JPH0562389B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プログラム制御のデイジタル計算機
特にベクトル演算を高速で実行するのに好適なデ
イジタル計算機（以下これをベクトルプロセツサ
とよぶ）に関する。

〔発明の背景〕

科学技術計算に頻繁に現われる大型行列計算な
どの高速処理用にベクトルプロセツサが考案され
ている。

ベクトルプロセツサでは、次のFORTRAN文
で示すような処理を高速にベクトル処理すること
ができる。

DO 10 Ｉ＝１，Ｎ 10A(I)＝Ｂ(I)＋Ｃ(I) すなわち、（Ｂ(I)，Ｉ＝１，Ｎ）をベクトルＢ
（Ｃ(I)，Ｉ＝１，Ｎ）をベクトルＣとし、各ベク
トルの要素（Ｂ(I)，Ｃ(I)等）ごとに両者を加算
し、結果をベクトルＡとして格納する。このよう
に、ベクトル要素間の演算を、ベクトルプロセツ
サはベクトル処理手法を用いて高速に処理するこ
とができる。しかし、第１図に示すような、ベク
トルを複数の区分に分割し、区分間でのベクトル
要素間の演算（第１図では区分内のベクトル要素
の和）を任意の区分を設定して行なうような処理
は、従来のベクトルプロセツサではベクトル処理
できなかつた。このような処理を行なう場合に
は、汎用計算機で行なうように、１命令ずつ遂次
的に実行することになるので高速処理は望めな
い。第１図に示すような処理は、例えば区分ごと
の小計を求めるような処理に必須となるものであ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、ベクトルプロセ
ツサにおいて、第１図に示すような処理をベクト
ル処理として実現する方法を示すことである。具
体的には第２図に示すように、入力とするデータ
ベクトルの他に、それと対となる制御ベクトルを
用いて、制御ベクトル中の先頭または特定のパタ
ン（この場合“１”）を含む要素の次の要素から、
次の特定パタンで示される部分、または最後まで
を１区分とし、この区分内のベクトル要素の和を
求める動作を制御ベクトルの特定パタンがあらわ
れるごとにくりえすようなベクトル処理を実現す
ることである。第２図に示す結果ベクトルは、後
に、制御ベクトルと対にして、特定パタンに対応
するベクトル要素を抽出すれば、必要なデータを
得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明と実施例を参照して詳細に説明す
る。第３図は本発明の実施例を示したものであ
る。第３図において、レジスタＲ１は命令レジス
タで、４つのフイールドに分割されている。OP
フイールドは命令コードを示し、線ｌ１によつ
て、演算制御ユニツトＣ１に送られ、命令実行を
制御する。ｉフイールドは、結果ベクトルを格納
するベクトルレジスタ番号を指定し、線ｌ２によ
つて分配器Ｄ１に入力され、Ｄ１内にて、線ｌ１
２から入力される結果ベクトルを、ベクトルレジ
スタVo〜Vn−１のいずれかのレジスタに格納す
るかの制御に利用される。ｊフイールドは、制御
ベクトルが格納されているベクトルレジスタ番号
を指定し、線ｌ３によつてセレクタＳ２に入力さ
れ、ベクトルレジスタVo〜Jn−１中のいずれの
レジスタを選択するかに使用する。選択された内
容は線ｌ５にのせられる。Ｒフイールドは、デー
タベクトルが格納されているベクトルレジスタ番
号を指定し、線ｌ４によつてセレクタＳ３に入力
され、ベクトルレジスタVo〜Vn−１の中のいず
れのレジスタを選択するかに使用する。選択され
た内容は線ｌ６にのせられる。レジスタＲ３は、
制御ベクトルの１ベクトル要素を保持するレジス
タ、レジスタＲ４は特定パタンを保持するレジス
タ、比較器Ｃ３は、入力された制御ベクトル要素
が特定パタンかどうかを比較する比較器、レジス
タＲ６はその比較結果を保持するレジスタであ
る。また、レジスタＲ２は演算対象となるデータ
ベクトルの１ベクトル要素を保持するレジスタ、
演算器Ｃ２は目的とする演算を実行する演算器、
レジスタＲ５は演算の中間結果を保持するレジス
タ、線ｌ９はベクトルレジスタに結果を格納する
ために演算結果をのせるデータ線、セレクタＳ３
は比較器３Ｃの比較結果にもとづいて、レジスタ
Ｒ５の中間結果を演算器の一方の入力とするか、
初期値（この場合は‘0'）とするかを選択するセ
レクタである。

次に動作を詳細に説明する。命令レジスタＲ１
に、本動作の実行を指定する命令が入力されると
OP，ｉ，ｊ，ｋの各フイールドの内容はそれぞ
れ、演算制御ユニツトＣ１、分配器Ｄ１、セレク
タＳ１，Ｓ２に送られる。分酸合Ｄ１、セレクタ
Ｓ１，Ｓ２は、それぞれｉ，ｊ，ｋで指示された
ように分配ルートおよび選択ルートを設定する。
次に、演算制御ユニツトは、線ｌ１３により、必
要なベクトルレジスタに読み出し、書込み指示を
送出し、適なタイミングで、ｊ，ｋで指定された
ベクトルレジスタから１ベクトル要素ずつの順次
読出し、およびｉで指定されたベクトルレジスタ
へ結果の書込みを指示する。本動作は、通常のベ
クトルプロセツサと同様であるので、動作の詳細
な説明は省略する。

さて、レジスタＲ３に制御ベクトルのベクトル
要素が入力されると、レジスタＲ４中に格納され
ている特定パタンと比較器Ｃ３で比較され、結果
が線ｌ８にのせられる。そしてその結果はレジス
タＲ６に格納される。

演算されるデータベクトルのベクトル要素は、
レジスタＲ２に入力される。この出力は演算器Ｃ
２に入る。以下ではまだ比較器Ｃ３での比較結
果、比較は成立しなかつたとして説明を進める。
従つて、セレクタＳ３は、線ｌ８の指示にもとづ
き、レジスタＲ５の出力（線ｌ９上にある）をセ
レクトして、線ｌ１０にのせる。よつて、演算器
Ｃ２のもう一方の入力には、レジスタＲ５の出力
が入力されることになる。この動作をデータベク
トルのベクトル要素ごとにくりかえすと、ベクト
ル要素間の演算がつぎつぎと行なわれ、かつレジ
スタＲ５に保持される中間結果が線ｌ９、分配器
Ｄ１を介して、指定されたベクトルレジスタVo
〜Vn−１の１つに格納されていく。

上記の動作は、制御ベクトルのベクトル要素と
して特定パタンが出現するまで、一般のベクトル
処理と同様に、次々とベクトル要素をベクトルレ
ジスタから読出し、処理を継続する。

さて、制御ベクトルのベクトル要素に特定パタ
ンが出現すると、比較器Ｃ３の出力は比較成立と
なり、レジスタＲ６には比較成立を示す情報が格
納される。そして線ｌ８を介して、セレクタＳ３
に伝えられる。セレクタＳ３で、その指示にもと
づき、初期値（この場合には‘0'）をセレクトし
て、線ｌ１０にのせる。従つて、以後は、あらた
に初期値と、次のベクトル要素との演算から開始
されることになり、それまでのベクトル要素間の
演算結果には無関係となる。

以上の動作を、ベクトルレジスタに格納可能な
ベクトル長だけ繰返し、本命令の処理を終了す
る。

本実施例の説明の他にもいろいろな変形例が考
えられる。

たとえば、制御ベクトルの特定パタンは、固定
でもよいし、命令によつて変更できるようにして
もよい。命令によつて変更可能とするときには、
レジスタＲ４は必要であるが、固定のときには、
信号線“１”または“０”にすればよいので、レ
ジスタＲ４は必ずしも必要ではない。

制御ベクトルの特定パタンとの比較は、等し
い／等しくないの他に、大小その他の比較でもよ
い。また、比較器ではなく、特定パタンの検出回
路を用いてもよい。

さらに、制御ベクトルとして、本実施例に示し
たベクトルレジスタ中のデータを使用するのでは
なく、ベクトルマスクレジスタ（このレジスタは
マスク付ベクトル演算に使用され、ベクトルプロ
セツサに一般的なレジスタである）中のベクトル
マスクを利用してもよい。このときにはベクトル
マスクレジスタの内容に従つて、セレクタＳ３の
選択制御が行なわれることになる。上記の場合に
は、また、特定パタン時にのみ、結果をベクトル
レジスタに格納するようにしてもよい（マスク付
ベクトル演算と同様となる）。

本実施例では、ベクトルデータはベクトルレジ
スタ中にあるとして説明したが、主記憶上のベク
トルデータおよび制御ベクトルを読出して同様の
処理を行なうことももちろん可能である。この場
合には、結果も主記憶に格納される。

また本実施例での、演算は単に加算にとどまる
ことなく、任意の演算、たとえば論理演算
（AND，OR等）であつてもよい。

〔発明の効果〕

本実施例で示したように、本発明によつてベク
トルデータを複数の区分に分割し、区分内のベク
トル要素間の演算処理をベクトル処理として高速
処理することがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で行なう処理の一例を示した
図、第２図は、本発明で行なうベクトル処理の一
例を示した図、第３図は、本発明の実施例を示す
図である。 Ｒ１は命令レジスタ、Ｒ２はデータベクトルの
ベクトル要素を保持するレジスタ、Ｒ３は制御ベ
クトルのベクトル要素を保持するレジスタ、Ｒ４
は特定パタンを保持するレジスタ、Ｒ５は、中間
結果を保持するレジスタ。Vo〜Vn−１…ベクト
ルレジスタ、Ｃ２…演算器、Ｃ３…比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 順次入力される複数のベクトル要素の総和を
   求めるパイプライン演算器と、 演算を受けるべき複数のベクトル要素を順次そ
   のパイプライン演算器に供給する第１の手段と、 上記パイプライン演算器を制御する第２の手段
   と、 上記複数のベクトル要素を複数の群に区切るた
   めの制御ベクトルの各要素を、それに対応する演
   算を受けるべきベクトル要素がそのパイプライン
   演算器に供給されるのに同期して、上記制御手段
   に供給する第３の手段とを有し、 該制御ベクトルの各要素は、その要素が上記複
   数の群の区切りに位置するベクトル要素に対応す
   る要素のときに特定の値を有し、 該第２の手段は、該パイプライン演算器がそれ
   ぞれの群の総和を出力するように、上記特定の値
   を有する複数の制御ベクトル要素に応答して該パ
   イプライン演算器を制御するベクトルプロセツ
   サ。 ２ 該パイプライン演算器は、該第１の手段から
   供給されたベクトル要素とその出力とを加算する
   加算器からなり、 該第２の手段は、該特定の値を有する複数の制
   御ベクトル要素の各々に応答して、その演算器の
   現在の出力をその加算器に入力するのを禁止する
   手段からなる請求項１記載のベクトルプロセツ
   サ。