JPS6368971A - ベクトルプロセツサ - 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、プログラム制御のディジタル計算轡。

に係り、特にベクトル演算を高速で実行するのに好適な
ベクトルプロセッサに関する。

〔従来の技術〕

従来、科学技術計算に頻繁に現われる大形行列計算など
の高速計算用として使われるベクトルプロセッサがある
。このベクトルプロセッサでは、例えば、次のＦＯＲＴ
ＲＡＮ文で示すような処理を高速にベクトル処理する。

ＤＯｌｏｉ−１，Ｎ ＴＦ（Ａ（Ｌ）・ＥＱ・３） Ｂ（Ｌ　）−１。

１ｏ　　　Ｃ０ＮＴＴ　　ＮＵＥ すなわち、（Ａ（ｉ　’）　、寥−１，Ｎ）をペクト。

ルＡ、（Ｂ（Ｌ）、ｉ−ｉ　、Ｎ）をベクトルＢと。

し、ベクトルＡの各ベクトル要素（Ａ（ｔ））が。

３に等しいとき、対応するベクトルＢのベクトル。

要素（Ｂ（ｉ））に１を代入する処理を行なう。。

このようなベクトル演算をベクトルプロセッサは。

ベクトル処理の手法を用いて高速に処理する。し。

かじながら、次に示すＰＬ／Ｉ文に示すような構ｌ。

遺体の１部を比較する場合は、処理が非常に複雑。

である。

ＤＣＬ　　Ｉ　　ＦＬＡＧ（５０）。

２　　　ＦＬＡＧｌ　　ＢＩＴ（１）、　　２２　　＊
　　　　　　ＢＩＴ（３ｏ）’、、５２　　ＦＬＡＧ２
　　ＢＩＴ（１）： Ｄｏ　　ｉ−Ｉ　　Ｔｏ　　ｓｏ； ＩＦ　　　ＦＬＡＧｌ　（ｉ）−’　　１　’Ｂ　　＆
ＦＬＡＧ２（Ｌ　）−’　１　’Ｂ ＴＨＥＮ　　Ａ（ｉ）−Ｂ（ｉ）： ＥＮＤ　　； すなわち、このＰＬ／Ｉ文を前述のベクトル処理の手法
を用いて行うと、次のようなベクトル命。

令オブジェクトが生成されろ。

ＶＬ　　　　ＶＲｏ　、ＦＬＡＧ ＶＥＯＶＢ２．ＶＲＱ、５ＲＯ ＶＣＥＱ　　ＶＭＲＯ，ＶＢ２．ＳＲ，ＩＩ　　　。

ＶＬ　　　　ＶＨ２，Ｂ ＶＳＴＮ　　ＶＨ２，Ａ なお、上記略語のＷｆ明は次のとオ６りである。１゜Ｖ
Ｌ：ＶＥＣＴＯＲＬＯＡＤ。

ＶＥＯ：ＶＥＣＴＯＲＥＬＥＭＥＮＴＷＩＳ。

ＥＯＲ。

ＶＣＥＱ：ＶＥＣＴＯＲＣＯＭＰＡＲＥ　　Ｅ。

ＱＵＡＩ、、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　ｌｒ。

ＶＳＴＮ：ＶＥＣＴＯＲ５ＴＯＲＥ　　ＮＥＧ。

ＡＴＩＶＥ　　ＭＡＳＫ。

ＶＲｉ　ｊ　ｉ番目のベクトルレジスタ。

ｓｎｉ　：　ｉ＠目のスカラレジスタ。

ｖＭｎＬｒ　ｉ番目のベクトルマスクレジスタ、。５゜
・　３　・ ここでＳＲＯには１６進数４バイトで’７ＦＦ。

ＦＦＦＦＥ　’の値、ＳＲ４には１６進数４バイト。

で’　ＦＦＦＦＦＦＦＦ　’の値をあらかじめセット。

しておく。

なお、ＰＬ／Ｉ文との対応は、Ｄｏ　　１−１−ＴＯ５
０；を１つのベクトル列とみなし、次のＩＦ文の判定ヲ
、ＶＬ命令、ＶＥＣ１ｒ令、ＶＣＥＱ。

命令で行い、その結果を受けて、ＴＨＥＮ文で記。

述された、Ａ（Ｌ、＋−Ｂ（ｉ、＋；の代人文を、Ｖ。

Ｌ命令で配列Ｂのすべての要素をロードし、マス、。

り付のＶＳＴＮ命令で選択をしながら配列Ａに格納して
いく。

しかし、この例で明らかなよ５に、１回の判定ニ対シて
、３ベクトルレジスタ、２スカラレジスタ、１マスクレ
ジスタを占有しており、レジスタの有効利用を妨げてい
る。また命令列も判定処理のみに、２ステツプもかかっ
ており、ＰＬ／Ｉなどの構造化プログラミング言語のベ
ク）ル化Ｋｋ？。

十分対応しきれないという問題がある。

この種の技術は、例えば特開昭６０−１５７７２号公、
　４　。

報に記載される。

なお、このようなベクトルプロセッサについて。

は、例工ばｒ日立ｕｆ％Ｊ　ＶＯｔ　、　６ｓ　、　Ｎ
Ｏａ　、。

ｐｐｌ　３〜１８．１９８３に“スーパーコンピュータ
ＨＩＴＡＣ５−ａｌｏ　　アレイプロセッサ。

システム”と題して紹介されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ＰＬ／Ｉに代表される構造化。

プログラミング言語において多用されている構造。

体内のビット判定の点について配慮がなされておらず、
命令列が複雑となる、レジスタ資源を多数。

使用する等の問題がある。

この背景には、ベクトルプロセッサがＦＯＲＴ。

ＲＡＮに代表される数値演算を行う言語の高速化。

に利用されているのが一般的であり、複雑な論居。

演算を必要とするＰＬ／Ｉなどの高速化には使用されて
いないことがあげられる。これは、ベクトル化の基本と
なる大規模行列演算のための大容量配列がＦＯＲＴＲＡ
Ｎでは扱いやすいためである。

しかし近年、ＰＬ／Ｉにおいても大容量配列がデ−タベ
ースの分野で必要とされてきており、べ久トル化が可能
となっている。

本発明の目的は、かかる問題に対処して、ベクトルプロ
セッサでＰ　Ｌ　／　Ｉなとの構造化プロゲラ。

ミンク言語を高速化する際に必要な構造体内のビ。

ット判定を、高速に、しかも少いレジスタ資源で実現す
るベクトルプロセッサを提供することにある。

〔間組点を解決するための手段〕

上記目的は、データベクトル中のあるベクトル要素につ
いて、任意のピット位置を抽出し、その。

ビットａが、すべて０．すべて１，０と１の混在、のい
ずれかの状態を判定する演算器をベクトルプロセッサに
付加することにより、達成される。　。

〔作用〕

ベクトルＶ１のビット位置器とｊが共にゼロであるかど
うかを判定する場合、ビット位置器とｊに１”、その他
を”ｏ″としたマスクＲ１を準備しておく。演算器１ｃ
１では、ベクトルＶ１の各ベクトル要素ごとに、マスク
Ｒ１との論理積をもとめ、その結果がすべてゼロなら判
定結果Ｒ２゜の対応する要素に”１”を、そうでなかっ
たら”０”。

を出力する。その結果、判定結果Ｒ２の値がｍ１″に対
応するベクトルｖ１のベクトル要素のビット。

位置ｔとＪは共にゼロであることが判明する。こ、。

のように、マスクＲ１にて任意のピット位置を任。

意の数だけ指定することによって簡単に判定が可。

能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説１゜明す
る。

まず、本発明の概略を第１図により説明する。。

第１図において、ベクトルｖ１のビット位ｙｔｉとｊが
共にゼロであるかどうかを判定する場合、ビ。

ット位置ｔとｊに”１′″、その他のピット位置を１５
″０″としたマスクレジスタＲ１を予じめ準備しておく
。演算回路Ｃ１では、ベクトルＶ１の各ベクトル要素ご
とに、マスクレジスタＲ１との論理積をもとめ、その結
果がすべてゼロなら判定結果Ｒ２の対応する要素に”１
”を、そうでなかったら”０″を出力する。その結果、
判定結果Ｒ２の。

値が”１”に対応するベクトルｖ１のベクトル要。

素のピット位置ｉとｊは共にゼロであることが判。

明する。このように、マスクレジスタＲ１にて任。

意のピット位置を任意の数だけ指定することによ、って
簡単に判定することができる。また、同様に。

ｌとｉが共に１であるかどうかを判定する場合は、ビッ
ト位置ｌとｊにｍ０″、その他のピット位置、を”１”
としたマスクレジスタＲ１を予じめ準備。

し、演算回路Ｃ１にて、各ベクトル要素ととＩｃ　、　
、。

マスクレジスタＲ１との論理和をもとめことによ。

つて、判定することができる。

第２図は本発明の一実施例を説明するための図。

である。第２図において、Ｒ１は命令レジスタで。

４つのフィールドに分割される。ＯＰフィールドは命令
コードを示し、線！１によって演算制御ユニッ）ＣＩに
送られ、命令実行を制御する。ｔフィールドは、結果を
格納するレジスタをベクトルレジスタＶＲ１マスクレジ
スタＶＭＲ，スカラレジスタＳＲ中から指定し、線Ｌ２
によって分配器・　８　・ Ｄｌに入力され、分配器Ｄ１内にて、演算回路Ｃ０２の
出力として線１９により入力される結果を指。

定したレジスタに格納する制御用である。Ｉフィ。

−ルドは演算に使用するレジスタをベクトルレジ。

スタＶＲ，マスクレジスタＶＭＲ，スカラレジス。

りＳＲから指定し、１ＩｊｌＬ３によりてセレクタＳｌ
。

に入力され、Ｓ１内にていずれのレジスタを選択。

するかに使用する。ここで選択された内容は、線。

１５にのせられる。ルフィールドは、ｊフィール。

ドと同じであり、セレクタＳ２に入力されｗＡ１６１゜
にのせられる。

Ｒ２はデータを保持するデータレジスタ、Ｒ３゜は同じ
く演算マスクを保持する演算マスフレジス。

り、演算回路Ｃ２は線１８を介して演算を行う演６算回
路である。ＩＩｉ！ｔｙはデータレジスタＲ２のへ。

容をのせるデータ線、線Ｖ８は演算マスクレジスタＲ３
の内容をのせるデータ線、線１９は演算回路Ｃ２の演算
の結果をのせるデータ線、線１１０は、各レジスタの読
出し、書き込みを指示する制御線、線１１１は、演算回
路Ｃ２を制御する制御線であ２，１る。

ここで、ベクトルレジスタＶＲ，スカラレジス。

りＳＲ，マスクレジスタＶＭＲは、各々第１図の。

Ｖｌ、Ｒ１，Ｒ２に相当する。また、ＶＭＲは１゜ビッ
トのレジスタであり、０，１のみで構成され、る。

次に、動作例について説明する。命令レジスタ。

Ｒ１に、本動作の実行を指定する命令が入力され。

ると、ＯＰ　＋　’　ｐ　／　＋　’の各フィールドの
内容は、それぞれ、演算制御ユニットＣ１、分配器Ｄ１
．１゜セレクタＳ１．セレクタＳ２に送られる。分配器
。

ＤＩ、セレクタＳ１．セレクタＳ２はそれぞれ命。

令レジスタＲ１の各フィールド’ｔ／、ａで指示。

されたレジスタを選択し、分配ルート、および選。

択ルートを設定する。本動作例においては、ｉはマスク
レジスタＶＭＲを、ｊはベクトルレジスタＶＲを、４は
スカラレジスタＳＲを指示する。

次に、演算制御ユニットＣ１は、線１１０により必要な
レジスタに、読み出し、書き込み指示を送出し、適切な
タイミングで、ｊで指定したペクト。。

ルレジスタＶＲから１ベクトル要素ずつ順次読み。

出す。また、ルで指定したスカラレジスタＳＲの。

内容は最初に１回だけ読み出しを行う。例えば、。

前述のようにＳＲＯは’　７　ＦＦＦＦＦＦＦ　’　、
Ｓ。

Ｒ４は’　ＦＦＦＦＦＦＦＦ　’の内容となる。また、
Ｊで指定したマスクレジスタＶＭＲへの書き込み。

を順次行う。これらの動作は通常のベクトル要素。

セッサと同様である。

さて、データレジスタＲ２に順次読み出されて。

（るデータは線Ｌ７により演算回路Ｃ２に入力さ、。

れる。また、演算マスクレジスタＲ３には、本動作に用
いる演算マスクがスカラレジスタＳＲより入力されてお
り、＠Ｊ、Ｂにより演算回路Ｃ２に入力される。演算回
路Ｃ２は、命令レジスタＲ１のＯＰフィールドに設定さ
れた命令コードに従って、データに対して演算マスクに
よる論理演算を行い、その結果により判定を行う。その
判定結果を線Ｌ９にのせる。線ｐｑ上の判定結果は、分
配器Ｄ１に入力され、マスクレジスタＶＭＲの１つに格
納される。このマスクレジスタＶＭＲは、その後の・１
１　・ 各種マスク付演算に利用されて、各ベクトル要素。

ごとの命令実行が可能となる。

本実施例によれば構造化プログラムに頻繁に出。

現するところの任意のピット位置の判定を、１つ。

のベクトルレジスタ、１つのマスクレジスタ、１゜つの
スカラレジスタを用いた１つの命令によるべ。

クトル処理により行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ。

ば任意のビット列の論理判定を少数のレジスタ℃１、高
速に実現できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で行なう処理の一例を示した。 図、第２図は、本発明の一実施例を示した図であ。 る。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
・ｖｌ・・・ベクトル、Ｃ１・・・演算回路、Ｒ１・・
・任意のピット位置を選択するマスク、Ｒ２・・・判定
結果、Ｒ１・・・命令レジスタ、Ｃ１・・・演算制御ユ
ニット、Ｃ２・・・演算回路、Ｄｌ・・・分配器、８１
．８２・・・セ。 レクタ、ＶＲ・・・データの入ったベクトルレジスタ１
、・１２　・ ＶＭＲ・・・判定結果が格納されるマスクレジスタ、。 ＳＲ・・・任意のピット位置を選択する演算マスクの。 入ったスカラレジスタ、ＭＳ・・・主記憶。 第１図 栴　２　図 ４せ４〉レラヌ、グ　　　　　　８丁 ０Ｐえ　ｚ　　４　　　　　　　　　　　ｖｔ分配厖、 ｂ　　　　　　　ｖＦＸｖＭＲｓＲ １＋ ジスク ー　　　ベグトル　　　マスク ー　　　　　レジスゲ　　　　レジスゲ゛　セレグｙ　
・　　　　　　　： Ｉｒｏ　　　　（ｌ　　　　　　　　　　　　ｓｚセレ
クヅ Ｃ１尺２　　　β６ テ貧算他目呻　　　　　　テ゛−タ　　　　　　５寅算
マスグユニ、ット　　　　　　　　に！７　　　　　　
　１８一 １．４ミニ、）　演算回４ 叉１１　　　　　　　　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データベクトル中のあるベクトル要素について、そ
   の任意のビット群を抽出し、それらが、すべて０、すべ
   て１、０と１の混在のいずれの状態かを判定する演算器
   をもつことを特徴とするベクトルプロセッサ。 ２、特許請求の範囲第１項のベクトルプロセッサにおい
   て、データベクトル中のあるベクトル要素に対して、抽
   出したいビット位置を１、その他を０とした抽出条件と
   論理積を行い、その演算結果がすべて０であることを判
   定する第１の演算器をもつことを特徴とするベクトルプ
   ロセッサ。 ３、特許請求の範囲第１項のベクトルプロセッサにおい
   て、データベクトル中のあるベクトル要素に対して、抽
   出したいビット位置を０、その他を１とした抽出条件と
   論理和を行い、その演算結果がすべて１であることを判
   定する第２の演算器をもつことを特徴とするベクトルプ
   ロセッサ。 ４、上記第１の演算器により抽出したいビット位置がす
   べて０であることを否定され、かつ上記第２の演算器に
   より、該ビット位置がすべて１であることを否定された
   場合に、該ビット位置は０と１の混在したものであると
   判定する手段をもつことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項又は第３項のベクトルプロセッサ。