JPH02126364A - 複数次元データ処理装置 - Google Patents

複数次元データ処理装置

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JPH02126364A
JPH02126364A JP63279665A JP27966588A JPH02126364A JP H02126364 A JPH02126364 A JP H02126364A JP 63279665 A JP63279665 A JP 63279665A JP 27966588 A JP27966588 A JP 27966588A JP H02126364 A JPH02126364 A JP H02126364A
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JP
Japan
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data
memory
address
dimensional
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP63279665A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Tanaka
田中 洋幸
Nobuyuki Echigo
信幸 越後
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Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データ処理装置に係り特に2次元又は3次元
の膨大な複数次元データを高速で処理するのに好適なバ
ッファメモリを持つ複数次元データ処理装置に関する。
〔従来の技術〕
本発明の適用を想定している分野は例えばCT。
MRI等医用画像診断分野における画像データの処理に
おいては、極めて膨大な2次元及び3次元データを扱う
ため、その画像処理を高速に行なう必要がある。特に測
定データより画像を生成する為に用いる高速フーリエ変
換(以下FETと略称する)の演算速度の高速化は診断
効率の向上の点から重要な課題となっている。上記分野
におけるFFTは2次元または3次元のFFTであるが
次元が高くなるほどメモリ容址が増す。例えば−方向(
1次元)256点の場合2次元のデータで65536 
(=256X256)データ、3次元のデータで167
77216 (2563)データとなり膨大なメモリを
必要とする。従ってこれらのデータを格納するには比較
的低速なダイナミックメモリを用いるのが現実には一般
的である。しかしFFT等を行なう為のデータ演算装置
(以下DSPと略称する)の演算速度が向上してくるに
従いメモリのアクセスタイムが演算速度向上の為のネッ
クとなってくる。これを解消する為に一般の計算機等で
も用いられている技術であるキャッシュメモリ即ち高速
バッファメモリを用いることが考えられる。
高速バッファメモリの用法はまとまった処理を行なうの
に必要なデータをデータメモリから高速バッファメモリ
に転送しくロード)、高速バッファメモリ上で演算を行
なった後演算結果を再びデータメモリに書き出す(スト
ア)といった処理を繰返すことである。バッファメモリ
内に複数のバンクを置いて、データ処理(演算)を行な
っている間に別のバンクとデータメモリとの間でデータ
のロード/ストアを行なうようにすることによりロード
/ストアに要する時間をデータ処理時間の影に隠すこと
ができ、ある程度データ処理速度を向上させることがで
きる。
しかし上記、高速バッファメモリを用いた場合。
2次元、3次元のFFTを行なう際、その処理を高速に
行う上では問題があった。
例えば第8図に示すごとき3次元のデータDのFFTを
行なう場合を考える。ここで、3次元のデータDは、直
交座標X、Y、Z方向にN、M。
5区分した各点のデータを意味する。画点のデータをD
 (0,O,O)として、各位置におけるデータは第8
図に記入したごとく表わされ、例えばMRI等において
は人体等の立体的な画像の情報を意味する。この様なデ
ータ処理を行う場合、X方向に並んだデータに対しFF
Tを行ない、次いでX方向に並んだデータに対しFFT
を行ない、最後にZ方向に対して行なうといったように
3方向に対して一次元F F Tを行なわなければなら
ない。しかしデータメモリは一次元構造である為3次元
のデータはメモリ上においては第2図(A)〜(C)の
ごとく配列されることになる。この場合、X方向のデー
タは順番に並んでおり、バッファメモリへの転送は問題
ないが、X方向に並んだデータはnデータだけ離れた位
置に配置され、2方向に並んだデータはMXNだけ離れ
た位置に配置されることになる。従ってY、Z方向に対
して一次元FFTを行なう場合、バッファメモリへの転
送をこの順番のまま単純に行なうことができなかった。
従って、従来はこの高速バッファメモリを第3図のよう
な構成として、データ演算装置がデータメモリから高速
メモリへの転送を行ないその際、Z、X方向のデータを
第5図(X方向の並べ換えの例)で示すようにプログラ
ムを用いて並べ換えを行なっていた。このようにすると
第4図(A)のタイムチャートで示すようにデータの転
送及び並べ換えを行うロード(LDO,LDI。
・・・)、ストア(STO,STI・・・)と高速フー
リエ変換(FFTO,FFTl・・・)がシリアルに処
理される為FFT自体がより高速になってくると、デー
タ転送のオーバーヘッドの割合が高くなり全体的なFF
Tの高速化に対し大きな障害となってきた。
〔課題を解決するための手段〕
このような問題点を解決するため、本発明は高速バッフ
ァメモリの中に持っているデータ転送機構からデータメ
モリに出力するアドレス信号線の中間にアドレス信号を
そのビット番号順にいくつかのグループに分け、そのグ
ループ間で信号の並びを変更できるようなアドレス変換
機構を付加するよう構成したものである。
〔作用〕
この様に、本発明は膨大なデータのグループ単位でアド
レスを入れ変えるアドレス変換機構を設けることにより
、データの並べ変えを、他のデータ群の高速処理と並行
して行うことが出来るので、複数次元のデータ処理を非
常に高速に行うことが出来る。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図、第2図、第6図。
第7図および第9図を用いて説明する。第1図において
、データ演算装置101は高速バッファメモリ族ff1
102を介して大容量の複数次元データを記憶するデー
タメモリ106と接続されている。
高速バッファメモリ族[102の中には2バンク構成の
高速メモリ105A、105Bがあり各々アドレスセレ
クタ107A、B、データセレクタ108A、Bにより
データ演算装置101からのアドレス201.データ2
05とデータ転送機構103からのアドレス202.デ
ータメモリ106からのデータ206を選択する。この
セレクタは高速メモリ105Aがデータ演算装置101
からアクセス可能な時は高速メモリ105Bがデータ転
送機構103からアクセス可能となり、逆に105Bが
データ演算装置101からアクセス可能な時は105A
がデータ転送機構からアクセス可能となるように制御さ
れる。データ転送機構103はデータメモリ106と高
速メモリ105A。
105Bの間のデータの転送を行なう為にアドレスカウ
ンタ110,111により持って高速メモ1.1105
へのアドレス202とデータメモリ106へのアドレス
を203を発生させる。203はアドレス変換機構10
4によりアドレスビットを入れ換えてデータメモリアド
レス204としてデータメモリに出力される。
第2図に本発明により処理する3次元データをデータメ
モリに格納する場合の格納フォーマットを記す。
3次元画像データの場合、第8図に示すごとく3次元画
像データを構成している情報を基準となる直交座標x、
y、z方向にそれぞれN’、M、L等分して離散的な点
のデータをサンプリングし、各点に対してデジタル量を
持つ。各々のデータの基準点を0とした座標(Q、m、
n)((o≦2≦L−1,O≦m≦M−1,0≦n5N
−1))の点のデータをD CQ v my n)と表
現する。このような3次元のデータをデータメモリに格
納する場合は、先ずX軸方向にデータを並べる。X軸方
向に並べた1次元データ群を、Y軸方向に並べ、さらに
そうしてできた2次元データをZ軸方向に並べて3次元
データとする。これを表現したものが第2図(A)、(
B)、(C)である。
(A)はメモリ領域を大局的に見たものであり、(B)
、(C)と詳細となっていく。
(A)図に示すように、データは最初にZ座標がOであ
る2次元平面のデータ群D (0,Y、X)、次にZ座
標が1である2次元平面のデータ群D(L Y、X)と
並び最後にZ座標がL−1であるデータ群D (L−1
,Y、X)がある。これらの各データ群はMXN個のデ
ータを含む。
従って、この3次元データの先頭アドレスをkとすると
、データ群D (0,Y、X)の先頭アドレスK、デー
タ群D(1,Y、X)の先頭アドレスは、K+MXN、
データ群(L−1,Y、X)の先117ドレX4tK+
(L−1)(MXN)である、 ただしここで1点のデ
ータ=1ワードとしている。
さて各データ群(Q、Y、X)の中の並びはどうなって
いるかというと、例えばD (0,X、Y)を取るとそ
の内部は(B)で示すように、Y軸座標が0である1次
元のデータ群D(0,O,X)。
次にY軸座標が1である1次元のデータ群(0゜1、X
)と続き最後にD (1,M−1,X)となる。
2次元データ群D (1,Y、X)も同様に第2図(B
)のようになる。同様に1次元データ群D(Ωe m 
* X )の中の並びは、順にD(Ω9m。
o)t o (Q? m、i) ・・・o (Q、m、
N  i)となるため、例えば−次元データブロックD
(0゜1、X)、D (0,2,X)(7)中は第2図
(C)のような並びとなる。
この様な3次元のデータをフーリエ変換のごとき処理を
し、画像処理することはMRI等の医用機器の分野で良
く行われるところであるが、その様な場合には、3次元
データをx、y、zの各方向から方向を変えて処理を行
う。このようなデータの処理は、それらのデータのアド
レスを第7図に示すような動作をアドレス変換機構10
4により行いアドレス変換して処理する。
X方向の一次元データ処理を行なう場合には(A)、Y
方向の一次元データ処理を行なう場合には(B)、X方
向の一次元データ処理を行なう場合には(C)の変換を
行なうように制御する。
例えば第7図(B)の場合の具体的な変換を行う例を第
6図に示す、データ転送機構103からアドレスレジス
タ104Bに第6図のように出力されたアドレスをアド
レスレジスタ104Aに図のように入れ換えてデータメ
モリ106に出力する。
するとデータメモリ106からは第5図右のようにデー
タメモリ106に入っているデータをY方向に並び変え
第5図右のようなフォーマットで高速メモリ105に格
納することができる。
第6図は23ビツトのアドレス信号ラインを持つアドレ
ス変換機構を想定している。従って223:83886
08のアドレスを指定できる。第6図の例では3次元デ
ータはX方向512点=29(9ビツト)、Y方向25
6点=28(8ビツトL z方向64点=28  (6
ビツト)の3次元データを想定している。
データメモリ106に入っているデータは第2図(A)
〜(C)に示すようにX方向を基準に並んでいるので、
アドレス変換機構104を用いて第6図に示すようにア
ドレスビットの並べ換えをブロック毎に行なえば必要に
応じたアドレスとなってデータメモリに出力されること
になる。アドレスカウンタ111は1点のデータを転送
する毎にインクリメントされるが、このアドレス変換機
構104によりデータメモリ106に対してはY方向の
アドレスがインクリメントされるため、データメモリ1
06の十Nだけ離れたデータを順次アクセスすることに
なるため、第5図右に示されるように高速メモリ105
に転送される。
このような・動作を第1図の実施例と対応して行なう時
のタイミングチャートを第9図に示す、データ演算装置
101は図示しない内蔵プログラムによってアドレス変
換機構104のアドレス変換モードを決めアドレス変換
レジスタ109に対し、図示してない信号線によって指
令すると共に、データ転送機構103にデータメモリの
ロード指令LDOを出す。データ転送機構103はロー
ドするデータの並び換えをアドレス変換機構104で行
なった後データメモリ106から高速メモリ105Aへ
データをロードする。ここで、データ演算装置101の
プログラムに基づく指令により、高速メモリ105にセ
レクトするデータのアドレスはアドレスカウンタ110
にカウントされ、又。
データメモリ106よりセレクトする並び換え前データ
のアドレスはアドレスカウンタ111にカウントされる
。その後105Aをデータ演算装置101の側へ切り換
え、データ演算装置101は高速メモリ105A内のデ
ータに対し1次元のFFT演算を行なう(第9図のFF
TO)、その後データ転送機構103は高速メモリ10
5Bへ次のデータのロードを並行して行なう(第9図L
DI)、データ演算装置101がFFTOを終了すると
、高速メモリを切り換え高速メモリ105Bのデータに
対しFFTを行なう(第9図FFTI)。
この間データ転送機構はFFTOの結果を高速メモリ1
05Aからデータメモリへ転送しく第9図ST○)、そ
の後火のFFTの為のデータをロードする(第9図LD
2)。
以下同様の操作を繰返せば、最初のデータロードと最後
のデータストア以外は1次元FFT演算とデータ転送が
並行して行なわれ、全体として3次元データのFFT演
算の高速化が図れる。
尚、上記実施例においては、第8図に示すごときデータ
が3次元の場合について説明してきたが、これは、2次
元のデータの場合についても、本発明が適用できること
は容易に想到できるところである。
〔発明の効果〕
本発明によれば複数次元データをデー°タブロックの並
び換えにより任意の次元を基準にした並べ方で高速バッ
ファメモリとロード/ストアが可能とし、高速バッファ
メモリとデータメモリの転送が演算と並行して行なえる
ことによう構成したので多次元データ処理が著しく高速
化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のハードウェアの全体的な構成を示す図
、第2図はデータメモリに格納されている複数次元デー
タの格納状態を示す図、第3図は従来のデータ演算装置
の構成を示す図、第4図は従来例におけるデータ処理時
のタイミングチャート、第5図は本発明で行うデータの
並べ換えの例、第6図は本発明におけるアドレス信号線
の並べ換えの例、第7図は本発明における3次元データ
処理時のアドレス変換機構の動作モードを示す図である
。第8図は本発明で取扱う3次元データの構成の説明図
、第9図は本発明における実施例の動作のタイムチャー
トである。 101・・・データ演算装置、102・・・高速バッフ
ァメモリ装置、103・・・データ転送機構、104・
・・アドレス変換機構、105・・・高速メモリ、10
6・・データメモリ、107・・・アドレスセレクタ、
108・・・データセレクタ。 塞 図 乃つンフ (Al 帛λ凹 (C) 06−  デー7≠モリ Gキロつ 尾 圀 宙6日 荊′V口 (Al CB) 第8図 高9F FTO !”l”TI FI:TZ FT3 T LO2−STI O3 T

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数次元のデータを格納するデータメモリと、その
    データを呼び出して処理するデータ演算装置からなる複
    数次元データ処理装置において、前記データメモリから
    のデータを記憶し選択的にアクセスされる2組の高速メ
    モリと、前記データ演算装置よりの指令により前記デー
    タメモリより前記高速メモリに呼び出すデータのアドレ
    スを同じ次元のデータグループ毎に並び換えるアドレス
    変換機構を有し、前記データ演算装置により一方の前記
    高速メモリをアクセス中に、前記アドレス変換機構によ
    りアドレス変換したアドレスにより前記データメモリか
    らデータを他方の前記高速メモリに呼び出すことを特徴
    とする複数次元データ処理装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の複数次元データ処理装
    置において、前記同じ次元のデータグループは、前記デ
    ータ演算装置で処理するプログラムがフーリエ変換の変
    換方向におけるデータを扱うものであることを特徴とす
    る複数次元データ処理装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の複数次元データ処理装
    置において、アドレス変換機構をLSIとして設けたこ
    とを特徴とする複数次元データ処理装置。 4、特許請求の範囲第1項記載の複数次元データ処理装
    置において、前記複数次元のデータは3次元の立体的画
    像情報であることを特徴とする複数次元データ処理装置
    。 5、特許請求の範囲第1項記載の複数次元データ処理装
    置において、前記アドレス変換機構は前記複数次元のデ
    ータをそのアドレスのビット番号順に複数グループ分け
    、そのグループ間でアドレスを並び換えるものであるこ
    とを特徴とする複数次元データ処理装置。
JP63279665A 1988-11-05 1988-11-05 複数次元データ処理装置 Pending JPH02126364A (ja)

Priority Applications (1)

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JP63279665A JPH02126364A (ja) 1988-11-05 1988-11-05 複数次元データ処理装置

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JP63279665A JPH02126364A (ja) 1988-11-05 1988-11-05 複数次元データ処理装置

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JPH02126364A true JPH02126364A (ja) 1990-05-15

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JP63279665A Pending JPH02126364A (ja) 1988-11-05 1988-11-05 複数次元データ処理装置

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JP (1) JPH02126364A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7096312B2 (en) 2002-03-20 2006-08-22 Seiko Epson Corporation Data transfer device and method for multidimensional memory

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7096312B2 (en) 2002-03-20 2006-08-22 Seiko Epson Corporation Data transfer device and method for multidimensional memory

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