JPH05108346A - Random access pipeline register and data transfer device - Google Patents

Random access pipeline register and data transfer device

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JPH05108346A
JPH05108346A JP29486991A JP29486991A JPH05108346A JP H05108346 A JPH05108346 A JP H05108346A JP 29486991 A JP29486991 A JP 29486991A JP 29486991 A JP29486991 A JP 29486991A JP H05108346 A JPH05108346 A JP H05108346A
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JP
Japan
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data
register
data transfer
stage
input
Prior art date
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JP29486991A
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Japanese (ja)
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Nobutaka Maruyama
修孝 丸山
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve the processing efficiency of each CPU device by reducing the load of the data transfer processing as much as possible among those processing of the CPU device in a multiprocessing system. CONSTITUTION:A data transfer control circuit 2 outputs a shift signal to 8 RAP consisting of a multistage register and transfers the data on a data transfer bus via the RAP. When the transfer of data is complete, the circuit 2 informs a CPU device 10 of the end of the data transfer. Thus the device 10 gives a command to a RAP 1 and also outputs a SEL signal to a register of a relevant stage when the date on a specific stage is processed. At the same time, a WR signal is outputted and the data are read at the CPU bus side and then written into the original register after processing. Under such conditions, the device 10 sends a transfer command to the circuit 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はランダムアクセス可能
なパイプラインレジスタ及びこれを有する並列処理用の
データ転送装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a randomly accessible pipeline register and a data transfer device for parallel processing having the pipeline register.

【0002】[0002]

【従来の技術】近来VLSI技術の向上により種々な装
置にマイクロプロセッサが使用されるようになった。
又、装置によっては複数のマイクロプロセッサを使用
し、その装置で行うべく仕事を分散し、高い性能を提供
するものも登場した。こうした並列処理には様々な方式
があるが、図5はそうした複数のプロセッサを有する装
置の処理方式、即ちマルチプロセッシングシステムの概
念の一例である。処理モジュールiは外部よりデータを
入力し、それを処理加工し、処理モジュールi+1に渡
す。処理モジュールi+1は、処理モジュールiより渡
されたデータを処理加工する。こうしてデータは必要な
数の処理モジュールを経て出力データとなり出力され
る。図6は各処理モジュール及び処理モジュール間につ
いて説明している。各処理モジュールは基本的に、CP
U装置10とローカルメモリ11からなる。ローカルメモリ
11はCPU装置10が動作するためのプログラムエリアと
作業を行うためのワークエリアからなる。i番目の処理
モジュールは処理の終了したデータをi+1番目の処理
モジュールとの間のFIFO(ファーストインファース
トアウトメモリ)20に書き込む。一方処理モジュールi
+1のCPU装置10は処理モジュールiとの間のFIF
O20にデータが入力されたのを検出するとそのデータを
順次取り出し、自処理モジュール内のローカルメモリ11
に取り込む。CPU装置10はこの取り込んだデータを処
理加工し、終了すると処理モジュールi+2との間にあ
るFIFO21にそのデータを書き込む。
2. Description of the Related Art Recent advances in VLSI technology have led to the use of microprocessors in various devices.
In addition, some devices use multiple microprocessors to distribute the work to be performed by the devices and provide high performance. Although there are various methods for such parallel processing, FIG. 5 shows an example of a processing method of a device having a plurality of such processors, that is, a concept of a multi-processing system. The processing module i inputs data from the outside, processes it, and passes it to the processing module i + 1. The processing module i + 1 processes and processes the data passed from the processing module i. Thus, the data is output as output data through the required number of processing modules. FIG. 6 describes each processing module and the processing modules. Each processing module is basically a CP
It consists of a U device 10 and a local memory 11. Local memory
Reference numeral 11 includes a program area for operating the CPU device 10 and a work area for performing work. The i-th processing module writes the processed data to the FIFO (first-in first-out memory) 20 with the i + 1-th processing module. Meanwhile, processing module i
+1 CPU device 10 is a FIFO between processing module i and
When the data input to O20 is detected, the data is sequentially fetched and the local memory 11 in the self-processing module
Take in. The CPU device 10 processes the fetched data, and when the processing is completed, writes the data in the FIFO 21 between the processing module i + 2.

【0003】ここで説明したものはある一例であり、こ
うした処理方法には色々な実現方法が存在する。例えば
図7は、FIFOの読み出し書き込みにDMA(ダイレ
クトメモリアクセス)コントローラ12を使用している。
こうすることによりCPU装置10を使ってデータを転送
するより高速なデータ転送が期待できる。又図8はFI
FOの代わりにデュアルポートメモリ13を使用してい
る。このようにCPU装置10のバスとデータ転送用のバ
スを独立させると、データ転送中もCPU装置10は他の
処理をすることができる。
What has been described here is an example, and there are various implementation methods for such a processing method. For example, in FIG. 7, a DMA (direct memory access) controller 12 is used for reading and writing of the FIFO.
By doing so, it is possible to expect higher-speed data transfer than data transfer using the CPU device 10. Moreover, FIG. 8 shows FI
The dual port memory 13 is used instead of the FO. When the bus of the CPU device 10 and the bus for data transfer are made independent in this way, the CPU device 10 can perform other processing during data transfer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで処理モジュール
i+1の処理に注目する。処理モジュールi+1のCP
U装置10は図9のような動作をしている。これらの処理
の内、本来このモジュールが行うべき事は「データの処
理加工を行う」という部分である。従ってその他の処理
はオーバーヘッドタイムとなる。
Attention is now paid to the processing of the processing module i + 1. CP of processing module i + 1
The U device 10 operates as shown in FIG. Of these processes, what the module should originally do is "to process and process data". Therefore, other processing becomes overhead time.

【0005】前記図7のようにDMAコントローラ12を
使用して転送時間を早くすることも考えられる。しか
し、DMAコントローラ12動作中はCPU装置10が動作
することは出来ず、又DMAコントローラ12の起動やD
MAコントローラ12から出される割り込み処理などがあ
る。従って実際にはデータを転送していないにも拘らず
CPU装置10が動作できない時間やDMAコントローラ
12に関する処理を行なっている時間もCPU装置10にと
ってみればデータ転送に関わるオーバーヘッドタイムで
ある。
It is also possible to use the DMA controller 12 as shown in FIG. 7 to shorten the transfer time. However, the CPU device 10 cannot operate while the DMA controller 12 is operating, and the DMA controller 12 is activated and D
There is an interrupt process issued from the MA controller 12. Therefore, although the data is not actually transferred, the time during which the CPU device 10 cannot operate and the DMA controller
For the CPU device 10, the time during which the processing related to 12 is performed is also an overhead time related to data transfer.

【0006】このようなデータ転送による無意味な時間
は、転送すべきデータ量が多くなればなるほどその割合
が増えてくる。
[0006] The meaningless time due to such data transfer increases as the amount of data to be transferred increases.

【0007】また前記図8のようにCPU装置10のバス
とデータ転送用のバスを独立させることによりデータ転
送中もCPU装置10は処理をすることができる様にした
場合でも該CPU装置10はデュアルポートメモリ13の管
理を行なわなければならない。すなわち、処理モジュー
ルi+1は処理モジュールiよりデータを送信してもら
うが、処理モジュールi+1は処理モジュールiにデュ
アルポートメモリ13のどのアドレスからデータを書き込
むか、受信許容量はどのくらいかといったことを伝えな
ければならない。処理モジュールiではこの情報を元に
DMAコントローラ12をセットしデータを転送する。こ
のような処理も各CPU装置10にとってはデータ転送に
関わるオーバーヘッドタイムである。
Even when the CPU device 10 and the data transfer bus are independent from each other as shown in FIG. 8, even if the CPU device 10 can perform processing even during data transfer, the CPU device 10 still operates. The dual port memory 13 must be managed. That is, the processing module i + 1 has data transmitted from the processing module i, but the processing module i + 1 must tell the processing module i from which address of the dual port memory 13 the data is to be written and what is the allowable reception amount. I have to. The processing module i sets the DMA controller 12 based on this information and transfers the data. Such processing is also an overhead time related to data transfer for each CPU device 10.

【0008】本発明は従来技術の以上の様な問題に鑑み
創案されたもので、上記のようにCPU装置のデータ転
送に関わるオーバーヘッドタイムを限りなく小さくする
ことのできる装置を提供することにより、システム全体
の性能を向上させることができるようにせんとするもの
である。
The present invention was devised in view of the above problems of the prior art, and by providing an apparatus capable of minimizing the overhead time related to the data transfer of the CPU apparatus as described above, The purpose is to improve the performance of the entire system.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、並列
処理用のデータ転送に用いられるランダムアクセスパイ
プラインレジスタ及び該レジスタを有する転送装置に関
するものであって、そのうちランダムアクセスパイプラ
インレジスタの構成は、複数のレジスタからなる多段構
成のパイプラインレジスタからなり、各段のレジスタの
入力側は初段を除きそれぞれの前段のレジスタの出力側
に接続され、かつ、各段のレジスタにはそれぞれの入力
側のデータをラッチさせるためのシフト信号を送信する
シフト信号線が接続されており、個々のレジスタには、
それぞれのレジスタを選択するための選択信号線が接続
され、かつ、データの読出しおよびデータの書込み手段
が接続されていることを特徴としている。
Therefore, the present invention relates to a random access pipeline register used for data transfer for parallel processing and a transfer device having the register, of which the configuration of the random access pipeline register is , A multi-stage pipeline register consisting of multiple registers, the input side of each stage register is connected to the output side of each previous stage register except the first stage, and each stage register has its input side The shift signal line for transmitting the shift signal for latching the data of is connected to each register,
A selection signal line for selecting each register is connected, and a data reading and data writing means is connected.

【0010】第2発明は上記ランダムアクセスパイプラ
インレジスタを備えたデータ転送装置の構成に係り、該
レジスタの構成の他に外部からのデータ入力の検出ある
いは外部からのデータ転送指令により上記シフト信号を
生成し上記シフト信号線に送信するシフト信号生成器を
有し、かつ、シフト操作の完了を外部に伝える伝達手段
を備えたデータ転送制御回路を設けている。
A second aspect of the present invention relates to a configuration of a data transfer device having the random access pipeline register, and in addition to the configuration of the register, the shift signal is generated by detecting an external data input or an external data transfer command. A data transfer control circuit is provided which has a shift signal generator for generating and transmitting it to the shift signal line, and also having a transmission means for transmitting the completion of the shift operation to the outside.

【0011】更に第3発明は各処理モジュールとして用
いられるランダムアクセスパイプラインレジスタを備え
たデータ転送制御回路の構成を提案するもので、その具
体的構成としては、データ転送バスとCPUバスとを別
個に分けて、該データ転送バス中にランダムアクセスパ
イプラインレジスタを設け、且つこのデータ転送バス中
における該ランダムアクセスパイプラインレジスタのデ
ータ転送を制御するデータ転送制御回路を備えると共
に、このランダムアクセスパイプラインレジスタについ
ては、複数段のレジスタから構成されていて、各段のレ
ジスタはその前後段のレジスタに直列に接続され、且つ
データ転送制御回路からのシフト信号の入力により各レ
ジスタではその入出力でデータがシフトされると共に、
CPUバスとの間でデータの読み書きを行なうためのラ
ンダムアクセス用データバスが接続されていて、CPU
装置からの指令によるSEL信号の入力により特定の段
のレジスタが選択され且つ該CPU装置からの指令によ
るWR信号の入力により選択された段のレジスタとCP
Uバス間でデータの読み書きが行なえる構成になってお
り、他方前記データ転送制御回路については、外部から
のデータ入力の検出或いはCPU装置からのデータ転送
指令により上記シフト信号をランダムアクセスパイプラ
インレジスタに送出すると共に、データのシフト操作の
完了をCPU装置に伝え、且つこのCPU装置からはデ
ータ転送指令が受けられる構成となっていることを基本
的特徴としている。
Further, the third invention proposes a structure of a data transfer control circuit provided with a random access pipeline register used as each processing module. As a concrete structure, a data transfer bus and a CPU bus are separately provided. A random access pipeline register in the data transfer bus, and a data transfer control circuit for controlling data transfer of the random access pipeline register in the data transfer bus. The register is composed of multiple stages of registers, and the registers of each stage are connected in series with the registers of the stages before and after that stage, and the shift signal is input from the data transfer control circuit to input and output data in each register. Is shifted,
A random access data bus for reading / writing data from / to the CPU bus is connected,
The register of a specific stage is selected by the input of the SEL signal by the command from the device and the register of the stage selected by the input of the WR signal by the command from the CPU device and the CP.
Data can be read and written between the U buses. On the other hand, in the data transfer control circuit, the shift signal is transferred to the random access pipeline register in response to detection of an external data input or a data transfer command from the CPU device. The basic feature is that the data transfer operation is sent to the CPU device, the completion of the data shift operation is transmitted to the CPU device, and the data transfer command is received from the CPU device.

【0012】この様なランダムアクセスパイプラインレ
ジスタは、データ転送制御回路の制御により、前記処理
モジュール間のデータのやり取りに介在すると共に、各
処理モジュール内ではCPUバス側との間でデータのや
り取りを行なうことになる。
The random access pipeline register as described above intervenes in data exchange between the processing modules under the control of the data transfer control circuit, and also exchanges data with the CPU bus side in each processing module. Will be done.

【0013】即ち、FIFOで接続される各処理モジュ
ール内では、図2に示される様に、データ転送バスとC
PUバスとが別個に分かれており、前記ランダムアクセ
スパイプラインレジスタ1はこのうちデータ転送バスと
CPUバスに接続されていて、前記FIFOを介した処
理モジュール間のデータ転送に使用される。又、各処理
モジュール内では、CPU装置10から出される各種指令
信号によりランダムアクセス用データバスを介してCP
UバスとRAPの間でデータの読み出し・書き込みが行
なわれる。
That is, in each processing module connected by the FIFO, as shown in FIG.
The PU bus is divided separately, and the random access pipeline register 1 is connected to the data transfer bus and the CPU bus, and is used for data transfer between the processing modules via the FIFO. In addition, in each processing module, a CP is sent via a random access data bus by various command signals issued from the CPU device 10.
Data is read and written between the U bus and RAP.

【0014】ここで該ランダムアクセスパイプラインレ
ジスタ1による処理モジュール間のデータのやり取りに
つき説明する。
Data exchange between the processing modules by the random access pipeline register 1 will be described here.

【0015】まず処理モジュールiからのデータがFI
FO20に入力されると、データ転送制御回路2は信号線2
1の信号によりこれを検出し、ランダムアクセスパイプ
ラインレジスタ1にSHFT信号を送出してデータを該
レジスタ1内に入力する。入力が完了するとデータ転送
制御回路2は信号線23に信号を出力して、CPU装置10
にシフト操作が完了した旨を伝える。
First, the data from the processing module i is FI.
When input to the FO20, the data transfer control circuit 2 changes the signal line 2
This is detected by the signal of 1, and the SHFT signal is sent to the random access pipeline register 1 to input the data into the register 1. When the input is completed, the data transfer control circuit 2 outputs a signal to the signal line 23, and the CPU device 10
Notify that the shift operation has been completed.

【0016】次に各処理モジュール内におけるこのラン
ダムアクセスパイプラインレジスタ1とCPU装置10及
びCPUバス間のデータのやり取りにつき説明する。
Next, data exchange between the random access pipeline register 1, the CPU device 10 and the CPU bus in each processing module will be described.

【0017】前述の様にデータ転送制御回路2からシフ
ト操作が完了した旨がCPU装置10に伝えられると、該
CPU装置10は指令を出すことによりランダムアクセス
パイプラインレジスタ1はSEL信号を発して任意の段
のレジスタを選択し、ランダムアクセス用データバスを
介して該レジスタとCPUバスとの間でデータのやり取
りが行なえる状態にする。その状態から更に、該CPU
装置10は該レジスタに対し指令を与えて前記WR信号に
より、このレジスタとCPUバスとの間でデータの読み
出しを行なったり、処理加工の終了したデータの書き込
みを行なうことになる。そしてこのCPU装置10はデー
タの処理加工が終わり前記レジスタに対する書き込みを
完了すると、信号線23を介してデータ転送制御回路2に
対しデータ転送指令を出力する。この指令によってデー
タ転送制御回路2はランダムアクセスパイプラインレジ
スタ1へのデータの入力や該レジスタ1内におけるデータ
のシフトを行なうと共に、後続の処理モジュールとの間
にあるFIFO20に対し、信号線22を介してデータを転
送する旨の信号を伝え、該データを転送する。
As described above, when the data transfer control circuit 2 informs the CPU device 10 that the shift operation is completed, the CPU device 10 issues a command to cause the random access pipeline register 1 to issue a SEL signal. A register at an arbitrary stage is selected, and data is exchanged between the register and the CPU bus via the random access data bus. From that state, the CPU
The device 10 gives a command to the register to read the data between this register and the CPU bus or write the processed data by the WR signal. When the CPU device 10 finishes the data processing and the writing to the register, it outputs a data transfer command to the data transfer control circuit 2 via the signal line 23. In response to this instruction, the data transfer control circuit 2 inputs data to the random access pipeline register 1 and shifts data in the register 1, and at the same time, connects the signal line 22 to the FIFO 20 between the subsequent processing modules. A signal for transferring the data is transmitted via the data, and the data is transferred.

【0018】上記の様にCPU装置10の処理のうちオー
バーヘッドタイムとなる処理は、データ転送制御回路2
側からデータシフト操作が完了した旨の信号を伝送して
きた時の受信処理、レジスタに対してデータの読み書き
を行なう時のSEL信号及びWR信号の出力を指令する
発信処理、データの処理加工及びレジスタに対するデー
タの書き込みが終了した時にデータ転送制御回路2に対
して行なうデータ転送指令の発信処理に限られることに
なり、ほとんどの時間を有効に活用できることになる。
Among the processes of the CPU device 10 as described above, the process which becomes the overhead time is the data transfer control circuit 2
Side receives a signal indicating that the data shift operation has been completed, a transmission process for instructing the SEL signal and WR signal output when reading / writing data from / to the register, data processing / processing and register This is limited to the transmission processing of the data transfer command to the data transfer control circuit 2 when the writing of the data to is completed, and most of the time can be effectively utilized.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明構成の具体的実施例につき説明す
る。
EXAMPLES Specific examples of the constitution of the present invention will be described below.

【0020】FIFOで接続される各処理モジュール内
には、第3発明の並列処理用データ転送装置の実施例構
成が備えられており、前記図2で示したと同様にCPU
バスとデータ転送バスとが別個に備えられ、且つこのデ
ータ転送バス中に図3に示される様な4ビット幅入出力
3段パイプラインレジスタ(RAP)が設置されてい
る。更に各処理モジュール内にはデータ転送バス中にお
けるRAPのデータ転送を制御するデータ転送制御回路
2が設けられている。尚上記CPUバス中にはCPU装
置10とローカルメモリ11が備えられている。
Inside each processing module connected by the FIFO, there is provided the configuration of the embodiment of the parallel processing data transfer apparatus of the third invention, and the CPU is the same as that shown in FIG.
A bus and a data transfer bus are separately provided, and a 4-bit width input / output three-stage pipeline register (RAP) as shown in FIG. 3 is installed in this data transfer bus. Further, in each processing module, a data transfer control circuit for controlling RAP data transfer in the data transfer bus
Two are provided. A CPU device 10 and a local memory 11 are provided in the CPU bus.

【0021】そのうちRAPにおける各レジスタのモジ
ュール(前述した処理モジュールとは異なり、CPU装
置等を含まないDフリップフロップからなるレジスタの
最小構成単位)の構成につき、図4を使って説明する。
The configuration of the module of each register in the RAP (unlike the processing module described above, the minimum configuration unit of a register including a D flip-flop that does not include a CPU device) will be described with reference to FIG.

【0022】まず、m段の各モジュールに加えられるS
EL信号はCPU装置10からRAPに向けて発せられた
指令に基づきこのRAPで出力されるものであり、デー
タの入出力線を選択する。即ち、このSEL信号が
“0”の時該モジュールのDフリップフロップへの入力
はDI1が選択され、又Dフリップフロップの出力はD
O1のみがアクティブとなり、DO2は高インピーダン
ス状態となる。一方SEL信号が“1”の時、Dフリッ
プフロップへの入力DI2が選択され、Dフリップフロ
ップからの出力はDO1及びDO2共にアクティブとな
る。このSEL信号が“1”の時、その“1”の信号が
流れる群のDフリップフロップの入力DI2又は出力D
O2は、ランダムアクセス用のデータバスD0〜D3を
介してCPUバス側とのデータのやり取りが可能とな
る。即ち前記CPU装置10からRAPに出力された指令
に基づき更にこのRAPからモジュールのCK2に入力
されるWR信号が立ち下がる時(“1”→“0”に変わ
る時)にDフリップフロップへのデータのラッチができ
るようになる。又このWR信号が“0”でOE信号(出
力イネーブル信号)が“1”の時、Dフリップフロップ
内のデータが前記ランダムアクセス用データバスD0〜
D3より出力される(読み出される)ことになる。一方
前記SEL信号が“0”の時は入力DI1からの入力に
切替わり、前記データ転送制御回路2からシフト信号が
送出された時に、データは入力DI1を通ってDフリッ
プフロップへラッチされ、更にこのDフリップフロップ
にラッチされていた従前のデータは出力DO1を通って
次段のモジュールへシフトされる。
First, S added to each module of m stages
The EL signal is output by this RAP based on a command issued from the CPU device 10 to the RAP, and selects the data input / output line. That is, when this SEL signal is "0", DI1 is selected as the input to the D flip-flop of the module, and the output of the D flip-flop is D
Only O1 becomes active, and DO2 becomes high impedance state. On the other hand, when the SEL signal is "1", the input DI2 to the D flip-flop is selected, and the output from the D flip-flop becomes active in both DO1 and DO2. When this SEL signal is "1", the input DI2 or output D of the D flip-flop of the group through which the signal of "1" flows
O2 can exchange data with the CPU bus side via the random access data buses D0 to D3. That is, based on the command output from the CPU device 10 to the RAP, when the WR signal input from the RAP to the CK2 of the module falls (when changing from "1" to "0"), the data to the D flip-flop is written. Will be able to latch. When the WR signal is "0" and the OE signal (output enable signal) is "1", the data in the D flip-flop is the random access data buses D0 to D0.
It is output (read) from D3. On the other hand, when the SEL signal is "0", the input is switched to the input from the input DI1, and when the shift signal is sent from the data transfer control circuit 2, the data is latched to the D flip-flop through the input DI1. The previous data latched by the D flip-flop is shifted to the next module through the output DO1.

【0023】更に以上の機能を有するモジュールを複数
個用いて1処理モジュールにつき4ビット幅で3段備え
たものが本実施例のRAPの構成であり、前述の図3を
用いてその動作につき説明する。
Further, the configuration of the RAP of this embodiment is one in which a plurality of modules having the above-mentioned functions are used and each processing module is provided with three stages of 4 bit width, and its operation will be described with reference to FIG. To do.

【0024】各モジュールには、前述の様に1つのレジ
スタが備えられており、モジュール(0,0)、モジュ
ール(1,0)、モジュール(2,0)、モジュール
(3,0)のレジスタ列(4ビット構成)を第1段のパ
イプラインレジスタと言う。同様にモジュール(0,
1)、モジュール(1,1)、モジュール(2,1)、
モジュール(3,1)のレジスタ列を第2段のパイプラ
インレジスタ、モジュール(0,2)、モジュール
(1,2)、モジュール(2,2)、モジュール(3,
2)のレジスタ列を第3段のパイプラインレジスタと呼
ぶ。
Each module is provided with one register as described above, and registers of module (0,0), module (1,0), module (2,0), module (3,0). The column (4 bits configuration) is called the first stage pipeline register. Similarly, the module (0,
1), module (1,1), module (2,1),
The register sequence of the module (3, 1) is the pipeline register of the second stage, the module (0, 2), the module (1, 2), the module (2, 2), the module (3, 3).
The register sequence of 2) is called the pipeline register of the third stage.

【0025】一方データ転送制御回路2は、主にデータ
転送バス中におけるRAPのデータ転送に関わる制御を
行なっている。即ち信号線21を介して直前のFIFO20
にデータが入力されたことを検知すると、RAPにシフ
ト信号を送ってパラレルデータ入力インタフェースI0
〜I0からの該データのRAPへの入力及びRAP内部
でラッチされているデータの各段間の順次シフト操作や
パラレルデータ出力インタフェースO0〜O3からの該
データの外部への出力を該RAPに命じ、又後述する様
にCPU装置10からデータの転送指令が入力されると、
同じくパラレルデータ入力インタフェースI0〜I3か
らRAPへのデータの入力及び該RAPからパラレルデ
ータ出力インタフェースO0〜O3へのデータの出力更
にRAP内でのデータのシフトが行なわれることにな
る。又このデータ転送制御回路2はRAPにおける前記
データの入出力を含めたデータのシフトの完了があった
時に、その完了をCPU装置10に伝えることにもなる。
On the other hand, the data transfer control circuit 2 mainly controls the RAP data transfer in the data transfer bus. That is, the FIFO 20 immediately before is transmitted via the signal line 21.
When it detects that data is input to the parallel data input interface I0, it sends a shift signal to the RAP.
Commanding the RAP to input the data from the I0 to the RAP, to sequentially shift the data latched in the RAP between the stages, and to output the data to the outside from the parallel data output interfaces O0 to O3. When a data transfer command is input from the CPU device 10, as will be described later,
Similarly, the data input from the parallel data input interfaces I0 to I3 to the RAP, the data output from the RAP to the parallel data output interfaces O0 to O3, and the data shift within the RAP are performed. Further, the data transfer control circuit 2 also notifies the CPU device 10 of the completion of the data shift including the input / output of the data in the RAP.

【0026】該データ転送制御回路2で制御されるRA
Pへのデータの入力、RAP内部でのデータのシフト及
びRAPから外部へのデータの出力については、次のよ
うな順序でなされる。後述するSEL信号がいずれも
“0”の時にFIFOから4ビットのパラレルデータ入
力インタフェースI0〜I3を通って伝送されるデータ
は、データ転送制御回路2から出力され、モジュールの
CK1に入力されるSHFT信号の立ち下がりで第1段
パイプラインレジスタに入力され、又同段のパイプライ
ンレジスタの内容は第2段に、第2段のそれは第3段に
シフトされ、更に第3段のパイプラインレジスタの内容
はパラレルデータ出力インタフェースO0〜O3を通っ
て次のFIFOに出力される。
RA controlled by the data transfer control circuit 2
Data input to P, data shift inside the RAP, and data output from the RAP to the outside are performed in the following order. The data transmitted from the FIFO through the 4-bit parallel data input interfaces I0 to I3 when all SEL signals to be described later are “0” is output from the data transfer control circuit 2 and input to the CK1 of the module. The signal is input to the first stage pipeline register at the falling edge of the signal, and the contents of the pipeline register of the same stage are shifted to the second stage, those of the second stage to the third stage, and the pipeline register of the third stage. Is output to the next FIFO through the parallel data output interfaces O0 to O3.

【0027】以上のRAPにおけるデータのシフト操作
が終了すると、データ転送制御回路2は前述の様にシフ
ト操作の完了をCPU装置10に伝える。
When the data shift operation in the RAP is completed, the data transfer control circuit 2 informs the CPU device 10 of the completion of the shift operation as described above.

【0028】この知らせを受けたCPU装置10はRAP
内の各段にラッチされているいずれかのデータに対し処
理加工を行なおうとする時は、該RAPに対して指令を
出し、該RAP内のいずれかの段にSEL信号を出力す
る。この指令に基づいて出力されるSEL信号はSEL
1、SEL2、SEL3の3つ有り、全て“0”か、ど
れか一つのみが“1”となる。そしてSEL1、SEL
2、SEL3は夫々第1段、第2段及び第3段のパイプ
ラインレジスタに対応しており、3つの段のパイプライ
ンレジスタのいずれかを選択してそのデータの入出力線
を変更する。例えば、SEL2の信号が“1”の時、第
2段のパイプラインレジスタ全ての入力はDI2が選択
され、又全ての出力はDI1及びDI2がアクティブと
なる。
The CPU device 10 receiving this notification is the RAP
When it is desired to process any of the data latched in each stage of the RAP, a command is issued to the RAP and a SEL signal is output to any of the stages of the RAP. The SEL signal output based on this command is SEL
There are three, 1, SEL2, and SEL3, all are "0", or only one is "1". And SEL1, SEL
Reference numerals 2 and SEL3 correspond to the first-stage, second-stage, and third-stage pipeline registers, respectively, and select one of the three-stage pipeline registers to change the data input / output line. For example, when the signal of SEL2 is "1", DI2 is selected for all inputs of the second stage pipeline register, and DI1 and DI2 are active for all outputs.

【0029】一方同図に示されたWR信号はライトパル
ス信号であって、前記SEL1、SEL2又はSEL3
のいずれかの信号が“1”の時に同じくCPU装置10の
指令に基づいて出力されると、このSEL信号で選択さ
れた段のパイプラインレジスタ内へのデータの読み書き
が可能となる。即ち、WR信号が“1”の時、選択され
た段のパイプラインレジスタは入力(書き込み)待ち状
態となり、更にこの信号が“1”→“0”に遷移する
時、ランダムアクセス用のデータバスD0〜D3(これ
は双方向のバストランシーバの入出力端子である)から
送られてくるデータを選択された段のパイプラインレジ
スタ内に書き込むことになる。一方このWR信号が
“0”であって前記OE信号が“1”の時選択された段
のパイプラインレジスタの内容が前記データバスD0〜
D3に出力される(読み出される)ことになる。従って
このWR信号を使うことにより、SEL信号で選択され
た任意の段のパイプラインレジスタとCPUバスとの間
の双方向のデータのやり取りを行なうことができるよう
になる(但し、OE信号が“0”でWR信号も“0”の
時はD0〜D1は高インピーダンス状態となる)。
On the other hand, the WR signal shown in the figure is a write pulse signal, and is the SEL1, SEL2 or SEL3.
If any of the signals is output based on the instruction from the CPU device 10 when it is "1", the data can be read / written into / from the pipeline register of the stage selected by the SEL signal. That is, when the WR signal is "1", the pipeline register of the selected stage is in the input (write) waiting state, and when this signal transits from "1" to "0", the data bus for random access is used. The data sent from D0 to D3 (this is the input / output terminal of the bidirectional bus transceiver) will be written into the pipeline register of the selected stage. On the other hand, when the WR signal is "0" and the OE signal is "1", the contents of the pipeline register of the selected stage are the data buses D0 to D0.
It will be output (read) to D3. Therefore, by using this WR signal, it becomes possible to perform bidirectional data exchange between the pipeline register of an arbitrary stage selected by the SEL signal and the CPU bus (however, the OE signal is " When 0 "and the WR signal are also" 0 ", D0 to D1 are in a high impedance state.

【0030】次に以上の本実施例構成の作用につき説明
する。
Next, the operation of the configuration of this embodiment described above will be described.

【0031】まずデータ転送バス中のRAPとCPUバ
スとの間のデータの入出力を行なわない時は、CPU装
置10からの指令により出されるSEL信号は、SEL
1、SEL2及びSEL3とも“0”となり、FIFO
からパラレルデータ入力インタフェースI0〜I3を通
って出力されるデータはSHFT信号と共に第1段のパ
イプラインレジスタに、第1段のパイプラインレジスタ
のデータは第2段のパイプラインレジスタに、第2段の
パイプラインレジスタのデータは第3段のパイプライン
レジスタに、更に第3のパイプラインレジスタのデータ
はパラレルデータ出力インタフェースO0〜O3を通っ
て次のFIFOに出力される。従って各処理モジュール
では、何らデータの処理加工を行なわず、FIFOを介
してデータを順次次の処理モジュールにスルーせしめる
ことになる。
First, when data is not input / output between the RAP in the data transfer bus and the CPU bus, the SEL signal issued by the command from the CPU device 10 is SEL.
1, SEL2 and SEL3 are all "0" and FIFO
The data output from the parallel data input interfaces I0 to I3 to the first stage pipeline register together with the SHFT signal, the data of the first stage pipeline register to the second stage pipeline register, and the second stage pipeline register. The data in the pipeline register is output to the third stage pipeline register, and the data in the third pipeline register is output to the next FIFO through the parallel data output interfaces O0 to O3. Therefore, each processing module does not process any data, and the data is sequentially passed to the next processing module via the FIFO.

【0032】そして、上述の様にしてRAP内に順次入
ってくるデータのうち、特定のデータに対しCPU装置
10側ではこれを読み取り、判断、処理加工を行ない、必
要であれば、RAPにデータを書き込み、内容を変更す
る。
Then, as described above, of the data sequentially input into the RAP, the CPU device is operated for specific data.
On the 10 side, this is read, judged, processed and processed, and if necessary, data is written to RAP to change the contents.

【0033】CPU装置10らRAPへの書き込みは次の
ようにして行なわれる。CPU装置10は書き込むべくR
APの段を指定するアドレス信号及び書き込みべきデー
タ及び“書き込みを示す信号”を出力する。RAPはこ
のアドレスをデコードし、指定された段のSEL信号を
“1”にする。又、RAPは“書き込みを示す信号”を
検出し、WR信号を“1”にする。書き込まれるべきデ
ータはランダムアクセス用データバスD0〜D3に現わ
れ、WR信号が“1”→“0”への遷移する時SEL信
号で指定された段のモジュールにデータが書き込まれ
る。CPU装置10はRAPに対し必要に応じて必要な段
との間で読み出し、書き込みを行なう。このCPU装置
10の存在する処理モジュール内での処理がすべて完了す
ると、CPU装置10はデータ転送制御回路2に対し、デ
ータ転送指令を送出する。データ転送制御回路2はSH
FT信号を必要な数だけ出力し、RAP内のデータをパ
ラレル出力インタフェースO0〜O3より出力し、その
データは次処理モジュールとの間のFIFO20に書き込
まれる。なお、SHFT信号の数はCPU装置10よりデ
ータ転送指令の信号を必要な数だけ出してもよく、ま
た、データ転送制御回路2内にメモリ等を設置して決め
てもよい。
Writing from the CPU device 10 to the RAP is performed as follows. CPU device 10 writes R to write
An address signal that specifies the AP stage, data to be written, and a "signal indicating writing" are output. The RAP decodes this address and sets the SEL signal of the designated stage to "1". Further, the RAP detects a "signal indicating writing" and sets the WR signal to "1". The data to be written appears on the random access data buses D0 to D3, and when the WR signal makes a transition from "1" to "0", the data is written to the module in the stage designated by the SEL signal. The CPU device 10 reads and writes data to and from the necessary stages in the RAP as necessary. This CPU device
When all the processes in the processing modules including 10 are completed, the CPU device 10 sends a data transfer command to the data transfer control circuit 2. The data transfer control circuit 2 is SH
The necessary number of FT signals are output, the data in the RAP is output from the parallel output interfaces O0 to O3, and the data is written in the FIFO 20 between the next processing module. It should be noted that the number of SHFT signals may be issued from the CPU device 10 by a required number of data transfer command signals, or a memory or the like may be installed in the data transfer control circuit 2.

【0034】以上の本実施例の構成では、RAP内にラ
ッチされているデータのうち必要なデータに対してCP
U装置10がランダムアクセスできるようになると共に、
RAPとCPUバス間でデータ転送時のCPU装置10の
処理負荷も減少しており、更にデータ転送バスとCPU
バスの2つのバスに分けて構成されているため、該CP
U装置10の処理効率をこれまで以上に高めることが可能
となる。
In the configuration of the present embodiment described above, CP is applied to necessary data out of the data latched in the RAP.
U device 10 will be able to access randomly,
The processing load of the CPU device 10 at the time of data transfer between the RAP and the CPU bus is also reduced.
Since it is divided into two buses, the CP
It is possible to further improve the processing efficiency of the U device 10.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明のランダムアクセスパイプライン
レジスタ及び該レジスタを有するデータ転送装置によれ
ば、マルチプロセッシングシステムにおける各プロセッ
サにおけるデータ転送に関わる処理が減少し、その分プ
ロセッサの処理効率を向上せしめることができるように
なる。
According to the random access pipeline register and the data transfer device having the register of the present invention, the processing related to the data transfer in each processor in the multi-processing system is reduced, and the processing efficiency of the processor is improved accordingly. Will be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ランダムアクセスパイプラインレジスタの基本
入出力系統を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic input / output system of a random access pipeline register.

【図2】上記の様なランダムアクセスパイプラインレジ
スタを備えた各処理モジュール内の基本構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration in each processing module including the random access pipeline register as described above.

【図3】本発明の一実施例における4ビット幅入出力3
段パイプラインレジスタの装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a 4-bit width input / output 3 according to an embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of the apparatus of a stage pipeline register.

【図4】各レジスタのモジュールの構成を示す回路図で
ある。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a module of each register.

【図5】並列処理方式の概念の一例を示すブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a concept of a parallel processing system.

【図6】各処理モジュール間の接続状態の従来例を示す
ブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional example of a connection state between processing modules.

【図7】処理モジュール間の接続状態の他の従来例を示
すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing another conventional example of a connection state between processing modules.

【図8】処理モジュール間の接続状態の別の従来例を示
すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing another conventional example of a connection state between processing modules.

【図9】これらの従来例で各処理モジュール内における
CPU装置の処理状態を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing state of a CPU device in each processing module in these conventional examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b RAP 2a、2b データ転送制御回路 10 CPU装置 11 ローカルメモリ 12 DMAコントローラ 13 デュアルポートメモリ 20、21 FIFO 1a, 1b RAP 2a, 2b Data transfer control circuit 10 CPU device 11 Local memory 12 DMA controller 13 Dual port memory 20, 21 FIFO

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のレジスタからなる多段構成のパイ
プラインレジスタにおいて、各段のレジスタの入力側は
初段を除きそれぞれの前段のレジスタの出力側に接続さ
れ、かつ、各段のレジスタにはそれぞれの入力側のデー
タをラッチさせるためのシフト信号を送信するシフト信
号線が接続されており、個々のレジスタには、それぞれ
のレジスタを選択するための選択信号線が接続され、か
つ、データの読出しおよびデータの書込み手段が接続さ
れていることを特徴とするランダムアクセスパイプライ
ンレジスタ。
1. In a multi-stage pipeline register composed of a plurality of registers, the input side of each stage register is connected to the output side of each preceding stage register except the first stage, and each stage register has its own output side. A shift signal line for transmitting a shift signal for latching the data on the input side of is connected to each register, a selection signal line for selecting each register is connected to each register, and data reading is performed. And a random access pipeline register, to which data writing means is connected.
【請求項2】 外部からのデータ入力の検出あるいは外
部からのデータ転送指令により上記シフト信号を生成し
上記シフト信号線に送信するシフト信号生成器を有し、
かつ、シフト操作の完了を外部に伝える伝達手段を備え
たデータ転送制御回路と、請求項1のランダムアクセス
パイプラインレジスタとを有することを特徴とするデー
タ転送装置。
2. A shift signal generator for generating the shift signal in response to a data input from the outside or a data transfer command from the outside and transmitting the shift signal to the shift signal line,
A data transfer device comprising: a data transfer control circuit having a transfer means for transmitting the completion of the shift operation to the outside; and the random access pipeline register according to claim 1.
【請求項3】 データ転送バスとCPUバスとを別個に
分けて、該データ転送バス中にランダムアクセスパイプ
ラインレジスタを設け、且つこのデータ転送バス中にお
ける該ランダムアクセスパイプラインレジスタのデータ
転送を制御するデータ転送制御回路を備えると共に、こ
のランダムアクセスパイプラインレジスタについては、
複数段のレジスタから構成されていて、各段のレジスタ
はその前後段のレジスタに直列に接続され、且つデータ
転送制御回路からのシフト信号の入力により各レジスタ
ではその入出力でデータがシフトされると共に、CPU
バスとの間でデータの読み書きを行なうためのランダム
アクセス用データバスが接続されていて、CPU装置か
らの指令によるSEL信号の入力により特定の段のレジ
スタが選択され且つ該CPU装置からの指令によるWR
信号の入力により選択された段のレジスタとCPUバス
間でデータの読み書きが行なえる構成になっており、他
方前記データ転送制御回路については、外部からのデー
タ入力の検出或いはCPU装置からのデータ転送指令に
より上記シフト信号をランダムアクセスパイプラインレ
ジスタに送出すると共に、データのシフト操作の完了を
CPU装置に伝え、且つこのCPU装置からはデータ転
送指令が受けられる構成となっていることを特徴とする
データ転送装置。
3. A data transfer bus and a CPU bus are separately provided, a random access pipeline register is provided in the data transfer bus, and data transfer of the random access pipeline register in the data transfer bus is controlled. This random access pipeline register is equipped with a data transfer control circuit that
It is composed of a plurality of stages of registers, and the registers of each stage are connected in series to the registers of the preceding and following stages, and the data is shifted by the input / output of each register by the input of the shift signal from the data transfer control circuit. Along with the CPU
A random access data bus for reading and writing data from and to the bus is connected, and a register of a specific stage is selected by the input of the SEL signal according to a command from the CPU device and according to the command from the CPU device. WR
Data is read and written between the register of the stage selected by signal input and the CPU bus. On the other hand, the data transfer control circuit detects data input from the outside or transfers data from the CPU device. The shift signal is sent to the random access pipeline register by a command, the completion of the data shift operation is transmitted to the CPU device, and the data transfer command is received from the CPU device. Data transfer device.
JP29486991A 1991-10-16 1991-10-16 Random access pipeline register and data transfer device Withdrawn JPH05108346A (en)

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