JPS62257536A - デ−タフロ−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、メモリ部、演算回路部をパイプライン状のバ
スで結合し、データフロ一方式により演算順序をコント
ロールすることを特徴とするデータフロー処理装置に関
する。

（従来の技術） 従来、データフロ一方式による演算処理装置と１　−ｒ
　ＩＪ　　　／ｙ：＋１２　　ｔｙ＋ｉ＋”ＩＪ−１ｎ
７７ｅ−ＯＱＡＱ６Ａ　ｒａ　八ｆｆｉ　＋−＊ｒ’　
４１Ｓ　−％ｔ　Ｊ／１ているような技術がある。前記
公報記載のデータフロー処理装置は第３図に示す構成を
持ち、以下のような動作を行う。

装置に入力されるデータの単位となるトークンは、デー
タ値、入力後にトランスファーテーブルメモリ２２を参
照するためのアドレス、そのトークンが処理されるべき
装置を示すモジュール番号を持チ、バスインターフェー
ス２１は、外部バスヲ通るトークンのモジュール番号が
その装置の番号と一致する場合にそのトークンを内部に
入力し、そうでない場合そのまま外部バスから出力する
。入力されたトークンは、その持つトランスファーテー
ブルメモリアドレスによりトランスファーテーブルメモ
リ２２を参照し、そこでパラメータテーブルメモリ２３
を参照するためのパラメータテーブルメモリアドレスと
次回にトランスファーテーブルメモリ２２を参照するた
めのトランスファーテーブルメモリアドレスを得た後に
パラメータテーブルメモリ２３へ送られる。

トークンはパラメータテーブルメモリ２３においてその
パラメータテーブルメモリアドレスによる参照を行い、
そこでデータメモリ２４の管理情報の参照・更新を行う
と同時にプロセッサユニット２６での処理内容を示す処
理コードとデータメモリ２４のアドレスを得、データメ
モリ２４に送られ、そこで必要に応じて２項演算の相手
方のオペランドの待合わせあるいは定数演算のための定
数の読み出しを行う。キューメモリ２５はプロセッサユ
ニット２６が前のトークンを処理中で次のトークンを人
力できない時にトークンを一時保持するためのメモリで
あり、プロセッサユニット２６がビジーでない場合には
、トークンはキューメモリ２５からプロセッサユニット
２６に送られ、その処理コードに応じて、算術演算、論
理演算、シフト、比較、ビット反転、プライオリティエ
ンコーディング、分流、数値発生、コピーのうちの１つ
の処理を受ける。なおトークンの持つ処理コードが出力
を示すものである場合には、キューメモリ２５からバス
インタフェース２１へ送られ、入カドークンの形に変形
された後に、外部バスへ出力される。プロセッサユニッ
ト２６で処理をうけたトークンは、トランスファーテー
ブルメモリ２２に送られ、再びそのトランスファーテー
ブルメモリアドレスにより参照を行うというように出力
命令が実行されるまで内部のリングバスを回り、そのデ
ータ値に対して必要な処理を受ける。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記データフロー処理装置にお制限され
ていたため、２語分の精度で演算を行なう場合、ソフト
ウェア的に２語を扱うようにする、装置の扱うデータ値
のビット幅を広げるなどの方法をとらねばならなかった
。しかしソフトウェア的にこれを行なう場合、プログラ
ムに負担がかかる上に演算実行時間が長くなり、またビ
ット幅を広げる場合、回路全体の規模が大きくなってし
まうという問題点があった。

本発明は従来のデータ値のビット幅を変えることな（２
語分の精度を持つデータの処理を行なえる装置を提供す
ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明のデータフロー処理装置は従来のデータフロー処
理装置において、プロセッサユニットに接続され、直前
に処理した語により変化する内部状態を用いて、連続し
た２語からなる倍精度データの処理をプロセッサユニッ
トと共に行なう倍精度処理制御ユニットを備えている。

（作用） ２語長分の精度を必要とするデータの演算においては、
それを連続する２語に分割して装置に与え、その１語目
に次の語と共に２語を単位として倍精度で処理すること
を示すようなビットを与える。各データは装置のリング
バスをまわり、プロセッサユニットで順次演算されるが
、ここでデータの上記ビットによりそのデータ及び連続
するデータが倍精度であることが示される場合には、プ
ロセッサユニ、フトの内弁ル、！焚熊をイ嬰＄豫十入ｆ
た）１４１ｇ机ｒ■朱１１才知ユニットを通じて後に来
る２語目の演算に必要な１語目の演算結果が渡され、倍
精度演算が実行される。これにより連続的な演算処理を
パイプライン動作で行ないながら倍精度のデータを扱う
ことができることとなる。

（実施例） 本発明の装置について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の基本構成を示すブロック図である。図
において１はバスインターフェース、２はトランスファ
ーテーブルメモリ、３はパラメータテーブルメモリ、４
はデータメモリ、５はキューメモリ、６はプロセッサユ
ニット、７は倍精度処理制御ユニットであり、トランス
ファーテーブルメモリ２、パラメータテーブルメモリ３
、データメモリ４、キューメモリ５、プロセッサユニッ
ト６は図に示すようにこの順にパイプライン方式のバス
でリング状に接続しである。第２図は倍精度処理制御ユ
ニットの構成を示すブロック図である。

データの単位であるトークンは、トランスファーテーブ
ルメモリ２へ入力される時、データ値、トランスファー
テーブルメモリ２のアドレスの他に次のトークンを連続
したトークンとして扱うかどうかを示すストップビット
を持つ。あるトークンのストップビットが０の場合はそ
のトークンは倍精度トークン組の下位語として次のトー
クンとともに演算され、またストップビットが１の場合
は、その直前のトークンのストップビットによって単精
度トークンとしてまたは倍精度トークン組の上位語とし
て扱われる。倍精度トークン組の下位語、上位語の２つ
のトークンは同一なトランスファーテーブルメモリアド
レスヲ持つ。

外部から装置への入力の単位である入カドークンは、モ
ジュール番号、トランスファーテーブルメモリ２のアド
レス、コントロールビット、符号ビット、データ値の他
にストップビットを持つ。

バスインターフェース１は外部から入力されるトークン
のうちそのモジュール番号が、その装置に与えられた番
号に等しいもののみを内部へ取り込みトランスファーテ
ーブルメモリ２へ送り、その他のトークンは通過トーク
ンとしてそのまま外部バスへ出力する。ここで取り込ま
れるトークンのストップビットが１の場合バスインタフ
ェース１はそのトークンを従来のデータ処理装置におけ
るトークンと同様に扱うが、ストップビットが０の場合
、これは下位語トークンであり次のトークンは上位語と
して連続して取り込まなければならない。このためバス
インタフェース１はキューメモリ５及びプロセッサユニ
ット６ヘビジー信号を送り、２語目が取り込まれるまで
キューメモリ５がらプロセッサユニット６へと、プロセ
ッサユニット６がらトランスファーテーブルメモリ２へ
のトークンの出力を４’？止する。これにより外部バス
が−らバスインタフェース１へ連続して入力された下位
語、上位語のトークン組は連続したままトランスファー
テーブルメモリ２へ送られる。

プロセッサユニット６またはバスインタフェース１から
トランスファーテーブルメモリ２に入力されたトークン
は従来と同様にそのトランスファーテーブルメモリアド
レスを用いてメモリを参照し、そこで得たパラメータメ
モリアドレス及び次回のトランスファーテーブルメモリ
２の参照のためのトランスファーテーブルメモリアドレ
スヲ持ってパラメータメモリ３に送られ、そこでデータ
メモ１７４の管理情報の参照・更新を行なうと同時にプ
ロセッサユニット６での処理内容を示す処理コード、及
びデータメモリ４のアドレスを受は取る。トランスファ
ーテーブルメモリ２、パラメータテーブルメモリ３にお
いて倍精度トークンは連続したまま同じアドレスで各々
のメモリをアクセスする。

データメモリ４は必要に応じて２項演算のデータの待ち
合わせのためのキューとして、あるいは定数演算のため
の定数などの格納のためのメモリとして用いられる。キ
ューとして用いられる場合、単精度トークンに対しては
従来と同様に、早く到着した方がキューに書き込まれ、
対応するトークンが到着したときにそのパラメータテー
ブルメモリ３からのデータ値とデータメモリ４がらの読
み出しデータ値とを結合してキューメモリ５へ出力する
。

倍精度トークン組に対しては、先着のトークン組がその
まま連続して書き込まれ、それに対応するｌ・−クン組
が到着すると、下位トークン同士、上位トークン同士を
結合して倍精度トークン組のそれぞれ下位語、上位語と
してキューメモリ５へ出力する。この時キューメモリ５
へ送られる２つのオペランドを結合したトークンには後
がら到着したトークン組のものと同じストップビットが
付加される。データメモリ４で定数を読み出す場合も同
様で、下位語、上位語の到着特に読み出された定数かも
とのデータ値と結合されてキューメモリ５へ送られる。

キューメモリ５は、プロセッサユニット６にトークンを
人力できないときにトークンを一時保持するためのメモ
リであり、そのトークンの持つ処理コードに応じてキュ
−メモリ５内部のジェネレータキューまたはデータキュ
ーにトークンを保持し１、参〇）右Ｔ　Ｙ　　−ＩＩｌ
ｈ−ｈ、Ｐ　　　Ｌ　　　　−々　”／　ｆ＋　−ｆｙ
ｑ　　Ｌ、、　ＪＪ−−＋　　−１／％ｌ＋送出すると
いう動作を行う。ただし出力するトークンがデータキュ
ーから出力されたものであってもジェネレータキューか
ら出力されたものであっても、そのストップビットが０
である場合にはこれと連続するトークンからなる倍精度
トークン組の出力を連続させなければならないため、前
回出力した方と同じキューから出力するように制御され
る。

プロセッサユニット６は従来と同様に単精度トークンに
対する算術演算、論理演算、シフト、比較、ビット反転
、プライオリティエンコーディング、分流、数値発生、
コピーの機能を持つ他に、倍精度処理制御ユニット７と
共に倍精度トークン組に対する加算、減算、インクリメ
ント、デクリメント、論理演算、数値発生、コピー及び
倍精度トークン組・単精度トークン間のデータ変換を行
なう機能、あるいは前記機能の一部を持つ。

倍精度の加減算、インクリメント、デクリメント、論理
演算は次のように行なう、。まずキューメモリ５からプ
ロセッサユニット６に入力されたトークンが倍精度トー
クン組の下位語の時、そこに結合されている２つのデー
タ値をオペランドとして演算し、結果を下位語ととして
トランスファテーブルメモリ２に出力し、同時に上位語
の演算に必要な下位語演算で生じたキャリーを倍精度処
理制御ユニット７の内部状態として下位語キャリーレジ
スタ１１に保持する。次に上位語がそれに連続してキュ
ーメモリ５からプロセッサユニット６に入力された時に
は、直前の下位語トークンの演算の際に前記動作により
下位語キャリーレジスタ１１に保持された状態に従って
下位語からのキャリーを含めた演算を行ない、結果を上
位語として出力する。

これにより゛下位語、上位語は連続したまま、倍精度で
パイプライン的に処理されたことになる。

増分値と発生個数が与えられた時に、データ値は増分値
ずつ加算されていきかつその持つトランスファーテーブ
ルメモリアドレスは同一であるような、個数組の倍精度
トークン組を発生する数値発生においては次のような動
作を行う。初めに与えられた初期データを持つ下位、上
位の２語をこの順に出力し、同時にその出力したトーク
ン岨の下位上位を倍精度処理制御ユニット７の内部状態
として倍精度下位語レジスタ１２、倍精度上位語レジス
タ１３に保持し、次のパイプラインステップでその・倍
精度下位語レジスタ１２に保持された前回の下位語のデ
ータ値にプロセッサユニット６において与えられた増分
値を加算し、得たデータを２組目の下位語として出力し
、並びに再び倍精度下位語レジスタ１２に書き込み、つ
いで次のパイプラインステップで下位語キャリーレジス
タ１１に保持されていた前パイプラインステップの下位
語の演算のキャリーを含めて倍精度上位語レジスタ１３
に保持していた上位語への加算を行ない２ｍ目の上位語
として出力する。以下、上で述べたように倍精度処理制
御ユニット７の内部状態を用いて下位語、上位語の順に
必要なトークンを生成するという方法を繰り返し、与え
られた発生個数分の倍精度トークン組ξ発生する。

コピーにおいては、上で述べた数値発生と同様精度トー
クン岨の与えられた発生個数分の組を発生するが、ここ
でトークンの中のトランスファーテーブルアドレスにつ
いては１つ組が進むごとに、即ち２トークンごとに倍精
度処理制御ユニット７内部に保持する状態により１つず
つ増加させる。

単精度トークンから倍精度トークン組を生成する倍精度
化処理においては、キューの待ち合わせあるいは定数の
読出しによって結合してプロセッサユニットに入力され
た２つの４１精度データ値のうちの一方にストップビッ
ト０をつけたトークンを下位語、もう一方にストップビ
ット１をつけたトークンを上位語として同じテンプレー
トメモリアドレスを与えてこの順で連続して出力するこ
とにより、倍精度トークン組を生成する。

倍精度トークン組がら単精度トークンを生成する単精度
化処理においては、倍精度トークン岨が入力されたとき
に、その下位語のストップビットを０から１に変えたト
ークンと、上位語の２アドレスを一つインクリメントし
、そのストップビットは１のままというトークンの２つ
を出力することにより２つの単精度トークンを得る。

上に述べたプロセッサユニット６の倍精度演算動作のい
ずれの場合にも、プロセッサユニット６から演算の結果
として倍精度データの下位語、上位語の組を２へ出力す
る際は、出力されるトークンを連続にするために、従来
の装置における数値発生、コピー命令の実行中と同様に
プロセッサユニット６からバスインターフェース１にと
ジー信号を送り、連続データ出力中はバスインターフェ
ース１からテンプレートテーブルメモリ２ヘト−クンが
送られないようにする。

またキューメモリ５内のトークンの処理コードが出力命
令のコードの場合、そのトークンあるいはそのトークン
の持つストップビットが０のときはそれと連続する倍精
度トークン岨は、キューメモリ５からバスインタフェー
ス１へ送られ、バスインタフェース１で先に述べた入カ
ドークンの形に変形された後に外部バスへ出力される。

この時も倍精度トークン組の間に他のトークンが入らす
トークン組が連続して外部バスにのるようにバスインタ
ーフェース１によって制御される。ここで先に述べたよ
うに、外部バスからバスインタフェース１に入力された
トークンのうち、そのモジュール番号がこの装置の番号
と異なるトークンは装置に入力されずにそのままバスイ
ンタフェース１から、この装置に対する通過トークンと
して外部バスへ出力されるわけであり、かつそのトーク
ンがｆＮ　ｍ度トークン組であるばあいには、やはりそ
れらが連続して外部バスにのらなければならない。従っ
てそれらの通過トークンの組とすでに述べたように出力
命令の実行によりキューメモリ５から外部バスに出力さ
れるトークン組とが同時にバスインタフェースに入った
場合には、各々連続して出力されるようにその２つの組
のどちらかを優先させ、その組を先に外部バスに出力し
てからもう一方を出力するように制御する必要がある。

（発明の効果） 以上述べたようにこの装置を坩いることにより従来のデ
ータ値のビット幅及び機能を保ったままで、倍精度のデ
ータによる処理を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図は
倍精度処理制御ユニットの構成を示すブロック図、第３
図は従来のデータフロー処理装置の構成を示すブロック
図である。図において１はバスインターフェース、２は
トランスファーテーブルメモリ、３はパラメータテーブ
ルメモリ、４はデータメモリ、５はキューメモリ、６は
プロセッサユニット、７は倍精度処理制御ユニット、８
ａ−ｄは信号線、１１は下位語キャリーレジスタ、１２
は倍精度下位語レジスタ、１３は倍精度上位語レジスタ
、１４はマルチプレクサ、２１はバスインターフェース
、２２はトランスファーテーブルメモリ、２３はパラメ
ータテーブルメモリ、２４はデータメモリ、２５はキュ
ーメモリ、２６はプロセッサユニットである。 代理人弁理士内原　晋３＋　Ｈ，−：Ｉ、。 ゛Ｎ−１７ Ｌ　　　　　　　　　　　　　　Ｊ”

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. データフロー処理装置において、プロセッサユニットに
   接続され、直前に処理した語により変化する内部状態を
   用いて、連続した２語からなる倍精度データの処理をプ
   ロセッサユニットと共に行なう倍精度処理制御ユニット
   を持つことを特徴とするデータフロー処理装置。