JPH0398163A

JPH0398163A - ベクトルデータ処理装置

Info

Publication number: JPH0398163A
Application number: JP23622689A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuji Katou; 加藤　周志
Original assignee: NEC Computertechno Ltd
Current assignee: NEC Computertechno Ltd
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1991-04-23

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
データの最大値および最小値を求めるベクトルデータ処
理装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図は最大値を求める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。

従来のベクトルデータ処理装置は、第３図に示すように
、数個のベクトル演算器１０１，１０２，１０３，１０
４を含むベクトル演算部１　４　０，選択回路１０５、
および数個のスカラレジスタ１０６，１０７，１０８，
１０９と比較回路１１０とを含むスカラ演算部１４１に
より構成されている。

ベクトル演算部１４０は、４つのベクトル演算器１０１
，１０２，１０３，１０４を含んでいるが、各ベクトル
演算器はすべて同一の構戒なので、ここではベクトル演
算器１０１を例にあげて説明する。

第４図は第３図のベクトル演算器１０１がもつ最大値演
算器１１５の内部構戒の一例を示すブロック図である。

今、ベクトルレジスタ１１２，１１３には、それぞれ要
素番号０，１，２，・・・，ｎ−１のｎ個のベクトルデ
ータが格納されているとすれば、まず、要素番号Ｏのベ
クトルデータが、線１１９，１２０を通じて比較回路１
４２に供給される。比較回路１４２は、線１１９，１２
０を通じて入力されたデータを比較し、値が大きい方の
データを線１４６を通じて、比較回路１４５および選択
回路１４４に出力する。このときに、選択回路１４４は
、線１４６を通じて得られる比較回路１４２の演算結果
を選択し、線１５０を通じてレジスタ１４９に出力する
。

また、比較回路１４５は、線１４６，１４８を通じて得
られるデータを比較し、値が大きい方のデータを線１２
２を通じて、ベクトルレジスタ１１６および選択回路１
４４に出力する。しかし、このときに限り、レジスタ１
４９の内容は不定であるので、比較回路１４５の出力は
無意味な値である。そして、以下、要素番号１〜ｎ−１
のデータについても同様に処理する。ただし、選択回路
１４４は、比較回路１４２の演算結果ではなく、線１２
２を通じて比較回路１４５の演算結果を選択し、線１５
０を通じてレジスタ１４９に出力する。

この選択回路１４４の働きにより、ベクトルレジスタ１
１２，１１３に格納されている要素番号ｉ　（ｘ＝＝１
．２１　・・・ｒ　ｎ　　ｔ）のベクトルデータは、比
較回路１４５内で要素番号Ｏからｉ−１までのベクトル
データの最大値と比較されることになり．ｉ＝ｎ−１に
おいてベクトルレジスタ１１２および１１３内のベクト
ルデータの最大値が求められる。この最大値演算の演算
結果は、ベクトルレジスタ１１６の特定のアドレスに書
き込まれ、線１２４を通じて選択回路１０５に出力され
る。

そこで、第３図の選択回路１０５は、線１２４，１２５
，１２６，１２７を通じてベクトル演算器１０１，１０
２，１０３，１０４の演算結果を入力し、それぞれ線１
２８，１２９，１３０，１３１を通じてスカラ演算部１
４１内のスカラレジスタ１０６，１０７，１０８，１０
９に出力する。

そして、スカラ演算部１４１は、スカラレジスタ１０６
，１０７，１０８，１０９の内容について最大値演算を
行う。すなわち、まず、選択回路１１７が、線１３２を
通じてスカラレジスタ１０６の内容を選択し、線１３６
を通じて比較回路１１０に出力する。

一方、選択回路１１８は、線１３５を通じてスカラレジ
スタ１０９の内容を選択し、線１３７を通じて比較回路
１１０に供給する。比較回路１１０は、線１３６，１３
７を通じて得られたデータを比較し、値が大きい方のデ
ータを、線１３８を通じてスカラレジスタ１１１に出力
する。

次に、選択回路１１７は、線１３３を通じてスカラレジ
スタ１０７の内容を選択し、線１３６を通じて比較回路
１１０に出力する。一方、選択回路１１８は、線１３９
を通じてスカラレジスタ１１１の内容を選択し、線１３
７を通じて比較回路１１０に出力する。比較回路１１０
の動作は前述と同じで、演算結果はスカラレジスタ１１
１に格納される．最後に、選択回路１１７は、線１３４を通じてスカラレ
ジスタ１０８の内容を選択し、線１３６を通じて比較回
路１１０に出力する。一方、選択回路１１８は、線１３
９を通じてスカラレジスタ１１１の内容を選択し、線１
３７を通じて比較回路１１０に出力する。

ここでも比較回路１１０は前述と同様の動作をし、この
ときスカラレジスタ１１１に格納される演算結果が、ス
カラレジスタ１０６，１０７，１０８，１０９の内容の
最大値である。

なお、ベクトルデータが、ベクトル演算器１０ｌ，１０
２，１０３，１０４内のベクトルレジスタに入りきらな
い場合には、新たなベクトルデータなベクトルレジスタ
にロードし、同様な処理をくり返す。ただし、スカラ演
算部における演算では、スカラレジスタ１１１の内容も
比較するように選択回路１１７，１１８を制御する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のベクトルデータ処理装置は、演算実行の
度にベクトル演算の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よりも大きく、最大値演算
または最小値演算を数回にわたって連続的に実行しなけ
ればならない場合に、全体的な処理速度が低下するとい
う欠点をもっている。その理由は、ベクトル演算の結果
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。

なお、この欠点を補うために、選択回路およびスカラ演
算部の処理中にベクトル演算部が並行して処理を行うこ
とで、選択回路および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方法も考えられる。しかし、最
大値演算および最小値演算では、ベクトルデータの数量
と演算終了時間との関係が複雑なために、ベクトル演算
部，選択回路，スカラ演算部間でのタイミングがとりに
くく、このような並列処理は一般に困難である。

〔課題を解決するための手段〕

第１の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、スカともに、前記ベ
クトル演算部内でベクトルデータの中の最大値を求める
最大値演算を行う第一の．演算手段と、前記スカラ演算
部内で前記第一の演算手段による演算結果をスカラデー
タとして演算する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
部内に保持する演算結果保持手段と、前記演算結果保持
手段に保持した内容を．前記ベクトル演算部内の前記第
一の演算手段で続いて実行する最大値演算のデータの一
つとして入力するデータ入力手段とを有して構或されて
いる。

第２の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備えるとともに、前記ベクトル
演算部内でベクトルデータの中の最小値を求める最小値
演算を行う第一の演算手段と、前記スカラ演算部内で前
記第一の演算手段による演算結果をスカラデータとして
演算する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
部内に保持する演算結果保持手段と、前記演算結果保持
手段に保持した内容を前記ベクトル演算部内の前記第一
の演算θ手段で続いて実行する最小値演算データの一つ
として入力するデータ入力手段とを有して構或されてい
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図は第１の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。

まず、最大値を求める場合を説明する。ベクトルデータ
が一度にベクトルレジスタに入りきらず、連続してベク
トル演算による最大値を求める処理を行う場合に、最初
に通常の最大値演算命令をベクトルデータ処理゛装置に
与える。

そして、それ以後、連続して実行する最大値演算の命令
（以下に、これを連続最大値命令とよぶ）を、ベクトル
データをすべて処理し終えるまでくり返して与える。

本実施例では、最大値演算の命令コードの特定のフィー
ルドに値を与えることにより、その命令が連続最大値命
令であること牢ベクトルデータ処理装置に識別させてい
る。

第１図に示すように、ベクトル演算部４０は、４つのベ
クトル演算器１，２，３．４にヨリ構或されている。な
お、各ベクトル演算器は同一の構戒となっているために
、ここではベクトル演算器１を例にあげて説明する。

第２図は第１図のベクトル演算器１がもつ最大値演算器
１５の内部構或の一例を示すブロック図である。

今、ｍ回連続して最大値を求める処理が開始されたとす
れば、ベクトルレジスタ１２．１３には、それぞれ要素
番号０，１，２，・・・，ｎ−１のｎ個のベクトルデー
タが、線４２．４３を通じて主記憶０よりロードされる
。そして、第２図に示すように、ベクトルレジスタ１２
．１３は、まず、要素番号０のベクトルデータな、線１
９，２０を通じて、比較回路４２に供給する。

そこで、比較回路４２は、線１９，２０を通じて入力し
たデータを比較し、値が大きい方のデータを線４６を通
じて、選択回路４３および選択回路４４に出力する。こ
のときに、選択回路４３は、線４６を通じて比較回路４
２の演算結果を選択し、線４７を通じて比較回路４５に
出力する。一方、選択回路４４も、線４６を通じて比較
回路４２の演算結果を選択し、線５０を通じてレジスタ
４９に出力する。

そこで、比較回路４５は、線４７．４８を通じて入力し
たデータを比較し、値が大きい方のデータを線２２を通
じてベクトルレジスタｌ６および選択回路４４に出力す
る。しかし、このときに限り、レジスタ４９の内容は不
定なので、比較回路４５が出力する値は無意味である。

そして、以下要素番号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、比較
回路４２の演算結果ではなく、線２２を通じて比較回路
４５の演算結果を選択し、線５０を通じてレジスタ４９
に出力する。

この選択回路４４の働きにより、ベクトルレジスタ１２
．１３に格納されている要素番号ｉ（ｉ＝１．２，・・
・，ｎ−１）のベクトルデータは比較回路４５内で、要
素番号０からｉ−１までのベクトルデータの最大値と比
較されることになり、ｉ＝ｎ−１においてベクトルレジ
スタｌ２およびｌ３内のベクトルデータの最大値が求め
られる。

この最大値演算の結果は、ベクトルレジスタ１６の特定
のアドレスに書き込まれ、線２４を通じて選択回路５に
出力される。

同時に、ベクトルレジスタｌ６の特定のアドレスに格納
された、ベクトルレジスタ１２およびベクトルレジスタ
１３内のベクトルデータの最大値演算の結果は、線２３
を通じて保持レジスタｌ４に格納される。

そして、第１図のベクトル演算部４０での処理が終了す
ると、次に選択回路５，スカラ演算部４１の動作へと移
行する。これらの選択回路５およびスカラ演算部４１の
動作は、第３図の選択回路１０５およびスカラ演算部１
４１に同じである。

ただし、線１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，
１２９，１３０，１３１，１３２，１３３，１３４，１
３５，１３６，１３７，１３８，１３９は、線２４，２
５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３
，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１１７，１１８は、選択回路１７．１
８に、比較回路１１０は、比較回路１０にそれぞれ対応
する。

なお、通常の最大値演算命令については、命令発行後に
ベクトル演算部４０から選択回路５を経てスカラ演算部
４１の処理が終了するまで、次の命令がベクトル演算部
４０に対して発行されないように制御している。

しかし、連続最大値命令については、前の命令が発行さ
れベクトル演算部４０の処理が終了すれば、スカラ演算
部４ｌの処理を待たずにベクトル演算部４０に命令を発
行できる。

したがって、連続して行う最大値演算のｊ回目（ｊ＝２
．３，・・・，ｍ）におけるベクトル演算部４０の処理
は、ｊ−１回目のスカラ演算部４ｌの処理と並列に行わ
れることになる。この動作で、ｊ−１回目のスカラ演算
部４１の演算結果は、ベクトル演算部４０との処理のタ
イミングが不一致なために不定となるが、連続して行う
最大値演算では、スカラ演算部４ｌの演算結果を必要と
しないために問題はない。

連続して行う最大値演算の第ｌ回目におけるベクトル演
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Ｏからベクトルレジスタ１２および１３にロード
され、連続して行う最大値演算の第２回目が実行される
。

連続して行う最大値演算の第２回目は、連続最大値命令
なので、最大値演算器１５は、要素番号Ｏからｎ−１ま
でのベクトルデータを第１回目と同様に処理した後に、
さらにもう一回比較を行う．ただし、このときに、選択
回路４３は、比較回路４２の結果ではなく、線２ｌを通
じて保持レジスタｌ４の内容を選択し、線４７を通じて
比較回路４５に出力する。

ベクトルレジスタｌ６の特定のアドレスに格納された最
大値演算の結果は、線２３を通じて選択回路５および保
持レジスタ１４に出力される。

一般的にいえば、連続して行う最大値演算のｊ回目（ｊ
＝２，３，４，・・・，ｍ）において、レジスタ４９内
のｊ回目の最大値演算の結果が、保持レジスタ１４内の
１回目の最大値演算の結果からｊ−１回目の最大値演算
の結果までの最大値と比較されることになる。

したがってｊ＝ｍにおいて、ベクトル演算器１は、自分
の担当するベクトルデータの最大値演算を完了する。

連続最大値演算の第ｍ回目を実行してベクトル演算部４
０における処理が終了すると、ベクトルレジスタ１６の
特定のアドレスに格納されたベクトル演算器ｌが担当す
るベクトルデータの最大値は、線２４を通じて選択回路
５に出力される。選択回路５およびスカラ演算部４１の
働きは、第１回目と同様であるので省略する。

そして、スカラ演算部４１の処理を終了後に、スカラレ
ジスタｌ１に格納されている内容が、ｍ回連続して行う
最大値演算の最終演算結果となる。

次に、第２の発明に対する最小値を求める場合を説明す
る。

最小値を求める場合は、上述した最大値を求める場合に
対して、最大値演算を最小値演算に、最大値を最小値に
、最大値演算器を最小値演算器に、連続して行う最大値
演算を連続して行う最小値演算に、「値が大きい方」を
「値が小さい方」にそれぞれ読み換えて実現することが
できる。

〔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、ベクトルデータの最大値演算および最小値演算の連
続実行に対し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り、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ので、ベクトルデータ
の最大値演算および最小値演算の連続実行における演算
速度を大幅に向上することができるという効果を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の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図は第１図のベクトル演算器
１がもつ最大値演算器１５の内部構或の一例を示すブロ
ック図、第３図は最大値を求める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図は第３図のベ
クトル演算器１０１がもつ最大値演算器１１５の内部構
戒の一例を示すブロック図である。０．１００・・・・・・主記憶、１，２，３，４，１０
１，１０２，１０３，１０４・・・・・・ベクトル演算
器、５，１７，１８，４３，４４，１０５，１１７，１
１８，１４４・・・・・・選択回路、６，７，８，９，
１１，１０６，１０７，１０８，１０９，１１１・・・
・・・スカラレジスタ、１０，４２，４５，１１０，１
４２，１４５・・・・・・比較回路、１２，１３．１６
，１１２，１１３，１１６・・・・・・ベクトルレジス
タ、ｌ４・・・・・・保持レジスタ、１５，１１５・・
・・・・最大値演算器、４０，１４０・・・・・・ベク
トル演算部、４１，１４１・・・・・・スカラ演算部、
４９，１４９・・・・・・レジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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備えるとと
もに、前記ベクトル演算部内でベクトルデータの中の最
大値を求める最大値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による演算結果を
スカラデータとして演算する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
部内に保持する演算結果保持手段と、前記演算結果保持
手段に保持した内容を前記ベクトル演算部内の前記第一
の演算手段で続いて実行する最大値演算のデータの一つ
として入力するデータ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。
（２）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備えるとと
もに、前記ベクトル演算部内でベクトルデータの中の最
小値を求める最小値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による演算結果を
スカラデータとして演算する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
部内に保持する演算結果保持手段と、前記演算結果保持
手段に保持した内容を前記ベクトル演算部内の前記第一
の演算手段で続いて実行する最小値演算データの一つと
して入力するデータ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。