JPH0412491B2 - - Google Patents

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JPH0412491B2
JPH0412491B2 JP57143636A JP14363682A JPH0412491B2 JP H0412491 B2 JPH0412491 B2 JP H0412491B2 JP 57143636 A JP57143636 A JP 57143636A JP 14363682 A JP14363682 A JP 14363682A JP H0412491 B2 JPH0412491 B2 JP H0412491B2
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JP
Japan
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operand
main memory
address
signal
buffer
Prior art date
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JP57143636A
Other languages
English (en)
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JPS5933554A (ja
Inventor
Koichi Tsukizoe
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS5933554A publication Critical patent/JPS5933554A/ja
Publication of JPH0412491B2 publication Critical patent/JPH0412491B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
    • G06F9/34Addressing or accessing the instruction operand or the result ; Formation of operand address; Addressing modes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Executing Machine-Instructions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は情報処理システムにおける中央処理
装置へのオペランド供給、特に比較的長いオペラ
ンドを2個以上必要とする命令でのオペランド供
給装置に関するものである。
<従来技術> 従来、この種の情報処理システムは第1図に示
すように、命令及びオペランドを貯蔵する主記憶
装置1と、その主記憶装置1から命令をフエツチ
するとともにそのフエツチされた命令を実行する
中央処理装置2とを備えている。主記憶装置1は
B0〜B7の8個のバンクを持つことにより8ウエ
イのインタリーブ機能を有する。即ち、記憶アド
レスB0→B1→……→B7→B0→B1→……の順に
割当てられ、これにより主記憶装置1のサイクル
タイムを短かくし、高速データ処理を可能として
いる。
第2図は前記したインタリーブ機能の効果を示
す記憶アクセスのタイムチヤートであり、主記憶
装置1内のB0〜B7の各バンクのサイクルタイム
を5T(T:マシンサイクルの単位)とし、記憶ア
クセスが連続したアドレス順に発生する場合であ
る。図中の長方形が各バンクの動作時間を示し、
長方形内の数字はアクセス順を8進数で表わして
いる。第2図より主記憶装置1はサイクルタイム
1Tで動作可能である。
今、中央処理装置2で実行される命令が、主記
憶装置1内の2個の比較的長いオペランドA及び
Bを必要とする場合を考える。第3図はこの場合
におけるオペランドA及びBの読出しのための中
央処理装置2から主記憶装置1に対するアクセス
要求の動作を示すタイムチヤートであり、図中の
数字は各オペランドを語単位(例えば4バイトま
たは8バイト単位)に記憶アドレス順に区切り各
各に8進数を付与したものであり、中央処理装置
2へオペランドAとBとを交互に1語ずつ主記憶
装置1の各バンクから読出すことを示している。
第3図のNo.1はすべてのオペランド読出しの間
に主記憶装置1の各バンクで衝突がない場合であ
り、両オペランドの各語を読出す周期は図のごと
く2Tである。No.2はAi(オペランドAのi番目の
語)とBiが主記憶装置1の同一のバンクへアク
セスする場合であり、オペランドBの読出しは常
に4Tの間待ち状態となるため、各語の読出周期
は6Tとなる。同様にNo.3〜No.5でも主記憶装置
1の各バンクでオペランド読出しの間に衝突が生
じる場合である。
以上より、各語の読出周期はNo.1が2Tである
のに対し、No.2及びNo.4が6T、No.3及びNo.5が
平均3Tにもなつてしまう。即ち、オペランドの
主記憶装置への格納位置によつては、主記憶装置
の持つインタリーブ機能を充分に生かすことがで
きず、情報処理性能が落ちてしまうという欠点が
あつた。
特にベクトル命令を実行可能とすることによ
り、大規模な科学技術計算を高速に行なえるよう
にした情報処理システムにとつて、上記欠点は直
接影響を受けてしまう。例えば代表的なベクトル
命令である内積命令は、 R←R+ 〓i (Ai×Bi) で表わされる計算、即ち主記憶装置上のベクトル
A及びベクトルBの各要素AiとBiとの積の総和
をRで示した中央処理装置内の演算レジスタへ格
納する処理を指示するが、ベクトルA及びベクト
ルB共に連続アドレスの主記憶装置上に格納され
ている場合は、前記した従来例となり、上記欠点
を受けてしまう。
<発明の概要> この発明の目的は、オペランドの主記憶装置へ
の格納位置にかかわらず、常に主記憶装置の持つ
インタリーブ機能を最大限に生かせるようにした
中央処理装置へのオペランドの供給機能を備えた
オペランド供給装置を提供することにある。
この発明によるオペランド供給装置は、第1の
オペランドの主記憶装置内の記憶アドレスを示す
第1アドレス・レジスタと、第1のオペランドを
一時的に貯蔵する第1オペランド・バツフアと、
第2のオペランドの主記憶装置内の記憶アドレス
を示す第2アドレス・レジスタと、第2のオペラ
ンドを一時的に貯蔵する第2オペランド・バツフ
アと、第1のオペランド及び第2のオペランドの
2つの先頭記憶アドレスを入力とし、その2つの
先頭記憶アドレスの差にしたがつてあらかじめ決
定されたいずれのオペランドを先に読出すかを指
示する信号及び後から読出すオペランドの読出し
の開始を何回の記憶アクモセ分待たせるかを指示
する信号とを記憶する読出専用メモリと、その読
出専用メモリの出力信号にしたがつて前記第1ア
ドレス・レジスタ、第1オペランド・バツフア、
第2アドレス・レジスタ及び第2オペランド・バ
ツフアのそれぞれに対する更新タイミングを発明
するシーケンス制御回路とを備える。
前記オペランド供給装置は、主記憶装置に対し
各オペランドの各語の読出しのためのアクセス要
求の順序を、主記憶装置内の各バンクでアクセス
要求間に衝突が生じないようにあらかじめ決定
し、その決定した順序にしたがつてアクセス要求
を発生する。
<実施例> 次にこの発明について図面を参照して詳細に説
明する。
第4図は第1図に対してこの発明のオペランド
供給装置3が追加された情報処理システムを示し
ており、第1図及び第2図と同じく主記憶装置1
はB0〜B7の8個のバンクを持つことにより8ウ
エイのインタリーブ機能を有しており、更に各バ
ンクのサイクルタイムを5Tとする。この場合第
3図のNo.1〜No.5の主記憶アクセス動作をそれぞ
れ第5図のNo.1〜No.5のように動作させることが
できれば、いずれでも各語の読出周期を最高の
2Tとすることができ、主記憶装置1の持つイン
タリーブ機能を常に最大限に生かすことができ
る。
第5図に示した動作を可能とするオペランド供
給装置の一実施例を第6図に示す。中央処理装置
2は、命令をフエツチしデコードしてオペランド
供給装置3内の初期設定指示である初期設定信号
211と、第1オペランド及び第2オペランドそ
れぞれの主記憶装置上の先頭アドレスを示す第1
アドレス情報212及び第2アドレス情報213
を発生する命令フエツチ部21と、命令の演算実
行を行なう命令実行部22とを含む。
この発明のオペランド供給装置3は初期設定信
号211が論理“1”の時第1アドレス情報21
2を、“0”の時主記憶アドレスの歩進即ち“+
8”を行なう“+8”回路34の出力をそれぞれ
選択する選択回路31と、その選択回路31の出
力がオア回路32を介して初期設定信号211ま
たは第1アドレス信号501をS入力に入力する
ことによりセツトされる第1アドレス・レジスタ
33と、以上と同様の機能を持つ選択回路35、
オア回路36、第2アドレス・レジスタ37及び
“+8”回路38と、第1アドレス更新信号50
1が論理“1”の時第1アドレス・レジスタ33
の出力を、“0”の時第2アドレス・レジスタ3
7の出力を選択して主記憶装置1へアドレス情報
391を送出する選択回路39と、主記憶装置1
からの8バイト長の読出しデータ101を入力デ
ータとしWA入力を書込みアドレス入力、RA入
力を読出しアドレス入力、S入力を入力データの
書込指示入力とし、マシンサイクル中(即ちクロ
ツク信号の立上り時から次の立上り時まで)の読
出しとクロツク信号の立上り時での書込み(書込
みデータ及び書込みアドレス入力はそれまでに供
給しておく)とが同時に可能な4ワード×8バイ
ドのレジスタ・フアイルである第1オペランド・
バツフア40と、R入力への初期設定信号211
によりクリアされ、S入力への第1バツフア書込
信号504により入力データがセツトされる第1
書込みアドレス・レジスタ41と、そのレジスタ
41の出力を“+1”して第1オペランド・バツ
フア40に対する書込みアドレスを歩進する“+
1”回路42と、以上の回路40,41及び42
と同様の機能を持つ第2オペランド・バツフア4
3、第2書込みアドレス・レジスタ44及び“+
1”回路45と、R入力への初期設定信号211
によりクリアされ、S入力へのバツフア読出信号
により入力データがセツトされる読出しアドレ
ス・レジスタ46と、そのレジスタ46の出力を
“+1”して第1オペランド・バツフア40及び
第2オペランド・バツフア43に対する読出しア
ドレスを歩進する“+1”回路47と、命令フエ
ツチ部21から第1アドレス情報212及び第2
アドレス情報213の各下位3ビツトを受けて2
つのオペランドの主記憶アクセスの順序を決定
し、主記憶装置1の主記憶アクセスを要求するア
クセス要求信号503及び命令実行部へのオペラ
ンド供給タイミングを示すバツフア読出信号50
6とその他前記した信号群501〜505を出力
するシーケンス制御回路50とから構成される。
このシーケンス制御回路50は、その詳細な回
路例を第7図に示す。第1アドレス情報212及
び第2アドレス情報213の各下位3ビツトの計
6ビツトをアドレス入力とし、オペランド読出し
の順序としてアドレス入力6ビツトのすべての組
合せそれぞれに対して最適な方法を3ビツのパタ
ーンとしてあらかじめ貯蔵されている64ワード×
3ビツトの読出専用メモリ51と、第1オペラン
ドAあるいは第2オペランドBのいずれを先に主
記憶アクセスするかをそれぞれ“1”あるいは
“0”として示す前記読出専用メモリ51の出力
の上位1ビツトを入力データとし初期設定信号2
11をセツト入力とする先出しレジスタ52と、
初期設定信号211が“1”の時前記読出専用メ
モリ51の出力の上位1ビツトを、“0”の時A
に対する主記憶アクセスかBに対する主記憶アク
セスかを指示するA/Bレジスタ54の出力をそ
れぞれ選択する選択回路53と、初期設定信号2
11が“1”の時、後にアクセスする方のオペラ
ンドに対するアクセスを最初に何回分待たせるか
を指示する読出し専用メモリ51の出力の下位2
ビツト(“01”時待ちなし、“10”時1回待ちあ
り、“11”時2回待ちあり)を、初期設定信号2
11が“0”の時待ち回数を“−1”する“−
1”回路57の出力をそれぞれ選択する選択回路
55と、初期設定信号211あるいはアンド回路
59の出力のいずれかをオア回路60を介してセ
ツト入力する待ちレジスタ56と、待ち回数が
“0”になつたことを検出するALL“0”検出回
路58と、そのALL“0”検出回路58により待
ち回数が“0”になつている間は先出しレジスタ
52で示された後にアクセスする方のオペランド
に対する主記憶アクセスを抑止するためのゲート
群であるナント回路61,62及びアンド回路6
3,64と、アンド回路63の出力の第1アドレ
ス更新信号501及び第2アドレス更新信号50
2を入力としアクセス要求信号503を出力とす
るオア回路65と、前記第1アドレス更新信号5
01及び第2アドレス更新信号502をそれぞれ
入力としいずれも主記憶装置1のアクセスタイム
(アクセス要求から読出しデータが出るまでの時
間)である7T分の遅延をもつて第1バツフア書
込信号504及び第2バツフア書込信号505を
それぞれ出力する遅延回路66及び67と、先出
しレジスタ52で示された後にアクセスする方の
オペランドに対するバツフア書込信号504ある
いは505を選択するゲート群である回路68,
69及びオア回路70と、そのオア回路70の出
力を入力として後にアクセスする方のオペランド
に対するバツフア書込信号の1T遅れの信号であ
るバツフア読出信号506を出力するバツフア読
出しレジスタ71とより構成される。
第8図は以上の回路の動作を第5図のNo.2の場
合について示したタイムチヤートである。この場
合読出専用メモリ51の3ビツトの出力は“111”
であり、上位1ビツトによりオペランドAの方か
ら先に主記憶アクセスを発生し、下位2ビツトに
より後の方のオペランドBに対する主記憶アクセ
スは第8図のマシンサイクル2及び4の2回待た
せることを示している。初期設定信号211によ
りすべてのレジスタが初期状態となる。「マシン
サイクル1〜5」において、オペランドAに対応
する第1アドレス更新信号501がA0、A1及び
A2の3回出ることにより主記憶アクセス、第1
アドレス・レジスタ33の“+8”歩進及び待ち
レジスタ56の更新(“−1”)が行なわれ、オペ
ランドBに対応する第2アドレス更新信号502
が2回待たされる。「マシンサイクル6〜」にお
いてオペランドAとオペランドBに対する処理が
1マシンサイクル毎に交互に行なわれる。第1バ
ツフア書込信号504及び第2バツフア書込信号
505はそれぞれ第1アドレス更新信号501及
び第2アドレス更新信号502より主記憶装置1
のアクセス・タイム分の7Tだけ遅れて発生し、
後の方のオペランドBに対する第2バツフア書込
信号505の1T遅れでバツフア読出信号506
が発生する。以上よりこの実施例により第5図の
No.2の動作が可能となる。読出専用メモリ51内
の3ビツトのデータパターンは第5図の右端の欄
に示したとおりとなる。
以上の実施例では主記憶装置のインタリーブ・
ウエイ数8、サイクル・タイム5Tの場合を示し
たが、他の場合でも第5図と同様に最適解を求め
それによるパターンを読出専用メモリ51内に貯
蔵すればよい。またこの読出専用メモリ51によ
るオペランド供給の順序制御は、両オペランドア
ドレスの減算器とその差を入力とするエンコーダ
とのいわゆるハード論理によつて可能なことは明
らかである。
この発明は以上説明したように、主記憶装置の
持つ性能を最大限に生かすことができ、高速な情
報処理性能を得ることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は情報処理システムの従来例を示すブロ
ツク図、第2図は第1図(及び第4図)に示した
主記憶装置1の持つインタリーブ機能を説明する
タイムチヤート、第3図は第1図でのオペラン
ド・アクセスの動作を示すタイムチヤート、第4
図はこの発明のオペランド供給装置3を含む情報
処理システムを示すブロツク図、第5図はこの発
明の一実施例によるオペランド・アクセスの動作
を示すタイムチヤート、第6図はこの発明の一実
施例を示すブロツク図、第7図は第6図に示した
シーケンス制御回路50の部分の回路図、第8図
は第6図及び第7図に示した各回路の動作を示す
タイムチヤートである。 1:主記憶装置、2:中央処理装置、3:オペ
ランド供給装置、21:命令フエツチ部、22:
命令実行部、31,35,39,53,55:選
択回路、33:第1アドレス・レジスタ、37:
第2アドレス・レジスタ、40:第1オペラン
ド・バツフア、41:第1書込みアドレス・レジ
スタ、43:第2オペランド・バツフア、44:
第2書込みアドレス・レジスタ、46:読出しア
ドレス・レジスタ、50:シーケンス制御回路、
51:読出専用メモリ、52:先出しレジスタ、
54:A/Bレジスタ、56:待ちレジスタ、6
6,67:遅延回路、71:バツフア読出しレジ
スタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 命令及びオペランドを貯蔵する主記憶装置
    と、その主記憶装置から命令をフエツチするとと
    もにそのフエツチされた命令を実行する中央処理
    装置とを備え、前記主記憶装置は複数ウエイのイ
    ンタリーブ機能を有する情報処理システムにおい
    て、前記中央処理装置へ前記主記憶装置内のオペ
    ランドを供給するために、第1のオペランドの主
    記憶装置内の記憶アドレスを示す第1アドレスレ
    ジスタと、第1のオペランドを一時的に貯蔵する
    第1オペランド・バツフアと、第2のオペランド
    の主記憶装置内の記憶アドレスを示す第2アドレ
    ス・レジスタと、第2のオペランドを一時的に貯
    蔵する第2オペランド・バツフアと、第1のオペ
    ランド及び第2のオペランドの2つの先頭記憶ア
    ドレスを入力とし、その2つの先頭記憶アドレス
    の差にしたがつてあらかじめ決定されたいずれの
    オペランドを先に読出すかを指示する信号及び後
    から読出すオペランドの読出しの開始を何回の記
    憶アクセス分待たせるかを指示する信号とを記憶
    する読出専用メモリと、その読出専用メモリの出
    力信号にしたがつて前記第1アドレス・レジス
    タ、第1オペランド・バツフア、第2アドレス・
    レジスタ及び第2オペランド・バツフアのそれぞ
    れに対する更新タイミングを発生するシーケンス
    制御回路とを備えたことを特徴とするオペランド
    供給装置。
JP14363682A 1982-08-18 1982-08-18 オペランド供給装置 Granted JPS5933554A (ja)

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JP14363682A JPS5933554A (ja) 1982-08-18 1982-08-18 オペランド供給装置

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JPS5933554A JPS5933554A (ja) 1984-02-23
JPH0412491B2 true JPH0412491B2 (ja) 1992-03-04

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JPS5174534A (ja) * 1974-12-24 1976-06-28 Fujitsu Ltd Tensomeireihoshiki

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