JPH0511982A - 関数表による関数高速計算方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリ上に用意した関数表から直接、関数値
を求めることができる関数表による関数高速計算方式を
提供する。 【構成】 メモリ上に関数表１を備え、この関数表を用
いて関数計算を高速化する。 【効果】 メモリ上の関数表にアクセスするだけで関数
値を得ることができるので、ＣＰＵ時間が大幅に短縮さ
れるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は計算機における関数の計
算方式の改良に関し、特に関数表による関数高速計算方
式に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、計算機における関数値を求める
関数計算のやり方には二通りある。従来、ＣＰＵの命令
としてサポートされていない関数の関数計算をする場合
は、加減乗除算などのＣＰＵがサポートしている関数の
コードに展開することをコンパイラが行なっている。ま
た、ＣＰＵの命令としてサポートされている場合は、関
数計算を実行するためのハードウェアまたはファームウ
ェアを備えていて、ファームウェアによる場合は前記と
同様に、ＣＰＵがサポートしている加減乗除算などの関
数のコードに展開して上で計算している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の関数計算方式では、ハードウェアが無い場合は常に加
減乗除算に展開してから計算するために、計算時間が長
くなるという問題があった。特に、高い頻度で計算され
るような関数の場合はリソースを大量に消費するという
欠点があった。

【０００４】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、関数計算を高速化することができる関数表
による関数高速計算方式を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、浮動小数点演算方式をもつ計
算機において、メモリ上に関数表を有し、この関数表を
用いて関数計算を高速化するものである。

【０００６】

【作用】本発明はこのように構成されているので、加減
乗除算のインラインコードを生成することなく、メモリ
上の関数表から容易に値を得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面によって説明す
る。図１は本発明の一実施例における三角関数の関数表
の構成図である。同図において、１はメモリ上に設けら
れた関数値であり、１ａはＳＩＮ関数の関数表、１ｂは
ＣＯＳ関数の関数表、１ｃはＴＡＮ関数の関数表であ
る。三角関数が周期関数であることを考慮し、ＳＩＮ関
数の変数の範囲を−π／２からπ／２までとる。いま、
単精度の計算を実行することができるようにすると、関
数表のエントリの幅は０．００００００１となり、関数
表の全エントリはπ＊１０¹⁵個となる。得られる関数値
を単精度にすると、１エントリは４バイト長浮動小数点
となるので、ＳＩＮ関数の関数表１ａの大きさは約１１
７Mbyte である。ＣＯＳ関数の変数の範囲を０からπま
でとると、ＣＯＳ関数の関数表１ｂの大きさは同様に約
１１７Mbyte である。ＴＡＮ関数の変数の範囲を−π／
２からπ／２までとると、ＴＡＮ関数の関数表１ｃの大
きさは同様に約１１７Mbyte である。したがって、図１
の三つの関数表の合計メモリサイズは約３６０Mbyte で
ある。

【０００８】図２はＣＰＵの関数命令の形式の一例を示
す説明図である。同図において、Ｆは命令コードフィー
ルドであり、これにより関数命令であることを示す。Ｉ
２は関数の種別および関数表の存在の有無を示すイミデ
ィエイトオペランドフィールドである。Ｒ１、Ｒ２はそ
れぞれ入力レジスタ指定フィールドおよび出力レジスタ
指定フィールドであり、Ｒ１に指定した入力レジスタに
浮動小数点値を入れて命令を実行すると、Ｒ２に指定し
た出力レジスタに関数表１から得られた関数値が４バイ
ト長の浮動小数点値として求められる。高級言語で書か
れたプログラムはコンパイラによってこのコードを出力
する。

【０００９】次に、上記実施例の動作について図３のフ
ローチャートを参照して説明する。ＣＰＵは命令コード
フィールドＦを参照し、実行すべき命令が関数命令であ
るかどうかを判断し（ステップＳ１）、関数命令でない
場合は通常の命令の処理を行なう（ステップＳ２）。関
数命令である場合はイミディエイトオペランドフィール
ドＩ２を参照し、関数の種別と関数表１の存在の有無を
判断する（ステップＳ３）。関数表１が存在しない関数
の種別である場合はいままで通りの方法によって関数値
を計算する（ステップＳ２）。関数の種別が三角関数の
場合は関数表が存在するので、それぞれの関数に対応す
る関数表１ａ、１ｂまたは１ｃの先頭アドレスを求める
（ステップＳ４）。次に、入力レジスタ指定フィールド
Ｒ１に指定された入力レジスタの値から、図４のフロー
チャートに従って関数表１ａ、１ｂまたは１ｃのエント
リを求め（ステップＳ５）、そのエントリから関数表１
の値を出力レジスタ指定フィールドＲ２に指定された出
力レジスタにロードする（ステップＳ６）。次に、関数
型がＳＩＮ関数またはＣＯＳ関数の場合は、図５のフロ
ーチャートに従って、入力レジスタの値に応じて出力レ
ジスタの値の符号を変換して関数値を求める（ステップ
Ｓ７）。

【００１０】したがって、以上のような実施例の構成に
よれば、三角関数の関数表から直ちにＳＩＮ関数、ＣＯ
Ｓ関数またはＴＡＮ関数の関数値を得ることができる。

【００１１】上述の実施例では、対象関数の種別を三角
関数としたが、任意の関数とすることができる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、メモ
リ上の関数表にアクセスするだけで関数値を得ることが
できて、加減乗除算に展開して関数値を計算する必要が
無いので、ＣＰＵ時間が大幅に短縮されるという効果が
ある。特に大規模な数値計算をする場合に多大な効果を
発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における関数表のブロック構
成図、

【図２】ＣＰＵの関数命令の形式の一例を示す説明図、

【図３】関数表による関数高速計算方式手順を示すフロ
ーチャート、

【図４】関数表のエントリアドレス取得手順を示すフロ
ーチャート、

【図５】関数値の符号変換の手順を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１ 関数表 １ａ ＳＩＮ関数の関数表 １ｂ ＣＯＳ関数の関数表 １ｃ ＴＡＮ関数の関数表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 浮動小数点演算方式をもつ計算機におい
   て、メモリ上に関数表を備え、この関数表を用いて関数
   計算を高速化することを特徴とする関数表による関数高
   速計算方式。