JPS62145469A - ベクトル命令処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベクトル命令処理装置に関し、特にベクトル要
素間距離が０である場合に該当するベクトル要素の値と
ベクトル演算の種類とからベクトル演算の処理を変更す
ることによりベクトル演算の高速処理を可能にするベク
トル命令処理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のベクトル命令処理装置は、例えば Ｖｌ（１）ＸＶ２（１）＝Ｖ３（１） のベクトル命令を処理する場合は、オペランド１（Ｖｌ
）およびオペランド２（Ｖ２）に対応するベクトル要素
を順次記憶装置から読み出し、演算装置で所定の演算を
順次処理すべき要素数回だけ繰り返し実行して、その演
算結果をオペランド３（■３）として記憶装置上のオペ
ランド３　（Ｖ３）の対応するアドレス位置に順次格納
する。

ここで、もしオペランド２　（Ｖ２）のベクトル要素の
ベクトル要素間距離がＯであっても、同一のオペランド
２　（Ｖ２）のベクトル要素を用いて上述の処理、つま
りベクトル命令で指定された所定のベクトル演算の処理
を処理すべき要素数回だけ単に繰り返し実行するのみで
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のベクトル命令処理装置は、たとえオペラ
ンドにベクトル要素間距離が０であるベクトル要素が用
いられている場合でも、同一のベクトル要素を用いて、
ただ単にベクトル命令で指定された所定のベクトル演算
の処理を処理すべき要素数回繰り返し実行するだけの装
置であるので、例えばもしオペランド２　（■２）のベ
クトル要素間距離が０であるベクトル要素を用いている
ベクトル命令 Ｖｌ（＋）ＸＶ２（１）＝Ｖ３（１） においで、オペランド２　（Ｖ２）のベクトル要素の値
が０とか１であり予めベクトル演算の結果が予測される
場合であっても、ベクトル演算の処理性能を容易に向上
できないという欠点がある。

本発明の目的は、上述の点に濫み、オペランドにベクト
ル要素間距離がＯであるベクトル要素を用いるベクトル
演算の処理の最適化を可能にするベクトル命令処理装置
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のベクトル命令処理装置は、複数のベクトル要素
を記憶装置より順次読み出して共通な演算処理を繰り返
し実行する演算処理装置において、前記記憶装置上に格
納されている複数のベクトル要素のそれぞれのアドレス
を保持するアドレス保持手段と、前記ベクトル要素間の
アドレス差分を示すベクトル要素間距離を保持する要素
間距離保持手段と、ベクトル演算の種類を指定するコー
ドを保持する種類コード保持手段と、前記ベクトル要素
間距離が０であるか否かを検出するベクトル要素間距離
チェック手段と、このベクトル要素間距離チェック手段
の検出出力がある場合に該当するベクトル要素の値をチ
ェックするベクトル要素値チェック手段と、前記ベクト
ル演算の種類を指定するコードと前記ベクトル要素値チ
ェック手段の結果とからベクトル演算の処理を変更させ
る処理変更手段とを有する。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

本実施例のベクトル命令処理装置は、演算指定レジスタ
１０、ベクトルアドレスレジスタ１１．１２および１３
、ベクトル要素間距離レジスタ２１．２２および２３、
ベクトル要素間距離チェック回路３１および３２、ベク
トル要素値チェック回路４１および４２、ベクトル演算
処理変更回路５０、ベクトルバッファ６１および６２、
レジスタ７１および７２、加算器８０、記憶装置９０、
演算Ｗｉｔｏｏならびにセレクタ５ｌ−５７から構成さ
れている。

ヘクトルアドレスレジスタ１１．１２および１３は、オ
ペランドｌ、２および３に対応してベクトル要素の先頭
アドレスおよび順次先行して生成されるベクトル要素の
アドレスをそれぞれ保持するレジスタである。

ベクトル要素間距離レジスタ２１．２２および２３は、
それぞれのオペランドのベクトル要素の先頭アドレスに
対応するベクトル要素間距離を保持するレジスタである
。

演算指定レジスタＩＯは、ベクトル演算の種類コードを
保持するレジスタである。

ベクトル要素間距離チェック回路３１および３２は、オ
ペランドｌおよび２のベクトル要素間距離が０であるか
否かをそれぞれ検出するチェック回路である。

ベクトル要素値チェック回路４１および４２は、ベクト
ル要素間距離チェック回路３１および３２の検出出力が
ある（ベクトル要素間距離＝０）の場合にオペランドｌ
および２のベクトル要素の値をそれぞれチェックするチ
ェック回路である。

ベクトル演算処理変更回路５０は、演算指定レジスタ１
０に保持されているベクトル演算の種類コードとベクト
ル要素値チェック回路４１および４２の出力結果とから
ベクトル演算の処理を変更させる回路である。

加算器８０は、ベクトル要素の先頭アドレスに対応する
ベクトル要素間距離を逐次足し込んで、先行するベクト
ル要素のアドレスを順次発生させるアドレス加算器であ
る。

記憶装置９０は、オペランド１，２および３のベクトル
要素の先頭アドレス、ベクトル要素間距離およびベクト
ル要素を保持する記憶装置である。

ベクトルバッファ６１および６２は、記憶袋Ｎ９０から
先行して読み出されたオペランド１および２のベクトル
要素をそれぞれ保持するバッファ記憶である。

レジスタ７１および７２は、ベクトルバッファ６１およ
び６２から読み出されたオペランド１および２のベクト
ル要素もしくは記憶装置９０から読み出されベクトルバ
ッファ６１および６２をバイパスされたオペランド１お
よび２のベクトル要素をそれぞれ保持するレジスタであ
る。

演算装置１００は、所定の演算を実行する演算装置であ
る。

セレクタ３１−３７は、入力信号を必要に応じて選択す
るセレクタである。

次に、このように構成された本実施例のベクトル命令処
理＊ｉの動作について説明する。

ベクトル命令が指令されると、記憶装置９０からオペラ
ンドｌ、２および３のベクトル要素の先頭アドレスおよ
びベクトル要素間距離が供給されるとともに、ベクトル
命令で指定されるベクトル演算の種類（加算、減算、乗
算、除算、内積演算・・・等）を示すベクトル演算の種
類コードが演算指定レジスタ１０にセットされる。オペ
ランド１，２および３のベクトル要素の先頭アドレスは
、それぞれセレクタＳ１、Ｓ２およびＳ３を介してベク
トルアドレスレジスタ１１．１２および１３にセットさ
れ、オペランド１．２および３のベクトル要素間距離は
、それぞれベクトル要素間距離レジスタ２１．２２およ
び２３にセットされる。

いま、演算指定レジスタ１０に保持されているベクトル
演算の種類コードが Ｖｌ（１）　　ＸＶ２（１）−Ｖ３（１）のベクトル演
算を指定しているとする。

まず、オペランド１のベクトル要素を読み出すために、
ベクトルアドレスレジスタ１１に保持されているオペラ
ンド１のベクトル要素の先頭アドレスがオペランドｌの
先頭ベクトル要素の読出しリクエストとしてセレクタＳ
４と加算器８０とを素通りさせて記憶装置９０に送出さ
れる。

次に同様にして、オペランド２の先頭ベクトル要素の続
出しリクエストが記憶装置９０に送出される。

この動作と並行して、ベクトル要素間距離レジスタ２１
および２２に保持されているオペランドｌおよび２のベ
クトル要素間距離がそれぞれベクトル要素間距離チェッ
ク回路３１および３２に送出され、オペランドｌおよび
２のベクトル要素間距離が０であるか否かの検出が行わ
れる。

もし、ベクトル要素間距離チェック回路３１および３２
の検出出力がともに無い（ベクトル要素間距離≠Ｏ）場
合は、通常のベクトル演算の処理と同様に、引き続き記
憶装置９０からオペランドの先行読出しが行われる。例
えばオペランド１のベクトル要素を記憶装置９０から引
き続き順次読み出すには、ベクトルアドレスレジスタ１
１に保持されているオペランド１のベクトル要素の先頭
アドレスとベクトル要素間距離レジスタ２１に保持され
ているオペランドｌのベクトル要素間距離とがそれぞれ
セレクタＳ４およびＳ５を介して加算器８０で加算され
て次に読み出されるオペランド１のベクトル要素のアド
レスが生成され、記憶装置９０にオペランド１のベクト
ル要素の読出しリクエストが送出されると同時にセレク
タＳ１を介してベクトルアドレスレジスタ１１の内容が
更新される。

以下同様にして、ベクトルアドレスレジスタ１１のオペ
ランドｌのベクトル要素のアドレスとベクトル要素間距
離レジスタ２１のオペランド１のベクトル要素間距離と
が加算器８０で逐次足し込まれて、順次オペランド１の
ベクトル要素のアドレスが生成され、オペランド１のベ
クトル要素の読出しリクエストが記憶装置９０に順次送
出される。記憶装置９０から順次読み出されたオペラン
ド１のベクトル要素は順次ベクトルバッファ６１に蓄え
られる。

オペランド２のベクトル要素の先行読出しもオペランド
ｌのベクトル要素の場合と同様に行われ、記憶装置９０
から順次読み出されたオペランド２のベクトル要素は順
次ベクトルバッファ６２に蓄えられる。ベクトルバッフ
ァ６１および６２にオペランド１および２のベクトル要
素が蓄えられ始めると、ベクトルバッファ６１および６
２からオペランド１および２のベクトル要素がそれぞれ
セレクタＳ６およびＳ７を介してレジスタ７１および７
２に読み出されて演算装置１００に供給され、演算装置
１００で演算指定レジスタＩＯに保持されているベクト
ル演算の種類コードで指定された所定の演算が行われる
。

これと同時に、次に用いられるオペランド１および２の
ベクトル要素がベクトルバッファ６１および６２からそ
れぞれレジスタ７１および７２に読み出され、順次演算
装置１００に供給される。

演算結果は、オペランド１のベクトル要素のアドレス生
成と同様にして、生成されたオペランド３のベクトル要
素の書込みリクエストを受けた記憶装置９０の該当する
アドレス位置に順次格納される。

以上、一連の処理を処理すべき要素数回だけ繰り返し実
行することにより、演算指定レジスタ１０に保持されて
いるベクトル演算の種類コードで指定されたベクトル演
算が完了する。

次に、同一のベクトル演算 Ｖｌ（１）ＸＶ２（＋＞−Ｖ３（１） に対して、オペランド２のベクトル要素間距離が０であ
る場合、つまりベクトル要素間距離チェック回路３２の
検出出力がある場合の動作について説明する。

ベクトル要素間距離チェック回路３１および３２で、オ
ペランド１および２のベクトル要素間距離がＯであるか
否かがそれぞれチェックされている間に発行されたオペ
ランドｌおよび２の先頭ベクトル要素の読出しリクエス
トにより、記憶装置９０から読み出されたオペランドｌ
の先頭ベクトル要素は、ベクトル要素間距離チェック回
路３１の検出出力が無いためにベクトルバッファ６１に
蓄えられる。

一方、記憶装置９０から読み出されたオペランド２の先
頭ベクトル要素は、オペランド２のベクトル要素間距離
が０であることを検出したベクトル要素間距離チェック
回路３２の制御により、ベクトルバッファ６２をバイパ
スしてセレクタＳ７を介してレジスタ７２にセントされ
るとともに、ベクトル要素値チェック回路４２に送出さ
れる。

ベクトル要素間距離チェック回路３２の制御により、レ
ジスタ７２では以後オペランド２の先頭ベクトル要素が
保持され、ベクトル要素値チェック回路４２ではオペラ
ンド２の先頭ベクトル要素の値がチェックされる。オペ
ランド２の？＆ａのベクトル要素の記憶装置９０からの
読出しは抑止される。

ベクトル要素値チェック回路４２の出力結果は、演算指
定レジスタ１０に保持されているベクトル演３γの種類
コードとともにベクトル演算処理変更回路５０に送出さ
れる。

ベクトル演算処理変更回路５０では、ベクトル演算の処
理の変更が可能であるか否かのチェックが行われ、処理
の変更が可能な場合にはベクトル演算処理変更要求とと
もにベクトル演算の処理の変更内容がベクトル演算処理
変更回路５０から演算装置１００に通知される いま、ベクトル要素値チェック回路４２でオペランド２
の先頭ベクトル要素の値が０であるチェック結果がベク
トル演算処理変更回路５０に送出されたとする。

この場合、オペランド１の後続のベクトル要素の記憶装
置９０からの続出しが抑止されるとともに、ベクトルア
ドレスレジスタ１３に保持されているオペランド３のベ
クトル要素の先頭アドレスとベクトル要素間距離レジス
タ２３に保持されているオペランド３のベクトル要素間
距離とがセレクタＳ４およびＳ５を介して加算器８０で
逐次足し込まれて順次オペランド３のベクトル要素のア
ドレスが生成され、記憶装置９０にオペランド３のベク
トル要素の占込みリクエストが送出される。

これと同時に、ベクトル演算処理変更回路５０からベク
トル演算処理変更要求とベクトルバッファの処理の変更
内容とを受けた演３Ｅ装置１０Ｇは、ベクトル演算の結
果であるＯを発生させて、オペランド３のベクトル要素
の書込みリクエストを受けた記憶装置９０の該当するア
ドレス位置にベクトル演算の結果Ｏを順次格納して行き
ベクトル演算が完了する。

オペランド１のベクトル要素間距離が０でかつオペラン
ド１の先頭ベクトル要素の値がＯである場合も同様であ
る。

また、 Ｖｌ（１）＋Ｖ２（１）−Ｖ３（１） のベクトル演算において、オペランドｌのベクトル要素
間距離が０でかつオペランド１の先頭ベクトル要素の値
が０であることが検出された場合にも、上述と同様の処
理が行われる。

その他、オペランド１もしくはオペランド２のベクトル
要素間距離がＯであるベクトル要素が用いられている乗
算および除算のベクトル演算において、ベクトル要素間
距離が０であるベクトル要素の値が１であることが検出
された場合には、Ｖｌ（１）＝Ｖ３（＋） もしくは Ｖ２（１）＝Ｖ３（１） のベクトル移送命令に、またベクトル要素間距離が０で
あるベクトル要素の値が２″であることが検出された場
合にはシフト演算に変更される場合もある。

次に、オペランドｌおよび２のベクトル要素間距離がと
もに０であるような ＳＲ＋ΣＶｌ（Ｔ）ＸＶ２（１）＝ＳＲ（内積演算）の
ベクトル演算について述べる。ＳＲは科学演算レジスタ
である。

ベクトル要素間距離チェック回路３１および３２でオペ
ランドｌおよび２のベクトル要素間距離がＯであるか否
かがそれぞれチェックされている間に発行されたオペラ
ンド１および２の先頭ベクトル要素の読出しリクエスト
により記憶装置９０から読み出されたオペランド１およ
び２の先頭ベクトル要素は、オペランド１および２のベ
クトル要素間距離が０であることを検出したベクトル要
素間距離チェック回路３１および３２の制御により、ベ
クトル移送命令６１および６２をバイパスされてセレク
タＳ６およびＳ７を介してレジスタ７１および７２にそ
れぞれセットされるとともに、それぞれベクトル要素値
チェック回路４Ｉおよび４２に送出されて、オペランド
１および２の先頭ベクトル要素の値がチェックされる。

レジスタ７１および７２では、以後オペランドｌおよび
２の先頭ベクトル要素がそれぞれ保持され、後続のオペ
ランドｌおよび２のベクトル要素の記憶装置９０からの
読出しが抑止される。

いま、オペランドｌおよび２の先頭ベクトル要素の値の
ベクトル要素値チェック回路４１および４２でのチェッ
ク結果がともに０でなかったとする。

ベクトル要素値チェック回路４１および４２の出力結果
は、演算指定レジスタ１０に保持されているベクトル演
算の種類コードとともにベクトル演算処理変更回路５０
に送出され、ベクトル演算処理変更要求とともにベクト
ル演算の処理の変更内容がベクトル演算処理変更回路５
０から演算装置ｌＯＯに通知される。

レジスタ７１および７２に保持されているオペランドｌ
および２の先頭ベクトル要素が演算装置１００に供給さ
れると、演算装置１００はベクトル演算処理変更回路５
０によって示された新たなベクトル演算処理過程に従っ
て、まずオペランド１および２の先頭ベクトル要素同士
の乗算を行い、その結果に処理すべき要素数の値を乗じ
る。次に、上記演算で得られた結果と科学演算レジスタ
ＳＲの値とを足し込み、得られた結果を科学演算レジス
タＳＲに格納してベクトル命令を終了させる。、上記処
理の過程でもしオペランドｌおよび２の先頭ベクトル要
素のいずれか一方の値が０であることが、ベクトル要素
値チェック回路４１もしくは４２で検出された場合は、
ベクトル演算処理変更回路５０は即座にベクトル命令を
終了させる。

以上述べた例は、はんの−例であり、オペランドにベク
トル要素間距離がＯであるベクトル要素が用いられてい
るベクトル命令において、性能向上が可能な各種のベク
トル演算処理変更パターンがベクトル演算処理変更回路
５０で用意されている。

前述のオペランド２のベクトル要素間距離がＯである Ｖｌ（１）ＸＶ２（１）＝Ｖ３（１） のベクトル演算において、ベクトル演算の処理の変更を
行わないことがベクトル演算処理変更回路５０で指示さ
れた場合は、通常のベクトル命令の処理と同様に処理さ
れる。

例えば、オペランド２のベクトル要素間距離が０である
ことが検出されたベクトル要素間距離チェック回路３２
の制御により記憶装置９０から読み出されたオペランド
２の先頭ベクトル要素は、ベクトルバッファ６２をバイ
パスされてセレクタＳ７を介してレジスタ７２にセット
され、以後レジスタ７２でオペランド２の先頭ベクトル
要素が保持されるとともに、後続のオペランド２のベク
トル要素の記憶装置９０からの読出しが抑止される。

オペランドｌのベクトル要素に対しては、引き続きベク
トルアドレスレジスタ１１に保持されているオペランド
１のベクトル要素の先頭アドレスとベクトル要素間距離
レジスタ２１に保持されているオペランド１のベクトル
要素間距離とが逐次加算器８０で足し込まれてオペラン
ド１のヘタ１−ル要素の読出しリクエストが生成され、
順次記憶装置９０に送出される。

記憶装面９０から読み出されたオペランド１のベクトル
要素は順次ベクトルバッファ６１に蓄えられる。ベクト
ルバッファ６１にオペランド１のベクトル要素が蓄えら
れ始めると、セレクタＳ６を介してオペランド１のベク
トル要素がベクトルバッファ６１からレジスタ７１に読
み出されて、オペランドｌのベクトル要素とレジスタ７
２に保持されているオペランド２の先頭ベクトル要素と
が演算装置１００に供給され、演算指定レジスタ１０に
保持されているベクトル演算の種類コードで指定された
所定の演算が演算装置１００で行われる。

これと同時に、次に用いられるオペランド１のベクトル
要素がベクトルバッファ６１からレジスタ７１に読み出
され、オペランド１のベクトル要素とレジスタ７２に保
持されているオペランド２の先頭ベクトル要素とが順次
演算装置１００に供給される。

演算結果はオペランド１のベクトル要素のアドレスと同
様に生成され、送出されたオペランド３のベクトル要素
の書込みリクエストを受けた記憶装置９０の該当するア
ドレス位置に順次格納される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ベクトル要素間距離が０
であるか否かの検出を行うベクトル要素間距離チェック
手段と、ベクトル要素間距離が０であることが検出され
た場合に該当するベクトル要素の値をヂエノクするベク
トル要素値チェック手段と、ベクトル演算の種類を指定
するコードとベクトル要素値チェック手段の結果とから
ベクトル／！ｌｉ算の処理を変更させる処理変更手段と
を設けることにより、オペランドにベクトル要素間距離
がＯであるベクトル要素を用いるベクトル演算の処理の
最適化を可能にし、ベクトル命令の性能を最大限に向上
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のベクトル命令処理装置の一実施例のブロッ
ク図である。 図において、 ｌＯ・・・・・・・演算指定レジスタ、１１、１２．１
３・・・ベクトルアドレスレジスタ、２１．２２．２３
・・・ベクトル要素間距離レジスタ、３１．３２・・・
・・ベクトル要素間距離チェック回路、 ４１．４２・・・・・ベクトル要素値チェック回路、５
０・・・・・・・ベクトル演算処理変更回路、６１．６
２・・・・・ベクトルバッフ７．７１．７２・・・・・
レジスタ、 ８０・・・・・・・加算器、 ９０・・・・・・・記憶装置、 １００　　・・・・・・演算装置、 ８１〜Ｓ７・・・セレクタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のベクトル要素を記憶装置より順次読み出して共通
   な演算処理を繰り返し実行する演算処理装置において、 前記記憶装置上に格納されている複数のベクトル要素の
   それぞれのアドレスを保持するアドレス保持手段と、 前記ベクトル要素間のアドレス差分を示すベクトル要素
   間距離を保持する要素間距離保持手段と、ベクトル演算
   の種類を指定するコードを保持する種類コード保持手段
   と、 前記ベクトル要素間距離が０であるか否かを検出するベ
   クトル要素間距離チェック手段と、このベクトル要素間
   距離チェック手段の検出出力がある場合に該当するベク
   トル要素の値をチェックするベクトル要素値チェック手
   段と、 前記ベクトル演算の種類を指定するコードと前記ベクト
   ル要素値チェック手段の結果とからベクトル演算の処理
   を変更させる処理変更手段と、を含むことを特徴とする
   ベクトル命令処理装置。