JP3911130B2 - データ駆動型情報処理装置 - Google Patents
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- G06F9/4494—Execution paradigms, e.g. implementations of programming paradigms data driven
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像処理や演算処理等を行なうデータ駆動型情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のノイマン型計算機においては、プログラムとして種々の命令が予めプログラムメモリに記憶されている。そして、プログラムカウンタによって上記プログラムメモリのアドレスが逐次指定されることによって命令が順次読み出され、その読み出された命令が実行されるようになっている。
【０００３】
一方、データ駆動型情報処理装置は、プログラムカウンタによる逐次的な命令の実行という概念を持たない非ノイマン型計算機の一種である。このようなデータ駆動型情報処理装置には、命令の並列処理を基本としたアーキテクチャが採用される。上記データ駆動型情報処理装置においては、演算の対象となるデータが揃い次第、命令の実行が可能となる。そして、この揃ったデータによって複数の命令が同時に駆動されるため、上記データの自然な流れに従って並列的にプログラムが実行される。そのために、演算の所要時間が大幅に短縮すると見なされている。
【０００４】
図５は、従来のデータ駆動型情報処理装置における構成の一例を示すブロック図である。また、図６は、図５に示すデータ駆動型情報処理装置によって処理されるデータパケットのフィールド構成の一例を示す図である。
【０００５】
図６に示すデータパケットは、行先フィールド,命令フィールドおよびデータフィールドを含んで構成されている。上記行先フィールドにはデータメモリ情報とノード情報とが格納され、上記命令フィールドには命令情報が格納され、上記データフィールドにはオペランドデータが格納される。ここで、上記データメモリ情報は、図５に示すデータメモリ６のアドレス指定に用いられる情報である。また、上記ノード情報は、データフロープログラムを読み出す際のアドレス指定に用いられる情報である。
【０００６】
図５において、上記データ駆動型情報処理装置は、入出力制御部１,プログラム記憶部２,対データ検出部３,演算処理部４,データメモリインターフェース部５およびデータメモリ６を含んで構成されている。
【０００７】
上記入出力制御部１は、外部等から入力されたデータパケットを合流させて順序よく次々と送り出す入力制御機能と、演算処理部４から入力されたデータパケットを付された行先情報に応じた行先に出力する出力制御機能とを有している。
【０００８】
上記プログラム記憶部２には、図７に示すようなデータフロープログラムが記憶されている。そして、プログラム記憶部２は、入出力制御部１から入力されたデータパケットにおける行先フィールドのノード情報に基づくアドレス指定によって、データフロープログラムから行先情報７と命令情報８との組を一組読み出す。そして、それらの情報を当該データパケットの行先フィールドおよび命令フィールドに格納し、当該データパケットを対データ検出部３に出力する。尚、命令情報８には、演算処理部４に対するものとデータメモリインターフェース部５に対するものとがある。
【０００９】
上記対データ検出部３は、上記プログラム記憶部２から入力されるデータパケットの待合わせを行なう。すなわち、対データ検出部３は、同じ行先情報を有する２つのデータパケットを検出する。そして、一方のデータパケットのオペランドデータ(データフィールドの内容)を他方のデータパケットのデータフィールドに書き加えた後、上記他方のデータパケットを出力するのである。演算処理部４は、対データ検出部３から入力されたデータパケットの命令情報に基づく演算を実行し、その結果を当該データパケットの上記データフィールドに格納し、当該データパケットを入出力制御部１に出力する。
【００１０】
上記データメモリインターフェース部５は、上記入出力制御部１から入力されたデータパケットの命令情報に基づいて、データメモリ６に対して読み書きを実行する。その結果、データメモリ６には、データパケットにおけるデータフィールドの内容が記憶されるのである。尚、その際におけるデータメモリインターフェース部５によるデータメモリ６のアドレス指定には、データパケットにおける行先フィールドのデータメモリ情報が用いられるのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のデータ駆動型情報処理装置には、以下のような問題がある。すなわち、上記データ駆動型情報処理装置は、外部から入出力制御部１にデータパケットが入力されると、このデータパケットの命令情報に基づく演算の実行や、データメモリ６への読み書きの実行を行なうように構成されている。したがって、外部からのデータパケットの入力が必ず必要であり、外部のクロックに依存してデータパケットを処理することになる。
【００１２】
ノイマン型計算機においては、基本周波数で動作するプログラムカウンタによって、プログラムの命令が順次実行される。ところが、データ駆動型情報処理装置においては、プログラムカウンタによる逐次的な命令の実行という概念が存在せず、データによって複数の命令が同時に駆動され、データの自然な流れに従って並列的にプログラムが実行される。したがって、動作レートは、プロセス等のＬＳＩ(大規模集積回路)の性能に依存することになる。
【００１３】
しかしながら、プログラムによっては、外部からのデータパケット入力周波数とは異なる一定の周波数で内部処理を行いたい場合がある。例えば、画像処理において、処理したい原画データが既にデータメモリ６に格納されており、あとはデータ駆動型情報処理装置内でのみ演算処理を行うことが可能な場合等である。
【００１４】
ところが、上述したように、従来のデータ駆動型情報処理装置においては、そのような場合であっても外部のクロックに依存してデータパケットを処理するようになっているために、外部からのデータパケットの入力周波数が上記原画データの処理周波数より速すぎる場合には処理しきれないと言う問題がある。逆に、外部からのデータパケットの入力周波数が処理周波数より遅い場合には、動作レートが不必要に低くなってしまうと言う問題がある。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、外部からのデータパケットの入力周波数に拘らず一定の周波数で内部処理することが可能なデータ駆動型情報処理装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、
データ記憶手段と,複数組の行先情報と命令情報との組を含むデータフロープログラムから次の行先情報および命令情報を読み出してパケットに書き込むプログラム記憶手段と,同じ行先情報を有する２つのパケットのデータを１つのパケットにまとめる対データ検出手段と,上記パケットに書き込まれた命令情報に従って演算処理を行なう演算処理手段を有するデータ駆動型情報処理装置において、
発振手段を含むと共に、当該データ駆動型情報処理装置の外部から入力されるパケットの入力周波数に依存しない周波数での上記発振手段の発振レートでパケットを生成するパケット生成手段と、
上記外部から入力されるパケットと上記パケット生成手段で生成されたパケットとを合流させて上記プログラム記憶手段に出力する一方、上記演算処理手段から入力されたパケットをこのパケットに書き込まれた行先情報に応じた行先に出力する入出力制御手段と
を備え
上記外部から入力されたパケットおよび上記パケット生成手段で生成されたパケットと上記データフロープログラムとに基づいて情報処理を行う
ことを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、パケット生成手段によって、データ駆動型情報処理装置内で独自の発振レートでパケットが生成される。したがって、外部からのパケットの入力周波数とは異なる独自の周波数で、情報処理を行なうことが可能になる。
【００１８】
また、第１の実施例は、
この発明のデータ駆動型情報処理装置において、
上記発振手段は複数の周波数で発振可能になっており、
上記パケット生成手段は,上記複数の発振周波数から１つの発振周波数を選択して設定する周波数設定手段を備えている
ことを特徴としている。
【００１９】
この実施例によれば、上記パケット生成手段の周波数設定手段によって複数の発振周波数から１つの発振周波数が設定され、その設定周波数に基づく発振レートでパケットが生成される。したがって、処理内容に応じた発振レートで上記パケットを生成することが可能となる。
【００２０】
また、第２の実施例は、
この発明のデータ駆動型情報処理装置において、
上記パケット生成手段は、生成するパケットに書き込む上記行先情報を設定する行先設定手段を備えている
ことを特徴としている。
【００２１】
この実施例によれば、予め上記行先情報が設定されているパケットが生成される。したがって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理が簡略化される。
【００２２】
また、第３の実施例は、
上記第２の実施例のデータ駆動型情報処理装置において、
上記行先設定手段は、上記行先情報としてインクリメント値を設定するようになっている
ことを特徴としている。
【００２３】
この実施例によれば、例えば画像処理において画素やフレーム等を順次選択する場合の行先のように順次インクリメントされる行先情報が、生成するパケットに予め設定される。
【００２４】
また、第４の実施例は、
この発明のデータ駆動型情報処理装置において、
上記パケット生成手段は、生成するパケットに書き込むデータを設定するデータ設定手段を備えている
ことを特徴としている。
【００２５】
この実施例によれば、予めデータが設定されているパケットが生成される。したがって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理が簡略化される。
【００２６】
また、第５の実施例は、
上記第４の実施例のデータ駆動型情報処理装置において、
上記データ設定手段は、上記データとして固定値もしくは所定数の単位毎に変化する値を設定するようになっている
ことを特徴としている。
【００２７】
この実施例によれば、例えば画像処理において一定の背景や複数のブロックで変化する背景の画像データのように固定のデータあるいは所定数の単位(例えば所定数のパケット)毎に変化するデータが、生成するパケットに予め設定される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態のデータ駆動型情報処理装置におけるブロック図である。本データ駆動型情報処理装置は、入出力制御部１１,プログラム記憶部１２,対データ検出部１３,演算処理部１４,データメモリインターフェース部１５,データメモリ１６およびパケット生成部１７で概略構成される。ここで、プログラム記憶部１２,対データ検出部１３,演算処理部１４,データメモリインターフェース部１５およびデータメモリ１６は、図５における従来のデータ駆動型情報処理装置におけるプログラム記憶部２,対データ検出部３,演算処理部４,データメモリインターフェース部５およびデータメモリ６と同様に動作する。
【００２９】
上記入出力制御部１１は、図２に示すような構成を有しており、図５における入出力制御部１の構成を、パケット生成部１７によって生成されたパケットデータが入力できるように拡張したものである。
【００３０】
図２において、合流部２１は、外部から入力されたデータパケットとデータメモリインターフェース部１５からのデータパケットとを合流させて分岐部２２に送出する。分岐部２２は、入力されたデータパケットを、当該データパケットにおける行先フィールドの情報に応じて合流部２３または合流部２７に送出する。合流部２３は、分岐部２２からのデータパケットとパケット生成部１７からのデータパケットとを合流させて合流部２４に送出する。
【００３１】
上記合流部２４は、上記合流部２３からのデータパケットと内部データバッファ部２５からのデータパケットとを合流させて、プログラム記憶部１２へ送出する。分岐部２６は、演算処理部１４からのデータパケットを、当該データパケットにおける行先フィールドの情報に応じて内部データバッファ部２５または合流部２７に送出する。合流部２７は、分岐部２２,２６からのデータパケットを合流させて分岐部２８に出力する。分岐部２８は、入力されたデータパケットを、当該データパケットにおける行先フィールドの情報に応じてデータメモリインターフェース部１５または外部に出力する。
【００３２】
上記パケット生成部１７の内部ブロックを図３に図を示す。また、図４は、パケット生成部１７によって生成されるデータパケットのフィールド構成の一例を示す図である。尚、パケット生成部１７によって生成されるデータパケットのフィールド構成は、外部から入力されるデータパケットのフィールド構成(図６)と同様である。
【００３３】
図３において、本パケット生成部１７においては、データパケットの生成レートを最適化できるように、複数(例えば、図３においては４個)のクロック発生器３１および分周器３２を設けておき、夫々のクロック発生器３１からのクロックに基づいて互いに異なる周波数のクロックを生成し、その中から適宜にクロック周波数を選択できるようにしている。尚、クロック発生器３１は、例えばＰＬＬ(位相ロックループ)回路等で構成される。各分周器３２は、対応するクロック発生器３１で発生されたクロックを分周して互いに異なる周波数のクロックを生成する。すなわち、本実施の形態においては、複数のクロック発生器３１と複数の分周器３２とで上記発振手段を構成するのである。
【００３４】
尚、図３は、上記クロック発生器３１および分周器３２を複数並列に配置した例であるが、必ずしもその必要はなく、１つのクロック発生器と１つの分周器とによって構成してもよい。その場合には、例えばクロック発生器(ＰＬＬ回路)の発振周波数設定電圧を変える等によって、発振周波数を変更可能に構成するのである。
【００３５】
周波数設定部３３は、マルチプレクサ等で構成された選択回路であり、複数の分周器３２からのクロックの１つを選択して出力する。その際における周波数設定部３３による選択方法は特に限定するものではなく、外部からの入力もしくはプログラム記憶部１２で設定されたパラメータによって設定するように構成すればよい。
【００３６】
上記クロック発生器３１,分周器３２および周波数設定部３３は、既存の技術で構成することが可能である。
【００３７】
行先/データ設定部３４は、上記周波数設定部３３によって選択されたクロックレートによって、データパケットの行先フィールド３６とデータフィールド３８との値を設定する。但し、ここで設定する値は、本格的なあるいは複雑なものではなく、固定値やインクリメント値やデクレメント値等のような簡単な値を設定するものである。
【００３８】
例えば、上記行先フィールド３６の値としては、インクリメント値を設定するのが望ましい。これは、画像処理の場合には、一般的にフレーム内の画素やフレーム等を順次選択して演算処理等を行うことが多いために、データパケット生成時に予め行先フィールド３６の値をインクリメント値に設定しておけば、後のデータ駆動型情報処理装置での処理では上記設定されたインクリメント値をそのまま使用することができ、処理を簡略化できるのである。
【００３９】
また、上記データフィールド３８の値としては、固定値や所定数の単位毎に変化する値を設定するのが望ましい。例えば、画像処理の場合には、画面の背景や嵌め込み画面の背景が一定(背景が全面黒等)であれば、データパケット生成時に予めデータフィールド３８の値を固定値(一定の画像データ)に設定しておく。あるいは、背景が複数のブロックで変化する等の簡単な模様であれば、固定値とインクリメント値とを組み合わせてデータフィールド３８の値を設定しておく。これによって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理では、特に変更がなければ上記設定された値をそのまま使用することができ、処理を簡略化できるのである。
【００４０】
尚、上記行先/データ設定部３４による命令フィールド３７の値の設定は、後にプログラム記憶部１２によって設定されるので不用である。
【００４１】
発生数設定部３５は、データパケットの発生数を設定すると共に、周波数設定部３３によって選択されたクロックレートによって行先/データ設定部３４から送出されてくる行先フィールド３６の値とデータフィールド３８の値とを格納したデータパケットを生成して、入出力制御部１１へ出力する。その際における上記発生数の設定方法は特に限定するものではないが、プログラム記憶部１２で設定されたパラメータによって設定するように構成すればよい。そうすることによって、上記設定数だけデータパケットが生成されることになる。
【００４２】
このような構成を有するパケット生成部１７を設けることによって、例えば、原画データがデータメモリ１６に格納されている場合、パケット生成部１７によって原画の画素数分のパケットを生成させ、データメモリ１６に格納されている原画データに対して演算処理を実行し、その実行結果をデータメモリ１６に格納する。そして、その後に、上記画像処理用のデータパケットを消滅させることができる。こうすることによって、上記画像処理用のデータパケットの動作レートを外部のクロックレートよりも上げることによって、画素数に応じてデータパケット数が増加しても処理レートが落ちることはなく、本データ駆動型情報処理装置の内部で設定した周波数に応じて画像の演算処理を行なうことができるのである。
【００４３】
上述したように、本実施の形態においては、入出力制御部１１,プログラム記憶部１２,対データ検出部１３,演算処理部１４,データメモリインターフェース部１５およびデータメモリ１６を有して、外部から入力されたデータパケットに関して、
・データメモリインターフェース部１５によって、データメモリ１６に対してオペランド データの読み書きを行なう
・プログラム記憶部１２によって、記憶しているデータフロープログラムから行先情報お よび命令情報を読み出してデータパケットに書き込む
・対データ検出部１３によって、行先情報が同じ２つのデータパケットのうち一方のオペ ランドデータを他方のオペランドデータに書き加えて上記他方を出力する
・演算処理部１４によって、命令情報を実行して演算結果をデータフィールドに書き込む
動作を行うデータ駆動型情報処理装置に、パケット生成部１７を設けている。
【００４４】
そして、上記パケット生成部１７において、内蔵する複数のクロック発生器３１で発生されたクロックを対応する分周器３２で分周して、互いに異なる周期のクロックを生成し、生成された複数の周波数のクロックの何れかを周波数設定部３３で選択する。さらに、行先/データ設定部３４によって、上記選択されたクロックレートによってデータパケットの行先フィールド３６およびデータフィールド３８の値を設定し、発生数設定部３５によって、その設定結果を格納したデータパケットを生成する。そして、こうして生成されたデータパケットは、入出力制御部１１に取り込まれて処理されるようにしている。
【００４５】
したがって、例えば上記データメモリ１６に格納された原画データに対してパケット生成部１７によって(つまりデータ駆動型情報処理装置内で)生成されたデータパケットを用いて画像処理を行うことによって、外部のクロックに依存せずに一定の周波数で画像処理を実行することができる。その結果、上記画像処理用のデータパケットの動作レートを外部のクロックレートよりも上げることによって、データパケット数が増加しても処理レートを落とすことなく画像の演算処理を行なうことが可能になるのである。
【００４６】
また、上記パケット生成部１７の行先/データ設定部３４は、行先フィールド３６の値としてインクリメント値を設定することによって、例えば画像処理において画素やフレーム等を順次選択する場合の行先のように順次インクリメントされる行先フィールド３６の値を、生成するデータパケットに予め設定することができる。その場合には、後のデータ駆動型情報処理装置での処理を簡略化することができるのである。
【００４７】
また、上記パケット生成部１７の行先/データ設定部３４は、データフィールド３８の値として固定値あるいは所定数の単位毎に変化する値を設定することによって、例えば画像処理の場合における一定の背景や複数のブロックで変化する背景等の簡単な模様の画像データのように固定あるいは所定数の単位(例えば所定数のパケット)毎に変化するデータフィールド８６の値を、生成するデータパケットに予め設定することができる。その場合には、後のデータ駆動型情報処理装置での処理を簡略化することができるのである。
【００４８】
また、上記パケット生成部１７で生成されたデータパケットは、演算処理部１４での演算あるいはデータメモリ１６への書き込み等の処理が終了した後に消滅される。こうして、処理を終った不要なデータパケットが削除される。
【００４９】
尚、上記実施の形態においては、上記パケット生成部１７によって生成されたデータパケットは、入出力制御部１１における分岐部２２と合流部２４との間で合流するようになっている。しかしながら、パケット生成部１７からのデータパケットの合流位置は、特に上述の位置に限定するものではなく、処理内容によっては他の位置で合流するようにしても差し支えない。また、合流位置を処理内容に応じて切り換え可能に構成してもよい。
【００５０】
また、上記データパケットのフィールド構成は、図４および図６に示す構成に限定するものではない。例えば、データフィールドを複数に分割しても差し支えない。
【００５１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のデータ駆動型情報処理装置は、発振手段を含むと共に、当該データ駆動型情報処理装置の外部から入力されるパケットの入力周波数に依存しない周波数での上記発振手段の発振レートでパケットを生成するパケット生成手段と、外部から入力されるパケットと上記パケット生成手段で生成されたパケットとを合流させて上記プログラム記憶手段に出力する入出力制御手段とを備え、上記外部から入力されたパケットおよび上記パケット生成手段で生成されたパケットと上記データフロープログラムとに基づいて情報処理を行うので、外部からのデータパケットの入力周波数に拘らず、換言すれば外部のクロックに依存せずに独自のクロックレートで内部的に情報処理を行なうことができる。
【００５２】
したがって、外部からのパケット入力周波数が遅い場合には、内部で設定した周波数に同期して高レートの周波数で情報を処理することができる。逆に、外部からのパケット入力周波数が速くて処理しきれない場合には、内部で設定した周波数に同期して低レートの周波数で情報を処理することによって、処理時間を確保することができる。
【００５３】
また、第１の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記発振手段を複数の周波数で発振可能に成し、上記パケット生成手段の周波数設定手段によって上記複数の発振周波数から１つの発振周波数を選択して設定するようにしたので、処理内容に応じた発振レートで上記パケットを生成することできる。
【００５４】
また、第２の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記パケット生成手段の行先設定手段によって、生成するパケットに書き込む上記行先情報を設定するので、上記行先情報が予め設定されたパケットを生成することができる。したがって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理を簡略化できるのである。
【００５５】
また、第３の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記行先設定手段を、上記行先情報としてインクリメント値を設定するように成したので、例えば画像処理において画素やフレーム等を順次選択する場合の行先のように順次インクリメントされる行先情報を、生成するパケットに予め設定することができる。
【００５６】
また、第４の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記パケット生成手段のデータ設定手段によって、生成するパケットに書き込むデータを設定するので、上記データが予め設定されたパケットを生成することができる。したがって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理を簡略化することができるのである。
【００５７】
また、第５の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記データ設定手段を、上記データとして固定値もしくは所定数の単位毎に変化する値を設定するように成したので、例えば画像処理において一定の背景や複数のブロックで変化する背景の画像データのように固定のデータあるいは所定数の単位(例えば所定数のパケット)毎に変化するデータを、生成するパケットに予め設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のデータ駆動型情報処理装置のブロック図である。
【図２】 図１における入出力制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】 図１におけるパケット生成部の構成を示すブロック図である。
【図４】 パケット生成部で生成されるデータパケットのフィールド構成を示す図である。
【図５】 従来のデータ駆動型情報処理装置におけるブロック図である。
【図６】 データ駆動型情報処理装置で処理されるデータパケットのフィールド構成を示す図である。
【図７】 図１および図５におけるプログラム記憶部に記憶されたデータフロープログラムを示す図である。
【符号の説明】
１１…入出力制御部、
１２…プログラム記憶部、
１３…対データ検出部、
１４…演算処理部、
１５…データメモリインターフェース部、
１６…データメモリ、
１７…パケット生成部、
２１,２３,２４,２７…合流部、
２２,２６,２８…分岐部、
２５…内部データバッファ部、
３１…クロック発生器、
３２…分周器、
３３…周波数設定部、
３４…行先/データ設定部、
３５…発生数設定部、
３６…行先フィールド、
３７…命令フィールド、
３８…データフィールド。
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像処理や演算処理等を行なうデータ駆動型情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のノイマン型計算機においては、プログラムとして種々の命令が予めプログラムメモリに記憶されている。そして、プログラムカウンタによって上記プログラムメモリのアドレスが逐次指定されることによって命令が順次読み出され、その読み出された命令が実行されるようになっている。
【０００３】
一方、データ駆動型情報処理装置は、プログラムカウンタによる逐次的な命令の実行という概念を持たない非ノイマン型計算機の一種である。このようなデータ駆動型情報処理装置には、命令の並列処理を基本としたアーキテクチャが採用される。上記データ駆動型情報処理装置においては、演算の対象となるデータが揃い次第、命令の実行が可能となる。そして、この揃ったデータによって複数の命令が同時に駆動されるため、上記データの自然な流れに従って並列的にプログラムが実行される。そのために、演算の所要時間が大幅に短縮すると見なされている。
【０００４】
図５は、従来のデータ駆動型情報処理装置における構成の一例を示すブロック図である。また、図６は、図５に示すデータ駆動型情報処理装置によって処理されるデータパケットのフィールド構成の一例を示す図である。
【０００５】
図６に示すデータパケットは、行先フィールド,命令フィールドおよびデータフィールドを含んで構成されている。上記行先フィールドにはデータメモリ情報とノード情報とが格納され、上記命令フィールドには命令情報が格納され、上記データフィールドにはオペランドデータが格納される。ここで、上記データメモリ情報は、図５に示すデータメモリ６のアドレス指定に用いられる情報である。また、上記ノード情報は、データフロープログラムを読み出す際のアドレス指定に用いられる情報である。
【０００６】
図５において、上記データ駆動型情報処理装置は、入出力制御部１,プログラム記憶部２,対データ検出部３,演算処理部４,データメモリインターフェース部５およびデータメモリ６を含んで構成されている。
【０００７】
上記入出力制御部１は、外部等から入力されたデータパケットを合流させて順序よく次々と送り出す入力制御機能と、演算処理部４から入力されたデータパケットを付された行先情報に応じた行先に出力する出力制御機能とを有している。
【０００８】
上記プログラム記憶部２には、図７に示すようなデータフロープログラムが記憶されている。そして、プログラム記憶部２は、入出力制御部１から入力されたデータパケットにおける行先フィールドのノード情報に基づくアドレス指定によって、データフロープログラムから行先情報７と命令情報８との組を一組読み出す。そして、それらの情報を当該データパケットの行先フィールドおよび命令フィールドに格納し、当該データパケットを対データ検出部３に出力する。尚、命令情報８には、演算処理部４に対するものとデータメモリインターフェース部５に対するものとがある。
【０００９】
上記対データ検出部３は、上記プログラム記憶部２から入力されるデータパケットの待合わせを行なう。すなわち、対データ検出部３は、同じ行先情報を有する２つのデータパケットを検出する。そして、一方のデータパケットのオペランドデータ(データフィールドの内容)を他方のデータパケットのデータフィールドに書き加えた後、上記他方のデータパケットを出力するのである。演算処理部４は、対データ検出部３から入力されたデータパケットの命令情報に基づく演算を実行し、その結果を当該データパケットの上記データフィールドに格納し、当該データパケットを入出力制御部１に出力する。
【００１０】
上記データメモリインターフェース部５は、上記入出力制御部１から入力されたデータパケットの命令情報に基づいて、データメモリ６に対して読み書きを実行する。その結果、データメモリ６には、データパケットにおけるデータフィールドの内容が記憶されるのである。尚、その際におけるデータメモリインターフェース部５によるデータメモリ６のアドレス指定には、データパケットにおける行先フィールドのデータメモリ情報が用いられるのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のデータ駆動型情報処理装置には、以下のような問題がある。すなわち、上記データ駆動型情報処理装置は、外部から入出力制御部１にデータパケットが入力されると、このデータパケットの命令情報に基づく演算の実行や、データメモリ６への読み書きの実行を行なうように構成されている。したがって、外部からのデータパケットの入力が必ず必要であり、外部のクロックに依存してデータパケットを処理することになる。
【００１２】
ノイマン型計算機においては、基本周波数で動作するプログラムカウンタによって、プログラムの命令が順次実行される。ところが、データ駆動型情報処理装置においては、プログラムカウンタによる逐次的な命令の実行という概念が存在せず、データによって複数の命令が同時に駆動され、データの自然な流れに従って並列的にプログラムが実行される。したがって、動作レートは、プロセス等のＬＳＩ(大規模集積回路)の性能に依存することになる。
【００１３】
しかしながら、プログラムによっては、外部からのデータパケット入力周波数とは異なる一定の周波数で内部処理を行いたい場合がある。例えば、画像処理において、処理したい原画データが既にデータメモリ６に格納されており、あとはデータ駆動型情報処理装置内でのみ演算処理を行うことが可能な場合等である。
【００１４】
ところが、上述したように、従来のデータ駆動型情報処理装置においては、そのような場合であっても外部のクロックに依存してデータパケットを処理するようになっているために、外部からのデータパケットの入力周波数が上記原画データの処理周波数より速すぎる場合には処理しきれないと言う問題がある。逆に、外部からのデータパケットの入力周波数が処理周波数より遅い場合には、動作レートが不必要に低くなってしまうと言う問題がある。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、外部からのデータパケットの入力周波数に拘らず一定の周波数で内部処理することが可能なデータ駆動型情報処理装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、
データ記憶手段と,複数組の行先情報と命令情報との組を含むデータフロープログラムから次の行先情報および命令情報を読み出してパケットに書き込むプログラム記憶手段と,同じ行先情報を有する２つのパケットのデータを１つのパケットにまとめる対データ検出手段と,上記パケットに書き込まれた命令情報に従って演算処理を行なう演算処理手段を有するデータ駆動型情報処理装置において、
発振手段を含むと共に、当該データ駆動型情報処理装置の外部から入力されるパケットの入力周波数に依存しない周波数での上記発振手段の発振レートでパケットを生成するパケット生成手段と、
上記外部から入力されるパケットと上記パケット生成手段で生成されたパケットとを合流させて上記プログラム記憶手段に出力する一方、上記演算処理手段から入力されたパケットをこのパケットに書き込まれた行先情報に応じた行先に出力する入出力制御手段と
を備え
上記外部から入力されたパケットおよび上記パケット生成手段で生成されたパケットと上記データフロープログラムとに基づいて情報処理を行う
ことを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、パケット生成手段によって、データ駆動型情報処理装置内で独自の発振レートでパケットが生成される。したがって、外部からのパケットの入力周波数とは異なる独自の周波数で、情報処理を行なうことが可能になる。
【００１８】
また、第１の実施例は、
この発明のデータ駆動型情報処理装置において、
上記発振手段は複数の周波数で発振可能になっており、
上記パケット生成手段は,上記複数の発振周波数から１つの発振周波数を選択して設定する周波数設定手段を備えている
ことを特徴としている。
【００１９】
この実施例によれば、上記パケット生成手段の周波数設定手段によって複数の発振周波数から１つの発振周波数が設定され、その設定周波数に基づく発振レートでパケットが生成される。したがって、処理内容に応じた発振レートで上記パケットを生成することが可能となる。
【００２０】
また、第２の実施例は、
この発明のデータ駆動型情報処理装置において、
上記パケット生成手段は、生成するパケットに書き込む上記行先情報を設定する行先設定手段を備えている
ことを特徴としている。
【００２１】
この実施例によれば、予め上記行先情報が設定されているパケットが生成される。したがって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理が簡略化される。
【００２２】
また、第３の実施例は、
上記第２の実施例のデータ駆動型情報処理装置において、
上記行先設定手段は、上記行先情報としてインクリメント値を設定するようになっている
ことを特徴としている。
【００２３】
この実施例によれば、例えば画像処理において画素やフレーム等を順次選択する場合の行先のように順次インクリメントされる行先情報が、生成するパケットに予め設定される。
【００２４】
また、第４の実施例は、
この発明のデータ駆動型情報処理装置において、
上記パケット生成手段は、生成するパケットに書き込むデータを設定するデータ設定手段を備えている
ことを特徴としている。
【００２５】
この実施例によれば、予めデータが設定されているパケットが生成される。したがって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理が簡略化される。
【００２６】
また、第５の実施例は、
上記第４の実施例のデータ駆動型情報処理装置において、
上記データ設定手段は、上記データとして固定値もしくは所定数の単位毎に変化する値を設定するようになっている
ことを特徴としている。
【００２７】
この実施例によれば、例えば画像処理において一定の背景や複数のブロックで変化する背景の画像データのように固定のデータあるいは所定数の単位(例えば所定数のパケット)毎に変化するデータが、生成するパケットに予め設定される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態のデータ駆動型情報処理装置におけるブロック図である。本データ駆動型情報処理装置は、入出力制御部１１,プログラム記憶部１２,対データ検出部１３,演算処理部１４,データメモリインターフェース部１５,データメモリ１６およびパケット生成部１７で概略構成される。ここで、プログラム記憶部１２,対データ検出部１３,演算処理部１４,データメモリインターフェース部１５およびデータメモリ１６は、図５における従来のデータ駆動型情報処理装置におけるプログラム記憶部２,対データ検出部３,演算処理部４,データメモリインターフェース部５およびデータメモリ６と同様に動作する。
【００２９】
上記入出力制御部１１は、図２に示すような構成を有しており、図５における入出力制御部１の構成を、パケット生成部１７によって生成されたパケットデータが入力できるように拡張したものである。
【００３０】
図２において、合流部２１は、外部から入力されたデータパケットとデータメモリインターフェース部１５からのデータパケットとを合流させて分岐部２２に送出する。分岐部２２は、入力されたデータパケットを、当該データパケットにおける行先フィールドの情報に応じて合流部２３または合流部２７に送出する。合流部２３は、分岐部２２からのデータパケットとパケット生成部１７からのデータパケットとを合流させて合流部２４に送出する。
【００３１】
上記合流部２４は、上記合流部２３からのデータパケットと内部データバッファ部２５からのデータパケットとを合流させて、プログラム記憶部１２へ送出する。分岐部２６は、演算処理部１４からのデータパケットを、当該データパケットにおける行先フィールドの情報に応じて内部データバッファ部２５または合流部２７に送出する。合流部２７は、分岐部２２,２６からのデータパケットを合流させて分岐部２８に出力する。分岐部２８は、入力されたデータパケットを、当該データパケットにおける行先フィールドの情報に応じてデータメモリインターフェース部１５または外部に出力する。
【００３２】
上記パケット生成部１７の内部ブロックを図３に図を示す。また、図４は、パケット生成部１７によって生成されるデータパケットのフィールド構成の一例を示す図である。尚、パケット生成部１７によって生成されるデータパケットのフィールド構成は、外部から入力されるデータパケットのフィールド構成(図６)と同様である。
【００３３】
図３において、本パケット生成部１７においては、データパケットの生成レートを最適化できるように、複数(例えば、図３においては４個)のクロック発生器３１および分周器３２を設けておき、夫々のクロック発生器３１からのクロックに基づいて互いに異なる周波数のクロックを生成し、その中から適宜にクロック周波数を選択できるようにしている。尚、クロック発生器３１は、例えばＰＬＬ(位相ロックループ)回路等で構成される。各分周器３２は、対応するクロック発生器３１で発生されたクロックを分周して互いに異なる周波数のクロックを生成する。すなわち、本実施の形態においては、複数のクロック発生器３１と複数の分周器３２とで上記発振手段を構成するのである。
【００３４】
尚、図３は、上記クロック発生器３１および分周器３２を複数並列に配置した例であるが、必ずしもその必要はなく、１つのクロック発生器と１つの分周器とによって構成してもよい。その場合には、例えばクロック発生器(ＰＬＬ回路)の発振周波数設定電圧を変える等によって、発振周波数を変更可能に構成するのである。
【００３５】
周波数設定部３３は、マルチプレクサ等で構成された選択回路であり、複数の分周器３２からのクロックの１つを選択して出力する。その際における周波数設定部３３による選択方法は特に限定するものではなく、外部からの入力もしくはプログラム記憶部１２で設定されたパラメータによって設定するように構成すればよい。
【００３６】
上記クロック発生器３１,分周器３２および周波数設定部３３は、既存の技術で構成することが可能である。
【００３７】
行先/データ設定部３４は、上記周波数設定部３３によって選択されたクロックレートによって、データパケットの行先フィールド３６とデータフィールド３８との値を設定する。但し、ここで設定する値は、本格的なあるいは複雑なものではなく、固定値やインクリメント値やデクレメント値等のような簡単な値を設定するものである。
【００３８】
例えば、上記行先フィールド３６の値としては、インクリメント値を設定するのが望ましい。これは、画像処理の場合には、一般的にフレーム内の画素やフレーム等を順次選択して演算処理等を行うことが多いために、データパケット生成時に予め行先フィールド３６の値をインクリメント値に設定しておけば、後のデータ駆動型情報処理装置での処理では上記設定されたインクリメント値をそのまま使用することができ、処理を簡略化できるのである。
【００３９】
また、上記データフィールド３８の値としては、固定値や所定数の単位毎に変化する値を設定するのが望ましい。例えば、画像処理の場合には、画面の背景や嵌め込み画面の背景が一定(背景が全面黒等)であれば、データパケット生成時に予めデータフィールド３８の値を固定値(一定の画像データ)に設定しておく。あるいは、背景が複数のブロックで変化する等の簡単な模様であれば、固定値とインクリメント値とを組み合わせてデータフィールド３８の値を設定しておく。これによって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理では、特に変更がなければ上記設定された値をそのまま使用することができ、処理を簡略化できるのである。
【００４０】
尚、上記行先/データ設定部３４による命令フィールド３７の値の設定は、後にプログラム記憶部１２によって設定されるので不用である。
【００４１】
発生数設定部３５は、データパケットの発生数を設定すると共に、周波数設定部３３によって選択されたクロックレートによって行先/データ設定部３４から送出されてくる行先フィールド３６の値とデータフィールド３８の値とを格納したデータパケットを生成して、入出力制御部１１へ出力する。その際における上記発生数の設定方法は特に限定するものではないが、プログラム記憶部１２で設定されたパラメータによって設定するように構成すればよい。そうすることによって、上記設定数だけデータパケットが生成されることになる。
【００４２】
このような構成を有するパケット生成部１７を設けることによって、例えば、原画データがデータメモリ１６に格納されている場合、パケット生成部１７によって原画の画素数分のパケットを生成させ、データメモリ１６に格納されている原画データに対して演算処理を実行し、その実行結果をデータメモリ１６に格納する。そして、その後に、上記画像処理用のデータパケットを消滅させることができる。こうすることによって、上記画像処理用のデータパケットの動作レートを外部のクロックレートよりも上げることによって、画素数に応じてデータパケット数が増加しても処理レートが落ちることはなく、本データ駆動型情報処理装置の内部で設定した周波数に応じて画像の演算処理を行なうことができるのである。
【００４３】
上述したように、本実施の形態においては、入出力制御部１１,プログラム記憶部１２,対データ検出部１３,演算処理部１４,データメモリインターフェース部１５およびデータメモリ１６を有して、外部から入力されたデータパケットに関して、
・データメモリインターフェース部１５によって、データメモリ１６に対してオペランド データの読み書きを行なう
・プログラム記憶部１２によって、記憶しているデータフロープログラムから行先情報お よび命令情報を読み出してデータパケットに書き込む
・対データ検出部１３によって、行先情報が同じ２つのデータパケットのうち一方のオペ ランドデータを他方のオペランドデータに書き加えて上記他方を出力する
・演算処理部１４によって、命令情報を実行して演算結果をデータフィールドに書き込む
動作を行うデータ駆動型情報処理装置に、パケット生成部１７を設けている。
【００４４】
そして、上記パケット生成部１７において、内蔵する複数のクロック発生器３１で発生されたクロックを対応する分周器３２で分周して、互いに異なる周期のクロックを生成し、生成された複数の周波数のクロックの何れかを周波数設定部３３で選択する。さらに、行先/データ設定部３４によって、上記選択されたクロックレートによってデータパケットの行先フィールド３６およびデータフィールド３８の値を設定し、発生数設定部３５によって、その設定結果を格納したデータパケットを生成する。そして、こうして生成されたデータパケットは、入出力制御部１１に取り込まれて処理されるようにしている。
【００４５】
したがって、例えば上記データメモリ１６に格納された原画データに対してパケット生成部１７によって(つまりデータ駆動型情報処理装置内で)生成されたデータパケットを用いて画像処理を行うことによって、外部のクロックに依存せずに一定の周波数で画像処理を実行することができる。その結果、上記画像処理用のデータパケットの動作レートを外部のクロックレートよりも上げることによって、データパケット数が増加しても処理レートを落とすことなく画像の演算処理を行なうことが可能になるのである。
【００４６】
また、上記パケット生成部１７の行先/データ設定部３４は、行先フィールド３６の値としてインクリメント値を設定することによって、例えば画像処理において画素やフレーム等を順次選択する場合の行先のように順次インクリメントされる行先フィールド３６の値を、生成するデータパケットに予め設定することができる。その場合には、後のデータ駆動型情報処理装置での処理を簡略化することができるのである。
【００４７】
また、上記パケット生成部１７の行先/データ設定部３４は、データフィールド３８の値として固定値あるいは所定数の単位毎に変化する値を設定することによって、例えば画像処理の場合における一定の背景や複数のブロックで変化する背景等の簡単な模様の画像データのように固定あるいは所定数の単位(例えば所定数のパケット)毎に変化するデータフィールド８６の値を、生成するデータパケットに予め設定することができる。その場合には、後のデータ駆動型情報処理装置での処理を簡略化することができるのである。
【００４８】
また、上記パケット生成部１７で生成されたデータパケットは、演算処理部１４での演算あるいはデータメモリ１６への書き込み等の処理が終了した後に消滅される。こうして、処理を終った不要なデータパケットが削除される。
【００４９】
尚、上記実施の形態においては、上記パケット生成部１７によって生成されたデータパケットは、入出力制御部１１における分岐部２２と合流部２４との間で合流するようになっている。しかしながら、パケット生成部１７からのデータパケットの合流位置は、特に上述の位置に限定するものではなく、処理内容によっては他の位置で合流するようにしても差し支えない。また、合流位置を処理内容に応じて切り換え可能に構成してもよい。
【００５０】
また、上記データパケットのフィールド構成は、図４および図６に示す構成に限定するものではない。例えば、データフィールドを複数に分割しても差し支えない。
【００５１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のデータ駆動型情報処理装置は、発振手段を含むと共に、当該データ駆動型情報処理装置の外部から入力されるパケットの入力周波数に依存しない周波数での上記発振手段の発振レートでパケットを生成するパケット生成手段と、外部から入力されるパケットと上記パケット生成手段で生成されたパケットとを合流させて上記プログラム記憶手段に出力する入出力制御手段とを備え、上記外部から入力されたパケットおよび上記パケット生成手段で生成されたパケットと上記データフロープログラムとに基づいて情報処理を行うので、外部からのデータパケットの入力周波数に拘らず、換言すれば外部のクロックに依存せずに独自のクロックレートで内部的に情報処理を行なうことができる。
【００５２】
したがって、外部からのパケット入力周波数が遅い場合には、内部で設定した周波数に同期して高レートの周波数で情報を処理することができる。逆に、外部からのパケット入力周波数が速くて処理しきれない場合には、内部で設定した周波数に同期して低レートの周波数で情報を処理することによって、処理時間を確保することができる。
【００５３】
また、第１の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記発振手段を複数の周波数で発振可能に成し、上記パケット生成手段の周波数設定手段によって上記複数の発振周波数から１つの発振周波数を選択して設定するようにしたので、処理内容に応じた発振レートで上記パケットを生成することできる。
【００５４】
また、第２の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記パケット生成手段の行先設定手段によって、生成するパケットに書き込む上記行先情報を設定するので、上記行先情報が予め設定されたパケットを生成することができる。したがって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理を簡略化できるのである。
【００５５】
また、第３の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記行先設定手段を、上記行先情報としてインクリメント値を設定するように成したので、例えば画像処理において画素やフレーム等を順次選択する場合の行先のように順次インクリメントされる行先情報を、生成するパケットに予め設定することができる。
【００５６】
また、第４の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記パケット生成手段のデータ設定手段によって、生成するパケットに書き込むデータを設定するので、上記データが予め設定されたパケットを生成することができる。したがって、後のデータ駆動型情報処理装置での処理を簡略化することができるのである。
【００５７】
また、第５の実施例のデータ駆動型情報処理装置は、上記データ設定手段を、上記データとして固定値もしくは所定数の単位毎に変化する値を設定するように成したので、例えば画像処理において一定の背景や複数のブロックで変化する背景の画像データのように固定のデータあるいは所定数の単位(例えば所定数のパケット)毎に変化するデータを、生成するパケットに予め設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のデータ駆動型情報処理装置のブロック図である。
【図２】 図１における入出力制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】 図１におけるパケット生成部の構成を示すブロック図である。
【図４】 パケット生成部で生成されるデータパケットのフィールド構成を示す図である。
【図５】 従来のデータ駆動型情報処理装置におけるブロック図である。
【図６】 データ駆動型情報処理装置で処理されるデータパケットのフィールド構成を示す図である。
【図７】 図１および図５におけるプログラム記憶部に記憶されたデータフロープログラムを示す図である。
【符号の説明】
１１…入出力制御部、
１２…プログラム記憶部、
１３…対データ検出部、
１４…演算処理部、
１５…データメモリインターフェース部、
１６…データメモリ、
１７…パケット生成部、
２１,２３,２４,２７…合流部、
２２,２６,２８…分岐部、
２５…内部データバッファ部、
３１…クロック発生器、
３２…分周器、
３３…周波数設定部、
３４…行先/データ設定部、
３５…発生数設定部、
３６…行先フィールド、
３７…命令フィールド、
３８…データフィールド。
Claims (7)
- データ記憶手段と、複数組の行先情報と命令情報との組を含むデータフロープログラムから次の行先情報および命令情報を読み出してパケットに書き込むプログラム記憶手段と、同じ行先情報を有する２つのパケットのデータを１つのパケットにまとめる対データ検出手段と、上記パケットに書き込まれた命令情報に従って演算処理を行なう演算処理手段を有するデータ駆動型情報処理装置において、
発振手段を含むと共に、当該データ駆動型情報処理装置の外部から入力されるパケットの入力周波数に依存しない周波数での上記発振手段の発振レートでパケットを生成するパケット生成手段と、
上記外部から入力されるパケットと上記パケット生成手段で生成されたパケットとを合流させて上記プログラム記憶手段に出力する一方、上記演算処理手段から入力されたパケットをこのパケットに書き込まれた行先情報に応じた行先に出力する入出力制御手段と
を備え、
上記外部から入力されたパケットおよび上記パケット生成手段で生成されたパケットと上記データフロープログラムとに基づいて情報処理を行う
ことを特徴とするデータ駆動型情報処理装置。 - 請求項１に記載のデータ駆動型情報処理装置において、
上記発振手段は複数の周波数で発振可能になっており、
上記パケット生成手段は、上記複数の発振周波数から１つの発振周波数を選択して設定する周波数設定手段を備えている
ことを特徴とするデータ駆動型情報処理装置。 - 請求項１あるいは請求項２に記載のデータ駆動型情報処理装置において、
上記パケット生成手段は、生成するパケットに書き込む上記行先情報を設定する行先設定手段を備えている
ことを特徴とするデータ駆動型情報処理装置。 - 請求項３に記載のデータ駆動型情報処理装置において、
上記行先設定手段は、上記行先情報としてインクリメント値を設定するようになっている
ことを特徴とするデータ駆動型情報処理装置。 - 請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載のデータ駆動型情報処理装置において、
上記パケット生成手段は、生成するパケットに書き込むデータを設定するデータ設定手段を備えている
ことを特徴とするデータ駆動型情報処理装置。 - 請求項５に記載のデータ駆動型情報処理装置において、
上記データ設定手段は、上記データとして固定値もしくは所定数の単位毎に変化する値を設定するようになっている
ことを特徴とするデータ駆動型情報処理装置。 - 請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載のデータ駆動型情報処理装置において、
上記パケット生成手段で生成されたパケットは、書き込まれた命令情報に応じた処理が終了した後に消滅するようになっている
ことを特徴とするデータ駆動型情報処理装置。
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