JPH01199233A

JPH01199233A - パイプライン処理における条件分岐制御方式

Info

Publication number: JPH01199233A
Application number: JP2323288A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Mizushima; 水島　芳宏; Fumio Matsunoshita; 松野下　文郎; Masato Tanaka; 正人田中; Satoshi Sugiura; 聡杉浦; Tetsuya Hagiwara; 哲也萩原; Tatsuki Nakada; 達己中田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-10
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JP2513765B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕パイプライン制御方式をとる計算機で、条件コードを生
成する命令を実行し、該生成された条件コードに基づい
て条件付分岐命令を実行する際の条件分岐制御方式に関
し、条件付分岐命令の実行を高速化することを目的とし、条件コードを生成するパイプラインステージを命令のタ
イプによって分ける手段を設け、該条件コードを生成す
る命令が連続し、該条件コードの生成タイミングが重複
した場合に、上記それぞれ異なるパイプラインステージ
で同時に条件コードを生成し、該条件コード生成命令に
続く条件付分岐命令は、直前の条件コード生成命令の条
件コードを参照して分岐先を決定するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、パイプライン制御方式をとる計算機で、条件
コードを生成する命令を実行し、該生成された条件コー
ドに基づいて条件付分岐命令を実行する際の条件分岐制
御方式に関する。

従来から、科学技術計算の分野においては、該科学技術
計算用プログラム内の条件付分岐命令の出現頻度が、例
えば、３０％とかなり多いことが知られている。

又、一方、該条件コードを生成するステージが命令によ
って異なる　（例えば、Ｂ２ステージと、−ステージ）
ことも知られている。

一般に、パイプライン計算機においては、各ステージで
の処理を固定することにより、複数個の命令を該パイプ
ラインに順次投入して、各命令で実行するステージを１
τ宛ずらせることで、該複数個の命令を同時に実行し、
スループットの向上を図ることが行われているが、上記
条件付分岐命令においては、該条件付分岐命令の前に実
行される命令によって生成される条件コードに基づいて
分岐先が決定されるように動作する為、該分岐先命令の
実行の開始は、当該パイプライン計算機においても、上
記一般の条件コード生成命令と同じタイミングでは実行
できないと云う問題があった。

然して、該条件付分岐命令では、そのＢ１ステージにお
いて、分岐先の命令を取り出しているので、次の８２ス
テージ以降においては、いつでも分岐先命令を実行でき
る条件にある。

そこで、上記条件コード生成命令に該条件コードを生成
するステージが異なる命令があることに着目すると、条
件付分岐命令の分岐先命令の実行開始タイミングを該命
令のタイプによって早くすることが期待できる。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕第２図は
従来の条件分岐制御方式を説明する図であって、（ａ）
は従来の条件コード生成回路の例を示し、（ｂ）は従来
の動作タイムチャートを示している。

従来方式においては、条件コード生成命令の条件コード
生成のステージが（ｂ）図の動作タイムチャートから明
らかな如く、Ｗステージ（書き込みステージ）に固定さ
れていた為、本来、Ｂ２ステージで該条件コードを生成
できる命令においても、（ａ）図に示したように、条件
コード（コンデイションコード）発生回路５で生成され
た条件コード情報をフリップフロップ（ＦＦ）　５１に
よって１段シフトすることで、該Ｗステージに合わせて
いた。

この為、後続する条件付分岐命令は、命令２の条件コー
ドを参照して分岐先を決定する為に、分岐先命令の実行
開始タイミングが、該条件付分岐命令のＷステージに固
定されていた。（（ｂ）図参照）所が、条件コード生成命令には、命令のタイプによって
、該Ｗステージより１つ前のＢ２ステージで生成可能な
ものがあり、この特徴が生かされていないと云う問題が
あった。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、パイプライン制御方式
をとる計算機で、条件コードを生成する命令を実行し、
該生成された条件コードに基づいて条件付分岐命令を実
行する際の条件分岐制御方式において、該条件付分岐命
令の実行を高速化する制御方式を提供することを目的と
するものである。。

〔課題を解決するための手段〕

上記の問題点は下記の如くに構成された条件分岐制御方
式によって解決される。

パイプライン制御方式をとる計算機で、条件コードを生
成する命令を実行し、該生成された条件コードに基づい
て条件付分岐命令を実行する際、条件コードを生成する
パイプラインステージを命令のタイプによって分ける手
段を設け、該条件コードを生成する命令が連続し、該条
件コードの生成タイミングが重複した場合に、上記手段
によって、それぞれ異なるパイプラインステージで同時
に条件コードを生成し、該条件コード生成命令に続く条件付分岐命令は、直前の
条件コード生成命令の条件コードを参照して分岐先を決
定するように構成する。

〔作用〕

即ち、本発明によれば、パイプライン制御方式をとる計
算機で、条件コードを生成する命令を実行し、該生成さ
れた条件コードに基づいて条件付分岐命令を実行する際
、該条件コードの生成タイミングを、例えば、Ｗステー
ジに固定しないで、１τ早く生成できる命令に対して、
例えば、Ｂ２ステージで該条件コードを生成する回路を
付加し、パイプラインにおいて、該条件コードの生成タ
イミングが重複した場合には、条件付分岐命令は後の条
件コード生成命令が生成した条件コードを参照して分岐
先を決定するようにしたものであるので、分岐先命令の
実行開始タイミングが１τ短縮でき、条件付分岐命令の
実行頻度の多い科学技術計算の分野においては、処理能
力を大幅に向上させることができる効果がある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

第１図は本発明の一実施例を説明する図であり、（ａ）
は本発明による条件コード（コンデイションコード）発
生回路の構成例を示し、（ｂ）は本発明を実施した場合
の動作タイムチャートを示しており、命令のタイプによ
って条件コードを生成する回路を分け、Ｗステージで生
成する条件コード発生回路１に、Ｂ２ステージで生成す
る条件コード発生回路２を付加した手段が本発明を実施
するのに必要な手段である。尚、全図を通して同じ符号
は同じ対象物を示している。

以下、第１図によって、本発明のパイプライン処理にお
ける条件分岐制御方式を説明する。

条件コードを生成する命令をパイプラインに投入して実
行する場合、従来方式においては、第２図で説明したよ
うに、Ｗステージ（書き込みステージ）で条件コードを
生成するように固定していたが、本発明においては、本
図の（ａ）に示すように、命令のタイプによっては、該
条件コードを、従来のＷステージより１τ早いＢ２ステ
ージで生成できる命令があることに着目し、該命令につ
いては、Ｂ２ステージで生成する回路２を付加し、従来
のＷステージで生成される条件コード１１と、本発明に
よって付加された条件コード生成回路２で生成された条
件コード２１とを、セレクタ（ＳＥＬ）３で選択する機
構を設ける。

（ｂ）図に示した動作タイムチャートにおいては、命令
１はＷステージで条件コードを生成するタイプの命令で
あり、命令２はＢ２ステージで条件コードを生成するタ
イプの命令であるとする。

このような場合、（ａ）図に示した条件コード生成方式
では、条件コード発生回路１．２において、同一タイミ
ングで条件コードが生成され、条件コードレジスタ１１
．２１に設定される。

通常、パイプライン制御部４には、例えば、演算パイプ
ラインの各ステージに投入されている命令のタイプと、
該タイプが条件コードを生成する命令の場合には、どの
ステージで条件コードを生成するかを示す情報とを保持
しているので、分岐命令の分岐決定ステージであるＢ２
ステージにおいて、該情報を参照し、最も新しい条件コ
ード設定命令の条件コード決定ステージ（Ｗステージか
。

Ｂ２ステージか）を認識し、該認識した情報に基づいて
、該条件付分岐命令に最も近い条件コード生成命令に対
応する条件コードレジスタ１１．又は２１の何れかを選
択するように制御する。

（ｂ）図の動作タイムチャートの例においては、命令２
が最新の条件コード生成命令であり、その命令のタイプ
はＢ２ステージで条件コードを生成するタイプであるの
で、当該分岐命令の８２ステージにおいて、条件コード
レジスタ２１を選択して、該条件コードレジスタ２１の
条件コードに従って分岐先を決定することにより、該条
件付分岐命令のＥステージで分岐先命令の実行を開始さ
せることができ、従来方式（Ｗステージに固定）に比較
して１τだけ実行開始時間を短縮することができること
が判る。

前述のように、科学技術計算の分野においては、分岐命
令は約３０％の出現頻度を持っており、各分岐命令の約
１７２．が分岐するとすると、全体として約１５％の分
岐命令について１τの短縮を図ることができる。

このように、本発明は、パイプライン制御方式をとる計
算機で、条件コードを生成する命令を実行し、該生成さ
れた条件コードに基づいて条件付分岐命令を実行する方
式において、条件コードを生成する命令のタイプによっ
て、条件コードを生成するステージがＷステージと、１
つ前のステージであるＥ２ステージがあることに着目し
、従来のＷステージで条件コードを生成する回路の他に
、該Ｅ２ステージで条件コードを生成する回路を付加し
、パイプラインにおいて同一タイミングで条件コードが
生成された場合には、条件付分岐命令の直前の条件コー
ド生成命令の条件コードを参照して、分岐先を決定する
ようにした所に特徴がある。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明のパイプライン処
理における条件分岐制御方式は、パイプライン制御方式
をとる計算機で、条件コードを生成する命令を実行し、
該生成された条件コードに基づいて条件付分岐命令を実
行する際、該条件コードの生成タイミングを、例えば、
Ｗステージに固定しないで、１τ早く生成できる命令に
対して、例えば、Ｅ２ステージで該条件コードを生成す
る回路を付加し、パイプラインにおいて、該条件コード
の生成タイミングが重複した場合には、条件付分岐命令
は後の条件コード生成命令が生成した条件コードを参照
して分岐先を決定するようにしたものであるので、分岐
先命令の実行開始タイミングが１τ短縮でき、条件付分
岐命令の実行頻度の多い科学技術計算の分野においては
、処理能力を大幅に向上させることができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を説明する図。第２図は従来の条件分岐制御方式を説明する図。である。図面において、１．２．５は条件コード（コンデイションコード）発生
回路。１１．２１．５１　　は条件コードレジスタ、又は条件
コード（コンデイションコード）。３はセレクタ（ＳＥＬ）、　　　４はパイプライン制御
部。５ａはフリツプフロツプ（ＦＦ）　。Ｄ、＾、Ｔ、Ｂ１．Ｂ２．Ｅ１．ｌｌ！２．−はパイプ
ラインの各ステージ。をそれぞれ示す。（ａ＞イ疋旧町Ｃ）七苧；イニＦイ８ト山メこ占″」キ領ア方
へ゛Σ８策仁朗　す３Ｃンコ竿　２　図

Claims

【特許請求の範囲】　パイプライン制御方式をとる計算機で、条件コードを
生成する命令を実行し、該生成された条件コードに基づ
いて条件付分岐命令を実行する際、条件コードを生成す
るパイプラインステージを命令のタイプによって分ける
手段（１、２）を設け、該条件コードを生成する命令が
連続し、該条件コードの生成タイミングが重複した場合
に、上記手段（１、２）によって、それぞれ異なるパイ
プラインステージで同時に条件コードを生成し、該条件コード生成命令に続く条件付分岐命令は、直前の
条件コード生成命令の条件コード（１）を参照して分岐
先を決定することを特徴とするパイプライン処理におけ
る条件分岐制御方式。