JPS622364A - 演算装置 - Google Patents

演算装置

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JPS622364A
JPS622364A JP14096085A JP14096085A JPS622364A JP S622364 A JPS622364 A JP S622364A JP 14096085 A JP14096085 A JP 14096085A JP 14096085 A JP14096085 A JP 14096085A JP S622364 A JPS622364 A JP S622364A
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JP
Japan
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vector
scalar
arithmetic
unit
register
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JP14096085A
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English (en)
Inventor
Shingo Oota
真吾 太田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/76Architectures of general purpose stored program computers
    • G06F15/80Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors
    • G06F15/8053Vector processors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • Computing Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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〕 本発明はベクトル演算部とスカラー演算部とを持つ演算
装置に関し、特に漸化式演算等に適した演算装置に関す
る。
〔従来の技術〕
第5図は従来の演算装置の構成を示すブロック図であり
、複数の要素データを格納するベクトルレジスタ120
〜125と、ベクトルレジスタ120〜125から要素
データを取り出すベクトルレジスタ続出し手段135と
、ベクトルレジスタ続出し手段135によって取り出さ
れた要素データに対し演算を行なう演算ユニット141
〜142と、演算ユニット140〜142の演算結果を
ベクトルレジスタ120〜125に書き込むベクトルレ
ジスタ書込み手段115とを備える。このような演算装
置では、V O(i) = V O(i−1)  X 
V (i)  + V 2 (i)のような漸化式演算
は、次のようなステップ1)〜3)を繰り返すことによ
り実行される。
1 )  V 3 (+)←V O(i−1) X V
 1 (i)2)  VO(i)=V3(+)+V2(
i)3)i  4− i+1 これを更に詳しく説明すると、第5図において、VO(
i)、Vl(i)、V2(i)、V3(i)がベクトル
レジスタ120〜125に格納され、演算ユニット14
0が乗算器として働き、演算ユニ7ト141が加算器と
して働き、ベクトルレジスタ書込み手段115およびベ
クトルレジスタ読出し手段135の動作時間に1マシン
サイクル(以下ITと称す)要し、乗算および加算の実
行にそれぞれ5T、6T要するとすると、上記(1)の
漸化式演算は第6図のタイムチャートに示すように、先
ずベクトルレジ7’、 夕120および121からVO
(0)及びV 1 (1)がITで取り出されて演算ユ
ニット140に供給され、ここで5Tかかって乗算結果
VO(0)XVI(1)が求められ、その乗算結果がベ
クトルレジスタ123のV 3 (1)にITかけて格
納される。次に、ベクトルレジスタ122及び123か
らV 2 (1)およびV 3 (1)がlTで続出さ
れて演算ユニソ目41に供給され、ここで6TかけてV
3(1)+V2(1)が実行され、この加算結果がベク
トルレジスタ120のv O(1)にITかけて格納さ
れる。次いで、ベクトルレジスタ120および121か
らV O(1)およびv l (2)がITで取り出さ
れて演算ユニット140に供給され、vO(1)xV 
1(2) が5Tで実行され、その乗算結果がベクトル
レジスタ123の■3(2)に格納される。その次に、
ベクトルレジスタ122及び123からV 2 (2)
及びv 3 (2)がI Tテ読出されて演算器141
に供給され、ここで6Tかけ゛てV3(2)+v2(2
)が実行され、加算結果がベクトルレジスタ120のV
 O(2)に格納される。
以下同様の繰り返しにより、前記漸化式演算が実行され
る。
このように、上記漸化式演算の各繰り返しでは乗算およ
び加算に要する時間以外にベクトルレジスタへの要素デ
ータの格納およびベクトルレジスタからの要素データの
取り出しに要する時間が伴い、演算の繰り返し数が多く
なるとその分のオーバーヘッドが大きくなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一般に漸化式演算では、前の演算結果が次の演算に使用
されるため、従来の演算装置で漸化式演算を行なうと、
漸化式演算の各繰り返し演算にベクトルレジスタへの要
素データの書込み及びベクトルレジスタからの要素デー
タの取り出しが伴い、演算の繰り返し数が多くなると、
実質的な漸化式演算の処理時間に比べ、極めて多大な処
理時間を費やすという欠点があった。
本発明はこのような従来の問題点を解決したもので、そ
の目的は、前述したような漸化式演算を高速で行ない得
るような演算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〕
本発明は上記問題点を解決するために、複数個の要素デ
ータを格納する複数のベクトルレジスタと該ベクトルレ
ジスタから出力される要素データに対し演算を行なう複
数の演算ユニ7)とを含むベクトルパイプを備えるベク
トル演算部および、スカラーオペランド用のスカラーレ
ジスタと複数の演算ユニットと該演算ユニットの出力か
ら前記スカラーオペランド用スカラーレジスタの入力を
選択する選択手段とを備えるスカラー演算部、並びに前
記ベクトル演算部と前記スカラー演算部を制御する制御
部を有する演算装置において、前記ベクトル演算部に、
ベクトル演算部内の演算ユニットの出力または前記スカ
ラー演算部内の演算ユニットの出力のうちから前記ベク
トルレジスタへ入力するデータを選択する選択手段を設
け、且つ、 前記スカラー演算部に、前記ベクトルレジスタの出力、
前記スカラーレジスタの出力または前記スカラー演算部
内の演算ユニットの出力のうちから前記スカラー演算部
内の演算ユニットへ入力するデータを選択する選択手段
を設ける。
〔作用〕
ベクトルレジスタに格納されたデータに対する演算は、
ベクトル演算部内の演算ユニットで行なうことができる
と共に、スカラー演算部に設けた選択手段で選択するこ
とによりスカラー演算部の演算ユニットでも行なえ、そ
の演算結果とベクトルレジスタの他のデータとを同じタ
イミングでスカラー演算部の演算ユニットへ入力するこ
ともでき、また、スカラー演算部の演算ユニットの演算
結果はベクトル演算部に設けた選択手段により直接にベ
クトルレジスタに格納することもできる。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例のブロック図であり、2個のベ
クトルパイプPL、P2を有するベクトル演算部100
と、スカラー演算部300と、ベクトル演算部100お
よびスカラー演算部300の制御を行なう演算制御手段
400とで構成された演算装置を示す。
同図において、ベクトル演算部100の各ベクトルバイ
ブPI、P2は、複数個の要素データを格納するベクト
ルレジスタ120〜123,220〜223と、ベクト
ルレジスタ120〜123,220〜223から出力さ
れる要素データに対し演算を行なう演算ユニット140
,141,240,241 と、ベクトルレジスタ12
0〜123.220〜223の入力データを演算ユニッ
ト14o。
141.240,241 ノ出力またはスカラー演算部
3ooノ演算ユニy )340.341の出力から選ぶ
選択手段11o。
210とを含む。
また、スカラー演算部300は、第1オペランド用のス
カラーレジスタ320と、第2オペランド用のスカラー
レジスタ321と、演算ユニット340.341と、演
算ユニット340,341の入力データをスカラーレジ
スタ320,321の出力データ、ベクトルレジスタ1
20〜123,220〜223の出力または演算ユニソ
)340.341の演算結果から選ぶ選択手段330と
、スカラーレジスタ320.321の入力データを演算
ユニット340.341の演算結果から選ぶ選択手段3
10とを含む。
更に、演算制御手段400は、ベクトル演算部100の
みを使用したベクトル演算の制御、スカラー演算部30
0のみを使用したスカラー演算の制御以外に、再演算部
100.300を有機的に使用して漸化式演算等を行な
わせるのに必要な制御機能とを合わせ持っている。演算
制御手段400からベクトル演算部100へは、選択手
段110.210の選択制御信号。
ベクトルレジスタ120〜123.220〜223のア
ドレス、読出し書込み制御信号、演算ユニット140,
141゜240.241の演算開始、終了信号等が図示
しない信号線により送出され、またスカラー演算部30
0へは選択手段310.330の選択制御信号、スカラ
ーレジスタ320.321のアドレス、読出し書込み制
御信号1演算ユニント340,341の演算開始、終了
信号等が送出される。
本実施例は上述した構成を有することから、ベクトルレ
ジスタに格納されたデータを選択手段330によってス
カラー演算部300の演算ユニット340゜341に入
力でき、また演算ユニット340.341の演算結果も
選択手段330によって演算ユニッ)340゜341に
直接戻すことができ、更に演算ユニy )340゜34
1で得られた演算結果を選択手段110,216によっ
てベクトルレジスタに直接格納することができ、然もそ
れらを同じタイミングで行なうことができる。従って、
ベクトルレジスタに格納されたデータを用いる漸化式演
算の実行を高速に行なうことが可能となる。
次に、前述の(1)に示した漸化式演算が第1図の演算
装置で高速に行なわれる例について第2図のタイムチャ
ートを参照しながら説明する。なお、V O(i) 、
 V 1 (i) 、 V 2 (i)はそれぞれベク
トルレジスタ120.121.122とベクトルレジス
タ220□221.222に第3図に示すように順次格
納されており、ベクトルレジスタへの要素データの書込
みおよびベクトルレジスタがらの要素データの取り出し
にITを要し、乗算および加算にそれぞれ5Tおよび6
T要するものとする。
(1)式の漸化式演算の命令が与えられると、演算制御
装置400は、先ずベクトルレジスタ120からVO(
0)、ベクトルレジスタ221からV 1 (1)をそ
れぞれ同時に取り出してスカラー演算部300の選択手
段330を介して乗算を行なう演算ユニット340に同
時に入力する。これにはITの時間を要する。次に、演
算制御装置400は、演算器340に選択手段330の
出力データに対しVO(0)xVl(1)なる演算を5
Tかけて実行させる。そして次に、その演算結果A(1
)が選択手段330に入力されるタイミングと同じタイ
ミング(即ちV l (1)の取り出゛しの後5T後)
でベクトルレジスタレジスタ222から取り出したV 
2 (1)を選択手段330に入力させ、加算器として
働く演算ユニット341で、選択手段330の出力デー
タに対しA (1) + V 2(1)なる演算を6T
かけて行なわせる。
演算制御装置400は、演算ユニフ)341からの演算
結果V O(1)が選択手段330に入力される直前の
ITでベクトルレジスタ121から取り出したV 1 
(2)を選択手段330に入力し、その後のITで演算
結果v O(1)とv 1 (2)を同時に演算ユニッ
ト340に加えると共に、演算結果v o (1)を選
択手段210を通してベクトルレジスタ220にITか
けて格納させる。
演算ユニット340では、選択手段330の出力データ
ニ対しV O(1) x V 1 (2)なる演算が一
5Tで行なわれるが、その演算結果A(2)が選択手段
330に入力される直前のITで演算制御装置400は
、ベクトルレジスタ122から取り出したV 2 (2
)を演算結果A(2)と同じタイミングで選択手段33
0に入力させる。
次に、演算制御装置400は演算器341で選択手段3
30の出力データに対しA(21+ V 2 (2)を
6Tかけて実行させ、その演算結果V O(2)が選択
手段330に入力されるタイミングと同じタイミングで
ベクトルレジスタ220から取り出したV 1 (3)
を選択手段330に入力しておき、また演算結果VO(
2)を選択手段110を通してベクトルレジスタ120
にITで格納させる。以下同様の繰り返しを所定の繰り
返し数だけ行なうことにより前記(1)の漸化式演算の
最終結果を得る。
このように、ベクトルレジスタからの要素データの取り
出し及びベクトルレジスタへの要素データの格納が乗算
および加算とオーバーラツプして実行できるので、それ
によってオーバーヘッドを極めて少なくすることが可能
であり高速に漸化式演算を行なうことができる。
第4図は演算制御装置400の実施例の要部ブロック図
であり、命令制御部401 と、ベクトル演算制御部4
02と、スカラー演算制御部403とを含む。
同図において、命令制御部401は、与えられた演算命
令を解読し、それが第1図のベクトル演算部100のみ
を用いるベクトル演算命令或いはスカラー演算部300
を用いるベクトル演算命令のときは必要な情報と共に制
御を解読部411に与え、スカラー演算部300のみを
用いるスカラー演算命令のときは必要な情報と共に制御
をスカラー演算制御部403に渡す。スカラー演算制御
部403の制御は従来と同様であり、第1図の選択器3
10,330の選択制御信号、スカラーレジスタ320
,321の書き込み、読出し制御信号、演算ユニット3
40.341の演算の開始、終了信号をそれぞれセレク
タ404を介してスカラー演算部300に送出する。
解読部411は、受信した情報がベクトル演算部100
のみを用いるベクトル演算命令であるときは、ベクトル
長をベクトル長レジスタ411にセットした後、演算器
制御部406とタイミング制御部407を起動し、セレ
クタ410をタイミング制御部407側に切り換える。
これにより、演算制御部406はベクトル演算部100
の各演算器の開始、終了制御を開始し、タイミング制御
部407はベクトル演算部100内の選択手段、ベクト
ルレジスタ等の制御を開始し、ベクトル演算部100の
みを用いる従来と同様な制御が実行される。
一方、解読部411は、受信した情報が前述したスカラ
ー演算部300の演算ユニットを使用したベクトル演算
命令であるときは、ベクトル長をベクトル長レジスタ4
05にセントした後、演算器制御部409とタイミング
制御部408を起動し、セレクタ410をタイミング制
御部408側に切り換える。
これにより、演算制御部409からスカラー演算制御部
403に対しベクトル演算が使用している演算ユニット
を使用しないよう通知が発せられると共に、セレクタ4
04がベクトル演算制御部402側に切換えられ、演算
制御部409からセレクタ404を介してスカラー演算
部300の演算ユニット340,341の演算の開始、
終了制御信号等が送出され、また、タイミング制御部4
08からセレクタ410を介してベクトル演算部100
にベクトルレジスタの書込み、読出し制御信号1選択手
段の選択信号等が送出されると共にセレクタ404を介
してスカラー演算部300の選択手段の選択信号が送出
される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では、スカラ一部の演算ユ
ニットの入力データとしてスカラーレジスタの出力以外
に、ベクトルレジスタの出力およびスカラー演算部の演
算ユニットの出力を使用でき、また、スカラー演算部の
演算ユニットの出力をベクトル演算部に設けた選択手段
によってベクトルレジスタに直接格納することができる
ので、従来の演算装置で必要となっていた漸化式演算に
おけるベクトルレジスタへのアクセスによるオーバーヘ
ッドを除去した高速の漸化式演算も実行可能となる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のブロック図、第2図および第
3図は第1図に示した演算装置の動作説明図、 第4図は演算制御装置400の実施例のブロック図にお
いて、100はベクトル演算部、110,210゜31
0.330は選択手段、120〜125.220〜22
3はへクトルレジスタ、140〜142,240,24
1,340,341は演算ユニット、320,321 
はスカラーレジスタ、400は演算制御装置である。 ′、−一ン ■0リード に9(0) vl、、−、; 、Q(1)     Vl(2)  
   Vl(3)Mur t 1vO(0)xVl(1
)−八(1) VO(i)xVl(2)’(2)VO(
2)xVl(3)V21J−ド   v2(1)   
  V2(2)     v2(3)N− Add      Δ(1)+V2(1)−VO(1)
  A(2)+V2(2)=VO(2)一一− VOM)                   VO
(1)            VO(2)第1図の動
作説明図 第2図 第1図の動作説明図 第3図 300へ 演算制御装置400の実施例のブロック図第4図 従来例の説明図 第5図 、。、、−、、v!?(0)       V(Xi)
       VCK2)vi +7  、、  Vl
(1)               Vl(2)  
             Vl(3)H1+ Multi  VO(0)XVI(1)      V
O(1)XVi(2)V3フイ、     V3(1)
        V3(2)V2.、−、−     
     V2(1)               
V2(2)V31ノード        V3(1) 
             V3(2)Addv3(1
)+V2(1)      V3(2)+V2(2)v
oウィト                  VO(
1)                VO(2)従来
例の動作説明図 手続補正書輸発)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数個の要素データを格納する複数のベクトルレジスタ
    と該ベクトルレジスタから出力される要素データに対し
    演算を行なう複数の演算ユニットとを含むベクトルパイ
    プを備えるベクトル演算部および、スカラーオペランド
    用のスカラーレジスタと複数の演算ユニットと該演算ユ
    ニットの出力から前記スカラーオペランド用スカラーレ
    ジスタの入力を選択する選択手段とを備えるスカラー演
    算部、並びに前記ベクトル演算部と前記スカラー演算部
    を制御する制御部を有する演算装置において、 前記ベクトル演算部に、ベクトル演算部内の演算ユニッ
    トの出力または前記スカラー演算部内の演算ユニットの
    出力のうちから前記ベクトルレジスタへ入力するデータ
    を選択する選択手段を設け、且つ、 前記スカラー演算部に、前記ベクトルレジスタの出力、
    前記スカラーレジスタの出力または前記スカラー演算部
    内の演算ユニットの出力のうちから前記スカラー演算部
    内の演算ユニットへ入力するデータを選択する選択手段
    を設けたことを特徴とする演算装置。
JP14096085A 1985-06-27 1985-06-27 演算装置 Pending JPS622364A (ja)

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JP14096085A JPS622364A (ja) 1985-06-27 1985-06-27 演算装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0319118A (ja) * 1989-06-15 1991-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気ヘッド装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58181165A (ja) * 1982-04-16 1983-10-22 Hitachi Ltd ベクトル演算プロセツサ
JPS59114677A (ja) * 1982-12-22 1984-07-02 Hitachi Ltd ベクトル処理装置

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