JPH0471085A - 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］ この発明はデータフロー型情報処理装置に関し、特に、
データによって複数の命令が同時に駆動されるデータフ
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５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６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６図に示されるデータパケットは、行先フィールド、
命令フィールド、データ１フイールドおよびデータ２フ
イールドを含む。行先フィールドには行先情報が格納さ
れ、命令フィールドには命令情報が格納され、データ１
フイールドまたはデータ２フイールドにはオペランドデ
ータが格納される。

第５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７図に示されるデータフロ
ープログラム１０が記憶されている。データフロープロ
グラム１０の各行は、行先情報１１、命令情報１２、コ
ピー有／無情報１３および定数有／無情報１４からなる
。定数有／無情報が「有」を示している場合には、次の
行には定数データ１５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の行先情報に基づ
いたアドレス指定によって、第７図に示すように、デー
タフロープログラム１０の行先情報１１、命令情報１２
、コピー有／無情報１３および定数有／無情報１４を読
ａし、その行先情報１１および命令情報１２をデータパ
ケットの行先フィールドおよび命令フィールドにそれぞ
れ格納し、そのデータパケットを出力する。

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

すなわち、命令情報が２人力命令を示している場合には
、同じ行先情報を有する異なる２つのデータパケットを
検出し、それらのデータパケットのうち一方のデータパ
ケットのオペランドデータ（第６図におけるデータ１フ
イールドの内容）を、他方のデータパケットのデータ２
フイールドに格納し、その他方のデータパケットを出力
する。命令情報が１人力命令を示している場合には、入
力されたデータパケットをそのまま出力する。

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
ドに格納してそのデータパケット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２つ
のデータ伝送路４ａ、４ｂにより結合されている。プロ
グラム記憶部１から出力されるデータパケットは、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
データ伝送路４ａ、４ｂのいずれか一方により伝送され
る。また、対データ検出部２と演算処理部３とはデータ
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とはデータ伝送路６により結合されている
。

データパケットが、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１０に基づく演算処理が進行
する。

第８図は、データフローグラフの一例を示す図である。

第８図において、ノードＮ１は加算命令を示し、ノード
Ｎ２は乗算命令を示し、ノードＮ３は減算命令を示す。

また、ノードＮ４はディクリメント命令を示し、ノード
Ｎ５はインクリメント命令を示す。ノードＮｌ、Ｎ２．
Ｎ３の命令は２人力命令であり、ノードＮ４．Ｎ５の命
令はｌ入力命令である。ノードＮ１の演算結果はノード
Ｎ２およびノードＮ３によって参照される。この場合、
プログラム記憶部１においてコピー処理が行なわれる。

次に、このコピー処理について説明する。まず、データ
フロープログラム１０から、入力されたデータパケット
の行先情報に基づきアドレス指定された行の内容が読出
される。このとき、コピー有／無情報１３が「無」を示
していれば、行先フィールドおよび命令フィールドの内
容が更新されたデータパケットが出力されて処理は終了
する。

一方、コピー有／無情報１３が「有」を示していれば、
行先フィールドおよび命令フィールドの内容が更新され
たデータパケットが出力されるとともに、次の行に記憶
されている行先情報１１、命令情報１２、コピー有／無
情報１３および定数有／無情報１４が読出される。次の
行から読出されたコピー有／無情報１３が「無」を示し
ていれば、新たなデータパケットのデータ１フイールド
に、入力されたデータパケットと同一のデータが格納さ
れかつ新たなデータパケットの行先フィールドおよび命
令フィールドに現在読出された行先情報および命令情報
がそれぞれ格納され、その新たなデータパケットが出力
される。次の行から読出されたコピー有／無情報１３が
「有」を示していれば、さらに続けて同様のコピー処理
が行なわれる。

定数有／無情報１４が「有」を示していれば、次の行に
記憶されている定数データ１５を読８す定数出力処理が
行なわれる。

上記の情報処理装置において、コピー処理または定数出
力処理が一度行なわれると、プログラム記憶部１に入力
されるデータパケットの流量とプログラム記憶部１から
出力されるデータパケットの流量との比が必ず１対２に
なる。ここで、データパケットの流量とは、各部分を単
位時間あたりに通過するデータパケットの数をいう。

第９図および第１０図に、データ伝送路６におけるデー
タパケットの流量を１としたときの各データ伝送路のデ
ータパケットの流量を示す。

第９図は、１人力命令が０％であり、２人力命令が１０
０％であり、かつすべての命令にコピー処理または定数
出力処理がある場合の流量を示している。プログラム記
憶部１においてコピー処理または定数出力処理が行なわ
れると、データ伝送路４ａ、４ｂの流量はそれぞれ１と
なる。命令情報が２人力命令を示している場合、対デー
タ検出部２では、各データパケットが、対となるデータ
パケットが入力されるのを待つため、データ伝送路４ａ
、４ｂのそれぞれの流量ｌに対して、流量０．５のデー
タパケットがそれぞれ出力される。

したがって、演算処理部３には流量１のデータパケット
が入力される。

第１０図は、１人力命令が１００％であり、２人力命令
が０％であり、かつすべての命令にコピー処理または定
数出力処理がある場合の流量を示している（ワーストケ
ース）。プログラム記憶部１においてコピー処理または
定数出力処理が行なわれると、データ伝送路４ａ、４ｂ
の流量はそれぞれ１となる。命令情報が１人力命令を示
している場合には、対データ検出部２において、各デー
タパケットが、対となるデータパケットを待たないため
、データ伝送路４ａ、４ｂの各々の流量１に対して、流
量１のデータパケットがそれぞれ生じる。しかし、デー
タ伝送路５の最大流量が１であるので、演算処理部３に
は第９図の場合と同様に流量１のデータパケットしか入
力されない。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来のデータフロー型情報処理装置は、
実行すべきデータフロープログラムが１００％の２人力
命令を有している場合に最高稼動率を発揮する。そのた
め、データフロープログラムに１人力命令が多ければ多
いほど、本来データフロープログラムが内在している処
理効率を達成することができない。

この発明の目的は、１人力命令が多い場合でも高い処理
効率を達成することができる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］ この発明に係るデータフロー型情報処理装置は、第１お
よび第２のプログラム記憶手段、合流手段、対データ検
出手段および第１および第２の演算処理手段を備える。

第１および第２のプログラム記憶手段は、データフロー
プログラムを記憶し、入力されたデータパケットに含ま
れる行先情報に基づいてデータフロープログラムから少
なくとも次位の行先情報および命令情報を読比し、それ
らの行先情報および命令情報を含むデータパケットを出
力する。合流手段は、第１および第２のプログラム記憶
手段から出力されたデータパケットを調停する。

対データ検出手段は、合流手段から出力されたデータパ
ケットをそれぞれ受ける第１および第２の入力部および
データパケットをそれぞれ出力する第１および第２の出
力部を有し、同じ行先情報を有する２つのデータパケッ
トを検出する。

第１および第２の演算処理手段は、対データ検８手段の
第１および第２の出力部から出力されたデータパケット
をそれぞれ受け、そのデータパケットに含まれる命令情
報に基づいてそのデータパケットに含まれるデータに関
する演算処理を行ない、演算結果を示すデータを含むデ
ータパケットをそれぞれ第１および第２のプログラム記
憶手段に与える。

［作用コ この発明に係るデータフロー型情報処理装置においては
、２つのプログラム記憶手段および２つの演算処理手段
が設けられており、対データ検出手段の出力部から出力
されるデータパケットが２つの演算処理手段にそれぞれ
与えられるので、１人力命令が１００％含まれ、かつす
べての命令にコピー処理または定数出力処理がある場合
でも、従来のデータフロー型情報処理装置に比べて２倍
の処理効率を引出すことができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。

第１図は、この発明の一実施例によるデータフロー型情
報処理装置の構成を示すブロック図である。

第１図において、データフロー型情報処理装置は、第１
および第２のプログラム記憶部１ａ、１ｂ１合流部７、
対データ検８部２、および第１および第２の演算処理部
３ａ、３ｂを含む。第１および第２のプログラム記憶部
１ａ、ｌｂの各々の構成および動作は、第５図に示され
るプログラム記憶部１の構成および動作と同様である。

対データ検出部２の構成および動作は第５図に示される
対データ検出部２の構成および動作と同様である。

第１および第２の演算処理部３ａ、３ｂの各々の構成お
よび動作は、第５図に示される演算処理部３の構成およ
び動作と同様である。

第１のプログラム記憶部１ａと合流部７とは２つのデー
タ伝送路４１ａ、４２ａにより結合されている。第２の
プログラム記憶部１ｂと合流部７とは２つのデータ伝送
路４１ｂ、４２ｂにより結合されている。′対データ検
８部２は２つの入力ボートおよび２つの出力ボートを有
する。合流部７と対データ検出部２の２つの入力ボート
とは、２つのデータ伝送路４ａ、４ｂにより結合されて
いる。対データ検８部２の一方の出力ボートと第１演算
処理部３ａとはデータ伝送路５ａにより結合され、対デ
ータ検出部２の他方の出力ボートと第２の演算処理部３
ｂとはデータ伝送路５ｂにより結合されている。第１の
演算処理部３ａと第１のプログラム記憶部１ａとはデー
タ伝送路６ａにより結合され、第２の演算処理部３ｂと
第２のプログラム記憶部ｌｂとはデータ伝送路６ｂによ
り結合されている。

第１のプログラム記憶部１ａはデータ伝送路６ａからデ
ータパケットを受け、第５図に示されるプログラム記憶
部１と同様にして、第７図に示されるデータフロープロ
グラム１０から行先情報１１、命令情報１２、コピー有
／無情報１３および定数有／無情報１４の読出しを行な
い、行先情報１１および命令情報１２を含むデータパケ
ットをデータ伝送路４１ａに出力する。読出されたコピ
ー有／無情報１３または定数有／無情報１４が「有」を
示している場合には、コピー処理または定数出力処理に
より生成された新たなデータバケットがデータ伝送路４
２ａに出力される。また、第２のプログラム記憶部１ｂ
は、データ伝送路６ｂからデータパケットを受け、第５
図に示されるプログラム記憶部１と同様にして、第７図
に示されるデータフロープログラム１０から行先情報１
１、命令情報１２、コピー有／無情報１３および定数有
／無情報１４を読出し、行先情報１１および命令情報１
２を含むデータパケットをデータ伝送路４１ｂに出力す
る。読出されたコピー有／無情報１３または定数有／無
情報１４が「有」を示している場合には、コピー処理ま
たは定数８カ処理により生成された新たなデータパケッ
トがデータ伝送路４２ｂに出力される。

合流部７の構成が第２図に示される。合流部７は、合流
回路７１．７２およびバッファ７３．７４を含む。デー
タ伝送路４１ａは合流回路７１の一方の入力ポートに接
続され、データ伝送路４１ｂはバッファ７４を介して合
流回路７１の他方の入力ポートに接続されている。合流
回路７１の出力ボートはデータ伝送路４ａに接続されて
いる。

データ伝送路４２ａはバッファ７３を介して合流回路７
２の一方の入力ポートに接続され、データ伝送路４２ｂ
は合流回路７２の他方の入力ポートに接続されている。

合流回路７２の出力ボートはデータ伝送路４ｂに接続さ
れている。

合流回路７１は、データ伝送路４１ａからのデータパケ
ットおよびデータ伝送路４１ｂからのデータパケットを
先着順にデータ伝送路４ａに出力する。合流回路７２は
、データ伝送路４２ａからのデータパケットおよびデー
タ伝送路４２ｂからのデータパケットを先着順にデータ
伝送路４ｂに出力する。

データ伝送路４１ａからのデータパケットおよびデータ
伝送路４１ｂからのデータパケットが同時に入力される
場合には、データ伝送路４１ａからのデータパケットが
優先的に合流回路７１に入力され、データ伝送路４１ｂ
からのデータパケットはバッファ７４に一時的に蓄えら
れる。データ伝送路４２ａからのデータパケットおよび
データ伝送路４２ｂからデータパケットが同時に入力さ
れる場合には、データ伝送路４２ｂからのデータパケッ
トが優先的に合流回路７２に与えられ、データ伝送路４
２ａからのデータパケットはバッファ７３に一時的に蓄
えられる。

再び第１図を参照すると、対データ検出部２は、データ
伝送路４ａ、４ｂからのデータパケットの待ち合わせを
行なう。すなわち、データ伝送路４ａからのデータパケ
ットに含まれる命令情報が２人力命令を示す場合には、
対となるデータを検出し、対となったデータを含むデー
タパケットをデータ伝送路５ａに出力する。データ伝送
路４ａからのデータパケットに含まれる命令情報が１人
力命令を示す場合には、そのデータパケットをデータ伝
送路５ａにそのまま出力する。また、データ伝送路４ｂ
からのデータパケットに含まれる命令情報が２人力命令
を示す場合には、対となるデータパケットを検出し、対
となったデータを含むデータパケットをデータ伝送路５
ｂに出力する。データ伝送路４ｂからのデータパケット
に含まれる命令情報が１人力命令を示す場合には、その
データパケットをデータ伝送路５ｂにそのまま出力する
。

第１の演算処理部３ａはデータ伝送路５ａがらのデータ
パケットに関する演算処理を行ない、その演算結果をデ
ータ伝送路６ａに出方する。第２の演算処理部３ｂはデ
ータ伝送路５ｂからのデータパケットに関する演算処理
を行ない、その演算結果をデータ伝送路６ｂに出力する
。

第３図および第４図に、各部分のデータパケットの流量
を示す。

第３図は、１人力命令が０％であり、２人力命令が１０
０％であり、かつすべての命令にコピー処理または定数
出力処理がある場合の流量を示している。第１および第
２のプログラム記憶部１ａ。

１ｂの各々には流量０．５のデータパケットが入力され
るものとする。第１のプログラム記憶部１ａにおいてコ
ピー処理または定数出方処理が行なわれると、データ伝
送路４１ａ、４２ａにはそれぞれ流量０．５のデータパ
ケットが出方される。

同様に、第２のプログラム記憶部１ｂにおいてコピー処
理または定数出力処理が行なわれると、データ伝送路４
１ｂ、４２ｂにそれぞれ流量０．　５のデータパケット
が８カされる。したがって、データ伝送路４ａ、４ｂに
出力されるデータパケットの流量はそれぞれ１となる。

データ伝送路４ａからのデータパケットの命令情報が２
人力命令を示している場合には、対データ検８部２の一
方の出力ボートから出力されるデータパケットの流量は
０．５となる。また、データ伝送路４ｂからのデータパ
ケットの命令情報が２人力命令を示している場合には、
対データ検１ｆｆ２の他方の出力ボートから出力される
データパケットの流量は０．５となる。したがって、第
１および第２の演算処理部３ａ、３ｂにはそれぞれデー
タ伝送路５ａ、５ｂを介して流量０．５のデータパケッ
トが送られる。

第１および第２の演算処理部３ａ、３．ｂの各々は、流
量０．５のデータパケットを処理するので、情報処理装
置全体が処理するデータパケットの流量は１となる。こ
の場合の処理効率は、第９図に示される処理効率と同じ
である。

第４図は、１人力命令が１００％であり、２人力命令が
０％であり、かつすべての命令にコピー処理または定数
出力処理かある場合の流量を示している（ワーストケー
ス）。この場合、第１および第２のプログラム記憶部１
ａ、ｌｂの各々には流量１のデータパケットが入力され
るものとする。

第１のプログラム記憶部１ａにおいてコピー処理または
定数出力処理か行なわれると、データ伝送路４１ａ、４
２ａの各々には流量１のデータパケットが出力される。

同様に、第２のプログラム記憶部１ｂにおいてコピー処
理または定数８カ処理が行なわれると、データ伝送路４
１ｂ、４２ｂの各々には流量１のデータパケットが出力
される。

合流部７は、データ伝送路４１ａからのデータパケット
およびデータ伝送路４１ｂからのデータパケットを調停
するので、データ伝送路４ａには流量１のデータパケッ
トが出力される。また合流部７はデータ伝送路４２ａか
らのデータパケットおよびデータ伝送路４２ｂからのデ
ータパケットを調停するので、データ伝送路４ｂには流
量１のデータパケットが出力される。データ伝送路４ａ
がらのデータパケットの命令情報が１人力命令を示す場
合、そのデータパケットはそのままデータ伝送路５ａに
出力される。また、データ伝送路４ｂからのデータパケ
ットの命令情報が１人力命令を示す場合、そのデータパ
ケットはデータ伝送路５ｂにそのまま出力される。した
がって、第１および第２の演算処理ｍ３ａ、３ｂにはデ
ータ伝送路５ａ、５ｂを介してそれぞれ流量１のデータ
パケットが送られる。第１および第２の演算処理部３ａ
、３ｂの各々が流量１のデータパケットを処理するので
、情報処理装置は流量２のデータパケットを処理するこ
とになる。この場合、第１０図に示される処理効率に比
べて２倍の処理効率が達成される。

このように、上記実施例によれば、１人力命令が１００
％であり、かつすべての命令にコピー処理または定数出
力処理がある場合（ワーストケース）であっても、従来
の情報処理装置に比べて２倍の処理効率を引出すことが
可能となる。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、データフロープログラ
ムに１人力命令が多い場合でも、本来プログラムが内在
している処理効率を達成することが可能になる。したが
って、データフロー型情報処理装置の処理効率の向上が
図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるデータフロー型情報
処理装置の構成を示すブロック図である。 第２図は同実施例に含まれる合流部の構成を示すブロッ
ク図である。第３図は２人力命令が１００％である場合
の各部の流量を示す図である。第４図は１人力命令が１
００％である場合の各部の流量を示す図である。第５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６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７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ダラムの一
部を示す図である。第８図はコピー処理を含むデータフ
ローグラフの一部を示す図である。第９図は２人力命令
が１００％である場合の従来のデータフロー型情報処理
装置の各部の流量を示す図である。第１０図は１人力命
令が１００％である場合の従来のデータフロー型情報処
理装置の各部の流量を示す図である。 図において、１ａは第１のプログラム記憶部、１ｂは第
２のプログラム記憶部、２は対データ検出部、３ａは第
１の演算処理部、３ｂは第２の演算処理部、７は合流部
、４ａ、　　４ｂ、　　５ａ、　　５ｂ。 ６ａ、６ｂ、４１ａ、４２ａ、４１ｂ、４２ｂはデータ
伝送路を示す。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 特許ａ願人　シャープ株式会社 第 図 （１人力命令０％、２人力命令１００％かつすべての命
令にコピー／定数があるとき）第 図 第４ 図 第 図 （１入力命令１００％、２人力命令Ｏ％かつすべての命
令にコピー／定数があるとき）第 図 第 図 （Ｉ入力命令０％、２人力命令１００％かつすべての命
令にコピ／定数があるとき） 第１０ 図 第 図 （１人力命令１００％、２人力命令Ｏ％かつすべての命
令にコピ／定数があるとき）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数組の行先情報および命令情報を含むデータフロープ
   ログラムに基づいてデータパケットの処理を行なうデー
   タフロー型情報処理装置であって、前記データフロープ
   ログラムを記憶し、入力されたデータパケットに含まれ
   る行先情報に基づいて前記データフロープログラムから
   少なくとも次位の行先情報および命令情報を読出し、そ
   れらの行先情報および命令情報を含むデータパケットを
   出力する第１および第２のプログラム記憶手段、前記第
   １および第２のプログラム記憶手段から出力されたデー
   タパケットを調停する合流手段、前記合流手段から出力
   されたデータパケットをそれぞれ受ける第１および第２
   の入力部およびデータパケットをそれぞれ出力する第１
   および第２の出力部を有し、同じ行先情報を有する２つ
   のデータパケットを検出する対データ検出手段、および 前記対データ検出手段の第１および第２の出力部から出
   力されたデータパケットをそれぞれ受け、そのデータパ
   ケットに含まれる命令情報に基づいてそのデータパケッ
   トに含まれるデータに関する演算処理を行ない、演算処
   理結果を示すデータを含むデータパケットをそれぞれ前
   記第１および第２のプログラム記憶手段に与える第１お
   よび第２の演算処理手段を備える、データフロー型情報
   処理装置。