JPH06203057A - ベクトル演算処理装置とその並列制御方式と並列制御回路 - Google Patents

ベクトル演算処理装置とその並列制御方式と並列制御回路

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JPH06203057A
JPH06203057A JP4257886A JP25788692A JPH06203057A JP H06203057 A JPH06203057 A JP H06203057A JP 4257886 A JP4257886 A JP 4257886A JP 25788692 A JP25788692 A JP 25788692A JP H06203057 A JPH06203057 A JP H06203057A
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JP
Japan
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instruction
vector
resource
processing device
register
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JP4257886A
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Toshiaki Inoue
俊明 井上
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general
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    • G06F15/80Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハードウェア量がベクトル長に依存しない制
御方式および回路を与えることを目的とする。 【構成】 資源状態テーブル107を、ベクトル命令の
実行開始と同時に、該当資源の使用開始を宣言するため
にセットし、ベクトルデータの読み書きに使用されるメ
モリに付属のアドレス発生器101〜104のアドレス
発生終了フラグを用いてリセットする構成にしている。
ベクトル長のカウント機能をアドレス発生器に持たせる
ことにより、資源状態テーブルからベクトル長に依存す
る部分が排除されるので、ハードウェア量がベクトル長
に依存せずに一定である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ベクトル演算処理装置
に関し、さらに詳しくはベクトル演算処理装置の並列処
理の制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のベクトル演算処理装置の一
例を示しており、制御部と被制御部で構成される(例え
ば1991年9月発行の電子情報通信学会集積回路研究
会論文集ICD91−95のpp.37−44に同様の
技術が記載されている)。被制御部は第1のアドレス発
生器301、第2のアドレス発生器303、第3のアド
レス発生器311、第4のアドレス発生器313と、第
1の読み出しメモリ302、第2の読み出しメモリ30
4と、第1のバス305、第2のバス306と、第1の
演算器307、第2の演算器308と、第1のセレクタ
309、第2のセレクタ310と、第1の書き込みメモ
リ312、第2の書き込みメモリ314からなり、任意
の読み出しメモリとこれに付属するアドレス発生器、任
意の演算器と任意の書き込みメモリとこれに付属するア
ドレス発生器の組み合わせによって、ベクトル演算処理
系を構成する。ただし演算器の一方の入力につながる読
み出しメモリとバスの構成は、他の一方に示しているも
のと同様なので省いてある。被制御部では2個のベクト
ル演算処理が並列に実行可能な構成である。すなわち2
個の読み出しメモリは、出力が衝突しないように、それ
ぞれがバスを選択してデータを出力し、セレクタは、そ
れぞれが異なる演算器の出力を選択すればよい。一方の
ベクトル演算処理系が決定すると、並列に動作可能な他
方のベクトル演算処理系は一意に決定される構成であ
る。アドレス発生器301、303、311、313
は、それぞれメモリ302、304、312、314に
一連のアドレスを供給する。被制御部に供給される制御
信号は、2個の読み出しメモリ302、304の出力先
(第1のバス305または第2のバス306)を指定
し、2個のセレクタ309、310の入力を選択し、4
個のアドレス発生器301、303、311、313を
制御する。アドレス発生器は全て、与えられている制御
信号が有効な期間だけアドレスを発生し、無効な期間は
アドレス発生を停止しているものである。
【0003】制御部は命令デコーダ315、資源状態テ
ーブル316、命令実行判定器317、レジスタ318
で構成される。命令デコーダ318は、外部から入力さ
れた命令をデコードして、演算処理を行うベクトルデー
タの個数(ベクトル長)と、命令が使用する資源の種類
(要求資源)を資源状態テーブル316に、被制御部へ
の制御信号をレジスタ318に出力する。資源状態テー
ブルは、被制御部の資源(メモリ301、304、31
2、314と演算器307、308)が、それぞれ現在
使用中であるか否かの状態を保持すると同時に、その状
態を命令実行判定器317に出力する。命令実行判定器
317は、命令デコーダ315からの要求資源と資源状
態テーブル316からの使用中資源を比較し、要求資源
が未使用である(資源が競合しない)場合は、命令実行
判定器の出力をイネーブルする。命令実行判定器317
の出力は、資源状態テーブル316とレジスタ318に
与えられ、これがイネーブルの場合、資源状態テーブル
316は入力されている要求資源を新たに使用中の資源
として保持し、レジスタ318は入力されている制御信
号を被制御部へ出力することによって、命令が実行され
る。命令実行判定器317の出力がイネーブルでない場
合、資源状態テーブル316とレジスタ318の内容は
変化せず、命令の実行は資源の競合がなくなるまで保留
される。
【0004】図4は従来の資源状態テーブル316の一
例と、命令デコーダ315、命令実行判定器317の構
成を示す。資源状態テーブル316はレジスタ401、
加算器402、セレクタ403、比較器404で構成さ
れる資源状態405が資源の個数だけ、すなわち図3の
被制御部に対しては、6個存在する。資源状態405
は、命令デコーダ315の出力であるベクトル長と、命
令実行判定器317の出力を入力し、資源が使用中であ
るか否かを出力する。資源状態405は、レジスタ40
1、加算器402、セレクタ403、比較器404で構
成される、一種のカウンタである。命令実行判定器の出
力がイネーブルのとき、セレクタ403はベクトル長を
選択し、レジスタ401と、比較器404に出力する。
以後、セレクタ403は加算器402の出力を選択する
ことによって、レジスタ401と加算器402とセレク
タ403でカウンタを構成し、レジスタ401に与えら
れたベクトル長をダウンカウントしていく。ダウンカウ
ントの結果を比較器404で0と比較することによっ
て、資源の使用期間を表している。たとえば0に一致し
ない場合はハイレベルを出力し、それ以外はローレベル
を出力する比較器を用いると、資源状態405のハイレ
ベル出力は資源の使用期間を表している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなベクトル演
算処理装置においては、ベクトル長をカウントする機能
をもつカウンタが、アドレス発生器301、303、3
11、313と、資源状態テーブル316に独立に存在
するので、資源状態405が資源の使用期間を正確に表
すことができる。しかしながら、ベクトル長nが増加す
るにしたがって、カウンタのハードウェア量が1og2
nに比例しての程度で増加する。近年、メモリの増加に
よって、ベクトル長nが増加傾向にあるので、ベクトル
演算処理装置のハードウェア量の増加が避けられないと
いう不都合を生じる。
【0006】本発明では、ベクトル長の増加によらな
い、ベクトル演算処理装置およびその制御部を与えるこ
とを目的とする。
【課題を解決するための手段】本発明のベクトル演算処
置装置は、メモリ、バス、演算器および制御器で構成さ
れ、前記メモリに固有のアドレス発生器が付属し、前記
アドレス発生器の動作終了フラグが、前記制御器に与え
られる構成としている。
【0007】また、本発明のベクトル演算処理装置の並
列制御方式は、このベクトル演算処理装置において、ベ
クトル命令の実行を開始することによって、前記ベクト
ル命令が要求するメモリ、バス、演算器などの資源の使
用を開始したことを宣言し、前記命令が使用しているメ
モリのアドレス発生器の動作終了フラグをもって、前記
命令の終了とし、前記命令が使用していた全ての資源を
以後の命令のために解放する方式としている。
【0008】また、本発明のベクトル演算処理装置の並
列制御回路は、前述のベクトル演算処理装置において、
命令デコーダ、命令実行判定器、資源状態テーブル、レ
ジスタで構成され、命令デコーダの出力を命令実行判定
器の第1の入力、レジスタの第1の入力、資源状態テー
ブルの第1の入力とし、前記資源状態テーブルの出力を
前記命令実行判定器の第2の入力とし、前記命令実行判
定器の出力を前記資源状態表の第2の入力、前記レジス
タの第2の入力とする並列制御回路であり、前記資源状
態表が外部からのリセット入力をもつ回路構成としてい
る。
【0009】
【作用】アドレス発生器に、ベクトル長分のアドレスを
発生し終えたことを示すフラグ(アドレス発生終了フラ
グ)を出力する機能を付加し、アドレス発生終了フラグ
を用いて、該当する使用中の資源に対応する資源状態を
リセットすることで、資源の解放を行う。すると図4の
資源状態テーブル316内の資源状態405は、命令の
実行によって、該当資源の状態がセットされ、アドレス
発生終了フラグによってリセットされるような、1個の
フリップフロップに置き換えられる。つまり資源状態テ
ーブル316からベクトル長に依存する要素が排除され
たため、制御部のハードウェア量はベクトル長に依存し
なくなる。
【0010】
【実施例】図1に本発明のベクトル演算処理装置の一実
施例を示す。第1のアドレス発生器101、第2のアド
レス発生器102、第3のアドレス発生器103、第4
のアドレス発生器104、制御部105以外は図3に示
した従来のベクトル演算処理装置と同様の構成である。
アドレス発生器101、102、103、104はそれ
ぞれメモリ302、304、312、314にアドレス
を与える以外に、アドレス発生終了フラグを制御部に出
力する機能を含んでいる。制御部は、命令デコーダ10
6、資源状態テーブル107、命令実行判定器108、
レジスタ109で構成され、制御部105の動作は従来
の技術と同様である。資源状態テーブル107はアドレ
ス発生終了フラグをリセット入力として、資源の状態を
リセットできる構成である。
【0011】図2に本発明の資源状態テーブルの一実施
例を示す。空テーブル選択器201、第1の状態レジス
タ202、第2の状態レジスタ203、ORゲートの列
204で構成される。各状態レジスタは、セット入力で
セットされ、リセット入力でリセットされるフリップフ
ロップ6個で構成され、各フリップフロップが、特定の
資源状態(使用中か否か)を表している。例えば使用中
をハイレベル、その他をローレベルで定義すると、各状
態レジスタの該当するフリップフロップの出力のOR論
理の結果が、該当する資源の状態を表している。空テー
ブル選択器201は、2個のレジスタのうち、空いてい
る方を選択して、資源の状態をセットする信号を与える
論理回路である。命令デコーダ106から得られる要求
資源は資源状態テーブル107の空テーブル選択器20
1を通して、空いている方の状態レジスタ202または
203に与えられる。命令実行判定器108の出力は空
テーブル選択器に与えられ、これがイネーブルのとき、
状態レジスタの値が書き換えられる。
【0012】状態レジスタ202をベクトル演算処理1
で使用されている資源の状態に、また状態レジスタ20
3をベクトル命令2で使用されている資源の状態に割り
当てることによって、2個のベクトル演算処理が並列に
動作した場合にも独立に資源の状態を把握することがで
き、支障無く並列動作の制御が可能である。本実施例で
は、2個のベクトル演算処理の各々に状態レジスタを割
り当てることによって、ベクトル長に関係なく12個の
フリップフロップで資源の状態を保持できる。これに対
して、図4に示す従来例では、ベクトル長が3の場合、
2個のフリップフロップからなるレジスタ401が6個
(合計12個)、と2ビットの加算器402、セレクタ
403、比較器404がそれぞれ6個必要になり、これ
らのハードウェア量はベクトル長の増加とともに増えて
いく。従って、ベクトル長が3以上の場合、本発明によ
る制御部のハードウェア量は小さくなる。
【0013】本発明は上述したような、2並列のベクト
ル演算処理装置に限らず、それ以上の並列度のものに対
しても適用できる。また資源状態を表現するために、便
宜的に使用中をハイレベル、それ以外をローレベルで表
現したが、これを逆に定義しても、本発明の範囲を逸脱
するものではないことは明らかである。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
資源の解放をアドレス発生器のアドレス発生終了フラグ
を用いて行うことができ、資源状態テーブルにベクトル
長をカウントすることは不要になる。この結果、資源状
態テーブルのハードウェアを簡単にし、かつ、ベクトル
長に依存しない資源状態テーブルを構成することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のベクトル演算処理装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】本発明の資源状態テーブルの一実施例を示すブ
ロック図である。
【図3】従来のベクトル演算処理装置の一例を示すブロ
ック図である。
【図4】従来の資源状態テーブルの一例を示すブロック
図である。
【符号の説明】
101、102、103、104、301、303、3
11、313 アドレス発生器 105 制御部 106、315 デコーダ 107、316 資源状態テーブル 108、317 命令実行判定器 109、318 レジスタ 302、303 読み出しメモリ 312、314 書き込みメモリ 305、306 バス 307、308 演算器 309、310 セレクタ 201 空テーブル選択器 202、203 状態レジスタ 204 ORゲート列 401 レジスタ 402 加算器 403 セレクタ 404 比較器 405 資源状態

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリ、バス、演算器およびその制御器
    で構成され、前記メモリの出力が、前記演算器に与えら
    れ、前記演算器の出力が前記メモリに与えられるベルト
    ル演算処理装置であって、前記メモリ固有のアドレス発
    生器が付属し、前記アドレス発生器の動作終了フラグ
    が、前記制御器に与えることを特徴とするベクトル演算
    処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1のベクトル演算処置装置の並列
    制御方式であって、ベクトル命令の実行を開始すること
    によって、前記ベクトル命令が要求するメモリ、バス、
    演算器などの資源の使用を開始したことを宣言し、前記
    命令が使用しているメモリのアドレス発生器の動作終了
    フラグをもって、前記命令の終了とし、前記命令が使用
    していた全ての資源を以後の命令のために解放すること
    を特徴とする並列制御方式。
  3. 【請求項3】 請求項1のベクトル演算処理装置の並列
    制御回路であって、命令デコーダ、命令実行判定器、資
    源状態テーブル、レジスタで構成され、命令デコーダの
    出力を命令実行判定器の第1の入力、レジスタの第1の
    入力、資源状態テーブルの第1の入力とし、前記資源状
    態テーブルの出力を前記命令実行判定器の第2の入力と
    し、前記命令実行判定器の出力を前記資源状態表の第2
    の入力、前記レジスタの第2の入力とする並列制御回路
    において、前記資源状態テーブルが請求項1のアドレス
    発生終了フラグをリセット信号とする、リセット入力を
    もつことを特徴とする並列制御回路。
JP4257886A 1992-09-28 1992-09-28 ベクトル演算処理装置とその並列制御方式と並列制御回路 Pending JPH06203057A (ja)

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EP0590606A3 (en) 1994-10-12

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Effective date: 19970506