JPH0514301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ ロードアクセスパイプラインと演算パイプライ
ンがリンク動作するベクトル処理装置において、
演算パイプラインのデータ読出しがロードアクセ
スパイプラインのデータ書込みを追い越さないこ
とを保証するための演算パイプラインの停止の期
間を最小とするため、本発明ではベクトルレジス
タ上の未演算データ要素を計数する計数手段を各
ロードアクセスパイプラインに備えて制御するよ
うにしたものである。

［産業上の利用分野］ 本発明はベクトルレジスタを備えたベクトル処
理装置において、ロードアクセスパイプラインと
演算パイプラインがリンク動作するときの演算パ
イプラインの停止制御に関する。

演算パイプラインは、ベクトルレジスタ上のデ
ータを連続処理するように構成されているが、ア
クセスパイプラインはメモリアクセス競合のため
に、必ずしもデータをベクトルレジスタに連続供
給できるとは限らない。

そのため、両パイプラインがリンク動作する場
合には、アクセスパイプラインのデータ供給の非
連続性により、演算パイプラインのデータ読出し
が、アクセスパイプラインのデータ書込みを追い
越す危険がある。

これを回避するためには、時々演算パイプライ
ンを停止して、両パイプラインの歩調を合せる必
要がある。

ベクトル処理装置の性能向上のため、この停止
期間を短くすることが望まれている。

［従来の技術］ 第５図は、従来のベクトル処理装置におけるパ
イプライン制御を示すブロツク図である。

図において、１−１〜１−ｎはロードアクセス
パイプラインであり、図示されてない記憶装置と
ベクトルレジスタ２との間のデータ転送を行う。

２はベクトルレジスタであり、演算前後および
演算中のデータを保持し、高速アクセスが可能な
レジスタ群である。

３−１〜３−ｍは演算パイプラインであり、ベ
クトルレジスタ２からデータを読み出しつつ演算
し、結果をベクトルレジスタ２に書き込む。

４−１〜４−ｎは演算パイプライン停止要求発
生手段、５は演算パイプライン停止信号発生手段
である。

ロードアクセスパイプライン１−１〜１−ｎに
おいてロード命令実行中であり、ロードデータを
ベクトルレジスタ２に書き込めるときには、ロー
ドデータ書込み予告信号７−１〜７−ｎが有効に
なる。

ロードアクセスパイプライン１−１〜１−ｎが
実行中のロード命令の実行完了を待たず、ロード
アクセスパイプライン１−１〜１−ｎが書込み中
のデータを演算パイプライン３−１〜３−ｍが使
用するリンク動作モード中のときは、リンク信号
８−１〜８−ｎはオンとなつている。

演算パイプライン停止要求発生手段４−１〜４
−ｎでは、ロードデータ書込み予告信号７−１〜
７−ｎと、リンク信号８−１〜８−ｎを監視して
おり、リンク信号８−１〜８−ｎが有効なとき
に、ロードデータ書込み予告信号７−１〜７−ｎ
が無効になると、演算パイプライン停止要求を発
生する。

演算パイプライン停止信号発生手段５では、演
算パイプライン停止要求発生手段４−１〜４−ｎ
の各々の停止要求を監視し、一つでも要求が発生
していれば、演算パイプライン停止信号９を有効
にして、演算パイプライン３−１〜３−ｍを停止
させる。

また、演算パイプライン停止信号発生手段５に
おいては、停止要求が消滅しても、インタリーブ
されたベクトルレジスタ２を演算パイプライン３
−１〜３−ｍがアクセスするタイミングになるま
では、演算パイプライン停止信号９を無効にしな
いように制御している。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記、従来の方式では、演算パイプライン停止
要求発生手段において、停止要求が、「リンク時
にロードデータをベクトルレジスタへ書き込むこ
とができないとき」という条件で発生するため、
ベクトルレジスタ上に未演算データが存在して
も、これを活用することなく、演算パイプライン
を停止させてしまうという問題点が生じていた。

本発明は、このような従来の問題点を解消した
新規なパイプライン制御装置を提供しようとする
ものである。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明のパイプライン制御方式の原理
ブロツク図を示す。

図において、１はロードアクセスパイプライン
の一つであり、２はベクトルレジスタであり、３
は演算パイプラインの一つである。

６はロードアクセスパイプライン１に対応した
計数手段であり、ロードアクセスパイプライン１
がベクトルレジスタ２に書き込んだデータ要素
で、リンクしている演算パイプライン３が読み出
していないデータ要素数を計数する。

４は演算パイプライン停止要求発生手段であ
り、計数手段６による計数値と他の信号を監視し
て計数がゼロとなる危険が生じたとき演算パイプ
ライン停止要求を出す。

５は演算パイプライン停止信号発生手段であ
り、いずれかの演算パイプライン停止要求発生手
段４から停止要求が発生されたとき、演算パイプ
ライン停止信号を発生して演算パイプラインを停
止させる。

［作用］ 本発明のパイプライン制御方式によれば、ロー
ドアクセスパイプラインがベクトルレジスタに書
き込んだデータ要素のうち、リンクする演算パイ
プラインが読み出していないデータ要素数を計数
する計数手段を各ロードアクセスパイプライン毎
に備え、この計数値を使用して演算パイプライン
の停止制御を行うため、各ロードアクセスパイプ
ラインにおいてベクトルレジスタへのデータ書込
みが中断しても、ベクトルレジスタ上に未処理デ
ータが存在する間は、演算パイプライン停止信号
の発生を先送りにし、ベクトルレジスタ上の未処
理データを活用する。

その間に、ロードアクセスパイプラインによる
ベクトルレジスタへの書込みが再開されて、停止
条件が消滅すれば、演算パイプライン停止信号の
発生が中止される。

従つて、演算パイプラインの停止期間を必要最
小限にすることができる。

［実施例］ 以下第２図〜第４図に示す実施例により、本発
明をさらに具体的に説明する。

第２図は、本発明の一実施例の構成を示すブロ
ツク図である。

図において、１−１〜１−ｎはロードアクセス
パイプライン、２はベクトルレジスタ、３−１〜
３−ｍは演算パイプラインである。

４−１〜４−ｎは演算パイプライン停止要求発
生回路、５は演算パイプライン停止信号発生回
路、６−１〜６−ｎはカウンタである。

カウンタ６−１〜６−ｎは、それぞれ対応する
ロードアクセスパイプライン１−１〜１−ｎに対
するロード命令の起動によりリセツトされる。

以後、カウンタ６−１〜６−ｎは、ロードデー
タ書込み予告信号７−１〜７−ｎ、リンク信号８
−１〜８−ｎ、演算パイプライン停止信号９を監
視し、第３図に示す値に従つて各クロツクサイク
ル毎に計数値を更新する。

ただし、更新によりカウンタがオーバフローす
るような場合は、カウンタの値を最大値とするよ
うに制御する。

演算パイプライン停止要求発生回路４−１〜４
−ｎでは、ロードデータ書込み予告信号７−１〜
７−ｎ、リンク信号８−１〜８−ｎ、およびカウ
ンタ６−１〜６−ｎの計数値を監視し、リンクし
ている時で、計数が“０”を下回る危険が生じた
とき、クロツクストツプ要求を発生する。

例えば、ロードアクセスパイプラインのスルー
プツトＡと演算パイプラインのスループツトＢが
共に４で等しい場合には、リンク時には、計数値
が“７“以下でデータ書込み予告が無効という条
件で、演算パイプライン停止要求を発生する。

演算パイプライン停止信号発生回路５では、演
算パイプライン停止要求発生回路４−１〜４−ｎ
からの各要求のうち、いずれか一つでも発生して
いれば、演算パイプライン停止信号９を有効にし
て、演算パイプライン３−１〜３−ｍを停止させ
る。

この信号は、すべてのクロツクストツプ要求信
号が無効になり、且つ演算パイプライン３−１〜
３−ｍがベクトルレジスタ２をアクセスするタイ
ミングになるまで保持される。

第４図は、本発明の一実施例の動作例を示すタ
イムチヤートであり、ロードアクセスパイプライ
ン１−１と１−２が共に演算パイプライン３−１
にリンクするときの各パイプラインの動作状況
と、カウンタ６−１および６−２の計数の推移を
示したものである。

図において、ロードアクセスパイプライン１−
１は、時刻Ａで起動がかかり、途中、時刻Ｄ，Ｇ
において各々時間Ｔだけデータの供給を中断して
ロード動作を完了する。また、ロードアクセスパ
イプライン１−２は、時刻Ｂで起動がかかり、途
中、時刻Ｅにおいて時間Ｔだけデータ供給を中断
してロード動作を完了する。

カウンタ６−１および６−２では、各々のロー
ドアクセスパイプラインが起動されてから演算パ
イプライン３−１が起動される時刻Ｃまでは、加
算し続けるが、それ以後はロード・演算両パイプ
ラインのスループツトが等しいため、一定の値を
保つ。

時刻Ｄにおいて、ロードアクセスパイプライン
１−１によるデータの供給が途切れるが、この間
中カウンタ６−１がベクトルレジスタ２上に未処
理データの存在することを示しているので、演算
パイプライン３−１は停止しない。

時刻Ｅにおいて、ロードアクセスパイプライン
１−２がデータの供給を停止した時点でも、同様
にカウンタ６−２がベクトルレジスタ２上に未処
理データの存在を示すので、演算パイプライン３
−１は停止しない。

しかし、時刻Ｆにおいて、ベクトルレジスタ２
上の未処理データが設定した最小値より少なくな
ると、演算パイプライン３−１は停止する。

時刻ＦからＴ時間後に、演算パイプライン３−
１のアクセスタイミングが一致したとき、カウン
タ６−１および６−２は共にベクトルレジスタ２
上に未処理データの存在することを示しているの
で、演算パイプライン３−１は再び演算を再開す
る。

カウンタ６−１は時刻Ｆから時間Ｔの間、ロー
ドアクセスパイプライン１−１によりデータが供
給されるので、その分加算動作を行う。

時刻Ｇから時間Ｔの間、ロードアクセスパイプ
ライン１−１がデータ供給を中止したときも、カ
ウンタ６−１はベクトルレジスタ２上に未処理デ
ータの存在を示すので、演算パイプライン３−１
は停止しない。

［発明の効果］ 以上説明のように本発明によれば、ロードアク
セスパイプラインによりベクトルレジスタ上に書
き込まれたデータ要素のうち、リンクする演算パ
イプラインより読み出されていないデータ要素数
を考慮して演算パイプラインの停止制御を行うの
で、演算パイプラインを停止する期間は必要最小
限となり、処理速度を向上する効果は極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロツク図、第２図は本
発明の一実施例の構成を示すブロツク図、第３図
は本発明の一実施例におけるカウンタの計数値を
示す図、第４図は本発明の一実施例の動作例を示
すタイムチヤート、第５図は従来例の構成を示す
ブロツク図である。 図面において、１，１−１〜１−ｎはロードア
クセスパイプライン、２はベクトルレジスタ、
３，３−１〜３ｍは演算パイプライン、４，４−
１〜４ｎは演算パイプライン停止要求発生回路
（手段）、５は演算パイプライン停止信号発生回路
（手段）、６は計数手段、６−１〜６−ｎはカウン
タ、７−１〜７−ｎはロードデータ書込み予告信
号、８−１〜８−ｎはリンク信号、９は演算パイ
プライン停止信号、をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一つ若しくは複数のバンクに分割されたベク
   トルレジスタ２と、該ベクトルレジスタ２と記憶
   装置との間のデータ転送を行う一つ若しくは複数
   のアクセスパイプライン１と、前記ベクトルレジ
   スタ２からデータを読み出しつつ演算し結果をベ
   クトルレジスタ２に書き込むよう構成した一つ若
   しくは複数の演算パイプライン３とを備え、前記
   アクセスパイプライン１が実行中のロード命令の
   実行完了を待たず該アクセスパイプライン１が書
   込み中のデータを使用する演算命令を開始するリ
   ンク動作が可能なベクトル処理装置におけるパイ
   プライン制御装置において、 前記アクセスパイプライン１が前記ベクトルレ
   ジスタ２に書き込んだデータ要素で且つリンクし
   ている演算パイプライン３が読み出していないデ
   ータ要素の数を、アクセスパイプライン１がロー
   ド命令実行中でありデータをベクトルレジスタ２
   に書き込める状態にあるとき発行するデータ書込
   み予告信号、および演算パイプライン３がリンク
   動作モードであることを示すリンク信号を使用し
   て、計数するアクセスパイプライン１毎に設けら
   れた計数手段６と、 該計数手段６に対応して設けられ該計数手段６
   の計数値が予め設定した最小値以下となり且つ対
   応する前記パイプライン１の前記データ書込み予
   告信号がオフのとき演算パイプライン停止要求を
   出す演算パイプライン停止要求発生手段４と、 該演算パイプライン停止要求発生手段４の出力
   を監視し何れかで演算パイプライン停止要求が発
   生されたとき演算パイプライン停止信号を全ての
   演算パイプライン４に送出する演算パイプライン
   停止信号発生手段５とを備え、 前記計数手段６の計数値と前記データ書込み予
   告信号とリンク信号の状態の判定により演算パイ
   プライン３の停止制御を行うよう構成したことを
   特徴とするパイプライン制御装置。