JPWO2010023804A1 - データ処理装置、データ処理方法並びにデータ処理プログラムが格納された記録媒体 - Google Patents

Abstract

状態遷移制御にかかる時間を減少させたデータ処理装置を提供する。本発明にかかるデータ処理装置は、現在の状態から他の状態への遷移が可能であるような状態遷移を持つデータ処理装置であって、データの演算処理を行う演算部２０と、演算部２０の演算に対する状態遷移制御を実行する状態管理部１０１を有する制御部１０とを備えている。状態管理部１０１は、確定的な遷移状態を示す確定的遷移情報を用いて、状態の遷移が確定的であると判定した場合は、演算部２０における現在の状態に関する演算が終了する前に、次の状態に関する状態遷移制御を開始するものである。

Description

本発明は、データ処理装置、データ処理方法並びにデータ処理プログラムに関し、特に所定の処理を実行する回路の変更が可能な再構成デバイスから成るデータ処理装置に関する。

情報処理装置は、その利用範囲が広がり、より高度な演算処理あるいは画像や動画のように大量のデータを高速に処理する能力が要求されている。このような要求を満たすための手法として、ホストプロセッサとは別に特定の演算や処理を専用に実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を備え、ＣＰＵ等のホストプロセッサの処理負荷を軽減することによって情報処理装置としての処理能力を向上させた構成が知られている。

しかしながら、近年の情報処理装置は、これら画像、動画、音声、音楽等のマルチメディアデータに対して様々な規格の圧縮／伸長処理や演算処理等が必要になり、またインターネット等のネットワークを介して各種データを送受信するための通信処理にも様々なプロトコルが用いられるようになってきている。さらに、ネットワーク上で送受信される情報の安全性が問題となっているため、情報セキュリティのための暗号化処理やそれを解読するための復号処理等も必要となる。そのため、これらの処理に合わせて多数のＤＳＰやＡＳＩＣ等を設けていたのでは、情報処理装置の回路規模やコストが膨大なものとなってしまう。

そこで、情報処理装置にＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）あるいはＤＲＰ（Dynamically Reconfigurable Processor）等の再構成デバイスから成るデータ処理装置を備え、必要に応じてデータ処理装置内のプログラムを書き換えて処理を実行させることにより、情報処理装置のスループットを向上させると共に、コストを低減しつつ様々な処理要求への対応を可能にした構成が知られている。

再構成デバイスは、内部にプログラム（オブジェクトコード）を格納するための内部メモリを備え、ＣＰＵ等の制御により外部メモリに格納されたオブジェクトコードを内部メモリへロードし、ロードしたオブジェクトコードにしたがって内部に回路を構成し、入力されたデータに対して該回路により処理を実行する。

なお、ＤＲＰについては、例えば特許文献１〜６や非特許文献１にその詳細が記載されている。ＤＲＰは、演算処理を実行する演算部と、演算部の動作を制御する制御部とを備えた構成を有している。演算部は、小規模の複数の演算器とそれらの接続を切り替える相互接続部とを備え、各演算器及び相互接続部に対する命令コードを切り換えることによって各種の処理を実現する。

ＤＲＰで実行可能な処理には様々な種類があり、例えば処理の途中でメモリから他のデータを読み出し、それらのデータを用いて処理を続行する場合もある。ＤＲＰは、内部メモリを備えているが、その記憶容量は限定されていることが多い。したがって、ＤＲＰによる処理では、処理途中で大きな記憶容量を必要とするテーブルやデータを参照する際に、それらが格納されたメモリへアクセスする必要がある。そのための処理方法については、例えば特許文献７や特許文献８に記載されている。

上述したデータ処理装置では、処理対象となるデータに応じて生成された１つ以上の構成情報から成るオブジェクトコードに基づき処理を実行する場合、データ処理装置に格納された構成情報の位置を直接指定しつつ、処理を実行する手法が採られている。

ここで、構成情報とは、ある時点における演算器に対する演算命令、相互接続部における各演算器の接続関係を示す情報、イベント信号とそれに対応して次に選択すべき構成情報の関係を示す情報等を備えた、データ処理装置内に仮想的に回路を構成するために必要な情報である。オブジェクトコードは、所望の処理を実行するために必要な構成情報の集まりを指す。

しかしながら、このような方法では、データ処置装置に複数のオブジェクトコードを搭載すると、それらのオブジェクトコードが備える構成情報の格納位置が重なる場合は、それらが重ならないようにオブジェクトコードを合成し直す必要がある。

また、データ処理装置に複数のオブジェクトコード、あるいは大規模なオブジェクトコードを搭載した結果、データ処理装置で保持可能な構成情報数を超えると、データ処理装置では、動作の停止、保持しているオブジェクトコードの入れ替え、再始動等の一連の処理を実行する必要がある。この動作のために外部にＭＰＵ等の処理装置が必要となる。その際、従来のデータ処理装置では、オブジェクトコードの合成時に決定した場所にしか構成情報を搭載できないため、同じ機能のコードから成る構成情報であっても、違う場所に搭載する場合は同じ機能のコードから成る構成情報を複数用意する必要がある。その場合、構成情報の共有化ができないため、データ処置装置で同じ構成情報を複数保持したり、同じ構成情報を再度書き換える等の処理が発生したりするため、処理が遅くなる問題があった。

本件の発明者等は、上記したような問題点を解決し、構成情報の格納先の制限を無くすと共に構成情報の共有化が可能なデータ処理装置を提供することを目的とした発明提案を行った（特願２００６−１０３９８７号）。
この先願にかかる発明では、制御部に加え補助制御部を設けて制御構造を階層化し、補助制御部での動作時は従来のデータ処理装置に比べて高速な動作が可能であるとした。

しかし、実際にアプリケーションを合成してオブジェクトコードを作成し、動作を検証した結果、制御部による遷移制御が多いアプリケーションも存在した。この場合、本来の実行時間に対し、制御部による遷移制御が占める時間が大きく動作所要時間が大幅に増加する。

特開２０００−１３８５７９号公報 特開２０００−２２４０２５号公報 特開２０００−２３２３５４号公報 特開２０００−２３２１６２号公報 特開２００３−０７６６６８号公報 特開２００３−０９９４０９号公報 特開２００５−２２２１４１号公報 特開２００５−２２２１４２号公報

Hideharu Amano, Akiya Jouraku, Kenichiro Anjo, "A Dynamically Adaptive Hardware on Dynamically Reconfigurable Processor", IEICE Transactions, Vol. E86-B, No.12, pp. 3385-3391, 2003.

背景技術として説明したように、制御構造を階層化した状態遷移制御可能なデータ処理装置は処理が遅くなるという問題があった。

本発明の目的は、上述した課題である状態遷移制御にかかる時間を減少させたデータ処理装置を提供することにある。

本発明にかかるデータ処理装置は、現在の状態から他の状態への遷移が可能であるような状態遷移を持つデータ処理装置であって、データの演算処理を行う演算部と、前記演算部の演算に対する状態遷移制御を実行する状態管理部を有する制御部とを備え、前記状態管理部は、確定的な遷移状態を示す確定的遷移情報を用いて、状態の遷移が確定的であると判定した場合は、前記演算部における現在の状態に関する演算が終了する前に、次の状態に関する状態遷移制御を開始するものである。

本発明により、状態遷移制御にかかる時間を減少させたデータ処理装置を提供することができる。

本発明のデータ処理装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置で処理するオブジェクトコードの一例を示す状態遷移図である。 本発明のデータ処理装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第５の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第６の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第７の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第８の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第９の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第１０の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明のデータ処理装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。 図１２に示したデータ処理装置で用いる制御部の状態管理部で保持する状態遷移表の一例を示す模式図である。 従来のデータ処理装置で処理を行ったときのサイクル毎の動作例を示す模式図である。 図１２に示したデータ処理装置で処理を行ったときのサイクル毎の動作例を示す模式図である。 従来のデータ処理装置で処理を行ったときのサイクル毎の動作例を示す模式図である。 図１２に示したデータ処理装置で処理を行ったときのサイクル毎の動作例を示す模式図である。 図１２に示したデータ処理装置で処理性能が従来に比べ２倍となる状態遷移図の部分例を示す模式図である。 本発明のデータ処理装置の第２実施例の構成を示すブロック図である。 図１６に示したデータ処理装置で用いる制御部の状態管理部で保持する状態遷移表の一例を示す模式図である。 図１６に示したデータ処理装置で用いる補助制御部の状態管理部で保持する状態遷移表の一例を示す模式図である。 従来のデータ処理装置で処理を行ったときのサイクル毎の動作例を示す模式図である。 図１６に示したデータ処理装置で処理を行ったときのサイクル毎の動作例を示す模式図である。 本発明のデータ処理装置の第３実施例の構成を示すブロック図である。 図２０に示したデータ処理装置で用いる制御部の状態管理部で保持する状態遷移表の一例を示す模式図である。 図２０に示したデータ処理装置で用いる補助制御部の状態管理部で保持する状態遷移表の一例を示す模式図である。 従来のデータ処理装置、及び本発明の実施例１、実施例２で処理を行ったときのサイクル毎の動作例を示す模式図である。 図２０に示したデータ処理装置で処理を行ったときのサイクル毎の動作例を示す模式図である。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明のデータ処理装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第１の実施の形態にかかるデータ処理装置は、制御部１０、演算部２０及び構成情報記憶部３０を備えている。

制御部１０は、主として演算部２０の制御を実行するものであり、状態管理部１０１を備えている。状態管理部１０１は、構成情報に含まれる現在の動作状態及び次に遷移する状態の候補群（遷移先候補群）と、演算部２０からのイベント信号とにより、次の動作状態で使用する構成情報の実番号を決定し、該実番号を構成情報記憶部３０に通知する。実番号は、構成情報記憶部３０において構成情報が格納された位置を示す位置情報である。

演算部２０は、構成情報記憶部３０において状態管理部１０１によって決定された実番号により指定された構成情報にしたがって演算処理を実行し、演算結果をイベント信号として、制御部１０の状態管理部１０１に通知する。

なお、上記各構成要素は、それぞれ図１に示す機能単位で独立して備える必要はない。任意の構成要素が他の構成要素に含まれていてもよく、任意の構成要素が複数の部品で構成されていてもよい。例えば、構成情報記憶部３０を演算部２０内に備える構成であってもよい。また、本実施の形態のように、必ずしも後述する実施の形態にある補助制御部と構成番号変換部とを有している必要はない。

本実施形態のデータ処理装置における状態管理部１０１は、オブジェクトコードの合成時に抽出された確定的な遷移に関する情報（確定的遷移情報）を保持している。

状態管理部１０１は、構成情報記憶部３０に実番号を通知した後に、確定的な遷移に関する情報によって状態の遷移が確定的であると判断した場合には、演算部２０から演算の終了後に発行されるイベント信号を受ける前に状態遷移制御を開始して、次に遷移する状態の実番号を決定し、イベント信号を受けた際には決定済みの実番号を構成情報記憶部３０に通知する。これにより、状態管理部１０１がイベント信号を受けてから状態遷移制御を開始する場合よりも早く状態遷移をすることができ、状態遷移制御にかかる時間を減少させることができる。

（第２の実施の形態）
図２は本発明のデータ処理装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第２の実施の形態にかかるデータ処理装置は、制御部１と演算部２を有する。

制御部１は、状態管理部１１、構成番号変換部１２及び構成書換部１３を備えている。演算部２は、相互接続部２２により接続される複数の演算器２１、補助制御部２３及び構成情報記憶部２４を備えている。

状態管理部１１は、状態遷移表に従って、構成情報に含まれる現在の動作状態及び次に遷移する状態の候補群（遷移先候補群）と、演算部２からのイベント信号に基づいて、次の動作状態で使用する構成情報の論理番号を決定し、該論理番号を構成番号変換部１２へ通知する。

論理番号はオブジェクトコードに含まれる各構成情報の相互関係の情報を示す。この構成情報が実際に構成情報記憶部２４に保存された位置が実番号によって特定される。

構成番号変換部１２は、変換表に従って、状態管理部１１から通知された構成情報の論理番号を、構成情報記憶部２４に保存された構成情報に対応する実番号に変換し、該実番号を補助制御部２３及び状態管理部１１へそれぞれ送信する。

構成書換部１３は、データ処理装置の初動時に構成情報記憶部２４に構成情報を、状態管理部１１と補助制御部の状態管理部２３１に状態遷移表を、構成番号変換部１２に変換表を書き込む。

また、構成番号変換部１２から構成書換部１３に書き換え要求が発行されると、構成書換部１３は構成情報記憶部２４に保存された構成情報のうち、現時点で不要な構成情報を書き換え要求時に指定された構成情報を構成情報記憶部２４に出力することにより書き換える。また、構成書換部１３は、構成番号変換部１２の論理番号から実番号への変換処理に必要な変換情報である変換表を更新する。このとき、不要な構成情報の選択には、例えばLeast Recently Used（ＬＲＵ）法等の周知の方法を用いればよい。

構成書換部１３は、基本的に書き換え要求に対して要求された構成情報を１つだけ書き換えるが、要求された構成情報と共にそれ以降に使用する構成情報も併せて書き換えてもよい。

演算器２１は、順次遷移する複数の動作状態毎に構成情報記憶部２４から指定される構成情報にしたがって演算処理を実行する。

相互接続部２２は、構成情報記憶部２４から通知された構成情報に基づき複数の演算器２１の接続関係を切り換える。

補助制御部２３は、状態管理部２３１、実番号レジスタ２３２、内部状態番号レジスタ２３３を備える。状態管理部２３１は内部状態の管理を行い、内部状態レジスタ２３３を更新する。実番号レジスタ２３２は、現在の構成情報の実番号を保持し、構成情報記憶部２４に対し構成情報の指定をする。内部状態番号レジスタ２３３は、現在の内部状態番号を保持し、演算器２１および相互接続部２２に対し内部状態を指定する。状態管理部２３１が管理する範囲外への状態遷移となるイベント信号が補助制御部２３に通知された場合には、補助制御部２３はイベント信号を制御部１の状態管理部１１に発行する。

なお、上記各構成要素は、それぞれ図２に示す機能単位で独立して備える必要はない。任意の構成要素が他の構成要素に含まれていてもよく、任意の構成要素が複数の部品で構成されていてもよい。例えば、構成情報記憶部２４を分割し、分割後の構成情報記憶部２４を、演算器２１及び相互接続部２２内にそれぞれ備える構成であってもよい。また、上記各構成要素は、その全てを１つの装置内に備える必要はない。例えば、構成書換部１３を、外部に備える他の装置やＭＰＵ等で実現してもよい。

構成情報には、ある時点における演算器２１に対する演算命令、相互接続部２２における各演算器２１の接続関係を示す情報、イベント信号とそれに対応して次に選択すべき構成情報の論理番号の関係を示す情報を含んでいる。

演算器２１は、いわゆる算術演算器（ＡＬＵ）等を１つだけ備えた構成、複数種類の演算器やレジスタ等の記憶素子を組み合わせた構成も含まれる。

状態管理部１１は、現在の状態とイベント信号とに基づき次に遷移すべき状態を決定することができればどのような構成であってもよい。状態管理部１１は、例えば各状態間の遷移関係を示す対応表を備えた構成が考えられる。

また、構成番号変換部１２は、状態管理部１１から指定された構成情報の論理番号を実番号に変換できればどのような構成であってもよく、例えば論理番号と実番号の対応関係を示す対応表を備えた構成、あるいは論理番号と実番号の相対値を基準に論理番号から実番号へ変換する機構を備えた構成等が考えられる。ここでは、構成番号変換部１２が実施する論理番号から実番号へ変換するための処理で必要な上記対応表や相対値等を変換情報と総称する。

以上の各構成要素に対する要件は、第２の実施の形態だけでなく、以下に記載する第３の実施の形態〜第１０の実施の形態でも共通である。

また、本実施の形態における状態管理部１１は、オブジェクトコードの合成時に抽出された確定的な遷移に関する情報として、遷移が確定的である論理番号への滞在サイクル数がオブジェクトコードの合成時に判明している場合の滞在サイクル数を保持している。

状態管理部１１は、遷移が確定的である論理番号への滞在サイクル数が保持されている場合には、この論理番号を構成番号変換部１２に送出してから滞在サイクル数の経過後に、この論理番号からの遷移先の論理番号を構成番号変換部１２に送出する。また、状態管理部１１は、構成番号変換部１２から実番号が送出されるのにあわせて開始内部状態番号を補助制御部２３に送出する。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、状態管理部１１が確定的な遷移に関する情報を備え、遷移が確定的である論理番号に続いて、遷移先の論理番号を適切なタイミングで構成番号変換部１３に送出することとなる。これにより、状態管理部１１は、演算部２からの現在の状態に関する演算の終了後に発行されるイベント信号を受ける前に、確定的な遷移を開始することができ、状態遷移制御にかかる時間を減少させることが可能である。この効果は遷移が確定的である論理番号に１サイクルしか滞在しない場合に顕著である。例えば、図３の論理番号１は１サイクルしか滞在しないことがオブジェクトコードの合成時に確定しているため、論理番号１への遷移を発行した次のサイクルで、演算部２からのイベント信号を待たずに論理番号２への遷移を開始することで、待ち無しでその実番号を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図４は本発明のデータ処理装置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第３の実施の形態にかかるデータ処理装置は、遷移が確定的である論理番号への滞在サイクル数がオブジェクトコードの合成時に判明している場合の滞在サイクル数を保持している部分が状態管理部１１ではなく演算部２である点で第２の実施の形態と異なっている。

補助制御部２３は、内部状態の管理を行う。また、内部にオブジェクトコードの合成時に決められた、遷移が確定的である論理番号への滞在サイクル数が合成時に判明している場合の滞在サイクル数と、制御部１での制御に必要なサイクル数から求めた、状態管理部１１にイベント信号を先行発行すべき時期を保持している。そのうちに、次論理番号への遷移が確定的となると、確定的遷移情報に基づき、実際に演算部２における現在の状態に関する演算が終了するよりも前の適切な時にイベント信号を状態管理部１１に発行する。

状態管理部１１は、背景技術として説明した先願にかかる発明と同様の動作をする。異なるのは、遷移が確定的である場合に状態遷移制御を開始するのが前記先願にかかる発明よりも前倒しであることである。このとき、次状態の構成情報が構成情報記憶部２４に存在し、論理番号に対応する実番号を取得できれば、補助制御部２３は現在の論理番号での演算終了時に次論理番号に対応する実番号を受け取り、演算部２は待ち無しで次の論理番号に遷移して演算を継続できる。次状態の構成情報が構成情報記憶部２４に存在しない場合は、補助制御部２３は現在の論理番号での演算終了時に演算器２１および相互接続部２２を停止させ、構成書換部１３による書き換えを待つ。このタイミングは、イベント信号を状態管理部に対して発行するタイミングからの差分として確定的遷移情報に含めるか、あるいは、演算器２１および相互接続部２２からのイベント信号として実現する。

その他の制御部１及び演算部２の構成及び動作は第２の実施の形態で説明したデータ処理装置において対応する構成及びその動作と同様であるため、その説明は省略する。

なお、本実施の形態においては、イベント信号を状態管理部１１に先行発行することが重要であり、先行発行のための情報の格納場所は限定されない。先行発行の時期の情報は、補助制御部２３内に格納する情報としてではなく、相互接続部２２により接続される複数の演算器２１を動作させるための情報として持たせても良い。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、演算部２からイベント信号を状態管理部１１に先行発行することで、演算部２での現在の状態に関する演算の終了を待たずに状態遷移制御を開始することができ、状態遷移制御にかかる時間を減少させることが可能である。この効果は図３に示す論理番号２のような、論理番号内で分岐はするが、他の論理番号への遷移をする状態での遷移は確定的であり、分岐後は固定サイクルの動作後に別の論理番号に遷移する場合に顕著である。演算部２は、２−１から２−２もしくは２−３に遷移するときにイベント信号を状態管理部１１に先行発行することで、待ち無しで遷移先の実番号を得ることができる。

なお、同一論理番号の範囲における状態をグループとする。他の論理番号への状態遷移は、グループ間の状態遷移となり、同一論理番号内での分岐による状態遷移は、グループ内の状態遷移となる。

(第４の実施の形態)
図５は本発明のデータ処理装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第４の実施の形態にかかるデータ処理装置は、第２の実施の形態のデータ処理装置と第３の実施の形態のデータ処理装置を組み合わせたものとなっている。すなわち、確定的な遷移に関する情報が、制御部１の状態管理部１１と演算部２の状態管理部２３１に分けて格納されている。ある論理番号からの遷移先が１つであれば、その情報を状態管理部１１に保持する。ある論理番号からの遷移先が２つ以上であるが、論理番号内での状態遷移により遷移先が確定できる場合は、その情報を演算部２に保持する。

その他の制御部１及び演算部２の構成及び動作は第２の実施の形態で説明したデータ処理装置において対応する構成及びその動作と同様であるため、その説明は省略する。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、第２の実施の形態および第３の実施の形態の構成を併せ持つことで、両方の効果を得ることができ、状態遷移制御にかかる時間もより改善する。

(第５の実施の形態)
図６は本発明のデータ処理装置の第５の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第５の実施の形態にかかるデータ処理装置は、実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３を２つと、そのセレクタ２３４、２３５を備えた点で第２の実施の形態のデータ処理装置と異なっている。

本実施の形態のデータ処理装置が備える状態管理部１１は、現在の状態にかかる論理番号からの遷移が確定的である場合には、該論理番号を構成番号変換部１２に送出した次のサイクルに、該論理番号からの遷移先の論理番号を構成番号変換部１２に送出する。また、開始内部状態番号を補助制御部２３に送出する。構成番号変換部１２は、遷移先の論理番号を実番号に変換する。

これらの遷移先の実番号および開始内部状態番号は、実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３の裏面に書き込まれる。

のちに、状態管理部２３１が演算器２１および相互接続部２２からのイベント信号に基づいて、補助制御部２３が管理する範囲を超えたと判断した場合には、実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３の裏面への書き込みの有無を調べ、書き込み済みであれば、セレクタ２３４、２３５を切り替えることで次の実番号への遷移を行う。

その他の制御部１及び演算部２の構成及び動作は第２の実施の形態で説明したデータ処理装置において対応する構成及びその動作と同様であるため、その説明は省略する。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、第２の実施の形態のデータ処理装置においては、遷移が確定的である状態への滞在サイクル数を事前に確定して状態管理部１１に保持し、遷移先の実番号および開始内部状態番号の補助制御部２３への送出タイミングを計る必要があったところを、ある論理番号からの遷移先の論理番号およびその開始内部状態番号が確定していれば、滞在サイクル数が事前に決定できない場合でも、事前に実番号の変換を行い開始内部状態番号とともに補助制御部２３に通知しておくことにより、演算部２は必要な時にセレクタ２３４および２３５を切り替えるのみで待ち無しに次の論理番号に遷移して演算を継続できる。このため、状態遷移制御にかかる時間もより改善する。この効果は図３に示す論理番号３のような、該論理番号内でループを持ち、可変サイクルの動作後に特定の論理番号に遷移する場合に顕著である。あらかじめ遷移先である論理番号に対応する実番号を得ておくことで、待ち無しで該実番号を使用できる。

(第６の実施の形態)
図７は本発明のデータ処理装置の第６の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第６の実施の形態にかかるデータ処理装置は、実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３を２つと、そのセレクタ２３４、２３５を備えた点で第３の実施の形態のデータ処理装置と異なっている。

補助制御部２３は、内部状態の管理を行う。また、補助制御部２３は、内部にオブジェクトコードの合成時に決められた、次論理番号が確定する時点でイベント信号を状態管理部１１に送出するための確定的遷移情報を保持している。そのうちに、次論理番号が確定すると、確定的遷移情報に基づき、状態管理部２３１は、実際に遷移するよりも前の適切な時にイベント信号を状態管理部１１に発行する。

本実施の形態のデータ処理装置が備える状態管理部１１は、遷移先の論理番号を構成番号変換部１２に送出する。また、開始内部状態番号を補助制御部２３に送出する。

これらの遷移先の実番号および開始内部状態番号は実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３の裏面に書き込まれる。

のちに、状態管理部２３１が演算器２１および相互接続部２２からのイベント信号に基づいて、補助制御部２３が管理する範囲を超えたと判断した場合には、実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３の裏面への書き込みの有無を調べ、書き込み済みであれば、セレクタ２３４、２３５を切り替えることで次の実番号への遷移を行う。

その他の制御部１及び演算部２の構成及び動作は第２の実施の形態で説明したデータ処理装置において対応する構成及びその動作と同様であるため、その説明は省略する。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、第３の実施の形態のデータ処理装置においては、遷移が確定的である状態への滞在サイクル数を事前に確定して状態管理部２３１に保持し、イベント信号の送出タイミングを計る必要があったところを、ある論理番号からの遷移先の論理番号が確定した時点でイベント信号を状態管理部１１に送出し、構成番号変換部１２によって遷移先の論理番号から実番号への変換を行い補助制御部２３に通知しておくことができる。また、演算部２は必要な時にセレクタ２３４および２３５を切り替えるのみで待ち無しに次の論理番号に遷移して演算を継続できる。このため、状態遷移制御にかかる時間もより改善する。この効果は図３に示す論理番号４のような、該論理番号内で分岐はするが、他の論理番号への遷移をする状態での遷移は確定的であり、かつループを持ち、可変サイクルの動作後に次の論理番号に遷移する場合に顕著である。あらかじめ遷移先である論理番号に対応する実番号を得ておくことで、待ち無しで実番号を使用できる。

(第７の実施の形態)
図８は本発明のデータ処理装置の第７の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第７の実施の形態にかかるデータ処理装置は、実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３を２つと、そのセレクタ２３４、２３５を備えた点で第４の実施の形態のデータ処理装置と異なっている。言い換えれば、第５の実施の形態と第６の実施の形態とを組み合わせたものとなっている。

論理番号の遷移時に次論理番号および開始内部状態番号が確定するのであれば、その時点で状態管理部１１が遷移先の論理番号を構成番号変換部１２に発行することで、また、内部状態番号の遷移時に次論理番号および開始内部状態番号が確定するのであれば、補助制御部２３の状態管理部２３１が遷移先に対応したイベント信号を状態管理部１１に発行することで、遷移先の論理番号を決定し、そこから構成番号変換部１２によって論理番号を実番号に変換し、開始内部状態番号とともに実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３の裏面に書き込んでおく。

のちに、状態管理部２３１が演算器２１および相互接続部２２からのイベント信号に基づいて、補助制御部２３が管理する範囲を超えたと判断した場合には、実番号レジスタ２３２および内部状態番号レジスタ２３３の裏面への書き込みの有無を調べ、書き込み済みであれば、セレクタ２３４、２３５を切り替えることで次の実番号への遷移を行う。

その他の制御部１及び演算部２の構成及び動作は第２の実施の形態で説明したデータ処理装置において対応する構成及びその動作と同様であるため、その説明は省略する。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、第４の実施の形態のデータ処理装置においては、状態への滞在サイクル数を事前に確定して状態管理部１１および状態管理部２３１に保持し、遷移先の論理番号の送出タイミングおよびイベント信号の送出タイミングを計る必要があったところを、ある論理番号からの遷移先の論理番号が確定した時点で遷移先の論理番号またはイベント信号を送出し、実番号への変換を行い補助制御部２３に通知しておくことができる。また、演算部２は必要な時にセレクタ２３４および２３５を切り替えるのみで待ち無しに次の論理番号に遷移して演算を継続できる。このため、状態遷移制御にかかる時間もより改善する。

(第８の実施の形態)
図９は本発明のデータ処理装置の第８の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第８の実施の形態にかかるデータ処理装置は、内部状態番号レジスタ２３３と状態管理部１１との間に次内部状態番号セット２３６を備えた点で第５の実施の形態のデータ処理装置と異なっている。

本実施の形態のデータ処理装置が備える状態管理部１１は、現在の論理番号からの遷移が確定的である場合には、次の論理番号における開始内部状態番号候補群を次内部状態番号セット２３６に送信する。

状態管理部２３１は、次の実番号を実番号レジスタ２３２に、次の開始内部状態番号候補群を次内部状態番号セット２３６に受け取っている状態で、現在の論理番号での演算の終了を表すイベント信号を演算器２１および相互接続部２２から受け取った場合には、該イベント信号に基づいて次内部状態番号セット２３６の開始内部状態番号候補群より開始内部状態番号を選択し、内部状態番号レジスタ２３３に書き込みつつ、セレクタ２３４および２３５を切り替え、実番号レジスタ２３２と内部状態番号レジスタ２３３の出力より次実番号および開始内部状態番号を取得し、これらを用いて演算器２１および相互接続部２２における演算を継続させる。

その他の制御部１及び演算部２の構成及び動作は第５の実施の形態で説明したデータ処理装置において対応する構成及びその動作と同様であるため、その説明は省略する。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、第５の実施の形態のデータ処理装置と比較して、ある論理番号からの遷移先の論理番号が確定していれば、開始内部状態番号が確定できなくとも、事前に論理番号の変換を行い開始内部状態番号候補群とともに補助制御部２３に通知しておくことにより、演算部２は必要な時に次内部状態番号セット２３６から開始内部状態番号を選択し、セレクタ２３４および２３５を切り替えるのみで待ち無しに次の論理番号に遷移して演算を継続できる。このため、状態遷移制御にかかる時間もより改善する。

(第９の実施の形態)
図１０は本発明のデータ処理装置の第９の実施の形態の構成を示すブロック図である。
第９の実施の形態にかかるデータ処理装置は、内部状態番号レジスタ２３３と状態管理部１１との間に次内部状態番号セット２３６を備えた点で第６の実施の形態のデータ処理装置と異なっている。

本実施の形態のデータ処理装置が備える状態管理部２３１は、次の論理番号が確定した時点でイベント信号を状態管理部１１に送信する。このとき、次の論理番号における開始内部状態番号が確定できない状態であって良い。

状態管理部１１は、イベント信号を状態管理部２３１から受け取ると、次の論理番号を決定する。この、次の論理番号における開始内部状態番号を決定せずに、開始内部状態番号候補群を次内部状態番号セット２３６に送信する。

状態管理部２３１は、次の実番号を実番号レジスタ２３２に、次の内部状態番号セットを次内部状態番号セット２３６に受け取っている状態で、現在の論理番号での演算の終了を表すイベント信号を演算器２１および相互接続部２２から受け取った場合には、該イベント信号により次内部状態番号セット２３６の開始内部状態番号の候補より開始内部状態番号を選択し、内部状態番号レジスタ２３３に書き込みつつ、セレクタ２３４および２３５を切り替え、実番号レジスタ２３２と内部状態番号レジスタ２３３の出力より次構成番号および開始内部状態番号を取得し、これらを用いて演算器２１および相互接続部２２における演算を継続させる。

その他の制御部１及び演算部２の構成及び動作は第６の実施の形態で説明したデータ処理装置において対応する構成及びその動作と同様であるため、その説明は省略する。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、第６の実施の形態のデータ処理装置と比較して、ある論理番号からの遷移先の論理番号が確定していれば、開始内部状態番号が確定できなくとも、事前に論理番号の変換を行い開始内部状態番号候補群とともに補助制御部２３に通知しておくことにより、演算部２は必要な時に次内部状態番号セット２３６から開始名部状態番号を選択し、セレクタ２３４および２３５を切り替えるのみで待ち無しに次の論理番号に遷移して演算を継続できる。このため、状態遷移制御にかかる時間もより改善する。この効果は図３に示す論理番号５のような、他の論理番号への遷移をする状態での遷移は確定的であり、かつループを持ち、可変サイクルの動作後に次の論理番号に遷移する場合に顕著である。あらかじめ遷移先である論理番号に対応する実番号を得ておくことで、待ち無しで実番号を使用できる。

(第１０の実施の形態)
図１１は本発明のデータ処理装置の第１０の実施の形態の構成を示すブロック図である。 第１０の実施の形態にかかるデータ処理装置は、内部番号レジスタ２３３と状態管理部１１との間に次内部状態番号セット２３６を備えた点で第７の実施の形態のデータ処理装置と異なっている。

制御部１及び演算部２の構成及び動作は第５の実施の形態に対する第８の実施の形態、および第６の実施の形態に対する第９の実施の形態をあわせたものと対応する構成及びその動作は同様であるため、その説明は省略する。

本実施の形態のデータ処理装置によれば、第７の実施の形態のデータ処理装置と比較して、ある論理番号からの遷移先の論理番号が確定していれば、開始内部状態番号が確定できなくとも、事前に論理番号の変換を行い開始内部状態番号候補群とともに通知しておくことにより、演算部２は必要な時に次内部状態番号セット２３６から開始内部状態番号を選択し、セレクタ２３４および２３５を切り替えるのみで待ち無しに次の論理番号に遷移して演算を継続できる。このため、状態遷移制御にかかる時間もより改善する。

次に本発明のデータ処理装置の実施例について図面を用いて説明する。
（第１実施例）
第１実施例は背景技術として説明した先願にかかる発明であるデータ処理装置に記載のデータ処理装置に本発明の第２の実施の形態を適用した例である。
図１２は本発明のデータ処理装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。

本実施例は、前記先願にかかる発明（先願発明）のデータ処理装置における状態遷移管理部（ＳＴＣ）３にのみ変更を加え、演算部４には変更を加えていない。

本実施例の演算部４は、レジスタファイル（ＲＦＵ）、ＡＬＵ、データ処理演算器（ＤＭＵ）を備えた複数のプロセッサエレメント４１（ＰＥ）を有し、各プロセッサエレメントが配線及びスイッチ（ＳＷ）により相互に接続される構成である。このような構成では、ＲＦＵ、ＦＦＵ、ＡＬＵ及びＤＭＵ等を備える各プロセッサエレメント４１が、第２の実施の形態で示した演算器となる。なお、演算部４は、上記プロセッサエレメント４１に限らず、例えばロジックアレイを用いて形成してもよい。

補助制御部（ＭＳＴＣ）４３は、状態遷移管理部（ＳＴＣ）３と同様に状態管理部４３１を備えており、論理番号内に留まる場合の内部状態の管理を行う。また、現在の実番号と内部状態番号を保持するために、実番号レジスタ４３２と、内部状態番号レジスタ４３３を備えている。

また、本実施例の制御部は、状態管理部３１、構成番号変換部３２、構成書換部３３を備えたＤＲＰの状態遷移管理部（ＳＴＣ）３に相当する。本実施例では、上記プロセッサエレメント４１群、補助制御部４３及び状態遷移管理部３の組をタイルと称す。

本実施例では、状態管理部３１に、確定的遷移情報を保持している。
本実施例では、各プロセッサエレメント４１及び状態遷移管理部（ＳＴＣ）３内に分割して配置されたメモリ（以下、構成情報メモリと称す）が構成情報記憶部となる。
また、本実施例では、外部にオブジェクトコードが格納された外部メモリ（記憶手段）６を備え、構成書換部３３を用いて該外部メモリ６からオブジェクトコードを取得できるものとする。

以下、図３で示す状態遷移図に従って処理を実行する場合を例にして本実施例のデータ処理装置の動作について説明する。

本実施例では、データ処理装置（ＤＲＰ）が備える命令メモリに論理番号０と１の構成情報が保持されているものとする。このときの状態管理部３１の有する状態遷移表を図１３に示す。
論理番号０の構成情報は実番号０に、論理番号１の構成情報は実番号１に書き込まれている。

状態管理部３１における各実番号の確定的遷移情報に０が書き込まれている場合、該当する論理番号への滞在サイクル数もしくは遷移先の論理番号が合成時に決定できなかったことを意味しており、この場合には、動作は先願発明と変わらない。

状態管理部３１における各実番号の確定的遷移情報に０以外が書き込まれている場合、該当する論理番号への滞在サイクル数および遷移先論理番号がオブジェクトコードの合成時に決定できたことを意味し、その数値が滞在サイクル数を示している。図１３においては、実番号１に書き込まれている論理番号１においては、１サイクルの滞在後に次論理番号に遷移することを意味している。

以下、１サイクル目において、論理番号「０」の構成情報に含まれる内部状態番号「１」（状態０−１）の処理を実行している状態からの動作を考える。

このとき、演算部４の各プロセッサエレメント４１に現状態の構成情報が通知され、各プロセッサエレメント４１の動作とスイッチの接続関係が決定する。その結果、各プロセッサエレメント４１で所定の演算が実行される。

演算結果がイベント信号として補助制御部４３の状態管理部４３１に通知されると、状態管理部４３１はそのイベント信号に対応する状態遷移表に基づき次の状態への遷移を制御する。ここでは、状態管理部４３１では制御できない大規模な状態遷移であるため、状態管理部４３１は、プロセッサエレメント４１群に動作を停止させるためのＷＥキャンセル信号を発行する。プロセッサエレメント４１のレジスタはこの信号により、内容更新を受け付けなくなる。また、外部ポートからのデータ入力動作も停止する。
補助制御部４３は、ＷＥキャンセル信号の発行と同時に状態管理部３１にイベント信号を送出する。

２サイクル目において、状態管理部３１は、補助制御部４３からイベント信号を受け取ると、状態遷移表にしたがって、現在の実番号「０」とイベント信号Ａとに基づき次の状態の論理番号「１」を決定し、構成番号変換部３２へ通知する。また、次の状態の開始内部状態番号「１」を決定する。

構成番号変換部３２は、変換表を用いて論理番号「１」を実番号に変換する。ここでは、すでに構成情報メモリで保持されているため変換に成功する。得られた実番号「１」を実番号レジスタ４３２及び状態管理部３１へ送信する。また、このときに開始内部状態番号を内部状態番号レジスタ４３３に送信する。

補助制御部４３は、構成情報の実番号「１」と開始内部状態番号「１」とを実番号レジスタ４３２及び内部状態番号レジスタ４３３に受け取ると、プロセッサエレメント４１群に対して次の状態の構成情報を指定する。そして、ＷＥキャンセルの発行を停止し、プロセッサエレメント４１群に動作を再開させる。

３サイクル目において、状態管理部３１は、実番号「１」を受け取ると、該当番号の確定的遷移情報を取得する。ここでは「１」が取得できるため、現在の実番号「１」の演算部４での実行は１サイクルで終了すること、およびその次の遷移先は決まっていることがわかる。遷移先はイベント信号Ａに対応する状態２−１である。

本実施例では、３サイクル目で、状態管理部３１は確定的遷移情報に基づき、次の状態の論理番号「２」を決定し、構成番号変換部３２へ通知する。

構成番号変換部３２は、変換表を用いて論理番号「２」を実番号に変換する。ここでは、次の状態の構成情報が構成情報メモリに保持されていないため、変換表には対応する実番号が無く、実番号への変換に失敗する。その場合、構成番号変換部３２は構成書換部３３に対して論理番号「２」の構成情報の書き換えを要求する。

これと同時に、演算部４では状態１−１の処理を実行する。演算結果がイベント信号として補助制御部４３に通知されると、補助制御部４３はそのイベント信号に対応する状態遷移表に基づき次の状態への遷移を制御する。ここでは、補助制御部４３では制御できない大規模な状態遷移であるため、補助制御部４３は、プロセッサエレメント４１群に動作を停止させるためのＷＥキャンセル信号を発行する。プロセッサエレメント４１のレジスタはこの信号により、内容更新を受け付けなくなる。また、外部ポートからのデータ入力動作も停止する。

補助制御部４３は、ＷＥキャンセル信号の発行と同時に状態管理部３１にイベント信号を送出する。状態管理部３１は、補助制御部４３からイベント信号を受け取るが、すでに確定的遷移情報により次状態の論理番号２を構成番号変換部３２へ送出済みであるので、その事後確認に留まり、構成番号変換部３２への通知は行わない。

先願発明（日本特許出願２００６−１０３９８７）であれば、演算部４での実行は３サイクル目において行い、イベント信号を送出する。ＳＴＣは４サイクル目に動作する。この違いを図１４Ａ〜１４Ｄに示す。横軸にサイクルをとり、何サイクル目かを横軸の上に示している。先願発明（日本特許出願２００６−１０３９８７）であれば、図１４Ａに示すように、２サイクル目に変換により得た実番号１により３サイクル目に演算部が動作し、そのイベント信号により、４サイクル目にＳＴＣが次論理番号２の変換を試みている。本実施例は図１４Ｂに示すように、２サイクル目に変換により得た実番号１を直接３サイクル目でＳＴＣが確定的遷移情報とあわせて使用している。これにより１サイクルの短縮を実現し、状態遷移制御にかかる時間を減少させている。

なお、本例では遷移先の構成情報が書き込まれておらず、書き換えに１００サイクルかかるとしている。そのため、図１４Ａでは書き換え後の状態２−１の動作が先願発明では１０５サイクル目、本実施例では１０４サイクル目となっている。
遷移先の構成情報が書き込まれている場合には、この書き換えの部分がなくなるだけであり、状態２−１の動作が先願発明では図１４Ｃに示すように５サイクル目、本実施例では図１４Ｄに示すように４サイクル目となり、本実施例が１サイクル有利となる点には変わりない。

特に、図１５のように、１論理番号に１内部状態であり、内部状態での自己ループはなく、複数の論理番号のループとなっているような場合には、本実施例により性能が２倍となる。

（第２実施例）
第２実施例は前記先願にかかる発明データ処理装置に本発明の第６の実施の形態を適用した例である。
図１６は本発明のデータ処理装置の第６実施例の構成を示すブロック図である。
本実施例は、前記先願にかかる発明のデータ処理装置における演算部４にのみ変更を加え、状態遷移管理部（ＳＴＣ）３には変更を加えていない。

本実施例の演算部４は、レジスタファイル（ＲＦＵ）、ＡＬＵ、データ処理演算器（ＤＭＵ）を備えた複数のプロセッサエレメント４１（ＰＥ）を有し、各プロセッサエレメントが配線及びスイッチ（ＳＷ）により相互に接続される構成である。このような構成では、ＲＦＵ、ＦＦＵ、ＡＬＵ及びＤＭＵ等を備える各プロセッサエレメント４１が、第６の実施の形態で示した演算器となる。なお、演算部４は、上記プロセッサエレメント４１に限らず、例えばロジックアレイを用いて形成してもよい。

補助制御部（ＭＳＴＣ）４３は、状態遷移管理部（ＳＴＣ）３と同様に状態管理部４３１を備えており、論理番号内に留まる場合の内部状態の管理を行う。

また、本実施例の制御部は、状態管理部３１、構成番号変換部３２、構成書換部３３を備えたＤＲＰの状態遷移管理部（ＳＴＣ）３に相当する。本実施例では、上記プロセッサエレメント４１群、補助制御部４３及び状態遷移管理部３の組をタイルと称す。

本実施例では、補助制御部４３の状態管理部４３１に、確定的遷移情報を保持している。また、現在の実番号と内部状態番号を保持するために、実番号レジスタ４３２と、内部状態番号レジスタ４３３を備えている。これらはエントリを２つ持ち、セレクタ４３４および４３５での切り替えが可能である。以下、セレクタによって選択されている側のレジスタを表面、そうでない側のレジスタを裏面と呼ぶ。

本実施例では、各プロセッサエレメント４１及び状態遷移管理部（ＳＴＣ）３内に分割して配置されたメモリ（以下、構成情報メモリと称す）が構成情報記憶部となる。
また、本実施例では、外部にオブジェクトコードが格納された外部メモリ（記憶手段）６を備え、構成書換部３３を用いて該外部メモリ６からオブジェクトコードを取得できるものとする。

状態管理部３１で持つ状態遷移表の例を図１７に、補助制御部４３の状態管理部４３１で持つ状態遷移表の例を図１８に示す。

これらの図では、実番号６に対応する遷移先の各番号が記されていないが、これは図３の状態遷移図でも規定していないため、何かしらの情報が書き込まれている。「−」で示す、何も書き込まれていない部分とは状態が異なる。

以下、図３で示す状態遷移図に従って処理を実行する場合を例にして本実施例のデータ処理装置の動作について説明する。

本実施例では、データ処理装置（ＤＲＰ）が備える命令メモリに論理番号０から６までの構成情報が保持されているものとする。このときの状態管理部３１の有する状態遷移表を図１７に示す。
ここでは、論理番号０の構成情報は実番号０に書き込まれ、論理番号１の構成情報は実番号１に書き込まれ…と、論理番号と実番号が一致しているとする。実際には、構成番号変換部３２によって対応付けられるため、如何様に書き込まれていてもよい。

状態管理部４３１にイベント信号が通知された場合、現在の実番号との組に対する次内部状態番号が記されている場合、状態管理部４３１はこの次内部状態番号を内部状態番号レジスタ４３３の表面に書き込むことで状態遷移させる。現在の実番号との組に対する次内部状態番号が記されていない場合には、状態管理部４３１は、プロセッサエレメント４１群に動作を停止させるためのＷＥキャンセル信号を発行し、イベント信号をＳＴＣ３に通知する。

状態管理部４３１における各実番号とイベント信号の組に対する確定的遷移情報に１が書き込まれている場合、該当する内部状態遷移において、次の論理番号が確定できることを意味している。このイベント信号を内部遷移に使用しつつ、同時に状態管理部３１に通知することで、ＳＴＣ３は次論理番号に対応する実番号の準備を行う。

状態管理部４３１における各実番号とイベント信号の組に対する確定的遷移情報に０が書き込まれている場合、該当する内部状態遷移のみを取り扱う。

また、図１８にはイベント信号ＡからＥのみが記されているが、状態管理部４３１はプロセッサエレメント４１群から特別なイベント信号Ｚを通知された場合には、状態遷移を行わずにプロセッサエレメント４１群に動作を停止させるためのＷＥキャンセル信号発行のみを行う。そして、ＳＴＣ３から実番号及び内部状態番号の通知を受けるまで停止し、通知により次論理番号上での動作を開始する。また、イベント信号Ｚの確定的遷移情報は必ず０である。

以下、１サイクル目において、論理番号「２」の構成情報に含まれる内部状態番号「１」（状態２−１）の処理を実行している状態からの動作を考える。

このとき、演算部４の各プロセッサエレメント４１に現状態の構成情報が通知され、各プロセッサエレメント４１の動作とスイッチの接続関係が決定する。その結果、各プロセッサエレメント４１で所定の演算が実行される。

演算結果がイベント信号Ａとして状態管理部４３１に通知されると、状態管理部４３１は状態遷移表に基づきイベント信号Ａに対応する次の状態への遷移を制御する。ここでは、状態は２−１から２−２へ遷移するイベント信号であったとすると、状態管理部４３１で制御可能な小規模な状態遷移であるため、状態遷移表には該当部分に次の内部状態番号２が記されている。状態管理部４３１は内部状態番号レジスタ４３３の表側に内部状態番号「２」を書き込み、プロセッサエレメント４１群に指定する。
ここで、状態管理部４３１は、確定的遷移情報により、内部状態番号レジスタ４３３に書き込むと同時に、ＳＴＣ３に対してもイベント信号Ａを通知する。

２サイクル目には、ＳＴＣ３と演算部４が同時に動作する。ＳＴＣ３では、状態管理部３１が補助制御部４３からイベント信号Ａを受け取ると、状態遷移表にしたがって、現在の実番号「２」とイベント信号Ａとに基づき次の状態の論理番号「３」を決定し、構成番号変換部３２へ通知する。また、次の状態の開始内部状態番号「１」を決定する。

構成番号変換部３２は、変換表を用いて論理番号「３」を実番号に変換する。ここでは、すでに構成情報メモリで保持されているため変換に成功する。得られた実番号「３」を実番号レジスタ４３２の裏面、及び状態管理部３１へ送信する。また、このときに状態管理部３１は、開始内部状態番号を内部状態番号レジスタ４３３に送信する。

演算部４は状態２−２で動作し、補助制御部４３は、プロセッサエレメント４１群から演算結果としてイベント信号Ｚを通知される。イベント信号Ｚは現論理番号での動作を終了しプロセッサエレメント４１群の動作を停止させＳＴＣからの通知を待つ意味を持つが、同時にＳＴＣから構成情報の実番号「３」と内部番号「１」とを実番号レジスタ４３２及び内部状態番号レジスタ４３３の裏側に受け取っているため、プロセッサエレメント４１群の動作は停止させずに、セレクタ４３４および４３５を切り替え、構成情報の実番号「３」と内部番号「１」とを表側とする。

３サイクル目には、演算部４は、構成情報の実番号「３」と内部番号「１」、すなわち状態３−１の演算を実行する。

演算結果がイベント信号Ａとして状態管理部４３１に通知されると、状態管理部４３１は状態遷移表に基づきイベント信号Ａに対応する次の状態への遷移を制御する。ここでは、状態は３−１から３−２へ遷移するイベント信号であり、状態管理部４３１で制御可能な小規模な状態遷移であるため、状態遷移表には該当部分に次の内部番号２が記されている。状態管理部４３１は内部状態番号レジスタ４３３の表側に内部状態番号「２」を書き込み、プロセッサエレメント４１群に指定する。
ここで、状態管理部４３１は、確定的遷移情報により、内部状態番号レジスタ４３３に書き込むと同時に、ＳＴＣ３に対してもイベント信号Ａを通知する。

４サイクル目には、ＳＴＣ３と演算部４が同時に動作する。ＳＴＣ３では、状態管理部３１が補助制御部４３からイベント信号Ａを受け取ると、状態遷移表にしたがって、現在の実番号「３」とイベント信号Ａとに基づき次の状態の論理番号「６」を決定し、構成番号変換部３２へ通知する。また、次の状態の開始内部状態番号「１」を決定する。

構成番号変換部３２は、変換表を用いて論理番号「６」を実番号に変換する。ここでは、すでに構成情報メモリで保持されているため変換に成功する。得られた実番号「６」を実番号レジスタ４３２の裏面、及び状態管理部３１へ送信する。また、このときに開始内部状態番号を内部状態番号レジスタ４３３に送信する。

演算部４は状態３−２で動作する。ここでは、状態３−２に２サイクル留まるとする。このサイクルでは、内部状態を遷移させるためのイベント信号は発行されない。

５サイクル目も、演算部４は状態３−２で動作し、補助制御部４３は、プロセッサエレメント４１群から演算結果としてイベント信号Ｚを通知される。イベント信号Ｚは現論理番号での動作を終了しプロセッサエレメント４１群の動作を停止させＳＴＣからの通知を待つ意味を持つが、すでにＳＴＣから構成情報の実番号「６」と内部番号「１」とを実番号レジスタ４３２及び内部状態番号レジスタ４３３の裏側に受け取っているため、プロセッサエレメント４１群の動作は停止させずに、セレクタ４３４および４３５を切り替え、構成情報の実番号「６」と内部状態番号「１」とを表側とする。

６サイクル目には、状態６−１の演算を実行する。以後、同様に状態遷移表に従い動作していく。

以上の動作例には示さなかったが、論理番号３，４からの論理番号６，７，８への遷移も同様に演算と制御の並行実行が可能であり、先願発明と比較してサイクル数を削減できる。ただし、論理番号５からの遷移は遷移先の論理番号は確定できても、開始内部状態番号が確定できないため、本実施例では先願に発明と同様に演算部を１サイクル停止させてＳＴＣによる制御を行う必要がある。

先願発明であれば、図１９Ａに示すように２サイクル目の演算結果によりイベント信号Ａが状態管理部４３１を通じて状態管理部３１に通知され、３サイクル目に次論理番号３から実番号３を得て、４サイクル目に演算部で状態３−１の動作をする。というように、異なる状態への遷移時にＳＴＣ３による制御が１サイクル必要であったが、本実施例では、図１９Ｂに示すように、このＳＴＣ３による制御が可能なときには、制御を演算部４の動作と並行して行えるように、遷移先が確定した時点で演算部４からのイベント信号をＳＴＣに送出し、また実番号を待ち合わせる仕組みを補助制御部４３に備えることで実行に必要なサイクル数を削減し、状態遷移制御にかかる時間を減少させている。

（第３実施例）
第３実施例は前記先願にかかる発明のデータ処理装置に本発明の第１０の実施の形態を適用した例である。
図２０は本発明のデータ処理装置の第１０実施例の構成を示すブロック図である。
本実施例は、前記先願にかかる発明のデータ処理装置における状態遷移管理部（ＳＴＣ）３および演算部４の両方に変更を加えている。

本実施例の演算部４は、レジスタファイル（ＲＦＵ）、ＡＬＵ、データ処理演算器（ＤＭＵ）を備えた複数のプロセッサエレメント４１（ＰＥ）を有し、各プロセッサエレメントが配線及びスイッチ（ＳＷ）により相互に接続される構成である。このような構成では、ＲＦＵ、ＦＦＵ、ＡＬＵ及びＤＭＵ等を備える各プロセッサエレメント４１が、第１０の実施の形態で示した演算器となる。なお、演算部４は、上記プロセッサエレメント４１に限らず、例えばロジックアレイを用いて形成してもよい。

補助制御部（ＭＳＴＣ）４３は、状態遷移管理部（ＳＴＣ）３と同様に状態管理部４３１を備えており、論理番号内に留まる場合の内部状態の管理を行う。

また、本実施例の制御部は、状態管理部３１、構成番号変換部３２、構成書換部３３を備えたＤＲＰの状態遷移管理部（ＳＴＣ）３に相当する。本実施例では、上記プロセッサエレメント４１群、補助制御部４３及び状態遷移管理部３の組をタイルと称す。

本実施例では、状態管理部３１および補助制御部４３の状態管理部４３１に、確定的遷移情報を保持している。また、現在の実番号と内部状態番号を保持するために、実番号レジスタ４３２と、内部状態番号レジスタ４３３を備えている。これらはエントリを２つ持ち、セレクタ４３４および４３５での切り替えが可能である。以下、セレクタによって選択されている側のレジスタを表面、そうでない側のレジスタを裏面と呼ぶ。

また、状態管理部３１と内部状態番号レジスタ４３３との間に次内部状態番号セット４３６を設ける。これにより、確定的遷移を行う場合に論理番号を事前に確定できても、その開始内部状態番号は実際に遷移するときまで確定できない場合にも、演算部４の停止なしに論理番号を遷移させることを可能とする。

本実施例では、各プロセッサエレメント４１及び状態遷移管理部（ＳＴＣ）３内に分割して配置されたメモリ（以下、構成情報メモリと称す）が構成情報記憶部となる。
また、本実施例では、外部にオブジェクトコードが格納された外部メモリ（記憶手段）６を備え、構成書換部３３を用いて該外部メモリ６からオブジェクトコードを取得できるものとする。

状態管理部３１で持つ状態遷移表の例を図２１に、補助制御部の状態管理部４３１で持つ状態遷移表の例を図２２に示す。

これらの図では、実番号２に対応する遷移先の各番号が記されていないが、これは図３の状態遷移図でも規定していないため、何かしらの情報が書き込まれている。実番号３以降の「−」で示す、何も書き込まれていない部分とは状態が異なる。

以下、図３で示す状態遷移図に従って処理を実行する場合を例にして本実施例のデータ処理装置の動作について説明する。

本実施例では、データ処理装置（ＤＲＰ）が備える命令メモリに論理番号２，５，９の構成情報が保持されているものとする。このときの状態管理部３１の様子を図２１に示す。
ここでは、論理番号２の構成情報は実番号０に書き込まれ、論理番号５の構成情報は実番号１に書き込まれ、論理番号９の構成情報は実番号２に書き込まれているとする。これらは、構成番号変換部３２によって対応付けられており、論理番号から書き込まれている実番号を検索することができる。

本実施例では、論理番号１のように、ある論理番号に１サイクルのみ留まり、かつ遷移先が確定的である場合に、その確定的遷移情報を状態管理部３１に持たせる。それ以外の確定的遷移情報は補助制御部４３の状態遷移部４３１に持たせる。

状態管理部３１における各実番号の確定的遷移情報に１が書き込まれている場合、該当する論理番号への滞在サイクル数が１であり、かつ遷移先論理番号がオブジェクトコードの合成時に決定できたことを意味する。

状態管理部４３１にイベント信号が通知された場合、現在の実番号との組に対する次内部状態番号が記されている場合、状態管理部４３１はこの次内部状態番号を内部状態番号レジスタ４３３の表面に書き込むことで状態遷移させる。現在の実番号との組に対する次内部状態番号が記されていない場合には、状態管理部４３１は、プロセッサエレメント４１群に動作を停止させるためのＷＥキャンセル信号を発行し、イベント信号をＳＴＣ３に通知する。

状態管理部４３１における各実番号とイベント信号の組に対する確定的遷移情報に１が書き込まれている場合、該当する内部状態遷移において、次の論理番号が確定できることを意味している。このイベント信号を内部遷移に使用しつつ、同時に状態管理部３１に通知することで、ＳＴＣ３は次論理番号に対応する実番号の準備を行う。

状態管理部４３１における各実番号とイベント信号の組に対する確定的遷移情報に０が書き込まれている場合、該当する内部状態遷移のみを取り扱う。

また、図２２にはイベント信号ＡからＥのみが記されているが、状態管理部４３１はプロセッサエレメント４１群から特別なイベント信号Ｚを通知された場合には、状態遷移を行わずにプロセッサエレメント４１群に動作を停止させるためのＷＥキャンセル信号発行のみを行う。そして、ＳＴＣ３からの通知を受けるまで停止し、通知により次論理番号上での動作を開始する。また、イベント信号Ｚの確定的遷移情報は必ず０である。

以下、１サイクル目において、論理番号「２」の構成情報に含まれる内部状態番号「１」（状態２−１）の処理を実行している状態からの動作を考える。

このとき、演算部４の各プロセッサエレメント４１に現状態の構成情報が通知され、各プロセッサエレメント４１の動作とスイッチの接続関係が決定する。その結果、各プロセッサエレメント４１で所定の演算が実行される。

演算結果がイベント信号Ｃとして状態管理部４３１に通知されると、状態管理部４３１は状態遷移表に基づきイベント信号Ｃに対応する次の状態への遷移を制御する。ここでは、状態は２−１から２−４へ遷移するイベント信号であったとすると、状態管理部４３１で制御可能な小規模な状態遷移であるため、状態遷移図には該当部分に次の内部状態番号４が記されている。状態管理部４３１は内部状態番号レジスタ４３３の表側に内部状態番号「４」を書き込み、プロセッサエレメント４１群に指定する。
ここで、状態管理部４３１は、確定的遷移情報により、内部状態番号レジスタ４３３に書き込むと同時に、ＳＴＣ３に対してもイベント信号Ｃを通知する。

２サイクル目には、ＳＴＣ３と演算部４が同時に動作する。ＳＴＣ３では、状態管理部３１が補助制御部４３からイベント信号Ｃを受け取ると、状態遷移表にしたがって、現在の実番号「０」とイベント信号Ｃとに基づき次の状態の論理番号「５」を決定し、構成番号変換部３２へ通知する。また、次の状態の開始内部状態番号「１」を決定する。

構成番号変換部３２は、変換表を用いて論理番号「５」を実番号に変換する。ここでは、すでに構成情報メモリで保持されているため変換に成功する。得られた実番号「１」を実番号レジスタ４３２の裏面、及び状態管理部３１へ送信する。また、このときに開始内部状態番号を内部状態番号レジスタ４３３に送信する。

演算部４は状態２−４で動作し、補助制御部４３は、プロセッサエレメント４１群から演算結果としてイベント信号Ｚを通知される。イベント信号Ｚは現在の論理番号での動作を終了しプロセッサエレメント４１群の動作を停止させＳＴＣからの通知を待つ意味を持つが、同時にＳＴＣから構成情報の実番号「１」と内部状態番号「１」とを実番号レジスタ４３２及び内部状態番号レジスタ４３３の裏側に受け取っているため、プロセッサエレメント４１群の動作は停止させずに、セレクタ４３４および４３５を切り替え、構成情報の実番号「１」と内部状態番号「１」とを表側とする。

３サイクル目には、演算部４は、構成情報の実番号「１」と内部状態番号「１」、すなわち状態５−１の演算を実行する。

演算結果がイベント信号Ｃとして状態管理部４３１に通知されると、状態管理部４３１は状態遷移表に基づきイベント信号Ｃに対応する次の状態への遷移を制御する。ここでは、状態は５−１から５−２へ遷移するイベント信号であり、状態管理部４３１で制御可能な小規模な状態遷移であるため、状態遷移表には該当部分に次の内部状態番号２が記されている。状態管理部４３１は内部状態番号レジスタ４３３の表側に内部状態番号「２」を書き込み、プロセッサエレメント４１群に指定する。

ここで、状態管理部４３１は、確定的遷移情報により、内部状態番号レジスタ４３３に書き込むと同時に、ＳＴＣ３に対してもイベント信号Ｃを通知する。

４サイクル目には、ＳＴＣ３と演算部４が同時に動作する。ＳＴＣ３では、状態管理部３１が補助制御部４３からイベント信号Ｃを受け取ると、状態遷移表にしたがって、現在の実番号「１」とイベント信号Ｃとに基づき次の状態の論理番号「９」を決定し、構成番号変換部３２へ通知する。

また、次の状態の開始内部状態番号についてはｘとなっているが、これはこの時点では決定できないので実際の遷移時に補助制御部４３の状態管理部４３１において選択する意味である。そのため、ここでは開始内部状態番号の組として｛１，２，ｘ，ｘ，ｘ｝を用意する。

構成番号変換部３２は、変換表を用いて論理番号「９」を実番号に変換する。ここでは、すでに構成情報メモリで保持されているため変換に成功する。得られた実番号「２」を実番号レジスタ４３２の裏面、及び状態管理部３１へ送信する。また、このときに次内部状態番号セット４３６に開始内部状態番号の組として｛１，２，ｘ，ｘ，ｘ｝を書き込む。

演算部４は、状態５−２で動作する。ここでは、状態５−２に２サイクル留まるとする。このサイクルでは、内部状態を遷移させるためのイベント信号は発行されない。

５サイクル目も、演算部４は状態５−２で動作し、補助制御部４３は、プロセッサエレメント４１群から演算結果としてイベント信号Ａを通知される。イベント信号Ａは、図２２によれば、Ｚが記されている。これは、イベント信号Ｚと同様に現在の論理番号での演算を終了する意味を持つ。ここでイベント信号Ｚを用いないのは、イベント信号の種別により、次内部状態番号セット４３６から次内部状態番号を選択する必要があるためである。現在、次内部状態番号セット４３６には｛１，２，ｘ，ｘ，ｘ｝が書き込まれており、イベント信号Ａに対応する次内部状態番号は１であるため、これを内部状態番号レジスタ４３３の裏側に書き込む。すでに実番号「２」を実番号レジスタ４３２の裏面に受け取っているため、プロセッサエレメント４１群の動作は停止させずに、セレクタ４３４および４３５を切り替え、構成情報の実番号「９」と内部状態番号「１」とを表側とする。

６サイクル目には、状態９−１の演算を実行する。以後、同様に状態遷移表に従い動作していく。

前記先願にかかる発明、および実施例１、実施例２であれば、図２３Ａに示すように６サイクル目の演算結果によりイベント信号Ｃが状態管理部４３１を通じて状態管理部３１に通知され、７サイクル目に次論理番号９から実番号２を得ておき、８サイクル目に演算部で状態９−１の動作をする。というように、異なる状態への遷移時にＳＴＣ３による制御が１サイクル必要であった。本実施例では、図２３Ｂに示すように、遷移先論理番号が確定した３サイクル目で演算部からのイベント信号をＳＴＣに送出し、実番号を得ておき待ち合わせ、次内部状態番号セットを得ておきこれから開始内部状態番号を選択する仕組みを補助制御部４３に備えることで、実行に必要なサイクル数を削減し、状態遷移制御にかかる時間を減少させている。

上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２００８年８月２５日に出願された日本出願特願２００８−２１５７６４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、データ処理装置、データ処理方法並びにデータ処理プログラムに利用することができる。

１、１０ 制御部
２、４、２０ 演算部
３ 状態遷移管理部 ６ 外部メモリ
１１、３１、１０１、２３１、４３１ 状態管理部
１２、３２ 構成番号変換部
１３、３３ 構成書換部
２１ 演算器
２２ 相互接続部
２３、４３ 補助制御部
２４、３０ 構成情報記憶部
４１ プロセッサエレメント
２３２、４３２ 実番号レジスタ
２３３、４３３ 内部状態番号レジスタ
２３４、２３５、４３４、４３５ セレクタ
２３６、４３６ 次内部状態番号セット

Claims (12)

1. データの演算処理を行う演算手段と、
   前記演算手段の演算に対する状態遷移制御を実行する状態管理手段を有する制御手段とを備え、
   前記状態管理手段は、確定的な遷移状態を示す確定的遷移情報を用いて、状態の遷移が確定的であると判定した場合は、前記演算手段における現在の状態に関する演算が終了する前に、次の状態に関する状態遷移制御を開始するデータ処理装置。
2. データの演算処理を行う演算手段と、
   グループ間の状態遷移を制御する第１の状態管理手段を有する制御手段と、
   前記第１の状態管理手段において制御可能な状態の遷移よりも規模の小さい状態遷移であるグループ内の状態遷移を制御する第２の状態管理手段を有する補助制御手段とを備え、
   前記第１の状態管理手段は、確定的な遷移状態を示す確定的遷移情報を用いて、グループ間の状態の遷移が確定的であると判定した場合は、前記演算手段における現在の状態に関する演算が終了する前に、次の状態に関する状態遷移制御を開始するデータ処理装置。
3. 前記第２の状態管理手段は、前記確定的遷移情報を用いて、グループ間の状態の遷移が確定的であると判定した場合は、前記演算手段における現在の状態に関する演算が終了する前に、当該現在の状態に関する演算結果を前記制御手段に出力する請求項２記載のデータ処理装置。
4. データの演算処理を行う演算手段と、
   グループ間の状態遷移を制御する第１の状態管理手段を有する制御手段と、
   前記第１の状態管理手段において制御可能な状態の遷移よりも規模の小さい状態遷移であるグループ内の状態遷移を制御する第２の状態管理手段を有する補助制御手段とを備え、
   前記第２の状態管理手段は、確定的な遷移状態を示す確定的遷移情報を用いて、グループ間の状態の遷移が確定的であると判定した場合は、前記演算手段における現在の状態に関する演算が終了する前に、当該現在の状態に関する演算結果を前記制御手段に出力するデータ処理装置。
5. 前記第２の状態管理手段は、次状態の構成情報が構成情報記憶手段に存在しない場合に、所定の時間の経過後に、前記演算手段での動作を停止させる請求項３又は４記載のデータ処理装置。
6. 前記第１の状態管理手段は、グループ間の状態の遷移が確定的であると判断した時点から、滞在サイクル数によって決定した所定の時間の経過後に、前記状態遷移制御を開始する請求項２又は３記載のデータ処理装置。
7. 前記第２の状態管理手段は、グループ間の状態の遷移が確定的であると判断した時点から、滞在サイクル数によって決定した所定の時間の経過後に、前記現在の状態に関する演算結果を前記制御手段に出力する請求項３又は４記載のデータ処理装置。
8. 前記第２の状態管理手段は、遷移先グループに関する情報を記憶する記憶手段を用いて、前記演算手段における現在の状態に関する演算の終了後に、状態遷移制御を完了させる請求項２ないし５記載のデータ処理装置。
9. 前記制御手段は、遷移先グループに対応する実番号と共に、開始内部状態番号も併せて設定する請求項２ないし８記載のデータ処理装置。
10. 前記第２の状態管理手段は、遷移先グループ内の開始内部状態候補群を記憶する記憶手段を用いて、前記演算手段おける現在の状態に関する演算の終了後に、開始内部状態番号を確定する請求項８記載のデータ処理装置。
11. データの演算処理を行う演算ステップと、
    前記演算ステップの演算に対する状態遷移制御を実行する状態管理ステップとを備え、
    前記状態管理ステップは、確定的な遷移状態を示す確定的遷移情報を用いて、状態の遷移が確定的であると判定した場合は、前記演算手段における現在の状態に関する演算が終了する前に、次の状態に関する状態遷移制御を開始するステップを有するデータ処理方法。
12. データの演算処理を行う演算ステップと、
    前記演算ステップの演算に対する状態遷移制御を実行する状態管理ステップとを備え、
    前記状態管理ステップは、確定的な遷移状態を示す確定的遷移情報を用いて、状態の遷移が確定的であると判定した場合は、前記演算手段における現在の状態に関する演算が終了する前に、次の状態に関する状態遷移制御を開始するステップを有するコンピュータに実行させるデータ処理プログラムが格納された記録媒体。

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