JPH0668283A - データフロー型情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データフロー型情報処理装置の動作をより高
速化する。 【構成】 データフロープログラムを記憶し、入力され
るデータパケットの行先情報に基づき、連鎖的に即時に
実行可能な一連の演算を検出し、一連のデータパケット
として出力するデータパケット出力部６６と、データパ
ケット出力部６６から入力される一連のデータパケット
に対し、先行する演算に対する演算結果を後続する演算
の入力に用いることにより一連の演算を実行し、その演
算結果を、データパケットに含まれる行先情報により特
定されるノードに向けて出力するための演算処理部５４
とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はデータフロー型情報処
理装置に関し、特に、データパケットの数を少なくする
ことにより高速演算が可能なデータフロー型情報処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機は、大別してノイマン型計算機と
非ノイマン型計算機とに分類される。

【０００３】ノイマン型計算機においては、種々の命令
がプログラムとして予めプログラムメモリに記憶されて
いる。プログラムカウンタと呼ばれる特別なカウンタに
よってプログラムメモリのアドレスが逐次指定されるこ
とにより、順次プログラムメモリから命令が読出され
る。その命令を実行するとともに、次に実行される命令
の、プログラムメモリ中のアドレスをプログラムカウン
タにセットすることにより、多様な処理が実行される。

【０００４】一方、非ノイマン型計算機は、プログラム
カウンタによる逐次的な命令の実行という概念を持たな
い。データフロー型情報処理装置はそのような非ノイマ
ン型計算機の一種である。データフロー型情報処理装置
のアーキテクチャとしては、ノイマン型計算機のような
逐次処理ではなく、命令の並列処理を基本としたものが
採用される。

【０００５】データフロー型情報処理装置においては、
各演算の実行に必要なデータが揃い次第、その演算を含
む命令の実行が可能となる。データが揃い次第複数の命
令が同時に実行されるために、データの自然な流れに従
って並列的にプログラムが実行される。そのため、演算
の所要時間が大巾に短縮するものとされている。

【０００６】図１２は、従来のデータフロー型情報処理
装置の構成を示すブロック図である。図１２を参照し
て、従来のデータフロー型情報処理装置は、プログラム
記憶部（ＰＳ）１１０と、対データ検出部（ＦＣ）１１
２と、演算処理部（ＦＰ）１１４とを含む。プログラム
記憶部１１０と対データ検出部１１２との間にはデータ
パケットの流路１１６が２本設けられている。対データ
検出部１１２と演算処理部１１４との間はデータパケッ
トの流路１１８で接続されている。演算処理部１１４と
プログラム記憶部１１０との間はデータパケットの流路
１２０によって接続されている。

【０００７】図１２に示されるデータフロー型情報処理
装置においては、図５に示されるようなフォーマットの
データパケットが流路１１６、１１８、１２０を流れて
いくことにより演算が行なわれる。図５を参照して、デ
ータパケットには命令フィールドと、行先フィールド
と、データ第１フィールドと、データ第２フィールド
と、タグフィールドとが設けられている。命令フィール
ドは、データ第１フィールドまたはデータ第２フィール
ドに格納されているデータに対して行なわれる命令（演
算）を特定する命令情報を格納する。行先フィールドに
は、このデータパケットに対する演算結果を格納したデ
ータパケットが、プログラム記憶部１１０内に格納され
ているデータフロープログラムのどのノードに与えられ
るかを示す行先情報が格納されている。演算対象のデー
タはデータ第１フィールドまたはデータ第２フィールド
に格納されている。タグフィールドには、命令フィール
ドに格納されている命令が１入力命令であるか、２入力
命令であるかを示す２入力命令情報などが格納されてい
る。

【０００８】図１２を参照して、プログラム記憶部１１
０にはデータフロープログラムが記憶されている。デー
タフロープログラムの各行（ノードと呼ぶ）には、命令
情報と、その命令による演算結果が供給されるノード名
を示す行先情報と、タグフィールドに格納される情報と
が含まれている。

【０００９】プログラム記憶部１１０は、演算処理部１
１４から流路１２０を通ってデータパケットが入力され
ると、そのデータパケットの行先フィールドによって示
されるノードの情報を読出す。そしてそのノードに格納
されている命令情報、行先情報、タグ情報などと、入力
されたデータパケットのデータとからデータパケットを
生成し、流路１１６を介して対データ検出部１１２に与
える。このとき、データパケットの演算が２入力命令で
あればそのデータパケットが２つの入力のいずれのもの
であるか（右、左と呼ぶ）に従って、２本の流路１１６
のいずれか一方にパケットを出力する。

【００１０】対データ検出部１１２は、入力されるデー
タパケットの命令情報が１入力命令を示している場合に
は、そのまま流路１１８を介して演算処理部１１４に与
える。データパケットの命令情報が２入力命令を示して
いる場合には、対データ検出部１１２は待合せ処理を行
なう。待合せ処理とは、同じ行先情報、同じ命令情報を
有する異なる２つのパケットを検出し、その行先情報、
命令情報を用い、かつ１つで前述の２つのデータを持つ
パケットを作成して演算処理部１１４に出力する処理で
ある。このような２つのパケットが揃うまで、先に到着
したデータパケットは対データ検出部１１２に一時格納
されている。

【００１１】演算処理部１１４に与えられたデータパケ
ットに対しては、演算処理部１１４においてデータパケ
ットの命令情報にしたがって演算が行なわれる。演算結
果はデータパケットのデータフィールド１に格納され
る。演算結果を含むデータパケットは流路１２０を介し
てプログラム記憶部１１０に与えられる。このとき、デ
ータパケットの行先情報には、プログラム記憶部１１０
から出力されたときの行先情報が格納されている。

【００１２】プログラム記憶部１１０は、入力されたデ
ータパケットの行先フィールド中の行先情報によって指
定されるノードに格納されている情報に従って次のデー
タパケットを生成して出力する。

【００１３】このようにデータパケットがプログラム記
憶部１１０と対データ検出部１１２と演算処理部１１４
とを順次循環していくことによりデータフロープログラ
ムが実行される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のデ
ータフロー型情報処理装置では、演算に必要なデータが
揃うと即時にその演算が実行される。この演算処理は並
列的なものとなる。したがって、データフロー型情報処
理装置では従来の逐次処理型計算機よりも処理を高速化
できると考えられる。

【００１５】しかし、従来のデータフロー型情報処理装
置には次のような改善すべき点が存在する。プログラム
記憶部１１０から出力される命令が１入力命令であっ
て、かつその演算結果がただ１つのノードに与えられる
場合を考える。この場合には、プログラム記憶部１１０
からそのデータパケットが出力された時点で、そのデー
タパケットの次アドレスのノードが出力されたデータパ
ケットの行先情報を調べるだけで簡単に知ることができ
る。次アドレスのノードを知ることにより、出力された
データパケットの演算結果を用いて連続して実行可能で
ある。しかしこの場合でも、従来のデータフロー型情報
処理装置では、そのデータパケットが演算処理部１１４
による演算を経て、演算結果を含むデータパケットがプ
ログラム記憶部１１０まで到達しなければ次の命令の実
行を開始することができなかった。演算結果を含むデー
タパケットが到着する前にも、次の命令を含むデータパ
ケットを送出することは可能であるから、何らかの改良
を行なうことによりデータフロープログラムの実行に必
要なデータパケットの数を減らし、より処理を高速化す
ることが可能であると考えられる。同様に対データ検出
部１１２で待合せ処理が完了しデータパケットが出力さ
れる場合にも、そのデータパケットの行先情報が１箇所
のノードを示すものであれば、次に実行可能となるノー
ドを簡単に識別できる。この場合にもより処理を高速化
することが可能であると考えられる。

【００１６】それゆえに請求項１に記載の発明の目的
は、データパケットの数を減らし、それによってより高
速に処理を行なうことができるデータフロー型情報処理
装置を提供することである。

【００１７】請求項２に記載の発明の目的は、１つのデ
ータが供給されることにより実行可能となる一連の処理
を、データパケットをすべての処理について循環させる
ことなく実行することにより、より高速に処理を行なう
ことができるデータフロー型情報処理装置を提供するこ
とである。

【００１８】請求項３に記載の発明の目的は、複数入力
命令を含む演算に必要なデータが供給された時点で実行
可能となる一連の処理を、すべての処理についてデータ
パケットを循環させることなく実行することにより、処
理を高速化できるデータフロー型情報処理装置を提供す
ることである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のデータ
フロー型情報処理装置は、データに対して行なわれる演
算と、演算結果の供給先ノードを特定するための行先情
報とを含む複数個のノード情報を含むデータフロープロ
グラムを記憶し、入力されるデータパケットに含まれる
行先情報に基づいて、前記データフロープログラム中で
連鎖的に即時に実行可能な一連の１以上の演算を検出
し、それら演算を特定する演算情報と、それら演算の演
算結果の行先情報とを含む一連の１以上のデータパケッ
トを出力するためのデータパケット出力手段と、データ
パケット出力手段により出力される一連のデータパケッ
トに対し、先行する演算に対する演算結果を後続する演
算の入力に用いることにより、一連の演算を実行し、演
算結果を含むデータパケットを、一連のデータパケット
に含まれる行先情報により特定されるノードに向けて出
力するための演算手段とを含む。

【００２０】請求項２に記載のデータフロー型情報処理
装置は、請求項１に記載の装置であって、そのデータパ
ケット出力手段は、データフロープログラムを記憶し、
入力されるデータパケットに含まれる行先情報により特
定されるノードに含まれる演算を特定するための演算情
報と、演算に必要なデータとを含むデータパケットを出
力するとともに、出力されるデータパケットに含まれる
演算情報が１入力で実行開始可能であって、かつ行先情
報がただ１つの行先ノードを特定する限り、行先ノード
に含まれる演算情報を含むデータパケットを出力するこ
とを繰返すためのプログラム記憶手段と、プログラム記
憶手段に接続され、プログラム記憶手段から出力される
データパケットに対する演算の実行開始が可能かどうか
を検出し、実行可能なデータパケットを順次演算手段に
向けて出力するための対データ検出部とを含む。

【００２１】請求項３に記載のデータフロー型情報処理
装置は、請求項２に記載の装置であって、データパケッ
ト出力手段はさらに、演算可能データパケット出力手段
から演算手段に向けて出力される実行可能なデータパケ
ットに含まれる演算情報が複数入力演算であって、かつ
行先情報が単一のノードを示すときに限り所定の第１の
値をとり、それ以外の場合には第１の値と異なる所定の
第２の値をとる検出信号と、行先情報を表わす行先情報
信号とを出力するための手段と、検出信号が第１の値と
なったことに応答して、行先情報信号により特定される
ノードに基づいてデータパケットを出力するようにプロ
グラム記憶手段を制御するための手段とを含む。

【００２２】

【作用】請求項１に記載のデータフロー型情報処理装置
では、入力されるデータパケットに含まれる行先情報に
基づき、連鎖的に実行可能な一連の１以上のノードが検
出され、それら一連のノードと行先情報とを含む一連の
１以上のデータパケットがデータパケット出力手段から
演算手段に出力される。演算手段は、一連のデータパケ
ットに対し、先行する演算に対する演算結果を後続する
演算の入力に用いることによって一連の演算を実行す
る。演算結果は、一連のデータパケットに含まれる行先
情報により特定されるノードに向けてデータパケットと
して出力される。連鎖的に実行可能な演算に対しては、
その一連の演算の演算結果のデータパケットのみが演算
手段から出力され、途中の演算の演算結果のデータパケ
ットの出力は行なわれない。

【００２３】請求項２に記載のデータフロー型情報処理
装置では、プログラム記憶手段にデータパケットが入力
されると、そのデータパケットの行先情報によって特定
されるノードに含まれる情報に従ってデータパケットが
演算可能データパケット出力手段に出力される。出力さ
れるデータパケットに含まれる演算情報が１データで実
行開始可能であって、かつ行先情報がただ１つの行先ノ
ードを特定する場合には、行先ノードに含まれる演算情
報を持ったデータパケットが出力され、この処理は上述
の条件が満たされる限り繰返して行なわれる。対データ
検出部は入力されるデータパケットのうち、１データで
実行可能なデータパケットを順次演算手段に向けて出力
する。したがって、１データで実行開始可能であってか
つ行先情報がただ１つの行先ノードを特定する演算は、
その一連の演算の先頭に必要なデータが供給されること
によって次々と対データ検出部から演算手段に向けて一
連のデータパケットとして与えられる。演算手段では、
この一連のデータパケットのうち、先行する演算の演算
結果を後続する演算の入力に用いて処理を行なう。演算
結果は、一連のデータパケットに含まれる行先情報によ
り特定されるノードに向けてデータパケットとして出力
される。一連の１入力、１出力命令は、先頭の演算に必
要なデータが供給されることにより、次々と演算手段に
与えられる。演算手段では、途中の演算結果のデータパ
ケットを出力することなく、この一連の演算を行ない、
最終の演算結果のみをデータパケットとして出力する。

【００２４】請求項３に記載のデータフロー型情報処理
装置では、一連の１入力、１出力の命令は、先頭の演算
開始に必要なデータが供給されると同時にプログラム記
憶手段、対データ検出部を経て一連のデータパケットと
して演算手段に与えられる。さらに、２入力命令がプロ
グラム記憶手段から演算可能データパケット出力手段に
与えられ、演算可能データパケット出力手段においてこ
のデータパケットに対する演算の実行開始が可能である
ことが検出されると、そのデータパケットがコピー出力
を持たず、行先情報が１入力のノードであるときに限
り、検出信号が第１の値となる。この検出信号が第１の
値となったことに応答して、行先情報信号により特定さ
れるノード情報に基づいて次のデータパケットがプログ
ラム記憶手段から演算可能データパケット出力手段に出
力される。このとき、プログラム記憶手段は、出力され
るデータパケットに含まれる演算情報が一連の１入力、
１出力命令である場合にはそれらのデータパケットを繰
返し出力する。これら一連のデータパケットは演算可能
データパケット出力手段を経て演算手段に与えられ、前
述のようにその演算結果のみのデータパケットが演算手
段から出力される。

【００２５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例のデータフロー型
情報処理装置のブロック図である。図１を参照して、こ
のデータフロー型情報処理装置は、入力されるデータパ
ケットに含まれるデータによって演算が可能となる一連
のデータパケットをデータパケットの流路６２に出力す
るためのデータパケット出力手段の一例のデータパケッ
ト出力部６６と、流路６２を介してデータパケット出力
部６６に接続され、一連のデータパケットのうち、先行
するデータパケットによる演算結果を後続するデータパ
ケットの演算の入力に用いて一連の演算を実行し、演算
結果を最終のデータパケットに含まれる行先情報に従っ
て生成するデータパケットに格納して流路６４に出力す
るための演算手段の一例の演算処理部５４とを含む。演
算処理部５４の出力とデータパケット出力部６６の入力
とは流路６４により接続されている。

【００２６】このデータフロー型情報処理装置において
使用されるデータパケットのフォーマットとしては、図
５に示す２種類がある。流路６２には２データを必要と
することがあるので、図５（ａ）のように２データのフ
ォーマットが用いられ、流路６０，６４には図５（ｂ）
に示すデータのフォーマットが用いられる。ただし、タ
グフィールドには、従来技術でも用いられていた２入力
命令情報に加え、この命令の演算結果を与えられるノー
ドが１つであるかどうかを示す１出力情報が格納され
る。

【００２７】再び図１を参照して、データパケット出力
部６６は、プログラム記憶手段の一例のプログラム記憶
部５０と対データ検出部５２とを含む。プログラム記憶
部５０の入力はデータパケットの流路６４に接続されて
いる。プログラム記憶部５０と対データ検出部５２と
は、２本のデータパケット流路６０によって接続されて
いる。データパケットの命令情報が２入力命令を示すも
のである場合、データがその２入力の左右いずれに供給
されるかに従って、流路６０のいずれかが選択される。
さらに本発明のデータフロー型情報処理装置において
は、対データ検出部５２からプログラム記憶部５０に対
して帰還するマッチング線５６とマッチングデータ線５
８とを含む。マッチング線５６には、対データ検出部５
２において待合せ処理が行なわれ、待合せが完了して出
力されるデータパケットの出力先が１箇所のみであると
きにハイレベルとなり、他の場合にはローレベルとなる
マッチング検出信号が出力される。マッチングデータ線
５８には、このときの、対データ検出部５２から出力さ
れるデータパケットの行先情報を示すデータがプログラ
ム記憶部５０に対して与えられる。

【００２８】図２を参照して、プログラム記憶部５０
は、流路６４に接続された入力パケットバッファ６８
と、データフロープログラムを記憶し、入力パケットバ
ッファ６８から行先情報を受取り、対応するノードの情
報を出力するためのプログラムメモリ７２と、入力パケ
ットバッファ６８とプログラムメモリ７２とにそれぞれ
接続され、プログラムメモリ７２から与えられる命令情
報、行先情報、タグ情報などと、入力パケットバッファ
６８から与えられるデータとからデータパケットを生成
して出力するための第１のパケット生成回路７４および
第２のパケット生成回路７６と、入力パケットバッファ
６８に接続され、対データ検出部５２からのマッチング
データ線５８およびマッチング線５６が接続され、マッ
チング線およびマッチングデータ線の信号と、入力パケ
ットバッファ６８からの行先情報とに基づいてプログラ
ムメモリ７２を制御し、行先情報またはマッチングデー
タ線５８によって特定されるノードの情報を出力させる
ためのコントローラ７０とを含む。

【００２９】図３を参照して、対データ検出部５２は、
データパケット流路６０に接続された入力パケットバッ
ファ７８、８０と、２入力命令のデータの待合せを行な
うために、データパケットの情報を一旦格納するための
待合せメモリ８４と、入力パケットバッファ７８、８０
と待合せメモリ８４とに接続され、入力されるパケット
と待合せメモリ８４に格納されているデータパケットの
情報とに基づき、演算開始に必要なデータが揃ったデー
タパケットを生成するための情報を出力するためのマッ
チングコントロール回路８２と、マッチングコントロー
ル回路８２から与えられるデータに基づいてデータパケ
ットを生成し、流路６２を介して演算処理部５４に出力
するためのパケット生成回路８６とを含む。マッチング
コントロール回路８２はまた、２入力命令の実行開始の
ためのデータが２つ揃った時点で、この命令の行先情報
がただ１つのノードを示す場合にマッチング線５６をハ
イレベルとし、マッチングデータ線５８に行先情報を表
わす情報を出力する。

【００３０】図４を参照して、演算処理部５４は、デー
タパケット流路６２に接続された入力データバッファ９
０と、それぞれ入力データバッファ９０に接続されたデ
ータ１レジスタ９２、データ２レジスタ９４と、入力デ
ータバッファ９０に接続された命令情報レジスタ９８
と、命令情報レジスタ９８とデータ１レジスタ９２とデ
ータ２レジスタ９４とに接続され、命令情報レジスタ９
８に格納された命令に従って、レジスタ９２、９４に格
納されたデータ間に演算を行なって出力するための算術
論理ユニット（ＡＬＵ）９６と、ＡＬＵ９６の出力に接
続された出力データバッファ１００と、出力データバッ
ファ１００の出力に基づいてパケットを生成して流路６
４に出力するためのパケット生成回路１０２とを含む。
演算処理部５４はさらに、出力データバッファ１００の
格納内容を、所定の条件の成立時にデータ１レジスタ９
２に帰還させるための帰還用ゲート１０４、ＡＮＤゲー
ト１０８を含む。帰還用ゲート１０４の入力は出力デー
タバッファ１００に、出力はデータ１レジスタ９２にそ
れぞれ接続されている。ＡＮＤゲート１０８の一方の入
力が命令情報レジスタ９８に、他方の入力は入力データ
バッファ９０に対するタイミング信号生成回路１０６ａ
の出力にそれぞれ接続されている。ＡＮＤゲート１０８
の出力は帰還用ゲート１０４の制御端子に接続されてい
る。命令情報レジスタ９８には、入力されたデータパケ
ットの行先情報が１出力を表わすものかどうかを示す情
報が格納されており、この情報はＡＮＤゲート１０８お
よび出力データバッファ１００に与えられる。入力デー
タバッファ９０、データレジスタ９２、９４、ＡＬＵ９
６、出力データバッファ１００、パケット生成回路１０
２にはそれぞれタイミング信号生成回路１０６ａ〜１０
６ｅが接続されている。タイミング信号生成回路１０６
ａ〜１０６ｅは、タイミング信号線１０９によって相互
に接続され、データの送受信のタイミングを管理する信
号を各部に与える。タイミング信号生成回路は、プログ
ラム記憶部５０，対データ検出部５２にも存在する。

【００３１】この実施例のデータフロー型情報処理装置
は、従来の技術の問題点を解決するために、次のような
思想に基づいて構成されている。図１２を参照して従来
のデータフロー型情報処理装置におけるデータフロープ
ログラムの実行において、命令情報が１入力を示してい
る場合を考える。この場合、この命令は１データで演算
を実行することが可能である。しかしこの場合にも、演
算処理部１１４から出力されたデータパケットは、プロ
グラム記憶部１１０で命令情報・行先情報が交換された
後、対データ検出部１１２を経由して再び演算処理部１
１４に到達する。この場合、演算結果については演算処
理部１１４から送出されたときと演算処理部１１４に再
び到達したときとで何ら変わりはない。単に命令情報と
行先情報がプログラム記憶部１１０によって交換されて
いるだけである。

【００３２】そこで、何らかの方法を用いてデータパケ
ットの命令情報・行先情報だけを交換可能とすることを
考える。この場合、演算処理部１１４、プログラム記憶
部１１０、対データ検出部１１２をパケットが巡回する
必要がなくなる。パケットの巡回自体には比較的長時間
が必要なために、パケットを減少させ、データパケット
の巡回に必要な時間をなくすことでデータフロープログ
ラムの実行を早くすることが可能となる。

【００３３】本実施例のデータフロー型情報処理装置で
は、次のような機能をプログラム記憶部１１０、対デー
タ検出部１１２、演算処理部１１４に加えることで、従
来技術の問題点を解決する。 １．データフロープログラムにおける設定（変更） 図６は、プログラム記憶部５０に格納されるデータフロ
ープログラムのフォーマットである。このデータフロー
プログラムの各ノードはそれぞれアドレスＡ、Ａ＋１、
…、Ｂ、Ｂ＋１などに格納されている。各ノードは、命
令情報と、行先情報と、コピー情報と、定数情報と、２
入力命令情報とを含む。さらに、本発明に係るデータフ
ロー型情報処理装置で実行するデータフロープログラム
には次のような変更が施されている。

【００３４】（１） 図６に示されるように、データフ
ロープログラム内の各行に、従来の２入力命令情報に加
え、１出力情報のフィールドを設ける。１出力情報と
は、この命令の演算結果の行先ノードがただ１つである
かどうかを示すためのものである。１出力情報が“１”
のときには行先ノードがただ１つであることを表わす。
“０”のときはこれが成立たないことを示す。

【００３５】同様に２入力命令情報は、従来の場合と同
様に“１”のときにはこの演算に必要なデータが２つで
あることを示し、“０”のときには１つであることを示
す。

【００３６】（２） 上述の２入力命令情報と並んで１
出力情報についても、データフロープログラム作成時に
処理に応じた情報を作成しておく。 ２．本実施例装置の特別な動作 図１を参照して、本実施例に係る装置のプログラム記憶
部５０と、対データ検出部５２と、演算処理部５４には
それぞれ、以下のような機能を行なう機構が付与されて
いる。

【００３７】（１） プログラム記憶部５０ プログラム記憶部５０は、読出されたデータフロープロ
グラムのノードの２入力情報および１出力情報を、出力
パケットのタグフィールドに格納してパケットの出力を
行なう。プログラム記憶部５０はこのとき、２入力情報
が２入力を示していない場合つまり命令情報が１データ
で処理できる命令（１入力命令）である場合には、連続
して出力パケットの行先情報で特定されるノードのデー
タフロープログラムを読出し、そこに格納されている情
報に従ってデータパケットを出力する。プログラム記憶
部５０は、このような方法でデータパケットを出力す
る。

【００３８】（２） 対データ検出部５２は、入力され
るデータパケットのうち、２入力命令情報が２入力を示
しているパケットについてのみ待合せ処理を行なう。１
入力命令のパケットについては直ちに演算処理部５４に
向けて出力する。

【００３９】２入力命令の待合せ処理が完了し、２入力
命令のデータパケットが出力されるとき、対データ検出
部５２は次のような動作を行なう。出力されるデータパ
ケットの１出力情報が１出力を示す値となっている場合
には、対データ検出部５２はその出力されるデータパケ
ットの行先情報をマッチングデータ線５８（図１参照）
に出力し、同時にマッチング線５６（図１参照）をハイ
レベルとする。マッチング線５６がハイレベルとなるこ
とにより、出力されるデータパケットの１出力情報が１
出力を示しているということを示す検出信号がプログラ
ム記憶部５０に与えられる。対データ検出部５２は、こ
のようにしてプログラム記憶部５０に対して行先情報を
帰還させた後、プログラム記憶部５０から送られてくる
２入力命令情報が２入力を示す値ではないパケットを、
前述のパケットに連続して演算処理部５４に向けて出力
する。

【００４０】また、プログラム記憶部５０から与えられ
るデータパケットのうち、２入力命令情報が２入力を示
す値ではなく、かつ１出力情報が１出力を示す値となっ
ているパケットは演算処理部５４にそのまま出力すると
ともに、後に送られてくるパケットのうち、２入力命令
情報が２入力を示していない連続するパケットを同様に
連続して演算処理部５４に出力する。

【００４１】（３） プログラム記憶部５０では、前述
のように１入力命令のデータパケットを連続して出力す
るのと別に、マッチング線５６がハイレベルとなったと
きには次のような動作を行なう。プログラム記憶部５０
は、マッチング線５６がハイレベルとなれば、マッチン
グデータ線５８に対データ検出部５２から出力される行
先情報を読込み、その行先情報に対応するデータフロー
プログラムのノードの情報を読出す。そしてこのノード
に格納されている情報に基づき、対データ検出部５２に
データパケットを送出する。このデータパケット送出時
にも、出力されるデータパケットが１入力・１出力命令
である場合には、前述のようにその行先情報のノードに
従って次々と連続してデータパケットを出力する。

【００４２】（４） 演算処理部５４は、入力パケット
の１出力情報が１出力を示す値となっている場合には、
演算結果をデータレジスタに保持する。この演算結果
は、連続して入力される後のパケットの演算に対して入
力として使用される。この場合演算結果を含むデータパ
ケットの出力は行なわれない。次にパケットが入力され
た場合、データレジスタに保存されている演算結果をデ
ータとして演算が行なわれる。そして一連のデータパケ
ットの入力が終了した時点で、一連の演算の演算結果を
含むデータパケットが、最終のデータパケットに含まれ
る行先情報に従ってプログラム記憶部５０に向けて出力
される。

【００４３】以上のようにすることにより、データフロ
ープログラム中の１入力１出力パケットからなる一連の
演算処理および２入力１出力命令とその命令の後に続く
１入力１出力命令からなる一連の演算処理についてはパ
ケットが連続して演算処理部に送られる。演算処理部で
は次々と入力されるデータパケットに対して、先行する
データパケットの演算結果を後続するデータパケットに
対する演算の入力として使用し、一連の演算を行なう。
そして一連の演算が終了した時点で、その結果を最終の
データパケットに含まれる行先情報とともに出力する。
したがって全体としてデータパケットの数を減らすこと
ができ、データフロープログラムの実行速度を上げるこ
とができる。

【００４４】以下、図１〜図６に示される本実施例のデ
ータフロー型情報処理装置の動作をより詳細に説明す
る。

【００４５】図２を参照して、プログラム記憶部５０は
以下のように動作する。 （１） 基本的な動作として、入力パケットがあれば、
入力パケットに含まれる行先情報に対応するノードの情
報をプログラムメモリ７２から読出し、その内容に対応
するパケットをパケット生成回路７４、７６を用いて対
データ検出部５２に出力する。

【００４６】（２） 入力パケットに含まれる行先情報
に基づいて読出したノード情報のコピー情報が“１”で
あれば、（１）の動作とともに、読出したノードの直後
のアドレスに格納されたノード情報に基づいてデータパ
ケットを出力する。

【００４７】（３） 入力パケットの行先情報に基づい
て読出したノード情報に含まれる定数情報が“１”であ
れば、（１）と同時に、読出したノードの直後のアドレ
スに格納されている情報をデータとし、データ交換を行
なったパケットを（１）と同様に出力する。

【００４８】（４） 入力パケットの行先情報に対応す
るノードから読出した情報に含まれる２入力命令情報が
“０”でかつ１出力情報が“１”であれば、読出したノ
ードに含まれる行先情報に基づいてさらにその行先情報
に対応するノード情報を読出す。そして、新たに読出さ
れたノードに含まれる情報に対応するデータパケット
を、直前のデータパケットに続いて出力する。さらに、
このときの新たに読出された情報に含まれる２入力命令
情報が“０”でかつ１出力情報が“１”であれば、同様
に新たに読出された行先情報に対応するノードを読出
し、そのノードに含まれる情報に対応するデータパケッ
トも出力する。そして、上述のような条件が満たされな
くなるまでこのような処理を繰返し行なう。

【００４９】（５） コントローラ７０は、対データ検
出部５２からのマッチング線５６がハイレベル（ＯＮ）
となった場合、マッチングデータ線５８の内容を読込
む。マッチングデータ線５８には、対データ検出部５２
でマッチングが検出された２入力１出力命令の行先情報
が出力されている。コントローラ７０は、読込んだ行先
情報をプログラムメモリ７２に与える。プログラムメモ
リ７２は、与えられた行先情報に対応するノード情報を
読出し、上述の（４）に従ってデータパケットの出力を
行なう。

【００５０】図３を参照して、対データ検出部５２は以
下のような動作を行なう。 （６） マッチングコントロール回路８２は、入力パケ
ットバッファ７８、８０に一旦格納された入力パケット
に含まれる２入力命令情報が“０”であれば、そのまま
そのデータパケットをパケット生成回路８６から流路６
２を介して演算処理部５４に向けて出力する。

【００５１】（７） マッチングコントロール回路８２
は、入力パケットバッファ７８、８０に一旦格納された
入力パケットの２入力命令情報が“１”であれば、次の
ような処理を行なう。マッチングコントロール回路８２
は、まず待合せメモリ８４内に、入力パケットとマッチ
ングするデータパケットが待避されているかどうかをチ
ェックする。その結果により以下のような動作を行な
う。

【００５２】（ａ） 待合せメモリ８４にマッチングす
るデータパケットが待避されていない場合には、入力パ
ケット７８または８０内の入力パケットを待合せメモリ
８４に一旦待避させる。

【００５３】（ｂ） マッチングするデータパケットが
待合せメモリ８４に待避されていれば、入力パケットと
この待避されているデータパケットとのマッチングを行
ない、新たなデータパケットを生成してパケット生成回
路８６から流路６２を介して演算処理部５４に向けて出
力する。このとき、出力されるデータパケットの１出力
情報が“１”であればマッチング線５６をＯＮとし、マ
ッチングデータ線５８に、出力されるデータパケットに
含まれる行先情報を出力する。

【００５４】図４を参照して、演算処理部５４は次のよ
うな動作を行なう。対データ検出部５２より送られてく
るデータパケットは入力データバッファ９０に一旦格納
される。このうち命令情報は命令情報レジスタ９８に格
納される。データ１、データ２は、それぞれデータ１レ
ジスタ９２、データ２レジスタ９４に格納される。デー
タ１レジスタ９２には、後述するように出力データバッ
ファ１００の値が帰還される場合がある。

【００５５】ＡＬＵ９６は、命令情報レジスタ９８とデ
ータ１レジスタ９２、データ２レジスタ９４から必要な
情報を読込み、演算を行なって出力データバッファ１０
０に出力する。出力データバッファ１００は、命令情報
レジスタ９８の一部に格納された１出力情報の値によ
り、ＡＬＵ９６の出力をパケット生成回路１０２または
帰還用ゲート１０４のいずれかに与える。この場合１出
力情報が“１”である場合には出力データバッファ１０
０はデータを帰還用ゲート１０４に与え、それ以外の場
合にはパケット生成回路１０２に与える。

【００５６】１出力情報が“１”である場合には、入力
データバッファ９０に与えられるタイミング信号がＯＮ
となるとともに帰還用ゲート１０４からデータ１レジス
タ９２に出力データバッファ１００の値が帰還される。

【００５７】このようにして１出力情報が“１”であれ
ば、先行するデータパケットに対する演算の結果を、後
続するデータパケットの演算の入力として用いて一連の
演算が次々と実行される。そして１出力情報が“１”で
なくなった時点でパケット生成回路１０２から、演算結
果を持ったパケットが出力される。

【００５８】このようにすることにより、演算処理部５
４からプログラム記憶部５０に向けて出力されるデータ
パケットの数が減少するとともに、１入力１出力からな
る一連の命令、または２入力１出力の命令から始まる、
後続する１入力１出力の一連の命令がすべて演算処理部
５４で連続して処理される。そのために、各命令を実行
するために各データパケットを演算処理部からプログラ
ム記憶部、さらに対データ検出部から再び演算処理部に
循環させる必要がなく、パケット送信に必要な時間を節
約でき、処理を高速化することができる。

【００５９】以下、図７に示されるデータフローダイヤ
グラムに対応するデータフロープログラムを、本実施例
のデータフロー型情報処理装置で実行する場合の装置の
動作について説明する。

【００６０】図７を参照して、以下で例として説明する
データフロープログラムは、ノードｎ３〜ｎ６の処理を
含む。各ノードは矢印（アーク）で連結されている。ノ
ードｎ３は２入力１出力の乗算（ｍｕｌ）である。ノー
ドｎ４は演算「＋＋」（１加算）である。ノードｎ５の
演算は絶対値を取る演算である。ノードｎ６の演算は浮
動小数点演算である。ノードｎ６の出力は２入力のノー
ドｎ７に与えられる。

【００６１】図８を参照して、プログラム記憶部５０内
に表形式で示されているのは、図７に示されるデータフ
ローダイヤグラムに対応するデータフロープログラムを
模式的に表わしたものである。このような情報がプログ
ラムメモリ内に格納されている。符号ｎ１〜ｎ６はノー
ド番号を示す。枠内の各列は左から順に命令情報、行先
情報、定数情報、コピー情報、２入力命令情報、１出力
命令情報を表わす。

【００６２】今、プログラム記憶部５０に、第１のデー
タパケットＮ１（ｏｐｃ，ｎ１）が入力されたものとす
る。この場合プログラム記憶部５０内のノードｎ１の情
報が読出され、その情報に従ってデータパケットＮ３ａ
が対データ検出部５２に対して出力される。データパケ
ットＮ３ａは２入力１出力命令である。

【００６３】この場合対データ検出部５２内には、デー
タパケットＮ３ａとマッチングするデータパケットが待
避されていないものとする。データパケットＮ３ａは対
データ検出部５２内の待合せメモリ８４（図３参照）に
待避される。

【００６４】さらに第２のデータパケットＮ２（ｏｐ
ｃ，ｎ２）がプログラム記憶部５０に入力されたものと
する。同様にノードｎ２の情報が読出され、データパケ
ットＮ３ｂが対データ検出部５２に与えられる。対デー
タ検出部５２は、データパケットＮ３ｂを受けると待合
せメモリ８４内をチェックし、マッチングするデータパ
ケットが待避されていないかどうかを確認する。この場
合すでにデータパケットＮ３ａが待避されているため
に、マッチングが発生し、対データ検出部５２は２つの
データパケットＮ３ａ、Ｎ３ｂから１つのデータパケッ
トを生成し、演算処理部５４に与える。このデータパケ
ットの生成は、データパケットＮ３ａ，Ｎ３ｂのデータ
から生成される。

【００６５】対データ検出部５２は、このデータパケッ
トの出力の際に、その１出力情報をチェックする。この
場合１出力情報の値は“１”である。そのために、図９
に示されるように対データ検出部５２は、マッチング線
５６のマッチング信号をＯＮとする。また対データ検出
部５２は、マッチングデータ線５８上にマッチングデー
タとして行先情報ｎ３を出力する。

【００６６】プログラム記憶部５０は、このマッチング
信号がＯＮとなったことに応答して、マッチングデータ
（ｎ３）を読込む。そしてプログラム記憶部５０は、読
込まれた行先情報ｎ３に対応するノードの情報を読出
し、対応するデータパケットＮ４（＋＋，ｎ４，デー
タ，０，１）を対データ検出部５２に出力する。このと
き、プログラム記憶部５０は、前述の動作（４）に従っ
て、出力されるデータパケットＮ４の２入力命令情報と
１出力命令情報とをチェックする。この場合２入力命令
情報が“０”、１出力情報が“１”であるために、プロ
グラム記憶部５０は前述の（４）に従って、出力された
データパケットに含まれる行先情報（ｎ４）に従って、
データフロープログラムのノードｎ４の情報を読出す。
そして同様にデータパケットＮ５（ａｂｓ，ｎ５，デー
タ，０，１）を、読出した情報に従って対データ検出部
５２に向けて出力する。この場合に出力されるデータパ
ケットの２入力命令情報、１出力情報も“０”、“１”
であるために、プログラム記憶部５０はさらに、出力さ
れるデータパケット中の行先情報ｎ５に従ってノードｎ
５の情報を読出す。そして、読出されたノードｎ５の情
報に従ってさらにデータパケットＮ６（ｆｌｏａｔ，ｎ
６，データ，０，０）を対データ検出部５２に向けて出
力する。データパケットＮ６の出力の際には、１出力情
報が“０”である。したがってプログラム記憶部５０
は、これ以上繰返してデータパケットを出力することは
行なわない。

【００６７】図１０を参照して、データパケットＮ３は
演算処理部５４に送られ、そこで演算ｍｕｌが行なわれ
る。データパケットの１出力情報が“１”であるため
に、演算結果を含むデータパケットは出力されず、演算
結果はデータ１レジスタ９２に帰還して保存される。一
方対データ検出部５２は、順に入力されるデータパケッ
トＮ４、Ｎ５、Ｎ６がいずれも１入力命令である（２入
力命令情報が“０”）ために、これらのデータパケット
をそのまま順に演算処理部５４に向けて出力する。

【００６８】図１１を参照して、データパケットＮ４、
Ｎ５、Ｎ６に対する演算は、レジスタ９２に一時格納さ
れていた、データパケットＮ３の演算結果を入力として
順に行なわれる。この場合、データパケットＮ４、Ｎ５
の１出力情報はともに“１”であるために、その演算結
果は後続するデータパケットの演算に対する入力として
用いられる。しかし、データパケットＮ６の１出力情報
は、“０”であるために、この繰返し演算は終了され、
一連の演算結果を含むデータパケットがプログラム記憶
部５０に向けて出力される。このときの行先情報は、デ
ータパケットＮ６に格納されていた行先情報ｎ６となっ
ている。

【００６９】プログラム記憶部５０は、入力されたデー
タパケットの行先情報ｎ６に従って、データフロープロ
グラムの該当ノードの情報を読出し、さらに上述したよ
うな処理を繰返し行なってデータフロープログラムの実
行を行なう。

【００７０】以上のようにこの実施例のデータフロー型
情報処理装置では、１入力１出力命令からなる一連の命
令、または２入力１出力命令と、その命令に後続する１
入力１出力命令からなる一連の命令に関するデータパケ
ットを流路を循環させることなく、演算処理部で連続し
て処理することができる。一連の演算結果のデータパケ
ットのみを演算処理部からプログラム記憶部に出力すれ
ばよいために、循環させるデータパケットの数が減少
し、一連の処理を完結するのに要する時間も減少させる
ことができる。

【００７１】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明によ
れば、データフロープログラム中で連鎖的に実行可能な
一連の演算を含む一連のデータパケットがデータパケッ
ト出力手段から演算手段に向けて与えられる。演算手段
は、データパケット出力手段から与えられるこの一連の
データパケットに対して、先行する演算に対する演算結
果を後続する演算の入力に用いることにより、一連の演
算を実行し、その演算結果を持ったデータパケットを所
定の行先情報に従って出力する。一連の演算を構成する
各演算毎にデータパケットを循環させる必要がなく、一
連の演算を演算手段で連続して実行することができるた
めに、データパケットの数が減少し、演算速度を向上さ
せることが可能なデータフロー型情報処理装置を提供で
きる。

【００７２】請求項２に記載の発明によれば、入力デー
タパケットに基づいて出力されるデータパケットに含ま
れる演算情報が１データで実行開始可能な演算を示すも
のであり、かつその行先情報がただ１つの行先ノードを
特定するものであれば、その行先ノードに含まれる演算
情報に従ったデータパケットを出力することが繰返し行
なわれる。繰返し出力されたデータパケットは、対デー
タ検出部によって演算手段に向けて一連のデータパケッ
トとして送られる。そして演算手段により、この一連の
データパケットに対し、先行する演算の演算結果を後続
する演算の入力に用いることにより、一連の演算が連続
的に実行される。そして一連の演算の演算結果を、所定
の行先情報に従ってデータパケットとして出力する。１
入力１出力命令のデータパケットを、データパケットの
流路を循環させることなく演算手段によって連続して実
行し、一連の演算の演算結果のみをデータパケットとし
て出力すればよいために、出力するデータパケットの数
が減少するとともに、一連の演算の実行に必要な時間も
減少し、演算の実行速度を向上させることができる。

【００７３】請求項３に記載の発明に係るデータフロー
型情報処理装置では、演算手段に向けて出力された実行
可能なデータパケットに含まれる演算情報が複数入力演
算を示すものであって、かつその行先情報が単一のノー
ドを示すときには、その行先情報により特定されるノー
ドから読出された情報に基づいてデータパケットが出力
される。したがって、２入力命令であっても１出力であ
れば、後続する演算のためのデータパケットも連続して
演算手段に与えられ、演算手段でこの一連の処理を連続
して実行することができる。さらにプログラム記憶手段
から出力されるデータパケットの演算情報が１入力で実
行可能でありかつその行先がただ１つのノードを指定す
るものであれば、その行先ノードに含まれる演算情報に
基づいてデータパケットを出力する処理が繰返し行なわ
れる。そのために、請求項２に記載のデータフロー型情
報処理装置と同様にさらに１入力１出力の命令からなる
一連の演算も演算手段で連続して行なうことができる。
その一連の演算結果を１つのデータパケットとして出力
すればよいために、流路を循環させるデータパケットの
数を減らすことができ、しかも一連の演算を行なうとき
にデータパケットが循環する時間を節約でき、処理を高
速化することができる。その結果、データパケットの数
をより少なくし、より多くの演算を一連の演算として演
算手段で連続して実行することができ、処理をより高速
化することができるデータフロー型情報処理装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデータフロー型情報処理装置のブ
ロック図である。

【図２】プログラム記憶部のブロック図である。

【図３】対データ検出部のブロック図である。

【図４】演算処理部のブロック図である。

【図５】データパケットの構成を示す模式図である。

【図６】データフロープログラムの構成を示す模式図で
ある。

【図７】データフローダイヤグラムである。

【図８】データフロー型情報処理装置の動作を説明する
ための模式図である。

【図９】データフロー型情報処理装置の動作を説明する
ための模式図である。

【図１０】データフロー型情報処理装置の動作を説明す
るための模式図である。

【図１１】データフロー型情報処理装置の動作を説明す
るための模式図である。

【図１２】従来のデータフロー型情報処理装置の構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

５０ プログラム記憶部 ５２ 対データ検出部 ５４ 演算処理部 ５６ マッチング線 ５８ マッチングデータ線 ６６ データパケット出力部 ７０ コントローラ ７２ プログラムメモリ ８２ マッチングコントロール回路 ８４ 待合せメモリ ９２ データ１レジスタ ９４ データ２レジスタ ９６ ＡＬＵ ９８ 命令情報レジスタ １０４ 帰還用ゲート １０８ ＡＮＤゲート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データに対して行なわれる演算と、演算
   結果の行先を特定するための行先情報とを含む複数個の
   ノード情報を含むデータフロープログラムを記憶し、入
   力されるデータパケットに含まれる行先情報に基づい
   て、前記データフロープログラム中で連鎖的に実行可能
   な一連の１以上の演算を検出し、前記一連の演算を特定
   するための演算情報と、前記一連の演算の演算結果の行
   先情報とを含む一連の１以上のデータパケットを出力す
   るためのデータパケット出力手段と、 前記データパケット出力手段により出力される前記一連
   のデータパケットに対し、先行する演算に対する演算結
   果を後続する演算の入力に用いることにより、前記一連
   の演算を実行し、前記一連の演算の演算結果を含むデー
   タパケットを前記一連のデータパケットに含まれる前記
   行先情報により特定されるノードに向けて出力するため
   の演算手段とを含む、データフロー型情報処理装置。
2. 【請求項２】 前記データパケット出力手段は、 前記データフロープログラムを記憶し、入力されるデー
   タパケットに含まれる行先情報により特定されるノード
   に含まれる演算を特定する演算情報と、演算に必要なデ
   ータとを含むデータパケットを出力するとともに、出力
   されるデータパケットに含まれる演算情報が１入力で実
   行開始可能であってかつ前記ノードに含まれる行先情報
   がただ１つの行先ノードを特定する限り、前記行先ノー
   ドに含まれる演算情報を含むデータパケットを出力する
   ことを繰返すためのプログラム記憶手段と、 前記プログラム記憶手段に接続され、前記プログラム記
   憶手段から出力されるデータパケットに対する演算が実
   行開始可能であるかどうかを検出し、実行可能なデータ
   パケットを順次前記演算手段に向けて出力するための対
   データ検出部とを含む、請求項１に記載のデータフロー
   型情報処理装置。
3. 【請求項３】 前記データパケット出力手段は、さら
   に、 前記演算可能データパケット出力手段から前記演算手段
   に向けて出力される実行可能なデータパケットに含まれ
   る演算情報が複数入力演算であって、かつ行先情報が単
   一のノードを示すときに限り所定の第１の値をとり、そ
   れ以外のときには前記第１の値と異なる所定の第２の値
   をとる検出信号と、前記行先情報を表わす行先情報信号
   とを出力するための手段と、 前記検出信号が前記第１の値となったことに応答して、
   前記行先情報信号により特定されるノードに基づいてデ
   ータパケットを出力するように前記プログラム記憶手段
   を制御するための手段とを含む、請求項２に記載のデー
   タフロー型情報処理装置。