JPH012146A - 演算処理装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はハードウェア障害時に命令再試行を行って処理
を回復させる演算処理装置に関する。

（従来の技術） 従来、計算機（主として中央演算処理装置）においてハ
ードウェア障害を検出した場合命令レベルでの再試行を
試みる。しかしこの時、中央演算処理装置内のレジスタ
（例えばジェネラルレジスタ、インデックスレジスタ、
ペースレジスタ）の書き換えや主記憶装置内の書き換え
を再試行の対象となる命令実行中に実施していた場合に
は、書き換えデータの完全性が保障されないため命令レ
ベルでの再試行は不可能と判断され、実行中であったジ
ョブはアボードされてしまう。

第３図は上記従来方式の演算処理装置のレジスタ群と演
算器の関係例を示したブロック図でおる。

２出力１人カポート形式のジェネラルレジスタ、インデ
ックスレジスタ等を含むレジスタファイル１のＡ、Ｂ出
力ポートから出力されるデータはマルチプレクサ２，３
によって選択されて演算器４に入力される。演算器４の
演算結果はシフタ５によってシフトされた後、レジスタ
ファイル１の入力ポートに出力される。但し、レジスタ
ファイル１の入力ポートのレジスタ位置はＡＭＯ２９０
１４ピッｌ〜スライスマイクロプロセッサと同様に出力
ポートのＢポートで示されるレジスタ位置と同じである
。障害検出回路（ここでは図示していない）はレジスタ
ファイル１への書き込み動作実行の次のサイクルで、前
の実行サイクル中にハードウェア障害が発生したことを
検出すると、中央処理装置の動作を停止して回復処理ル
ーチンに制御を移し、命令の再試行を試みる。

第４図は上記再試行時の演算処理装置の処理フローチャ
ートでおる。ステップ４０１にて障害を検出すると、ス
テップ４０２にて再試行対象命令中にレジスタ及び主メ
モリへの書き込み処理を行ったか否かを判定し、行った
場合はアボード処理を行い、書き込みを行わなかった場
合はステラ４０３にて回復処理ルーチンを実行した後、
ステップ４０４にて命令を再開する。

また、上記演算処理装置のハードウェア障害を確実に検
出するために使用演算回路を２重化して各演算結果を比
較し、障害が発生していないことを確認した後データを
レジスタに書き込むようにしたものもある。この方式で
は演算＋書き込みの２サイクルで１つの動作が実行され
るため、パイプライン方式と併用した形態で利用される
ことが多く、障害が発生した場合はレジスタの書き換え
が行われないため、前）ホの命令再試行不可能となる可
能性を少なくすることができる。

第５図は上記演算と書き込みが２サイクルで行われる方
式の演算処理装置のレジスタ群と演算器の関係例を示し
たブロック図である。レジスタファイル５０の出力ポー
トＡ、Ｂから出力される読み出しデータはマルチプレク
サ５４．５５経由で演算器５６に入力され、ここで演算
される。この演算結果はシフタ５７にてシフトされた後
、マルチプレクサ５１経由でワークレジスタ５３に一旦
書き込まれる。

このサイクルにてハードウェア障害が発生していないこ
とが図示されない検証回路にて確認されると、次のサイ
クルにてワークレジスタ５３の内容がレジスタファイル
５ｏｔ４き込まれる。なお、ワークレジスタ５２はレジ
スタファイル５０の出力ポートＡからの読み出し内容を
一時的に保持されるため、必要に応じてワークレジスタ
５２及び５３の内容を再び演算器５６の演算データとし
て使用できる。この方式では前述した如く演算結果が１
サイクルでレジスタファイル１内に書き込まれないため
、障害が発生した場合にもレジスタファイルの書き換え
が行われていることがなくなるので、命令再試行を行え
る可能性が大となる。しかし、この方式は１つの基本動
作に２サイクルを要するため、ファームウェアによる複
雑な制御を行わなければならない命令を具備する計算機
には不向きであるという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の演算と同時にレジスタ等を書き換える方式の演算
処理装置では、ハードウェア障害が発生した時に再試行
対象となる命令実行中に前記書き換えがおきた場合には
命令再試行が不可能になる欠点がめった。そこでこの欠
点を回避するために演算と書き込みの１つの動作を２サ
イクルで行う方式の演算処理装置では、１つの基本動作
に２サイクルを要するため複雑な制御を要する命令を備
えた計算機には不向きであるという欠点があった。そこ
で本発明は上記の欠点を除去するもので、演算と書き込
みを同一サイクルで行い、且つ、ハードウェア障害が発
生する１サイクル前の情報を保全して前記障害発生時の
命令再試行を可能としてハードウェアの一時的障害発生
からの回避を直ちに図ることができる演算処理装置を提
供することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は命令実行に伴ってデータを読み書きする複数の
レジスタから成るレジスタファイルを持ち、また、ハー
ドウェア障害が検出されると命令再試行を行う演算処理
装置において、書き換え前にレジスタファイル内に保持
されていた情報を保持する第１のレジスタと、前記第１
のレジスタに保持される情報が書き込まれていたレジス
タ位置情報を保持する第２のレジスタと、前のステップ
で前記レジスタファイルにデータの書き込みがあったか
否かを示すフリップフロップと、前記フリップフロップ
によってレジスタファイルに書き換えが行われたと判定
された場合に第１、第２のレジスタの内容に基づいて前
記レジスタファイル内のデータを書き換え前の状態に戻
す処理を行う制御手段とを具備して構成される。

（作用） 本発明の演算処理装置において、命令の実行に伴ってレ
ジスタファイルにデータが書き込まれると、第１のレジ
スタは書き換え前にレジスタファイル内に保持されてい
た情報を保持し、第２のレジスタは前記第１のレジスタ
に保持される情報が書き込まれていたレジスタ位置情報
を保持し、また、フリップフロップは前のステップで前
記レジスタファイルにデータの書き込みがあったか否か
を示す。制御手段は前記フリップフロップによってレジ
スタファイルに書き換えが行われたと判定された場合に
第１、第２のレジスタの内容に基づいて前記レジスタフ
ァイル内のデータを書き換え前の状態に戻す処理を行う
。このため命令再試行時にレジスタファイル内の保全さ
れた情報を用いることができ、命令再試行を行い１ｑる
可能性が著しく高まる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を従来例と同一部には同一符号を
付して図面を参照して説明する。第１図は、本発明の演
算処理装置の一実施例を示したブロック図である。１は
ジェネラルレジスタ、インデックスレジスタ等を含む２
出力１人カボート方式のレジスタファイルで、入力ポー
トのレジスタ位置は２出力ポートのうちＢボートで示さ
れるレジスタ位置であるとする。２，３は信号を選択し
て出力するマルチプレクサ、４はマルチプレクサ２，３
から入力されるデータに加減算等を施こす演算器、５は
演算結果をシフトしてレジスタファイル１に出力するシ
フタ、６はレジスタファイル１に新たなデータが書き込
まれる直前にこのレジスタファイル１が保持していたデ
ータを保存するレジスタ、７はレジスタ６に書き込まれ
るデータのレジスタファイル内のレジスタ位置を保持す
るレジスタ、８は１つ前のステップでレジスタファイル
１に書き込みが行われたことを示すフリップフロップ、
９は１つ前のステップでソフトウェア命令が終了したこ
とを示すフリップフロップでおる。

次に本実施例の動作について説明する。レジスタファイ
ル１から読み出されたデータ１１０　、１１１は各々マ
ルチプレクサ２，３により選択されて演算器４の入力デ
ータ１１２　、１１３となる。演算器４はＲ＋Ｓ−’Ｙ
成る演算を行って、その結果であるデータ月４をシフタ
５に出力する。シフタ５はシフト動作を行わず入力デー
タ１１４をそのままレジスタファイル１の入力ポートに
出力する。レジスタファイル１では、Ｂ出力ポートで示
されるレジスタ位置に入力データ１１４が書き込まれる
。この書き込み動作と同時にＢ出力ボートから出力され
る読み出しデータ１１１がレジスタ６に、Ｂ出力ポート
で示されるレジスタ位置がレジスタ７に書き込まれる。

ここで上記一連の動作が終了した後、例えば演算器４の
一時的な障害により演算が正常でなかったことが図示さ
れない検出回路で検出されたものとする。なお、前記検
出回路は演算回路の２重化による比較チエツクや、パリ
ティ予測等を用いて異常の検出を行えるものであれば何
でもよい。この障害検出はレジスタファイル１へのデー
タ書き込み後の次のサイクルで判明するため、レジスタ
ファイル１内のデータの完全性が保障されない。しかし
、本例では障害検出後の回復処理ルーチン内で前記書き
込みが行われる前のレジスタファイル１内のデータを保
存するレジスタ６の情報と、前記データの書き込み位置
を示すレジスタ７の情報から内容の保障されない情報を
書き込んだレジスタファイル１内のレジスタを正常なデ
ータに書き戻す処理が行なわれる。このようにすること
で前記障害が発生する以前の状態が再現され、命令レベ
ルでの再試行が可能となる。なお、フリップフロップ８
の内容により前のステップでレジスタファイル１に書き
込みがあったか否かを判定し、ｉたレジスタ９の内容に
より障害が発生した命令は前の命令であったか否かを判
定して、上記回復処理ルーチンが実行される。

第２図は上記回復処理ルーチンの概略フローチャートで
おる。先ずステップ２０１にて障害発生を検出すると、
ステップ２０２にてレジスタ６の内容により障害が発生
したのは前の命令であったか否かを判定し、前の命令で
めった場合にはステップ２０３に、そうでない場合はス
テップ２０７へ行く。

ステップ２０３ではフリップフロップ８の内容により障
害が発生したサイクルでレジスタ（ソフトウェアに見え
る汎用レジスタ）の書き換えがめったか否かを判定し、
書き換えられている場合はステップ２０４にてレジスタ
ファイル１の内容をレジスタ６．７の情報をもとにして
書き換え前の状態に戻した後ステップ２０５に行く。ス
テップ２０３にて書き換えられていないと判定された場
合は直接ステップ２０５へ行く。ステップ２０５では更
に汎用レジスタを書き換える以前にメモリ内容等の再開
に必要な情報を書き換えるような命令か否か、即ち前の
命令は途中から再開できる命令か否かを判定し、再開で
きない場合はアボード処理を実行し、再開できる場合は
ステップ２０６にて前の命令から再試行を行う。一方、
ステップ２０７へ行った場合もレジスタファイル１の書
き換えが行われたか否かを判定し、行われた場合は、ス
テップ２０８にてレジスタファイル１の内容を書き換え
前に戻した後、ステップ２０９へ行き、書き換えが行わ
れていない場合は、直接ステップ２０９へ行く。ステッ
プ２０９では途中から再開できる命令か否かを判定し、
再開できない場合はアボード処理を実行し、再開できる
場合はステップ２１０にて命令再試行を行う。

本実施例によれば、レジスタファイル１のデータを書き
換える毎に、その直前に前記レジスタファイルに書き込
まれていたデータと、このデータのレジスタ位置をレジ
スタ６．７に保全させているため、ハードウェア障害が
生じた場合に前記保全された情報を用いて命令レベルの
再試行を実行し得る可能性を著しく高めることができ、
ハードウェアの一時的障害からの回復を容易且つ迅速に
行うことができる。また、演算と書き込みを１サイクル
で行うため複雑な制御を要する命令をも容易且つ短時間
に行うことができる。

［発明の効果コ 以上記述した如く本発明の演算処理装置によれば、演算
と書き込みを同一サイクルで行い、且つ、ハードウェア
障害が発生する１サイクル前の情報を保全して前記障害
発生時の命令再試行を可能としてハードウェアの一時的
障害発生からの回避を直ちに図り得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の演算処理装置の一実施例を示したブロ
ック図、第２図は第１図で示した装置で実行される障害
検出後の回復処理ルーチンを示したフローチャート、第
３図は従来方式の演算処理装置のレジスタ群と演算器の
関係例を示したブロック図、第４図は第３図に示した装
置における命令再試行ルーチンのフローチャート、第５
図は従来方式の演算処理装置のレジスタ群と演算器の他
の関係例を示したブロック図である。 １・・・レジスタファイル ２．３・・・マルチプレクサ ４・・・演算器 ６．７・・・レジスタ ８．９・・・フリップフロップ 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　山王　− 第２図 第３図 第４図 第５回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 命令実行に伴ってデータを読み書きする複数のレジスタ
   から成るレジスタファイルを持ち、また、ハードウェア
   障害が検出されると命令再試行を行う演算処理装置にお
   いて、書き換え前のレジスタファイル内に保持されてい
   た情報を保持する第１のレジスタと、前記第１のレジス
   タに保持される情報が書き込まれていたレジスタ位置情
   報を保持する第２のレジスタと、前のステップで前記レ
   ジスタファイルにデータの書き込みがあったか否かを示
   すフリップフロップと、前記フリップフロップによって
   レジスタファイルに書き換えが行われたと判定された場
   合に第１、第２のレジスタの内容に基づいて前記レジス
   タファイル内のデータを書き換え前の状態に戻す処理を
   行う制御手段とを具備して成ることを特徴とする演算処
   理装置。