JPH0512007A - データ処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の演算器を効率的に使用することにより、
高速なデータ処理を可能とする。 【構成】データ処理装置の演算器部には、複数の演算
器、すなわち整数演算器１０、浮動少数点加減算器１
２、浮動少数点乗除算器１４、及び１０進演算器１６が
設けられ、各演算器にはそれぞれにおける演算結果の状
態を保持するための状態指示子１０ａ，１２ａ，１４
ａ，１６ａが設けられる。状態指示子は、条件分岐命令
によって、条件判定に必要な一つが指定され、また状態
指示子のビット状態を判別するための判定条件が指定さ
れる。これにより、複数の演算器の同時動作（並行動
作）の可能性を高めることができ、データ処理の効率を
高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の演算器（演算モ
ジュール）を有するデータ処理装置におけるデータ処理
方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の演算器（整数演算器、浮動
少数点演算器、１０進演算器等）を有するデータ処理装
置においては、演算結果の状態を示す状態指示子（コン
ディションコード）が１組あり、条件分岐命令にて、そ
の１組の状態指示子の状態を判別し、プログラムフロー
を変更する等の処理を行なっている。

【０００３】従来のデータ処理装置では、ソフトウェア
命令（特に条件分岐命令）からは、常に１組の状態指示
子しか見えず、複数の演算器からの演算結果の状態をハ
ードウェアがその１つを選択し状態指示子としている。

【０００４】また、ある演算器においては、専用レジス
タにその演算器の演算結果の状態を格納しておき、その
専用レジスタの内容を整数演算器内レジスタにロード
し、対応するビットを判定するソフトウェア命令を実行
し、その判定結果を条件分岐命令が判別できる状態指示
子にセットし（状態指示子設定命令の実行）、その後に
条件分岐命令を実行する処理を必要としている。

【０００５】このように、複数の演算器を有するデータ
処理装置では、条件分岐命令の直前に条件となる状態指
示子設定命令を必ず配置するか、状態指示子設定命令と
条件分岐命令の間に状態指示子を変更しない命令のみを
配置しなければならない。従って、この制限のために、
複数の演算器を同時動作させることができないことがあ
り、複数の演算器を有効に利用するのが難しかった。

【０００６】ここで具体例をあげて説明する。図５に
は、浮動少数点演算ループのループカウント判定を整数
演算器で行なう場合のフローチャートを示している。な
お、図５に示すフローチャートの各ステップの処理内容
は次のように想定する。

【０００７】1-ａステップ：浮動少数点加減算器で２単
位時間。 1-ｂステップ：浮動少数点乗除算器で４単位時間。 1-ｘステップ：整数演算器で１単位時間。 1-ｚステップ：命令シーケンサ部で分岐成立時３単位時
間。

【０００８】1-ｂステップは1-ａステップが終了しなけ
れば演算できず、1-ｘステップは1-ｚステップでゼロ判
定するため、図５に示す命令シーケンスでなければ実行
できない。従って、処理ステップは、図６に示すような
タイミングで実行され、条件成立時のループで計１０単
位時間必要とする。

【０００９】図５に示す例では、浮動少数点演算器の動
作である1-ａ，1-ｂステップにおいて状態指示子が演算
結果によって更新されるため、1-ｘステップの処理は1-
ａ，1-ｂステップの後でなければ実行することができな
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のデー
タ処理装置では、条件分岐命令の直前に演算結果の状態
変化を知るために演算命令（ソフトウェア命令）を配置
するか、状態指示子設定命令と条件分岐命令の間に状態
指示子を変更しない命令のみを配置しなければならなか
った。このため、複数の演算器が同時に動作可能であっ
ても、図６に示すように各ステップ処理を並行して実行
させることが困難となっていた。また、このような制限
事項は、高級言語から機械語を生成するコンパイラ最適
化技術の範囲を狭くするものとなっていた。すなわち、
従来の方式では、データ処理速度の高速化が妨げられて
いた。

【００１１】本発明は前記のような点に鑑みてなされた
もので、複数の演算器を効率的に使用し、高速なデータ
処理を可能とするデータ処理方式を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、演算結果の状
態を保持するための状態指示子が各々に設けられた複数
の演算器と、前記複数の演算器から１つの演算器を選択
し同演算器の状態指示子のビット状態を判別する条件を
指示するための命令によって、命令分岐を判定する判定
手段とを具備したものである。

【００１３】

【作用】このような方式によれば、複数の演算器のそれ
ぞれに状態指示子を設けているため、条件分岐命令によ
り各演算器毎に演算結果の状態を判定することができ
る。従って、条件分岐命令の直前に条件となる状態指示
子設定命令を配置するか、状態指示子設定命令と条件分
岐命令の間に状態指示子を変更しない命令のみを配置す
るという制限が除かれる。これにより、複数の演算器を
並行動作させ易くなり、複数の演算器の可動効率を高め
ることができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は同実施例に係わるデータ処理装置の演算
器部の概略構成を示すブロック図である。図１に示す演
算器部には、複数の演算器、すなわち整数演算器１０、
浮動少数点加減算器１２、浮動少数点乗除算器１４、及
び１０進演算器１６が設けられている。整数演算器１０
は、演算実行結果の状態を示す状態指示子１０ａを保持
する。同様にして、浮動少数点加減算器１２は状態指示
子１２ａを保持し、浮動少数点乗除算器１４は状態指示
子１４ａを保持し、１０進演算器１６は状態指示子１６
ａを保持する。

【００１５】ここで状態指示子として、例えばキャリー
アウト（Ｃ）、符号（Ｓ）、ゼロ（Ｚ）、オーバーフロ
ー（Ｖ）の４ビットを各々保持するものとする。各演算
器は、ソフトウェア命令による演算指定により演算動作
し、その結果を指定レジスタに格納し、その演算結果を
各自の状態指示子に反映するものとする。

【００１６】各演算器は、セレクタ１８を介してシーケ
ンス制御部２０に接続される。セレクタ１８は、条件分
岐命令（同命令のフォーマットについては後述する）の
演算器選択フィールドｂに示された演算器の状態指示子
を選択する。

【００１７】図２は条件分岐命令フォーマットの一例を
示している。図中「ａ」は条件分岐命令を識別するため
のフィールド（ＯＰコード部）、「ｂ」は状態指示子を
保有する複数の演算器から１つを指定するための演算器
選択フィールド、「ｃ」は選択した演算器の状態指示子
のビット状態を判別するための判定条件を指定する判定
条件指定フィールド、「ｄ」は条件分岐成立時の飛び先
アドレスを指定するためのフィールドである。

【００１８】次に、同実施例の動作について説明する。

【００１９】ここでは、図５に示すフローチャートの処
理を、同実施例におけるデータ処理装置で処理する場合
について説明する。図３には図５に対応する同実施例を
説明するためのフローチャートを示している。各ステッ
プの処理内容は前述した従来の技術におけるものと同じ
と想定するまず、1-ａステップでは、浮動少数点加減算
器１２で加算を行ない、その演算結果をレジスタＦＲ０
に格納し、演算結果の状態を状態指示子１２ａに格納す
る。

【００２０】次に、1-ｘステップでは、整数演算器１０
で減算を行ない、その演算結果をレジスタＧＲ１に格納
し、演算結果の状態を状態指示子１０ａに格納する。

【００２１】1-ｂステップでは、1-ａステップでレジス
タＦＲ０に格納された演算結果を用いて浮動少数点乗除
算器１４で乗算を行ない、その演算結果をレジスタＦＲ
０に格納し、演算結果の状態を状態指示子１４ａに格納
する。

【００２２】1-ｚステップでは、条件分岐命令について
の処理が行なわれる。ここでの条件分岐命令は、演算器
選択フィールドｂ（図２参照）で、整数演算器１０の状
態指示子１０ａを指定している。セレクタ１８は、整数
演算器１０の状態指示子１０ａを選択し、シーケンス制
御部２０に出力する。シーケンス制御部２０は、状態指
示子１０ａの状態を、判定条件指定フィールドｃで指定
されたビット判定条件で判断する。ここでは、ＧＲ１＝
０を判定し、“０”でなければ1-ａステップからの処理
を繰り返す。

【００２３】図４にはデータ処理装置が、ソフトウェア
命令を１命令づつ順次解読し、その命令を実行可能な演
算器に投入するとした場合の、図３に示す命令シーケン
スに対応する処理の実行時間を示している。図４に示す
ように、1-ａステップの命令を浮動少数点加減算器１２
に投入後、この処理が終了する前に1-ｘステップの命令
を整数演算器１０に投入している。そして、1-ａステッ
プの処理が終了した後、1-ｂステップの命令を浮動少数
点加減算器１２に投入し、この処理が終了する前に1-ｘ
ステップの命令を整数演算器１０に投入している。これ
により、処理ステップは、条件成立時のループで計６単
位時間に短縮することができる。

【００２４】図５に示すように、1-ｚステップでの条件
分岐命令は、浮動少数点加減算器１２における演算結果
に影響されない状態指示子１０ａを参照するので、整数
演算器１０と浮動少数点加減算器１２を並行に動作させ
ることができる。

【００２５】このようにして、複数の演算器のそれぞれ
に演算指示子を設け、条件分岐命令によって必要な状態
指示子を指定してビット状態を判別することにより、従
来の方式における制限事項を除いて、複数の演算器の同
時動作（並行動作）の可能性を高めることができる。従
って、同時に処理されるステップが増加し、それだけデ
ータ処理を高速化することができる。また、高級言語か
ら機械語を生成するコンパイラ最適化技術の範囲を拡大
することで、データ処理の高速化が図れる。

【００２６】なお、前記実施例においては、ソフトウェ
ア命令を順次解読して所定の演算器に投入するものとし
て説明したが、ソフトウェア命令を複数命令同時に解読
し、実行可能な演算器に投入可能なデータ処理装置にも
適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の演
算器のそれぞれに演算指示子を設け、条件分岐命令によ
って必要な状態指示子を指定してビット状態を判別する
ことにより、複数の演算器を効率的に使用することがで
きるので、高速なデータ処理が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の同実施例に係わるデータ処理装置の概
略構成を示すブロック図。

【図２】同実施例における条件分岐命令フォーマットの
一例を示す図。

【図３】同実施例における処理の一例を示すフローチャ
ート。

【図４】同実施例における各処理ステップの実行のタイ
ミングを示す図。

【図５】従来方式を説明するための処理の一例を示すフ
ローチャート。

【図６】従来方式における各処理ステップの実行のタイ
ミングを示す図。

【符号の説明】

１０…整数演算器、１２…浮動少数点加減算器、１４…
浮動少数点乗除算器、１６…１０進演算器、１０ａ，１
２ａ，１４ａ，１６ａ…状態指示子、１８…セレクタ、
２０…シーケンス制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 演算結果の状態を保持するための状態指
   示子が各々に設けられた複数の演算器と、 前記複数の演算器から１つの演算器を選択して同演算器
   の状態指示子のビット状態を判別する条件を指示するた
   めの命令によって、命令分岐を判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とするデータ処理方式。