JPH04293159A - 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、
特にベクトルレジスタの内容の主記憶装置上への退避及
び回復時の処理方式に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、ベクトルデータ処理装置で複数のタ
スクを切換えて処理をするような場合、タスクの切換え
時にベクトルレジスタの内容を退避及び回復する処理を
行っている。

【０００３】上記のような処理を行う場合、割込みハン
ドラという処理ルーチンを用いてタスクの切換えとベク
トルレジスタの退避及び回復を行う場合がある。この割
込みハンドラによるタスク切換えの方法を図面を参照し
て説明する。

【０００４】図８は、従来のベクトルデータ処理装置の
ブロック図である。図において、ベクトル演算部１は８
つのベクトルレジスタ１１〜１８と、４つの演算器２１
〜２４とを用いてベクトル演算を行う。

【０００５】転送手段２は信号線１００　、１０１　を
介してベクトル演算部１と主記憶装置３との間でデータ
の転送を行い、ベクトルレジスタから主記憶装置３、主
記憶装置３からベクトルレジスタへのデータ転送を夫々
１つずつ同時に行うことができる。

【０００６】主記憶装置３は信号線１０１　を介して転
送手段２によりベクトルレジスタからのデータの格納と
ベクトルレジスタへのデータ送出を行う。

【０００７】次にこのベクトルデータ処理装置でのタス
ク切換えの実行シーケンスを図９を参照して説明する。 図はタスクＡ、タスクＢという２つのタスクを割込みハ
ンドラＨが交互に切換えて実行させる場合の例である。

【０００８】図において、Ａ１からＡ８は夫々タスクＡ
がベクトルレジスタ１１〜１８を使用している時間を示
す。Ｂ１〜Ｂ８は夫々タスクＢがベクトルレジスタ１１
〜１８を使用している時間を示す。Ｈ１〜Ｈ８は夫々割
込みハンドラが各ベクトルレジスタ１１〜１８を主記憶
装置３に退避及び回復をしている時間を示す。

【０００９】タスクＡを実行中、時刻Ｔ０で割込みがか
かると、割込みハンドラが起動されて、ベクトルレジス
タの退避及び回復が開始される。ベクトルレジスタの退
避及び回復は、割込みハンドラがベクトルストア命令（
ベクトルレジスタから主記憶装置３への転送命令）とベ
クトルロード命令（主記憶装置３からベクトルレジスタ
への転送命令）を各ベクトルレジスタに対して実行する
ことにより行われる。

【００１０】すなわち割込みハンドラが起動されると、
タスクＡで使用していたベクトルレジスタ１１に格納さ
れているデータを退避するために、ベクトルストア命令
を実行し、続いてタスクＢで使用するデータをベクトル
レジスタ１１に回復するためにベクトルロード命令を実
行する。同様にベクトルレジスタ１２から１８の退避と
回復を行うことによって全てのベクトルレジスタの退避
、回復を終了する。

【００１１】割込みハンドラの処理が終了すると、タス
クＢが起動される。再び割込みがかかると同様に割込み
ハンドラが実行されベクトルレジスタの退避、回復が行
われる。

【００１２】以上説明したように、従来のベクトルデー
タ処理装置では、ベクトルレジスタの退避、回復をタス
ク切換え時に全て行っている。しかし、その中には退避
、回復を全くする必要のないベクトルレジスタや、タス
ク切換え時にはまだ退避、回復する必要のないベクトル
レジスタがある場合が少なくない。

【００１３】つまり、使用されなかったベクトルレジス
タは退避させる必要がなく、使用しないベクトルレジス
タは回復する必要がない。また、タスク切換え直後には
まだ使用されないベクトルレジスタもあり、タスク切換
え時にそれだけ無駄な処理を行っていることになる。

【００１４】通常ベクトルレジスタの退避、回復は、数
キロバイトの転送を必要とするため、上述のようにタス
ク切換え時に全てのベクトルレジスタの退避、回復をす
るのは、タスク切換えの時間が増大し、システム全体の
性能が低下してしまうという問題点がある。

【００１５】

【発明の目的】本発明の目的は、タスク切換え時におけ
るベクトルレジスタの退避、回復処理の時間を短縮して
システム全体の性能向上を図ったベクトルデータ処理装
置を提供することである。

【００１６】

【発明の構成】本発明によれば、複数要素からなるベク
トルデータを格納する複数のベクトルレジスタと、主記
憶装置と、前記主記憶装置と前記ベクトルレジスタとの
間でデータの転送制御を行うデータ転送手段とを含むベ
クトルデータ処理装置であって、実行中のタスク番号を
指示するタスク番号指示手段と、前記ベクトルレジスタ
に夫々対応した前記主記憶装置上のアドレスをベクトル
レジスタ対応に生成する手段と、この生成されたアドレ
スと前記タスク番号指示手段により指示されるタスク番
号とを、ベクトルレジスタ対応に格納可能なアドレス格
納手段と、前記タスク番号指示手段で指示されるタスク
番号と前記アドレス格納手段に格納されているタスク番
号とを比較する比較手段と、特定ベクトルレジスタをア
クセスする命令の場合、前記タスク番号比較手段が不一
致を示したとき、前記アドレス格納手段の前記特定ベク
トルレジスタに対応するアドレスを前記主記憶装置の書
込みアドレスとして前記データ転送手段に供給してベク
トルデータの退避指示をなす退避指示手段と、前記アド
レス生成手段により生成されるアドレスと前記タスク番
号指示手段の出力するタスク番号とを前記アドレス格納
手段に格納すると共に、このアドレスを前記主記憶装置
の読出しアドレスとして前記データ転送手段へ供給して
読出し、指示されたベクトルレジスタへベクトルデータ
の回復指示をなす回復指示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。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の第１の実施例のブロック
図である。ベクトル演算部１は８つのベクトルレジスタ
１１〜１８と４つのベクトル演算器２１〜２４とを用い
てベクトル演算を行う。また、信号線１００　を介して
ベクトルレジスタと転送手段２との間でデータ転送も行
う。 ベクトルレジスタ１１〜１８はそれぞれ固有のベクトル
レジスタ番号が付与されており信号線２００　より特定
のベクトルレジスタを指示する。

【００１９】転送手段２は主記憶装置３とベクトルレジ
スタとの間で信号線１００　、１０１　を介しデータ転
送をし、信号線１０２　からベクトルレジスタの退避先
アドレスが入力されると、信号線２００　より入力され
るベクトルレジスタ番号に対応するベクトルレジスタに
格納されているデータを信号線１０２　から入力した主
記憶装置上のアドレスに転送する。

【００２０】また、信号線１０３　からベクトルレジス
タの回復先アドレスが入力されると、このアドレスに格
納されているデータを信号線２００　より入力されるベ
クトルレジスタ番号に対応するベクトルレジスタに転送
する。

【００２１】主記憶装置３は信号線１０１　を介して転
送手段２との間でデータ転送を行う。

【００２２】タスク番号指示手段４は信号線１０４　よ
り現在実行中のタスク番号を送出する。アドレス設定手
段５はプログラム命令により設定される各ベクトルレジ
スタの退避先アドレスを信号線２０１　より入力し、信
号線２００　より入力されるベクトルレジスタ番号に対
応して格納する。また、信号線２００　より入力される
ベクトルレジスタ番号に対応する退避先アドレスを信号
線１０５　より送出する。

【００２３】アドレス格納手段６は信号線２００　から
入力されるベクトルレジスタ番号に対応する退避先アド
レスとタスク番号とを信号線１０７　，１０６　より送
出する。また、信号線１１０　からの書込み指示により
信号線２００　からのベクトルレジスタ番号に対応する
退避先アドレスとタスク番号とを信号線１０５　，１０
４　より夫々入力し格納する。

【００２４】タスク番号比較手段７は信号線１０４　か
らのタスク番号と信号線１０６　からのタスク番号とを
比較し、一致していれば一致信号を信号線１０８　より
送出し、一致していなければ不一致信号を信号線１０８
　に送出する。

【００２５】退避指示手段８は信号線１０８から不一致
信号が入力されると、信号線１０７　から入力されるア
ドレスを信号線１０２　を介して転送手段２に送出する
。

【００２６】回避指示手段９は退避指示手段８が転送手
段２にアドレスを送出したことを信号線１０９　より知
ると、信号線１０５　より入力されるアドレスを信号線
１０３　より転送手段２に送出する。

【００２７】次に、この割込みハンドラを用いたタスク
切換えの実行シーケンスを図２〜図４を参照して説明す
る。図２において、Ａ１からＡ８は夫々タスクＡがベク
トルレジスタ１１〜１８を使用している時間を示す。

【００２８】Ｂ１〜Ｂ８は夫々タスクＢがベクトルレジ
スタ１１〜１８を使用している時間を示す。Ｈ１〜Ｈ８
は夫々ベクトルレジスタ１１〜１８が主記憶装置３に退
避及び回復されている時間を示す。

【００２９】図３はタスクＡからタスクＢに切換わった
後、タスクＢで処理する命令である。図において、（Ａ
）のＶＬＤ命令は、第２オペランドが示す主記憶上のア
ドレスから第１オペランドの示すベクトルレジスタへデ
ータの転送を行う命令（ベクトルロード命令）である。

【００３０】（Ｂ）のＶＡＤＤ命令は、第２オペランド
、第３オペランドの示すベクトルレジスタに格納されて
いるデータを加算し、第１オペランドの示すベクトルレ
ジスタに結果を格納する命令である。

【００３１】（Ｃ）のＶＳＵＢ命令は、第２オペランド
の示すベクトルレジスタから、第３オペランドの示すベ
クトルレジスタの内容を減算し、第１オペランドの示す
ベクトルレジスタに結果を格納する命令である。

【００３２】また、オペランド中のＶ１〜Ｖ８は図１の
ベクトルレジスタ１１〜１８を夫々示す。

【００３３】図４はタスクＡからタスクＢに切換わった
後の図１におけるタスク番号指示手段４とアドレス設定
手段５とアドレス格納手段６との内容を説明するための
図で、タスクＡ、タスクＢのタスク番号は夫々”０”，
”１”である。

【００３４】図２においてタスクＡを実行中、時刻Ｔ０
で割込みがかかると、割込みハンドラが起動される。割
込みハンドラは、次に実行されるタスクＢのタスク番号
”１”をタスク番号指示手段４に設定し、ベクトルレジ
スタ１１〜１８の退避先アドレスをアドレス設定手段５
に設定する。

【００３５】このときタスク番号指示手段４、アドレス
設定手段５、アドレス格納手段６は図４の（ａ）のよう
な状態になる。

【００３６】以上で割込みハンドラは処理を終了し、タ
スクＢが実行される。タスクＢに切換わった後、図３（
Ａ）のＶＬＤ命令を実行するために、図１の信号線２０
０　よりアドレス設定手段５、アドレス格納手段６、転
送手段２に、ベクトルレジスタ１１に対応する番号を指
示する。

【００３７】アドレス格納手段６は、この信号線２００
　からの指示により、ベクトルレジスタ１１に対応する
タスク番号である”０”（図４（ａ）参照）を信号線１
０６　に送出する。

【００３８】タスク番号比較手段７は信号線１０４　か
らのタスク番号”１”と、信号線１０６　からのタスク
番号”０”とを比較し、一致してないので信号線１０８
　へ不一致信号を送出する。

【００３９】退避指示手段８はこの不一致信号により信
号線１０７　から入力されるアドレス”０１００”を転
送手段２に送出する。

【００４０】転送手段２はこの信号線１０２　からのア
ドレス”０１００”が入力されると、ベクトルレジスタ
１１に格納されているデータを主記憶装置上のアドレス
”０１００”に転送する。

【００４１】回復指示手段９は、退避指示手段８が転送
手段２にアドレスを送出したことを信号線１０９　より
知らされると、信号線１０５　からアドレス”１１００
”を入力し、それを転送手段２に送出し、このアドレス
”１１００”とタスク番号指示手段４の出力するタスク
番号”１”とを格納するようにアドレス格納手段６に指
示する。

【００４２】転送手段２は信号線１０３　からアドレス
”１１００”を入力すると、主記憶装置上のアドレス”
１１００”の示す場所からベクトルレジスタ１１にデー
タを転送する。この時、タスク番号指示手段４、アドレ
ス設定手段５、アドレス格納手段６は、図４（ｂ）に示
す状態になる。

【００４３】以上でベクトルレジスタの１１の退避、回
復処理は終了し、ＶＬＤ命令が実行される。

【００４４】次のＶＡＤＤ命令（図３（Ｂ）参照）では
、ベクトルレジスタ１１とベクトルレジスタ１２が使用
されるが、ベクトルレジスタ１１はすでに退避、回復さ
れているので、ここでは退避、回復はされない。これは
、タスク番号比較手段７が、信号線１０４　からのタス
ク番号”１”と信号線１０６　からのタスク番号”１”
とが一致していることを検出するためである。

【００４５】ベクトルレジスタ１２は、信号線１０４　
からのタスク番号”１”と信号線１０６　からのタスク
番号”０”とが一致していないので、前述のＶＬＤ命令
の時のベクトルレジスタ１１の退避、回復と同様な動作
によってベクトルレジスタ１２の退避、回復がされる。

【００４６】この時、タスク番号指示手段４、アドレス
設定手段５、アドレス格納手段６は、図４（ｃ）に示す
状態になる。図３（Ｃ）のＶＳＵＢ命令以降も、各命令
を実行する前に同様の処理がされる。

【００４７】図５は本発明の第二の実施例のブロック図
であり、図１と同等部分は同一符号により示している。 図１の実施例と異なる部分はアドレス生成手段５Ａのみ
であり、他は全て同一である。

【００４８】アドレス生成手段５Ａは、信号線１０４　
から入力されるタスク信号と、信号線２００　から入力
されるベクトルレジスタ番号とから図６で示すようなア
ドレスを生成し信号線１０５　より送出する（詳細は後
述）。

【００４９】次に、割込みハンドラを用いたタスク切換
えの実行シーケンスを図２，図３及び図７を参照して説
明する。

【００５０】図２は第１の実施例で説明したとおりで、
Ａ１からＡ８は夫々タスクＡがベクトルレジスタ１１〜
１８を使用している時間を示す。Ｂ１〜Ｂ８は夫々タス
クＢがベクトルレジスタ１１〜１８を使用している時間
を示す。Ｈ１〜Ｈ８は夫々ベクトルレジスタ１１〜１８
が主記憶装置３に退避及び回復されている時間を示す。

【００５１】図３も第１の実施例で説明したとおりで、
タスクＡからタスクＢに切換わった後タスクＢで処理す
る命令である。

【００５２】図７はタスクＡからタスクＢに切換わった
後の図５におけるタスク番号指示手段４とアドレス格納
手段６との内容を説明するための図であり、タスクＡ、
タスクＢのタスク番号は夫々”０”，”１”である。

【００５３】図２においてタスクＡを実行中、時刻Ｔ０
で割込みがかかると、割込みハンドラが起動される。割
込みハンドラは、次に実行されるタスクＢのタスク番号
”１”をタスク番号指示手段４に設定する。このときタ
スク番号指示手段４、アドレス格納手段６は、図７の（
ａ）のような状態になる。

【００５４】以上で割込みハンドラは処理を終了し、タ
スクＢが実行される。タスクＢに切換わった後、図３（
Ａ）のＶＬＤ命令を実行するために、信号線２００　よ
りアドレス生成手段５Ａ、アドレス格納手段６、転送手
段２にベクトルレジスタ１１に対応する番号を指示する
。

【００５５】アドレス格納手段６は、この信号線２００
　からの指示により、ベクトルレジスタ１１に対応する
タスク番号である”０”（図７（ａ）参照）を信号線１
０６　に送出する。

【００５６】タスク番号比較手段７は信号線１０４　か
らのタスク番号”１”と、信号線１０６　からのタスク
番号”０”とを比較し、一致してないので信号線１０８
　へ不一致信号を送出する。

【００５７】退避指示手段８はこの不一致信号により信
号線１０７　から入力されるアドレス”０１００”を転
送手段２に送出する。

【００５８】転送手段２はこの信号線１０２　からのア
ドレス”０１００”が入力されると、ベクトルレジスタ
１１に格納されているデータを主記憶装置上のアドレス
”０１００”に転送する。

【００５９】回復指示手段９は退避指示手段８が転送手
段２にアドレスを送出したことを信号線１０９　より知
らされると、信号線１０５　からアドレス生成手段５Ａ
が出力するアドレス”１１００”（図６参照）を入力し
、それを転送手段２に送出し、このアドレス”１１００
”とタスク番号指示手段４の出力するタスク番号”１”
を格納するようにアドレス格納手段６に指示する。

【００６０】転送手段２は信号線１０３　からアドレス
”１１００”が入力されると、主記憶装置上のアドレス
”１１００”の示す場所からベクトルレジスタ１１にデ
ータを転送する。この時、タスク番号指示手段４、アド
レス格納手段６は図７（ｂ）に示す状態になる。

【００６１】以上でベクトルレジスタの１１の退避、回
復処理は終了し、ＶＬＤ命令が実行される。

【００６２】次のＶＡＤＤ命令（図３（Ｂ）参照）では
、ベクトルレジスタ１１とベクトルレジスタ１２とが使
用されるが、ベクトルレジスタ１１はすでにに退避、回
復されているので、ここでは退避、回復はされない。 これは、タスク番号比較手段７が、信号線１０４　から
のタスク番号”１”と信号線１０６　からのタスク番号
”１”とが一致していることを検出するためである。

【００６３】ベクトルレジスタ１２は、信号線１０４　
からのタスク番号”１”と信号線１０６　からのタスク
番号”０”とが一致していないので、前述のＶＬＤ命令
の時のベクトルレジスタ１１の退避、回復と同様な動作
によってベクトルレジスタ１２の退避、回復がされる。

【００６４】この時、タスク番号指示手段４、アドレス
格納手段６は図７（Ｃ）に示す状態になる。図３（Ｃ）
のＶＳＵＢ命令以降も、各命令を実行する前に同様の処
理がされる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は各ベクト
ルレジスタごとにタスク番号と、退避先アドレスを保持
することにより、タスク切換え後、各ベクトルレジスタ
を最初に使用するときに、退避、回復を行うため、ある
タスクを実行中使用されなかったベクトルレジスタは、
そのタスクが終了し、次のタスクに実行が移っても、退
避、回復はされない。また、あるベクトルレジスタが退
避、回復中でも他のベクトルレジスタは、ベクトル演算
器内だけで処理できる命令は平行して実行することがで
きる。

【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】本発明の実施例によるタスク切換え動作を説明
するタイムチャートである。

【図３】本発明の実施例に用いる命令列を示す図である
。

【図４】本発明の実施例において、図３の命令列を実行
したときのタスク番号指示手段４とアドレス設定手段５
とアドレス格納手段６との各状態を示す図である。

【図５】本発明の他の実施例のシステムブロック図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例におけるアドレス生成手段
５Ａにより生成されるアドレスを示す図である。

【図７】本発明の他の実施例において、図３の命令列を
実行したときのタスク番号指示手段４とアドレス格納手
段５との各状態を示す図である。

【図８】従来のベクトルデータ処理装置のブロック図で
ある。

【図９】従来のベクトルデータ処理装置によるタスク切
換えの動作を示す図である。

【符号の説明】

１　　ベクトル演算部 ２　　データ転送部 ３　　主記憶装置 ４　　アドレス番号指示部 ５　　アドレス設定部 ６　　アドレス格納部 ７　　比較部 ８　　退避指示部 ９　　回復部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数要素からなるベクトルデータを格
   納する複数のベクトルレジスタと、主記憶装置と、前記
   主記憶装置と前記ベクトルレジスタとの間でデータの転
   送制御を行うデータ転送手段とを含むベクトルデータ処
   理装置であって、実行中のタスク番号を指示するタスク
   番号指示手段と、前記ベクトルレジスタに夫々対応した
   前記主記憶装置上のアドレスをベクトルレジスタ対応に
   生成する手段と、この生成されたアドレスと前記タスク
   番号指示手段により指示されるタスク番号とを、ベクト
   ルレジスタ対応に格納可能なアドレス格納手段と、前記
   タスク番号指示手段で指示されるタスク番号と前記アド
   レス格納手段に格納されているタスク番号とを比較する
   比較手段と、特定ベクトルレジスタをアクセスする命令
   の場合、前記タスク番号比較手段が不一致を示したとき
   、前記アドレス格納手段の前記特定ベクトルレジスタに
   対応するアドレスを前記主記憶装置の書込みアドレスと
   して前記データ転送手段に供給してベクトルデータの退
   避指示をなす退避指示手段と、前記アドレス生成手段に
   より生成されるアドレスと前記タスク番号指示手段の出
   力するタスク番号とを前記アドレス格納手段に格納する
   と共に、このアドレスを前記主記憶装置の読出しアドレ
   スとして前記データ転送手段へ供給して読出し、指示さ
   れたベクトルレジスタへベクトルデータの回復指示をな
   す回復指示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。