JPH04266152A - 高速並列処理装置 - Google Patents

高速並列処理装置

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JPH04266152A
JPH04266152A JP4559791A JP4559791A JPH04266152A JP H04266152 A JPH04266152 A JP H04266152A JP 4559791 A JP4559791 A JP 4559791A JP 4559791 A JP4559791 A JP 4559791A JP H04266152 A JPH04266152 A JP H04266152A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
main cpu
parallel processing
cpu
interrupt
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4559791A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Sakurai
桜井 義之
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各タスク処理に要する
時間が長く、しかもリアル処理を必要とし、且つマルチ
タスク処理を行わなければならないような場合に適用さ
れる高速並列処理装置に関する。
【0002】近年、各プロセッサの開発が日進月歩で進
み、プロセッサの高速化が進行すると共に、処理データ
単位の増加が進行している。しかし、このような技術の
向上や、世間のニーズに対応できる高速マルチタスク処
理プロセッサの開発は、まだ、それらの要求を満足出来
ていないのが現状である。
【0003】この為、既存のプロセッサを用いて高速マ
ルチタスク処理を実現できることが要望されている。
【0004】この要望、即ち、各タスク処理に要する時
間が長く、しかもリアル処理を必要とし、且つマルチタ
スク処理を行う場合の要望に答えるためには、既存のプ
ロセッサによる並列処理が必要となる。
【0005】
【従来の技術】従来の並列処理について説明する。1つ
目は、並列処理を行うための装置を、複数のシーケンサ
等によるハードウエア構成によって実現し、各シーケン
サを高速なクロックで作動させ、それをプロセッサが管
理することによって、各処理を高速に行うようにしてい
ることである。
【0006】2つ目は、メインCPUの下にスレーブの
サブCPU(又は、専用演算プロセッサ)を置くことに
よって装置を構成し、サブCPUが並列処理を行うよう
にしていることである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した1
つ目の方法においては、各タスクの高速処理は実現出来
るが、処理規模が大きく、かつ並列処理すべきタスク数
が多いと、並列処理を行うハードウエア(シーケンサ)
規模が大きくなる。また、並列処理の完了通知を、プロ
セッサのI/O領域に割り当てられたレジスタ(フラグ
)で監視するようにしているか、或いは、そのフラグを
割込み要因にした割込み処理で行っているために、各並
列処理の起動/完了を管理するプロセッサのオーバーヘ
ッドが増加し、高速リアル処理に対応出来ないことがし
ばしば生じていた。
【0008】2つ目の方法においては、メインCPUに
よるサブCPUの起動を、I/Oメモリ領域(フラグ)
で行うために、サブCPUが独立に動作しているとサブ
CPUを起動するまでに時間がかかったり、不確定とな
ったりする。また、各CPUが、リアル処理を実現する
ための限界の処理能力のファームウエア構成とされてい
る場合に、高速リアル処理をしいられると、それに対応
できないことがしばしば生じていた。更には、現状以上
の処理能力の要求に答えるためには、ファームウエア構
成の全面変更、或いはハードウエア構成の変更が必要と
なる。
【0009】つまり、従来の並列処理を行う方法では、
ハードウエア規模が大きくなったり、仮に小規模で実現
できたとしても、仕事の処理量が増加した場合に容易に
対応しきれないファームウエア/ハードウエア構成であ
ったりすると言った問題があった。
【0010】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、高速リアル処理に対応可能なマルチタスク
処理及び並列処理を実現することができると共に、仕事
の処理量が増加した場合であっても、それを小規模なハ
ードウエア構成、及び容易なファームウエア構成で実現
することができる高速並列処理装置を提供することを目
的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図で
ある。図中、1はマルチタスク処理が可能なメインCP
Uである。3はサブCPUであり、処理時間が長く且つ
リアル処理を必要とするタスクを、メインCPU1と独
立して並列処理するものである。
【0012】6は割り込みコントロール手段である。こ
の割り込みコントロール手段6は、処理時間が長く且つ
リアル処理を必要とする各タスクの処理をメインCPU
1が行っている際に、その各タスク処理に応じた割り込
み処理を発生することによってサブCPU3を起動した
り、また、サブCPU3から出力される各タスク処理完
了信号を割り込み信号としてメインCPU1に通知した
りするシーケンスの調停を行う。
【0013】また、割り込みコントロール手段6は、サ
ブCPU3が並列処理を行っている際に、メインCPU
1がマルチタスク処理を行うことができるようにするた
めに、周辺装置からの割り込み要求信号を制御/調停す
るための割り込みベクタを格納している。但し、この割
り込みベクタは、メインCPU1、サブCPU3及び周
辺装置からの割り込み要求に対応するものである。
【0014】9はバスコントロール手段であり、メイン
CPU1とサブCPU3とが独立して並列処理を行える
ようにするために、アドレスバス、データバス及びコン
トロールバスから構成されるバス40を制御するもので
ある。
【0015】この制御は、書き込み/読み出し型のRA
M等による第1記憶手段33に、前もってバス40を制
御するためのコマンド/データを書き込んでおき、サブ
CPU3が並列処理を行う際には、そのコマンド/デー
タによって、サブCPU3が独立して並列処理を行うこ
とができるように、バス40をメインCPU1側とサブ
CPU3側とに分ける。或いは、先入れ先出し型のFi
Fo等による第2記憶手段5に記憶されるサブCPU3
の各並列処理結果データを、メインCPU1が常時読み
出せるようにするために、バス40を制御する。
【0016】但し、並列処理起動から完了までのターン
アラウンドタイムを短縮し、リアル処理が行えるように
するために、初期設定時に、メインCPU1の命令によ
って、割り込みコントロール手段6による割り込み要求
信号の優先順位を、メインCPU1、サブCPU3、周
辺装置の順となるようにしておく。
【0017】また、メインCPU1とサブCPU3とに
同時に割り込み要求が行われることがないので、メイン
CPU1とサブCPU3とを簡易な回路で調停し、この
調停した信号を、割り込み受付信号として割り込みコン
トロール手段6に入力するようにしてある。
【0018】
【作用】上述した本発明によれば、サブCPU1を並列
処理専用プロセッサとしてメインCPU1のスレーブに
位置付けて構成することができ、メインCPU1とサブ
CPU3間の並列処理起動/完了通知による割り込み要
求と、周辺回路からの割り込み要求とを、それら要求が
優先付けされた割り込みコントロール手段6の制御によ
って行うので、並列処理の起動から完了までのファーム
ウエアのオーバーヘッドを軽減することができる。
【0019】更に、メインCPU1とサブCPU3間の
調停を単純な回路で実現することができるので、従来の
ような回路規模の大きい調停回路を必要としない。
【0020】また、メインCPU1とサブCPU3との
シェイクハンドが全て割り込みによって行われるために
、各プロセッサの守備範囲が明確化し、ファームウエア
構成を容易に実現することができる。
【0021】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図2は本発明の一実施例による高速並列
処理装置のブロック構成図であり、この図2において、
図1の各部に対応する部分には同一の符号が付してある
。但し、図1に示す第2記憶手段5を図2では処理結果
格納FiFoとし、第1記憶手段33をパラメータ格納
用RAM33とし、バスコントロール手段9をバスコン
トローラ9とし、割り込みコントロール手段6を割り込
みコントローラ6とした。
【0022】図2に示すメインCPU1は、マルチタス
ク処理が可能なものであり、サブCPU3は、処理時間
が長く且つリアル処理を必要とするタスクを、メインC
PU1と独立して並列処理するものである。
【0023】7は第1I/Oレジスタである。この第1
I/Oレジスタ7は、サブCPU3に各種の並列処理を
行わせるために必要な割り込み要因信号21を割り込み
コントローラ6へ出力すると共に、並列処理起動検知信
号23をバスコントローラ9へ出力するものである。こ
れは、メインCPU1が、サブCPU3に各種の並列処
理を行わせるための値を、サブCPU3が行う並列処理
の種類に応じて第1I/Oレジスタ7に設定することに
よって実行される。但し、第1I/Oレジスタ7に設定
する値は、メインCPU1のI/O領域に割り当てられ
ている。
【0024】また、割り込みコントローラ6へ出力され
た割り込み要因信号21を、サブCPU3が割り込みと
検知するまでは、ある程度そのレベルを保持するために
、割り込みコントローラ6から共通バス30及びサブバ
ス26を介してサブCPU3へ出力される割り込みベク
タを、サブCPU3がラッチ信号29を出力することに
よってリセットするようにしてある。
【0025】8は第2I/Oレジスタである。この第2
I/Oレジスタ8は、サブCPU3が行った各並列処理
の完了をメインCPU1へ通知するために必要な割り込
み要因信号22を割り込みコントローラ6へ出力すると
共に、並列処理完了検知信号24をバスコントローラ9
へ出力するものである。これは、サブCPU3が実行し
て完了させた各並列処理の値を、第2I/Oレジスタ8
に設定することによって実行される。但し、第2I/O
レジスタ8に設定する値は、サブCPU3のI/O領域
に割り当てられている。
【0026】また、割り込みコントローラ6へ出力され
た割り込み要因信号22を、メインCPU1が割り込み
と検知するまでは、ある程度そのレベルを保持するため
に、割り込みコントローラ6から共通バス30及びメイ
ンバス18を介してメインCPU1へ出力される割り込
みベクタを、メインCPU1がラッチ信号16を出力す
ることによってリセットするようにしてある。
【0027】バスコントローラ9は、一方向のスリース
テートバッファ11及び12と、一方向のスリーステー
トバッファ31及び双方向のスリーステートバッファ3
2と、双方向のスリーステートバッファ13及び14と
をON/OFF制御することによって、各バッファを通
る信号の通過/遮断をコントロールするものである。
【0028】例えば、通常、バッファ11がON状態、
バッファ12がOFF状態であることによって、割り込
みコントローラ6から出力される割り込み信号19が、
バッファ11を介して割り込み信号15としてメインC
PU1へ出力されているが、サブCPU3が並列処理起
動を行う場合は、バスコントローラ9から出力されるバ
ッファ制御信号17による制御によって、バッファ11
をOFF状態、バッファ12をON状態にし、割り込み
信号19をバッファ12を介して割り込み信号28とし
てサブCPU3へ出力するようにする。
【0029】また、通常時のバッファ31及び32は、
バッファ31がOFF状態、バッファ32がON状態に
制御されている。つまり、共通バス30とメインバス1
8とがバッファ32を介して接続されており、サブCP
U3がサブバス26を経由する信号を使用して行ってい
る並列処理時に、メインCPU1がメインバス18を経
由する信号を使用したマルチタスク処理を行えるように
してある。但し、前記した各バッファ32,31のON
/OFF状態は、バスコントローラ9から出力されるバ
ッファ制御信号17によって行われる。これは第1I/
Oレジスタ7から出力される並列処理起動検知信号23
、又はサブCPU3から出力されるラッチ信号29とが
バスコントローラ9に入力されることによって、バスコ
ントローラ9がそれら信号23,29に基づくバッファ
制御信号17を出力することによる。
【0030】更に、通常時のバッファ13及び14は、
バッファ13がON状態、バッファ14がOFF状態に
制御されている。つまり、メインCPU1がメインバス
18及びバッファ13を介して処理結果格納FiFo5
及びパラメータ格納用RAM33と接続されており、サ
ブCPU3が並列処理を行うためのパラメータをメイン
CPU1からパラメータ格納用RAM33に書き込める
ようにしてある。この接続状態は、処理結果格納FiF
o5に書き込まれているサブCPU3が行った並列処理
結果データを、メインCPU1がメインバス18を介し
て読み取れる状態でもある。
【0031】また、サブCPU3が並列処理を行うため
に、パラメータ格納用RAM33からパラメータを読み
出し、更には、サブCPU3が並列処理を行った結果デ
ータをパラメータ格納用RAM33に書き込む場合には
、バスコントローラ9から出力されるバッファ制御信号
25によって、バッファ13がOFF状態、バッファ1
4がON状態に制御される。この制御を行うバッファ制
御信号25は、第1I/Oレジスタ7から出力される並
列処理起動検知信号23、又は第2I/Oレジスタ8か
ら出力される並列処理完了検知信号24がバスコントロ
ーラ9に入力されることによって、バスコントローラ9
がそれら信号23,24に基づいて出力するものである
【0032】割り込みコントローラ6は、メインCPU
1の制御によって第1I/Oレジスタ7から出力される
並列処理起動要求信号21と、サブCPU3の制御によ
って第2I/Oレジスタ8から出力される並列処理完了
信号22と、周辺装置から出力される割り込み要求信号
27とを制御/調停する。これは、各タスク処理をメイ
ンCPU1が行っている際に、その各タスク処理に対応
する各割り込み処理を発生することによってサブCPU
3を起動したり、また、サブCPU3から出力される各
タスク処理の完了信号を割り込み信号としてメインCP
U1に通知したりするものであり、更には、サブCPU
3が並列処理を行っている際に、メインCPU1がマル
チタスク処理を行うことができるようにするために、周
辺装置からの割り込み要求信号を制御/調停する。
【0033】また、割り込みコントローラ6は、その制
御/調停のための割り込みベクタを格納している。つま
り、この割り込みベクタは、メインCPU1、サブCP
U3及び周辺装置からの割り込み要求に対応できるもの
である。
【0034】但し、メインCPU1とサブCPU3間の
並列処理起動から完了までのターンアラウンドタイムを
短縮し、リアル処理が行えるようにするために、初期設
定時に、メインCPU1の命令によって、割り込みコン
トローラ6が処理する割り込み要求信号の優先順位を、
メインCPU1、サブCPU3、周辺装置の順となるよ
うにしておく。
【0035】また、メインCPU1とサブCPU3とか
ら同時に割り込み要求が行われることがないので、メイ
ンCPU1とサブCPU3とから割り込み要求を行うた
めに必要な各ラッチ信号16及び29を、2入力アンド
ゲート10によって論理積を取り、この論理積の取られ
た信号20を割り込みコントローラ6の割り込み受付部
へ出力して、コントローラ6に割り込みの判断をさせて
いる。このような理由によって各信号16と29との調
停をゲート10のみで済ませることができるが、従来で
あれば、このような調停を行うために比較的規模の大き
い調停回路を必要としていた。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高速リアル処理に対応可能なマルチタスク処理及び並列
処理を実現することができる効果があり、また、仕事の
処理量が増加した場合であっても、それを小規模なハー
ドウエア構成、及び容易なファームウエア構成で実現す
ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の一実施例による高速並列処理装置のブ
ロック構成図である。
【符号の説明】
1  メインCPU 3  サブCPU 5  第1記憶手段 6  割り込みコントロール手段 9  バスコントロール手段 33  第2記憶手段 40  バス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  マルチタスク処理を行うメインCPU
    (1) と、該メインCPU(1) のスレーブとして
    の機能を果たすと共に、該メインCPU(1) が行う
    処理と独立して並列処理を行うサブCPU(3) と、
    該サブCPU(3) が並列処理を行うためのパラメー
    タを格納する書込み/読出し型の第1記憶手段(33)
    と、該サブCPU(3) の並列処理結果を格納する先
    入れ/先出し型の第2記憶手段(5) と、該メインC
    PU(1) と該サブCPU(3) との並列処理の起
    動/終了を通知する割り込み要求及び、周辺装置からの
    割り込み要求を調停する割り込みコントロール手段(6
    ) と、該サブCPU(3) が並列処理を行っている
    際に、該メインCPU(1) がマルチタスク処理を行
    えるように、該メインCPU(1) 、サブCPU(3
    ) 、第2記憶手段(5) 、第1記憶手段(33)、
    及び割り込みコントロール手段(6) を接続するバス
    (40)を制御するバスコントロール手段(9) とを
    具備し、前記メインCPU(1) のマルチタスク処理
    では不可能なリアル処理を、前記サブCPU(1) に
    独立して並列処理として行わせることによって、該リア
    ル処理と該マルチタスク処理を同時に行うことができる
    ようにしたことを特徴とする高速並列処理装置。
JP4559791A 1991-02-20 1991-02-20 高速並列処理装置 Withdrawn JPH04266152A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001209608A (ja) * 2000-01-24 2001-08-03 Sony Corp 信号処理システム、信号処理回路および復調装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4534288B2 (ja) * 2000-01-24 2010-09-01 ソニー株式会社 信号処理システム、信号処理回路および復調装置

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Effective date: 19980514