JPH0250260A - ベクタープロセッサの例外報告機構 - Google Patents

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、Ｄ、バンダーカー氏等の「ベクター処理シス
テムに使用するための文脈スイッチング方法及び装置（
Ｃｏｎｔｅｘｔ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄ　
ａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　Ｕｓｅ　ｉｎ　ａ
　Ｖｅｃｔｏ’ｒ　ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ
）　Ｊと題する米国特許出願；Ｄ、バンダーカー氏等の
「ベクター処理システムの命令を実行する方法及び装置
（Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ
Ｅｘｅｃｕｔｉｎｇ　Ｉｎ５ｔｒｕｃｔｉｏｎｓ　ｆｏ
ｒ　ａ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓ−ｉｎｇ　Ｓｙ
ｓｔｅｍ）　Ｊと題する米国特許出願；及びＦ。

マッキーン氏等の［ベクタープロセッサによる非同期メ
モリ管理の例外を取り扱う方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ
　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　Ｈａｎｄｌｉ
ｎｇ　Ａｓｙｎｃｈｒｏ−ｎｏｕｓ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ｍ
ａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｘｃｅｐｔｉｏｎｓ　ｂｙ　ａ
　Ｖｅｃ−ｔＯｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）Ｊと題する米
国特許出願に関連したものである。これらの特許出願は
、参考としてここに取り上げるものである。

本発明は、一般に、ベクター処理を行なうデータ処理シ
ステムに係り、より詳細には、ベクタ−処理動作中に演
算例外状態に対応しなければならないデータ処理システ
ムに係る。

従来の技術 ある高性能のデータ処理システムは、主即ちスカラープ
ロセッサに加えて、ベクター命令を迅速且つ効率的に処
理するための個別のベクタープロセッサを備えている。

ベクター命令は、ベクターとして表わされたデータに基
づいて記憶、演算又は論理操作を実行するようにプロセ
ッサに指示する。主即ち「スカラー」プロセッサは、「
スカラー」命令としばしば称する他の命令を処理する。

スカラー命令は、例えば、論理及びスカラーデータに基
づいて記憶、演算又は論理操作を実行するようにプロセ
ッサに指示する。

ベクタープロセッサは、スカラープロセッサと同時に動
作するようにしばしば設計されている。

このような同時の処理中には、スカラープロセッサに不
都合な衝撃を与えるような問題がベクタープロセッサに
生じる。例えば、ベクタープロセッサの演算動作中には
、演算オーバーフローやアンダーフローといった演算例
外が生じる。これらの例外に応じてとられる動作は、デ
ータ処理システムの他部分に衝撃を与える。例えば、こ
のような動作にスカラープロセッサへの割り込みが含ま
れる場合には、スカラープロセッサの効率が低減する。

そうではなくて、システムがスカラー及びベクタープロ
セッサによる次の命令の処理をその状態が処理されるま
で禁止する場合には、システム全体の効率に影響が及ぶ
。

１８Ｍシステム／３０．９０ＶＦにおいては、ベクター
命令が順次に実行され（即ち、−度に１つづつ）そして
命令の実行中に生じた例外が順次に確認される。このシ
ステムにおいて、例外は、指数オーバーフロー、指数ア
ンダーフロー、固定小数点オーバーフロー、ゼロによ・
る浮動小数点の除算、及び非正規化オペランドを含む。

割り込み可能なベクター命令（即ち、多数の動作単位よ
り成るもので、これらの動作単位間で割り込みが許容さ
れる）の実行中にこれらの演算例外の１つが確認された
ときには、非ゼロの例外延長コードが発生される。この
コードは、割り込みが割り込み不能なスカラー命令によ
るものか割り込み可能なベクター命令によるものか、そ
の結果がスカラーレジスタに入れられるかベクターレジ
スタに入れられるかレジスタのアドレスであるかを指示
する。

前記したように、ベクター処理演算例外についての割り
込みを発生すると、スカラープロセッサの動作について
問題が生じる。この問題はマルチタスク環境においては
著しいものとなる。というのは、スカラープロセッサは
、ユーザプロセスについての命令を実行中に例外に遭遇
したベクタープロセッサによって割り込まれるときにオ
ペレーティングシステム機能についての命令を実行する
からである。

この問題に対する明らかな解決策は、ユーザプロセスか
らの全てのベクター命令が完了するまでオペレーティン
グシステム機能の処理を阻止することである。然し乍ら
、この解決策は、データ処理システムの効率を低減する
。

更に別の解決策は、ベクター命令とスカラー命令の同時
の処理を防止することである。然し乍ら、この著しい解
決策は、個別のベクタープロセッサを使用することによ
り生じる多数の効果を無効にしてしまう。

マルチタスクを実行する（即ち、多数の異なったタスク
又はプロセスを実行する）データ処理システムは、ベク
ターレジスタの特殊な取り扱いを必要とする。例えば、
ＩＢＭ３０９０はマルチタスクを実行し、そのＣＰＵは
、複数のプロセス間に注意を振り分ける。各プロセスは
、主メモリからスイッチアウトされて別のプロセスに入
るまでの短い時間中に実行される。このスイッチアウト
プロセスは、コンテックススイッチ（文脈切り換え）と
称する。プロセスがスイッチアウトされるたびに、マシ
ーンの現在状態、即ち文脈がセーブされ、スイッチイン
されるべき次のプロセスの状態が復帰される。状態情報
は、フラグ、状態ワード、スカラーレジスタ及びベクタ
ーレジスタのようなエレメントを含んでいる。

ＩＢＭ３０９０は、文脈スイッチングが生じるたびに各
ベクターレジスタをスイッチアウトするのを回避するた
めに書き込みフラグを用いている。プロセスの実行中に
ベクターレジスタに書き込まれるときには、それに対応
する書き込みフラグがセットされる。現在プロセスがス
イッチアウトされるときには、プロセスの実行中に更新
されたベクターレジスタの内容のみがセーブされる。

これは、最後のセーブ以来変更されたレジスタの内容の
みをオペレーティングシステムがセーブすればよいよう
にすることによりシステムの負荷を減少する。このよう
にシステム負荷の減少は得られるが、ハードウェアが追
加されることになる。

然し乍ら、システムの負荷はそれでもなお大きなもので
ある。というのは、文脈切り換えごとに、オペレーティ
ングシステムが変更された全てのベクターレジスタの内
容をセーブしなければならず、且つオペレーティングシ
ステムが次のプロセスの準備をするためにレジスタの内
容を記憶しなければならないからである。

典型的なベクタープロセッサは８ないし１６個のベクタ
ーレジスタを含んでいて、レジスタ当たり３２ないし１
２８個のエレメントがあるから、各文脈スイッチングの
たびに古い状態をセーブしそして新たな状態を復帰する
ことは、特にプロセッサが非常に多数のプロセスを分担
しているが、若干のプロセスしかベクター命令を使用し
ない場合には、著しいオーバーヘッドを招く。

発明が解決しようとする課題 そこで、本発明の目的は、ベクタープロセッサが演算例
外に遭遇したときにデータ処理システムに生じる障害を
最１Ｊｚにすることである。

本発明の別の目的は、ベクタープロセッサに演算例外が
生じる間及びその後に、少なくともベクタープロセッサ
によってその後のベクター命令を実行すべきときまで、
スカラープロセッサが処理を継続できるようにすること
である。

本発明の更に別の目的は、幾つかのベクター演算例外を
選択的に無視することのできるデータ処理システムのベ
クタープロセッサを提供することである。

本発明の更に別の目的及び効果は、その一部分が以下の
説明に述べられておりそしてその一部分が以下に説明に
おいて明らかであり、もしくは本発明を実施することに
よって学び取ることができよう。本発明の目的及び効果
は、特に特許請求の範囲に指摘された要素及びその組合
せによって実現及び達成されよう。

課題を解決するための手段 本発明の目的を達成するためにそして本発明の目的によ
れば、ここで実施して広く説明するように、本発明のデ
ータ処理システムは、ベクター命令及びスカラー命令を
処理することができ、ベクター命令はベクター量に基づ
くデータ処理演算を含むものであり、そしてスカラー命
令は非ベクター量に基づくデータ処理演算を含むのもで
ある。

スカラープロセッサはスカラー命令を実行するために設
けられている。ベクタープロセッサは、スカラープロセ
ッサがスカラー命令を実行するのと同時にベクター命令
を実行する。ベクタープロセッサは例外論理回路を備え
ており、該回路は、演算例外の発生に応答してベクター
プロセッサをディスエイブルするための例外制御手段を
含んでいる。又、ベクタープロセッサは、例外論理回路
に接続されていてベクタープロセッサがディスエイブル
されたことを指示するためのディスエイブル指示手段も
備えている。スカラープロセッサには、制御論理ユニッ
トが設けられており、これは命令デコーダとして（至）
いて、スカラー及びベクター命令を各々スカラー及びベ
クタープロセッサに送給する。命令デコーダには制御器
が接続され、この制御器は、ベクタープロセッサが演算
例外の発生によってディスエイブルされたときに、ベク
ター命令がベクタープロセッサへ送給されるのを防止す
る。ベクタープロセッサに演算例外が生じたときには、
ベクタープロセッサに演算例外が生じるのに拘りなくス
カラープロセッサがスカラー命令の実行を続ける。

本明細書の一部分である添付図面は、本発明の実施例を
示すと共に、以下の説明と共に、本発明の詳細な説明す
るのに役立つものである。

実施例 以下、添付図面に一例として示された本発明の好ましい
実施例を詳細に説明する。これらの添付図面全体にわた
り、同様の部分は同じ参照番号で示されている。

Ａ、シスームの−　　な 本発明によれば、ベクター命令及びスカラー命令を実行
することのできるシステム１０のようなデータ処理シス
テムが提供される。第１図は、スカラー処理ユニット（
ＳＰＵ）１５、メモリ処理ユニット２０、命令処理ユニ
ット（ＩＰＵ）２５及びベクター処理ユニット（ＶＰＵ
）３０のような種々の要素を備えたデータ処理システム
１゜を備えている。

本発明のデータ処理システムは、スカラー命令を実行す
るためのスカラー処理手段を備えている。本発明の好ま
しい実施例では、５ＰＵ１５は、ＩＰＵ２５から全ての
命令を受け取り、スカラー命令を実行し、ＩＰＵ２５か
ら受け取ったベクター命令及びベクターデータをＶＰＵ
３０へ供給する。

本発明によれば、データ処理システムは、スカラー処理
手段でスカラー命令を実行するのと同時にベクター命令
を実行するためのベクター処理手段も儂えている。図示
された実施例では、ＶＰＵ３０は、５ＰＵ１５でスカラ
ー命令を実行するのと同時にベクター命令を実行する。

又、ＶＰＵ３０は、以下で述べる多数のベクターレジス
タも含んでいる。

又、本発明のデータ処理システムは、ベクター命令を・
ベクター処理手段へそしてスカラー命令をスカラー処理
手段へ送給するための命令デコード手段も備えている。

第１図に示すように、ＩＰＵ２５は、以下で述べるよう
にメモリ処理ユニット２０から受け取った命令を予め処
理するための命令パーサ５０を備えている。このパーサ
５０は、スカラー命令及びデータを５ＰＵ１５へ送ると
共に、ベクター命令及びスカラーデータを５ＰＵＩ５を
経てＶＰＵ３０へ送る。５ＰＵ１５は、ベクター命令及
びデータをＶＰＵ３０へ通すためのマクロコードを含む
制御論理ユニット４０を−備えている。もちろん、パー
サ５０は、ベクター命令をＶＰＵ３０に直接送給するよ
うに設計することもできる。ＶＰＵ３０は、ＩＰＵ２５
も５ＰＵ１５も使用する必要なくメモリ処理ユニット２
０からベクターデータを受け取りそしてアドレス及びベ
クターデータをメモリ処理ユニット２０へ送給する。

メモリ処理ユニット２０は、ＩＰＵ２５．５ＰＵ１５及
びＶＰＵ３０から制御、アドレス及びデータ信号を受け
取り、これらの信号に応答して仲裁及び処理を行なう、
又、データ処理システム１０は、別の機能を実行するた
めの別の要素を含むことができるが、本発明を理解する
上でこのような要素を理解する必要はない。

第２図は、ＶＰＵ３０の好ましい実施例を示す図である
。第２図に示されたように、ＶＰＵ３Ｏは、データ処理
システム１０の他の部分との主インターフェイスとして
制御論理回路６０を備えていると共に、ベクターデータ
アクセス要求に応じるためのベクターレジスタファイル
３５を備えている。これらの要求は、書き込み制御信号
及び書き込みアドレスより成る書き込み要求であるか、
又は読み取り制御信号及び読み取りアドレスより成る読
み取り要求である。ベクターレジスタファイル３５は、
ＷＴ　　ＦＯＲＴＯ−ＷＴ　　ＰＯＲＴ２と示されそし
て参照番号４１−４３で指示された複数の書き込みボー
トと、ＲＤ　　ＰＯＲＴＯ−ＲＤ　　ＰＯＲＴ４と示さ
れそして参照番号５１−５５で指示された複数の読み取
りボートとを含んでいる。−書き込みボートは、ベクタ
ー制御論理回路６０、ベクター乗算器７０又はベクター
加算器８０からＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ制御信号４５及び
書き込みデータを受け取る。

読み取りボートは、書き込みボートと同様に動作する。

例えば、ＲＤ　　ＰＯＲＴＯに対応する読み取りボート
５３は、制御論理回路６０から、ＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ
制御信号ライン４５を経て読み取りイネーブル信号、ベ
クターレジスタ選択信号及びベクターエレメントアドレ
ス信号を受け取る。読み取りポート５３のための読み取
りデータはマスクユニット９０へ送られる。

他の読み取りポートもそれらの制御及びアドレス信号を
制御論理回路６０から受け取る。読み取りポート５５及
び５４からの出力、即ち、各々ＲＤ　　ＰＯＲＴＩ及び
ＲＤ　　ＰＯＲＴ２は、ベクター乗算器７０へ接続され
、そして読み取りポート５２及び５１の出力、各々、Ｒ
Ｄ　　ＰＯＲ・Ｔ３及びＲＤ　　ＰＯＲＴ４は、ベクタ
ー加算器８０へ接続される。

ベクターレジスタファイル３５は、ＶＰＵ３０によって
処理されたベクターを記憶する複数のベクターレジスタ
（好ましくは、１６個）を備えている。各ベクターレジ
スタは、６４個のエレメントを有しているのが好ましい
。然し乍ら、ファイル３５のサイズは、本発明にとって
重要ではない。

処理されているベクターの入力の数、即ち、そのベクタ
ーの長さは、制御論理回路６０のベクター長さレジスタ
　（ＶＬＲ）１８２に記憶される。

好ましい実施例では、ベクターが入力を６４個まで有す
ることができ、従って、ベクター長さレジスタ１８２は
、０から６４個の入力までのベクター長さを表わすため
に７ビツトの長さになっている。

ベクター加算器８０は、ベクターレジスタファイル３５
からＲＤ　　ＰＯＲＴ３及びＲＤ　　ＰＯＲＴ４を経て
送られる２つのベクターに対し整数及び浮動小数点の加
算及び減算演算を行なう。加算器８０は、幾つかの論理
及びシフト演算も実行するのが好ましい。ｒＲＥＳＵＬ
ＴＪ　と示されたベクター加算器８ｏの出力は、ＷＴ　
　ＰＯＲＴＩへのデータ入力となる。又、ベクター加算
器８０は、マスクユニット９０に接続された例外論理回
路８２も備えており、これは、加算器８０が条件に応じ
て演算を実行して演算の例外条件をマスクユニット９０
に通知できるようにする。

ベクター乗算器７０は、ベクターレジスタファイル３５
のＲＤ　　ＰＯＲＴＩ及びＲＤ　　ＰＯＲＴ２から受け
取った２つのベクターに対し整数及び浮動小数点の乗算
及び除算演算を実行する。これら入力の積又は商は、ｒ
ＲＥｓＵＬＴＪとも示されたベクターであり、ＷＴ　　
ＰＯＲＴ２八人ツノデータとして送られる。マスクユニ
ット９０へ接続された例外論理回路７２は、乗算器７０
による乗算又は除算から演算の例外条件が生じたときに
それをマスクユニット９０に指示する。

マスクユニット９０は、ベクターレジスタファイル３５
からＲＤ　　ＰＯＲＴＯを経てデータを受け取り、第２
図に示すＶＥＣＴＯＲＤＡＴＡラインを経てＶＰＵ３０
から５ＰＵ１５へベクターデータを供給する。又、マス
クユニット９０は、ＲＤ　　ＰＯＲＴＯからデータを読
み取り、それをメモリ処理ユニット２０のアドレスに変
換することができる。更に、マスクユニット９０は、例
外論理回路７２及び８２に接続されていて、それらの例
外条件をラッチする。

マスクユニット９ｏには、６４ビツトのベクターマスク
レジスタ９２が含まれている。レジスタ９２の各ビット
は、所与のベクターレジスタにおける６４個のベクター
エレメントの各々に対応し、その対応するベクターエレ
メントがイネーブルされて処理されるべきであるがどう
かを指示する。マスクレジスタ９２には、５ＰＵ１５が
ら制御論理回路６０を経てデータをロードすることがで
きる。ベクターマスクレジスタ９２は、ベクターレジス
タ内のイネーブルされたエレメントからの結果のみが記
憶されるように確保するのが好ましい。

ベクター制御論理回路６ｏは、命令パーサ６５と、幾°
っかの制御機能を実施するためのベクターセーブ及びデ
コード論理回路６６とを備えているのが好ましい。制御
論理回路６ｏのベクターセーブ及びデコード論理回路６
６は、ＶＰＵ３０における全ての動作のスケジュールを
監視し、あるデータ転送動作を実行する。

第３図に一部分が詳細に示された命令パーサ６５は、５
ＰＵＩ５から情報（即ち、Ｖ　Ｅ　Ｃ’Ｔ　ＯＲＤＡＴ
Ａラインを経ての命令）を受け取り、入ってくるデータ
及びアドレスを適当な読み取り及び書き込みポートに送
り、そしてベクター乗算器７０．ベクター加算器８０又
はマスクユニット９０に送る。命令パーサ６５は、５Ｐ
Ｕ１５から５ＣＡＬＡＲＤＡＴＡラインを経て受け取っ
たスカラーデータを好ましくはベクターレジスタファイ
ル３５のスカラーレジスタ（図示せず）に記憶すべく通
し、ベクター処理演算中に使用できるようにするのが好
ましい。

第３図は、ＶＰＵ３０の命令デコーダ６５の内部論理を
示している。デコーダ６５は、５ＰＵ１５から部分的に
デコードされたベクター命令情報及びスカラーデータを
入力１００として受け取る。これらの入力は命令バッフ
ァ１１５に記憶され、該バッファは、ＶＰＵ３０によっ
てベクター命令を実行できるまで命令及びデータを適切
な順序で保持する。

バッファ１１５の出力ＢＵＦＯ−ＢＵＦ３に接続された
マルチプレクサ１１６は、デコードされるべき次の命令
に対する命令情報を適切に出力する。この情報は、バッ
ファ１１５が見掛は玉循環バッファとして働くようにさ
せる２ビツトの循環カウント信号である命令選択信号に
よって決定される。

スカラーデータは、バッファ１１５からＢＵＦＯ−ＢＵ
Ｆ３出力を受け取るように接続されたマルチプレクサ１
０２により、「命令　選択＋ｌ」信号に基づいて選択さ
れ、この信号は、［命令選択」信号よりも１つ大きな値
を有している。スカラーデータはベクターレジスタファ
イル３５へ送られ、そこで、ベクター加算器８０、ベク
ター乗算器７０又はマスクユニット９０のいずれかに対
応するスカラーレジスタに記憶される。

デコードされるベクター命令がベクターオペランドしか
必要としない場合には、情報がバッファ１１６に通され
、以下に述べるように制御ワードデコーダエレメント１
０３に基づいてオペランドが決定される。然し乍ら、命
令がスカラーデータを必要とする場合には、そのデータ
が命令に続いて５ＰＵ１５から通され、マルチプレクサ
ｌ○２により正しい時間に出力される。

命令がマルチプレクサ１１６によって選択された後に、
幾つかのフィールドがデコード論理エレメント１０３．
１０４．１０５及び１０６４：分布される。部分的にデ
コードされた命令における命令情報は、命令の形式を指
示するＯＰコード部分と、制御ワードの形式を指示する
制御ワード形式部分（以下で詳細に述べる）と、加算器
８０又は乗算器７０のような主ベクターユニットめどれ
を命令によって使用すべきであるかを指示するディスパ
ッチ形式部分と、ベクター命令に対するオペランド及び
フラグを指定する制御ワード部分とを含んでいる。

制御ワードデコーダエレメント１０３は、制御ワード部
分からオペランドを取り出し、特定のベクター演算のた
めのデータのソースとなるベクターレジスタ、即ち５Ｏ
ＵＲＣＥ　　ＲＥＧＩ及び５ＯＵＲＣ，Ｅ　　ＲＥＧ２
と、ベクター演算の結果を記憶するベクターレジスタ、
即ちＤＥＳＴ　　ＲＥＧとの両方に対し、ベクターレジ
スタファイル３５のレジスタのアドレスを形成する。更
に、デコーダエレメント１０３は、ＥｘｃｅｐｔｉＯｎ
ｓ　／　Ｍ　ａ　ｓ　ｋフラグも取り出す。

５ＯｔＪＲＣＥ　　ＲＥＧＩ、５ＯＵＲＣＥ　　ＲＥＧ
２及びＤＥＳＴ　　ＲＥＧの値は、各々、アドレスレジ
スタ１０８．１０９及び１１０に入力され、これらのレ
ジスタは、命令の形式に基づいて、ベクター加算器８０
、ベクター乗算器７０及びマスクユニット９０のための
アドレスを発生する。

アドレス発生器１０８．１０９及び１１０は、実行され
ている特定のサブ演算を決定するカウンタであり、第２
図にベクター制御論理回路６０のカウンタ４４として示
されている。

他の命令形式部分は、ディスパッチ形式論理回路１０４
、制御ワード形式論理回路１０５又はＯＰコードデコー
ド論理回路１０６へ送られて、更にデコードされる。こ
のようなデコードに基づいて、発行判断論理回路１０７
がその命令を発行できるかどうか判断する。例えば、ベ
クター加算器８０がビジーである場合に、この加算器８
０を必要とするならば、加算器８０が解放されるまで次
の命令を遅延しなければならない。発行判断回路１０７
が次の命令を実行できると判断したときには、アドレス
発生器１０８．１０９及び１１０がそれらの適切な値を
ロードするようにさせるためのｌ５ｓｕｅ　　Ｎｅｗ信
号を発生する。

Ｂ、ベクター命へフォーマット 第４図は、秤々の個数のオペランド指定子を有する種々
のベクター命令ワードのフォーマットを示している。第
５図は、第４ａ図ないし第４ｄ図に示されたフォーマッ
トを有するベクター命令ワードのベクター制御ワード指
定子１／１０によって指示された種々のフォーマットの
ベクター制御ワードを示している。

第４図の実施例に示されたように、ベクター命令は、命
令の形式を識別するオペレーションコードを保持する。

Ｐコードフィールド１５０と、オペランドポインタ部分
１５２とを備えている。

オペランドポインタ部分１５２は、任意の数のオペラン
ド指定子１５４−１５８と、ベクター制御ワード指定子
１４０とを含んでいる。好ましくは、オペランドポイン
タ部分１５２の全てのオペランド指定子は、スカラー命
令のオペランド指定子と同じフォーマットを有し、そし
てスカラー命令における指定子と同様に、ベクター命令
ワードのオペランド指定子はスカラーオペランドの位置
を識別する。ベクターオペランド指定子及びスカラーオ
ペランド指定子（第７図）は同じフォーマットであるか
ら、所与の命令がベクター命令であるかスカラー命令で
あるかを知る前にオペランドをフェッチすることができ
る。

第７図は、３つのオペランド指定子１５４′１５５′及
び１５６′　を有するスカラー命令ワードを示している
。第４ａ図ないし第４ｄ図に示されたベクター制御ワー
ド指定子１４０と、第７図のベクターオペランド指定子
１５４’　　　＋５５’及び１５６′は、同じアドレス
機構を用いており、従って、命令パーサ５０はベクター
命令及びスカラー命令に対して別々にオペランドをフェ
ッチしなければならないことから解放される。同じアド
レス機構を用いることにより、ＶＰＵ３０の編成がＩＰ
Ｕ２５に対して透過的とすることができる。

オペランド指定子１５４−１５８がオペランドを指定す
る好ましいアドレス機構は、参考としてここに取り上げ
るストレッチャー氏等の米国特許筒４．２／１１，３９
９号に説明されている。

オペランド指定子１５４−１５８とは異なり、ベクター
制御ワード指定子１４０は、１６ビツトのベクター制御
ワード１６０を指示し、その３つの例が第５図に示され
ている。ベクター制御ワード１６０は、第５図に示すよ
うに、１６個のビットを含んでいるが、８．３２又は６
４ビツトといったいかなる長さであってもよい。第５ａ
図において、ベクター制御ワード１６０は４つの４ビッ
トフィールド１６２−１６５に分割される。好ましくは
、フィールド１６２はフラグフィールドであり、フィー
ルド１６３−１６５のうちのいずれか１つ、２つ又は３
つは、ベクター命令の実行中にアクセスされるべきベク
ターレジスタオペランドのポインタを含むか又はその指
定子であるベクターレジスタ指定子フィールドである。

各々のベクターレジスタ指定子は、独特のベクターレジ
スタを指定するのが好ましい。各ベクターレジスタ指定
子フィールドの４つのビットは、本発明の好ましい実施
例に含まれた１６個のベクターレジスタの１つを独特に
指定することができる。

第５ｂ図は、ベクター制御ワード１６０″に対する別の
フォーマットを示している。フラグフィールド１６２と
、ベクター指定子フィールド１６３及びｌ　６４に加え
て、制御ワード１６０′は、第５ａ図の４ビツトベクタ
ーレジスタ指定子フイールド１６５の代わりに４ビツト
オペランド情報フイールド１６８を含んでいる。オペラ
ンド情報フィールド１６８は、種々のベクター演算に必
要な情報を含んでいる。例えば、ＯＰコードフィールド
１５０のオペレーションコードが比較動作を実行すべき
であると指示する場合には、オペランド情報フィールド
１６８は、「より大きい」又は「より小さい」比較を行
なうべきであるかどうかを指示するデータを含む。又、
オペランド情報フィールド１６８は、ｏｐコードフィー
ルド１５０の値に基づいて、ベクターレジスタ指定子１
６３、ベクターレジスタ指定子１６４又はベクターレジ
スタ指定子１６５に代わって生じる。

第５Ｃ図は、ベクター制御ワード１６０”に対する更に
別のフォーマットを示している。この制御ワード１６０
”は、ベクター指定子フィールド１６３に代わって変換
フィールド１６６を含んでいる。変換フィールド１６６
は、実行されるべき変換機能を識別し、フィールド１６
４によって指定されたベクターレジスタの値がフィール
ド１６５に指定されたベクターレジスタに記憶される前
に適切に変換されるようにする。このような変換は、例
えば、浮動小数点から整数又は長ワードへの変換等を含
むことができる。

第６図は、第５ａ図のベクター制御ワード１６０のフラ
グフィールド１６２の拡張を示している。１つのビット
は、マスク動作イネーブル（ＭＯＥ）フラグ１７０を含
んでいる。第２のビットは、一致真／偽（ＭＴＦ）フラ
グ１７２を含んでいる。このＭＴＦフラグ１７２は、０
又はｌのプール値がベクターマスクレジスタ９２におけ
るイネーブルされたビットを表わすかどうか判断する。

第３ビツトは、ベクター処理の例外が生じたときに例外
の取り扱いをイネーブルする例外イネーブル（ＥＸＣ）
フラグ１７４を含んでいる。第４のフラグビット１７６
は現在は未使用である。これらビットの使用は、そのと
きに処理されている命令に基づくものである。

′　上記で簡単に述べたように、ＭＯＥフラグ１７０に
よってイネーブルされたマスク機能においては、べ゛フ
タ−マスクレジスタ９２におけるイネーブルされたビッ
トに対応するベクター演算の結果のみが演算の後に記憶
される。第８図は、ベクターマスクレジスタ９２、ベク
ター長さレジスタ１８２、及びベクター制御ワード１６
０のフラグフィールドのＭＯＥ及びＭＴＦフラグ各々＋
７０及び１７２がベクター演算の結果の記憶にいかに影
響するかの例を示している。第８ａ図において。

ベクター制御ワードのＭＯＥフラグ１７０は、マスキン
グがイネーブルされたことを指示する「ｌ」の値を含ん
でいる。ＭＴＦフラグ１７２は、ベクターマスクレジス
タ９２における「０」の値に対応する結果のみを記憶す
べきであることを指示する「０」の値を含んでいる。

第８ｂ図は、ベクター演算が行なわれる前の、即ちベク
ター演算による結果データが行き先レジスタ１９２に記
憶される前のベクターレジスタファイル３５の行き先レ
ジスタ１９２の内容を示している。第８Ｃ図は、第８ａ
図のＭＴＦフィールド１７２により「０」にセットされ
たビットがイネーブルされたビットであるようなベクタ
ーマスクレジスタ９２を示している。

第８ｄ図は、マスキングの前及びベクター結果１９０が
行き先レジスタ１９２に記憶される前のベクター演算の
結果１９０（−例として、結果１９０の値が任意に選択
されている）を示している。第８ｂ図において、行き先
レジスタ１９２の最も左の２つのエレメントは、各々、
「９」及び「７」の値を含んでいる。ベクター演算の後
に、ベクター結果１９０の最も左の２つのエレメントは
、第８ｄ図に示すように、各々、「４」及び「５」の値
を含んでいる。ベクター結果１９０の最も左のエレメン
トは、値「０」を有するベクターマスクレジスタ９２の
ビットに対応する。ベクター結果１９０の最も左から２
番目のビットは、値「１」を有するベクターマスクレジ
スタ９２のビットに対応する。

第８ｅ図は、マスキングの後であって、第８ｄ図のベク
ター結果１９０の幾つかのエレメントが行き先レジスタ
１９２に記憶されたときの該レジスタの内容を示してい
る。行き先レジスタ１９２の最も左のエレメントは値「
４」を含んでいる。

この値は、ベクターマスクレジスタ９２の対応ビットが
値ｒＱＪを含むために行き先レジスタ１９２に記憶され
たものである。然し乍ら、行き先レジスタ１９２の最も
左から２番目のエレメントは、第８ｅ図においてその元
の値「７」をまだ含んでいる。第８ｄ図のベクター結果
１９０の結果値「５」は、第８ｅ図の行き先レジスタ１
９２には記憶されていない。というのは、ベクターマス
クレジスタ９２の対応ビットが「１」を含んでいるから
である。同様に、ベクターマスクレジスタ９２のイネー
ブルされたビットに対応するベクター結果１９０の他の
全ての値は行き先レジスタ１９２に記憶されるが、ディ
スエイブルされたベクターマスクレジスタビットに対応
するベクター結果＋９０のエレメントは行き先レジスタ
１９２に記憶されない。

Ｃ０童土１０コ痕刀１塁 ５ＰＵ１５が命令をＶＰＵ３０か又は５ＰＵ１５内の他
の回路かのいずれかへ実行のために送る前に、ＩＰＵ２
５は命令に基づいて幾つかの予めの処理を実行する。前
記で簡単に述べたように、上記命令フォーマットの独特
の特徴は、ＩＰＵ２５が同じ回路（その好ましい実施例
がバッファ１８７及びオペランド制御論理回路１８５を
含むものとして第９図に示されている）を用いて、ベク
ター命令及びスカラー命令の両方を同様に予め処理でき
ることである。

第１０図は、ＩＰＵ２５において命令を予め処理するた
めの好ましい手順を示すフローチャートである。メモリ
処理ユニット２ｏが命令をＩＰＵ２５に送ると、この命
令がバッファ１−８７に入力される（第１０図のステッ
プ１９４）。この命令のオペレーションコード部分（即
ち、第４ａ図ないし第４ｄ図のＯＰコードフィールド１
５０）が取り出され、５ＰＵ１５へ送られる。この命令
のオペランドポインタ部分（即ち、第４ａ図ないし第４
ｄ図のオペランドポインタ部分１５２）は、オペランド
制御論理回路１８５への入力となり、該論理回路は、必
要に応じてオペレーションコード部分へアクセスしてそ
の機能を実行する。

オペランド制御論理回路１８５は、必要に応じてオペレ
ーションコードを用いてオペランド指定子部分をデコー
ドし、そして各オペランド指定子部分によって指示され
たオペランドを決定するために必要なメモリ処理ユニッ
ト２０へのアクセスを実行する（ステップｌ９８）。オ
ペランドを決定する手順の詳細は、上記したストレッカ
ー氏等の特許に開示されている。更に、ＩＰＵ２５は、
オペランド及びオペランドコード部分をＳ、ＰＵ１５へ
送り、Ｓ、ＰＵ１５によってそれを実行するか又はベク
ター命令及びオペランドをＶＰＵ３０へ送信するように
する（ステップ１９９）。

ベクター及びスカラーの処理命令が同じフォーマットを
有しているので、オペランド制御論理回路１８５は、ベ
クター及びスカラーの両方の命令に対して同じ機能を実
行する。実際に、ＦＩＥＴプロセッサや浮動小数点プロ
セッサのような個別に動作するプロセッサを有するいか
なる形式のデータ処理手段についてを、上記した命令フ
ォーマットの使用により、１ＰＵ２５のような単一命令
プロセッサで全ての命令を同様に予め処理することがで
きる。

本発明によれば、ベクター処理手段は、該ベクター処理
手段の例外状態を表わすベクター状態情報を保持するた
めの状態手段を備えている。本発明の好ましい実施例で
は、第１１図に示されたベクタープロセッサ状態レジス
タ（ＶＰＳＲ）２００がＶＰＵ３０に設けられていて、
ＶＰＵ３０の実行状態を表わす情報を保持する。ＶＰＳ
Ｒ２００は、ＶＰＵ３０に関する３２ビツトの状態情報
を保持するもので、制御ユニット６０に位置されるのが
好ましいが、どこに配置されてもよい。

又、マスクユニット９０には、第１２図に示されたベク
ター演算例外レジスタ（ＶＡＥＲ）３００と、第１３図
に示されたベクター状態アドレスレジスタ（ＶＳＡＲ）
４００とが配置される。レジスタ２００．３００及び４
００の内容は、以下で述べる他のデータと同様に、ＶＰ
Ｕ３０の状態情報の一部分となる。

ＶＰＳＲ２００のビットＯは、ＶＰＵ３０がディスエイ
ブルされたかどうかを指示するベクタープロセッサイネ
ーブル（ＶＥＮ）ビット２１０である。ＶＰＵ３０は、
このビットに１を書き込むことによってイネーブルされ
そしてこのビットにＯを書き込むことによってディスエ
イブルされる。ＶＰＵ３０がディスエイブルされたとき
には、ベクター命令をＶＰＵ３０に送ろうとする５ＰＵ
１５の試みにより［ベクタープロセッサデイスエイブル
ドホールトＪが生じる。

ＶＰＳＲ２００のビットｌは、ベクタープロセッサ状態
リセット（ＲＳ　Ｔ）ビット２２０である。このビット
に１を書き込むと、ＶＥＮビット２１０を除いてＶＰＳ
Ｒ２００がクリアされる。

ＶＰＳＲ２００のビット２は、ベクター状態記ｖ！、（
ＳＴＳ）ビット２３０であり、コレハ、ｌにセットされ
た場合に、メモリ管理例外を非同期で取り扱うためにＶ
ＳＡＲ４００の仮想メモリアドレス４２０を用いて実行
特定ベクター状態情報をメモリ処理ユニット２０に記憶
し始める。例外が同期的に取り扱われる場合には、ＳＴ
Ｓビット２３０が無視される。本発明の好ましい実施例
では、ベクター処理メモリアクセス命令を実行する２つ
の方法の１つを選択することができる。この２つの方法
は、以下に詳細に述べるように、メモリ管理例外を取り
扱うための２つの異なった機構をもたらす。その一方は
同期式のメモリ管理実行でありそしてその他方は非同期
のメモリ管理実行である。同期式の実行中に、ＶＰＵ３
０及び５ＰＵ１５は、現在実行中のベクターメモリアク
セスが完了を保証されるまで、新たな命令を処理しない
。

非同期の実行中には、ＶＰＵ３０は、ＳＰＵの命令の実
行又は他のベクターメモリ命令のＶＰＵ実行のいずれか
と同時にベクターメモリアクセス命令を実行することが
できる。非同期メモリ管理では、ＬＯＡＤ／ΔＤＤ／Ｍ
ＵＬＴＴ　ＰＬＹ／５ＴＯＲ−Ｅのような命令シーケン
スを連鎖的に実行することができる。

ＶＰＳＲ２００のビット３は、ベクター状態再ロード（
ＲＬＤ）ビット２４０であり、これは、ｌにセットされ
ると、メモリ管理例外を非同期で取り扱うためにＶＳＡ
Ｒ４００の仮想メモリアドレス４２０を用いてメモリか
ら実行特定ベクター状態情報を再ロードし始める。ＳＴ
Ｓビット２３０と同様に、例外の同期的な取り扱いが実
施される場合には、ＲＬＤビット２４０が無視される。

ＶＰＳＲ２００のビット５はメモリ欠陥（Ｍド）ビット
２５０であり、これは、非同期メモリ管理例外によって
再実行されるべきメモリ参照の存在を指示するためにＶ
　Ｐ　ｔＪ　３０によって１にセットされる。これにつ
いては、以下で詳細に説明する。メモリ管理例外の同期
的な取り扱いが実行される場合には、このビットがＯに
セットされる。

ＶＰＳＲ２００のビット６は、保留メモリ欠陥（ＰＭＦ
）ビット２６０である。ＶＰＵ３０は、非同期メモリ管
理例外が保留中であることを指示するためにＰＭＦビッ
ト２６０を１にセットする。

メモリ管理例外の同期的な取り扱いが実行される場合に
は、このビットが常に０である。

ＶＰＳＲ２０００）ビット７は演算例外（ＡＩ＞Ｘ）ビ
ット２７０であり、これは通常Ｏであって、ＶＰＵ３０
が浮動小数点のアンダーフロー又はＩＩす数のオーバー
フローといった幾つかのｉｔ（算例外によってディスエ
イブルされないことを指示する。

ＶＰＵ３０は、演算例外が生じたときには常にこのビッ
トをセットする。例外の特定の性質に関する情報はＶＡ
ＥＲ３００に配置される。

ＶＰＳＲ２００のビット２４は、実行特定ハードウェア
エラー（ＩＭＰ）ビット２８０である。

ＩＭＰビット２８０は、ＶＰＵ３０がハードウェアのエ
ラーによってディスエイブルされたときに１にセットさ
れる。

ＶＰＳＲ２００のビット３１は、ベクタープロセッサビ
ジー（ＢＳＹ）ビット２９０であり、これはＶＰＵ３０
がベクター命令を実行するときにこのＶＰＵによりｌに
セットされる。このビットがＯに゛クリアされた場合に
は、ＶＰＵ３０がアイドル状態となり、非同期メモリ管
理例外により命令の実行を保留する。

ＶＡＥＲ３００は、ベクター演算例外に関する情報を記
録するのに用いるレジスタであるのが好ましい。ＶＡＥ
Ｒ３００は、マスクユニット９０に配置されており、例
外ユニット８２及び７２によって書き込まれる。ＳＰＵ
、１５の制御論理ユニット４０は、ＶＡＥＲ３００の内
容を読み取ることができるが、ＶＡＥＲ３００へ書き込
むことはできない。ＶＡＥＲ３００は、好ましい実施例
では、ベクター行き先レジスタマスク３１０と、例外条
件概要３２０の２つのフィールドを含んでいる。ＶＡＥ
Ｒ３００のベクター行き先レジスタマスクフィールド３
１０は、どのベクターレジスタが演算例外によりデホー
ルト値を受け取ったかを記録する。１６個のベクターレ
ジスタのうちのｎ番ｌ］のレジスタが演算例外の結果と
してデホールト値を受け取る場合には、マスクフィール
ド３１０のビットｎ　（ＶＡＥＲ３００のビット（］６
十〇））に１　ｈｃ古き込まれる。

例外条件概要フィールド３２０は、発生した例外の形式
を指示する。これらの条件は、浮動小数点のアンダーフ
ロー、浮動小数点のゼロによる除算、浮動小数点の指定
されたオペランド、浮動ｚＪｓ数点のオーバーフロー又
は整数オーバーフローの例外条件を含むのが好ましい。

前記したように、ＩＰＩＪ２５の命令パーサ５０は、ベ
クター及びスカラー命令を５−ＰＵ１５に通す。５ＰＬ
ＩＩ５は、次いで、ベクター命令を識別し、それらをＶ
ＰＵ３０に通す。もちろん、ベクター命令は、ＩＰＵ２
５からＶＰＵ３０に直接通すことができる。次いで、Ｖ
ＰＵ３０は、ベクター命令をその通常の演算に基づいて
実行する。

然し乍ら、ベクター命令の実行中には、２つの形式のベ
クタープロセッサ例外、即ち、ベクターメモリ管理例外
及びベクター演算例外が生じる。

２・・汐王己）ＩＬ朋」乞べ ２つの形式のベクタープロセッサ例外は若干具なったや
り方で処理される。ベクター演算例外とは異なり、ベク
ターメモリ管理例外はＶＰＵ３０をディスエイブルしな
い。メモリアクセス命令中に生じるメモリ管理例外は、
その命令のそれ以上の処理を防止する。演算例外の場合
にはこのようにならない。メモリ管理例外は、データに
基づく他の全ての命令の実行を停止する。

本発明のベクター処理手段は、メモリ管理例外の存在を
指示するための例外検出手段を備えている。ＶＰＵ３０
の好ましい実施例では、制御論理回路６６は、メモリ管
理例外が生じたときにメモリ処理ユニット２０によって
通知される。この手順の詳細は、以下で説明する。

ベクターメモリ管理例外は、アクセス制御違反、変換非
有効例外、修正例外及びベクター整列例外を含む。メモ
リ処理ユニット２０は、メモリ管理例外の形式を識別す
る信号を発生するのが好ましいが、このような信号は、
５ＰＵ１５又はＶＰＵ３０においても発生できる。これ
らの例外識別信号は、ＶＰＵ３０の状態情報の一部分で
ある。

アクセス制御違反は、メモリの保護された部分又は現在
ベクタープロセスに割り当てられたメモリスペースの外
側のメモリの部分へＶＰＵ３０がアクセスしようと試み
ることを含む。現在ベクタープロセスは、その実行によ
ってメモリ管理例外が生じるようなベクター命令を含む
プロセスを指す。変換非有効例外は、ページ欠陥が存在
するとき又はメモリ処理ユニット２０に現在ないメモリ
の部分をアクセスしようとする他の試みが存在するとき
に発生する。変更例外は、メモリ内のベージへのアクセ
スが現在ベクタープロセスによって初めて行なわれるペ
ージの変更を含むときに生じる。ベクター整列例外は、
長ワード（４バイトを占有する）又はクオドワード（８
バイトを占有する）がメモリ処理ユニット２０の各々長
ワード境界又はクオドワード境界に入らないときに生″
じる。又、ベクター整列例外は、同様のソフトウェアが
両方の状態を取り扱うのでアクセス制御違反と考えられ
る。

２種類以上のメモリ管理例外が単一ベクター命令の処理
中に発生した場合には、ある主のハイアラーキ゛−構成
で例外の取り扱いを行なわねばならない。最も優先順位
の高いものは、最も重大なものであるから、これがアク
セス）１１制御例外に達する（従って、同様に処理され
るベクター整列例外に達する）。このような例外により
、データ処理システム１０は現在ベクタープロセスを実
行しないようにする。変換非有効例外は、次に高い優先
順位を有している。

又、本発明のベクター処理手段は、メモリ管理例外が生
じたときにベクター処理手段によって欠陥ベクター処理
命令を実行するのを停止しそしてスカラー処理手段がス
カラー命令の実行を継続できるようにするためのベクタ
ー停止手段を備えている。メモリ管理例外が生じたとき
には、ベクター状態及びデコード論理回路６６は、ＶＰ
Ｕ３０がベクター命令の実行を中断するようにさせる。

これは、ＶＰＵ３０への有効データの送信を停止するこ
とによって行なわれる。

本発明によれば、データ処理システムは、メモリ管理例
外の発生の指示と、ベクター処理手段の状態についての
充分なス１１報とを記録して、メモリ管理例外が生じた
ベクター処理命令のサブ動作時の実行をベクター処理手
段が後で再開できるようにするための例外記録手段を備
えている。本発明の好ましい実施例では、同期メモリ管
理及び非同期のメモリ管理の両方の間に、メモリ管理例
外の発生により、５ＰＵ１５、より詳細には、５ＰＵ１
５の制御論理ユニット４０がメモリ管理スタックフレー
ム（メモリ処理ユニット２０の所定の位置に記憶される
）を形成するようにされる。メモリ管理例外を取り扱う
ためのソフトウェアは、メモリ管理スタックフレームを
含む所定の位置を確認するように設計されており、従っ
て、特定の例外に適した良く知られたルーチンを含むこ
とのできる適当な処理を迅速に行なうことができる。

第１４図は、メモリ管理スタックフレーム５００の一例
を示している。スタックフレーム５゜Ｏは、メモリ管理
欠陥コード５１０、アドレスワード５２０、プログラム
カウンタＰＣ５３０及びプログラム状態ワードＰＳＩ、
５４０を含んでいる。

欠陥コード５１０は、長さビット５１１、ページテーブ
ル参照ビット５１２、変更ビット５１３、ベクター整列
ビット５１４、ベクター１１０ビツト５１５及びベクタ
ー非同期メモリ管理例外ビット５１６を含むのが好まし
い。長さビット５１１は、ＶＰＵ３０を用いてベクター
プロセスに割り当てられたメモリスペースの外側のメモ
リ処理ユニット２０の位置へアクセスすることによって
アクセス制御違反が生じたときにセットされる。

ページテーブル参照ビット５１２は、ページテーブルを
アクセスする間にメモリ管理例外が生じた場合にセット
される。変更ビット５１３は、例外を生じた命令がメモ
リ処理ユニット２０への書き込みである場合にセットさ
れる。ベクター整列ビット（ＶＡＬ）５１４は、例外が
ベクターエレメントの不整列によるものであるときにセ
ットされる。／＜／７ター　１１０　（Ｖ　Ｉ　Ｏ）ビ
ット５１５は、Ｉ１０スペース内のアドレスを参照する
ベクター命令中にアクセス制御違反が発生したときにセ
ットされる。ベクター非同期メモリ管理（ＶＡＳ）ビッ
ト５１６は、非同期メモリ管理が実行されている間にベ
クタープロセッサメモリ管理例外が生じたときにセット
される。

同期メモリ管理中には、例外が直ちに取り扱われ、次い
で、欠陥命令の実行が再開される。命令は、ベクターメ
モリアクセス命令を開始点へ戻すことにより再開される
。この点において、メモリ管理欠陥が開始され、ＰＣ５
３０の値が欠陥ベクターメモリアクセス命令を識別する
。ＶＳＡＲ４００は、同期メモリ管理例外中は無視され
る。

というのは、メモリ管理例外はそれらが生じたときに取
り扱われるのであって、ＶＰＵ３０の状態情報を記憶す
る必要がないからである。

スタックフレーム５００のアドレス５２０は、例外が生
じたメモリ処理ユニット２０のページの仮想アドレスを
表わす。ＰＣ５３０は、例外を引き起こした命令のプロ
グラムカウンタである。例外を引き起こす命令は、非同
期メモリ管理の場合にベクターメモリアクセスを実行す
る命令とは異なる。ＰＳＬ５４０は、５ＰＵ１５のプロ
グラム状態ツー下である。

上記したように、非同期メモリ管理中には、５ＰＵ１５
がＶＰＵ３０と同時にスカラー命令を実行できるだけで
はなく、ＶＰＵ３０がベクターメモリアクセス命令と共
にベクター演算命令を実行することができる。非同期メ
モリ管理を用いた実行中にメモリ管理例外が生じた場合
には、ｖＰＵ３０がその状態を凍結するためのステップ
をとり、これにより、状態を記憶して後で呼び出し、例
外が生じたところで処理を再開できるようにする。

特に、ＶＰＵ３０がベクターメモリアクセス命令を実行
するときには、デコード及び制御論理回路６６がその命
令を実行するに必要な多数のサブ動作を実際に実行する
。例えば、ベクターロード動作については、デコード及
び制御論理回路６６が、０番目のエレメントからｎ番目
のエレメントまでの（ｎ＝ＶＬＲ８２の内容−１）各ベ
クターエレメントごとに、次のようなサブ動作を実行す
る。

１、マスク機能の実行； ２、ベクター整列のチエツク；そして ３、ベクターメモリアクセス命令のオペランドから発生
されたアドレスで始めて、対応するベクターエレメント
にメモリ処理ユニット２０の次の位置の内容をロードす
る。

ベクター命令の実行に伴う各ベクターレジスタに関連し
ているのは、ベクターレジスタ制御論理回路６０の多数
のカウンタ４４の１つであり、これは、サブ動作が実行
されるのつれてｎからＯまでカウントダウンし、そして
関連するベクターレジスタの関連するベクターエレメン
トに対するアドレスを与える。メモリ管理例外によって
ベクター命令が停止された場合には、欠陥命令に関連し
たカウンタ４４の１つの値が、その例外が生じたサブ動
作を指示する。この値は、終了されない他の命令に関連
したカウンタと同様に、ＶＰＵ３０の状態情報の一部分
として記憶されるのが好ましい。記憶された状態情報が
ＶＰｔＪ３０に再ロードされ、そしてメモリ管理欠陥が
呼び出されたときには、カウンタ４４にサブ動作の値が
再ロードされ、欠陥命令及び全ての未終了の命令を、例
外が生じたところから実行し始めることができる。

このハードウェアは、参考としてここに取り上げる米国
特許出願筒０９３．４９９号に開示されている。

ベクターメモリアクセス命令の処理中に、メモリ処理ユ
ニット２０がベクターデコード及び制御論理回路６６に
メモリ管理例外を知らせた場合には、該論理回路６６が
ＶＰＳＲ２００のＰＭＦビット２６０及びＭＦビット２
５０をセットする。

然し乍ら、ＶＰＵ３０は、５ＰＵ１５Ｇ：例外条件を通
知せず、従って、５ＰＵ１５がスカラー命令の処理を続
行できるようにする。

更に、論理回路６６は、例外条件によって有効性が影響
されるようなソースデータをベクター命令が使用しない
限り、ＶＰＵ３０が例外発生時にスタートしたベクター
命令の実行を終了できるようにする。これは、ソース及
び行き先レジスタを検査することによって行なわれる。

第３図について上記したように、アドレス発生器１０８
．１０９．１１０は、ベクター命令に対するデータを含
むベクターレジスタファイル３５のベクターレジスタを
識別する。これらの同じアドレス発生器は、ベクター命
令の結果を受け取るベクターレジスタも識別する。欠陥
命令に対するＤＥＳＴ　　ＲＥＧ値が別の命令に対する
５ＯＵＲＣＥ　　ＲＥＧ値と同じであると論理回路６６
が決定した場合には、上記別の命令も停止される。

メモリ管理例外は、５ＰＵ１５がベクター命令をＶＰＵ
３０に送信しようと試みる次のときまで、それ以上処理
されない。そのときには、５ＰｔＪ１５はベクター命令
をＶ、ＰＵ３０に送信する手順の実行を開始し、その好
ましい方法が第１５図のフローチャートに示されている
。

ベクター命令をＶＰＵ３０に送信する前に、５ＰＵ１５
は先ずＶＥＮビット２１０をチエツクし、ＶＰＵ３０が
ディスエイブルされたかどうか調べる（ステップ７００
）。従って、ＳＰＵ、１５は、本発明による命令阻止手
段として働いて、ＶＰＵ３０がディスエイブルされたこ
とをＶＥＮビット２１０が指示するときにベクター命令
がｖＰＵ３０へ送られるのを防止する。このような場合
に、５ＰＵ１５は、メモリ管理例外以外のものが生じた
（少なくとも好ましい実施例において）と結論し、「ベ
クタープロセッサディスエイブルド欠陥」のためのトラ
ップを与える（ステップ７１０）。この欠陥を取り扱う
ルーチンは、演算取り扱い例外について以下で説明する
。ＶＰＵ３０がディスエイブルされたときを感知しそし
てトラップを設定するための手段は、５ＰＵ１５の制御
論理ユニット４０のマイクロコードの部分又は種々の回
路に含まれている。

ＶＰ［Ｊ３０がディスエイブルされない場合には、５Ｐ
ＵＬ５がＰＭＦビット２６０をチエツクする（ステップ
７２０）。ＰＭＦビット２６０がセットされると、報告
されないメモリ管理例外がある。５ＰＵ１５はそのビッ
トをリセットしくステップ７３０）そしてメモリ管理欠
陥ハンドラに入り、ベクタープロセッサメモリ管理例外
を処理する（ステップ７３５）。この欠陥ハンドラは、
当業者によく知られた標準的なメモリ管理欠陥ハンドラ
である。

ＰＭＦ２６０がセットされなかった場合には（ステップ
７２０）、５ＰＵ１５が次いでＭＦビット２５０をチエ
ツクする（ステップ７４０）。

ＭＦビット２５０がセットされて、メモリ例外の原因が
修正されたが、その例外を生じたサブ動作がまだ実行さ
れていないことを指示する場合には、５ＰＵＩ５がＭＦ
ビットをクリアしくステップ７４３）そしてＶＰＵ３０
を再スタートさせて、欠陥メモリ参照を再び試みる（ス
テップ７４６）。

ＶＰＵ３０が再スタートされた後、又はＭＦビット２５
０がセットされなかった場合には、ＶＰＵ３０の命令待
ち行列（図示せず）がチエツクされてそれがいっばいで
あるかどうか判断される（ステップ７５０）。もしそう
ならば、再び第１５図の手順に入る。ＶＰＵ３０の待ち
行列がいっばいでない場合には、５ＰＵ１５が次の命令
を発生しくステップ７６０）、これは、メモリ管理例外
を最初に引き起こした保留中のベクター命令である。

３、茄」口重外 ベクターメモリ管理例外との状態とは異なり、本発明の
好ましい実施例によれば、ベクター演算例外に遭遇する
ベクター命令は常に完了するように実行される。演算例
外が生じた場合には、デホールト又はトランケイテッド
結果がそれに対応するベクターレジスタエレメントに書
き込まれる。

演算例外条件の形式及び行き先レジスタ番号は、ＶＡＥ
Ｒ３００の例外条件概要フィールド３２０に記録される
。ＶＰＵ３’Ｏのマスクユニット９０は、ベクター命令
に対するＥＸＣビット１７４を読み取り、例外がイネー
ブルされるかどうか判断する。上記したように、このビ
ットは、浮動アンダーフロー及び整数オーバーフローの
例外をイネーブルする。

ＥＸＣビット１７４が浮動アンダーフロー又は整数オー
バーフローを生じさせる命令に対してセットされた場合
には、ＶＰＵ３０は、浮動小数点アンダーフローに対す
るデホールト指定オペランド値又は整数オーバーフロー
に対する下位ビットを適当な行き先レジスタエレメント
に送り、ＶＰＳＲ２００（７）ＶＥＮビット２１０をり
ＩＪ　７　（、、そしてＶＡＥＲ３００に適当な演算例
外情報を記憶する。ＶＰＵ３０は処理を続ける。ＶＰＵ
３０は、浮動小数点のオーバーフロー、浮動小数点のゼ
ロによる除算、浮動小数点指定オペランド演算の例外（
これらはディスエイブルできない）について同じ手順を
たどる。

ＶＡ’ＥＲ３００のベクター行き先レジスタマスク３１
０の１６個のベクターレジスタのどれが演算例外の発生
によるデホールト値を受けたかを指示する。形式演算例
外は、浮動小数点アンダーフロー、浮動小数点のゼロに
よる除算、浮動小数点指定オペランド、浮動小数点のオ
ーバーフロー及び整数オーバーフローを含む。ベクター
演算例外が生じたときには、ＶＰＵ３０自体がディスエ
イブルする。ＶＰＵ３０は、例外を生じるベクター命令
及びＶＰＵ３０に既にあった他の命令の実行を完了する
が、再びイネーブルされるまで５ＰＵ１５からの次のベ
クター命令の受け入れを拒絶する。ＶＰＵ３０は、ＶＰ
ＳＲ２００のＶＥＮビット２１０にゼロを書き込むこと
によりディスエイブルされる。

ＶＰＵ３０がディスエイブルされたときに５ＰＵ１５が
後でＶＰＵ３０にベクター命令を送るつとした場合には
、「ベクタープロセッサディスエイブルド欠陥Ｊが生じ
る。

４、　　スイッチング　び　　−コードメモリ管理例外
及び演算例外は、ＶＰＵ３０及び５ＰＵ１５が既に実行
しているプロセス又はプログラムからの命令を実行する
場合には取り扱いが最も困難である。この状態は、文脈
スイッチングが生じたときに発生する。一般に、文脈ス
イッチングの間には多量のシステム「オーバーヘッド」
が費やされ、僅かなセーブであってを、データ処理シス
テムが非常に効率的なものとなる。

第１６図は、「最終プロセス」と称する１つのプロセス
の実行が停止されそして「現在プロセス」と称する新た
なプロセスの実行が開始されるときの文脈スイッチング
中に実行される好ましいアルゴリズムのフローチャート
である。文脈スイッチが生じると（ステップ８００）　
、５ＰＵＩ　５は、ＶＰＵ３０がビジーでなくなるまで
待機する（ステップ８０１）。ビジーでない状態は、ゼ
ロの値を有す６ＶＰＳＲ２００（７）ＢＳＹビット２９
０によって指示される。ＶＰＵ３０がビジーでないと、
５ＰＵ１５は最終プロセスのスカラー状態情報のみをセ
ーブする（ステップ８０２）。この状態情報は、最終プ
ロセスに対応するメモリ処理ユニット２０内の位置へこ
れを記憶することによってセーブされる。５ＰＵＩ５は
、それ自身のプロセス状態レジスタ（第１４図のＰＳＬ
５４０を参照）を含んでおり、その内容は、最終の５Ｐ
Ｕ１５の状態をセーブする段階の一部分としてセーブさ
れる。この段階中に、５ＰＵ１５の全てのレジスタの内
容もセーブされる。

Ｖ　Ｉ）　Ｕ　３０の状態情報はこのときには記憶され
ない。これは、Ｖ、ＰＵ３０の状態情報が記憶されたと
きに生じたオーバーヘッドを遅延しそして除去すること
もある。ＶＰＵ３０の状態情報を記憶する場合には、Ｖ
ＰＳＲ２００、ＶＡＥＲ３００、ＶＳＡＲ４０Ω及び他
のシステムレジスタの記憶を必要とするだけでなく、よ
り重要なことには、６４個のエレメントを各々有する１
６個のベクターレジスタの記憶を必要とし、これはシス
テムリソースの相当の部分を占有する。

次いで、５ＰＵ１５は、Ｖ　ＰＳＲ２０，０のＶＥＮビ
ット２１．０をクリアすることによりＶＰＵ３０をディ
スエイブルする（ステップ８０４）。

ＶＥＮビット２１０をクリアすると、「ベクタープロセ
ッサディスエイブルド欠陥」に影響を及ぼすことなく現
在プロセスがベクター命令を実行することが防止される
。゛実際（こは、以下で詳細に述べるように、最終プロ
セスに対するＶＰＵ３０の状態は、現在プロセスがベク
ター命令を実行しない場合には現在プロセスの実行中に
記憶される必要がない。

次いで、現在プロセスのスカラー状態情報は、現在プロ
セスに対応するメモリ処理ユニット２０の位置からロー
ドされ（ステップ８０６）、次いで、現在プロセスが実
行を開始する（ステップ８ｏ８）。現在プロセスのベク
ター状態は文脈スイッチング中にはロードされないので
、ＶＰＵ３０は、ベクター命令を実行するための最終プ
ロセスの状態情報を含んでいる。然し乍ら、ＶＰＵ３０
がディスエイブルされているので、この状態が現在プロ
セスにアクセスすることはない。

第１７図は、プロセスが新たな命令を実行し始めるたび
に実行されるべき好ましいアルゴリズムのフローチャー
トである。第１７図に示されたステップは、５ＰＵＩ５
において実行されるのが好ましい。

命令が特権命令であり（ステップ９００）そして５ＰＵ
１５が特権モードにない（ステップ９０２）場合には、
不法命令トラップが生じ（ステップ９０４）そして第１
７図に示されたアルゴリズムが完了する。不法命令トラ
ップを取り扱う手順は、特権命令を含むほとんどの各デ
ータ処理システムに一共通であり、当業者によく知られ
ている。

命令が特権命令であり（ステップ９００）そして５ＰＵ
１５が特権モードにある（ステップ９０２）場合には、
その命令が実行される（ステップ９０５）。

命令が特権命令でなく　（ステップ９００）そしてベク
ター命令でない（ステップ９０８）場合には、５ＰＵＩ
５がその命令を実行する（ステップ９１０）。然し乍ら
、命令がベクター命令である（ステップ９０８）場合に
は、制御論理ユニット４０のマイクロコードがＶＰＳＲ
２００のＶＥＮビット２１０をテストする（ステップ９
１２）。

ＶＥＮ２１０がセットされて、ＶＰＵ３０がイネーブル
されたことを指示する場合には、ＶＰＵ３０がその命令
を実行する（ステップ９１４）。

ＶＥＮビット２１０がセットされない（ステップ９１２
）場合は、「ベクタープロセッサディスエイブルド欠陥
」が生じる（ステップ９１６）。

上記したように、現在プロセスがまだベクター命令を実
行しないとき或いは演算例外条件が生じた場合には、Ｖ
ＥＮビット２１０はセットされない。

ＶＥＮビット２１０がセットされないときに現在プロセ
スがベクター命令を実行しようとする場合には、システ
ムは、現在プロセスのベクター状態がメモリヘスイッチ
されることと、現在プロセスのベクター命令が実行され
る前に例外条件が処理されることとを確保しなければな
らない。

第１８図は、第１７図のステップ９１６に示されたよう
な「ベクタープロセッサディスエイブルド欠陥」を処理
するための好ましいアルゴリズムのフローチャートであ
る。このアルゴリズムの目的は３つある。即ち、（１）
ベクター例外条件を処理すること、（２）ベクター命令
を最後に実行したプロセスからの全てのＶＰＵ３０状態
情報を記憶すること、及び（３）現在プロセスに対しＶ
ＰＵ３０の状態情報を検索することである。上記（２）
及び（３）は、現在プロセスがＶＰＵ３０を最後に用い
たプロセスと同じである場合には必要でない。前記の（
１）は、例外条件が保留中であるときのみ必要である。

然し乍ら、上記項目（１）、（２）及び（３）は、現在
実行しているプロセスがベクター命令を実行する前に全
て完了されねばならない。

「ベクタープロセッサディスエイブルド欠陥Ｊ動作の第
１ステツプは、現在プロセス及び最終プロセスの識別子
に対して指定されたメモリ位置に記憶されたプロセス識
別番号を比較することにより、現在プロセスがベクター
命令を実行するためにＶＰＵ３０を使用した最後のプロ
セスでもあるかどうかを判断することである（ステップ
１０００）。或いは又、この動作は、５ＰＵ１５に設け
られた特殊なハードウェアレジスタによって行なうこと
もできる。ステップ１０００の判断が「イエス」である
場合には、ＶＰＵ３０に対する状態情報を更新すること
は不要である。ステップ１０００の判断が「イエス」で
ある場合には、保留中の演算又はメモリ管理例外条件が
あるかどうかの判断が行なわれる（ステップ１００２）
。上記したように、公知のシステムとは異なり、データ
処理システム１０は、例外が生じたときにそれを処理す
るのではなく、ＶＰＵ３０が次に使用されるときにそれ
を処理する。これは、ＶＰＵ３０がそのベクター状態情
報をセーブしそして現在プロセスに対するベクター状態
情報を検索するのと同時である。−例外条件の存在は、
ＶＰＳＲ２００のＰＭＦビット２６０（メモリ管理例外
）及びＡＥＸビット２７０（演算例外）を５ＰＵ１５が
検査することによって判断される。

保留中の演算例外がある場合には、ＡＥＸビット２７０
がクリアされ（ステップ１００３）そしてデータ処理分
野の当業者に知られた手順に従って例外に適したやり方
で例外が処理される（ステップ１００４）。保留中の演
算例外状態がない場合には（ステップ１００２）、最後
の「ベクタープロセッサディスエイブルド欠陥」以来に
文脈スイッチが生じたかどうか判断することが必要であ
る。現在プロセスがＶＰＵ３０を最後に用いたプロセス
と同じであり（ステップ１０００）、それ故、ＶＰＵ３
０のベクター状態情報をセーブ又は復帰する必要がない
場合には、通常のスカラー処理によ”って作用されるＶ
ＰＵ３０のレジスタを更新することが必要である。例え
ば、ＶＰＵ３０が５ＰＵ１５に配置されたメモリ管理レ
ジスタのコピーを含む場合には、ＶＰＵ３０のレジスタ
がそれらの内容を５ＰＵ１５のレジスタの内容と合致さ
せるために各文脈スイッチの後に更新されねばならない
。

次イテ、ＶＰＵ３０は、ＶＥＮビット２１０をセットす
ることによりイネーブルされる（ステップ１０１０）。

次いで、第１７図の命令デコードアルゴリズムのステッ
プＢに制御が復帰しくステップ１０１２）、現在プロセ
スが新たな命令の実行を開始する。

現在プロセスがＶＰＵ３０を最後に使用したプロセスと
同じでない場合には（ステップ１０００）、多数のステ
ップが生じる。５ＰＵ１５は、先ず、ＶＰＵ３０がベク
ター命令を実行しなくなるまで待機する（ステップ１０
１４）。この非ビジー状態は、ＶＰＳＲ２００のＢＳＹ
ビット２９０の０値によって指示される。第２に、保留
中の演算例外が存在するかどうか判断される（ステップ
１０１６）。ＶＰＳＲ２００のＡＥＸビット２７０がセ
ットされて、保留演算例外の存在を指示する場合には、
ＶＡＥＲ３００に含まれた演算例外状態がセーブされ、
ＶＰＵ３０を用いる最後のプロセスについての演算例外
の存在がその後の処理のために注目される（ステップｌ
　Ｏｌ　８）。このような例外の表示は、ＶＰＵ３０を
用いる最後のプロセスに関連したソフトウェアフラグに
よって達成される。

次のステップは、保留中の非同期メモリ管理例外が存在
するかどうか判断することである（ステップ１０２０）
。好ましくは、このような例外の存在がＶＰＳＲ２００
のＭＦビット２５０の１の値によって指示された場合に
は、ＶＰＵ３　Ｑを使用する最後のプロセスに関連した
ソフトウェアフラグがセットされ、そのプロセスに対し
て実行特定ベクター情報がセーブされる（ステップ１゜
２２）。

次いで、ＶＰＵ３０は、ＶＰＳＲ２００のＶＥＮビット
２１０をセットすることによってイネーブルされそして
ＶＰＵ３０は、ＶＰＳＲ３００のＲ３Ｔビット２００を
セットすることによってリセットされる（ステップ１０
２４）。現在プロセスは、ＶｐＨ３０を最後に用いたプ
ロセスと同じではないから（ステップ１０００）、ＶＰ
Ｕ３０の状態情報を更新しなければならない。これは２
つのステップで行なわれる。先ず、第１に、ＶＰＵ３０
の状態情報は、ＶＰＵ３０を最後に使用したプロセスに
対応するメモリ処理ユニット２０の領域に記憶される（
ステップ１０２６）。仮想アドレス及びメモリ保護機能
を実行するためにＳＰＵ、、１５にメモリ管理レジスタ
が設けられていると共にＶＰＵ３０に対応するメモリ管
理レジスタが設けられている。この場合、ＶＰＵ３０の
メモリ管理レジスタは、５ＰＵ１５の対応するメモリ管
理レジスタに合致させるために更新する必要がある。次
いで、現在プロセスに対するＶＰＵ３０の状態情報が現
在プロセスに対応するメモリ処理ユニット２０の領域か
ら検索され、ＶＰＵ３０のベクターレジスタに記憶され
る（ステップ１０２７）と共に、現在プロセスの識別番
号がメモリ位置に記憶されるか又は最後のベクタープロ
セスを識別するために指定された特殊なハードウェアレ
ジスタに記憶される。

次いで、現在プロセスに関連したソフトウェアフラグを
チエツクし、現在プロセスに対して保留中の非同期メモ
リ管理例外があるがどうが判断される（ステップ１０２
８）。このような保留中の例外が存在する場合には、現
在プロセスに対するソフトウェアフラグがクリアされ、
非同期メモリ管理例外時のベクター状態が復帰される（
ステップ１０３０）。これは、ＶＰＵ３０のレジスタに
ついて前記したように、セーブされたベクター状態情報
のアドレスをＶＳＡＲ４００に書き込みそしてＶＰｓＲ
３００（７）ＲＬＤビット２４０及びＶＥＮビット２１
０をセットすることにより達成される。

次いで、現在プロセスに関連したソフトウェアフラグを
チエツクし、現在プロセスに対して保留中の演算例外が
あるかどうが判断される（ステップ１０３２）。このよ
うな保留中の例外が存在する場合には、ＶＰＳＲ３００
のビットＶＥＮ２１０がクリアされ、ＶＰＵ３０をディ
スエイブルし、ステップ１００４と同様に、データ処理
の分野の当業者に知られたやり方で、演算例外が処理さ
れる（ステップ１０３４）。

第１８図のＦベクタープロセッサディスエイブルド欠陥
」取り扱いアルゴリズムが完了したときには（ステップ
１０３６）、第１７図の命令デコードアルゴリズムのス
テップＢに制御が復帰し、現在プロセスが新たな命令の
実行を開始する。

従って、ベクタープロセッサにとって経費のか）る動作
である文脈スイッチングが著しく簡単化される。このよ
うなスイッチングに伴うオーバーヘッドは、もはや必要
でなくなるまで遅延される。

本発明のデータ処理システム及び方法においてそしてこ
のシステムの購造において本発明の精神又は範囲から逸
脱せずに種々の変更や修正がなされ得ることが当業者に
明らかであろう。当業者であれば本発明の実施例から別
の実施例が明らかであろう。上記の説明は、本発明を例
示するものであって、本発明の真の精神及び範囲は特許
請求の範囲に規定されるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるデータ処理システムの好ましい
実施例を示す図、 第２図は、第１図に示されたベクター処理ユニットの好
ましい実施例の幾つかの部分を示すブロック図、 第３図は、第２図に示すベクター制御論理回路の好まし
い実施例の幾つかの部分を示すブロック図、 第４図は、第１図に示すデータ処理システムに用いるこ
とのできるベクター命令ワードの種々のフォーマットを
示す図、 第５図は、第４図に示されたベクター命令ワードに関連
したベクター制御ワードを示す図、第６図は、第４図に
示されたベクター命令ワードのＦＬＡＧフィールドを示
す図、 第７図は、本発明によるデータ処理システムに用いるこ
とのできるスカラー命令ワードの１つのフォーマットを
示す図、 第８図は、ベクター命令を処理する間の種々のレジスタ
及びベクター制御ワードフィールドの内容を示す図、 第９図は、命令デコーダの好ましい実施例を示す図、 第１０図は、ベクター命令をデコードするときに実行さ
れる動作を示すフローチャート、第１１図は、第１図及
び第２図に示されたベクター処理ユニットのベクタープ
ロセッサ状態レジスタを示す図、 第１２図は、第１図及び第２図に示すベクター処理ユニ
ットのベクター演算例外レジスタを示す図、 第１３図は、第１図及び第２図に示すベクター処理ユニ
ットのベクター状態アドレスレジスタを示す図、 第１４図は、第１図及び第２図に示すベクター処理ユニ
ットによって発生されたメモリ管理欠陥スタックフレー
ムを示す図、 第１５図は、第１図に示すデータ処理システムのベクタ
ー処理ユニットがメモリ管理例外を受けたときにこのシ
ステムによって行なわれる好ましい手順を示すフローチ
ャート、 第１６図は、文脈スイッチング中に第１図のデータ処理
システムによって行なわれる好ましいて順を示すフロー
チャート、 第１７図は、第９図の命令デコーダにより命令デコード
のために実行される好ましいて順を示すフローチャート
、そして 第１８図は、第１７図に示された手順において「ベクタ
ープロセッサディスエイブルド欠陥Ｊセットを処理する
際に第１図のデータ処理システムによって行なわれる好
ましいて順を示すフローチャートである。 ＩＯ・・・データ処理システム １５・・・スカラー処理ユニット（ＳＰＵ）２０・・・
メモリ処理ユニット ２５・・・命令処理ユニット（ＩＰＵ）３０・・・ベク
ター処理ユニット（ｖｐｕ）３５・・・ベクターレジス
タファイル ４０・・・制御論理ユニット ５０・・・命令パーサ ６０・・・制御論理回路 ７０・・・ベクター乗算器 ８０・・・ベクター加算器 ９０・・・マスクユニット ＋０３・・・制御ワードデコーダエレメント１０４・・
・ディスパッチ形式論理回路１０５・・・制御ワード形
式論理回路 １０６・・・ＯＰコードデコード論理回路１０７・・・
発行判断論理回路 ＋０８．１０９．１１０・・・アドレス発生器＋１５・
・・命令バッファ １１６・・・マルチプレクサ １／１０・・・ベクター制御ワード指定子１５０・・・
ＯＰコードフィールド １５２・・・オペランドポインタ部分 ＋５４−１５８・・・オペランド指定子１６０・・・ベ
クター制御ワード ｌ　Ｅ５２・・・フラグフィールド １６３．１６４．１６５・・・ベクターレジスタ指定子 １７０・・・マスク動作イネーブルフラグ１７２　・ １７４　・ １８２　　・ １９０　　・ １９２　　・ ・一致真／偽フラグ ・例外イネーブルフラグ ・ベクター長さレジスタ ・ベクター結果 ・行き先レジスタ 図面の浄書（内容に変更なし） 第 図 メモリ管工里欠陥スタ・ンフフレーム 第 図 ↓ 第 １０図 命令の処理 命令デコード 第１７図 平成 年 月 日

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベクター命令及びスカラー命令を実行することの
   できるデータ処理システムにおいて、上記ベクター命令
   はベクター量に基づくデータ処理演算含むものであり、
   そして上記スカラー命令は非ベクター量に基づくデータ
   処理演算を含むものであり、上記データ処理システムは
   、 スカラー命令を実行するためのスカラー処理手段と、 上記スカラー処理手段によるスカラー命令の実行と同時
   にベクター命令を実行するためのベクター処理手段とを
   具備し、このベクター処理手段は、 例外状態に応答して上記ベクター処理手段 をディスエイブルするための例外制御手段と、上記例外
   制御手段に接続され、ベクター処 理手段がディスエイブルされたことを指示するためのデ
   ィスエイブル指示手段とを備え、 更に、スカラー命令及びベクター命令を識別してこれら
   命令を上記スカラー処理手段及びベクター処理手段に各
   々送給する命令デコード手段と、上記命令デコード手段
   及び上記ディスエイブル指示手段に接続され、上記ディ
   スエイブル指示手段が上記ベクター処理手段がディスエ
   イブルされたことを指示するときに上記命令デコード手
   段がベクター命令を上記ベクター処理手段に送給しない
   ように阻止すると共に、上記ディスエイブル指示手段の
   状態に拘りなく上記命令デコード手段が上記スカラー処
   理手段へ命令を送給し続けることができるようにするた
   めの制御ディスエイブル手段とを具備し、 これにより、上記スカラー処理手段は、上記ベクター処
   理手段における例外状態の発生に拘りなく上記スカラー
   命令の実行を続けることを特徴とするデータ処理システ
   ム。
2. （２）上記例外制御手段は、演算例外を識別するための
   手段を備えている請求項１に記載のデータ処理システム
   。
3. （３）上記ベクター処理手段に接続されていてベクター
   演算例外を処理するためのベクター演算例外処理手段を
   更に備えている請求項２に記載のデータ処理システム。
4. （４）上記ベクター演算手段は、浮動小数点アンダーフ
   ロー例外を処理するための手段を備えている請求項３に
   記載のデータ処理手段。
5. （５）上記ベクター演算手段は、浮動小数点のゼロ除算
   例外を処理するための手段を備えている請求項３に記載
   のデータ処理システム。
6. （６）上記ベクター演算手段は、浮動小数点指定オペラ
   ンド例外を処理するための手段を備えた請求項３に記載
   のデータ処理システム。
7. （７）上記ベクター演算手段は、浮動小数点オーバーフ
   ロー例外を処理するための手段を備えた請求項３に記載
   のデータ処理システム。
8. （８）上記ベクター演算手段は、整数オーバーフロー例
   外状態を処理するための手段を備えている請求項３に記
   載のデータ処理システム。
9. （９）上記例外制御手段は、該手段が上記ベクター処理
   手段をディスエイブルしないような演算例外状態の幾つ
   かの形式を識別するための例外選択手段を備えている請
   求項２に記載のデータ処理システム。
10. （１０）上記例外制御手段は、上記幾つかの形式の例外
    状態が生じたときに上記ベクター処理手段がディスエイ
    ブルされないように阻止する例外選択手段を備えている
    請求項９に記載のデータ処理システム。
11. （１１）上記例外選択手段は、浮動小数点アンダーフロ
    ー例外状態が生じたときに上記ベクター処理手段がディ
    スエイブルされないように阻止する手段を備えている請
    求項１０に記載のデータ処理システム。
12. （１２）上記例外選択手段は、整数オーバーフロー例外
    状態が生じたときに上記ベクター処理手段を阻止する手
    段を備えた請求項１０に記載のデータ処理システム。
13. （１３）上記ベクター処理手段は、ベクター処理情報を
    セーブするためのベクター記憶手段を備えている請求項
    １に記載のデータ処理システム。
14. （１４）上記スカラー処理手段は、上記ベクター処理手
    段におけるベクター処理情報を検査するための制御論理
    手段を備えている請求項１３に記載のデータ処理システ
    ム。
15. （１５）ベクター命令及びスカラー命令を実行すること
    のできるデータ処理システムにおいて、上記ベクター命
    令はベクター量に基づくデータ処理演算を含むものであ
    り、そして上記スカラー命令は非ベクター量に基づくデ
    ータ処理演算を含むものであり、上記データ処理システ
    ムは、 スカラー命令を実行するためのスカラー処理手段であっ
    て、制御論理手段を含んでいるスカラー処理手段と、 上記スカラー処理手段に接続され、上記スカラー処理手
    段によるスカラー命令の実行と同時にベクター命令を実
    行するためのベクター処理手段とを具備し、このベクタ
    ー処理手段は、 例外状態に応答して、上記ベクター処理手 段をディスエイブルするための例外制御手段であって、
    演算例外状態及びメモリ管理例外状態を識別するための
    手段と、この例外制御手段が上記ベクター処理手段をデ
    ィスエイブルしないような演算例外状態の幾つかの形式
    を識別するための例外選択手段とを含んでいる例外制御
    手段と、 この例外制御手段に接続され、ベクター処 理手段がディスエイブルされたことを指示するためのデ
    ィスエイブル指示手段と、 ベクター演算例外を処理するためのベクタ ー演算例外処理手段と、 ベクター処理情報をセーブするための記憶 手段と、 上記スカラー処理手段から受け取ったベク ター命令をデコードするための命令デコード手段とを備
    えており、そして 更に、上記スカラー処理手段に接続されていて、上記ベ
    クター記憶手段によって記憶されたベクター処理情報を
    検査するための制御論理手段と、ベクター命令及びスカ
    ラー命令を識別しそしてこれらの命令を上記スカラー処
    理手段及び上記ベクター処理手段に各々送給するための
    命令デコード手段と、 この命令デコード手段及び上記ディスエイブル指示手段
    に接続され、上記ディスエイブル指示手段が上記ベクタ
    ー処理手段がディスエイブルされたことを指示する、と
    きに上記命令デコード手段がベクター命令を上記ベクタ
    ー処理手段に送給するのを阻止すると共に、上記命令デ
    コード手段が上記ディスエイブル指示手段の状態に拘り
    なく命令を上記スカラー処理手段に送給し続けることが
    できるようにするための制御ディスエイブル手段とを具
    備し、 これにより、上記スカラー処理手段は、上記ベクター処
    理手段における例外状態の発生に拘りなく上記スカラー
    命令の実行を続け、そしてこれにより、上記制御ディス
    エイブル手段は、上記データ処理システムが上記ベクタ
    ー演算例外状態を処理した後に、上記命令デコード手段
    を再イネーブルしてベクター命令を上記ベクター処理手
    段に送給することを特徴とするデータ処理システム。
16. （１６）データ処理システムによってベクター命令及び
    スカラー命令を処理する方法であって、上記ベクター命
    令はベクター量に基づくデータ処理演算を含むものであ
    り、そして上記スカラー命令は非ベクター量に基づくデ
    ータ処理演算を含むものであり、上記方法は、 ベクタープロセッサ及びスカラープロセッサによって各
    々処理されるべきベクター命令及びスカラー命令を送給
    し、 上記スカラープロセッサにおいてスカラー命令を実行し
    、 ベクタープロセッサがイネーブルされたときにスカラー
    命令の実行と同時に上記ベクタープロセッサにおいてベ
    クター命令を実行し、 上記ベクター命令の実行中に例外状態の存在を検出して
    指示を、 上記スカラー命令の実行に割り込むことなくベクタープ
    ロセッサをディスエイブルすることによって上記例外状
    態の発生の指示を記憶し、そして 上記ベクタープロセッサがディスエイブルされたときに
    上記ベクタープロセッサがベクター命令を実行しようと
    した際にベクタープロセッサディスエイブルド欠陥と考
    えることを特徴とする方法。