JPH06332700A

JPH06332700A - 情報処理装置

Info

Publication number: JPH06332700A
Application number: JP5122524A
Authority: JP
Inventors: Kozo Kimura; 浩三木村; Hiroaki Hirata; 博章平田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】複数のレジスタファイルを有するプロセッサ
において、レジスタファイルの一部を共用することで、
ハードウェア量を削減しコストを低減でき、高速通信機
能を有し高性能化を図れる情報処理装置を提供すること
を目的とする。【構成】複数の解読ユニット11,13と、複数の演算実
行を行なうロードストアユニット20、整数演算ユニット
21、浮動小数点ユニット部22と、各命令流に対応してア
クセスできるレジスタファイル25,26と、どの命令流か
らでもアクセスできるレジスタ27を備え、命令を解読ユ
ニット11,13で解読する際に、レジスタの番号によって
命令流独自のレジスタ25,26にアクセスするか共用レジ
スタ27にアクセスするかを決定し、それに応じて演算ユ
ニットに対応するデータを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の命令ストリームの
命令を並列に発行することによって、複数の演算ユニッ
トを効率よく使用する情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の情報処理装置の例としては、一つ
のプロセッサ内で複数の命令流を同時に処理するマルチ
スレッド・プロセッサがある。この方式については、
「アマルチスレテッドプロセッサーアーキテクチ
ャーウイズシマルテイニアスインストラクション
イシュイング」（ "Ａ Multithreaded Processor Ａrch
itecture with Simultaneous Instruction Issuing," I
n Proc. of ISS'91:International Symposium on Super
computing, Fukuoka, Japan, pp.87-96, November 1991
）に詳細に述べられている。

【０００３】この従来の情報処理装置の構成を図３に示
す。図３において、２００は命令キャッシュ、２０１は
命令フェッチユニット、２０２は解読ユニット、２０３
はスタンバイステーション、２０４は命令スケジュール
ユニット、２０５は機能ユニット、２０６はレジスタセ
ットである。以上のように構成された従来例の情報処理
装置について、その動作を説明する。

【０００４】まず、命令フェッチユニット２０１はそれ
ぞれ異なる命令流の命令を命令キャッシュ２００から読
み込む。解読ユニット２０２はそれぞれの命令流の命令
を解読し、命令を処理可能な機能ユニット２０５に接続
されているスタンバイステーション２０３に格納する。
命令スケジューリングユニット２０４はスタンバイステ
ーション２０３から適当な命令を選択し、機能ユニット
２０５に送る。機能ユニット２０５はレジスタセット２
０６を用いて実行する。このプロセッサの特徴は複数の
命令流を演算器を共有して実行することである。

【０００５】既存のスーパースカラ処理方式のプロセッ
サは機能ユニットのみの多重化（複数化）のため、同時
に処理可能な命令ストリームは１つで、命令間の依存関
係によりパイプラインインタロックが頻繁に発生する。
その結果、機能ユニットの使用効率は上がらず性能向上
が困難であった。従来例のプロセッサでは複数の命令ス
トリームの命令を並列に実行することにより命令レベル
の並列性を増加し、各機能ユニットの使用効率を上げ、
性能向上を実現できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、下記の問題点を有していた。まず第１に
は、各命令流に対応するレジスタファイルが独立に存在
するため、ハードウェア量が大きくプロセッサの面積が
巨大化してしまうことである。これよりＬＳＩ製造時の
歩留まりが下がりプロセッサのコストが増加してしま
う。例えば、画像生成において、画面を複数に分割して
同時に生成しようとする場合、このプロセッサの命令流
に同じ画像生成のプログラムを走らせ、データはそれぞ
れ分割した画面用のデータを割り付けることが可能で有
る。この時、各命令流で共通なデータを各レジスタに持
つような場合、各命令流に対応するレジスタに共通して
同じデータを格納するのは無駄である。

【０００７】第２に各命令流間で高速な通信ができない
ことである。もちろん、外部メモリを使用した場合には
可能であるが、メモリアクセスに伴うオーバーヘッドを
生じてしまう。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、複数の命令流
を同時実行するため、またはコンテキストの切り替えを
高速にするため複数のレジスタファイルを有するプロセ
ッサにおいて、ハードウェア量を削減しコストを低減す
る、および命令流間の高速通信機能を有し高性能化を実
現する情報処理装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するため、
第１の発明の情報処理装置は、コンテキストが独立であ
る複数のレジスタファイルの一部を共用することを特徴
としている。

【００１０】第２の発明の情報処理装置は、一部を共用
する複数のレジスタファイルと、演算ユニットと複数の
レジスタファイルを接続するオペランド用スイッチを備
え、オペランド用スイッチは、レジスタファイルからデ
ータを読み出す際に、レジスタ番号によって共用してい
る部分か否かを判断し、それに応じて演算ユニットとレ
ジスタファイルを接続することを特徴としている。

【００１１】第３の発明の情報処理装置は、一部を共用
する複数のレジスタファイルと、演算ユニットと複数の
レジスタファイルを接続するオペランド用スイッチを備
え、オペランド用スイッチは、レジスタファイルからデ
ータを書き込む際に、レジスタ番号によって共用してい
る部分か否かを判断し、それに応じて演算ユニットとレ
ジスタファイルを接続することを特徴としている。

【００１２】第４の発明の情報処理装置は、一部を共用
する複数のレジスタファイルと、演算ユニットと複数の
レジスタファイルを接続するオペランド用スイッチと、
レジスタ読み出しアービターを備え、レジスタ読み出し
アービターは、レジスタファイルからデータを読み出す
際に、レジスタ番号によって共用している部分か否かを
判断し、共用レジスタのポート数以上に読み出し要求が
ある場合には、ポート数の範囲で実行できるように命令
発行を制御すると共に、オペランド用スイッチに対して
演算ユニットとレジスタファイルを接続させることを特
徴としている。

【００１３】第５の発明の情報処理装置は、一部を共用
する複数のレジスタファイルと、演算ユニットと複数の
レジスタファイルを接続するオペランド用スイッチと、
レジスタ書き込みアービターを備え、レジスタ書き込み
アービターは、演算ユニットからレジスタファイルにデ
ータを書き込む際に、レジスタ番号によって共用してい
る部分か否かを判断し、共用レジスタのポート数以上に
書き込み要求がある場合には、ポート数の範囲で実行で
きるように演算ユニットを制御すると共に、オペランド
用スイッチに対して演算ユニットとレジスタファイルを
接続させる構成である。

【００１４】

【作用】第１、第２、第３の発明に係る情報処理装置に
おいては、レジスタの一部を共用することにより、ハー
ドウェア量を削減しコストを低減できる、とともに各命
令流で同一のレジスタをアクセスできることにより、高
速通信機能を有し高性能化を実現できる。

【００１５】第４、第５の発明に係る情報処理装置にお
いては、レジスタに対して書き込みおよび読み出しアー
ビターを設けることにより、共用レジスタのポート数を
削減でき、よりハードウェア量を削減できる。また、レ
ジスタを共用する場合としない場合をプログラム毎に自
由に使い分けることが可能になり、高性能化を図ること
が可能になる。

【００１６】

【実施例】以下本発明に係る情報処理装置の一実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の
第１の実施例における情報処理装置の構成を示すもので
ある。

【００１７】図１において、１０はフェッチしてくる命
令のアドレス計算およびアドレス管理を行なう命令フェ
ッチ制御部、１１及び１３は命令を解読する解読ユニッ
ト、１２及び１４は解読ユニット１１及び１３と対応し
て解読中の命令のアドレスを格納する解読プログラムカ
ウンタ（以下解読ＰＣと略）である。２０、２１および
２２は、演算部を構成する演算ユニットである。演算ユ
ニットの機能は特に限定する必要はないが、説明を簡単
にするため、かつ一般的な構成を考えると、２０は、メ
モリアクセス命令を処理するロードストアユニット、２
１は、整数演算を処理する整数演算ユニット、２２は、
浮動小数点の四則や整数と浮動小数点間の変換を行なう
浮動小数点ユニットである。演算ユニットは命令流のＩ
Ｄ番号も保持している。

【００１８】２３は、命令の解読結果であるオペレーシ
ョン及び即値などを処理対象の演算ユニットに接続する
オペレーション用スイッチ、２４はレジスタファイル２
５、２６および２７から出力されたオペランドを演算ユ
ニット２０、２１、および２２に接続するオペランドス
イッチ、２５、２６および２７はレジスタファイルであ
る。レジスタファイルＡ２５は解読ユニットＡ１１に対
応し、レジスタファイルＢ２６は解読ユニットＢ１３に
対応する。共用レジスタ２７は解読ユニットＡ１１およ
び解読ユニットＢ１３の両方に対応する。

【００１９】２８は演算結果を対応するレジスタに接続
する書き込み用スイッチ、２９はスコアボード３０の状
態と命令よりデータ依存が発生しているか否かを調べる
データ依存チェック部、３０は命令実行中でデータが確
定していないレジスタの番号を示すスコアボードであ
る。

【００２０】説明を分かりやすくするために、同じ機能
を持つ機構（命令バッファや解読ユニットなど）につい
ては図１に示すように名前の最後に適当なアルファベッ
トを付加して区別する。同じアルファベットが付加され
たものは、同一の命令流を扱うと考えてよい。命令解読
ユニット１１および１３をそれぞれ解読ユニットＡ１
１、解読ユニットＢ１３とする。レジスタファイル２５
および２６については、それぞれレジスタファイルＡ２
５、レジスタファイルＢ２６とする。

【００２１】まず、動作を説明する前に、データ（命令
も含む）や構成に関する前提条件について述べる。命令
流（スレッド）は２個とし説明を分かりやすくするため
に、命令流Ａ、命令流Ｂとする。それに対応する解読ユ
ニットを解読ユニットＡ、解読ユニットＢおよび対応す
るレジスタファイルをレジスタファイルＡ、レジスタフ
ァイルＢとする。従って、同時実行の可能な命令流は２
個である。各命令流はそれぞれ３２本のレジスタ（R0〜
R31とする）をコンテクストとして持つが、そのうち命
令流に独立に持つものは１６本（R16〜R31）、命令流に
共通に持つものが共用レジスタ１６本（R0〜R15）とす
る。

【００２２】演算ユニットはパイプライン化されている
が、パイプライン段数を始め詳細な構成等については本
発明とは直接関係しないので特に規定しない。また、命
令解読ユニットは命令流１個につき１命令を解読し、一
度に発行できる命令も１個とする。ロードストアユニッ
ト２０および命令フェッチ制御部１０はメモリに接続さ
れている。

【００２３】演算ユニットでは命令流Ａまたは命令流Ｂ
の命令が実行されており、処理する命令が無い場合には
アイドル状態になっている。スコアボード３０では実行
中により結果が確定していないレジスタ番号が命令流毎
に管理されている。但し、スレッドに共用されている共
用レジスタ２７については、スコアボード３０も共用で
あり、命令流Ａおよび命令流Ｂどちらからもセットリセ
ット可能である。詳細な内容については実施例の動作で
も機能を説明する。

【００２４】以上のように構成された本実施例の情報処
理装置において、まずレジスタＡ、レジスタＢを使用す
る場合について、以下図１を用いて、その動作を説明す
る。命令フェッチ制御部１０は命令流Ａおよび命令流Ｂ
の命令をフェッチし、解読ユニットＡ１１、解読ユニッ
トＢ１３に転送する。この命令フェッチはそれぞれの命
令流を交互に取りに行き、バッファリングしておけばよ
い。この機能およびバッファ等は本発明とは特に関係し
ないので省略する。また、分岐が発生した場合には分岐
先命令のアドレス計算や分岐先命令のフェッチなどの動
作もあるが、本発明とは特に関係しないので省略する。

【００２５】解読ユニットＡ１１および解読ユニットＢ
１３より以下のステージの説明は動作を判り易くするた
めに、命令流Ａおよび命令流Ｂの命令から動作を説明す
る。解読ユニットＡ１１は命令フェッチ制御部１０から
ＬＯＡＤ命令（メモリからレジスタへのロード命令：ME
M(R19)→R20）を取り出し、解読ユニットＢ１３は命令
フェッチ制御部１０からＡＤＤ命令（レジスタ間加算命
令：R20 + R21→R22）を取り出し、それぞれ解読しオペ
レーションを作成するとともに、そのオペレーションを
処理すべき演算ユニットを決定する。

【００２６】同時に同一命令流内でデータ依存関係が発
生していないかをチェックする。依存関係のチェック
は、スコアボード３０とデータ依存チェック部２９が行
なう。具体的には現在実行中のためにレジスタの値が確
定していないレジスタ番号がスコアボードに登録されて
おり、解読ユニットからこれから読み出すレジスタ番号
と比較し、一致すればデータ依存発生を解読ユニットに
返す。これから実行する命令が、結果を反映していない
レジスタの値を使用することを防ぐためである。レジス
タ番号の登録は解読ユニット１１および１３が命令を演
算部に発行するときに登録し、レジスタ番号の解除は各
演算ユニット２０、２１および２２が命令実行の終了と
ともに行なう。データ依存関係については信学技報ＣＰ
ＳＹ−９０−５４（’９０．７）「ＳＩＭＰ（単一命令
流／多重命令パイプライン）方式に基づくスーパースカ
ラ・プロセッサの改良方針」に詳細に解説されている。

【００２７】データ依存が発生している場合には依存関
係が解除されるまで命令の発行を停止し、発生していな
い場合には、解読ユニットはオペレーションを演算部に
発行すると同時に、レジスタファイルへ読みだし要求を
出す。命令流ＡはレジスタファイルＡに対応しており、
かつ読みだすレジスタ番号はR16〜R31なので、解読ユニ
ットＡ１１はレジスタファイルＡ２５へレジスタ番号を
送出する。命令流ＢはレジスタファイルＢ２６に対応し
ており、かつレジスタ番号はR16〜R31なので、解読ユニ
ットＢ１３はレジスタファイルＢ２６へ送出する。

【００２８】オペランド用スイッチ２４はレジスタファ
イルＡ２５とロードストアユニット２５を、レジスタフ
ァイルＢ２６と整数演算ユニット２１を接続する。オペ
レーション用スイッチ２３は解読結果より解読ユニット
と演算ユニットを接続する。本実施例の場合は、解読ユ
ニットＡ１１からＬＯＡＤ命令が、解読ユニットＢ１３
からＡＤＤ命令が発行されるので、オペレーション用ス
イッチ２３は解読ユニットＡ１１とロードストアユニッ
ト２０、解読ユニットＢ１３と整数演算ユニット２１を
接続する。

【００２９】ロードストアユニット２０にはレジスタフ
ァイルＡ２５から読み出したオペランド値を、整数演算
ユニット２１にはレジスタファイルＢ２６から読み出し
たオペランド値を格納する。そして解読ユニットＡ１１
が発行したオペレーションをロードストアユニット２０
に、解読ユニットＢ２４が発行したオペレーションを整
数演算ユニット２１に、それぞれ格納する。

【００３０】以下、各演算ユニットはオペレーションや
オペランドを使用して実行し、結果をそれぞれレジスタ
やメモリ等に格納する。ロードストアユニット２０にお
いては、命令流ＡのＬＯＡＤ命令が実行される。命令流
ＡはレジスタファイルＡ２５に対応しており、かつ書き
込み先のレジスタ番号はR16〜R31なので、計算したメモ
リアドレスでメモリからデータをフェッチし、レジスタ
ファイルＡ２５内のレジスタR20に格納する。整数演算
ユニット２１においては、ＡＤＤ命令が実行される。

【００３１】命令流ＢはレジスタファイルＢ２６に対応
しており、かつ書き込み先のレジスタ番号はR16〜R31な
ので、加算結果をレジスタファイルＢ２６内のレジスタ
R22に格納する。ロードストアユニット２０とレジスタ
ファイルＡ２５を、整数演算ユニット２１とレジスタフ
ァイルＢ２６を接続するように書き込み用スイッチ２８
は制御される。各演算ユニットは演算が終了しレジスタ
への書き込みが終了すると、スコアボード３０に登録さ
れたレジスタ番号をクリアする。

【００３２】また、命令解読ユニットから発行されたオ
ペレーションが同じ演算ユニットを使用する場合、本実
施例の構成ではどちらか一方のオペレーションが待たせ
るための機構が必要になるが、本発明とは直接関係無い
ので、その機構は省略する。演算ユニットの構成が変わ
った場合には待ち合わせ機構も不要になる可能性もあ
る。同様に、同じ命令流の２命令が同時に演算が終了し
た場合には、レジスタへの書き込みを待たせる、または
レジスタファイルの書き込みポートを複数設けるなどの
対策が必要であるが、本発明とは直接関係無いのでその
説明は省略する。

【００３３】続いて、共用レジスタ２７を使用する場合
について動作を説明する。命令フェッチ制御部１０から
命令を読み込む部分は前述したので省略する。解読ユニ
ットＡ１１は命令フェッチ制御部１０からＬＯＡＤ命令
（メモリからレジスタへのロード命令：MEM(R１９)→R
5）を、解読ユニットＢ１３は命令フェッチ制御部１０
からＡＤＤ命令（レジスタ間加算命令：R６＋ R２１→R
２２）を取り出し、それぞれ解読しオペレーションを作
成するとともに、そのオペレーションを処理すべき演算
ユニットを決定する。同時に同一命令流内でデータ依存
関係が発生していないかをチェックする。

【００３４】依存関係のチェックは、スコアボード３０
とデータ依存チェック部２９が行なう。具体的には現在
実行中のためにレジスタの値が確定していないレジスタ
番号がスコアボード３０に登録されており、解読ユニッ
トからこれから読み出すレジスタ番号と比較し、一致す
ればデータ依存発生を解読ユニットに返す。これから実
行する命令が、結果を反映していないレジスタの値を使
用することを防ぐためである。レジスタ番号の登録は解
読ユニット１１および１３が命令を演算部に発行すると
きに登録し、レジスタ番号の解除は各演算ユニット２
０、２１および２２が命令実行の終了とともに行なう。

【００３５】データ依存が発生している場合には依存関
係が解除されるまで命令の発行を停止し、発生していな
い場合には、解読ユニットはオペレーションを演算部に
発行すると同時に、レジスタファイルへ読みだし要求を
出す。命令流ＡはレジスタファイルＡ２５に対応してお
り、かつ読みだすレジスタ番号はR16〜R31なので、解読
ユニットＡ１１はレジスタファイルＡ２５へレジスタ番
号を送出する。命令流ＢはレジスタファイルＢ２６に対
応しており、一方のレジスタ番号はR０〜R１５であり、
もう一方のレジスタ番号はR１６〜R３１なので、解読ユ
ニットＢ１３は共用レジスタ２７にレジスタ番号R６
を、レジスタファイルＢ２６へはR２１を送出する。

【００３６】オペランド用スイッチ２４はレジスタファ
イルＡ２５とロードストアユニット２０を、整数演算ユ
ニット２１にはレジスタファイルＢ２６と共用レジスタ
２７の両方を接続する。オペレーション用スイッチ２３
は解読結果より解読ユニットと演算ユニットを接続す
る。本実施例の場合は、解読ユニットＡ１１からＬＯＡ
Ｄ命令が、解読ユニットＢ１３からＡＤＤ命令が発行さ
れるので、オペレーション用スイッチ２３は解読ユニッ
トＡ１１とロードストアユニット２０、解読ユニットＢ
１３と整数演算ユニット２１を接続する。

【００３７】ロードストアユニット２０にはレジスタフ
ァイルＡ２５から読み出したオペランド値を、整数演算
ユニット２１にはレジスタファイルＢ２６と共用レジス
タ２７から読み出したオペランド値を格納する。そして
解読ユニットＡ１１が発行したオペレーションをロード
ストアユニット２０に、解読ユニットＢ２４が発行した
オペレーションを整数演算ユニット２１に、それぞれ格
納する。

【００３８】以下、各演算ユニットはオペレーションや
オペランドを使用して実行し、結果をそれぞれレジスタ
やメモリ等に格納する。ロードストアユニット２０にお
いては、命令流ＡのＬＯＡＤ命令が実行される。命令の
書き込み先のレジスタ番号はR０〜R１５なので、計算し
たメモリアドレスでメモリからデータをフェッチし、共
用レジスタ２７内のレジスタR５に格納する。整数演算
ユニット２１においてはＡＤＤ命令が実行される。命令
流ＢはレジスタファイルＢ２６に対応しており、かつ書
き込み先のレジスタ番号はR16〜R31なので、加算結果を
レジスタファイルＢ２６内のレジスタR２２に格納す
る。ロードストアユニット２０と共用レジスタ２７を、
整数演算ユニット２１とレジスタファイルＢ２６を接続
するように書き込み用スイッチ２８は制御される。各演
算ユニットは演算が終了しレジスタへの書き込みが終了
すると、スコアボード３０に登録されたレジスタ番号を
クリアする。

【００３９】続いて、以下本発明に係る情報処理装置の
他の実施例について、図面を参照しながら説明する。図
２は本発明の他の実施例における情報処理装置のレジス
タファイルの構成図を示すものである。

【００４０】図２において、４０及び４１は命令を解読
する解読ユニットである。５０、５１及び５２は、演算
ユニットである。演算ユニットの機能は特に限定する必
要はないので特に詳しい説明は付けない。５７はレジス
タファイル５３、５４および５５から出力されたオペラ
ンドを演算ユニット５０、５１、および５２に接続する
オペランドスイッチ、５３、５４および５５は読み出し
２書き込み１の３ポートのレジスタファイルである。レ
ジスタファイルのレジスタＡ５３は解読ユニットＡ４０
に対応し、レジスタＢ５４は解読ユニットＢ４１に対応
する。

【００４１】共用レジスタ５５は解読ユニットＡ４０お
よび解読ユニットＢ４１の両方に対応する。５０は演算
結果を対応するレジスタに接続する書き込み用スイッ
チ、５８はレジスタファイルのうちどのデータを読みだ
すかを決定する読み出しアービター、５９は演算ユニッ
トの結果のうちどれをレジスタに書き込むかを決定する
書き込みアービターである。それ以外の構成の部分およ
び接続関係については図１に示されているため、省略す
る。

【００４２】以上のように構成された本実施例の情報処
理装置において、以下図２を用いてその動作を説明す
る。なお、前述した動作と同じ部分は省略し、異なる部
分だけを説明する。

【００４３】まず、レジスタを読み出す場合について、
解読ユニットＡ４０はＬＯＡＤ命令（メモリからレジス
タへのロード命令：MEM(R０＋R１)→R１８）を、解読ユ
ニットＢ４１はＡＤＤ命令（レジスタ間加算命令：R２
＋ R３→R２２）を解読することにする。読み出しレジ
スタのレジスタ番号はすべてR０〜R１５なので、すべて
のデータは共用レジスタ５５から用意する必要がある。
ところが、共用レジスタ５５は読み出しポートが２つし
かないためすべてを読みだすわけには行かない。

【００４４】そこで、読み出しアービター５８は命令解
読ユニット４０および４１から読み出すレジスタ番号を
受け取り、もし、共用レジスタ５５から３種類以上のレ
ジスタの読み出し要求がある場合には、２種類に限定で
きるよう解読ユニットに実行可能性を返すと共に、対応
するレジスタを共用レジスタ５５から読み出す。同時に
読み出しアービター５８は共用レジスタから読みだした
内容を対応する演算ユニットに出力できるようオペラン
ド用スイッチ５７を制御する。

【００４５】逆に、レジスタに書き込む場合について、
解読ユニットＡ４０はＬＯＡＤ命令（メモリからレジス
タへのロード命令：MEM(R０＋R１７)→R０）を、解読ユ
ニットＢ４１はＡＤＤ命令（レジスタ間加算命令：R２
＋ R１８→R１）を解読することにする。書き込みレジ
スタのレジスタ番号はすべてR０〜R１５なので、すべて
のデータは共用レジスタ５５に書き込む必要がある。と
ころが、共用レジスタ５５は書き込みポートが１つしか
ないためすべてを書き込むわけには行かない。

【００４６】そこで、書き込みアービター５９は演算ユ
ニットから読み出すレジスタ番号を受け取り、もし、共
用レジスタ５５から２種類以上のレジスタへの書き込み
要求がある場合には、１種類に限定できるよう演算ユニ
ットに実行可能性を返すと共に、共用レジスタ５５ない
の対応するレジスタに書き込む。同時に書き込みアービ
ター５９は演算ユニットから共用レジスタに書き込める
よう書き込み用スイッチ５６を制御する。

【００４７】なお、本実施例では、レジスタファイルは
２セットで説明したが、３以上でもよい。また、本実施
例では、複数の命令流が同時並列に実行するプロセッサ
を用いて説明したが、同時に実行される命令流は単一で
あるが複数のレジスタファイルを有するプロセッサでも
かまわない。

【００４８】さらに、本実施例では、レジスタファイル
は３２本としたが特に制限はなく、共用するレジスタの
本数も制限はない。また、汎用レジスタとして共有レジ
スタを持たなくてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明は、以下の優れた
効果を奏することができる。（１）レジスタの１部を共用することにより、ハードウ
ェア量の削減しコストを低減できる。（２）各命令流で同一のレジスタをアクセスできること
により、高速通信機能を有し高性能化を実現できる。（３）レジスタに対して書き込みおよび読み出しアービ
ターを設けることにより、上記（１）（２）の効果以外
にも共用レジスタのポート数を削減でき、よりハードウ
ェア量を削減できる。（４）レジスタを共用する場合としない場合をプログラ
ム毎に自由に使い分けることが可能になり、高性能化を
図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における情報処理装置の構成
図

【図２】本発明の他の実施例におけるレジスタの構成図

【図３】従来の情報処理装置の構成図

【符号の説明】

１０命令フェッチ制御部１１、１３解読ユニット１２、１４プログラムカウンタ（ＰＣ）２０ロードストアユニット２１整数演算ユニット２２浮動小数点ユニット２３オペレーション用スイッチ２４オペランド用スイッチ２５レジスタファイルＡ２６レジスタファイルＢ２７共用レジスタ２８書き込み用スイッチ２９データ依存チェック部３０スコアボード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一部を共用した複数のレジスタファイルを
有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】複数の演算ユニットと、一部を共用する複
数のレジスタファイルと、前記演算ユニットと複数のレ
ジスタファイルを接続するオペランド用スイッチを備
え、前記オペランド用スイッチは、前記レジスタファイ
ルからデータを読み出す際に、レジスタ番号によって共
用している部分か否かを判断し、それに応じて前記演算
ユニットと前記レジスタファイルを接続することを特徴
とする情報処理装置。
【請求項３】複数の演算ユニットと、一部を共用する複
数のレジスタファイルと、前記演算ユニットと複数のレ
ジスタファイルを接続するオペランド用スイッチを備
え、前記オペランド用スイッチは、前記レジスタファイ
ルからデータを書き込む際に、レジスタ番号によって共
用している部分か否かを判断し、それに応じて前記演算
ユニットと前記レジスタファイルを接続することを特徴
とする情報処理装置。
【請求項４】複数の演算ユニットと、一部を共用する複
数のレジスタファイルと、前記演算ユニットと複数のレ
ジスタファイルを接続するオペランド用スイッチと、レ
ジスタ読み出しアービターを備え、前記レジスタ読み出
しアービターは、前記レジスタファイルからデータを読
み出す際に、レジスタ番号によって共用している部分か
否かを判断し、共用レジスタのポート数以上に読み出し
要求がある場合には、ポート数の範囲で実行できるよう
に命令発行を制御すると共に、前記オペランド用スイッ
チに対して前記演算ユニットと前記レジスタファイルを
接続させることを特徴とする情報処理装置。
【請求項５】複数の演算ユニットと、一部を共用する複
数のレジスタファイルと、前記演算ユニットと複数のレ
ジスタファイルを接続するオペランド用スイッチと、レ
ジスタ書き込みアービターを備え、前記レジスタ書き込
みアービターは、前記演算ユニットから前記レジスタフ
ァイルにデータを書き込む際に、レジスタ番号によって
共用している部分か否かを判断し、共用レジスタのポー
ト数以上に書き込み要求がある場合には、ポート数の範
囲で実行できるように前記演算ユニットを制御すると共
に、前記オペランド用スイッチに対して前記演算ユニッ
トと前記レジスタファイルを接続させることを特徴とす
る情報処理装置。