JPH0744504A - Cpuと複数のpu,fpuから成る演算ユニット - Google Patents

Cpuと複数のpu,fpuから成る演算ユニット

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JPH0744504A
JPH0744504A JP5185037A JP18503793A JPH0744504A JP H0744504 A JPH0744504 A JP H0744504A JP 5185037 A JP5185037 A JP 5185037A JP 18503793 A JP18503793 A JP 18503793A JP H0744504 A JPH0744504 A JP H0744504A
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JP
Japan
Prior art keywords
processor
processing
sub
cpu
data processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP5185037A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Okamoto
勝彦 岡本
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
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Publication of JPH0744504A publication Critical patent/JPH0744504A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CPUのクロック周波数を上げることなく、
OSにおけるマルチ動作上でのソフトウェア実行スピー
ドの向上、3次元以上のグラフィックス処理等のデータ
処理のスピードアップを実現する。 【構成】 複数個のマイクロプロセッサと、複数個のコ
プロセッサとによってデータ処理装置を構成するととも
に、上記マイクロプロセッサのうち一つを主プロセッサ
とし、他のマイクロプロセッサを副プロセッサとして、
上記主プロセッサで命令を読み込んで解読し、マルチ処
理を実行する場合には、主プロセッサが各タスク処理ま
たは分割処理を上記副プロセッサおよびコプロセッサの
いずれかに割り当てるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用】本発明は、データ処理技術さらには並
列演算処理に適用して有効な技術に関し、例えばコンピ
ュータ利用において、UNIX、OS−9、OS/2、
MS−Windows等の高機能OS(オペレーティン
グ・システム)の使用の下で、流体力学・化学・各種の
工学分野における仮想上の実験及びシュミレーション、
電気回路・機械・建築・土木・その他の設計、仮想実体
験用コンピュータ・グラフィックス等のグラフィックス
描画を行なう場合に利用して有効な技術に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、CPUとFPU(数値演算プロセ
ッサー)とを組み合わせることによって、前述の高機能
OSの下でマルチユーザ処理やマルチタスク処理、マル
チウィンドウ処理及び3次元以上のグラフィックス描画
等の複雑なデータ処理を実行することができるようにさ
れたコンピュータが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記CPU+FPU
(数値演算プロセッサー)方式のコンピュータは、CP
Uのクロック周波数を上げることにより多少のスピード
向上は見込めるものの、高い周波数になるほど浮遊キャ
パシタ・浮遊インダクタンス、さらに寄生キャパシタ・
寄生インダクタンスが問題になって、無制限にクロック
周波数を上げることができない。そのため、特に3次元
以上のグラフィックス処理に関しては、上記従来型CP
U構成のコンピュータはこの種の複雑なデータ処理は不
向きであった。また、前述のごとく、単にCPUのクロ
ック周波数を上げただけでは、コンピュータが実行する
データ処理全体から見て、そのメリットはわずかであ
る。
【0004】本発明の目的は、CPUのクロック周波数
を上げることなく、OSにおけるマルチ動作上でのソフ
トウェア実行スピードの向上、3次元以上のグラフィッ
クス処理等のデータ処理のスピードアップを実現可能な
技術を提供することにある。この発明の前記ならびにそ
のほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述
および添附図面から明らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、複数個のマイクロプロセッサ
と、複数個のコプロセッサとによってデータ処理装置を
構成するとともに、上記マイクロプロセッサのうち一つ
を主プロセッサとし、他のマイクロプロセッサを副プロ
セッサとして、上記主プロセッサで命令を読み込んで解
読し、マルチ処理を実行する場合には、主プロセッサが
各タスク処理または分割処理を上記副プロセッサおよび
コプロセッサのいずれかに割り当てるようにする。
【0006】また、グラフィックス処理の場合は、主プ
ロセッサが各次元(x,y,z………)毎に処理を分割
して専用のコプロセッサを割り当て、さらにカラー処理
の場合には赤・緑・青の三原色(R,G,B)毎にさら
に処理を分割してコプロセッサを割り当てるようにす
る。なお、上記処理の分担は、主プロセッサがデータの
内容に基づいて判断し、複数存在する副プロセッサおよ
びコプロセッサに対して、アーキテクチャによって自動
的に割り当てを決定するようにする。
【0007】
【作用】前述したように主プロセッサによる各副プロセ
ッサおよびコプロセッサに対する割当て処理を、アーキ
テクチャにより自動的に実現させることにより、マルチ
処理における各ソフトウェアによるデータ処理速度を向
上させることが可能となり、またカラー・グラフィック
ス処理における描画速度を向上させることが可能とな
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係るデータ処理装置の一実施
例の構成と動作を、図1および図2に基づいて詳細に説
明する。図1に示されているように、この実施例のデー
タ処理装置は、複数個のマイクロプロセッサと、複数個
のコプロセッサとによって構成されているとともに、上
記マイクロプロセッサのうち一つは主プロセッサCPU
とされ、他のマイクロプロセッサは副プロセッサPUと
して動作するようにされている。コプロセッサとしては
数値演算プロセッサFPUが用いられている。この他
に、浮動小数点演算プロセッサをコプロセッサとして結
合することも可能である。
【0009】上記副プロセッサPUおよび数値演算プロ
セッサFPUはデータバスDBおよびアドレスバスAB
を介して上記主プロセッサCPUに接続されている。ま
た、上記データバスDBおよびアドレスバスABには、
プログラムや固定データが格納されたリード・オンリ・
メモリROM、CPUのワークエリアとなるランダム・
アクセス・メモリRAMおよびキーボードのような入力
装置IPTが入出力インタフェース回路I/Oを介して
接続されている。CKは、上記プロセッサCPU,PU
およびFPUを同期して動作させるためのシステムクロ
ック信号である。
【0010】次に、上記データ処理装置の動作を図2を
用いて説明する。電源が投入されると、主プロセッサC
PUが起動して、先ずファイルに設定されている動作環
境を読込む。続いて、OSが起動されると共に、読み込
まれた動作環境が整えられる。次に、主プロセッサCP
Uは、単一タスク(U)で動作するか、複数タスク
(M)で動作するかを判別する。これは、単一タスクで
動作するか、複数タスクで動作するかによって副プロセ
ッサPUおよび数値演算プロセッサFPUの対応方法が
異なるためである。
【0011】単一タスクである場合には、ソフトウェア
及びデータ処理のためのプロセッサとして、図1に示す
制御信号CS1により副プロセッサPU1が予約され
る。また、ソフトウェア稼働上でグラフィックスを扱う
時は、図1に示す制御信号CSF1,2,・・・Xにより数値演
算プロセッサFPU1,2,・・・,Xが、各次元要素x,y,
z,・・・の演算処理に割り当てられる。さらに、カラ
ー表示を行わせる時は、図1に示す制御信号CSFX+1,
X+2,X+3により、数値演算プロセッサFPUX+1,X+2,X+3
が、赤(R)緑(G)青(B)の各色の演算処理用に割
り当てられる。
【0012】一方、複数タスクである場合は、ソフトウ
ェア及びデータ処理のためのプロセッサとして、図1に
示す制御信号CS1,2,・・・,Xにより副プロセッサPU1,
2,・・・,Xが予約される。そして、ソフトウェア稼働上で
グラフィックスを扱う時は、図1に示す制御信号CSF
1,2,・・・Xにより数値演算プロセッサFPU1,2,・・・,X
が、同じく図1に示す制御信号CSFY+1,Y+2,・・・Zによ
り数値演算プロセッサFPUY+1,Y+2,・・・,Zが、同じく
図1に示す制御信号CSFA+1,A+2,・・・Bにより数値演算
プロセッサFPUA+1,A+2,・・・,Bが、各次元要素のx,
y,z,・・・の演算処理のために割り当てられる。
【0013】さらに、これらのグラフィックスにカラー
表示を行わせる時は、図1に示す制御信号CSFX+1,X+
2,X+3により数値演算プロセッサFPUX+1,X+2,X+3が、
同じく図1に示す制御信号CSFZ+1,Z+2,Z+3により数
値演算プロセッサFPUZ+1,Z+2,Z+3が、同じく図1に
示す制御信号CSFB+1,B+2,B+3により数値演算プロセ
ッサFPUB+1,B+2,B+3が、それぞれ赤(R)緑(G)
青(B)の各色の演算処理のために割り当てられる。特
に制限されないが、上記主プロセッサには上記副プロセ
ッサもしくはコプロセッサに対して供給する選択のため
の制御信号CS,CSFを入出力するための端子が設け
られている。これらの制御信号入出力端子は、必ずしも
全て使用しなくてもシステムを構成できることは言うま
でない。すなわち、最大上記主プロセッサに設けられた
制御信号入出力端子の数だけ副プロセッサPUあるいは
FPUを接続したシステムを構成することができる。
【0014】以上により、マルチタスク処理における各
タスクm1,m2,m3,・・・毎のソフトウェア、グ
ラフィックス処理における各次元x,y,z,・・・毎
の演算およびカラー三原色のR,G,Bのそれぞれの演
算に、副プロセッサPUまたは数値演算プロセッサFP
Uが一対一に対応可能となって、データ処理スピードが
向上されることになる。なお、図2のフローチャートの
中で、(G)FPU・,・,・はグラフィックス対応F
PUであり、(C)FPU・,・,・はカラー対応FP
Uであることを示している。
【0015】また、図1に示す主プロセッサCPUは、
ファイルを読込んでOSを起動し、動作環境を整え、マ
ルチ(複数)タスクを実現するための分割処理を行なう
他に、周辺機器とのデータの入出力、直・並列信号によ
るコミュニケーション制御、その他の機能を有すること
は従来型コンピュータと同じである。さらに、図1に示
す副プロセッサPUX+1,X+2,・・・,Y、PUY+1,Y+2,・・・,Z
は、コンピュータ本体機能の向上を図ったときに、それ
らに対応できるようにするための予備用のプロセッサで
ある。
【0016】図1の実施例における制御信号CSの信号
線は双方向であり、この信号でアクセスされていない各
PU・FPUは、休止中であることを逆方向伝達によっ
てCPUに知らせておくことで、CPUは稼働中と休止
中のPU・FPUを区別することが可能となる。これに
よりデータ処理上必要な場合は、休止中のPU・FPU
を的確に選定して、次々に並列処理して行くことが可能
となる。また、休止中のPU・FPUは、SLEEP機
能を持たせることで、無駄な電力を消費させないような
仕様とすれば、パーソナル・コンピュータ等小型のコン
ピュータにも適用可能となる。
【0017】本発明のCPUと複数のPU・FPUから
成るデータ処理装置は、モノリシックLSIとして1チ
ップ上に構成しても良いし、CPUに対してPU・FP
Uを分離した構造にして、用途に応じて必要な数のPU
またはFPUを追加して使用できるようにしても良い。
モノリシックLSIとして1チップ上に構成する場合
は、内蔵するPU・FPUの数について、幾通りかのも
のを作り用途に応じて任意に選べるようにしてもよい。
さらに、演算アーキテクチャについては独自のものを開
発しても良いし、普及しているCPUと同じものにして
互換性を保つようにしてもよい。
【0018】以上説明したように、上記実施例は、複数
個のマイクロプロセッサと、複数個のコプロセッサとに
よってデータ処理装置を構成するとともに、上記マイク
ロプロセッサのうち一つを主プロセッサとし、他のマイ
クロプロセッサを副プロセッサとして、上記主プロセッ
サで命令を読み込んで解読し、マルチ処理を実行する場
合には、主プロセッサが各タスク処理または分割処理を
上記副プロセッサおよびコプロセッサのいずれかに割り
当てるようにしたので、マルチ処理における各ソフトウ
ェアによるデータ処理速度を向上させることが可能とな
り、またカラー・グラフィックス処理における描画速度
を向上させることが可能となる。以上本発明者によって
なされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまで
もない。例えば図1のシステムにおける副プロセッサを
省略したシステムあるいは数値演算プロセッサを省略し
たシステムとして構成することも可能である。
【0019】
【発明の効果】本願において開示される発明の内、代表
的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、マルチタスク処理における各タスク毎の、ソ
フトウェア上のデータ処理がより速くなる。また、グラ
フィックスのデータ処理が速くなるので、ディスプレイ
上の描画スピードが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデータ処理装置の一実施例を表す
ブロック図である。
【図2】本発明のCPUの働きとPUまたはFPUの対
応例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
CPU 主プロセッサ PU 副プロセッサ FPU 数値演算プロセッサ CS チップセレクト信号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年5月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 CPUと複数のPU,FPUから成
る演算ユニット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個のマイクロプロセッサと、複数個
    のコプロセッサとによって構成されているデータ処理装
    置であって、上記マイクロプロセッサのうち一つは主プ
    ロセッサとされ、他のマイクロプロセッサは副プロセッ
    サとされ、上記主プロセッサが命令を読み込んで解読
    し、マルチ処理を実行する場合には、主プロセッサが各
    タスク処理または分割処理を上記副プロセッサおよびコ
    プロセッサのいずれかに割り当てるように構成されてな
    ることを特徴とする演算装置。
  2. 【請求項2】 上記副プロセッサおよびコプロセッサの
    割当ては、上記主プロセッサから上記副プロセッサもし
    くはコプロセッサに対して供給される選択用制御信号に
    基づいて行なわれるように構成されてなることを特徴と
    する請求項1記載の演算装置。
JP5185037A 1993-07-27 1993-07-27 Cpuと複数のpu,fpuから成る演算ユニット Pending JPH0744504A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5185037A JPH0744504A (ja) 1993-07-27 1993-07-27 Cpuと複数のpu,fpuから成る演算ユニット

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5185037A JPH0744504A (ja) 1993-07-27 1993-07-27 Cpuと複数のpu,fpuから成る演算ユニット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0744504A true JPH0744504A (ja) 1995-02-14

Family

ID=16163689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5185037A Pending JPH0744504A (ja) 1993-07-27 1993-07-27 Cpuと複数のpu,fpuから成る演算ユニット

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0744504A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6065112A (en) * 1997-06-18 2000-05-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Microprocessor with arithmetic processing units and arithmetic execution unit
JP2006048254A (ja) * 2004-08-02 2006-02-16 Ricoh Co Ltd 画像処理制御装置
JP2007328822A (ja) * 2007-09-10 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd マルチタスクプロセッサ
JP2019057303A (ja) * 2010-10-13 2019-04-11 パルテック・クラスター・コンペテンス・センター・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングPartec Cluster Competence Center Gmbh 計算タスクを処理するためのコンピュータクラスタ構成、およびそれを動作させるための方法

Cited By (6)

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US10951458B2 (en) 2010-10-13 2021-03-16 Partec Cluster Competence Center Gmbh Computer cluster arrangement for processing a computation task and method for operation thereof
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