JPH0343865A

JPH0343865A - ベクトル・データ処理装置

Info

Publication number: JPH0343865A
Application number: JP17932189A
Authority: JP
Inventors: Chikayuki Katou; 加藤　周志
Original assignee: NEC Computertechno Ltd
Current assignee: NEC Computertechno Ltd
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-02-25

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〕本発明はベクトル・データ処理装置に関し、特にベクト
ル・データの総和演算を行うベクトル・データ処理装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来のベクトル・データ処理装置は、数個のベクトル演
算器から成るベクトル演算部内よび選択回路並びに数個
のスカラ・レジスタとスカラ加算器とから成るスカラ演
算部によシ構成されている。

第３図は従来のベクトル・データ処理装置の一例を示す
ブロック図である。

次に従来の技術について第濠図を参照して説明する。

ベクトル演算部１３７ば、４つのベクトル演算器１０１
．１０２，１０３，１０４によシ構成されている。各ベ
クトル演算器は、すべて同一の構成なので、ここではベ
クトル演算器１０１を例にあげて説明する。ベクトル演
算器１０１内のベクトル・レジスター１２，１１３に格
納されているペクトル・データが線１１６，１１７を通
じてベクトル加算器１１４に供給される。ベクトル加算
器１１４は、線１１６，１１７を通じて供給されたベク
トルデータの総和を行い、結果を線１１８を通じて出力
する。

ただし、ｌの総和演算によって出力される結果は、ベク
トル加算器１１４内で一つに絞られたもので線１１８を
通じてベクトル・レジスタ１１５の特定のアドレスに書
き込まれる。次にベクトル・レジスタ１１５に書き込ま
れた上記の総和演算の結果は、線１１９を通じて選択回
路１０５に出力される。

筐た、選択回路１０５は、線１１９，１２０゜１２１．
１２２を通じて入力されたベクトル演算器１０１．１０
２，１０３，１０４の演算結果を、それぞれ線１２３，
１２４，１２５，１２６を通じて、ヌカ２演算部１３８
内のスカラ・レジスタ１０６゜１０７．１０８，１０９
に格納する。

スカラ演算部１３８では、スカラ・レジスタ１０６．１
０７，１０８，１０９の内容の総和を行う。

筐ず、選択回路１３１が、線１２７を通じてスカラ・レ
ジスタ１０６の内容を入力し、線１３３を通じてスカラ
加算器１１０に供給する。同様に選択回路１３２は、線
１３０を通じてスカラ・レジスタ１０９の内容を入力し
、線１３４を通じてスカラ加算器１１０に供給する。

スカラ加算器ｉｉｏは、線１３３，１３４を通じて供給
されたスカラ・データを加算し、線１３５ヲ通シてスカ
ラ・レジスタ１１１に出力する。続いて、選択回路１３
１は、線１２８を通じてスカラ・レジスタ１０７の内容
を入力し、線１３３を通じてスカラ加算器１１０に供給
する。

選択回路１３２は、線１３６を通じてスカラ・レジスタ
１１１の内容を入力し、線１３４を通じてスカラ加算器
１１０に供給する。スカラ加算器１１０の動作は、前述
と同じで加算結果はスカラ・レジスタ１１１に出力され
る。最後に選択回路１３１ば、線１２９を通じて、スカ
ラ・レジスタ１０８の内容を入力し、線１３３を通じて
、スカラ加算器１１０に供給する。

選択回路１３２は、線１３６を通じて、スカ２・レジス
タ１１１の内容を入力し、線１３４を通じてスカラ加算
器１１０に供給する。ここでのスカラ加算器１１０の動
作も前述と同じで、この加算結果がスカラ◆レジスタ１
０６，１０７，１０８゜１０９の内容を総和したもので
、線１３５を通じてスカラ・レジスタ１１１に出力され
る。

ベクトル・データが前記ベクトル演算器内のベクトル・
レジスタに入シきらない場合には、新たなベクトル・デ
ータをベクトル・レジスタにロードし、同様の処理を繰
シ返す。ただし、スカラ演算部にかける加算では、スカ
ラ・レジスタ１１１の内容も加算するよう選択回路１３
１，１３２を制御する。

次にベクトル加算器１１４の動作の詳細を説明する。

第４図はベクトル加算器１１４の内部構成の一例を示す
ブロック図である。

ベクトル・レジスタ１１２，１１３は、それぞれｎ個の
ベクトル・データ（各ベクトル・データの要素番号を０
．１，２．・・・、ｎ−１とする）を格納している。ま
ず、要素番号Ｏのベクトル・データが線１１６，１１７
を通じて加算器１３９に供給される。加算器１３９は、
線１１６，１１７を通じて供給されたデータを加算し、
線１４２を通じて結果を加算器１４０に出力する。この
とき選択回路１４１は、値セロを選択し、選択結果を線
１４３を通じて加算器１４０に出力する。

加算器１４０は、線１４２，１４３を通じて入力された
データを加算し、結果を線１１８を通じてベクトル・レ
ジスタ１１５＄−よびレジスタ１４４に出力する。要素
番号ｌ、〜ｎ−１のベクトル・データについても同様に
処理する。ただし、選択回路１４１は、値ゼロではなく
線１４５を通じてレジスタ１４４の内容を選択し、選択
結果を線１４３を通じて出力する。

この選択回路１４１の動きによシ、ベクトル・レジスタ
１１２，１１３に格納されている要素番号ｉ　（ｉ＝１
　、２　、＋＋、　ｎ−１）のベクトル・データｔｉ、
ｌ！素番号Ｏ９〜ｉ−１のベクトル・データの総和結果
と足し合わされることとなＦ）、１＝ｎ−１にかいてベ
クトル・レジスタ１１２および１１３内のベクトル・デ
ータの総和が完了する。

（発明が解決しようとするｌ！＠）上述した従来のベクトル・データ処理装置は、演算実行
の度にベクトル演算結果をスカラ演算部へ転送してスカ
ラ演算を行っているので、ベクトル・データ長がベクト
ル演算器内のベクトル・レジスタの大きさよシも大きく
、総和演算を数回にわたって連続的に実行しなければな
らない場合（以下これを連続総和とよぶ）に、全体的逢
処理速度が低下するという欠点を有している。

その理由は、ベクトル演算結果のスカラ演算部への転送
およびスカラ演算に多くの処理時間を必要とするからで
ある。

なか、この欠点を補うために、選択回路、スカラ演算部
の処理中にベクトル演算部が並行してベクトル加算を行
うことで、選択回路、スカラ演算部の低速さの影響を小
さくするような並列処理法もある。しかし、一般に総和
演算では、ベクトル・データの数量と演算終了時間の関
係が複雑なために、ベクトル演算部９選択回路、スカラ
演算部間でのタイミングがと９に＜＜、このような並列
処理は困難である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のベクトル・データ処理装置は、ベクトル・デー
タの演算を行うベクトル演算部と、スカラ・データの演
算を行うスカラ演算部とを有し、前記ベクトル演算部内
でベクトル・データの総和演算を行う第一の演算手段と
、前記スカラ演算部内で前記第一の演算手段の結果をス
カラ・データとして演算を朽う第二の演算手段とを有す
るベクトル・データ処理装置にシいて、前記第一の演算手段による演算結果を前記ベクトル演算
部内に保持する保持手段と、前記第一の演算手段の実行
時に前記保持手段の内容を前記第一の演算手段のデータ
の一つとして入力する入力手段とを有して構成されてい
る。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のベクトル・データ処理装置の一実施例
を示すブロック図である。ベクトル・データが一度にベ
クトル・レジスタに入シきらない場合で、連続総和の処
理を行う場合に、まず、通常の総和演算命令をベクトル
・データ処理装置に与える。そして、その総和演算と連
続して実行する総和演算の命令（以下、これを連続総和
命令とよぶ）を、ベクトル・データをすべて処理し終え
る筐でくシ返し与える。

本実施例では、総和演算の命令コードの特定フィールド
に値を与えることによシ、命令が連続総和命令であるこ
とをベクトル・データ処理装置に識別させている。

ベクトル演算部４０は、４つのベクトル演算器１．２，
３，４によシ構成されている。各ベクトル演算器は、同
一の構成となっているので、ここではベクトル演算器１
を例にあげて説明する。

第２図はベクトル演算器１が有するベクトル加算器１５
の内部構成の一例を示すブロック図である。

今ｍ回の連続総和の処理が開始されたとすれば、ベクト
ル・レジスタ１２．１３には、それぞれｎ個のベクトル
・データ（各ベクトル・データの要素番号を０　、１　
、２　、−、　ｎ−１とする）が、線５２゜５３を通じ
て主記憶０よシロードされる。第２図で、ベクトル・レ
ジスタ１２．１３１ｄ、筐ス、要素番号Ｏのベクトル・
データを、線１９．２０を通じてベクトル加算器１５内
の加算器４２に供給する。

加算器４２は、線１９．２０を通じて供給されたベクト
ル・データを加算し、結果を線４６を通じて選択回路４
３に出力する。このときの選択回路４３は、線４６を通
じて加算器４２の結果を選択し、選択結果を、線４７を
通じて加算器４５に供給する。

一方、選択回路４４は、値セロを選択し、選択結果を、
線４８を通じて加算器４５に供給する。

加算器４５は、線４７．４８を通じて入力したデータを
加算し、加算結果を線２２を通じてベクトル・レジスタ
１６の特定のアドレスシよびレジスタ４９に書き込む。

要素番号ｌ、〜ｎ−１のベクトル・データについても、
同様に処理する。ただし、選択回路４４は、値ゼロでは
なく、線５０を通じてレジスタ４９の内容を選択し、選
択結果を、線４８ｔ−通じて加算器４５に供給する。

この選択回路４４の働きにより１ベクトル・レジスタ１
２．１３から供給される要素番号１（ｉ＝１．２．・・
・、ｎ−１）のベクトル・データは、要素番号Ｏから１
−１１でのベクトル・データの総和結果と足し合わされ
ることとなり、＋”ｎ　　１にかいてベクトル・レジス
タ１２＞よび１３内のベクトル・データの総和が完了す
る。

ベクトル・レジスタ１６の特定のアドレスに書き込まれ
たベクトル・レジスタ１２しよび１３内のベクトル・デ
ータの総和結果は、線２３を通じて保持レジスタ１４に
格納される。

第１図に戻って、ベクトル演算部４ｏでの処理が終了す
ると、ベクトル・レジスタ１６内の総和結果は、線２４
を通じて選択回路５に出力され、処理は、選択回路５．
スカラ演算部４１へと移される。

選択回路５釦よびスカラ演算部４１の動作は、前述の第
３図の選択回路１０５＆よびスカラ演算部１３８に同じ
である。ただし、線１１９，１２０゜１２１．１２２，
１２３，１２４，１２５，１２６，１２７゜１２８．１
２９，１３０，１３３，１３４，１３５，１３６は、線
２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１゜３
２．３３，３４，３５，３６，３７，３８．３９にそれ
ぞれ対応する。また、スカラ・レジスタ１０６，１０７
゜１０８．１０９，１１１は、スカラ・レジスタ６．７
゜８．９．１１に、選択回路１３１，１３２は、選択回
路１７．１８に、スカラ加算器１１０は、ヌカ２演算器
１０にそれぞれ対応する。

ここで通常の総和演算命令と連続総和命令との相異点の
一つがあられれる。通常の総和演算命令では、命令発行
後にベクトル演算部２選択回路を経てスカラ演算部の処
理が終了する筐で、次の命令がベクトル演算部に対して
発行されないように、命令発行部が制御している。しか
し連続総和命令の場合には、前の命令が発行されベクト
ル演算部の処理が終了すれば、スカラ演算部の処理の終
了を待たずに、ベクトル演算部に次の命令を発行できる
。

したがって、連続総和のｊ回目（ｊ＝２．３゜・・・、
　ｍ　）にシけるベクトル演算部の処理は、３−１回目
のスカラ演算部の処理と並列的に行われることになる。

このとき、ｊ−１回目のスカラ演算部の結果は、ベクト
ル演算部との処理のタイミングが不一致なために不定と
なるが、連続総和では、この結果を必要としないので問
題はない。

連続総和の第１回目にかけるベクトル演算部４０の処理
が終了すると、新たなベクトル・データが主記憶０から
ベクトル・レジスタ１２および１３にロードされ、連続
総和の第２回目が実行される。

第２図に戻って、連続総和の２回目以降は連続総和命令
なので、ベクトル加算器１５は、要素番号Ｏからｎ−１
１でのベクトルデータを第１回目と同様に処理した後に
、さらにもう−回加算を行う。

ただし、このときの選択回路４３は、加算器４２の出力
ではなく、線２１を通じて保持レジスタ１４の内容を選
択し、選択結果を線４７を通じて加算器４５に供給する
。

ベクトル・レジスタ１６の特定のアドレスに格納された
加算結果は、線２３を通じて保持レジスタ１４に誓き込
まれる。一般的にいえば、連続総和のｊ回目（ｊ＝２．
３，４．・・１ｍ）において、レジスタ４９内のｊ回目
の総和結果が、保持レジスタ１４に格納されている１回
目の総和結果から」−１回目の総和結果までの合計と足
し合わされることになる。

したがって、ｊ＝ｍにおいて、ベクトル演算器ｌは、自
分の担当するベクトル・データの総和が完了する。これ
が通常の総和演算命令と連続総和命令とのもう一つの相
異点である。

第１図に戻って、連続総和の第ｍ回目を実行し、ベクト
ル演算部４０に釦ける処理が終了すると、ベクトル・レ
ジスタ１６の特定のアドレスに書き込まれたベクトル演
算器１が担当するベクトル・データの総和結果は、Ｍ２
４を通じて選択回路５に出力される。

選択回路５．スカラ演算部４１の動作は、第一回目と同
様であるので省略する。スカラ演算部４１にかける処理
の後に、スカラ・レジスタ１１に格納されている内容が
、ｍ回の連続総和の最終演算結果である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のベクトル・データ処理装
置は、ベクトル・データの総和演算の連続実行にかいて
、ベクトル演算の結果をベクトル演算部内に保持するこ
とによう、ベクトル演算部とスカラ演算部との並列処理
を容易に実行できるという効果を有している。

したがって、本発明のベクトル・データ処理装置は、ベ
クトル・データの総和演算の連続実行にかける全体的な
演算速度を大幅に向上させることができるという効果を
有している。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のベクトル・データ処理装置の一実施例
を示すブロック図、第２図はベクトル加算器１５の内部
構成の一例を示すブロック図、第３図は従来のベクトル
・データ処理装置の一例を示すブロック図、第４図はベ
クトル加算器１１４の内部構成の一例を示すブロック図
である。０．１００・・・主記憶、４０，１３７・・・ベクトル
演算部、１，２，３，４，１０１，１０２，１０３，１
０４−・・ペクトヶ演算器、１２，１３，１６，１１２
，１１３．１１５・・・ベクトル・レジスタ、１５，１
１４・・・ベクトル加算器、５．１７，１８，１０５，
１３１，１３２・・・選択回路、４１，１３８・・・ス
カラ演算部、６，７，８，９゜１１．１０６，１０７，
１０８，１０９，１１１・・・スカラ・レジスタ、１４
・・・保持レジスタ、１０，１１０・・・スカラ加算器
、４２，４５，１３９，１４０・・・加算器、４３．４
４，１４１・・・選択回路、４９，１４４・・・レジス
タ。

Claims

【特許請求の範囲】ベクトル・データの演算を行うベクトル演算部と、スカ
ラ・データの演算を行うスカラ演算部とを有し、前記ベ
クトル演算部内でベクトル・データの総和演算を行う第
一の演算手段と、前記スカラ演算部内で前記第一の演算
手段の結果をスカラ・データとして演算を行う第二の演
算手段とを有するベクトル・データ処理装置において、前記第一の演算手段による演算結果を前記ベクトル演算
部内に保持する保持手段と、前記第一の演算手段の実行
時に前記保持手段の内容を前記第一の演算手段のデータ
の一つとして入力する入力手段とを有することを特徴と
するベクトル・データ処理装置。