JPH07210384A - 浮動小数点演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速に浮動小数点演算を実行可能な浮動小数
点演算装置を提供する。 【構成】 浮動小数点演算命令が入力されると、フェッ
チステージ２を経て、デコードステージ３でデコードさ
れ、実行ステージ４で浮動小数点レジスタ７に対してア
ドレスを含む読み出し要求信号１１を出力する。命令は
浮動小数点命令キュー１０に入力される。必要な浮動小
数点演算器が使用中の場合、待機中の間、連続してオペ
ランドのアドレスと読み出し要求をオペランドアドレス
信号１３として実行ステージ４に送る。実行ステージ４
は、内部に浮動小数点レジスタ７のデータを用いる命令
がない限り、浮動小数点命令キュー１０からのオペラン
ドアドレス信号１３を読み出し要求信号１１として浮動
小数点レジスタ７に送る。実行中の命令が終了すると、
既にオペランド１２が出力されているので、直ちに待機
中の命令の実行を開始することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイプライン制御方式
で命令を実行する情報処理装置に用いられる浮動小数点
演算装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、情報処理装置においては、処理
を高速に実行するためにパイプライン制御方式が採用さ
れている。ところが、浮動小数点演算では、パイプライ
ンサイクルに比べて演算に時間がかかるばかりでなく、
演算終了に必要なサイクル数も演算の種類とオペランド
に依存しており、必ずしも一定ではない。そのために、
システム全体ではパイプライン制御方式で制御されてい
る情報処理装置においても、浮動小数点演算部はパイプ
ライン制御から離れて演算を実行して、その間、オペラ
ンドや演算装置などの依存関係がなければ、他の整数命
令などの命令を実行し、浮動小数点演算命令が終了した
ならばパイプラインへ復帰するという制御が行なわれて
いる。

【０００３】また、浮動小数点演算器は、その計算方法
の違いから、加減算器と乗算除算器のように複数の演算
器を有するのが一般的であり、それらの演算器は互いに
独立に動作することが可能である。したがって、オペラ
ンドの依存がない場合には、複数の演算器を同時に動作
させることにより、見かけ上の演算速度を高速にするこ
とができる。

【０００４】ところで、先に述べたように、浮動小数点
演算はパイプライン制御から離れて演算を実行される
が、例外処理などの後に演算途中であった命令を再実行
させるために、実行中の演算命令を保持するレジスタが
必要になる。このレジスタは並列に演算を実行できる浮
動小数点演算器の数だけ必要であり、その実現には、先
に入った演算命令から実行され、演算が終了したら命令
が取り除かれるようなキュー構造が用いられる。

【０００５】さらに、浮動小数点演算命令を実行するた
めには命令に加えて演算対象となるオペランドが必要で
ある。通常、オペランドはレジスタに格納されている。
パイプライン制御から離れた直後に演算を開始するため
にはパイプライン制御中に、レジスタに対して、オペラ
ンドのアドレスとレジスタからのリード信号の発生を行
なっておかなければならない。

【０００６】このようなオペランドが格納されたレジス
タに対する読み出し要求をパイプライン制御中に行なう
場合、まず、浮動小数点演算命令を保持するキュー（以
下、命令キューという）が空のときには、ある浮動小数
点演算器を用いる演算命令が命令キューに入ると、すで
にオペランドが読み出されているので、直ちにその演算
を開始することができる。次に、先の演算命令が終了す
る以前に同じ浮動小数点演算器を用いる演算命令が命令
キューに入ると、先の演算命令が終了するまで、後から
入った命令は演算を開始することができず、この命令キ
ューで待たなければならない。演算終了に必要なサイク
ル数は一定ではないために、命令キューでは演算器から
演算終了の信号を待って、それから命令キューのエント
リを変更し、待っていた命令の実行を開始する。しか
し、演算命令が命令キューで実行開始を待っている間も
パイプライン制御により他の命令の処理が継続して行な
われているので、パイプライン制御中に行なったオペラ
ンドの読み出しは無効となっている確率が高い。そのた
め、命令キューで待っていた命令の実行を開始するとき
には、レジスタからのオペランドの読み出し動作を行な
わなければならず、その命令をパイプラインのはじめに
戻すような制御が必要となり、その命令の実行開始が遅
くなるという問題があった。

【０００７】パイプラインの高速化を実現するものとし
て、例えば、特開平４−２０５０２９号公報に記載され
ているように、ロード／ストア命令用パイプラインと、
浮動小数点演算命令用パイプラインの２本のパイプライ
ンを用いる構成も考えられている。しかし、パイプライ
ンを２本用いることは、制御が複雑となるとともに、回
路構成が大きくなり、コストアップにつながるため得策
ではない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、高速に浮動小数点演算を実
行することのできる浮動小数点演算装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、パイプライン
制御方式で命令を実行する情報処理装置に用いられる浮
動小数点演算装置において、複数の浮動小数点演算命令
をそれぞれ並列に実行可能な複数個の浮動小数点演算実
行手段と、浮動小数点演算命令のオペランドおよび演算
結果を複数個保持する記憶手段と、少なくとも命令の種
類に従って前記記憶手段に対してデータの読み出しを要
求する実行ステージを含む複数のステージにより構成さ
れたパイプラインによって命令を実行するパイプライン
実行手段と、該パイプライン実行手段の実行ステージに
おける処理後の浮動小数点演算命令を複数保持可能であ
って前記浮動小数点演算実行手段が使用可能なときには
保持している先頭の浮動小数点演算命令の演算開始を指
示し前記浮動小数点演算実行手段が使用中である場合に
は待ち状態の浮動小数点演算命令のオペランドの読み出
し要求を送出し続け実行中の演算が終了した直後に実行
開始を指示する浮動小数点命令保持手段と、前記パイプ
ライン実行手段の実行ステージからのデータの読み出し
要求と前記浮動小数点命令保持手段からの読み出し要求
を命令の種類に応じて切り替える切替手段を有すること
を特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、浮動小数点演算実行手段が別
の浮動小数点演算命令を実行中に同じ浮動小数点演算実
行手段を用いる浮動小数点演算命令が現れた場合に、浮
動小数点演算命令保持手段は、後から来た浮動小数点演
算命令を保持すると同時に、オペランドを記憶する記憶
手段に対する待っている浮動小数点演算命令のオペラン
ドの読み出しを要求する。

【００１１】そして、オペランドの読み出しの要求を受
けた切替手段は、例えば、実行ステージに来た命令が記
憶手段から読み出しを必要とする命令、例えば、ストア
命令や演算命令等のときには、その命令のオペランドの
読み出しを記憶手段に対して要求し、記憶手段から読み
出しを必要としない命令のときには、浮動小数点演算命
令保持手段からの読み出し要求を記憶手段に与えるよう
に制御することができる。これにより、浮動小数点演算
命令保持手段で待っている命令のオペランドを読み出し
ておくことができ、実行中の浮動小数点演算命令が終了
した時点で、浮動小数点演算命令保持手段に後から来た
浮動小数点演算命令のオペランドがすでに用意されてい
る状態となる。そのため、実行中の浮動小数点演算命令
が終了した直後に、待ち状態の浮動小数点演算命令を実
行させることができる。これにより、高速に浮動小数点
演算を実行することができる浮動小数点演算装置を得る
ことができる。ここで、浮動小数点演算実行手段がオペ
ランドを読み込むのは演算の開始を指示された時である
ため、浮動小数点演算命令の実行中に記憶手段から読み
出された待ち状態の浮動小数点演算命令のオペランド
は、実行中の演算に影響を与えない。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の浮動小数点演算装置の一実
施例を示すブロック図、図２は、浮動小数点命令キュー
の一例を示すブロック図である。図中、１はパイプライ
ン制御部、２はフェッチステージ、３はデコードステー
ジ、４は実行ステージ、５はメモリステージ、６はライ
トステージ、７は浮動小数点レジスタ、８は第１の浮動
小数点演算器、９は第２の浮動小数点演算器、１０は浮
動小数点命令キュー、１１は読み出し要求信号線、１２
はオペランド、１３はオペランドアドレス信号、１４は
第１のエントリ、１５は第２のエントリ、１６はキュー
制御部、１７は第１の演算開始信号、１８は第２の演算
開始信号、１９は演算終了信号である。本実施例では２
個の浮動小数点演算器を有する場合について説明する。
また、浮動小数点命令キュー１０のエントリ数は２とす
る。また、この例では、５つのステージからなるパイプ
ラインを用いて命令の実行を行なっている。これらの数
は増減が可能である。

【００１３】パイプライン制御部１は、フェッチステー
ジ２、デコードステージ３、実行ステージ４、メモリス
テージ５、ライトステージ６から構成されている。フェ
ッチステージ２では、外部から命令を取り込む。デコー
ドステージ３では、命令をデコードする。実行ステージ
４では、ストア命令や演算命令の際に、記憶手段からデ
ータ読み出しの要求を出す。特に、浮動小数点演算命令
の際には、浮動小数点レジスタ７に対して読み出し要求
信号１１を送出する。読み出し要求信号１１としては、
読み出しの要求とともに、浮動小数点レジスタ７内の読
み出すべきデータのアドレスが送出される。実行ステー
ジ４は、読み出し要求信号１１の切り換えの機能も有し
ており、浮動小数点キュー１０からオペランドアドレス
信号１３が入力されている時には、読み出し要求信号１
１としてこのオペランドアドレス信号１３を送出してい
るが、ストア命令や浮動小数点演算命令が実行ステージ
４を通過する際には、これらの命令による浮動小数点レ
ジスタ７への読み出し要求を優先して送出するように制
御する。メモリステージ５は、ストア命令の際には実行
ステージ４で読み出したデータの出力、ロード命令では
外部からのデータの入力を行なう。浮動小数点演算命令
のときにはこのステージには到達せず、パイプラインを
抜けて浮動小数点命令キュー１０に入力される。ライト
ステージ６は、ロード命令や演算命令のときに、記憶手
段にデータや演算結果を書き込む。浮動小数点演算命令
の場合には、浮動小数点レジスタ７に対して演算結果の
書き込みを行なう。

【００１４】浮動小数点レジスタ７は、浮動小数点演算
命令のオペランドおよび演算結果を複数個保持する。読
み出し要求信号１１に従い、指定されたアドレスのデー
タをオペランド１２として第１の浮動小数点演算器８あ
るいは第２の浮動小数点演算器９へ、あるいは外部へ送
出する。また、ライトステージ６において、図示しない
書き込み要求信号に従い、指定されたアドレスに入力さ
れたデータを格納する。

【００１５】第１の浮動小数点演算器８及び第２の浮動
小数点演算器９は、それぞれが並列に動作可能であり、
複数の浮動小数点演算命令をそれぞれ並列に実行するこ
とができる。それぞれの演算器は、同一の機能を果たす
演算器で構成されてもよいし、例えば、加減算器と乗除
算器等、違う機能を果たす演算器で構成してもよい。

【００１６】浮動小数点命令キュー１０は、第１のエン
トリ１４、第２のエントリ１５、及び、キュー制御部１
６により構成されている。第１のエントリ１４、第２の
エントリ１５で構成されるキューは、浮動小数点演算命
令を一時保持する。これは、浮動小数点演算命令の演算
時間がパイプライン制御部１の１ステージの時間よりも
必要であるためであり、パイプライン制御部１では処理
することができない浮動小数点演算命令を、パイプライ
ン制御部１のメモリステージから切り離し、キュー構造
のレジスタに複数保持する。また、キュー制御部１６
は、キューを管理するとともに、第１の浮動小数点演算
器８及び第２の浮動小数点演算器９に対する演算開始の
制御を行なう。演算開始の制御は、例えば、第１の浮動
小数点演算器８による演算が必要な場合に、第１の浮動
小数点演算器８が使用可能であるときには、演算命令の
演算開始を第１の演算開始信号１７により指示する。ま
た、第１の浮動小数点演算器８が使用中である場合に
は、第２のエントリ１５で待っている演算命令のオペラ
ンドの浮動小数点レジスタ７におけるアドレスと読み出
し要求を、オペランドアドレス信号１３としてパイプラ
イン制御部１の実行ステージ４に与える。そして、実行
中の演算が終了したことを演算終了信号１９により検知
し、その直後に第１の演算開始信号１７を送出して、第
１の浮動小数点演算器８へ実行開始を指示する。また、
第１のエントリ１４内の浮動小数点演算命令をパイプラ
イン制御部１のライトステージ６に送るとともに、第２
のエントリ１５内の浮動小数点演算命令を第１のエント
リ１４に移す。第２の浮動小数点演算器９が必要な場合
についても同様である。

【００１７】本発明の浮動小数点演算装置の一実施例の
動作を説明する。図３、図４は、本発明の浮動小数点演
算装置の一実施例における動作時のタイミングチャート
である。まず、図３を用い、外部から浮動小数点演算命
令が入力される場合について説明する。外部から入力さ
れた命令は、パイプライン制御部１に入る。入力した命
令は区間（ａ）のフェッチステージ２を経て、区間
（ｂ）に示すデコードステージ３でデコードされる。次
の区間（ｃ）において、実行ステージ４では、デコード
ステージ３でデコードされた命令が浮動小数点レジスタ
７からのデータを必要とする場合、例えば、ストア命令
や浮動小数点演算命令の場合は、浮動小数点レジスタ７
に対して読み出しの要求およびアドレスを読み出し要求
信号１１として出力する。命令が、例えば、浮動小数点
演算命令のときは、この読み出し要求信号１１に基づ
き、浮動小数点レジスタ７からオペランド１２が第１の
浮動小数点演算器８および第２の浮動小数点演算器９に
出力される。読み出し要求信号１１は、１クロック分の
間だけ送出される。オペランド１２は、読み出し要求信
号１１を受けていた１クロック分の間だけ、遅れを伴っ
て出力される。

【００１８】次に、命令が浮動小数点演算命令の場合
は、実行ステージ４からメモリステージ５へ移行せず、
浮動小数点命令キュー１０に入力される。ただし、浮動
小数点演算命令キュー１０の２つのエントリの両方に浮
動小数点演算命令が入っている場合は、デコードステー
ジ３の段階でパイプラインを停止する。両方のエントリ
が空の場合、浮動小数点命令キュー１０に入力した命令
は、第２のエントリ１５を素通りして、区間（ｄ）に示
すように、第１のエントリ１４に格納される。キュー制
御部１６は、第１のエントリ１４に入った浮動小数点演
算命令に応じて、第１の浮動小数点演算器８または第２
の浮動小数点演算器９に対し、第１の演算開始信号１７
または第２の演算開始信号１８を出力する。ここでは、
第１の浮動小数点演算器８で演算を行なうように、第１
の演算開始信号１７を出力している。このとき、前の実
行ステージ４において、すなわち区間（ｃ）のタイミン
グで、この浮動小数点演算命令のオペランドを浮動小数
点レジスタ２から読み出し、第１の浮動小数点演算器８
および第２の浮動小数点演算器９に対して与えてあるた
め、浮動小数点命令キュー１０からの第１の演算開始信
号１７により、第１の浮動小数点演算器８はオペランド
を取り込み、即座に演算を開始できる。２つの浮動小数
点演算器は、演算開始のタイミングでオペランドを取り
込む。

【００１９】区間（ｄ）以降では、この浮動小数点演算
命令の処理が行なわれる。上述のように、この命令に要
する時間は１クロックより長くかかる。この間、パイプ
ライン制御部１では、浮動小数点演算命令以外の命令で
あって、オペランドが重ならない命令に限り、パイプラ
イン制御により実行することが可能である。

【００２０】次に、図４を用い、浮動小数点命令キュー
１０の第１のエントリ１４にすでに命令が入っている場
合について説明する。区間（ｇ）で浮動小数点命令キュ
ー１０に入力された浮動小数点演算命令は、区間（ｈ）
のデコードステージを経て、区間（ｉ）で実行ステージ
でオペランドの読み出し要求を行なった後、区間（ｊ）
で第２のエントリ１５に格納される。もし、第２のエン
トリ１５内の浮動小数点演算命令が使用する浮動小数点
演算器が、第１のエントリ１４内の浮動小数点演算命令
がすでに使用している浮動小数点演算器と異なる場合
は、キュー制御部１６はその命令に応じて第１の浮動小
数点演算器８または第２の浮動小数点演算器９に対し、
第１の演算開始信号１７または第２の演算開始信号１８
を出力する。この場合も、前の実行ステージ４におい
て、この浮動小数点演算命令のオペランドを浮動小数点
レジスタ７から第１の浮動小数点演算器８および第２の
浮動小数点演算器９に対して与えてあるため、浮動小数
点命令キュー１０からの第１の演算開始信号１７または
第２の演算開始信号１８により即座に演算を開始でき
る。

【００２１】第２のエントリ１５内の浮動小数点演算命
令が使用する浮動小数点演算器が第１のエントリ１４内
の浮動小数点演算命令が使用している浮動小数点演算器
と同じ場合には、その命令が第２のエントリ１５に入力
されたときに、直ちに演算を開始することはできない。
そのかわり、第２のエントリ１５から実行ステージ４に
対して、オペランドアドレス信号１３を出力する。この
信号は、区間（ｊ）ないし（ｎ）に示すように、第２の
エントリ１５に格納された浮動小数点演算命令の実行が
開始されるまで出力され続ける。

【００２２】実行ステージ４では、先に述べたようにパ
イプライン制御部１を流れていく命令を処理するため
に、その命令が浮動小数点レジスタ７からのデータを必
要とするものの場合は、浮動小数点レジスタ７に対して
アドレスを含む読み出し要求信号１１を出力するが、そ
の他の場合は、浮動小数点命令キュー１０からのオペラ
ンドアドレス信号１３があるかどうかを判断して、浮動
小数点命令キュー１０からの要求がある場合にはオペラ
ンドを浮動小数点レジスタ７から第１の浮動小数点演算
器８および第２の浮動小数点演算器９に対して与える。
ただし、実行ステージ４において、パイプライン制御部
１からの命令が浮動小数点レジスタ７内のデータを必要
とする場合は、必ずそちらが優先する。

【００２３】図４に示した例では、浮動小数点演算命令
ＦＯＰ１が第１の浮動小数点演算器８を用いており、浮
動小数点演算命令ＦＯＰ２も第１の浮動小数点演算器８
を必要としている。浮動小数点演算命令ＦＯＰ２は、区
間（ｊ）において第２のエントリ１５に格納され、オペ
ランドアドレス信号１３が出力される。浮動小数点レジ
スタ７への読み出し要求信号１１は、この命令が実行ス
テージ４にある区間（ｉ）のときに出力され、区間
（ｊ）においても引き続きオペランドアドレス信号１３
を経由して出力される。

【００２４】ここで、区間（ｉ）において、パイプライ
ン制御部１に、例えば、ストア命令ＳＴＲが入力された
場合を考える。区間（ｊ）において、デコードステージ
３でデコードされた後、実行ステージ４に入力される。
区間（ｋ）において、ストア命令ＳＴＲが浮動小数点レ
ジスタ７からの読み出しを必要とする命令であるので、
実行ステージ４は、読み出し要求信号１１に出力するア
ドレス及び読み出し要求をオペランドアドレス信号１３
からストア命令ＳＴＲのためのアドレス及び読み出し要
求に切り換える。そのため、浮動小数点レジスタ７から
出力されるオペランド１２は、ストア命令ＳＴＲの必要
とするデータとなる。ストア命令ＳＴＲは、浮動小数点
演算器を必要としないので、メモリステージ５を経て、
ライトステージ６で浮動小数点レジスタ７から読み出し
たデータを外部に出力し、ストア命令ＳＴＲの実行を終
了する。

【００２５】ストア命令ＳＴＲに対する浮動小数点レジ
スタ７の読み出し要求は、１クロック分の区間のみであ
る。この読み出しが終了すると、再び、区間（ｌ）に示
すように、読み出し要求信号１１として浮動小数点命令
キュー１０から出力されているオペランドアドレス信号
１３に基づいた読み出し要求に切り換え、浮動小数点レ
ジスタ７に出力する。浮動小数点レジスタ７は、再び第
２のエントリ１５に格納されている浮動小数点演算命令
ＦＯＰ２のオペランド１２を出力する。

【００２６】キュー制御部１６は、区間（ｍ）における
第１の浮動小数点演算器８からの演算終了信号１９が入
力されるのを待って、区間（ｎ）において第２のエント
リ１５内の浮動小数点演算命令の第１の演算開始信号１
７を出力する。また、この時点ではオペランド１２が出
力されているので、第１の浮動小数点演算器８は、オペ
ランド１２を取り込んで、演算を開始することができ
る。その後、区間（ｏ）において、第１のエントリ１４
内の浮動小数点演算命令ＦＯＰ１をパイプライン制御部
１のライトステージ６に移し、第２のエントリ１５内の
浮動小数点演算命令ＦＯＰ２を第１のエントリ１４に移
してキュー構造を維持する。この時点で、オペランドア
ドレス信号１３は停止する。

【００２７】このように、第２のエントリ１５に待機中
の浮動小数点演算命令のオペランドを準備しておくこと
によって、待機中の命令が用いる浮動小数点演算器が使
用可能になった時に浮動小数点命令キュー４からの演算
開始の指令により即座に演算を開始することができる。
また、オペランドを準備している間であっても、パイプ
ライン制御部１で実行される命令が浮動小数点レジスタ
７内のデータを必要とする場合には、その命令による読
み出し要求を優先することにより、なるべくパイプライ
ンを停止させないようにし、実行効率を向上させること
ができる。

【００２８】上述の制御では、例えば、図４の区間
（ｍ）において、ストア命令などの浮動小数点レジスタ
７の読み出しを要求する命令が実行ステージ４に入力さ
れた場合には、オペランド１２は実行ステージ４に入力
された命令に対応するデータとなってしまうため、第１
のエントリ１４内の浮動小数点演算命令の実行終了時に
第２のエントリ１５内の浮動小数点演算命令の実行を開
始できないこともある。このような場合であっても、１
クロック分だけ実行を遅らせるだけで、待機中の浮動小
数点演算命令の実行を開始させることができる。あるい
は、浮動小数点演算命令の実行開始時のみ、パイプライ
ンを１クロック分だけ停止し、浮動小数点命令キュー１
０からのオペランドアドレス信号１３を優先させてオペ
ランドを読み出し、待機中の浮動小数点演算命令の実行
を開始させることもできる。この場合、実行速度の遅い
浮動小数点演算を優先して実行させることができ、全体
の実行速度を向上させることができる。

【００２９】上述の実施例では、実行ステージ４におい
て、実行ステージ４内の命令に基づく読み出し要求と、
浮動小数点命令キュー１０から出力される読み出し要求
を切り換えている。すなわち、実行ステージ４が切り替
えのための機能を兼ね備えている。しかしこれに限ら
ず、この切替機構を別体として構成することも可能であ
る。図５は、切替機構を有する構成例を示す要部ブロッ
ク図である。図中、図１、図２と同様の部分には同じ符
号を付してある。２０は切替装置である。第２のエント
リ１５から出力されているオペランドアドレス信号１
３、および、実行ステージ４から出力される読み出し要
求信号１１は、切替装置２０に入力されている。また、
この２つの信号を切り替えるための信号がデコードステ
ージ３から入力されている。デコードステージ３から実
行ステージ４に移される命令の種類に従い、例えば、ス
トア命令や演算命令の場合には、切替装置２０は、実行
ステージ４から出力される読み出し要求信号１１を選択
し、他の場合には、浮動小数点命令キュー１０から出力
されているオペランドアドレス信号１３を選択して、浮
動小数点レジスタ７に入力している。このように、切替
機構を別体として校正した場合でも、上述の実施例と同
様の動作を実現することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、浮動小数点演算装置において、浮動小数点演
算実行手段が別の浮動小数点演算装置命令を実行中に、
同じ浮動小数点演算実行手段を用いる浮動小数点演算命
令が現れた場合に、浮動小数点演算命令保持手段が後か
ら来た浮動小数点演算命令を保持すると同時に、オペラ
ンドを記憶する記憶手段に対して、待機中の浮動小数点
演算命令のオペランドの読み出しを行ない続けているの
で、すでに実行中の浮動小数点演算命令が終了した時点
で待機中の浮動小数点演算命令のオペランドが用意され
ており、実行中の浮動小数点演算命令が終了した直後に
待機中の浮動小数点演算命令の実行を開始することがで
き、高速に浮動小数点演算を実行することができる。こ
のとき、待機中の浮動小数点演算命令のオペランドの読
み出しを続けているので、実行中の浮動小数点演算命令
の処理に要する時間にかかわらず、処理の終了時点で待
機中の浮動小数点演算命令の実行を開始することができ
る。

【００３１】また、待機中の浮動小数点演算命令のオペ
ランドを出力中であっても、実行ステージに来た命令が
記憶手段から読み出しを必要とするストア命令や演算命
令の時には、優先的に記憶手段に対して読み出しを要求
するように構成でき、パイプライン制御の停止を増加さ
せることなく、パイプライン制御の実行効率を維持する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の浮動小数点演算装置の一実施例を示
すブロック図である。

【図２】 浮動小数点命令キューの一例を示すブロック
図である。

【図３】 本発明の浮動小数点演算装置の一実施例にお
ける浮動小数点演算命令が到来したときの動作時のタイ
ミングチャートである。

【図４】 本発明の浮動小数点演算装置の一実施例にお
ける待機中の浮動小数点演算命令が発生するときの動作
時のタイミングチャートである。

【図５】 本発明の浮動小数点演算装置における切替機
構を有する構成例を示す要部ブロック図である。

【符号の説明】

１…パイプライン制御部、２…フェッチステージ、３…
デコードステージ、４…実行ステージ、５…メモリステ
ージ、６…ライトステージ、７…浮動小数点レジスタ、
８…第１の浮動小数点演算器、９…第２の浮動小数点演
算器、１０…浮動小数点命令キュー、１１…読み出し要
求信号線、１２…オペランド、１３…オペランドアドレ
ス信号、１４…第１のエントリ、１５…第２のエント
リ、１６…キュー制御部、１７…第１の演算開始信号、
１８…第２の演算開始信号、１９…演算終了信号、２０
…切替装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプライン制御方式で命令を実行する
   情報処理装置に用いられる浮動小数点演算装置におい
   て、複数の浮動小数点演算命令をそれぞれ並列に実行可
   能な複数個の浮動小数点演算実行手段と、浮動小数点演
   算命令のオペランドおよび演算結果を複数個保持する記
   憶手段と、少なくとも命令の種類に従って前記記憶手段
   に対してデータの読み出しを要求する実行ステージを含
   む複数のステージにより構成されたパイプラインによっ
   て命令を実行するパイプライン実行手段と、該パイプラ
   イン実行手段の実行ステージにおける処理後の浮動小数
   点演算命令を複数保持可能であって前記浮動小数点演算
   実行手段が使用可能なときには保持している先頭の浮動
   小数点演算命令の演算開始を指示し前記浮動小数点演算
   実行手段が使用中である場合には待ち状態の浮動小数点
   演算命令のオペランドの読み出し要求を送出し続け実行
   中の演算が終了した直後に実行開始を指示する浮動小数
   点命令保持手段と、前記パイプライン実行手段の実行ス
   テージからのデータの読み出し要求と前記浮動小数点命
   令保持手段からの読み出し要求を命令の種類に応じて切
   り替える切替手段を有することを特徴とする浮動小数点
   演算装置。