JPH02270086A - データフロー型情報処理装置 - 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］ この発明は、情報処理装置に関し、特に、２つのデータ
に対して、数値演算処理または論理演算処理を行なう命
令を含むデータフロープログラムを実行するデータフロ
ー型情報処理装置に関する。

［従来の技術］ 従来のノイマン型計算機においては、プログラムとして
種々の命令が予めプログラムメモリに記憶され、プログ
ラムカウンタによってプログラムメモリのアドレスが逐
次指定されることにより順次命令が読出され、その命令
が実行される。

一方、データフロー型情報処理装置は、プログラムカウ
ンタによる逐次的な命令の実行という概念を持たない非
ノイマン型計算機の一種である。

このようなデータフロー型情報処理装置には、命令の並
列処理を基本にしたアーキテクチャが採用される。デー
タフロー型情報処理装置においては、演算の対象となる
データが揃い次第、命令の実行が可能となり、データに
よって複数の命令が同時に駆動されるため、データの自
然な流れに従って並列的にプログラムが実行される。そ
の結果、演算の所要時間が大幅に短縮するとみなされて
いる。

第３図は、従来のデータフロー型情報処理装置の構成の
一例を示すブロック図である。また第４図はその情報処
理装置により処理されるデータパケットのフィールド構
成の一例を示す図である。

第４図に示されるデータパケット６０は、行先フィール
ド４１、命令フィールド４２、データ１フイールド４３
、およびデータ２フイールド４４を含む。行先フィール
ド４１には行先情報が格納され、命令フィールド４２に
は命令情報が格納され、データ１フイールド４３または
データ２フイールド４４にはオペランドデータが格納さ
れる。

第３図に示される情報処理装置は、プログラム記憶部１
、対データ検出部２、および演算処理部３を含む。プロ
グラム記憶部１には、第５図に示すデータフロープログ
ラム７０が記憶されている。

プログラム記憶部１は、入力されたデータパケット６０
の行先情報に基づいたアドレス指定によって、第５図に
示すように、データフロープログラム７０の行先情報７
１、命令情報７２およびコピ、　　−有／無情報７３を
読出し、その行先情報７１および命令情報７２をデータ
パケット６０の行先フィールド４１および命令フィール
ド４２にそれぞれ格納し、そのデータパケット６０を出
力する。

対データ検出部２は、プログラム記憶部１から出力され
るデータパケット６０の待合わせを行なう。

すなわち、同じ行先情報を有する異なる２つのデータパ
ケット６０を検出し、それらのデータパケット６０のう
ち一方のデータパケット６０のオペランドデータ、たと
えば第４図におけるデータ１フイールド４３の内容を、
他方のデータパケットのデータ２フイールド４４に格納
し、その他方のデータパケット６０を出力する。演算処
理部３は、対データ検出部２から出力されるデータパケ
ット６０に対して、命令情報に基づく演算処理を行ない
、その結果をそのデータパケットのデータ１フイールド
４３に格納してそのデータパケット６゜をプログラム記
憶部１に出力する。

なお、プログラム記憶部１と対データ検出部２とはデー
タ伝送路４により結合されている。データ伝送路４は２
つに分岐し、対データ検出部２の２つの入力ポートに結
合される。プログラム記憶部１から出力されるデータパ
ケット６０は、オペランドデータが演算処理における右
オペランドデータであるか左オペランドデータであるか
に対応して、選択的に対データ検出部２のいずれか一方
の入力ポートに人力される。また、対データ検出部２と
演算処理部３とは伝送路５により結合されており、演算
処理部３とプログラム記憶部１とは伝送路６により結合
されている。

データパケット６０が、プログラム記憶部１、対データ
検出部２、演算処理部３、および°プログラム記憶部１
を順に回り続けることにより、プログラム記憶部１に記
憶されたデータフロープログラム７０に基づく演算処理
が進行する。

実行すべきデータフロープログラム７０において、第６
図に示すようにデータのコピーが必要とされる場合につ
いて考える。すなわち、成る演算結果たとえば第６図に
おける加算命令の出力が、２個以上の他の演算たとえば
第６図における乗算および減算命令によって参照される
ような場合、コピー処理がプログラム記憶部１において
行なわれる。第５図に示すように、プログラム記憶部１
にはコピー有／無情報７３が記憶されている。

まず、データフロープログラム７０から、入力されたデ
ータパケット６０の行先情報に基づきアドレス指定され
た部分の内容が読出される。このとき、コピー有／無情
報７３が「無」であれば、行先フィールド４１および命
令フィールド４２の内容が更新されたデータパケット６
ｏが出力されて処理は終了する。一方、コピー有／無情
報７３が「有」であれば、行先フィールド４１および命
令フィールド４２の内容が更新されたデータパケット６
０が出力されるとともに、続いて記憶されている行先情
報７１、命令情報７２およびコピー有／無情報７３が読
出される。引き続いて読出されたコピー有／無情報７３
が「無」であれば、入力されたデータパケット６０と同
一のデータがデ−夕１フィールド４３に格納されかつ現
在読出された行先情報７１および命令情報７２が行先フ
ィールド４１および命令フィールド４２にそれぞれ格納
されたデータパケット６０が出力されて処理が終了する
。引き続いて読出されたコピー有／無情報７３が「有ｊ
であれば、さらに続けて同様のコピー処理が行なわれる
。

上記の情報処理装置において、コピー処理が一度行なわ
れると、プログラム記憶部１に対する入力のための伝送
路６とプログラム記憶部１からの出力のための伝送路４
とのデータパケット６０の流量比が、必ず１対２になる
。ここで、データパケット６０の流量比とは、それらの
伝送路を単位時間あたりに通過するデータパケット６０
の数の比である。第７図に、伝送路４におけるデータパ
ケット６０の流量を１としたときの各伝送路のデータパ
ケット６０の流量を示す。対データ検出部２は、２つの
データパケット６０の入力に対応して１つのデータパケ
ット６０を出力する。そのため、伝送路４が最大性能で
動作したと仮定しても、伝送路５以降は最大性能の半分
の流量しか保証されない。

このように、プログラム記憶部１においてコピー処理が
行なわれるときには、伝送路５および６は最大性能の２
分の１の性能でしか動作しない。

そのために、演算処理部３もまた、潜在能力の２分の１
の能力しか発揮できないことになり、その結果、上記情
報処理装置によるプログラム実行時における性能低下を
招くことになる。

第８図は、従来のデータフロー型情報処理装置の構成の
他の例を示すブロック図である。

第８図の情報処理装置には、２つのプログラム記憶部１
１および１２が設けられる。演算処理部３から出力され
るデータパケット６０は、割当部１３を介してプログラ
ム記憶部１１および１２のいずれか一方に入力される。

演算処理部３と割当部１３とは伝送路６により結合され
る。割当部１３は、伝送路１６および１７を介してそれ
ぞれプログラム記憶部１１および１２に結合される。ま
た、プログラム記憶部１１および１２は、それぞれ伝送
路１４および１５を介して個別に対データ検出部２に結
合される。第８図の情報処理装置の各部分の機能は、第
３図の情報処理装置の各部分の機能と全く同一である。

割当部１３は、演算処理部３から出力されるデータパケ
ット６０を、到着順に従って、２つのプログラム記憶部
１１および１２のいずれかに振分ける。

第９図に、伝送路１４および１５におけるデータパケッ
ト６０の流量をそれぞれ１としたときの各伝送路のデー
タパケット６０の流量を示す。第８図の情報処理装置に
おいては、プログラム記憶部１１および１２へのデータ
パケット６０の入力が、割当部１３により振分けられる
ため、プログラム記憶部１１および１２へは最高性能の
２分の１の割合でデータパケット６０が入力される。プ
ログラム記憶部１１および１２においてコピー処理が行
なわれると、プログラム記憶部１１および１２から伝送
路１４および１５に出力されるデータパケット６０の流
量は、伝送路１６および１７を介してプログラム記憶部
１１および１２に入力さ−れるデータパケット６０の流
量の２倍になる。

すなわち、対データ検出部２ヘデータパケツト６０を入
力するための伝送路１４および１５においては、それぞ
れ最大性能の流量が確保され得る。

また、対データ検出部２から出力されるデータパケット
６０のための伝送路５すなわち演算処理部３に入力され
るデータパケット６０のための伝送路５においても、最
大性能の流量が確保され得る。

したがって、第８図の従来の情報処理装置においては、
演算処理部３の性能が最大限に高められ、第３図の従来
の情報処理装置に比べて、原理的に２倍の並列処理の効
果が現われる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のデータフロー型情報処理装置においては、前述の
第３図に示すデータフロー型情報処理装置の処理の効率
を高めるために、前述の第８図に示すように、プログラ
ム記憶部を二重化して備えるデータフロー型情報処理装
置を可能とした。

しかしながら、第８図に示すデータフロー型情報処理装
置においては、プログラム記憶部１を二重化して持たせ
ているので、プログラム記憶部１の全体の記憶量は、第
３図の装置のそれに比べて２倍となる。そのため、情報
処理装置自体が大規模化されるという問題があった。

さらに、プログラム記憶部１に記憶されるデータフロー
プログラム７０の実行順序に基づいて、装置内の各処理
部間を順に一巡するデータパケット６０は、常に前記の
第４図に示す形で処理されていたので各処理部間をつな
ぐデータ線（経路）の幅に無駄があった。つまり、本来
プログラム記憶部１からのデータフロープログラム７０
の読出しでは、次の処理命令を指すデータパケット６０
中の行先フィールド４１のデータだけが必要であり、デ
ータパケット６０中の命令フィールド４２とデータ１フ
イールド４３およびデータ２フイールド４４のデータは
不必要であった。また、演算処理部３においても、デー
タパケット６０中の命令フィールド４２とデータ１フイ
ールド４３およびデータ２フイールド４４のデータが必
要であり、データパケット６０中の行先フィールド４１
のデータは不必要であった。そのため、装置を構成する
場合に物理的に大きな無駄が生じるという問題点もあっ
た。

それゆえに、本発明の目的は、装置内の各処理部間を一
巡するデータパケットを、各処理部に必要な最小限のデ
ータで構成することにより、装置自体の物理的な規模の
拡大を低減できるようなデータフロー型情報処理装置を
提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るデータフロー型情報処理装置は、演算に必
要な部分とプログラム読出しに必要な部分とを含むデー
タに基づき情報処理を行なうデータフロー型情報処理装
置であって、データフロープログラムを記憶するプログ
ラム記憶手段と、データフロープログラムに従ってデー
タの演算処理を行なう演算処理手段と、前記プログラム
記憶手段から読出された情報と、前記演算処理手段で演
算された結果を結合する合流手段と、前記合流手段で結
合されたデータを演算処理可能な形にする対データ検出
手段と、前記対データ検出手段からの出力を、演算に必
要な部分とプログラム読出しに必要な部分とに分離する
分岐手段とを備えて構成される。

［作用］ この発明に係る情報処理装置においては、装置内に新た
にデータを識別情報を付与して分離する分岐部と、前記
分岐部で分離されたデータを、データに付与された識別
情報に準じて結合する合流部とを設け、各処理部が必要
とする最小限のデータを送るようにしているので、各処
理部間をつなぐデータ線の幅を縮小することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、この発明の一実施例のデータフロー型情報処
理装置の構成を示す図である。

第１図において、プログラム記憶部１、対データ検出部
２および演算処理部３の処理内容は、従来の情報処理装
置と同様である。この実施例においては、対データ検出
部２の入口に識別タグ分離部２１が位置し、対データ検
出部２の出口に識別タグ付与部２２が位置している。

この実施例においては、プログラム記憶部１の出力と演
算処理部３の出力とが識別タグ分離部２１の２つの入力
に接続され、識別タグ分離部２１の２つの出力が対デー
タ検出部２の２つの入力に接続されている。また、対デ
ータ検出部２の出力が識別タグ付与部２２の入力に接続
され、識別タグ付与部２２の２つの出力がプログラム記
憶部１と演算処理部３のそれぞれの入力に接続されてい
る。

このとき、プログラム記憶部１と識別タグ分離部２１と
は伝送路３１により結合され、演算処理部３と識別タグ
分離部２１とは伝送路３２により結合されている。また
、識別タグ分離部２１と対データ検出部２とは２つの伝
送路である伝送路３３および伝送路３４により結合され
、対データ検出部２と識別タグ付与部２２とは伝送路３
５により結合されている。また、識別タグ付与部２２と
プログラム記憶部１とは伝送路３６により結合され、識
別タグ付与部２２と演算処理部３とは伝送路３７により
結合されている。

第２図は、第１図の情報処理装置において処理されるデ
ータパケットのフィールド構成を示す図である。第２図
に示される各データパケットは、前記第１図に示す各処
理部で生成される。第２図において、データパケット６
１は、識別タグ５０、命令フィールド４２、データ１フ
イールド４３およびデータ２フイールド４４からなる。

識別タグ５０は、２つのデータパケットをつなぐ場合に
目印の１つとなるものである。データパケット６２は、
識別タグ５０および行先フィールド４１からなる。デー
タパケット６３は、識別タグ５０および結果データフィ
ールド４５からなる。結果データフィード４５は、演算
処理部３で行なわれた演算結果が格納される。データパ
ケット６４は、識別タグ５０、行先フィールド４１およ
び命令フィールド４２からなる。識別タグ５０は、２つ
のデータパケットをつなぐ場合に目印の１つとなるもの
であり、結果データフィールド４５は、演算処理部３で
行なわれた演算結果が格納される。その他の各フィール
ドは、従来と同様なデータを格納している。

次に、第１図と第２図と第４図および第５図を参照して
、第１図に示す情報処理装置の処理動作について説明す
る。

まず、データパケット６０がプログラム記憶部１から識
別タグ分離部２１に送られる。データノくケラト６０に
は、演算処理の対象となるデータがデータ１フイールド
４３あるいはデータ２フイールド４４に格納されている
。このとき、データノくケラト６０には識別タグ５０は
付与されていないので、識別タグ分離部２１で識別タグ
５０の分離は行なわず伝送路３３を経由して、対データ
検出部２に送られる。対データ検出部２では、行先フィ
ールド４１が一致するパケットの待ち合わせを行ない、
一致するパケットが揃うと、従来の処理と同様に行ない
データパケット６０を生成する。

対データ検出部２で生成されたデータパケット６０は、
伝送路３５を経由して識別タグ付与部２２に送られる。

このとき、データパケット６０は、次の命令をプログラ
ム記憶部１に記憶されているデータフロープログラム７
０から読出すための指定アドレスを行先フィールド４１
に格納している。また、データの演算内容を命令フィー
ルド４２に格納し、演算対象となるデータをデータ１フ
イールド４３あ゛るいはデータ２フイールド４４（２つ
のデータを必要とする演算では対で用い、１つのデータ
の演算では１つ用いる）に格納している。

識別タグ付与部２２では、データパケット６０をデータ
パケット６１およびデータパケット６２に分けている。

データパケット６１とデータパケット６２に付与される
識別タグ５０は、両パケットが同一のデータパケット６
０から生成された対であることを示している。識別タグ
付与部２２で生成されたデータパケット６２は、次の命
令をプログラム記憶部１に記憶されているデータフロー
プログラム７０から読出すために、伝送路３６を経由し
てプログラム記憶部１に送られる。また、データパケッ
ト６１は、データの演算処理を行なうために、伝送路３
７を経由して演算処理部３に送゛られる。

プログラム記憶部１では、識別タグ付与部２２から送ら
れるデータパケット６２の情報により、データパケット
６４を生成している。すなわち、データパケット６２の
行先フィールド４１に格納されるアドレスにより指定さ
れるデータフロープログラム７０の行先情報７１をデー
タパケット６４の行先フィールド４１に格納している。

また、データフロープログラム７０の命令情報７２をデ
ータパケット６４の命令フィールド４２に格納している
。データパケット６２の識別タグ５０はデータパケット
６４の識別タグ５０に付与される。

プログラム記憶部１で生成されたデータパケット６４は
、伝送路３１を経由して識別タグ分離部２１に送られる
。

演算処理部３では、識別タグ付与部２２から送られるデ
ータパケット６１の情報により、データパケット６３を
生成している。すなわち、データパケット６１のデータ
１フイールド４３とデータパケット２フイールド４４に
格納されているデータを用いて、データパケット６１の
命令フィールド４２に格納される演算内容に基づいて、
演算処理を行なう。演算結果は、データパケット６３の
結果データフィールド４５に格納される。データパケッ
ト６１の識別タグ５０は、データパケット６３の識別タ
グ５０に付与される。演算処理部３で生成されたデータ
パケット６３は、伝送路３２を経由して識別タグ分離部
２１に送られる。

識別タグ分離部２１では、プログラム記憶部１より送ら
れるデータパケット６４と演算処理部３より送られるデ
ータパケット６３とが合流する。

識別タグ分離部２１では、合流するデータパケット６３
とデータパケット６４とよりデータパケット６０が生成
される。すなわち、データバケ・ソト６３とデータパケ
ット６４とが持つ識別タグ５０を目印にして１つのパケ
ットに生成される。識別タグ分離部２１で生成されたデ
ータパケット６０は、伝送路３３あるいは伝送路３４を
経由して対データ検出部２に送られる。以降、データフ
ロープログラム７０に従う処理が、各装置を順に一巡し
て進行する。

したがって、本実施例では、各処理部で必要とされるデ
ータだけをつなぐデータパケットを生成し、伝送するよ
うにしているので、データパケットが経由するデータ線
を、伝送データパケットの必要幅だけに縮小することが
できる。

なお、上述の実施例では識別タグ分離部２１で、識別タ
グ５０が一致するデータパケットの待合わせを行なうこ
とになる。したがって、識別タグ分離部２１では待合わ
せ用の内部バッファあるいは外部バッファ（図示せず）
を持っている。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、情報処理装置内の各
処理部間を経由するデータパケットは、各処理部が処理
に必要とする最小限のデータだけをつなぎ合わせて生成
し、伝送路に送っているので、各処理部間をつなぐデー
タ線の幅を縮小でき、さらに、各処理部の構成単位であ
るＩＣチップの面積を縮小できるという効果もある。

情報処理装置が、プログラム記憶部、対データ検出部お
よび演算処理部の各処理部を複数個有する場合、上記の
効果は、装置自体の規模縮小に有効である。

また、情報処理装置が、第１図に示すユニットを１単位
として複数個のユニットで組合わせマルチプロセッサと
して構成される場合にも、上記の効果は装置自体の規模
縮小にを効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のデータフロー型情報処理
装置の構成を示す図である。第２図は、第１図の情報処
理装置において処理されるデータパケットのフィールド
構成を示す図である。第３図は、従来のデータフロー型
情報処理装置の構成の一例を示す図である。第４図は、
データフロー型情報処理装置において処理されるデータ
パケットのフィールド構成を示す図である。第５図は、
データフロー型情報処理装置のプログラム記憶部に記憶
されるデータフロープログラムの一部を示す図である。 第６図は、コピー処理を含むデータフロープログラムの
一部を示す図である。第７図は、第３図の情報処理装置
の各伝送路におけるデータパケットの流量を示す図であ
る。第８図は、従来のデータフロー型情報処理装置の構
成の他の例を示す図である。第９図は、第８図の情報処
理装置の各伝送路におけるデータパケットの流量を示す
図である。 図中、１はプログラム記憶部、２は対データ検出部、３
は演算処理部、２１は識別タグ分離部、２２は識別タグ
付与部、４１は行先フィールド、４２は命令フィ・−ル
ド、４３はデータ１フイールド、４４はデータ２フイー
ルド、４５は結果データフィールド、５０は識別タグお
よびおよび６０．６１．６２．６３．６４はデータパケ
ットである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 篤１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 演算に必要な部分とプログラム読出しに必要な部分とを
   含むデータに基づき情報処理を行なうデータフロー型情
   報処理装置であって、 データフロープログラムを記憶するプログラム記憶手段
   と、 データフロープログラムに従ってデータの演算処理を行
   なう演算処理手段と、 前記プログラム記憶手段から読出された情報と、前記演
   算処理手段で演算された結果を結合する合流手段と、 前記合流手段で結合されたデータを演算処理可能な形に
   する対データ検出手段と、 前記対データ検出手段からの出力を、演算に必要な部分
   とプログラム読出しに必要な部分とに分離する分岐手段
   とを備えた、データフロー型情報処理装置。