JPH07334395A - データ処理速度の評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 速度性能評価対象プログラム中のどの部分に
時間がかかっているかの正確な評価を精度良く行う。 【構成】 シミュレーションエンジン１０１がシミュレ
ートする際、命令はプログラムカウンタ１０１ｃ，１０
１ｄにおいて保持される。そして命令の実行回数及び実
行に要した累計クロック数が、同一の命令毎に整理され
てそれぞれ実行回数格納配列１０２ｂ及び累計クロック
数格納配列１０２ｃに格納される。 【効果】 同一の命令が何回実行されたか、またその実
行に要した累計時間が求められる。各命令毎に開始時刻
や終了時刻を取り出す関数や、周期的に割り込むサンプ
リングプログラムは必要ないので、これらに対応するオ
ーバヘッドによって速度性能評価の精度が制限されな
い。しかもループで繰り返して実行される命令に対して
も、その実行に要した実行時間を知ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、データ処理装置が実
行するプログラムのどの部分で実行時間がかかっている
かの速度性能の評価に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１７はデータ処理速度の評価方法とし
て一般的に用いられている、ベンチマークプログラム３
０の構造を示す概念図である。ベンチマークプログラム
３０は、ベンチマークテストの対象となるベンチマーク
テスト対象プログラム３２並びに、ベンチマークテスト
対象プログラム３２の開始時刻を取り出す関数３１及び
ベンチマーク対象プログラム３２の終了した時刻を取り
出す関数３３を備えている。

【０００３】ベンチマークプログラム３０の実行によ
り、プログラム３２の実行に要した時間は、関数３１に
よって得られた開始時刻と関数３３で得られた終了時刻
との差をとって求められる。このプログラム３２の実行
に要した時間によって、データ処理速度の性能が評価さ
れる。

【０００４】ベンチマークプログラム３０のうち、どの
部分の実行に要する時間が大きいかを評価するために
は、ベンチマーク対象プログラム３２を細分化すること
で対応されていた。図１８はベンチマーク対象プログラ
ム３２が細分化されたベンチマーク対象プログラム３２
ａ〜３２ｃを備えたベンチマークプログラム３０ａの構
造を示す概念図である。

【０００５】ベンチマーク対象プログラム３２ａ〜３２
ｃに対して、開始時刻を取り出す関数３１ａ〜３１ｃ及
び終了時刻を取り出す関数３３ａ〜３３ｃがそれぞれ設
けられ、各ベンチマーク対象プログラム３２ａ〜３２ｃ
の実行に要した時間が計測される。

【０００６】このように実行の開始時刻及び終了時刻を
取り出す関数を呼び出す速度性能評価方法では、ベンチ
マーク対象プログラムのどの部分の実行時間が多くかか
っているかを評価するためにベンチマーク対象プログラ
ムを細分化し、細分化されたそれぞれにおいて必要な実
行時間を計測する必要がある。その一方で、時刻を取り
出す関数を呼び出すオーバーヘッドが生じるために、細
分化すればするほど正確な評価を行うことができなくな
るという問題点があった。更に、時刻を取り出す関数の
精度を越える評価は不可能である。

【０００７】図１９はデータ処理速度の評価方法の他の
従来の例を示す概念図である。速度性能評価対象プログ
ラム３５の実行中において、周期的な割り込みによって
サンプリングプログラム３４が起動される。図１９にお
ける矢印は、周期的な割り込みによるサンプリングプロ
グラム３４の起動を示す。サンプリングプログラム３４
は、速度性能評価対象プログラム３５の実行していた命
令の番地（アドレス）をサンプリングする。

【０００８】例えばサンプリング間隔と測定頻度を指定
し、タイマによる割込を用い、サンプリング期間におい
て実行される状態をシミュレーションすることにより評
価する手法が特開平１−１４５７３６号公報に開示され
ている。

【０００９】割り込みは周期的にかかるので、複数のサ
ンプリングされた命令の番地から、プログラムのどの部
分に実行時間がかかっているかを評価することができ
る。この方法では、図１７及び図１８を用いて説明され
た方法とは異なり、実行時間の測定開始および終了の時
刻を取り出す関数を呼び出す必要はない。

【００１０】しかし、このように周期的な割り込みを用
いて速度性能評価を行う方法でも、割り込みプログラム
の起動などに必要なオーバーヘッドが無視できる程度に
サンプリングの間隔を大きくする必要があり、サンプリ
ング間隔を細分化すると却って正確な評価を行うことが
できなくなる場合があるという問題点があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、図１７
乃至図１９を用いて説明されたデータ処理速度の評価方
法では、関数の呼び出しや割り込みによって生じるオー
バーヘッドの為、詳細な評価を行うことができないとい
う問題点があった。

【００１２】また、実行された命令の番地が予め設定さ
れた特定番地と一致した場合に、前記特定番地に対応し
て設けられたカウンタを用いて、特定番地に対応する所
定の命令の実行時間及び実行回数を計測する事により、
所定の命令のみの処理性能を測定する方法が、例えば特
開平２−３１２４８号公報において開示されている。

【００１３】この方法では、あらかじめ設定されたアド
レス範囲内の実行回数と実行時間を知ることができるも
のの、あくまでその設定されたアドレス範囲内全体に対
する評価を行えるに過ぎない。例えば設定されたアドレ
ス範囲内のループを繰り返し実行した場合、この実行に
要した実行時間を知ることはできないという問題点が残
る。更に、プログラムの１回の実行で測定できる部分は
設けられたカウンタの数で制限されるという問題点があ
った。

【００１４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、速度性能評価対象プログラム中の
どの部分に時間がかかっているかの正確な評価を、プロ
グラムの細分化を行わずに１回の実行で可能にすること
を目的としている。

【００１５】また更に、速度性能評価対象プログラムの
うち正確な評価を必要とする部分と、そうでない部分と
のシミュレーション方法を切り替え、迅速な処理を行う
ことができる評価を行うことを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
にかかるものは、クロックに基づいて動作するデータ処
理装置において速度性能評価対象プログラムを実行する
際の速度を、シミュレーションによって評価するデータ
処理速度の評価方法である。ここで前記速度性能評価対
象プログラムは複数の命令を備えている。そしてこのデ
ータ処理速度の評価方法は、（Ｉ）（ａ）前記クロック
をシミュレートするシミュレーテッドクロックに基づい
て、前記速度性能評価対象プログラムを実行する前記デ
ータ処理装置の動作の前記シミュレーションを行う工程
と、（ｂ）前記命令の各々に対応したアドレスにおい
て、前記シミュレーションにおいて実行された前記命令
の実行回数及び実行に要した前記シミュレーテッドクロ
ックのクロック数を保持する工程とを有する第１種シミ
ュレーション工程を備える。ここで前記工程（ａ）は
（ａ−１）前記シミュレーションにおいて実行されてい
た第１の前記命令の実行が終了し、前記速度性能評価対
象プログラムにおいて前記第１の命令に続く第２の前記
命令が前記シミュレーションにおいて実行される際に、
前記第１及び第２の命令を保持する工程と、（ａ−２）
前記速度性能評価対象プログラムの命令が更新して前記
シミュレーションにおいて実行されることにより、前記
工程（ａ−１）において保持される前記第１及び第２の
命令を更新する工程とを含む。また前記工程（ｂ）は
（ｂ−１）前記工程（ａ−１）において保持されている
前記第１の命令に対応するアドレスに対応して保持され
ている前記実行回数を、前記第１の前記命令の実行が終
了する毎に１増加させる工程と、（ｂ−２）前記工程
（ａ−１）において保持されている前記第１の命令に対
応するアドレスに対応して保持されている前記クロック
数に、前記シミュレーションにおいて前記第１の命令が
実行されるのに要したクロック数を、前記第１の前記命
令の実行が終了する毎に累加させる工程とを含む。そし
て更に前記工程（ａ）は（ａ−３）前記工程（ｂ−
１），（ｂ−２）が実行された後で、前記工程（ａ−
１）において保持されていた前記第１の命令を、前記第
２の命令に更新する工程をも含む。

【００１７】この発明のうち請求項２にかかるものは、
請求項１記載のデータ処理速度の評価方法であって、前
記工程（ｂ）は（ｂ−３）前記シミュレーションにおい
て前記シミュレーテッドクロックを生成する工程と、
（ｂ−４）前記シミュレーテッドクロックをカウントし
てクロック数を求める工程と、（ｂ−５）前記工程（ｂ
−２）の後で、前記工程（ｂ−４）においてカウントさ
れたクロック数をリセットする工程とを更に含む。

【００１８】この発明のうち請求項３にかかるものは、
請求項１記載のデータ処理速度の評価方法であって、前
記命令の複数は速度性能評価対象プログラムにおいて、
サブプログラムを構成している。そして前記第１種シミ
ュレーション工程（Ｉ）は（ｃ）前記サブプログラムを
構成する前記命令の各々に対し、前記シミュレーション
において実行されるのに要したクロック数を、前記工程
（ａ），（ｂ）に基づいて求める工程と、（ｄ）前記サ
ブプログラムが前記シミュレーションにおいて実行され
た回数を求める工程と、（ｅ）前記サブプログラムを構
成する前記命令が、前記シミュレーションにおける実行
に要したクロック数の総和をとる工程と、（ｆ）前記工
程（ｅ）で求められた前記総和を、前記工程（ｄ）で求
められた前記回数で割ることにより、前記サブプログラ
ムを構成する前記命令が、前記シミュレーションにおい
て実行されるのに要する平均的なクロック数を求める工
程とを更に有する。

【００１９】この発明のうち請求項４にかかるものは、
請求項３記載のデータ処理速度の評価方法であって、前
記サブプログラムは実行される際には必ずその先頭の命
令から末尾の命令まで連続的に実行される基本ブロック
である。そして前記工程（ｅ）は（ｅ−１）前記基本ブ
ロックが前記シミュレーションにおいて実行された回数
を、前記基本ブロックを構成する前記命令の内のいずれ
かが前記シミュレーションにおいて実行された回数から
求める工程を含む。

【００２０】この発明のうち請求項５にかかるものは、
請求項１記載のデータ処理速度の評価方法であって、前
記サブプログラムを構成する前記命令の少なくとも一つ
に関し、理想的な状態において実行される際に要求され
るクロック数が理想クロック数として既知である。そし
て、前記第１種シミュレーション工程（Ｉ）は（ｃ）前
記理想クロックが既知である命令が前記シミュレーショ
ンにおいて実行された回数を、前記工程（ａ），（ｂ）
から求める工程と、（ｄ）前記理想クロックが既知であ
る命令が前記シミュレーションにおいて実行されるのに
要したクロック数を、前記工程（ａ），（ｂ）から求め
る工程と、（ｅ）前記理想クロック数に前記工程（ｃ）
で求めた前記回数を乗じて理想実行クロック数を求める
工程と、（ｆ）前記理想実行クロック数と前記工程
（ｄ）で求められた前記クロック数とを比較する工程と
を更に有する。

【００２１】この発明のうち請求項６にかかるものは、
請求項１記載のデータ処理速度の評価方法であって、
（II）前記命令毎に前記命令実行後の前記データ処理装
置の内部状態を仮想的に実現する第２種シミュレーショ
ン工程と、（III ）前記速度性能評価対象プログラムが
前記データ処理装置において実行される状態を、前記第
１種シミュレーション工程及び前記第２種シミュレーシ
ョン工程のいずれか一方によって選択的にかつ連続的に
シミュレーションする調整工程とを更に備える。そして
前記第１種シミュレーション工程と前記第２種シミュレ
ーション工程とにおいて使用される記憶領域は共有され
る。

【００２２】この発明のうち請求項７にかかるものは、
請求項６記載のデータ処理速度の評価方法であって、前
記調整工程（III ）は（ｃ）現在シミュレートしている
前記命令に次いでシミュレートされるべき前記命令の認
識を行う工程と、（ｄ）前記認識が行われた命令に基づ
いて前記第１種シミュレーション工程（Ｉ）及び前記第
２種シミュレーション工程（II）の何れか一方を選択的
に実行させる工程とを有する。

【００２３】この発明のうち請求項８にかかるものは、
請求項７記載のデータ処理速度の評価方法であって、前
記第１種シミュレーション工程（Ｉ）及び前記第２種シ
ミュレーション工程（II）のそれぞれにおいて、現在シ
ミュレーション中の前記命令に次いでシミュレートされ
るべき前記命令のアドレスが配列に格納される。

【００２４】この発明のうち請求項９にかかるものは、
請求項６記載のデータ処理速度の評価方法であって、前
記データ処理装置は（ｘ−１）前記速度性能評価対象プ
ログラムが直接に関与し得る可視レジスタと、（ｘ−
２）前記速度性能評価対象プログラムが直接に関与し得
ない不可視レジスタとを備える。そして前記第１種シミ
ュレーション工程（Ｉ）は（ｃ）前記可視レジスタの内
容を保持する工程と、（ｄ）前記不可視レジスタの内容
を保持する工程とを更に有し、前記第２種シミュレーシ
ョン工程（II）は（ｅ）前記可視レジスタの内容を保持
する工程を有する。ここで前記調整工程（III ）は
（ｆ）一の前記命令に対応して前記第２種シミュレーシ
ョン工程（II）によって前記データ処理装置の動作のシ
ミュレーションを行った後、他の前記命令に対応して前
記第１種シミュレーション工程（Ｉ）によって前記デー
タ処理装置の動作のシミュレーションを行う際に、前記
第１種シミュレーション工程（Ｉ）の工程（ｄ）によっ
て保持された内容をリセットする工程を有する。

【００２５】この発明のうち請求項１０にかかるもの
は、請求項６記載のデータ処理速度の評価方法であっ
て、前記調整工程（III ）は（ｃ）前記シミュレーショ
ンが中断した直後に入力される第１種コマンドにより、
その後にシミュレートされるすべき命令に対して前記第
１種シミュレーション工程（Ｉ）を行う工程と、（ｄ）
前記シミュレーションが中断した直後に入力される第２
種コマンドにより、その後にシミュレートされるすべき
命令に対して前記第２種シミュレーション工程（II）を
行う工程とを有する。

【００２６】この発明のうち請求項１１にかかるもの
は、請求項６記載のデータ処理速度の評価方法であっ
て、前記複数の命令は特定命令と非特定命令に区分され
る。そして、前記調整工程（III ）は（ｃ）前記非特定
命令に対して前記第１種シミュレーション工程（Ｉ）を
行う工程と、（ｄ）前記特定命令に対して前記第２種シ
ミュレーション工程（II）を行う工程とを有する。

【００２７】この発明のうち請求項１２にかかるもの
は、請求項６記載のデータ処理速度の評価方法であっ
て、前記複数の命令は第１及び第２の仮想システムコー
ルを更に備える。そして、前記調整工程（III ）は
（ｃ）前記第１及び第２の仮想システムコールに挟まれ
て備えられた前記命令に対して前記第１種シミュレーシ
ョン工程（Ｉ）を行う工程と、（ｄ）前記第１の仮想シ
ステムコールについて前記第２の仮想システムコールと
反対側に設けられた前記命令、及び前記第２の仮想シス
テムコールについて前記第１の仮想システムコールと反
対側に設けられた前記命令に対して前記第２種シミュレ
ーション工程（II）を行う工程とを有する。

【００２８】

【作用】この発明のうち請求項１にかかるデータ処理速
度の評価方法においては、命令のそれぞれに対応するア
ドレスにおいて、シミュレーションにおいて命令が実行
されるのに要したクロック数及び実行回数が累加され
る。

【００２９】この発明のうち請求項２にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、クロック数を求めるため
にシミュレーテッドクロックがシミュレーション上で生
成され、カウントされる。

【００３０】この発明のうち請求項３にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、サブプログラムを構成す
る命令の各々がシミュレーション上において実行される
のに要するクロック数の総和が、実行回数で割った値が
求められるので、サブプログラムを構成する命令がシミ
ュレーションにおいて実行されるのに要する平均的なク
ロック数が求められる。

【００３１】この発明のうち請求項４にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、サブプログラムが基本ブ
ロックであるので、前記基本ブロックが前記シミュレー
ションにおいて実行された回数は、前記基本ブロックを
構成する前記命令の内のいずれかが前記シミュレーショ
ンにおいて実行された回数として求められる。

【００３２】この発明のうち請求項５にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、理想クロック数に実行回
数を乗じて得られる理想実行クロック数と、シミュレー
ション上の実行で実際に要したクロック数とが比較され
る。

【００３３】この発明のうち請求項６にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、正確に処理速度を評価す
る第１種シミュレーション工程と、迅速にシミュレーシ
ョンを行う第２種シミュレーション工程とが場合に応じ
て排他的に実行される。

【００３４】この発明のうち請求項７にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、如何なる命令に対して第
１種及び第２種シミュレーション工程のいずれを用いて
シミュレーションを行うかが判断される。

【００３５】この発明のうち請求項８にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、第１種及び第２種シミュ
レーション工程の切り替えの判断に必要な命令のアドレ
スが、第１種及び第２種シミュレーション工程のそれぞ
れにおいて記憶される。

【００３６】この発明のうち請求項９にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、不可視レジスタの内容が
工程（ｆ）によってリセットされる。

【００３７】この発明のうち請求項１０にかかるデータ
処理速度の評価方法においては、中断時に入力されるコ
マンドによって第１種及び第２種シミュレーション工程
のいずれを用いてシミュレーションを行うかが判断され
る。

【００３８】この発明のうち請求項１１にかかるデータ
処理速度の評価方法においては、予め第２種シミュレー
ションを行うべき命令が特定命令として速度性能評価プ
ログラムに備えられている。

【００３９】この発明のうち請求項１２にかかるデータ
処理速度の評価方法においては、仮想システムコールで
挟まれて位置する命令のみに対して第２種シミュレーシ
ョンが行われる。

【００４０】

【実施例】

Ａ．クロック数の累計を求めるシミュレーション方法： （ａ−１）実施例１：図１はデータ処理装置の動作をク
ロック単位にシミュレートするプログラム（シミュレー
タ）１００の構造を示す概念図である。プログラム１０
０はシミュレーション対象となるデータ処理装置のシミ
ュレーションを実行するシミュレーションエンジン（シ
ミュレーションコア）１０１と、後述する種々の配列及
びプログラムが配置されるメモリ空間１０２とを備えて
いる。このように、ソフト上でシミュレーション対象と
なるデータ処理装置を仮想的に実現することは、例えば
Ｖｅｒｉｌｏｇ−ＨＤＬ等のハードウェア記述言語を用
いて一般的に行われている。そして、ここで述べるプロ
グラム１００を、一般のプログラミング言語であるＣ言
語で構成することが可能である。Ｃ言語を用いたシミュ
レータについては例えばTechnical Report of IEICE, V
LD93-88,1993,Dec., The Institute of Electronics, I
nformation and Communication Engineers（信学技報）
の第２５頁乃至第３２頁において紹介されている。

【００４１】シミュレーションエンジン１０１は、シミ
ュレーション対象となるデータ処理装置のクロックに対
応するクロックをシミュレートしてシミュレーテッドク
ロックＣＬＫを発生するクロック発生要素１０１ａを備
えており、このシミュレーテッドクロックＣＬＫに基づ
いてデータ処理装置のシミュレーションが実行される。

【００４２】シミュレーションエンジン１０１はカウン
ト要素１０１ｂを更に備えており、シミュレーテッドク
ロックＣＬＫをカウントしてシミュレーテッドクロック
ＣＬＫのクロック数ｔを出力する。これらのクロック発
生要素１０１ａ、カウント要素１０１ｂは既述のように
言語を用いてソフトウエアとして構築される。

【００４３】メモリ空間１０２の一部には、シミュレー
ションエンジン１０１においてシミュレーションされる
速度性能評価対象プログラム１０２ａが割り付けられて
いる。この速度性能評価対象プログラム１０２ａに沿っ
て、シミュレーテッドクロックＣＬＫに基づいて、シミ
ュレーションエンジン１０１によるデータ処理速度の性
能評価が行われる。

【００４４】シミュレーションエンジン１０１には、シ
ミュレーションエンジン１０１によって実行されている
プログラム命令のアドレスを保持するプログラムカウン
タ１０１ｃ、及びその直前に実行されたプログラム命令
のアドレスを保持するプログラムカウンタ１０１ｄが、
更に備えられている。これらのプログラムカウンタ１０
１ｃ，１０１ｄはソフトウエアとして構築され、更にシ
ミュレーションエンジン１０１もソフトウエアとして構
築される。

【００４５】メモリ空間１０２には、実行回数格納配列
１０２ｂ及び累計クロック数格納配列１０２ｃがさらに
割り付けられている。実行回数格納配列１０２ｂ及び累
計クロック数格納配列１０２ｃには、それぞれプログラ
ムカウンタ１０１ｄにおいて保持されるアドレスに対応
する命令が実行された回数及びその実行に要したクロッ
ク数の累計（以下「累計クロック数」という）が保持さ
れる。これらの配列１０２ｂ，１０２ｃもソフトウエア
として構築される。

【００４６】図２は、図１に示されたプログラム１００
を実行する事によってデータ処理速度の性能評価を行う
方法を示すフローチャートである。ステップＳ１におい
て、シミュレーションエンジン１０１によってカウント
要素１０１ｂのクロック数ｔが０にリセットされる。そ
して、ステップＳ２においてシミュレーテッドクロック
ＣＬＫの一つ分だけ進んだデータ処理装置の状態が求め
られる。データ処理装置の状態がシミュレーテッドクロ
ックＣＬＫの一つ分だけ進められることによって命令
（これは一般的にはシミュレーテッドクロックＣＬＫが
一つ進むことによって終了するとは限らず、シミュレー
テッドクロックＣＬＫが複数進むことによって終了する
場合もある）が新たになる場合には、プログラムカウン
タ１０１ｃが更新される。もし命令が新たにならない場
合には、プログラムカウンタ１０１ｃは更新されない。

【００４７】プログラムカウンタ１０１ｃが更新されな
い場合とは、プログラムカウンタ１０１ｃに保持されて
いるアドレスに対応する命令が新たにならない場合であ
る。即ち、プログラムカウンタ１０１ｃに保持されてい
るアドレスに対応する命令の実行が継続している場合で
ある。この場合は、この命令の実行には少なくともシミ
ュレーテッドクロック一つ分の時間が更に必要である場
合であるから、ステップＳ４に進んでクロック数を１増
加させ、再度ステップＳ２において次の状態へ進む。

【００４８】一方、ステップＳ３においてプログラムカ
ウンタ１０１ｃが更新される場合にはステップＳ５に進
む。ステップＳ５では実行回数格納配列１０２ｂの有す
る実行回数の値が１だけ増加される。１だけ増加される
実行回数は、プログラムカウンタ１０１ｄが保持するア
ドレスに対応する実行回数である。プログラムカウンタ
１０１ｃは既にステップＳ３において更新されているの
で、その直前に実行された命令の１回の実行が終了した
こととなり、これに対応する実行回数が１だけ増加され
るのである。

【００４９】そしてステップＳ６において、実行が終了
した当該命令の実行に要した時間（クロック数）が累計
クロック数格納配列１０２ｃの累計クロック数に加算さ
れる。ここで加算される累計クロック数は当該命令に対
応したものであり、これ以前にも当該命令が実行されて
いた場合には、その実行された際に要した時間が既に格
納されている。したがって、ある命令に対応する累計ク
ロック数は、その命令が複数回実行された場合（例えば
ループを繰り返した場合等）にはそれらの実行に要した
時間の累計を示していることになる。つまりループで繰
り返して実行される命令に対しても、ループで繰り返さ
れた実行に要した実行時間を知ることができる。

【００５０】ステップＳ７においてはプログラムカウン
タ１０１ｄの保持する内容をプログラムカウンタ１０１
ｃの保持する内容と一致させ、次に実行される命令のア
ドレスが保持される。一方、ステップＳ８によってカウ
ント要素１０１ｂのクロック数ｔが０にリセットされ
る。その後でステップＳ４においてクロック数ｔが１増
加される。

【００５１】この様に本実施例によれば、シミュレーシ
ョン対象の速度性能評価対象プログラム１０２ａが実行
させる各々の命令に対し、シミュレーションエンジン１
０１がシミュレートする際の実行回数及び実行に要した
累計クロック数が、同一の命令毎に整理されてそれぞれ
実行回数格納配列１０２ｂ及び累計クロック数格納配列
１０２ｃに格納される。従って同一の命令が何回実行さ
れたか、またその累計時間がシミュレーテッドクロック
の数として求められる。

【００５２】この際、各命令毎に開始時刻や終了時刻を
取り出す関数や、周期的に割り込むサンプリングプログ
ラムは必要ないので、これらに対応するオーバヘッドに
よって速度性能評価の精度が制限されることはない。し
かもループで繰り返して実行される命令に対しても、そ
の実行に要した実行時間を知ることができる。更に速度
性能評価対象プログラム１０１を１回実行するだけで、
これを構成する全命令に関して評価を行うことができ
る。

【００５３】（ａ−２）実施例２：図３はこの発明の他
の実施例を説明するフローチャートである。この実施例
における評価方法においては、特に基本ブロック部分の
速度性能を評価することができる。ここで基本ブロック
とは、連続した命令の列であって、それが実行される際
には必ず基本ブロックの先頭から実行され、途中へ飛び
込んだり途中から飛び出すことがないものを言う。

【００５４】まずステップＳ９において、対象とされる
基本ブロックを構成する命令が何番地から何番地までに
割り付けられているかが調べられる。上記の基本ブロッ
クの性質上、実施例１で述べた方法を用いた場合には、
基本ブロック中の各番地の命令の実行回数は必ず一致し
ていることになる。逆に命令の実行回数が異なっていた
場合、プログラムの流れが正しくない状態もしくは基本
ブロックの範囲の調査が正しくないことが解る。

【００５５】ステップＳ１０において、基本ブロックを
構成する各命令の命令で要した累計クロック数を算出
し、それらの和を求める。累計クロック数の算出は、実
施例１に示された方法によって求めることができる。

【００５６】次にステップＳ１１において基本ブロック
の実行回数を求める。既述の基本ブロックの性質上、こ
れは基本ブロック中の何れの番地の命令の実行回数とも
一致する。従って、基本ブロック中の任意の番地の命令
の実行回数を、基本ブロックの実行回数として求めるこ
とができる。

【００５７】ステップＳ１２において、基本ブロックで
要した累計クロック数をその実行回数で割り、基本ブロ
ックの平均実行クロック数を求めることができる。

【００５８】（ａ−３）実施例３：図４はこの発明の更
に他の実施例を説明するフローチャートである。この実
施例におけるデータ処理速度の評価方法においては、特
にプログラム中の関数や手続きなどのプログラム単位
（サブプログラム）毎の速度を評価することができる。

【００５９】まずステップＳ１３において、プログラム
単位を構成する命令が何番地から何番地までに割り付け
られているかを調べる。後は実施例２と同様に、ステッ
プＳ１４でプログラム単位に該当するブロックを構成す
る各命令で要したクロック数を算出し、それらの和を求
める。クロック数の算出は、実施例１に示された方法に
よって求めることができる。

【００６０】そしてステップＳ１５でプログラム単位の
実行回数を求める。プログラム単位の実行回数は、プロ
グラム単位を表すブロックに他のブロックから飛び込ん
できた回数や飛び出した回数で決定できる。以上でプロ
グラム単位で要した累計クロック数とそのプログラム単
位の実行回数がわかるため、プログラム単位で要した累
計クロック数をその実行回数で割り、プログラム単位の
平均実行クロック数を求めることができる。

【００６１】（ａ−４）実施例４：図５はこの発明の更
に他の実施例を説明するフローチャートである。本実施
例においては、ある命令を実行するのに要したクロック
数と、その命令の理想的な実行に要する理想実行クロッ
ク数とを比較することにより、プログラムの実行時に余
分な実行クロック数を要していないか否かを判断するこ
とで、データ処理速度が評価される。

【００６２】図６は、速度性能評価対象プログラム１０
５がブロック５１を備えている様子を示す概念図であ
る。ブロック５１には複数の命令が存在している。ここ
では２つの命令ＭＯＶ，ＡＤＤに着目して説明する。

【００６３】ブロック５１が実行される場合における、
命令ＭＯＶ，ＡＤＤが実行される回数、及び実行に要し
た累計クロック数は、実施例１に示された方法を用いる
ことで求めることができる。

【００６４】その一方で、各命令には理想的な状態にお
いて実行された場合に要するクロック数（以下「理想累
計クロック数」という）がある。具体的にはパイプライ
ンの状態が理想的であり、命令の実行に必要なメモリデ
ータ操作がスムーズに実施された場合において、各命令
が実行される際に要する累計クロック数である。

【００６５】従って、各命令毎に理想累計クロック数と
実行回数とを乗算することにより、理想的な状況におい
てブロック５１が実行された場合での各命令の累計クロ
ック数（以下「理想実行累計クロック数」という）を求
めることができる。そして理想実行累計クロック数と累
計クロック数とを比較してデータ処理速度の評価を行う
ことができる。

【００６６】具体的にはまずステップＳ１７において、
ブロック５１において命令ＭＯＶ，ＡＤＤの実行に要し
た累計クロック数ｔ₁ ，ｔ₂ を求める。既述の様に、こ
れは実施例１で説明された方法を用いることによって実
現することができる。

【００６７】次にステップＳ１８では、ブロック５１に
おいて命令ＭＯＶ，ＡＤＤが実行された回数ａ₁ ，ａ₂
を求める。これも実施例１で説明された方法を用いるこ
とによって実現することができる。

【００６８】次にのステップＳ１９，Ｓ２０において理
想実行累計クロック数を求める。まずステップＳ１９に
おいては命令ＭＯＶの理想実行累計クロック数ｂ1 を求
める。これは、命令ＭＯＶの理想累計クロック数をτ₁
とすると、 ｂ₁ ＝ａ₁ ×τ₁ …（式１） で求められる。

【００６９】そして、ステップＳ２０においては命令Ａ
ＤＤの理想実行累計クロック数ｂ₂を求める。これは、
命令ＡＤＤの理想累計クロック数をτ2 とすると、 ｂ₂ ＝ａ₂ ×τ₂ …（式２） で求められる。

【００７０】この様にして求められた命令ＭＯＶの理想
実行累計クロック数ｂ1 と命令ＡＤＤの理想実行累計ク
ロック数ｂ2 との和に対して、命令ＭＯＶの累計クロッ
ク数ｔ1 と命令ＡＤＤの累計クロック数ｔ2 との和を比
較して、所定の条件を満足しているか否かがステップＳ
２１において判断される。例えば、 ｔ₁ ＝２５，ｔ₂ ＝６８， τ₁ ＝２，τ₂ ＝３，ａ₁ ＝１０，ａ₂ ＝２０…（式
３） であった場合には、 ｂ₁ ＋ｂ₂ ＝１０×２＋２０×３＝８０， ｔ₁ ＋ｔ₂ ＝２５＋６８＝９３ …（式４） となり、ブロック５１における命令列の並び方が、命令
ＭＯＶ，ＡＤＤの実行に関して理想的でないことを示し
ている。ステップＳ２１において設定された所定の条件
は、この１３（＝９３−８０）の累計クロック数の差が
許容されるべきか否かを判断する。

【００７１】そして、所定の条件が満足されない場合に
は（即ち累計クロック数と理想実行累計クロック数の際
が許容されるべきものでない場合には）、ステップＳ２
２において命令列の並び換えを行うことによってパイプ
ラインの状態を改善し、メモリデータ操作がスムーズに
実施できるようにする。所定の条件が満足された場合に
は、命令列の並び換えを行う必要はない。

【００７２】この様に、本実施例によれば理想的な場合
と実際のシミュレーションで得られた場合とで、命令の
実行に要するクロック数を比較する工程を設けたので、
データ処理装置の構成上プログラムの実行時に余分な実
行クロック数がかかっているか否かを判断することで、
プログラムの速度性能を評価できる。そしてブロックの
命令列の並びを変えて理想的な実行クロック数に近づけ
る最適化が可能となる。

【００７３】Ｂ．２つのタイプのシミュレーション方法
の組み合わせ： （ｂ−１）実施例５：前節「Ａ．クロック数の累計を求
めるシミュレーション方法」では、プログラム中のどの
部分に時間がかかっているかの正確な評価をプログラム
の細分化を行わずに可能にするシミュレータ（プログラ
ム１００）を示した。このようにデータ処理装置の動作
をクロック単位にシミュレートするシミュレータを以下
「第１種シミュレータ」と仮称する。

【００７４】これに対して、従来から広く使用されてい
るシミュレータは、データ処理装置上で動作するプログ
ラムをシミュレーションする際に、データ処理装置の命
令単位で命令実行後の内部状態を仮想的に実現するもの
である。この種のシミュレータ（以下「第２種シミュレ
ータ」と仮称する）では、命令実行後の内部状態だけを
シミュレートすることに注力しており、命令を実行する
過程のデータ処理装置の内部動作はシミュレートしな
い。特開平４−１１２３３８号公報や特開平５−１５８
７４０号公報においては第２種シミュレータが示されて
いる。

【００７５】例えば前者においては、評価対象プログラ
ムの実行には、命令単位で内部状態を仮想的に実現する
シミュレータを使用する技術が開示されている。そして
実行に際して各仮想計算機が構成要素を利用することに
関する情報を集め、これらを基に確率情報を用いて性能
評価が行われる技術が開示されている。しかし、この手
法に基づいて得られる値は実行に必要な累計クロック数
を正確には評価していない。

【００７６】あるいは特開平３−２８２６４２号公報に
おいて、指定されたアドレス範囲内の命令を割込み命令
で置き換え、指定範囲の実行命令数をカウントする技術
が開示されている。命令が割込み命令で置き換えられ、
指定範囲の実行命令数から実行に必要な累計クロック数
を予測している。

【００７７】このように第２種シミュレータは、第１種
シミュレータと比べて、実行に必要な累計クロック数を
正確に計算することができない。しかし、第２種シミュ
レータは第１種シミュレータと比較して、その処理速度
が速い。従って、一方の長所は他方の短所となってお
り、これら第１種及び第２種シミュレータを組み合わせ
て用いることにより、それぞれの特色を生かした有利な
シミュレーション方法を得ることができる。

【００７８】その理由は次の通りである。当然のことで
はあるが、プログラムの性能評価を全体として行うこと
は必須である。しかしプログラムは通常、プログラム
全体の性能評価を実施した上で、更にその結果からチュ
ーニングすべき部分を見つけ出し、当該部分が所望の
処理速度で処理されるように改修され、再度プログラ
ム全体の性能評価が行われる、という手順で開発され
る。

【００７９】つまり、評価対象プログラムの特定部分の
性能評価が重要となる。そして開発されるプログラムの
大規模化に伴い、プログラム実行にかかる時間が膨大に
なってきている。これらを考え併せると、当該特定部分
は処理速度が遅いが実行に必要な累計クロック数を正確
に求められる第１種シミュレータを使用し、特定部分で
ない部分では正確には実行に必要な累計クロック数を測
定できないが、処理速度が速い第２種シミュレータを使
用することが望ましい。

【００８０】例えば既述の特開平３−２８２６４２号公
報においては指定範囲において実行される命令に関して
はその実行に必要な累計クロック数を予測している。

【００８１】あるいは特開平６−１９７３６号公報にお
いてはエミュレータに関する技術が開示されている。ト
レースメモリを節約するために制御用のマイクロプロセ
ッサが別途用意されている。予め設定された領域が実行
される際には１命令ごとに実行させ、それ以外の領域で
は連続的に実行させることにより予め設定した所定領域
のみの情報を得るというものである。これによれば予め
設定された領域内だけで１命令ごとにターゲット・マイ
クロプロセッサのレジスタ等の内容がトレースメモリに
格納されるため、メモリ容量を少なくすることができ
る。

【００８２】しかし、これらの技術はなんらかの形でア
ドレス指定を行いその部分のプログラム評価を行うもの
の、命令を割込み命令で置き換えたり、マイクロプロセ
ッサがアドレストラップ機能を備えていることを前提と
している。

【００８３】また、特開昭６３−２９２３３７号公報で
は、汎用コンピュータと論理シミュレータとがチャネル
で接続されていて、汎用コンピュータ上で動作する命令
インタプリタと論理シミュレータ間で仮想メモリのデー
タも含めてデータが転送されるという技術が開示されて
いる。この技術において、プログラムの実行が命令イン
タプリタと論理シミュレータとの間で乗り移りながら進
められる。

【００８４】しかし、プログラムの実行が、命令インタ
プリタと論理シミュレータとの間で乗り移るためには、
乗り移り命令という、乗り移りを実施するための命令を
使用しなければならない。また仮想メモリのように膨大
な量のデータを転送しなければならない。このデータの
転送は多大の時間を要する。これはデータ処理装置を仮
想的に実現する方法が異なる、汎用コンピュータと論理
シミュレータとを乗り換えてプログラムを実行する限
り、避けられない問題点である。

【００８５】以下に述べる実施例では、命令を割込み命
令で置き換える必要もなく、マイクロプロセッサがアド
レストラップ機能を備えていることを前提ともせず、デ
ータの転送は多大の時間を要しないでプログラムの性能
評価を全体として行い、かつプログラムのうち所望の部
分については実行に必要な累計クロック数を正確に評価
する事ができる。

【００８６】実施例５は基礎となる基本的な考え方を示
す。図７はシミュレータ３００の構成を示す概念図であ
る。シミュレータ３００は実施例１において紹介された
第１種シミュレータ１００及び第２種シミュレータ２０
０を備えている。既述のようにこのようなシミュレータ
１００，２００は言語を用いてソフトウエアとして構築
することが可能であり、従って、シミュレータ３００も
ソフトウエアとして構築することができる。シミュレー
タ１００，２００はいずれも同一のデータ処理装置を仮
想的に実現する。

【００８７】メモリ空間３０２はシミュレータ１００，
２００によって共有され、ソフトウエア上で配列として
構築することができる。メモリ空間３０２上には速度性
能評価対象プログラム３０２ａがロードされる。

【００８８】シミュレータ３００は、速度性能評価対象
プログラム３０２ａに対して、性能評価の対象となる領
域ではシミュレータ１００によって実行に要する累計ク
ロック数を正確に評価しつつ、性能評価の対象でない領
域ではシミュレータ２００によって迅速に、それぞれシ
ミュレーションを実行する。

【００８９】このようにシミュレータ１００，２００を
切り替えても、これらは同一のデータ処理装置を仮想的
に実現しているのであるから、速度性能評価対象プログ
ラム３０２ａのシミュレーションの実行が不連続となる
ことはない。また速度性能評価対象プログラム３０２ａ
がロードされるメモリ空間３０２はシミュレータ１０
０，２００によって共有されているのでデータ転送に多
大な時間を必要とする事はない。

【００９０】このように、第１種シミュレータ１００及
び第２種シミュレータ２００を組み合わせてシミュレー
タ３００を構成し、性能評価の対象領域とそれ以外の領
域とでシミュレータ１００，２００を切り替えてシミュ
レーションを行うことで、速度性能評価対象プログラム
３０２ａの評価を迅速にしかも正確に実行する事ができ
る。

【００９１】（ｂ−２）実施例６：実施例６においては
シミュレーション１００，２００の切り替えを具体的に
説明する。図８はこの発明の実施例６を示す概念図であ
る。シミュレータ３００はプログラムカウンタ９及び切
り替えプログラム１０を備えている。

【００９２】プログラムカウンタ９は現在シミュレーシ
ョン中の命令に次いでシミュレーションされるべき命令
のアドレスを格納するものであり、シミュレータ３００
が構築されるソフトウエアにおいて、配列として構築さ
れる。

【００９３】切り替えプログラム１０はシミュレータ１
００，２００のいずれか一方を指定し、指定された方が
速度性能評価対象プログラム３０２ａのシミュレーショ
ンを遂行する。

【００９４】速度性能評価対象プログラム３０２ａは、
シミュレータ１００，２００が共有するメモリ空間３０
２にロードされているので、プログラムカウンタ９はシ
ミュレータ１００，２００に共通した命令のアドレスを
容易に格納することができる。切り替えプログラム１０
はプログラムカウンタ９に格納されている命令のアドレ
スを読み取り、シミュレータ１００，２００のいずれを
選択すべきかを判断して、一方を指定する。

【００９５】この際、ある命令の実行をしている途中で
はシミュレータの切り替えは行われない。シミュレーシ
ョン１００，２００において実行されるシミュレーショ
ンの切れ目のうち、最も細かくかつ両者に共通するもの
は連続して実行される異なる命令同士の間に存在するた
めである。これはシミュレータ１００は命令の実行をし
ている途中の状態をも管理しているが、シミュレータ２
００は命令の実行をしている途中の状態を管理すること
なく、命令実行後の状態のみを管理していることに起因
する。

【００９６】図９はシミュレータ１００，２００の切り
替えを行う手順を示すフローチャートである。シミュレ
ーションの開始後、ステップＳ３１においてプログラム
カウンタ９の示す命令が、性能評価の対象となる領域に
存在するものであるか否かが判断される。

【００９７】性能評価の対象となる領域に存在する命令
がプログラムカウンタ９に格納されているのであれば、
シミュレータ１００によってシミュレーテッドクロック
に基づいたシミュレーションが行われる（ステップＳ３
２）。シミュレータ１００においてはシミュレーテッド
クロック毎にデータ処理装置の状態が仮想的に実現され
る。シミュレータ１００における命令の実行（これは複
数のシミュレーテッドクロックの更新が必要な場合があ
る）が終了すると、ステップＳ３５においてプログラム
カウンタ９の更新がなされる。

【００９８】一方、プログラムカウンタ９に格納されて
いる命令が性能評価の対象となる領域に存在しないので
あれば、シミュレータ２００によって命令単位でシミュ
レーションが実行される（ステップＳ３４）。そしてこ
れが終了するとステップＳ３５においてプログラムカウ
ンタ９の更新がなされる。

【００９９】プログラムカウンタ９の更新がなされる
と、速度性能評価対象プログラム３０２ａの備える命令
の全てが実行されたか否かが判断され（ステップＳ３
６）、結果が「諾」であればシミュレーションは終了
し、「否」であればステップＳ３１へ戻ってプログラム
カウンタ９の内容が再度吟味される。

【０１００】図１０を用いて、特定の関数が性能評価の
対象となった場合を例に取って説明する。速度性能評価
対象プログラム３０２ａは３つの領域３７，３８，３９
から構成されており、領域３８は性能評価の対象となる
特定の関数である。

【０１０１】速度性能評価対象プログラム３０２ａのシ
ミュレーションを行う当初では、実行に必要な累計クロ
ック数を正確に求める必要がない。プログラムカウンタ
９において格納される命令が領域３７に存在しているた
めである。よってシミュレーションする際には切り替え
プログラム１０によってシミュレータ２００が指定さ
れ、これによってシミュレーションが遂行される。この
遂行は図９のステップＳ３４に相当する。

【０１０２】シミュレーションが進み、プログラムカウ
ンタ９において格納される命令が領域３８に存在するよ
うになると、シミュレータ１００が指定されて、これに
よってシミュレーションが遂行される。この遂行は図９
のステップＳ３２に相当する。

【０１０３】そして更にシミュレーションが進み、プロ
グラムカウンタ９において格納される命令が領域３９に
存在するようになると、シミュレータ２００が指定され
て、これによってシミュレーションが遂行される。この
遂行は図９のステップＳ３４に相当する。

【０１０４】このようにして領域３８に存在する特定の
関数のみに対して実行に必要な累計クロック数を正確に
求め、それ以外の命令に関しては累計クロック数の正確
さを犠牲にして迅速なシミュレーションを行うことがで
きる。

【０１０５】（ｂ−３）実施例７：図１１はこの発明の
実施例７を示す概念図である。実施例６ではプログラム
カウンタ９はシミュレータ１００，２００の外部に構築
されていた。しかし、図７に示されるように同一の内容
が格納されるのであればシミュレータ１００，２００の
各々において配列９ａ，９ｂとして構築されても良い。

【０１０６】この場合にはシミュレータ１００，２００
はそれぞれがシミュレーションを行っていない時点にお
いても、それぞれの内部で構築される配列９ａ，９ｂの
格納する内容（命令のアドレス）が更新されることとな
る。あるいは切り替えプログラム１０によってシミュレ
ーションするように指定されたシミュレータは、その指
定された時点において、他方のシミュレータの格納する
配列の内容を参照して、自らの格納する配列の内容を更
新することとなる。

【０１０７】（ｂ−４）実施例８：図１２はこの発明の
実施例８を示す概念図である。実施例６において説明さ
れたように、シミュレータ１００，２００の切り替えの
タイミングは命令の終了時である。これはシミュレータ
１００は命令の実行をしている途中の状態をも管理して
いるが、シミュレータ２００は命令の実行をしている途
中の状態を管理することなく、命令実行後の状態のみを
管理していることに起因する。

【０１０８】従って、シミュレータ２００においてデー
タ処理装置を仮想的に実現するものの一部として構築さ
れるレジスタ等（これは速度性能評価対象プログラム３
０２ａにとっては直接に関与し得るものである。以下
「可視レジスタ」と仮称する）は、全てシミュレータ１
００において構築されている。シミュレータ１００，２
００は同一のデータ処理装置を仮想的に実現しており、
しかもメモリ空間３０２は両者において共有されている
からである。

【０１０９】しかし逆に、シミュレータ１００において
データ処理装置を仮想的に実現するものの一部として構
築されるレジスタ等の一部（これは速度性能評価対象プ
ログラム３０２ａにとっては直接に関与し得ないもので
ある。以下「不可視レジスタ」と仮称する）は、シミュ
レータ２００において構築されていない。

【０１１０】可視レジスタの内容さえシミュレータ１０
０からシミュレータ２００に伝達されれば足りるため、
シミュレータ１００からシミュレータ２００へとシミュ
レーションを行う主体が切り替わる場合には、シミュレ
ータ２００におけるシミュレーションの遂行にデータの
不足は生じない。しかしその一方、シミュレータ２００
からシミュレータ１００へとシミュレーションを行う主
体が切り替わる場合には、シミュレータ１００における
シミュレーションの遂行に必要な不可視レジスタに格納
されるべき値が特定されない恐れもある。これではシミ
ュレータ２００からシミュレータ１００へとシミュレー
ションを行う主体が切り替わる以前にシミュレータ１０
０がシミュレーションを遂行したことによって不可視レ
ジスタに与えられていた値が、シミュレーション主体の
切り替えによってシミュレータ１００がシミュレーショ
ンを再開する際に用いられることになり、正確なシミュ
レーションを行うことができない場合も存在する。

【０１１１】このような事態を防止するため、シミュレ
ータ３００はＣＰＵリセットプログラム７を備えてい
る。ＣＰＵリセットプログラム７は不可視レジスタや実
行開始アドレスを初期化するプログラムであり、一般に
シミュレータによってハードウエアの動作をシミュレー
ションする際に、当該ハードウエアのリセットをシミュ
レーションする為に用いられる。

【０１１２】本実施例ではこのＣＰＵリセットプログラ
ム７を、シミュレータ１００が再開する場合においても
実行させる。具体的にはＣＰＵリセットプログラム７が
メモリ空間３０２の未使用領域にロードされ（矢印
８）、これがシミュレータ１００において実行されるこ
とにより、シミュレータ１００内の不可視レジスタの内
容がリセットされる。これにより、以前にシミュレータ
１００がシミュレーションを遂行したことによって不可
視レジスタに与えられていた値が、シミュレーション主
体の切り替えによってシミュレータ１００がシミュレー
ションを再開する際に用いられることが回避できる。

【０１１３】この際、リセットされるのはシミュレータ
１００において仮想的に実現されるデータ処理装置のＣ
ＰＵに含まれる不可視レジスタの内容のみであって、シ
ミュレータ２００において構築される可視レジスタの内
容は、シミュレータ２００において終了したばかりの命
令によって設定されたまま、シミュレータ１００におい
て構築された可視レジスタにコピーされる（矢印６）。
そしてプログラムカウンタ９に格納されていた命令に基
づいてシミュレータ１００におけるデータ処理装置のシ
ミュレーションが再開される。

【０１１４】矢印６で示される、可視レジスタの内容の
コピーをもＣＰＵリセットプログラム７に担当させるこ
ともできる。その場合にはシミュレータ１００からシミ
ュレータ２００への可視レジスタの内容のコピーを、Ｃ
ＰＵリセットプログラム７に担当させることもできる。
このような場合にはＣＰＵリセットプログラム７はシミ
ュレータ１００からシミュレータ２００への切り替えの
際にも実行されることになる。

【０１１５】（ｂ−５）実施例９：シミュレーション対
象であるデータ処理装置において、ブレークポイントに
ヒットすることで動作が中断することがある。このよう
な動作の中断は例えばコマンド入力を待つために行われ
る。

【０１１６】かかる中断もシミュレーションにおいて仮
想的に実行される。実施例９は動作中断状態に際して、
その後性能評価をすべきか否かを指定するコマンドを入
力する場合について説明する。

【０１１７】図１３は、この発明の実施例９を説明する
ためのフローチャートである。ステップＳ４１はブレー
クポイントにヒットすることで動作が中断している状態
を示している。これはシミュレータ１００，２００を問
わず、速度性能評価対象プログラム３０２ａを実行した
結果、ブレークポイントにヒットすること等によって生
じる。但し、速度性能評価対象プログラム３０２ａその
ものが終了する場合にも実行中断に該当するので、ステ
ップＳ４１の状態がプログラムの終了による中断であれ
ば、ステップＳ４２によってフローは終了する。

【０１１８】ステップＳ４２においてプログラム終了で
ないと判断されれれば、ステップＳ４３に進み、コマン
ド入力待ちのモードに遷移する（ステップＳ４３）。

【０１１９】ステップＳ４４において、入力されたコマ
ンドがプログラムの性能評価の開始を指定するものであ
るか否かが判断される。その結果が「Ｙ」であれば、シ
ミュレーションされる命令を実行するのに必要な累計ク
ロック数を正確に求める必要がある。従って、ステップ
Ｓ４５に進み、シミュレータ１を用いてシミュレーショ
ンが遂行される。

【０１２０】一方、ステップＳ４４における判断の結果
が「Ｎ」であれば、当該コマンドがプログラムの性能評
価の終了を指定するものであるか否かについて更に判断
される（ステップＳ４６）。

【０１２１】ステップＳ４６における判断の結果が
「Ｙ」であれば、既に正確に累計クロック数を求める必
要が無くなったのであるから、迅速なシミュレーション
を行うためにシミュレータ２００を使用してシミュレー
ションを遂行する（ステップＳ４８）。

【０１２２】あるいはステップＳ４４，Ｓ４６の何れに
おいても判断の結果が「Ｎ」であれば、中断された際に
使用されていたシミュレータを用いて当該コマンドが実
行される。

【０１２３】ステップＳ４５，Ｓ４７，Ｓ４８が実行さ
れた後は再び中断（終了をも含む）が生じてステップＳ
４１に戻る。

【０１２４】このようにして、性能評価の開始を指定す
るコマンドと、性能評価の終了を指定するコマンドとの
間において、命令の実行に必要な累計クロック数を正確
に求める、しかも迅速なシミュレーションを遂行するこ
とができる。

【０１２５】（ｂ−６）実施例１０：図１４はこの発明
の実施例１０を説明する概念図である。実施例１０では
速度性能評価対象プログラム３０２ａ中に特定命令が存
在する場合のシミュレーションについて説明する。ここ
で特定命令は、その実行に必要な累計クロック数を正確
に知る必要のない命令をいう。

【０１２６】例えば、評価対象であるプログラムにおい
て、オペレーティング・システムや入出力ライブラリを
呼ぶ命令が存在する場合がある。このような命令を特定
命令とすることによって、その実行時間を除いたユーザ
とプログラムとの間のみにおいて必要となる累計クロッ
ク数を求め、プログラムの性能を評価することが可能と
なる。

【０１２７】速度性能評価対象プログラム３０２ａは特
定命令４１と、それ以外の領域４０，４２に区分され
る。特定命令４１に関してのみシミュレータ２００が用
いられ、それ以外の命令に関してはシミュレータ１００
が用いられる。

【０１２８】図１５はこのようなシミュレーションの遂
行を示すフローチャートである。シミュレーション開始
後はステップＳ５１において、シミュレータ１００を用
いたシミュレーションが遂行されている。そして、ステ
ップＳ５２において次に実行されるべき命令が特定命令
であるか否かが判断される。判断の結果が「Ｙ」であれ
ば正確に累計クロック数を求める必要はないので、シミ
ュレータ２００を用いて迅速なシミュレーションが遂行
される（ステップＳ５４）。判断の結果が「Ｎ」であれ
ば、引き続きシミュレーション１００によって正確に累
計クロック数を求めつつシミュレーションが遂行される
（ステップＳ５３）。

【０１２９】ステップＳ５３またはステップＳ５４が実
行された後、ステップＳ５５においてプログラムが終了
したか否かが判断され、終了したのであればシミュレー
ションが終了し、そうでなければ再びステップＳ５２に
戻る。

【０１３０】これを繰り返すことにより、迅速に、かつ
特定命令の実行を除いたプログラム実行に要する累計ク
ロック数のみを正確に求めることができる。

【０１３１】（ｂ−７）実施例１１：図１６はこの発明
の実施例１１を説明する概念図である。実施例１１では
速度性能評価対象プログラム３０２ａ中に仮想システム
コール４４，４６を備えている場合について説明する。
仮想システムコールは、実施例９で説明された、プログ
ラムの性能評価の開始を指定するコマンドや、プログラ
ムの性能評価の終了を指定するコマンドに対応した機能
を有している。

【０１３２】仮想システムコール４４，４６で挟まれた
領域４５に存在する命令のみが、シミュレータ１００に
よってシミュレートされ、その命令の実行に必要な累計
クロック数が正確に求められる。そしてそれ以外の領域
４３，４７に存在する命令に関しては、その実行に必要
な累計クロック数を正確に求める必要がないので、シミ
ュレータ２００によってシミュレーションが遂行され
る。

【０１３３】このようにシミュレーションを遂行するこ
とで、仮想システムコールを使用して指定された間の命
令の実行に要する累計クロック数を正確に求めつつ、迅
速なシミュレーションを遂行することが可能となる。

【０１３４】

【発明の効果】この発明のうち請求項１にかかるデータ
処理速度の評価方法においては、速度性能評価対象プロ
グラムが有する命令毎に、データ処理装置の動作のシミ
ュレーションにおける実行回数及び実行に要するクロッ
ク数が累積的に保持されるので、速度性能評価対象プロ
グラムの細分化を行うことなく、しかも、速度性能評価
対象プログラムを１回実行するだけで、速度性能評価対
象プログラムが有する各命令において、どのような速度
で実行されているかを評価する事ができる。

【０１３５】この発明のうち請求項２にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、データ処理装置をシミュ
レーションする際にシミュレーテッドクロックをシミュ
レーション上で生成するので、これをカウントする事に
より、命令の実行に要する累計クロック数を求めること
ができる。

【０１３６】この発明のうち請求項３にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、サブプログラムを構成す
る命令がシミュレーションにおいて実行されるのに要す
る平均的なクロック数を求めて、平均的にはどのような
速度で実行されているのかを評価する事ができる。

【０１３７】この発明のうち請求項４にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、基本ブロックを構成する
命令の内のいずれかがシミュレーションにおいて実行さ
れた回数を以て、前記基本ブロックの実行回数として求
めることができる。

【０１３８】この発明のうち請求項５にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、理想的な場合と実際のシ
ミュレーションで得られた場合とで、命令の実行に要す
る累計クロック数を比較する工程を設けたので、データ
処理装置の構成上、プログラムの実行時に余分なクロッ
ク数がかかっているか否かを判断し、プログラムの速度
性能を評価することができる。

【０１３９】以上のように、請求項１乃至請求項５にか
かるデータ処理速度の評価方法によれば、プログラミン
グ言語処理系における最適化についての検討手段を提供
することができる。

【０１４０】この発明のうち請求項６及び請求項８にか
かるデータ処理速度の評価方法においては、正確な速度
評価を行うべき命令に対しては第１種シミュレーション
工程によって、迅速にシミュレーションを行うべき命令
に対しては第２種シミュレーション工程によって、それ
ぞれシミュレーションを遂行するので迅速かつ正確な評
価を行うことができる。

【０１４１】この発明のうち請求項９にかかるデータ処
理速度の評価方法においては、第２種シミュレーション
工程から第１種シミュレーション工程に切り替えてシミ
ュレーションを行う際に、第１種シミュレーション工程
における誤動作を回避することができる。

【０１４２】この発明のうち請求項１０にかかるデータ
処理速度の評価方法においては、コマンド入力によっ
て、第１種シミュレーション工程と第２種シミュレーシ
ョン工程とを切り替えてシミュレーションを行うことが
できる。

【０１４３】この発明のうち請求項１１及び請求項１２
にかかるデータ処理速度の評価方法においては、予め指
定された命令のみに関して第２種シミュレーション工程
によってシミュレーションが行われ、それ以外の命令に
関しては第１種シミュレーション工程によってシミュレ
ーションが行われる。

【０１４４】以上の様に、請求項６乃至請求項１２にか
かるデータ処理速度の評価方法によれば、プログラムの
命令が配置されているアドレスの番地、基本ブロック、
関数や手続きなどのプログラム単位毎に、命令の実行に
要する累計クロック数の累計を求めることでプログラム
の速度性能を評価できる。これにより、プログラム中の
評価対象部分だけの実行に要する累計クロック数を正確
にかつ迅速に求めることができ、プログラムのチューニ
ングを効率的に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示す概念図である。

【図２】 この発明の実施例１を示すフローチャートで
ある。

【図３】 この発明の実施例２を示すフローチャートで
ある。

【図４】 この発明の実施例３を示すフローチャートで
ある。

【図５】 この発明の実施例４を示すフローチャートで
ある。

【図６】 この発明の実施例４を示す概念図である。

【図７】 この発明の実施例５の基本的な考え方を示す
概念図である。

【図８】 この発明の実施例６を示す概念図である。

【図９】 この発明の実施例６を示すフローチャートで
ある。

【図１０】 この発明の実施例６を示す概念図である。

【図１１】 この発明の実施例７を示す概念図である。

【図１２】 この発明の実施例８を示す概念図である。

【図１３】 この発明の実施例９を示すフローチャート
である。

【図１４】 この発明の実施例１０を示す概念図であ
る。

【図１５】 この発明の実施例１０を示すフローチャー
トである。

【図１６】 この発明の実施例１１を示す概念図であ
る。

【図１７】 従来の技術を示す概念図である。

【図１８】 従来の技術を示す概念図である。

【図１９】 従来の技術を示す概念図である。

【符号の説明】

１００ （第１種）シミュレータ、１０１ シミュレー
ションエンジン、１０１ａ クロック発生要素、１０１
ｂ カウント要素、１０１ｃ，１０１ｄ プログラムカ
ウンタ、１０２ａ，３０２ａ 速度性能評価対象プログ
ラム、１０２ｂ実行回数格納配列、１０２ｃ 累計クロ
ック数格納配列、９ プログラムカウンタ、９ａ，９ｂ
配列、４１ 特定命令、１０ 切り替えプログラム、
４４，４６ 仮想システムコール、２００ （第２種）
シミュレータ。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロックに基づいて動作するデータ処理
   装置において速度性能評価対象プログラムを実行する際
   の速度を、シミュレーションによって評価する速度性能
   評価方法であって、 前記速度性能評価対象プログラムは複数の命令を備え、 （Ｉ）（ａ）前記クロックをシミュレートするシミュレ
   ーテッドクロックに基づいて、前記速度性能評価対象プ
   ログラムを実行する前記データ処理装置の動作の前記シ
   ミュレーションを行う工程と、 （ｂ）前記命令の各々に対応したアドレスにおいて、前
   記シミュレーションにおいて実行された前記命令の実行
   回数及び実行に要した前記シミュレーテッドクロックの
   クロック数を保持する工程とを有する第１種シミュレー
   ション工程を備え、前記工程（ａ）は（ａ−１）前記シ
   ミュレーションにおいて実行されていた第１の前記命令
   の実行が終了し、前記速度性能評価対象プログラムにお
   いて前記第１の命令に続く第２の前記命令が前記シミュ
   レーションにおいて実行される際に、前記第１及び第２
   の命令を保持する工程と、（ａ−２）前記速度性能評価
   対象プログラムの命令が更新して前記シミュレーション
   において実行されることにより、前記工程（ａ−１）に
   おいて保持される前記第１及び第２の命令を更新する工
   程とを含み、前記工程（ｂ）は（ｂ−１）前記工程（ａ
   −１）において保持されている前記第１の命令に対応す
   るアドレスに対応して保持されている前記実行回数を、
   前記第１の前記命令の実行が終了する毎に１増加させる
   工程と、（ｂ−２）前記工程（ａ−１）において保持さ
   れている前記第１の命令に対応するアドレスに対応して
   保持されている前記クロック数に、前記シミュレーショ
   ンにおいて前記第１の命令が実行されるのに要したクロ
   ック数を、前記第１の前記命令の実行が終了する毎に累
   加させる工程とを含み、 前記工程（ａ）は（ａ−３）前記工程（ｂ−１），（ｂ
   −２）が実行された後で、前記工程（ａ−１）において
   保持されていた前記第１の命令を、前記第２の命令に更
   新する工程を更に含むデータ処理速度の評価方法。
2. 【請求項２】 前記工程（ｂ）は（ｂ−３）前記シミュ
   レーションにおいて前記シミュレーテッドクロックを生
   成する工程と、（ｂ−４）前記シミュレーテッドクロッ
   クをカウントしてクロック数を求める工程と、（ｂ−
   ５）前記工程（ｂ−２）の後で、前記工程（ｂ−４）に
   おいてカウントされたクロック数をリセットする工程と
   を更に含む、請求項１記載のデータ処理速度の評価方
   法。
3. 【請求項３】 前記命令の複数は速度性能評価対象プロ
   グラムにおいて、サブプログラムを構成し、 前記第１種シミュレーション工程（Ｉ）は （ｃ）前記サブプログラムを構成する前記命令の各々に
   対し、前記シミュレーションにおいて実行されるのに要
   したクロック数を、前記工程（ａ），（ｂ）に基づいて
   求める工程と、 （ｄ）前記サブプログラムが前記シミュレーションにお
   いて実行された回数を求める工程と、 （ｅ）前記サブプログラムを構成する前記命令が、前記
   シミュレーションにおける実行に要したクロック数の総
   和をとる工程と、 （ｆ）前記工程（ｅ）で求められた前記総和を、前記工
   程（ｄ）で求められた前記回数で割ることにより、前記
   サブプログラムを構成する前記命令が、前記シミュレー
   ションにおいて実行されるのに要する平均的なクロック
   数を求める工程とを更に有する、請求項１記載のデータ
   処理速度の評価方法。
4. 【請求項４】 前記サブプログラムは、実行される際に
   は必ずその先頭の命令から末尾の命令まで連続的に実行
   される基本ブロックであって、 前記工程（ｅ）は（ｅ−１）前記基本ブロックが前記シ
   ミュレーションにおいて実行された回数を、前記基本ブ
   ロックを構成する前記命令の内のいずれかが前記シミュ
   レーションにおいて実行された回数から求める工程を含
   む、請求項３記載のデータ処理速度の評価方法。
5. 【請求項５】 前記サブプログラムを構成する前記命令
   の少なくとも一つに関し、理想的な状態において実行さ
   れる際に要求されるクロック数が理想クロック数として
   既知であり、 前記第１種シミュレーション工程（Ｉ）は （ｃ）前記理想クロックが既知である命令が前記シミュ
   レーションにおいて実行された回数を、前記工程
   （ａ），（ｂ）から求める工程と、 （ｄ）前記理想クロックが既知である命令が前記シミュ
   レーションにおいて実行されるのに要したクロック数
   を、前記工程（ａ），（ｂ）から求める工程と、 （ｅ）前記理想クロック数に前記工程（ｃ）で求めた前
   記回数を乗じて理想実行クロック数を求める工程と、 （ｆ）前記理想実行クロック数と前記工程（ｄ）で求め
   られた前記クロック数とを比較する工程とを更に有す
   る、請求項１記載のデータ処理速度の評価方法。
6. 【請求項６】 （II）前記命令毎に前記命令実行後の前
   記データ処理装置の内部状態を仮想的に実現する第２種
   シミュレーション工程と、 （III ）前記速度性能評価対象プログラムが前記データ
   処理装置において実行される状態を、前記第１種シミュ
   レーション工程及び前記第２種シミュレーション工程の
   いずれか一方によって選択的にかつ連続的にシミュレー
   ションする調整工程とを更に備え、 前記第１種シミュレーション工程と前記第２種シミュレ
   ーション工程とにおいて使用される記憶領域は共有され
   る、請求項１記載のデータ処理速度の評価方法。
7. 【請求項７】 前記調整工程（III ）は （ｃ）現在シミュレートしている前記命令に次いでシミ
   ュレートされるべき前記命令の認識を行う工程と、 （ｄ）前記認識が行われた命令に基づいて前記第１種シ
   ミュレーション工程（Ｉ）及び前記第２種シミュレーシ
   ョン工程（II）の何れか一方を選択的に実行させる工程
   とを有する、請求項６記載のデータ処理速度の評価方
   法。
8. 【請求項８】 前記第１種シミュレーション工程（Ｉ）
   及び前記第２種シミュレーション工程（II）のそれぞれ
   において、現在シミュレーション中の前記命令に次いで
   シミュレートされるべき前記命令のアドレスが配列に格
   納される、請求項７記載のデータ処理速度の評価方法。
9. 【請求項９】 前記データ処理装置は（ｘ−１）前記速
   度性能評価対象プログラムが直接に関与し得る可視レジ
   スタと、（ｘ−２）前記速度性能評価対象プログラムが
   直接に関与し得ない不可視レジスタとを備え、 前記第１種シミュレーション工程（Ｉ）は （ｃ）前記可視レジスタの内容を保持する工程と、 （ｄ）前記不可視レジスタの内容を保持する工程とを更
   に有し、 前記第２種シミュレーション工程（II）は （ｅ）前記可視レジスタの内容を保持する工程を有し、 前記調整工程（III ）は （ｆ）一の前記命令に対応して前記第２種シミュレーシ
   ョン工程（II）によって前記データ処理装置の動作のシ
   ミュレーションを行った後、他の前記命令に対応して前
   記第１種シミュレーション工程（Ｉ）によって前記デー
   タ処理装置の動作のシミュレーションを行う際に、前記
   第１種シミュレーション工程（Ｉ）の工程（ｄ）によっ
   て保持された内容をリセットする工程を有する、請求項
   ６記載のデータ処理速度の評価方法。
10. 【請求項１０】 前記調整工程（III ）は （ｃ）前記シミュレーションが中断した直後に入力され
    る第１種コマンドにより、その後にシミュレートされる
    すべき命令に対して前記第１種シミュレーション工程
    （Ｉ）を行う工程と、 （ｄ）前記シミュレーションが中断した直後に入力され
    る第２種コマンドにより、その後にシミュレートされる
    すべき命令に対して前記第２種シミュレーション工程
    （II）を行う工程とを有する、請求項６記載のデータ処
    理速度の評価方法。
11. 【請求項１１】 前記複数の命令は特定命令と非特定命
    令に区分され、 前記調整工程（III ）は （ｃ）前記非特定命令に対して前記第１種シミュレーシ
    ョン工程（Ｉ）を行う工程と、 （ｄ）前記特定命令に対して前記第２種シミュレーショ
    ン工程（II）を行う工程とを有する、請求項６記載のデ
    ータ処理速度の評価方法。
12. 【請求項１２】 前記複数の命令は第１及び第２の仮想
    システムコールを更に備え、 前記調整工程（III ）は （ｃ）前記第１及び第２の仮想システムコールに挟まれ
    て備えられた前記命令に対して前記第１種シミュレーシ
    ョン工程（Ｉ）を行う工程と、 （ｄ）前記第１の仮想システムコールについて前記第２
    の仮想システムコールと反対側に設けられた前記命令、
    及び前記第２の仮想システムコールについて前記第１の
    仮想システムコールと反対側に設けられた前記命令に対
    して前記第２種シミュレーション工程（II）を行う工程
    とを有する、請求項６記載のデータ処理速度の評価方
    法。