JPS6243729A - パイプライン演算装置 - Google Patents

パイプライン演算装置

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JPS6243729A
JPS6243729A JP60183648A JP18364885A JPS6243729A JP S6243729 A JPS6243729 A JP S6243729A JP 60183648 A JP60183648 A JP 60183648A JP 18364885 A JP18364885 A JP 18364885A JP S6243729 A JPS6243729 A JP S6243729A
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JP
Japan
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segments
segment
delay time
input
data
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Pending
Application number
JP60183648A
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English (en)
Inventor
Kenji Sakagami
健二 坂上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6243729A publication Critical patent/JPS6243729A/ja
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は,演算!ロセッナ、汎用大型メインフレームコ
ン♂z9,スーノやーコンビエータなどに用いられるパ
イプライン演算装:胃に関する。
〔発明の技術的背景〕
この種の従来のパイプライン演算装置は,第5図に示す
ように複数@(たとえば3個)に分割されたタスクをそ
れぞれ担当するためのセグメント80−82と、各段セ
グメント30,32の入力側および最終段セグメントS
2の出力側にそれぞれ設けられて共通のクロック人力φ
により動作タイミングの同期がとられるラッチ回路Ll
−L4とから成る.上記分割されたタスクは、演算ノJ
?イブラインの場合には加算とか減算とか乗算などであ
り、各段のセグメントSO〜S2それぞれのデータがク
ロックの入力φに同期して一斉に一段づつ前進すること
によってパイプライン処理が行なわれる。
〔背景技術の問題点〕
然乙K、上記・!イブライン演算装置の実行速度は、各
段セグメン)SO−82のうち最大遅延時間?有するセ
グメントによって制限されてしまう。たとえばセグメン
ト80.82それぞれの遅延時間が30ns、セグメン
トS1の遅延時間が50nsであるとすると、クロック
人力φの周期は上記最大の遅延時間50nsを保証する
値でな(ブればならない。これによって、遅延時間が小
さいセグメント80.82の本来の性能(高速性)?最
大限に活かすことができiくなる。そこで、最大遅延時
間を小さくするために前記セグメントS Ik複数のセ
グメントに分割することが考えられるが、上記セグメン
トS1が分割不可能な演算論理回路、たとえば乗t4器
などであれば実現不可能であった。また、複数本の・ン
イブラインを並列に動作させる場合でも個々のパイプラ
インについて上記と同様の問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情Klみてなされたもので、各セグメ
ントの性能を最大限に活かし、極めて高速に演算処理を
行ない潟るパイプライン演算装置e提供するものである
〔発明の概要〕
即ち、本発明の・9イグライン演算装置は、分割された
タスクをそれぞれ分担する複数段のセグメントのうち少
なくとも一段は同じ構成を有する複数のセグメント?有
し、この複数のセグメントに対して順番に前段からの入
力データ?与え、それぞれの出力データを順番に選択し
て後段に与えるようにしてなることを特徴とするもので
ある。
したがって、最大遅延時間を有するセグメント段につい
て前記複数のセグメントを有する構成とすれば、この段
のデータ処理速度が見掛は上速くなり、その池の遅延時
間が短かいセグメントの性能を最大限に活かすことが可
能になり、・やイデライン処理の高速化−う;可能にな
る。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳・ 細に説
明する。
第1図に示すパイグライン演算装置は、第5図を参照し
て前述した従来の/4イfライン演算装置に比べて、最
大遅延時間を有するセグメン)S1’iセグメント81
0,811により二重化してそれぞれに対するデータの
入出力を交互に行なうようにした点が異なり、その他は
同じであるので第5図中と同一符号を付してその説明を
省略する。
即ち、セグメント810,811は同一の構成を有し、
このセグメントS10.S11の各入力側にラッチ回路
L21.L22を有し、上記セグメント810,811
の出力側と次段セグメン)82の入力側のラッチ回路L
3との間に上記セグメント810,811の各出力を選
択切換するためのマルチプレクサMPXが挿入されてい
る。そして、クロック人力φOf分周する2進ノ々イナ
リカウンタ1が設けられ、このカウンタ1の出力は第1
のイン・々−タ回路2を経て前記セグメント811の入
力側のラッチ回路L22のラッチクロック端子CKに与
えられ、上記第1のインバータ回路2の出力は第2のイ
ンバータ回路3を経て前記セグメントS10の入力側の
ラッチ回路L21のラッチクロック端子CKに与えられ
ると共に、前記マルチプレクサMPXの切換制御端子S
に与えられるように構成されている。
次に、上記・9イデライン演算装置における動作につい
て第2図を示すタイミングチャートを参照して説明する
。セグメントSOの入力はその入力側のラッチ回路L1
からクロック人力φOに同期して与えられる。上記クロ
ック入力φ0がカウンタ1で分周された分周ノ4ルスφ
1の半サイクル毎にセグメント810,811の入力側
のラップ回路L21.L22が交互に駆動されることに
よって、前記セグメントSOの出力DOOがラッチ回路
L21.L22にラッチされ、これらのラッチ回路L2
1 、L22から上記セグメント5IO1S11にデー
−入力DIJIII、DIJZが交互に与えられる。こ
のセグメン’FSI0,811の各出力はマルチプレク
サMPXによって交互に切換導出される。
この場合、マルチプレクサMPXの切換制御端子Sの論
理レベルと出力端子Cに導出される入力端子A、B信号
との関係は、s=@o″のときC=Aであゆ、S=@1
”のときc=nである。し7たがって、s=@o”のと
きには、セグメントS10の出力が選択されると同時に
インノぐ一夕2の出力″1”(てよってセグメント81
1の入力側のラッチ回路L22でラッチが行なわれ、S
=”l”のときにはセグメントS11の出力が選択され
ると同時にセグメントS10の入力側のラッチ回路L2
1でラッチが行なわれる。即ち、セグメントS10の入
出力タイミング、セグメント811の入出力タイミング
は、それぞれクロック人力φOの1サイクル分ずれてい
ること(て工って上記各セグメント810゜811でそ
れぞれ所要の動作結果が得られる。
そして、上記マルチプレクサMPXの出力はタロツク人
力φθに同期してセグメントS2の入力側のラッテ回路
L3にラッカされて上記セグメントS2にデータ入力D
I、2として与えられる。
即ち、上記パイプライン演算装置においt。
最大遅延時間を有するセグメントS10.S11にクロ
ック人力φOの1サイクル毎に交互にかりを入力し、そ
れぞれの出力データをタロツク入力φOの1サイクル毎
に交互に取り出すことによって、パイプライン内でデー
タを連続的に処理でき、しかもセグメントS10.S1
〕の遅延時間を見かけ上+に短縮することができる。
たとえばセグメン)Si2.S2の遅延時間がそれぞれ
3Qns、セグメントS10,811の遅延時間がそれ
ぞれ5 Q nsであったとしても、セグメントS10
,811の遅延時間が見掛は上25 nsになる。した
がって、クロック入力φ0の周波数は上記遅延時間の小
さい方のセグメントSO,S2の遅延時間30n3を補
償し得る極力大きな値に設定することができ、従来に比
べてパイプライン処理速度が大幅に向上すとを同一の論
理回路(上記例ではカウンタ1、インバータ回路2t”
)により発生させるので、上記入出力データのタイミン
グの調整が自動的に行々われ、複雑なタイミング調整は
不要である。
また、多重化したセグメント段のセグメント数に対応し
た分局数を有するカウンタ1の出力を用いて多重化セグ
メントそれぞれの演算開始タイミングを設定しており、
カウンタ1に対するリセット信号入力は不要であり、多
重化セグメントはどのセグメントより演算を開始しても
支障ない。
なお、コンピュータのCPU(中央処理ユニット)に・
ンイプライン演算装置を適用した場合には、たとえはフ
ェッチ、命令デコード−ALU(算術論理演算ユニット
)動作などの分割タスクに応じて各セグメントの割り付
けを行なえばよい。また、多重化したセグメント段にお
ける各セグメント(たとえば前記セグメントS10゜8
11)は同じ機能を交互に行なわせてもよいが、相異な
る機能を交互に行なわせる(たとえばALU動作用セグ
メントの場合に、一方のセグメントでは加算動作を行な
わせ、他方のセグメントでは減算を行なわせる)ように
してもよい。
第3図は、本発明の他の実施例に係る・ンイプライン演
算装置を示しており、四段に分割されたセグメントS9
0〜S、 4のうち、遅延時間が大きいたとえば二段目
、四段目がそれぞれ多重化されている。即ち、二段目の
セグメントとして同一構成を有するたとえば3個のセグ
メン)S10−812が用いられており、このセグメン
ト810〜812の各入力側にラッチ回路L21〜L2
3を設け、このラッチ回路L21〜L23に交互にラッ
チ制御信号を与えるためにクロック入力φ0を3進・ぐ
イナリカウンタ31によす分周し、その2ビット出力φ
1.φ2を各対応して前記ラッチ回路L21.L22に
与え、上記出力φ1.φ2を二人カノア回路32に入力
して得たノア出力φ3を前記ラッチ回路L23に与え、
前記セグメン)SJ O〜S12の各出力をマルチプレ
クサNi P X 1の入力端子A、B。
Cに与え、このマルチプレクサM P X Jの切換制
佃端子SO,S1に前記カウンタ31の出力φノ、φ2
を与えている。このマルチプレクサMPXIは、端子S
l、SOの入力レベルが“O”、“0”のときに端子A
の入力を選択し、SJ、80人力が“0′″、°1′の
ときに端子I3の人力を選択し、Sl、SO大入力“1
″。
°0″のときに端子Cの入力を選択して出力端子りから
導出する。また、四段目のセグメントとして同一構成を
有するセグメント530TS31が用いられており、こ
れに応じて第1図と同様に2個のラッチ回路L4J、L
42.1個の2進・ぐイナリカウンタ33.2個のイン
バータ回路34,35.1個のマルチプレクサMPX2
を設けている。
第4図は上記パイプライン演算装置の動作タイミングを
示しており、二段目のセグメントS10.S12の入力
側のラッチ回路L21〜L23はクロック入力φOの3
サイクル毎にラッチ制御・ぐルスφ1〜φ3が各対応し
て与えられることにより順次ラッチしたデータD110
〜D112を上記セグメン)SJII)〜S12に与え
る。上記セグメン)SJ O〜S12の各出力はマルチ
プレクサMPXJにより順次選択されたのち、次段のセ
グメントSjの入力側のラッチ回路L3でラッチされて
上記セグメントS2のデータ入力DIRとなる。四段目
のセグメン) S30.  S J 1の入力側のラッ
チ回路L4J、L42はクロック入力φOの2サイクル
毎に2進バイナリカウンタ33から発生する・母ルスφ
4に基いて順次ラッチしたデータDI30、D工31を
上記セグメントS30,831に与える。上記セグメン
トS30#831の各出力はマルチプレクサSi P 
X 2によりil1次選択されたのち、ラッチ回路L5
でラッチされて後段回路のデータ入力DI4となる。
〔発明の効果〕
上述したように本発明のパイプライン演算装置は、パイ
プラインの一部セグメントを多重化することによって各
セグメントの性能を最大限に活かし、極めて高速に演算
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・ンイブライン演算装置の一実施例を
示す構成説明図、第2図は第1図の動作例を示すタイミ
ング図、第3図は本発明の他の実施例を示す構成説明図
、第4図は第3図の動作例を示すタイミング図、第5図
は従来のパイプライン演算装置を示す構成説明図である
。 L1〜L5・・・ラッチ回路、SO〜S3・・・セグメ
ント、1.33・・・2進バイナリカウンタ、2.3,
34.35・・・イン・ぐ−夕回路、31・・・3進バ
イナリカウンタ、32・・・ノア回路、MPX。 MPXJ、MPX2・・・マルチプレクサ。 第1図 ψO 第 4 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分割されたタスクをそれぞれ分担する複数段のセ
    グメントのうち少なくとも一段は 同じ構成を有する複数のセグメントを有し、この複数の
    セグメントに対して順番に前段 からの入力データを与える入力データ切換 供給手段と、上記複数のセグメントそれぞ れの出力データを順番に選択して後段に与 える出力データ選択導出手段とを具備する ことを特徴とするパイプライン演算装置。
  2. (2)前記入力データ切換供給手段および出力データ選
    択導出手段を駆動するクロックは、複数のセグメントを
    有するセグメント段以 外の各段のセグメントを駆動するクロック を分周したものであることを特徴とする前 記特許請求の範囲第1項記載のパイプライ ン演算装置。
JP60183648A 1985-08-21 1985-08-21 パイプライン演算装置 Pending JPS6243729A (ja)

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JP60183648A JPS6243729A (ja) 1985-08-21 1985-08-21 パイプライン演算装置

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JPS6243729A true JPS6243729A (ja) 1987-02-25

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ID=16139472

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JP60183648A Pending JPS6243729A (ja) 1985-08-21 1985-08-21 パイプライン演算装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6413627A (en) * 1987-07-07 1989-01-18 Nec Corp Pipeline register

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136830A (ja) * 1983-12-26 1985-07-20 Hitachi Ltd 演算処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136830A (ja) * 1983-12-26 1985-07-20 Hitachi Ltd 演算処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6413627A (en) * 1987-07-07 1989-01-18 Nec Corp Pipeline register

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