数が多い場合は、多くの電力
を消費するという問題があった。また、書き込み信号の
送信時に、遅延等によるスキューが信号に発生した場
合、レジスタが書き込みを失敗してしまう可能性がある
が、この書き込み失敗を防ぐためには、書き込み信号を
多層にしたり、書き込み信号線に遅延回路等を挿入する
必要があり、集計速度の低下を招くという問題があっ
た。
【0015】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、処理を行う複数のセルから
構成された並列処理装置において、全セルの処理結果を
高速・低電力に集計できるようにすることを目的とす
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の並列処理装置
は、任意の処理を行う処理回路を備えた複数のセルと、
このセル内に各々備えられ、同一のセル内の処理回路の
処理結果に応じて信号の伝搬遅延が変化し、複数のセル
にわたってすべてが直列に接続された可変遅延回路と、
この可変遅延回路すべてが直列に接続された可変遅延回
路列の最初の可変遅延回路に対して測定入力信号を出力
する信号出力手段と、この信号出力手段から出力された
測定入力信号と、この測定入力信号が可変遅延回路列の
最初の可変遅延回路に入力されたことにより可変遅延回
路列の最後の可変遅延回路より出力される測定出力信号
とを入力し、測定入力信号と測定出力信号とにより可変
遅延回路列の信号伝搬遅延時間を求める遅延カウンタ
と、この遅延カウンタが求めた可変遅延回路列の信号伝
搬遅延時間により複数のセル内の処理回路の処理結果を
集計する集計手段とを備えたものである。この発明によ
れば、各セルに処理回路の処理結果に応じて信号の伝搬
遅延が変化して複数のセルにわたってすべてが直列に接
続された可変遅延回路を設けたので、複数のセルにおけ
る処理回路の処理結果の集計が、可変遅延回路列におけ
る測定入力信号の伝搬遅延に反映する。
【0017】上記発明において、処理回路は、第1の処
理結果と第2の処理結果とを出力し、可変遅延回路は、
第1の処理結果を受けるとこの可変遅延回路を伝搬する
信号を第1の時間遅延させ、第2の処理結果を受けると
この可変遅延回路を伝搬する信号を第2の時間遅延させ
るようにしてもよい。また、複数のセルを備えた複数の
ブロックが設けられ、信号出力手段から出力された測定
入力信号は、各々のブロック内の最初の可変遅延回路各
々に入力され、遅延カウンタは、ブロック内の最後の可
変遅延回路の出力端に接続されてブロック毎に設けられ
ているようにしてもよい。また、上記発明において、複
数のセルに設けられた各々処理回路は、全て同一であ
る。
【0018】上記発明において、複数のセルを備えた複
数のブロックと、各々のブロック内の最後の可変遅延回
路の出力端が接続され、複数のブロックいずれかを選択
して選択したブロックの最後の可変遅延回路から出力さ
れた測定出力信号を出力するセレクタとを備え、信号出
力手段から出力された測定入力信号は、各々のブロック
内の最初の可変遅延回路各々に入力され、遅延カウンタ
は、セレクタから出力された測定出力信号と測定入力信
号とにより信号伝搬遅延時間を求めるようにしてもよ
い。
【0019】本発明の他の形態における並列処理装置で
は、上記の遅延カウンタを、入力された測定入力信号と
測定出力信号の一方が第1のレベルで他方が第2のレベ
ルとのとき第2のレベルの信号を出力する遅延検出回路
と、この遅延検出回路より出力された信号が第2のレベ
ルのときだけ所定の周波数のパルス信号を発信するパル
ス発生回路と、このパルス発生回路が発信したパルス信
号のパルス数をカウントするパルスカウンタとから構成
した。この発明によれば、各セルに処理回路の処理結果
に応じて信号の伝搬遅延が変化して複数のセルにわたっ
てすべてが直列に接続された可変遅延回路を測定入力信
号が通過して測定出力信号として出力され、測定入力信
号が第1のレベルで測定出力信号が第2のレベルの間
は、遅延カウンタから第2のレベルの信号が出力され、
パルス発生回路から発信されたパルス信号がパルスカウ
ンタでカウントされる。
【0020】本発明の他の形態における並列処理装置で
は、前記の遅延カウンタを、入力された測定入力信号を
入力するセット端子と入力された測定出力信号を入力す
るリセット端子とセット端子に入力する測定入力信号が
第1のレベルから第2のレベルに変化してからリセット
端子に入力する測定出力信号が第1のレベルから第2の
レベルに変化するまで第2のレベルの信号を出力する出
力端子とを持つセット・リセット−フリップ・フロップ
と、このセット・リセット−フリップ・フロップの出力
端子より出力された信号が第2のレベルのときだけ所定
の周波数のパルス信号を発信するパルス発生回路と、こ
のパルス発生回路が発信したパルス信号のパルス数をカ
ウントするパルスカウンタとから構成した。この発明に
よれば、各セルに処理回路の処理結果に応じて信号の伝
搬遅延が変化して複数のセルにわたってすべてが直列に
接続された可変遅延回路を測定入力信号が通過して測定
出力信号として出力され、この測定出力信号が第2のレ
ベルに変化するまで、セット・リセット−フリップ・フ
ロップの出力端子からの信号は第2のレベルとなり、パ
ルス発生回路から発信されたパルス信号がパルスカウン
タでカウントされる。
【0021】本発明の他の形態における並列処理装置
は、前記の可変遅延回路を、第1のトランジスタからな
る高速信号パスと、第1のトランジスタより応答速度が
遅い第2のトランジスタからなり高速信号パスより伝搬
遅延が大きい低速信号パスと、処理回路の処理結果に応
じて高速信号パスと低速信号パスとのいずれかを選択す
るスイッチ素子とから構成し、信号出力手段から出力さ
れた測定入力信号を、高速信号パスと低速信号パスのう
ちスイッチ素子で選択された方を通過させるようにした
ものである。この発明によれば、セル内の処理回路の処
理結果に応じて可変遅延回路の高速信号パスと低速信号
パスとが切り替えられることで、信号の伝搬遅延が変化
する。
【0022】本発明の並列処理方法は、任意の処理を行
う処理回路を備えた複数のセルと、このセル内に各々備
えられ、同一のセル内の処理回路の処理結果に応じて信
号の伝搬遅延が変化し、複数のセルにわたってすべてが
直列に接続された可変遅延回路と、可変遅延回路すべて
が直列に接続された可変遅延回路列の最初の可変遅延回
路に対して測定入力信号を出力する信号出力手段と、こ
の信号出力手段から出力された測定入力信号と可変遅延
回路列の最後の可変遅延回路より出力される測定出力信
号とを入力する遅延カウンタとを備え、複数のセル内の
各々の処理回路が所定の処理を行う第1のステップと、
複数のセルにわたって処理回路が行った処理結果に基づ
いてこの処理回路のセル内の可変遅延回路の信号の伝搬
遅延を変更する第2のステップと、信号出力手段から出
力された測定入力信号を遅延カウンタと可変遅延回路列
の最初の可変遅延回路とに同時に入力する第3のステッ
プと、信号出力手段より出力された測定入力信号が可変
遅延回路列の最初の可変遅延回路に入力されたことによ
り可変遅延回路列の最後の可変遅延回路より出力された
測定出力信号を遅延カウンタに入力する第4のステップ
と、遅延カウンタに入力された測定入力信号と遅延カウ
ンタに入力された測定出力信号との時間的な差により可
変遅延回路列の信号伝搬遅延時間を求める第5のステッ
プと、可変遅延回路列の信号伝搬遅延時間により複数の
セル内の処理回路の処理結果を集計する第6のステップ
とを備えるようにしたものである。この発明によれば、
各セルに処理回路の処理結果に応じて信号の伝搬遅延が
変化して複数のセルにわたってすべてが直列に接続され
た可変遅延回路を設け、この可変遅延回路からなる可変
遅延回路列に測定入力信号を入力するので、複数のセル
における処理回路の処理結果の集計が、可変遅延回路列
より出力される測定出力信号の状態に反映して得られ
る。
【0023】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の遅延カウンタを、入力された測定入力信号と
測定出力信号の一方が第1のレベルで他方が第2のレベ
ルとのとき第2のレベルの信号を出力する遅延検出回路
と、この遅延検出回路より出力された信号が第2のレベ
ルのときだけ所定の周波数のパルス信号を発信するパル
ス発生回路と、このパルス発生回路が発信したパルス信
号のパルス数をカウントするパルスカウンタと構成し、
前記第3のステップでは、信号出力手段は出力する測定
入力信号を所定の期間第2のレベルとした後第1のレベ
ルとし、前記第5のステップでは、遅延カウンタが入力
する測定入力信号が第1のレベルとなってから遅延検出
回路が入力する測定出力信号が第1のレベルとなるまで
の間、遅延検出回路が第2のレベルの信号を出力してパ
ルス発生回路より所定の周波数のパルス信号を発信さ
せ、このパルス発生回路より発信するパルス信号のパル
ス数をパルスカウンタでカウントすることで可変遅延回
路列の信号伝搬遅延時間を求めようとしたものである。
【0024】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の遅延カウンタを、入力された測定入力信号を
入力するセット端子と入力された測定出力信号を入力す
るリセット端子とセット端子に入力する測定入力信号が
第1のレベルから第2のレベルに変化してからリセット
端子に入力する測定出力信号が第1のレベルから第2の
レベルに変化するまで第2のレベルの信号を出力する出
力端子とを持つセット・リセット−フリップ・フロップ
と、このセット・リセット−フリップ・フロップの出力
端子より第2のレベルの信号が出力されているときだけ
所定の周波数のパルス信号を発信するパルス発生回路
と、このパルス発生回路が発信したパルス信号のパルス
数をカウントするパルスカウンタとから構成し、前記第
3のステップでは、信号出力手段は出力する測定入力信
号を第1のレベルの状態より所定の期間第2のレベルと
し、第5のステップでは、遅延カウンタが入力する測定
入力信号が第1のレベルから第2のレベルに変化してか
ら遅延カウンタが入力する測定出力信号が第1のレベル
から第2のレベルに変化するまでの間、セット・リセッ
ト−フリップ・フロップが第2のレベルの信号を出力し
てパルス発生回路より所定の周波数のパルス信号を発信
させ、このパルス発生回路より発信するパルス信号のパ
ルス数をパルスカウンタでカウントすることで可変遅延
回路列の信号伝搬遅延時間を求めようとしたものであ
る。
【0025】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の可変遅延回路を、第1のトランジスタからな
る高速信号パスと、第1のトランジスタより応答速度が
遅い第2のトランジスタからなる低速信号パスと、処理
回路の処理結果に応じて高速信号パスと低速信号パスと
のいずれかを選択するスイッチ素子とから構成し、第2
のステップでは、信号出力手段から出力される測定入力
信号の通過経路として、処理回路が行った処理結果に基
づいてスイッチ素子で高速信号パスもしくは低速信号パ
スのいずれかを選択することで可変遅延回路の信号の伝
搬遅延を変更しようとしたものである。
【0026】また、本発明の並列処理装置は、任意の処
理を行う処理回路を備えた複数のセルと、セル内に各々
備えられ、同一のセル内の処理回路の処理結果に応じて
第2のレベルから第1のレベルへ変化する信号の伝搬遅
延が変化し、複数のセルにわたってすべてが直列に接続
された可変遅延回路と、この可変遅延回路すべてが直列
に接続された可変遅延回路列の最初の可変遅延回路に対
して第1のレベルから第2のレベルに変化してから所定
の第1の時間の後で第1のレベルに戻る測定入力信号を
出力する信号出力手段と、この信号出力手段が出力した
測定入力信号が可変遅延回路列の最初の可変遅延回路に
入力されたことにより可変遅延回路列の最後の可変遅延
回路より出力される測定出力信号を入力し、測定出力信
号が第1のレベルから第2のレベルに変化してからまた
第1のレベルに戻るまでの第2の時間を測定することで
可変遅延回路列の信号伝搬遅延時間を求める遅延カウン
タと、この遅延カウンタが求めた可変遅延回路列の信号
伝搬遅延時間により複数のセル内の処理回路の処理結果
を集計する集計手段とを備えるようにしたものである。
この発明によれば、各セルに処理回路の処理結果に応じ
て信号の伝搬遅延が変化して複数のセルにわたってすべ
てが直列に接続された可変遅延回路を設けたので、複数
のセルにおける処理回路の処理結果の集計が、可変遅延
回路列における測定入力信号が第2のレベルから第1の
レベルに変化するときの伝搬遅延に反映する。
【0027】本発明の他の形態における並列処理装置
は、前記の遅延カウンタを、入力された信号が第2のレ
ベルのときだけ所定の周波数のパルス信号を発信するパ
ルス発生回路と、このパルス発生回路が発信したパルス
信号のパルス数をカウントするパルスカウンタとから構
成したものである。この発明によれば、各セルに処理回
路の処理結果に応じて信号の伝搬遅延が変化して複数の
セルにわたってすべてが直列に接続された可変遅延回路
を測定入力信号が通過して測定出力信号として出力さ
れ、この測定出力信号が第2のレベルの間は、パルス発
生回路からパルス信号が発信されてパルスカウンタでカ
ウントされる。
【0028】本発明の他の形態における並列処理装置
は、前記の可変遅延回路を、第1のトランジスタからな
る高速信号パスと、この第1のトランジスタより応答速
度が遅い第2のトランジスタと第1のトランジスタから
なり、第2のレベルから第1のレベルへ変化する信号の
伝搬遅延が大きい低速信号パスと、処理回路の処理結果
に応じて高速信号パスと低速信号パスとのいずれかを選
択するスイッチ素子とから構成し、信号出力手段から出
力された測定入力信号は、高速信号パスと低速信号パス
のうちスイッチ素子で選択された方を通過させるように
したものである。
【0029】また、本発明の並列処理方法は、任意の処
理を行う処理回路を備えた複数のセルと、セル内に各々
備えられ、同一のセル内の処理回路の処理結果に応じて
第2のレベルから第1のレベルへ変化する信号の伝搬遅
延が変化し、複数のセルにわたってすべてが直列に接続
された可変遅延回路と、この可変遅延回路すべてが直列
に接続された可変遅延回路列の最初の可変遅延回路に対
して第1のレベルと第2のレベルとに変化する測定入力
信号を出力する信号出力手段と、可変遅延回路列の最後
の可変遅延回路より出力される測定出力信号を入力し、
測定出力信号が第1のレベルから第2のレベルに変化し
てからまた第1のレベルに戻るまでの時間を測定する遅
延カウンタとを備え、複数のセル内の各々の処理回路が
所定の処理を行う第1のステップと、複数のセルにわた
って、処理回路が行った処理結果に基づいてこの処理回
路のセル内の可変遅延回路における第2のレベルから第
1のレベルへ変化する信号の伝搬遅延を変更する第2の
ステップと、信号出力手段から可変遅延回路列の最初の
可変遅延回路に入力する測定入力信号を第1のレベルか
ら第2のレベルに変化させてから所定の第1の時間の後
で第1のレベルに戻す第3のステップと、信号出力手段
が出力した測定入力信号が可変遅延回路列の最初の可変
遅延回路に入力されたことにより可変遅延回路列の最後
の可変遅延回路より出力された測定出力信号を遅延カウ
ンタに入力する第4のステップと、遅延カウンタに入力
された測定出力信号が第1のレベルから第2のレベルに
変化してからまた第1のレベルに戻るまでの第2の時間
を測定することで可変遅延回路列の信号伝搬遅延時間を
求める第5のステップと、可変遅延回路列の信号伝搬遅
延時間により複数のセル内の処理回路の処理結果を集計
する第6のステップとを備えるようにしたものである。
この発明によれば、各セルに処理回路の処理結果に応じ
て信号の伝搬遅延が変化して複数のセルにわたってすべ
てが直列に接続された可変遅延回路を設け、この可変遅
延回路からなる可変遅延回路列に測定入力信号を入力す
るので、複数のセルにおける処理回路の処理結果の集計
が、可変遅延回路列における測定入力信号が第2のレベ
ルから第1のレベルに変化するときの伝搬遅延に反映し
て得られる。
【0030】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の遅延カウンタを、入力された信号が第2のレ
ベルのときだけ所定の周波数のパルス信号を発信するパ
ルス発生回路と、このパルス発生回路が発信したパルス
信号のパルス数をカウントするパルスカウンタとが構成
し、第5のステップでは、遅延カウンタに入力する測定
出力信号が第1のレベルより第2のレベルとなってから
また第1のレベルに戻るまでの間、パルス発生回路より
所定の周波数のパルス信号を発信させ、このパルス発生
回路より発信するパルス信号のパルス数をパルスカウン
タでカウントすることで可変遅延回路列の信号伝搬遅延
時間を求めようとするものである。
【0031】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の可変遅延回路を、第1のトランジスタからな
る高速信号パスと、この第1のトランジスタより応答速
度が遅い第2のトランジスタと第1のトランジスタから
なり、第2のレベルから第1のレベルへ変化する信号の
伝搬遅延が大きい低速信号パスと、処理回路の処理結果
に応じて高速信号パスと低速信号パスとのいずれかを選
択するスイッチ素子とから構成し、第2のステップで
は、信号出力手段から出力される測定入力信号の通過経
路として、処理回路が行った処理結果に基づいてスイッ
チ素子で高速信号パスもしくは低速信号パスのいずれか
を選択することで可変遅延回路における第2のレベルか
ら第1のレベルへ変化する信号の伝搬遅延を変更しよう
とするものである。
【0032】本発明の他の形態における並列処理装置
は、前記の可変遅延回路を、第1導電型のチャネルの第
1のMOSトランジスタと第2導電型のチャネルの第2
のMOSトランジスタからなる第1および第2のインバ
ータ回路からなる信号パスと、第1導電型のチャネルの
第3のMOSトランジスタおよびこの第3のMOSトラ
ンジスタと電源供給量が異なる第1導電型のチャネルの
第4のMOSトランジスタが並列に接続された並列回路
とから構成し、第1のインバータ回路または第2のイン
バータ回路もしくは第1と第2のインバータ回路の第1
のMOSトランジスタのソース端子に並列回路を介して
電源が接続され、処理回路の処理結果に応じた制御信号
は、第3のMOSトランジスタのゲートにインバータ素
子を介して入力され、第4のMOSトランジスタのゲー
トに直接入力されるようにしたものである。この発明に
よれば、第3および第4のMOSトランジスタのゲート
に入力される制御信号に応じ、信号パスの信号伝搬遅延
が変化する。
【0033】本発明の他の形態における並列処理装置
は、前記の処理回路から処理結果に応じて2つ以上の制
御信号を出力させ、前記の可変遅延回路は、第1導電型
のチャネルの第1のMOSトランジスタと第2導電型の
チャネルの第2のMOSトランジスタからなる第1およ
び第2のインバータ回路からなる信号パスと、第1導電
型のチャネルの互いに電源供給量が異なる2つ以上の電
源供給MOSトランジスタと抵抗器とが並列に接続され
た並列回路とから構成し、第1のインバータ回路または
第2のインバータ回路もしくは第1と第2のインバータ
回路の第1のMOSトランジスタのソース端子に並列回
路を介して電源が接続され、処理回路から出力される2
つ以上の制御信号がいずれかの電源供給MOSトランジ
スタのゲート電極に入力されるようにしたものである。
この発明によれば、電源供給MOSトランジスタのゲー
トに入力される制御信号に応じ、電源供給MOSトラン
ジスタの数に応じたビット数で信号パスの信号伝搬遅延
が他段階に変化する。
【0034】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の可変遅延回路を、第1導電型のチャネルの第
1のMOSトランジスタと第2導電型のチャネルの第2
のMOSトランジスタからなる第1および第2のインバ
ータ回路からなる信号パスと、第1導電型のチャネルの
第3のMOSトランジスタおよびこの第3のMOSトラ
ンジスタと電源供給量が異なる第1導電型のチャネルの
第4のMOSトランジスタが並列に接続された並列回路
とから構成し、第1のインバータ回路または第2のイン
バータ回路もしくは第1と第2のインバータ回路の第1
のMOSトランジスタのソース端子に並列回路を介して
電源が接続された状態とし、第2のステップでは、処理
回路の制御信号が、第3のMOSトランジスタのゲート
にインバータ素子を介して入力され、第4のMOSトラ
ンジスタのゲートに直接入力された結果、処理回路の処
理結果に応じて第3もしくは第4のMOSトランジスタ
のいずれかがオンになることで、信号パスにおける信号
の伝搬遅延を変更して可変遅延回路の信号伝搬遅延を変
更しようとするものである。
【0035】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の可変遅延回路を、第1導電型のチャネルの第
1のMOSトランジスタと第2導電型のチャネルの第2
のMOSトランジスタからなる第1および第2のインバ
ータ回路からなる信号パスと、第1導電型のチャネルの
第3のMOSトランジスタおよびこの第3のMOSトラ
ンジスタと電源供給量が異なる第1導電型のチャネルの
第4のMOSトランジスタが並列に接続された並列回路
とから構成し、第1のインバータ回路または第2のイン
バータ回路もしくは第1と第2のインバータ回路の第1
のMOSトランジスタのソース端子に並列回路を介して
電源が接続された状態とし、第2のステップでは、処理
回路の制御信号が、第3のMOSトランジスタのゲート
にインバータ素子を介して入力され、第4のMOSトラ
ンジスタのゲートに直接入力された結果、処理回路の処
理結果に応じて第3もしくは第4のMOSトランジスタ
のいずれかがオンになることで、信号パスにおける信号
の伝搬遅延を変更して可変遅延回路における第2のレベ
ルから第1のレベルへ変化する信号の伝搬遅延を変更し
ようとするものである。
【0036】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の処理回路から処理結果に応じて2つ以上の制
御信号を出力させ、前記の可変遅延回路を、第1導電型
のチャネルの第1のMOSトランジスタと第2導電型の
チャネルの第2のMOSトランジスタからなる第1およ
び第2のインバータ回路からなる信号パスと、第1導電
型のチャネルの互いに電源供給量が異なる2つ以上の電
源供給MOSトランジスタと抵抗器とが並列に接続され
た並列回路とから構成し、加えて、第1のインバータ回
路または第2のインバータ回路もしくは第1と第2のイ
ンバータ回路の第1のMOSトランジスタのソース端子
に並列回路を介して電源が接続された状態とし、第2の
ステップでは、処理回路の2つ以上の制御信号が、いず
れかの電源供給MOSトランジスタのゲートに入力され
た結果、処理回路の処理結果に応じて電源供給MOSト
ランジスタのいずれかがオンになることで、このオンに
なった電源供給MOSトランジスタの電源供給量に対応
して信号パスにおける信号の伝搬遅延を変更して可変遅
延回路の信号伝搬遅延を変更しようとするものである。
【0037】本発明の他の形態における並列処理方法
は、前記の処理回路から処理結果に応じて2つ以上の制
御信号を出力させ、前記の可変遅延回路を、第1導電型
のチャネルの第1のMOSトランジスタと第2導電型の
チャネルの第2のMOSトランジスタからなる第1およ
び第2のインバータ回路からなる信号パスと、第1導電
型のチャネルの互いに電源供給量が異なる2つ以上の電
源供給MOSトランジスタと抵抗器とが並列に接続され
た並列回路とから構成し、加えて、第1のインバータ回
路または第2のインバータ回路もしくは第1と第2のイ
ンバータ回路の第1のMOSトランジスタのソース端子
に並列回路を介して電源が接続された状態とし、第2の
ステップでは、処理回路の2つ以上の制御信号が、いず
れかの電源供給MOSトランジスタのゲートに入力され
た結果、処理回路の処理結果に応じて電源供給MOSト
ランジスタのいずれかがオンになることで、このオンに
なった電源供給MOSトランジスタの電源供給量に対応
して信号パスにおける信号の伝搬遅延を変更して可変遅
延回路における第2のレベルから第1のレベルへ変化す
る信号の伝搬遅延を変更しようとするものである。
【0038】本発明の並列処理装置は、任意の処理を行
う処理回路を備えた複数のセルと、このセル内に各々備
えられ、同一のセル内の処理回路の処理結果に応じて信
号の伝搬遅延が変化し、複数のセルにわたってすべてが
直列に接続された可変遅延回路と、この可変遅延回路す
べてが直列に接続された可変遅延回路列の最初の可変遅
延回路に対して測定入力信号を出力する信号出力手段
と、この信号出力手段から出力された測定入力信号と、
この測定入力信号が可変遅延回路列の最初の可変遅延回
路に入力されたことにより可変遅延回路列の最後の可変
遅延回路より出力される測定出力信号とを入力し、測定
入力信号と測定出力信号とにより可変遅延回路列の信号
伝搬遅延時間を求め、複数のセル内の処理回路による処
理結果を求める遅延測定手段とを備えたものである。こ
の発明によれば、各セルに処理回路の処理結果に応じて
信号の伝搬遅延が変化して複数のセルにわたってすべて
が直列に接続された可変遅延回路を設けたので、複数の
セルにおける処理回路の処理結果が、可変遅延回路列に
おける測定入力信号の伝搬遅延に反映する。
【0039】上記発明において、処理回路は、第1の処
理結果と第2の処理結果とを出力し、可変遅延回路は、
第1の処理結果を受けるとこの可変遅延回路を伝搬する
信号を第1の時間遅延させ、第2の処理結果を受けると
この可変遅延回路を伝搬する信号を第2の時間遅延させ
るようにしてもよい。また、複数のセルを備えた複数の
ブロックが設けられ、信号出力手段から出力された測定
入力信号は、各々のブロック内の最初の可変遅延回路各
々に入力され、遅延測定手段は、ブロック内の最後の可
変遅延回路の出力端に接続されてブロック毎に設けられ
ているようにしてもよい。
【0040】上記発明において、複数のセルを備えた複
数のブロックと、各々のブロック内の最後の可変遅延回
路の出力端が接続され、複数のブロックいずれかを選択
して選択したブロックの最後の可変遅延回路から出力さ
れた測定出力信号を出力するセレクタとを設け、信号出
力手段から出力された測定入力信号は、各々のブロック
内の最初の可変遅延回路各々に入力される状態とし、遅
延測定手段は、セレクタから出力された測定出力信号と
測定入力信号とにより信号伝搬遅延時間を求めるように
してもよい。
【0041】また、本発明の並列処理装置は、任意の処
理を行う処理回路を備えた複数のセルと、このセル内に
各々備えられ、同一のセル内の処理回路の処理結果に応
じて第2のレベルから第1のレベルへ変化する信号の伝
搬遅延が変化し、複数のセルにわたってすべてが直列に
接続された可変遅延回路と、この可変遅延回路すべてが
直列に接続された可変遅延回路列の最初の可変遅延回路
に対して第1のレベルから第2のレベルに変化してから
所定の第1の時間の後で第1のレベルに戻る測定入力信
号を出力する信号出力手段と、この信号出力手段が出力
した測定入力信号が可変遅延回路列の最初の可変遅延回
路に入力されたことにより可変遅延回路列の最後の可変
遅延回路より出力される測定出力信号を入力し、測定出
力信号が第1のレベルから第2のレベルに変化してから
また第1のレベルに戻るまでの第2の時間を測定するこ
とで可変遅延回路列の信号伝搬遅延時間を求め、複数の
セル内の処理回路による処理結果を求める遅延測定手段
とを備えたものである。なお、第1の時間は、第2の時
間より長くする。この発明によれば、各セルに処理回路
の処理結果に応じて信号の伝搬遅延が変化して複数のセ
ルにわたってすべてが直列に接続された可変遅延回路を
測定入力信号が通過して測定出力信号として出力され、
この測定出力信号が第2のレベルの間は、パルス発生回
路からパルス信号が発信されてパルスカウンタでカウン
トされる。
【0042】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図を参
照して説明する。 <実施の形態1>はじめに、本発明の第1の実施の形態
について説明する。この実施の形態1の並列処理装置
は、図1に示すように、複数のセル101を配置したセ
ルアレイと制御回路111とを備える。セルアレイを構
成する各セル101は、処理回路102と可変遅延回路
102からなり、処理回路102の処理結果が可変遅延
回路103に入力され、可変遅延回路103は、入力さ
れた処理結果に合わせて、可変遅延回路103を通過す
る信号の遅延時間を変化させる。
【0043】可変遅延回路103の出力は隣のセル10
1の可変遅延回路103に接続され、全てのセル101
の可変遅延回路103が一本の列になるように接続され
る。この可変遅延回路103列の最後の可変遅延回路1
03の出力は、制御回路111内の遅延カウンタ(遅延
測定手段)112に入力される。可変遅延回路103列
の最初の可変遅延回路103の入力は、信号線121を
介して制御回路111に接続され、この信号線121は
遅延カウンタ112にも接続される。制御回路111
は、可変遅延回路103列の最初の可変遅延回路103
に測定入力信号を発信し、この測定入力信号は可変遅延
回路103列の中の全ての可変遅延回路103を伝搬
し、測定出力信号として信号線122を介して遅延カウ
ンタ112に入力される。
【0044】図2にセル101の構成を示す。各セル1
01は、処理回路102と可変遅延回路103から構成
され、処理回路102の処理結果が可変遅延回路103
の制御端子に入力される。可変遅延回路103は、入
力、出力、制御の端子を持ち、制御端子に入力された信
号の状態にあわせて、入力端子に入力された信号を遅ら
せ出力端子に出力する。図3に、図2の可変遅延回路1
03の入力端子に立ち下がり信号が入力された時の、出
力端子から出力される各出力信号の波形の例を示す。こ
の図3の例では、制御端子に入力される制御信号が偽の
場合は、入力端子から出力端子までの遅延は少なく、制
御信号が真の場合は、偽の場合に比べて出端子から信号
が遅れて出力される。なお、真と偽の関係は逆にするこ
とも可能であるが、本実施の形態では、真の時は偽の時
に比べ信号の伝搬が遅れると仮定する。
【0045】また、図20に、処理回路102の例を示
す。これは、光センサ2001が読みとった画像が、登
録されている画像と同一であるかを調べる回路である。
図1に示すように、複数のセル101は、マトリクス状
に配列されており、光センサ2001も、マトリクス状
に配列されることになる。したがって、これらで、2次
元イメージセンサとなる。なお、複数のセル101,す
なわち光センサ2001は、マトリクス状の配置される
必要はなく、直線状に1列に配置するようにしてもよ
い。
【0046】処理回路102は、光の強弱を電気信号に
変える光センサ2001と、光センサ2001により光
電変換された信号をデジタルデータに変換するA/Dコン
バータ2002と、登録画像の1画素分のデータを記憶
するフリップ・フロップ2004と、A/D変換器200
2の出力およびフリップ・フロップの出力を比較して同
一である場合「真」,異なる場合「偽」を出力する比較
回路2003とから構成されている。光センサ2001
が読みとった画像の部分と、フリップ・フロップ200
4に記憶されている登録部分画像データとは、各セル毎
に並列に比較され、この比較結果が、処理結果となり可
変遅延回路103(図1,2)に入力される。この処理
結果を集計することで、画像全体の一致度を求めること
ができる。
【0047】図4に可変遅延回路103の回路構成をよ
り詳細に示す。可変遅延回路103は、通常のトランジ
スタからなるインバータ回路401を2つ接続した高速
パスと、通常のトランジスタに比べ動作が遅いトランジ
スタからなるインバータ回路402を2つ接続した低速
パスがある。制御端子411より入力される制御信号に
より切り替わるスイッチ素子403により、入力された
制御信号に合わせて、高速または低速パスのどちらか一
方が選択される。入力端子412に入力された信号は、
スイッチ素子403により選択されたパスを通過して出
力端子413に出力される。なお、動作の遅い低速トラ
ンジスタは、トランジスタのゲートの幅を広くしたり、
しきい値電圧を高くしたりすることで実現できる。
【0048】上記のセル101を用いた図1の回路にお
ける、動作信号の波形を図5に示す。制御回路111が
発信する測定入力信号は、各セル101の可変遅延回路
103の列を伝搬し、測定出力信号として出力される。
各可変遅延回路103の信号伝搬の遅延時間は、セル1
01での処理結果により変化するため、すべての可変遅
延回路103を伝搬してきた測定出力信号の測定入力信
号に対する遅延時間を測定すれば、全てのセル101の
処理結果を集計することが可能となる。具体的には、セ
ルアレイのセル101の処理結果が全て偽の場合、遅延
時間は最短となり、処理結果が全て真の場合、遅延時間
は最長となる。この遅延時間は、制御回路111内の遅
延カウンタ112により測定され、遅延カウンタ112
の測定結果が、セルアレイ内のセル103すべての処理
結果の集計結果となる。
【0049】図6に遅延カウンタ112を構成する回路
をより詳細に示す。図6に示す回路は、遅延時間の測定
に立ち下がり信号を用いる場合の回路例である。この回
路について説明すると、まず、可変遅延回路103の列
から送信される測定出力信号が、インバータ回路601
を介してNOR回路602に入力される。また、図6に
は示していない制御回路が発信する測定入力信号も、同
じNOR回路602に入力される。NOR回路602の
出力を遅延信号と呼び、測定入力信号がLレベルであ
り、かつ、測定出力信号がHレベルの時だけ、この遅延
信号はHレベルとなる。
【0050】NOR回路602から出力される遅延信号
は、パルス発生回路603に入力され、パルス発生回路
603は、入力された遅延信号がHレベルである期間、
一定の周波数のパルス信号を発生する。パルス発生回路
603の発生するパルス信号は、パルスカウンタ604
に接続され、パルスカウンタ604は、入力されたパル
スの数をカウントして出力する。
【0051】ここで、図6に示した回路構成の遅延カウ
ンタ112の動作波形を図7に示す。まず、測定回路の
初期化のため、測定入力信号がHレベルとなり、セルア
レイ内の全ての可変遅延回路の状態が、Hレベルに設定
される。全ての可変遅延回路の状態がHレベルに初期化
されると、測定出力信号がHレベルになる。この、測定
出力信号がHレベルになることが、初期化の完了を示し
ている。次に、制御回路が測定入力信号をLレベルに立
ち下げると、測定出力信号がHレベルの状態を維持して
いるので、遅延信号がHレベルとなる。
【0052】遅延信号がHレベルの間は、パルス発生回
路がパルスを発生し、パルスカウンタが発生したパルス
の数をカウントする。測定入力信号として各セルに入力
された立ち下がり信号は、可変遅延回路列を伝搬し、最
後に測定出力信号が立ち下がってLレベルとなる。測定
出力信号がLレベルとなると、パルスの発生が停止し、
遅延のカウントが終了する。また、測定出力がLレベル
となることにより、測定の終了が判定できる。そして、
測定出力信号がLレベルとなって測定が終了したとき、
パルスカウンタが示すカウント値が遅延時間を表す値と
なる。
【0053】測定が終了したときのカウンタ値をCと
し、全てのセルの処理結果が偽であるときのカウンタ値
をC0、全てのセルの処理結果が真であるときのカウン
タ値をC1、セルアレイ内のセルの総数をNとすると、
処理結果が真であるセルの総数nは、以下の(1)式で
求めることができる。
【0054】n=(C−C0)÷(C1−C0)×N
・・・(1)で求めることができる。
【0055】上記の図6に示した回路構成の遅延カウン
タ112では、全てのセルの処理の結果発生した遅延時
間の測定(処理結果の集計)を、1つの立ち下がり信号
の伝搬だけで行うことができるため、大量のセルからな
るセルアレイの処理結果を、高速で低消費電力で集計処
理することができる。なお、処理結果の集計は、制御回
路111において、上記(1)式により算出されるよう
にしてもよく、遅延カウンタ122内で行うようにして
もよい。また、各セルの可変遅延回路の初期化は、可変
遅延回路に入力される処理結果の状態に依存しないた
め、処理回路の処理とは無関係に行うことができる。し
たがって、セル内の処理回路が処理を行っている間に初
期化をすることが可能となり、処理結果の集計開始以前
に可変遅延回路の初期化を完了することができるため、
集計のために初期化の時間を設定する必要がなく、すぐ
に測定などの処理を行うことが可能である。
【0056】ところで、図4に示した可変遅延回路の構
成では、温度や電源電圧の変動によりパス時間が変化す
る場合がある。しかしながら、並列処理装置の起動時等
に、全てのセルの処理結果が真であるときの遅延時間を
表す値と偽であるときの遅延時間を表す値(C0,C1
を測定しておくことで、温度や電源電圧等の回路周辺の
環境変動による測定に対する影響を削減し、常に正確な
測定を行うことができる。また、パルス発生回路の発生
するパルスの周波数を変えることで集計の精度を調節す
ることが可能である。例えば、パルスの周波数をより高
くすることで、集計の精度を向上させることができる。
また、この実施の形態1における並列処理方法では、測
定出力信号を観測することで、初期化中や測定中等の集
計動作の状態を容易に判定することが可能である。例え
ば、測定出力信号の観察結果がHレベルなら測定集計中
であるので、次の測定は待機するなどの対処が可能とな
る。
【0057】<実施の形態2>次に、本発明の第2の実
施の形態について説明する。この実施の形態1の並列処
理装置は、上記の実施の形態の並列処理装置における遅
延カウンタを、図8の回路にしたものである。本実施の
形態2の並列処理装置の遅延カウンタ112では、ま
ず、可変遅延回路103の列から送信される測定出力信
号が、セット・リセット−フリップ・フロップ801の
リセット端子Rに入力され、図示していない制御回路が
発信する測定入力信号が、セットリセット−フリップ・
フロップ801のセット端子Sに入力される。
【0058】そして、セット・リセット−フリップ・フ
ロップ801の出力端子Dから遅延信号が出力され、こ
の出力された遅延信号がパルス発生回路603に入力さ
れる。パルス発生回路603では、図6に示した回路と
同様に、入力された遅延信号がHレベルである期間、一
定の周波数のパルス信号を発生する。そして、パルス発
生器603が発生するパルス信号は、パルスカウンタ6
04に入力し、パルスカウンタ604に入力したパルス
信号は、パルスの数がカウントされる。セット・リセッ
ト−フリップ・フロップ801は、セット端子SにHレ
ベル信号が入力されると、出力端子Dに出力される遅延
信号がHレベルとなり、リセット端子RにHレベル信号
が入力されると、出力端子Dに出力される遅延信号がL
レベルとなる回路である。
【0059】次に、上記の図8に示した回路構成の遅延
カウンタ112の動作波形を示す図9を用いて、この実
施の形態2の並列処理装置の集計動作に関して説明す
る。セルアレイの最初のセル101の可変遅延回路10
3に入力される測定入力信号は通常時はLレベルであ
り、測定開始時に、所定のパルス幅の1つのパルス信号
が入力される。このパルスの測定入力信号がセット端子
Sに入力されることにより、セット・リセット−フリッ
プ・フロップ801の出力がHレベルとなり、パルス発
生回路603がパルスを発生し、遅延時間のカウントが
開始される。パルスの測定入力信号は、セルアレイ内の
可変遅延回路103の列を伝搬し、最後のセル101の
可変遅延回路103より測定出力信号として出力され
る。
【0060】セルアレイより出力されたパルスの測定出
力信号は、セット・リセット−フリップ・フロップ80
1のリセット端子Rに入力する。そして、測定出力信号
のパルスがリセット端子Rに入力したセット・リセット
−フリップ・フロップ801は、出力端子Dからの出力
がLレベルにリセットされる。このリセットの結果、パ
ルス発生回路603に入力される信号はLレベルとな
り、パルス発生回路603からのパルスの発生が停止
し、パルスカウンタ604によるカウントが終了する。
この実施の形態2では、1つのパルスを測定入力信号と
して入力し、セルアレイの可変遅延回路103の列内を
通過してきたパルスの遅延を計測して集計結果とするの
で、予め可変遅延回路をHレベルにしておくなどの初期
化の動作が必要ない。
【0061】<実施の形態3>次に、本発明の第3の実
施の形態に関して説明する。この実施の形態3では、図
10に示すように可変遅延回路103を構成した。他の
構成に関しては、図1,図2,図6に示した実施の形態
1と同様である。この実施の形態3の可変遅延回路10
3は、通常のトランジスタからなるインバータ回路40
1を2つ接続した高速パスと、前段のインバータ402
aのpMOSトランジスタと、後段のインバータ402
bのnMOSトランジスタのみに低速トランジスタを用
いた低速パスがある。
【0062】この可変遅延回路103においても、制御
端子411より入力される制御信号により切り替わるス
イッチ素子403により、入力された制御信号に合わせ
て、高速または低速パスのどちらか一方が選択される。
入力端子412に入力された信号は、スイッチ素子40
3により選択されたパスを通過して出力端子413に出
力される。なお、動作の遅い低速トランジスタは、トラ
ンジスタのゲートの幅を広くしたり、しきい値電圧を高
くしたりすることで実現できる。
【0063】次に、図10の可変遅延回路103を用い
た場合の動作に関して説明する。セルアレイに入力され
る測定入力信号と、セルアレイより出力する測定出力信
号との動作波形は、図11に示すようになる。まず、セ
ルアレイ内の可変遅延回路の列の初期化のために、測定
入力信号として立ち上がり信号が入力される。図10の
可変遅延回路103では、低速・高速どちらのパスでも
立ち上がり信号を伝達するトランジスタは通常のトラン
ジスタであるため、可変遅延回路103内のパスを切り
替える制御信号である処理結果の状態に関係なく、立ち
上がり信号は可変遅延回路103の列を最短の時間で伝
搬する。したがって、各セル101の処理結果に関係な
く、測定出力信号として同じ時間で立ち上がり信号が到
達する。
【0064】立ち上がり信号による初期化が終了した
後、測定入力信号として立ち下がり信号を入力すること
で測定が開始される。図10の可変遅延回路103で
は、立ち下がり信号に対しては、低速・高速パスで遅延
時間が異なるため、セルアレイ内の各セル101の処理
結果に応じて各可変遅延回路103の信号伝搬速度が異
なり、処理結果に応じて測定出力信号として遅延時間が
異なった立ち下がり信号が到達する。この立ち下がり信
号の到達時間を第1の実施の形態と同様に測定すること
で、各セル101の処理結果の集計を行うことが可能で
ある。
【0065】この実施の形態3の方法では、可変遅延回
路103の列の初期化にかかる時間を、セルアレイ内の
セル101の処理結果に依存せず常に最短にすることが
可能である。また、本実施の形態は、立ち下がり信号を
測定信号としているが、図10の可変遅延回路103の
低速パスを構成している前段のインバータ402aのn
MOSトランジスタと、後段のインバータ402bのp
MOSトランジスタを低速トランジスタにすれば、立ち
上がり信号を測定信号とすることも可能である。この場
合は、立ち下がり信号を初期化のために用いる。
【0066】<実施の形態4>次に、本発明の第4の実
施の形態について説明する。この実施の形態4では、上
記実施の形態3の遅延カウンタを、図12に示すように
構成した。この実施の形態4の図12に示す遅延カウン
タ112では、図1に示す各セル101内の可変遅延回
路103の列からの測定出力信号が、直接パルス発生回
路603に接続される。実施の形態1の図6に示したよ
うに、インバータ回路601およびNOR回路602は
用いない。他は、上記実施の形態3と同様である。
【0067】上記の遅延カウンタ112を用いた場合
の、この実施の形態4の並列処理装置の動作に関して、
図13の動作波形を用いて説明する。セルアレイに入力
される測定入力信号は、通常時はLレベルであり、測定
開始時に1つのパルス信号が入力される。図10に示し
た可変遅延回路103では、立ち上がり信号に対しての
遅延時間は一定であり、立ち下がり信号に対してのみ制
御信号の状態に応じて遅延時間が変化する。このため、
可変遅延回路103列を伝搬して出力された測定出力信
号のパルスの幅は、セルアレイ内の各セル101の処理
結果に応じて変化する。
【0068】この各セル101の処理結果に応じてパル
ス幅が変化する測定出力信号を、パルス発生回路603
に入力すると、測定出力信号のパルス幅に応じてパルス
発生回路603からのパルスの出力時間が変化する。そ
して、パルス発生回路603から出力されるパルスをパ
ルスカウンタ604でカウントすれば、パルスカウンタ
604がカウントしたパルスの数は、パルス発生回路6
03に入力される測定出力信号のパルス幅に対応してい
るので、パルスカウンタ604のカウント結果を用いる
ことで処理結果の集計が行える。
【0069】この実施の形態4の方法では、セルアレイ
内の各セル101の処理結果に応じて変化する測定出力
信号のパルス幅を測定することで集計を行うため、測定
入力信号としてセルアレイに入力する信号のパルス幅を
変えることで、カウントを行う測定期間を変えることが
可能である。つまり、測定信号のパルス幅を短くするこ
とで、より高遠・低消費電力である集計動作が実現でき
る。
【0070】<実施の形態5>次に、本発明の第5の実
施の形態の並列処理装置について説明する。この実施の
形態5では、可変遅延回路を図14に示す回路で構成し
た。可変遅延回路以外は上記実施の形態1〜4と同様で
ある。この実施の形態5では、図14に示すように、入
力される測定出力信号が通過するパスは、2段のインバ
ータ回路1401,1402から構成した。パス全段の
インバータ回路1401のpMOSトランジスタ140
1aのソース端子が、pMOSトランジスタ1403と
pMOSトランジスタ1404とを並列に介して電源に
接続される。この2つのpMOSトランジスタ140
3.1404は、異なる電源供給量のトランジスタであ
り、トランジスタ1403のゲートはインバータ素子1
405を介して制御信号に接続され、トランジスタ14
04のゲートは直接制御信号に接続される。
【0071】この可変遅延回路103では、電源供給量
の異なる2つのpMOSトランジスタ1403,140
4が制御信号の状態により排他的にオン状態となり、前
段のインバータ回路1401のpMOSトランジスタ1
401aに対する電源供給量が変化する。ここで、入力
信号として立ち下がり信号が入力された場合、pMOS
トランジスタ1401aに対する電源供給量が変化して
いるので動作速度が変化し、入力した立ち上がり信号が
伝搬する遅延時間に変化が発生する。すなわち、可変遅
延回路103に入力する制御信号の状態により、入力し
た立ち下がり信号が伝搬する遅延時間に変化が発生す
る。
【0072】図2に示したように、可変遅延回路103
の制御端子には処理回路102の処理結果が制御信号と
して入力されるが、図14に示した回路構成では、処理
結果が偽(Lレベル)の時はpMOSトランジスタ14
04がオンになり、この場合は、pMOSトランジスタ
1401aに対する電源供給量を増加させるようにして
いるので、立ち下がり信号の遅延時間は短くなる。一
方、処理結果が真(Hレベル)のときはpMOSトラン
ジスタ1403がオンになり、この場合はpMOSトラ
ンジスタ1401aに対する電源供給量が減少させるよ
うにしているので、立ち下がり信号の遅延時間が長くな
る。なお、立ち上がり信号に対しては、制御信号の状態
に関係なく、最短の遅延時間となる。
【0073】以上に説明した実施の形態5の方法では、
前述した実施の形態1〜4で用いた可変遅延回路に比較
して、トランジスタ数を削減することが可能であり、可
変遅延回路の面積を縮小させることができる。なお、本
実施の形態5では、立ち下がり信号を測定信号としてい
るが、図14に示した前段のインバータ回路1401の
nMOSトランジスタのソース端子を、電源供給量の異
なる2つのnMOSトランジスタを介して電源に接続す
る回路とすることで、立ち上がり信号を測定信号とする
ことも可能である。
【0074】<実施の形態6>次に、本発明の第6の実
施の形態について説明する。この実施の形態6の並列処
理装置では、可変遅延回路を図15に示す回路とし、処
理回路の処理結果が多値データでも、セルアレイ全ての
処理結果の合計を集計できるようにした。この実施の形
態6の可変遅延回路について説明すると、図15に示す
ように、まず、入力される測定入力信号が通過するパス
は1つであり、上記実施の形態5(14)と同様に、2
段のインバータ回路1501,1502から構成され
る。この前段のインバータ回路1501のpMOSトラ
ンジスタ1501aのソース端子が、2つ以上の、例え
ば、4つのpMOSトランジスタ1503a,1503
b,1503c,1503dと抵抗Rとを並列に介して
電源に接続される。
【0075】pMOSトランジスタ1503a,150
3b,1503c,1503dは、各々ゲート長が異な
るなど電源供給量が異なり、例えば、電源供給量がトラ
ンジスタ1503a<1503b<1503c<150
3dとなっている。そして、トランジスタ1503a
は、制御信号C0がゲートに入力するとON状態とな
り、トランジスタ1503bは、制御信号C1がゲート
に入力するとON状態となり、トランジスタ1503c
は、制御信号C2がゲートに入力するとON状態とな
り、トランジスタ1503dは、制御信号C3がゲート
に入力するとON状態となる。この場合、処理回路10
1からは、各々1ビットの4つの制御信号C1,C2,
C3,C4が出力される。
【0076】図15の可変遅延回路103では、前段の
インバータ回路1501のpMOSトランジスタ150
1aに対する電源供給量が、pMOSトランジスタ15
03a,1503b,1503c,1503dのON状
態により変化する。この電源供給量の変化により、入力
信号として立ち下がり信号が入力された場合、前段pM
OSトランジスタの動作速度が制御信号の状態により変
化するため、信号の伝搬する遅延時間が図16に示すよ
うに変化する。電源供給用のトランジスタ1503a,
1503b,1503c,1503dは、例えばゲート
長などのサイズが異なるなど電源供給量が異なるため、
ゲートに入力される制御信号に重み付けすることがで
き、n本の制御信号に対してnビット2進数を割り当て
ることで、多値の処理結果の集計にも対応する可変遅延
回路が実現される。
【0077】処理回路101からの各制御信号C1,C
2,C3,C4に対する、図15の可変遅延回路103
における測定入力信号の伝搬波形は、図16に示すよう
になり、制御信号に割り当てた4ビットの値が大きくな
るほど測定入力信号の伝搬遅延が大きくなる。この実施
の形態6の方法を用いることで、各セルの処理結果が多
値データとなる回路に対しても、高速・低消費電力に全
ての処理結果の合計を集計できる。なお、この実施の形
態6では、立ち下がり信号を測定入力信号としている
が、前段のインバータ回路1501のnMOSトランジ
スタのソース端子を、電源供給量の異なる2つ以上のn
MOSトランジスタを介して電源に接続し、立ち上がり
信号を測定入力信号としてもよい。
【0078】<実施の形態7>次に、本発明の第7の実
施の形態を説明する。この実施の形態は、実施の形態1
のセル101を図21に示す構成にしたものである。可
変遅延回路103aは、処理回路102aからの2つの
処理結果1,2を入力する。可変遅延回路103aは、
処理結果1,2の状態に対し、図22に示すように、出
力信号の信号遅延を変化させる。具体的には、処理結果
1がHの時は、遅延が少なく、処理結果2がHの時は、
遅延が大きい。これは、逆でもかまわない。以上説明し
たように、2系統の処理を行う処理回路102aの処理
結果を、可変遅延回路103aに入力して集計すること
が可能となる。
【0079】図23は、上記可変遅延回路103aの構
成例を示す回路図である。通常のトランジスタからなる
インバータ回路2301を2つ接続した高速パスと、通
常のトランジスタに比べ動作が遅いトランジスタからな
るインバータ回路2302を2つ接続した低速パスがあ
る。2つの制御端子2311,2312より入力される
制御信号1,2により切り替わるスイッチ素子2303
により、入力された制御信号1,2に合わせて、高速ま
たは低速パスのどちらか一方が選択される。入力端子2
312に入力された信号は、スイッチ素子2303によ
り選択されたパスを通過して出力端子2313に出力さ
れる。この可変遅延回路103aは、測定信号が伝搬さ
れる高速パスと低速パスの切り替えを行うスイッチ素子
2301が、制御信号1,2により独立に制御される。
これにより、2系統の処理結果を遅延時間の変化に変換
する回路が、実現できる。
【0080】<実施の形態8>次に、本発明の第8の実
施の形態を説明する。この実施の形態は、図1の並列処
理装置の構成を、図24に示すように変形したものであ
る。この構成では、まず、直列に接続された複数の可変
遅延回路103を、各々備える複数のセル101からな
る集計ブロック2401を備えるようにした。また、集
計ブロック2401を複数備え、各々の集計ブロック2
401に対し、直列に接続された各々の可変遅延回路1
03いよる列を通過した測定信号の遅延時間を測定する
遅延カウンタ112が、制御回路111aに各々備わっ
ている。
【0081】各集計ブロック2401の可変遅延回路1
03の列に入力される測定入力信号121には、制御回
路111aより生成された共通の信号が用いられる。ま
た、集計ブロック2401の可変遅延回路103の列か
ら出力される測定出力信号122が、各集計ブロック2
401毎に独立して遅延カウンタ112に入力される。
これら遅延カウンタ112は、接続された各集計ブロッ
ク2401の処理結果の集計を行う。この構成では、セ
ルアレイが複数の集計ブロック2401に分割され、各
々の集計ブロック2401で独立して並列に処理結果の
集計を行うことができる。これにより、セルアレイ内の
処理結果の集計をより高速に行うことが可能であり、さ
らには、任意の集計ブロック2401の結果集計が可能
となる。
【0082】<実施の形態9>次に、本発明の第9に実
施の形態を説明する。この実施の形態は、図24の並列
処理装置の構成を、図25に示すように変形したもので
ある。この構成では、複数ある集計ブロック2501の
測定出力信号122が、制御回路111b内のセレクタ
2502を介し、一つの遅延カウンタ112に入力する
ようにした。各集計ブロック2501内の結果集計は、
セレクタ2502が任意の集計ブロック2501からの
測定出力信号を選択し、遅延カウンタ112が、測定出
力信号122における遅延を測定することで実現され
る。この構成では、一つの遅延カウンタ112で、任意
の集計ブロック2501の結果集計が可能となる。な
お、他の符号で示す部分は、図24と同様である。
【0083】なお、上述では、処理回路は、全てのセル
について同一の場合について説明したが、これに限るも
のではなく、セル毎の処理回路が異なっていてもよく、
可変遅延回路列からの出力(測定出力信号)から、遅延
カウンタ(遅延測定手段)で複数のセル内の処理回路に
よる処理結果が求められる状態となっていればよい。例
えば、処理回路の処理結果が異なっていても、可変遅延
回路の遅延が全てのセルで同一であればよい。
【0084】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可変遅延回路列における測定入力信号の伝搬遅延に反映
するので、1つの測定入力信号を用いれば各セルの処理
結果が集計でき、全セルの処理結果を高速・低電力に集
計できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態における並列処理
装置の構成を示す構成図である。
【図2】 図1のセルの構成を示す構成図である。
【図3】 図1,2の可変遅延回路103の入力端子に
立ち下がり信号が入力された時の、出力端子から出力さ
れる各出力信号の波形をしめす波形図である。
【図4】 図1,2の可変遅延回路103の構成を示す
回路図である。
【図5】 図1の並列処理装置における動作信号の波形
を示す波形図である。
【図6】 図1の遅延カウンタ112の構成を示す構成
図である。
【図7】 図6に示した回路構成の遅延カウンタ112
の動作波形を示す波形図である。
【図8】 図1の遅延カウンタ112の他の構成を示す
構成図である。
【図9】 図8に示した回路構成の遅延カウンタ112
の動作波形を示す波形図である。
【図10】 図1,2の可変遅延回路103の他の構成
を示す回路図である。
【図11】 図10の可変遅延回路を用いた並列処理装
置における動作信号の波形を示す波形図である。
【図12】 図1の遅延カウンタ112の他の構成を示
す構成図である。
【図13】 図12に示した回路構成の遅延カウンタ1
12の動作波形を示す波形図である。
【図14】 図1,2の可変遅延回路103の他の構成
を示す回路図である。
【図15】 図1,2の可変遅延回路103の他の構成
を示す回路図である。
【図16】 図15の回路構成の可変遅延回路における
動作信号の波形を示す波形図である。
【図17】 従来の並列処理装置の構成を示す構成図で
ある。
【図18】 従来の並列処理装置の他の構成を示す構成
図である。
【図19】 従来の並列処理装置の他の構成を示す構成
図である。
【図20】 本発明の実施の形態における処理回路の一
例を示す回路図である。
【図21】 本発明の他の形態におけるセルの構成を示
す構成図である。
【図22】 図21のセル構成における出力端子から出
力される各出力信号の波形をしめす波形図である。
【図23】 図21の可変遅延回路103aの構成を示
す回路図である。
【図24】 本発明の他の形態における並列処理装置の
構成を示す構成図である。
【図25】 本発明の他の形態における並列処理装置の
構成を示す構成図である。
【符号の説明】
101…セル、102…処理回路、103…可変遅延回
路、111…制御回路、112…遅延カウンタ、12
1,122…信号線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−242630(JP,A) 特開 平9−222989(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 7/00 H03K 5/14

Claims (30)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意の処理を行う処理回路を備えた複数
    のセルと、 このセル内に各々備えられ、同一のセル内の処理回路の
    処理結果に応じて信号の伝搬遅延が変化し、前記複数の
    セルにわたってすべてが直列に接続された可変遅延回路
    と、 この可変遅延回路すべてが直列に接続された可変遅延回
    路列の最初の可変遅延回路に対して測定入力信号を出力
    する信号出力手段と、 この信号出力手段から出力された測定入力信号と、この
    測定入力信号が前記可変遅延回路列の最初の可変遅延回
    路に入力されたことにより前記可変遅延回路列の最後の
    可変遅延回路より出力される測定出力信号とを入力し、
    前記測定入力信号と前記測定出力信号とにより前記可変
    遅延回路列の信号伝搬遅延時間を求める遅延カウンタ
    と、 この遅延カウンタが求めた前記可変遅延回路列の信号伝
    搬遅延時間により前記複数のセル内の処理回路の処理結
    果を集計する集計手段とを備えたことを特徴とする並列
    処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の並列処理装置におい
    て、 前記遅延カウンタは、 入力された測定入力信号と測定出力信号の一方が第1の
    レベルで他方が第2のレベルとのとき第2のレベルの信
    号を出力する遅延検出回路と、 この遅延検出回路より出力された信号が第2のレベルの
    ときだけ所定の周波数のパルス信号を発信するパルス発
    生回路と、 このパルス発生回路が発信したパルス信号のパルス数を
    カウントするパルスカウンタとから構成されたことを特
    徴とする並列処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の並列処理装置におい
    て、 前記遅延カウンタは、 入力された測定入力信号を入力するセット端子と入力さ
    れた測定出力信号を入力するリセット端子と前記セット
    端子に入力する前記測定入力信号が第1のレベルから第
    2のレベルに変化してから前記リセット端子に入力する
    前記測定出力信号が第1のレベルから第2のレベルに変
    化するまで第2のレベルの信号を出力する出力端子とを
    持つセット・リセット−フリップ・フロップと、 このセット・リセット−フリップ・フロップの出力端子
    より出力された信号が第2のレベルのときだけ所定の周
    波数のパルス信号を発信するパルス発生回路と、 このパルス発生回路が発信したパルス信号のパルス数を
    カウントするパルスカウンタとから構成されたことを特
    徴とする並列処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3いずれか1項に記載の並列
    処理装置において、 前記可変遅延回路は、 第1のトランジスタからなる高速信号パスと、 前記第1のトランジスタより応答速度が遅い第2のトラ
    ンジスタからなり前記高速信号パスより伝搬遅延が大き
    い低速信号パスと、 前記処理回路の処理結果に応じて前記高速信号パスと前
    記低速信号パスとのいずれかを選択するスイッチ素子と
    からなり、 前記信号出力手段から出力された測定入力信号は、前記
    高速信号パスと前記低速信号パスのうち前記スイッチ素
    子で選択された方を通過することを特徴とする並列処理
    装置。
  5. 【請求項5】 任意の処理を行う処理回路を備えた複数
    のセルと、 このセル内に各々備えられ、同一のセル内の処理回路の
    処理結果に応じて信号の伝搬遅延が変化し、前記複数の
    セルにわたってすべてが直列に接続された可変遅延回路
    と、 この可変遅延回路すべてが直列に接続された可変遅延回
    路列の最初の可変遅延回路に対して測定入力信号を出力
    する信号出力手段と、 この信号出力手段から出力された測定入力信号と前記可
    変遅延回路列の最後の可変遅延回路より出力される測定
    出力信号とを入力する遅延カウンタとを備え、 前記複数のセル内の各々の処理回路が所定の処理を行う
    第1のステップと、 前記複数のセルにわたって、前記処理回路が行った処理
    結果に基づいてこの処理回路のセル内の可変遅延回路の
    信号の伝搬遅延を変更する第2のステップと、 前記信号出力手段から出力された測定入力信号を前記遅
    延カウンタと前記可変遅延回路列の最初の可変遅延回路
    とに同時に入力する第3のステップと、 前記信号出力手段より出力された測定入力信号が前記可
    変遅延回路列の最初の可変遅延回路に入力されたことに
    より前記可変遅延回路列の最後の可変遅延回路より出力
    された測定出力信号を前記遅延カウンタに入力する第4
    のステップと、 前記遅延カウンタに入力された測定入力信号と前記遅延
    カウンタに入力された測定出力信号との時間的な差によ
    り前記可変遅延回路列の信号伝搬遅延時間を求める第5
    のステップと、 前記可変遅延回路列の信号伝搬遅延時間により前記複数
    のセル内の処理回路の処理結果を集計する第6のステッ
    プとを備えたことを特徴とする並列処理方法。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の並列処理方法において、 前記遅延カウンタは、入力された測定入力信号と測定出
    力信号の一方が第1のレベルで他方が第2のレベルとの
    とき第2のレベルの信号を出力する遅延検出回路と、こ
    の遅延検出回路より出力された信号が第2のレベルのと
    きだけ所定の周波数のパルス信号を発信するパルス発生
    回路と、このパルス発生回路が発信したパルス信号のパ
    ルス数をカウントするパルスカウンタとからなり、 前記第3のステップでは、 前記信号出力手段は出力する測定入力信号を所定の期間
    第2のレベルとした後第1のレベルとし、 前記第5のステップでは、 前記遅延カウンタが入力する測定入力信号が第1のレベ
    ルとなってから前記遅延検出回路が入力する測定出力信
    号が第1のレベルとなるまでの間、前記遅延検出回路が
    第2のレベルの信号を出力して前記パルス発生回路より
    所定の周波数のパルス信号を発信させ、このパルス発生
    回路より発信するパルス信号のパルス数を前記パルスカ
    ウンタでカウントすることで前記可変遅延回路列の信号
    伝搬遅延時間を求めることを特徴とする並列処理方法。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の並列処理方法において、 前記遅延カウンタは、入力された測定入力信号を入力す
    るセット端子と入力された測定出力信号を入力するリセ
    ット端子と前記セット端子に入力する前記測定入力信号
    が第1のレベルから第2のレベルに変化してから前記リ
    セット端子に入力する前記測定出力信号が第1のレベル
    から第2のレベルに変化するまで第2のレベルの信号を
    出力する出力端子とを持つセット・リセット−フリップ
    ・フロップと、このセット・リセット−フリップ・フロ
    ップの出力端子より第2のレベルの信号が出力されてい
    るときだけ所定の周波数のパルス信号を発信するパルス
    発生回路と、このパルス発生回路が発信したパルス信号
    のパルス数をカウントするパルスカウンタとからなり、 前記第3のステップでは、 前記信号出力手段は出力する測定入力信号を第1のレベ
    ルの状態より所定の期間第2のレベルとし、 前記第5のステップでは、 前記遅延カウンタが入力する測定入力信号が第1のレベ
    ルから第2のレベルに変化してから前記遅延カウンタが
    入力する測定出力信号が第1のレベルから第2のレベル
    に変化するまでの間、前記セット・リセット−フリップ
    ・フロップが第2のレベルの信号を出力して前記パルス
    発生回路より所定の周波数のパルス信号を発信させ、こ
    のパルス発生回路より発信するパルス信号のパルス数を
    前記パルスカウンタでカウントすることで前記可変遅延
    回路列の信号伝搬遅延時間を求めることを特徴とする並
    列処理方法。
  8. 【請求項8】 請求項5〜7いずれか1項に記載の並列
    処理方法において、 前記可変遅延回路は、第1のトランジスタからなる高速
    信号パスと、前記第1のトランジスタより応答速度が遅
    い第2のトランジスタからなる低速信号パスと、前記処
    理回路の処理結果に応じて前記高速信号パスと前記低速
    信号パスとのいずれかを選択するスイッチ素子とからな
    り、 前記第2のステップでは、前記信号出力手段から出力さ
    れる測定入力信号の通過経路として、前記処理回路が行
    った処理結果に基づいて前記スイッチ素子で前記高速信
    号パスもしくは前記低速信号パスのいずれかを選択する
    ことで前記可変遅延回路の信号の伝搬遅延を変更するこ
    とを特徴とする並列処理方法。
  9. 【請求項9】 任意の処理を行う処理回路を備えた複数
    のセルと、 このセル内に各々備えられ、同一のセル内の処理回路の
    処理結果に応じて第2のレベルから第1のレベルへ変化
    する信号の伝搬遅延が変化し、前記複数のセルにわたっ
    てすべてが直列に接続された可変遅延回路と、 この可変遅延回路すべてが直列に接続された可変遅延回
    路列の最初の可変遅延回路に対して第1のレベルから第
    2のレベルに変化してから所定の第1の時間の後で第1
    のレベルに戻る測定入力信号を出力する信号出力手段
    と、 この信号出力手段が出力した測定入力信号が前記可変遅
    延回路列の最初の可変遅延回路に入力されたことにより
    前記可変遅延回路列の最後の可変遅延回路より出力され
    る測定出力信号を入力し、前記測定出力信号が第1のレ
    ベルから第2のレベルに変化してからまた第1のレベル
    に戻るまでの第2の時間を測定することで前記可変遅延
    回路列の信号伝搬遅延時間を求める遅延カウンタと、 この遅延カウンタが求めた前記可変遅延回路列の信号伝
    搬遅延時間により前記複数のセル内の処理回路の処理結
    果を集計する集計手段とを備えたことを特徴とする並列
    処理装置。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の並列処理装置におい
    て、 前記遅延カウンタは、 入力された信号が第2のレベルのときだけ所定の周波数
    のパルス信号を発信するパルス発生回路と、 このパルス発生回路が発信したパルス信号のパルス数を
    カウントするパルスカウンタとを備えることを特徴とす
    る並列処理装置。
  11. 【請求項11】 請求項1または9または10記載の並
    列処理装置において、 前記可変遅延回路は、 第1のトランジスタからなる高速信号パスと、 この第1のトランジスタより応答速度が遅い第2のトラ
    ンジスタと前記第1のトランジスタからなり、第2のレ
    ベルから第1のレベルへ変化する信号の伝搬遅延が大き
    い低速信号パスと、 前記処理回路の処理結果に応じて前記高速信号パスと前
    記低速信号パスとのいずれかを選択するスイッチ素子と
    からなり、 前記信号出力手段から出力された測定入力信号は、前記
    高速信号パスと前記低速信号パスのうち前記スイッチ素
    子で選択された方を通過することを特徴とする並列処理
    装置。
  12. 【請求項12】 任意の処理を行う処理回路を備えた複
    数のセルと、 このセル内に各々備えられ、同一のセル内の処理回路の
    処理結果に応じて第2のレベルから第1のレベルへ変化
    する信号の伝搬遅延が変化し、前記複数のセルにわたっ
    てすべてが直列に接続された可変遅延回路と、 この可変遅延回路すべてが直列に接続された可変遅延回
    路列の最初の可変遅延回路に対して第1のレベルと第2
    のレベルとに変化する測定入力信号を出力する信号出力
    手段と、 前記可変遅延回路列の最後の可変遅延回路より出力され
    る測定出力信号を入力し、前記測定出力信号が第1のレ
    ベルから第2のレベルに変化してからまた第1のレベル
    に戻るまでの時間を測定する遅延カウンタとを備え、 前記複数のセル内の各々の処理回路が所定の処理を行う
    第1のステップと、 前記複数のセルにわたって、前記処理回路が行った処理
    結果に基づいてこの処理回路のセル内の可変遅延回路に
    おける第2のレベルから第1のレベルへ変化する信号の
    伝搬遅延を変更する第2のステップと、 前記信号出力手段から前記可変遅延回路列の最初の可変
    遅延回路に入力する測定入力信号を第1のレベルから第
    2のレベルに変化させてから所定の第1の時間の後で第
    1のレベルに戻す第3のステップと、 前記信号出力手段が出力した測定入力信号が前記可変遅
    延回路列の最初の可変遅延回路に入力されたことにより
    前記可変遅延回路列の最後の可変遅延回路より出力され
    た測定出力信号を前記遅延カウンタに入力する第4のス
    テップと、 前記遅延カウンタに入力された測定出力信号が第1のレ
    ベルから第2のレベルに変化してからまた第1のレベル
    に戻るまでの第2の時間を測定することで前記可変遅延
    回路列の信号伝搬遅延時間を求める第5のステップと、 前記可変遅延回路列の信号伝搬遅延時間により前記複数
    のセル内の処理回路の処理結果を集計する第6のステッ
    プとを備えたことを特徴とする並列処理方法。
  13. 【請求項13】 請求項12記載の並列処理方法におい
    て、 前記遅延カウンタは、入力された信号が第2のレベルの
    ときだけ所定の周波数のパルス信号を発信するパルス発
    生回路と、このパルス発生回路が発信したパルス信号の
    パルス数をカウントするパルスカウンタとを備え、 前記第5のステップでは、 前記遅延カウンタに入力する測定出力信号が第1のレベ
    ルより第2のレベルとなってからまた第1のレベルに戻
    るまでの間、前記パルス発生回路より所定の周波数のパ
    ルス信号を発信させ、このパルス発生回路より発信する
    パルス信号のパルス数を前記パルスカウンタでカウント
    することで前記可変遅延回路列の信号伝搬遅延時間を求
    めることを特徴とする並列処理方法。
  14. 【請求項14】 請求項12または13記載の並列処理
    方法において、 前記可変遅延回路は、第1のトランジスタからなる高速
    信号パスと、この第1のトランジスタより応答速度が遅
    い第2のトランジスタと前記第1のトランジスタからな
    り、第2のレベルから第1のレベルへ変化する信号の伝
    搬遅延が大きい低速信号パスと、前記処理回路の処理結
    果に応じて前記高速信号パスと前記低速信号パスとのい
    ずれかを選択するスイッチ素子とからなり、 前記第2のステップでは、前記信号出力手段から出力さ
    れる測定入力信号の通過経路として、前記処理回路が行
    った処理結果に基づいて前記スイッチ素子で前記高速信
    号パスもしくは低速信号パスのいずれかを選択すること
    で前記可変遅延回路における第2のレベルから第1のレ
    ベルへ変化する信号の伝搬遅延を変更することを特徴と
    する並列処理方法
  15. 【請求項15】 請求項1,2,3,9,10のいずれ
    か1項に記載の並列処理装置において、 前記可変遅延回路は、 第1導電型のチャネルの第1のMOSトランジスタと第
    2導電型のチャネルの第2のMOSトランジスタからな
    る第1および第2のインバータ回路からなる信号パス
    と、 第1導電型のチャネルの第3のMOSトランジスタおよ
    びこの第3のMOSトランジスタと電源供給量が異なる
    第1導電型のチャネルの第4のMOSトランジスタが並
    列に接続された並列回路とを備え、 前記第1のインバータ回路または第2のインバータ回路
    もしくは第1と第2のインバータ回路の第1のMOSト
    ランジスタのソース端子に前記並列回路を介して電源が
    接続され、 前記処理回路の処理結果に応じた制御信号は、前記第3
    のMOSトランジスタのゲートにインバータ素子を介し
    て入力され、前記第4のMOSトランジスタのゲートに
    直接入力されることを特徴とする並列処理装置。
  16. 【請求項16】 請求項1,2,3,9,10のいずれ
    か1項に記載の並列処理装置において、 前記処理回路は処理結果に応じて2つ以上の制御信号を
    出力し、 前記可変遅延回路は、 第1導電型のチャネルの第1のMOSトランジスタと第
    2導電型のチャネルの第2のMOSトランジスタからな
    る第1および第2のインバータ回路からなる信号パス
    と、 第1導電型のチャネルの互いに電源供給量が異なる2つ
    以上の電源供給MOSトランジスタと抵抗器とが並列に
    接続された並列回路とを備え、 前記第1のインバータ回路または第2のインバータ回路
    もしくは第1と第2のインバータ回路の第1のMOSト
    ランジスタのソース端子に前記並列回路を介して電源が
    接続され、 前記処理回路から出力される2つ以上の制御信号がいず
    れかの前記電源供給MOSトランジスタのゲート電極に
    入力されることを特徴とする並列処理装置。
  17. 【請求項17】 請求項5,6,7のいずれか1項に記
    載の並列処理方法において、 前記可変遅延回路は、 第1導電型のチャネルの第1のMOSトランジスタと第
    2導電型のチャネルの第2のMOSトランジスタからな
    る第1および第2のインバータ回路からなる信号パス
    と、 第1導電型のチャネルの第3のMOSトランジスタおよ
    びこの第3のMOSトランジスタと電源供給量が異なる
    第1導電型のチャネルの第4のMOSトランジスタが並
    列に接続された並列回路とからなり、 前記第1のインバータ回路または第2のインバータ回路
    もしくは第1と第2のインバータ回路の第1のMOSト
    ランジスタのソース端子に前記並列回路を介して電源が
    接続され、 前記第2のステップでは、 前記処理回路の制御信号が、前記第3のMOSトランジ
    スタのゲートにインバータ素子を介して入力され、前記
    第4のMOSトランジスタのゲートに直接入力された結
    果、前記処理回路の処理結果に応じて前記第3もしくは
    第4のMOSトランジスタのいずれかがオンになること
    で、前記信号パスにおける信号の伝搬遅延を変更して前
    記可変遅延回路の信号伝搬遅延を変更することを特徴と
    する並列処理方法。
  18. 【請求項18】 請求項12または13に記載の並列処
    理方法において、 前記可変遅延回路は、 第1導電型のチャネルの第1のMOSトランジスタと第
    2導電型のチャネルの第2のMOSトランジスタからな
    る第1および第2のインバータ回路からなる信号パス
    と、 第1導電型のチャネルの第3のMOSトランジスタおよ
    びこの第3のMOSトランジスタと電源供給量が異なる
    第1導電型のチャネルの第4のMOSトランジスタが並
    列に接続された並列回路とからなり、 前記第1のインバータ回路または第2のインバータ回路
    もしくは第1と第2のインバータ回路の第1のMOSト
    ランジスタのソース端子に前記並列回路を介して電源が
    接続され、 前記第2のステップでは、 前記処理回路の制御信号が、前記第3のMOSトランジ
    スタのゲートにインバータ素子を介して入力され、前記
    第4のMOSトランジスタのゲートに直接入力された結
    果、前記処理回路の処理結果に応じて前記第3もしくは
    第4のMOSトランジスタのいずれかがオンになること
    で、前記信号パスにおける信号の伝搬遅延を変更して前
    記可変遅延回路における第2のレベルから第1のレベル
    へ変化する信号の伝搬遅延を変更することを特徴とする
    並列処理方法。
  19. 【請求項19】 請求項5,6,7のいずれか1項に記
    載の並列処理方法において、 前記処理回路は処理結果に応じて2つ以上の制御信号を
    出力し、 前記可変遅延回路は、 第1導電型のチャネルの第1のMOSトランジスタと第
    2導電型のチャネルの第2のMOSトランジスタからな
    る第1および第2のインバータ回路からなる信号パス
    と、 第1導電型のチャネルの互いに電源供給量が異なる2つ
    以上の電源供給MOSトランジスタと抵抗器とが並列に
    接続された並列回路とからなり、 前記第1のインバータ回路または第2のインバータ回路
    もしくは第1と第2のインバータ回路の第1のMOSト
    ランジスタのソース端子に前記並列回路を介して電源が
    接続され、 前記第2のステップでは、 前記処理回路の2つ以上の制御信号が、いずれかの前記
    電源供給MOSトランジスタのゲートに入力された結
    果、前記処理回路の処理結果に応じて前記電源供給MO
    Sトランジスタのいずれかがオンになることで、このオ
    ンになった電源供給MOSトランジスタの電源供給量に
    対応して前記信号パスにおける信号の伝搬遅延を変更し
    て前記可変遅延回路の信号伝搬遅延を変更することを特
    徴とする並列処理方法。
  20. 【請求項20】 請求項12または13記載の並列処理
    方法において、 前記処理回路は処理結果に応じて2つ以上の制御信号を
    出力し、 前記可変遅延回路は、 第1導電型のチャネルの第1のMOSトランジスタと第
    2導電型のチャネルの第2のMOSトランジスタからな
    る第1および第2のインバータ回路からなる信号パス
    と、 第1導電型のチャネルの互いに電源供給量が異なる2つ
    以上の電源供給MOSトランジスタと抵抗器とが並列に
    接続された並列回路とからなり、 前記第1のインバータ回路または第2のインバータ回路
    もしくは第1と第2のインバータ回路の第1のMOSト
    ランジスタのソース端子に前記並列回路を介して電源が
    接続され、 前記第2のステップでは、 前記処理回路の2つ以上の制御信号が、いずれかの前記
    電源供給MOSトランジスタのゲートに入力された結
    果、前記処理回路の処理結果に応じて前記電源供給MO
    Sトランジスタのいずれかがオンになることで、このオ
    ンになった電源供給MOSトランジスタの電源供給量に
    対応して前記信号パスにおける信号の伝搬遅延を変更し
    て前記可変遅延回路における第2のレベルから第1のレ
    ベルへ変化する信号の伝搬遅延を変更することを特徴と
    する並列処理方法。
  21. 【請求項21】 任意の処理を行う処理回路を備えた複
    数のセルと、 このセル内に各々備えられ、同一のセル内の処理回路の
    処理結果に応じて信号の伝搬遅延が変化し、前記複数の
    セルにわたってすべてが直列に接続された可変遅延回路
    と、 この可変遅延回路すべてが直列に接続された可変遅延回
    路列の最初の可変遅延回路に対して測定入力信号を出力
    する信号出力手段と、 この信号出力手段から出力された測定入力信号と、この
    測定入力信号が前記可変遅延回路列の最初の可変遅延回
    路に入力されたことにより前記可変遅延回路列の最後の
    可変遅延回路より出力される測定出力信号とを入力し、
    前記測定入力信号と前記測定出力信号とにより前記可変
    遅延回路列の信号伝搬遅延時間を求め、前記複数のセル
    内の処理回路による処理結果を求める遅延測定手段とを
    備えたことを特徴とする並列処理装置。
  22. 【請求項22】 任意の処理を行う処理回路を備えた複
    数のセルと、 このセル内に各々備えられ、同一のセル内の処理回路の
    処理結果に応じて第2のレベルから第1のレベルへ変化
    する信号の伝搬遅延が変化し、前記複数のセルにわたっ
    てすべてが直列に接続された可変遅延回路と、 この可変遅延回路すべてが直列に接続された可変遅延回
    路列の最初の可変遅延回路に対して第1のレベルから第
    2のレベルに変化してから所定の第1の時間の後で第1
    のレベルに戻る測定入力信号を出力する信号出力手段
    と、 この信号出力手段が出力した測定入力信号が前記可変遅
    延回路列の最初の可変遅延回路に入力されたことにより
    前記可変遅延回路列の最後の可変遅延回路より出力され
    る測定出力信号を入力し、前記測定出力信号が第1のレ
    ベルから第2のレベルに変化してからまた第1のレベル
    に戻るまでの第2の時間を測定することで前記可変遅延
    回路列の信号伝搬遅延時間を求め、前記複数のセル内の
    処理回路による処理結果を求める遅延測定手段とを備え
    たことを特徴とする並列処理装置。
  23. 【請求項23】 請求項1記載の並列処理装置におい
    て、 前記処理回路は、第1の処理結果と第2の処理結果とを
    出力し、 前記可変遅延回路は、前記第1の処理結果を受けるとこ
    の可変遅延回路を伝搬する信号を第1の時間遅延させ、
    前記第2の処理結果を受けるとこの可変遅延回路を伝搬
    する信号を第2の時間遅延させることを特徴とする並列
    処理装置。
  24. 【請求項24】 請求項23記載の並列処理装置におい
    て、 前記第1の時間は、前記第2の時間より長いことを特徴
    とする並列処理装置。
  25. 【請求項25】 請求項21記載の並列処理装置におい
    て、 前記処理回路は、第1の処理結果と第2の処理結果とを
    出力し、 前記可変遅延回路は、前記第1の処理結果を受けるとこ
    の可変遅延回路を伝搬する信号を第1の時間遅延させ、
    前記第2の処理結果を受けるとこの可変遅延回路を伝搬
    する信号を第2の時間遅延させることを特徴とする並列
    処理装置。
  26. 【請求項26】 請求項1記載の並列処理装置におい
    て、 前記複数のセルを備えた複数のブロックが設けられ、 前記信号出力手段から出力された測定入力信号は、前記
    各々のブロック内の最初の可変遅延回路各々に入力さ
    れ、 前記遅延カウンタは、前記ブロック内の最後の可変遅延
    回路の出力端に接続されて前記ブロック毎に設けられた
    ことを特徴とする並列処理装置。
  27. 【請求項27】 請求項21記載の並列処理装置におい
    て、 前記複数のセルを備えた複数のブロックが設けられ、 前記信号出力手段から出力された測定入力信号は、前記
    各々のブロック内の最初の可変遅延回路各々に入力さ
    れ、 前記遅延測定手段は、前記ブロック内の最後の可変遅延
    回路の出力端に接続されて前記ブロック毎に設けられた
    ことを特徴とする並列処理装置。
  28. 【請求項28】 請求項1記載の並列処理装置におい
    て、 前記複数のセルを備えた複数のブロックと、 前記各々のブロック内の最後の可変遅延回路の出力端が
    接続され、前記複数のブロックいずれかを選択して選択
    したブロックの最後の可変遅延回路から出力された測定
    出力信号を出力するセレクタとが設けられ、 前記信号出力手段から出力された測定入力信号は、前記
    各々のブロック内の最初の可変遅延回路各々に入力さ
    れ、 前記遅延カウンタは、前記セレクタから出力された測定
    出力信号と前記測定入力信号とにより前記信号伝搬遅延
    時間を求めることを特徴とする並列処理装置。
  29. 【請求項29】 請求項21記載の並列処理装置におい
    て、 前記複数のセルを備えた複数のブロックと、 前記各々のブロック内の最後の可変遅延回路の出力端が
    接続され、前記複数のブロックいずれかを選択して選択
    したブロックの最後の可変遅延回路から出力された測定
    出力信号を出力するセレクタとが設けられ、 前記信号出力手段から出力された測定入力信号は、前記
    各々のブロック内の最初の可変遅延回路各々に入力さ
    れ、 前記遅延測定手段は、前記セレクタから出力された測定
    出力信号と前記測定入力信号とにより前記信号伝搬遅延
    時間を求めることを特徴とする並列処理装置。
  30. 【請求項30】 請求項1記載の並列処理装置におい
    て、 前記複数のセルに設けられた各々処理回路は、全て同一
    であることを特徴とする並列処理装置。
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