JPH04273376A - ベクトルデータ処理装置 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明はベクトルデータ処理装置に関し、
特にマルチタスク処理が可能なベクトルデータ処理装置
のデータセーブ時の制御方式に関する。

【０００２】

【従来技術】従来のこの種のベクトルデータ処理装置は
、図３に示すように、主記憶装置０，物理ベクトルレジ
スタ群１，データ転送手段２，算術論理演算部３及び命
令制御部４により構成されている。

【０００３】ベクトルデータ処理装置があるタスクを実
行しているとき、物理ベクトルレジスタ群１には、デー
タ線１５を通じて算術論理演算部３に供給するベクトル
データや、データ線１６を通じて得られる算術論理演算
部３の処理結果などが格納されている。

【０００４】タスク切換え時に、信号線８を通じてソフ
トウェアからベクトルデータセーブ命令を受けた命令制
御部４は信号線３０５　を通じてデータ転送手段２にベ
クトルデータセーブ要求を出す。ベクトルデータセーブ
要求を受けたデータ転送手段２はデータ線１８を通じて
物理ベクトルレジスタ群１のベクトルデータすべてを入
力し、データ線１８を通じて主記憶装置０上のソフトウ
ェアが指定した番地に書込む。

【０００５】続いて、ソフトウェアが信号線８を通じて
ベクトルデータロード命令を命令制御部４に対して発行
すると、命令制御部４は信号線３０５　を通じて、デー
タ転送手段２にベクトルデータロード要求を出す。

【０００６】ベクトルデータロード要求を受けたデータ
転送手段２はデータ線１８を通じて主記憶装置０上のソ
フトウェアが指定した番地から物理ベクトルレジスタ群
に相当する量のベクトルデータを読出し、データ線１９
を通じて物理ベクトルレジスタ群１に出力する。

【０００７】上述した従来のベクトルデータ処理装置は
、タスクの切換えの際に、物理ベクトルレジスタ群内の
全てのベクトルデータを主記憶にセーブし、新たに実行
するタスクが処理するベクトルデータで主記憶上に退避
されているデータをすべて物理ベクトルレジスタ群にロ
ードしているので、タスクの切換え時に物理ベクトルレ
ジスタ群の一部のデータしか更新してなかったり、主記
憶に退避されているベクトルデータの一部しか必要とし
ないときも、物理ベクトルレジスタ群に相当する量のベ
クトルデータのセーブおよびロードを行うこととなり、
タスク切換え処理の速度低下につながるという欠点があ
る。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、タスク切換え時におけ
るベクトルデータのセーブ処理ひいてはロード処理を短
時間に行い得るようにしたベクトルデータ処理装置を提
供することにある。

【０００９】

【発明の構成】本発明によれば、ベクトルデータを保持
するベクトルレジスタ群と、主記憶装置と、前記ベクト
ルレジスタ群と前記主記憶装置との間のデータ転送を行
うデータ転送手段と、ソフトウェア命令を受けて前記ベ
クトルレジスタ群と前記データ転送手段とを制御する命
令制御手段とを含み、複数のタスクが時分割で動作する
ベクトルデータ処理装置であって、現在実行中のタスク
がアクセスするベクトルデータを格納した前記ベクトル
レジスタ群内のベクトルレジスタを特定管理する管理手
段と、前記ベクトルデータの主記憶装置へのセーブ指示
に応答して、前記管理手段により管理されているベクト
ルレジスタ内のベクトルデータのみを前記主記憶装置へ
セーブする手段とを含むことを特徴とするベクトルデー
タ処理装置が得られる。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
り、図３と同等部分は同一符号により示している。ベク
トルデータ処理装置があるタスクを実行しているとき、
物理ベクトルレジスタ群１にはデータ線１５を通じて算
術論理演算部３に供給するベクトルデータやデータ線１
６を通じて得られる算術論理演算部３の処理結果などが
格納されている。

【００１２】物理ベクトルレジスタ群１は非常に多くの
ベクトルレジスタの並びなので、先頭のレジスタから順
に物理番号ｌ（ｌ＝０，１，２，…）を割振って、各ベ
クトルレジスタを「物理ベクトルレジスタｌ」と表記す
る。

【００１３】また物理ベクトルレジスタ群１は連続する
複数個のベクトルレジスタからなる物理ページという単
位に分割される。この物理ページに対してページ番号ｍ
（ｍ＝０，１，２…）をふり、各物理ページを「物理ペ
ージｍ」と表記する。これによって物理ページｍを構成
するベクトルレジスタのうち先頭レジスタの物理番号（
この物理番号を特に物理ページアドレスＰＡｍ　とよぶ
）がわかれば、ソフトウェアは物理ベクトルレジスタ群
１内のベクトルレジスタをアクセスするのに直接物理番
号ｌで指定しなくても、「物理ページｍの第ｎ（ｎ＝０
，１，２…）レジスタ」と間接的に指定することができ
る。

【００１４】一方、ソフトウェアは仮想的な論理ベクト
ルレジスタの並びである論理ベクトルベクトルレジスタ
群を想定している。マルチタスクでは各タスクが固有な
論理ベクトルレジスタ群を想定する。論理ベクトルレジ
スタ群もまた連続する複数個の論理ベクトルレジスタか
らなる論理ページという単位に分割される。

【００１５】物理ページと同様に、論理ページにページ
番号ｊ（ｊ＝０，１，２…）をふって各論理ページを「
論理ページｊ」と表記する。ただし、論理ページと物理
ページとは等しい大きさである。したがって、ソフトウ
ェアは、論理ベクトルレジスタ群内のある論理ベクトル
レジスタをアクセスするときも、「論理ページｊの第ｋ
（ｋ＝０，１，２…）レジスタ」（以下これを論理ベク
トルレジスタ（ｊ，ｋ）と表記する）と間接的に指定す
ることができる。ただ論理ページはあくまで仮想的なも
のであるから、物理ベクトルレジスタ群１内のいずれか
の物理ページ上に割付けられなければならない。

【００１６】ある論理ページをどの物理ページ上に割付
けるかは、論理ベクトルレジスタ群を想定するソフトウ
ェアが図２に示すページ表２５およびページ管理表２７
によって管理して行われる。

【００１７】ページ表２５はベクトルデータ処理装置内
で実行されるすべてのタスクがもち得るすべての論理ペ
ージと同じ数の論理ページ記述子ＬＰＤの並びであり、
論理ページ記述子ＬＰＤｉｊはタスク番号ｉのタスクが
もつ論理ページｊの情報、すなわち論理ページｊが割付
けられている物理ページｍの物理ページアドレスＰＡｍ
，そして物理ページ不在ビットＮを記述する。

【００１８】物理ページ不在ビットＮが“１”のときは
、物理ページアドレスＰＡｍ　が指す物理ページｍには
現在他の論理ページが割付けられていることを示す。

【００１９】したがって、論理ページ記述子ＬＰＤｉｊ
の物理ページ不在ビットＮが“１”のとき、論理ページ
記述子ＬＰＤｉｊの物理ページアドレスＰＡｍ　は無効
となる。

【００２０】これに対してページ管理表２７は物理ベク
トルレジスタ群１がもつ全物理ページと同じ数の物理ペ
ージ記述子ＲＰＤの並びであり、物理ページ記述子ＲＰ
Ｄｍは物理ページｍの情報すなわち物理ページｍの物理
ページアドレスＰＡｍ　と状態ビットＵ１　，Ｕ２　を
記述する。

【００２１】物理ページ記述子ＲＰＤｍ　の状態ビット
Ｕ１　が“１”のとき、物理ページｍには実行中タスク
の論理ページが割付けられていて、状態ビットＵ２　が
“１”のときは、物理ページｍ上のベクトルデータは主
記憶装置０上にセーブされてはいないことを示す。これ
ら状態ビットＵ１　，Ｕ２　によって物理ページは次の
３種類の状態に定義される（Ｕ１　＝０，Ｕ２　＝１の
状態は存在しない）。

【００２２】■未使用（Ｕ１　＝０，Ｕ２　＝０）……
以前実行されたタスクの論理ページが割付けられた物理
ページである。

【００２３】■準使用中（Ｕ１　＝１，Ｕ２　＝０）…
…実行中タスクの論理ページが割付けられた物理ページ
であり、ページ上のデータは主記憶にセーブ済である。

【００２４】■使用中（Ｕ１　＝１，Ｕ２　＝１）……
実行中タスクの論理ページが割付けられた物理ページで
あり、ページ上のデータはまだ主記憶にはセーブしてな
い。

【００２５】以上に述べた事柄を踏まえてタスク切換え
時の処理を説明する。ベクトルデータ処理装置では、タ
スク番号ａのタスクＡとタスク番号ｂのタスクＢが時分
割で動作していて、いまタスク切換ルーチンが起動され
タスクＢからタスクＡに切換わろうとしている。タスク
Ｂは前回のタスク切換えで実行開始されてから現在まで
アクセスした論理ページをバッファなどに記録している
ので、タスク切換ルーチンはタスクＢがアクセスした論
理ページすべてについてベクトルデータセーブ命令を発
行する。

【００２６】タスク切換ルーチンは制御線８を通じて命
令デコーダ３６にベクトルデータセーブ命令を入力し、
レジスタ２０にタスク番号ｂとセーブしたい論理ページ
番号Ｘ（Ｘ＝０，１，２…）を格納する。ベクトルデー
タセーブ命令を受けた命令デコーダ３６は制御線１３を
通じてデコーダ２４にセットＮ要求を、ページ管理制御
回路２６にベクトルデータセーブ要求を夫々出す。レジ
スタ２０内のデータはデータ線７を通じてアドレス生成
回路３８に入力される。ソフトウェアは主記憶装置０の
特定の領域を各論理ページ上のベクトルデータをセーブ
する退避領域にあてている。

【００２７】退避領域はタスク番号０のタスクがもつ論
理ページ０の退避領域，タスク番号０のタスクがもつ論
理ページ１の退避領域，……というように番号順に規則
正しく全論理ページ分の領域を確保している。タスク番
号ｉのタスクがもつ論理ページｊの退避領域の先頭番地
をＳＡｉｊで表すとすると、アドレス生成回路３８は、
（退避領域Ｓ００の先頭番地）＋ｂｘ　（１つのタスク
がもち得る論理ベクトルレジスタ群の大きさ）＋Ｘ×（
論理ページ１枚の大きさ）という計算を行って、タスク
Ｂがもつ論理ページＸの退避領域アドレスＳＡｂｘを求
め、これをデータ線１１を通じてレジスタ２８に格納す
る。

【００２８】デコーダ２４はデータ線７を通じて得られ
るデータからタスクＢの論理ページＸを記述する論理ペ
ージ記述子ＬＰＤｂｘを制御線３３を通じて指示する。 デコーダ２４は制御線１３を通じて命令デコーダ３６よ
りセットＮ要求を受けているので制御線３３により、論
理ベージ記述子ＬＰＤｂｘの論理ページ不在ビットＮを
セットする。論理ページ記述子ＬＰＤｂｘの内容はデー
タ線１０を通じてページ管理制御回路２６に入力される
。

【００２９】ページ管理制御回路２６はデータ線１０を
通じて得た物理ページアドレスＰＡＺ　（Ｚはある物理
ページ番号）より論理ページＸが割付けられた物理ペー
ジＺを記述する物理ページ記述子ＲＰＤｚ　をページ管
理表２７から検索し、制御線３４によりその状態ビット
Ｕ２　をリセットすると共に、データ線３５を通じて物
理ページアドレスＰＡｚ　をレジスタ２８に格納する。

【００３０】このとき、ページ管理制御回路２６は制御
線１３を通じて命令デコーダ３６からベクトルデータセ
ーブ要求を受けているので、ページ管理制御回路２６は
、データ線３７を通じてデータ転送手段２に退避領域ア
ドレスＳＡｂｘと物理ページアドレスＰＡｚ　が入力さ
れるよう制御線１７で制御して、データ転送手段２に制
御線１７を通じてベクトルデータ・セーブ要求を出す。

【００３１】データ転送手段２はベクトルデータ・セー
ブ要求を受けると、物理ページアドレスＰＡｚ　が指す
物理ページ上のベクトルデータをデータ線１９を通じて
入力し、データ線１８を通じて主記憶装置０上の退避領
域ＳＡｂｘに入力したベクトルデータを書込む。

【００３２】以上でベクトルデータセーブ命令は完了す
る。以降タスク切換ルーチンはベクトルデータセーブ命
令を記録されているタスクＢがアクセスした論理ページ
すべてについて発行する。タスクＢがアクセスしたすべ
ての論理ページのセーブが終了すると、タスク切換ルー
チンは制御線８を通じて命令デコーダ３６にページ切換
命令を入力する。

【００３３】命令デコーダ３６はページ切換命令を受け
ると、制御線１３を通じてページ管理制御回路２６にリ
セットＵ１　要求を出す。リセットＵ１　要求を受けた
ページ管理制御回路２６は制御線３４によって全物理ペ
ージ記述子ＲＰＤの状態ビットＵ１　をリセットする。 これでタスク切換え処理は終了し、タスクＡの実行が開
始される。

【００３４】しかしタスクＡが何らかの命令において論
理ベクトルレジスタを指定しても、この時点ではタスク
Ａのもつ論理ページは１枚も物理ベクトルレジスタ群１
内に割付けられていないので、ある論理ページに対する
１回目のアクセスには論理ページ割付けのための物理ペ
ージ不在処理が割込まれる。

【００３５】タスクＡの実行が始まると、タスクＡは制
御線８を通じて命令デコーダ３６にシフト命令などを入
力し、レジスタ２０にタスク番号ａとアクセスする論理
ベクトルレジスタ番号（ｐ，ｑ）を格納する。レジスタ
２０内のデータはデータ線７を通じてデコーダ２４に入
力される。デコーダ２４はデータ線７より入力されたデ
ータによってタスクＡのもつ論理ページＰを記述する論
理ページ記述子ＬＰＤａｐを制御線３３によって指し示
す。

【００３６】ただし、この命令はベクトルデータセーブ
命令ではないので、命令デコーダ３６からのセットＮ要
求はなく、したがってデコーダ２４は論理ページ記述子
ＬＰＤａｐの物理ページ不在ビットＮをセットしない。

【００３７】論理ページ記述子ＬＰＤａｐの内容はデー
タ線１０を通じてレジスタ２１に格納される。加算器２
２はレジスタ２１内の物理ページアドレスＰＡｒ　（ｒ
はある物理ページ番号）をデータ線３１を通じて入力し
、データ線３０を通じて得られる論理ページ内相対レジ
スタ番号ｑと加算して、論理番号（ｐ，ｑ）に対応する
物理番号ｌｐｑをデータ線３２を通じてレジスタ２３に
出力する。

【００３８】この様にしてソフトウェアが指定した論理
ベクトルレジスタ（ｐ，ｑ）から物理ベクトルレジスタ
ｌｐｑが求められた。しかしこのとき論理ページ記述子
ＬＰＤａｐの物理ページ不在ビットＮは“１”で物理ペ
ージアドレスＰＡｒ　が無効なので、制御線１２によっ
てレジスタ２３の出力が抑止されると共にページ管理制
御回路２６に物理ページ不在処理要求が発行される。

【００３９】物理ページ不在処理要求を受けたページ管
理制御回路２６は制御線３４によって状態ビットＵ１　
が“０”の物理ページ記述子をページ管理表２７から検
索し、論理ページＰを新たに割付ける物理ページｒ´を
記述する物理ページ記述子ＲＰＤｒ　´の物理ページア
ドレスＰＡｒ　´をデータ線３５を通じてレジスタ２８
に格納する。

【００４０】レジスタ２８には前述の如くアドレス生成
回路３８が計算した論理ページＰの退避領域ＳＡａｐと
物理ページ不在ビットをリセットするための値“０”が
格納されている。ページ管理制御回路２６は物理ページ
不在処理要求を受けているので、制御線１７によってレ
ジスタ２８内のデータをデータ線３７を通じてデータ転
送手段２に入力すると共に制御線１７を通じてデータ転
送手段２にベクトルデータロード要求を出す。

【００４１】ベクトルデータロード要求を受けたデータ
転送手段２は主記憶装置０の退避領域ＳＡａｐ上のベク
トルデータをデータ線１８を通じて読出し、データ線１
９を通じて読出したベクトルデータを物理ページアドレ
スＰＡｒ　´の物理ページ上に書込む。

【００４２】それと同時に、レジスタ２８内の値“０”
と物理ページアドレスＰＡｒ　´はデータ線９を通じて
、デコーダ２４が指し示す論理ページ記述子ＬＰＤａｐ
に書込まれる。これによって論理ページ記述子ＬＰＤａ
ｐの物理ページ不在ビットＮはリセットされ、物理ペー
ジアドレスＰＡは更新される。

【００４３】データ線１０より出力される更新された物
理ページアドレスＰＡｒ　´によって前述の如く求めら
れる論理番号（ｐ，ｑ）に対応する新たな物理番号ｌｐ
ｑ´がレジスタ２３に格納される。ただし今回は物理ペ
ージ不在ビットＮがリセットされているので、レジスタ
２３内のデータは抑止されずデータ線１４を通じて物理
ベクトルレジスタ群１へ出力される。また物理ページ不
在処理要求も発行されない。

【００４４】また、レジスタ２３に物理番号ｌｐｑ´が
セットされるまでにデータ転送手段２が論理ページＰ上
のベクトルデータを物理ベクトルレジスタ群１へ転送し
終わるように制御されている。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はあるタス
クが実行中にアクセスする論理ページ分のベクトルデー
タしか物理ベクトルレジスタ群上にロードしないので、
ロードしたベクトルデータの主記憶へのセーブもまたア
クセスした論理ページ分のベクトルデータでよい。よっ
て、タスク切換え時に転送するベクトルデータの量が必
要最少限に抑えられ、タスク切換えの処理速度が向上す
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のシステムブロック図である。

【図２】本発明の実施例の一部具体例を示す図である。

【図３】従来のベクトルデータ処理装置のシステムブロ
ック図である。

【符号の説明】

０　　主記憶装置 １　　物理ベクトルレジスタ群 ２　　データ転送手段 ３　　算術論理演算部 ４　　命令制御部 ５　　ページ変換手段 ６　　ページ管理手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ベクトルデータを保持するベクトルレ
   ジスタ群と、主記憶装置と、前記ベクトルレジスタ群と
   前記主記憶装置との間のデータ転送を行うデータ転送手
   段と、ソフトウェア命令を受けて前記ベクトルレジスタ
   群と前記データ転送手段とを制御する命令制御手段とを
   含み、複数のタスクが時分割で動作するベクトルデータ
   処理装置であって、現在実行中のタスクがアクセスする
   ベクトルデータを格納した前記ベクトルレジスタ群内の
   ベクトルレジスタを特定管理する管理手段と、前記ベク
   トルデータの主記憶装置へのセーブ指示に応答して、前
   記管理手段により管理されているベクトルレジスタ内の
   ベクトルデータのみを前記主記憶装置へセーブする手段
   とを含むベクトルデータ処理装置。