JPH0877002A - 並列プロセッサ装置 - Google Patents

並列プロセッサ装置

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JPH0877002A
JPH0877002A JP6207805A JP20780594A JPH0877002A JP H0877002 A JPH0877002 A JP H0877002A JP 6207805 A JP6207805 A JP 6207805A JP 20780594 A JP20780594 A JP 20780594A JP H0877002 A JPH0877002 A JP H0877002A
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unit
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arithmetic processing
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JP6207805A
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Mitsuharu Oki
光晴 大木
Takao Yamazaki
孝雄 山崎
Masuyoshi Kurokawa
益義 黒川
Akihiko Hashiguchi
昭彦 橋口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Priority to DE69526685T priority patent/DE69526685D1/de
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    • 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
    • G06F9/38Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/76Architectures of general purpose stored program computers
    • G06F15/80Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors
    • G06F15/8007Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors single instruction multiple data [SIMD] multiprocessors
    • G06F15/8015One dimensional arrays, e.g. rings, linear arrays, buses
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】異なったデータ長の信号に合わせて効率のよい
演算処理を行うことができる並列プロセッサ装置を提供
する。 【構成】 並列プロセッサ1は、n個の単位プロセッサ
100i と(m−n)個の単位プロセッサ200p をそ
れぞれ有する第1並列プロセッサ10と第2並列プロセ
ッサ20が直列に接続されている構成になっている。処
理の単位となるデータ数がm個以下、n個以上の信号に
ついては、これらの並列プロセッサ装置を連結して1つ
の並列プロセッサ装置として使用し、従来の並列プロセ
ッサ装置と同等の演算処理を行う。データ長がn個以下
の信号については、これらの並列プロセッサ装置を独立
に使用してパイプライン処理を行い、従来の並列プロセ
ッサ装置の2倍の量の演算処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号等について高速
ディジタル演算処理を行う並列プロセッサ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ディジタル形式の映像信号について高速
にディジタル演算処理を行う装置として、例えば文献、
Chiders J. et al「SVP:SERIAL VIDEO PROCESSOR/Proce
edingsof the IEEE 1990 CUSTOM INTEGRATED CIRCUITS
CONFERENCE,pp.17.3.1 〜17.3.4」に開示された並列プ
ロセッサ装置が知られている。以下、図9および図6を
参照して上記文献に開示された装置(SVP演算処理装
置)について説明する。
【0003】まず、図9を参照して、並列プロセッサ8
の構成を説明する。並列プロセッサ8は、図9に示すよ
うにm個の単位プロセッサ801 〜80mを有する並列
プロセッサ装置になっており、直列(シリアル)に入力
された映像信号の、例えば1ワード8ビット構成の各画
素のデータ(画素値Di ,i=1,2,…,m、以下従
来の技術の説明において同じ)を1水平期間分(1ライ
ン分)ずつレジスタR1〜Rmにより並列(パラレル)
データに変換し、次の水平期間に、これらの画素値Di
について各単位プロセッサ801 〜80m においてディ
ジタル演算処理を行い、各演算処理結果Qi をレジスタ
R1〜Rmによりシリアルデータに再び変換して出力端
子OUTTから出力するように構成されている。
【0004】単位プロセッサ801 〜80m は、1ライ
ンに含まれる画素数mと同数、各画素に対応して設けら
れており、それぞれレジスタ(Ri)806i 、レジス
タ(Rij)808i ,810i ,812i 、単位遅延
素子(Gi)802i 、単位遅延素子(Hi)80
i 、算術論理演算ユニット(ALUi)814i 、ス
イッチ(Ui)816i 、スイッチ(Si)818i
イッチ(Vi)826i 、スイッチ(Ti)828i
スイッチ(Sij)820i ,822i ,824i、お
よび、スイッチ(Tij)840i ,842i ,844
i (j=0,1,2、以下同じ)から構成されている。
単位遅延素子(Gi)802i は直列に接続されてお
り、各単位遅延素子(Gi)802i は、それぞれ並列
プロセッサ8の入力端子RPTから入力されたリードポ
インタ信号RPに映像信号の1画素が入力される時間に
対応する時間だけ遅延を与える。単位遅延素子(Hi)
804i は直列に接続されており、各単位遅延素子(H
i)804i は、それぞれ並列プロセッサ8の入力端子
WPTから入力されたライトポインタ信号WPに映像信
号の1画素に対応する遅延時間を与える。
【0005】レジスタ(Ri)806i は、それぞれ例
えば8ビット幅のレジスタであって、その入力端子がス
イッチ(Ui)816i を介して並列プロセッサ8の信
号INTに、スイッチ(Ti)818i を介して算術論
理演算ユニット(ALUi)814i の書き込みビット
線WBiに接続され、出力端子がスイッチ(Vi)82
i を介して並列プロセッサ8の出力端子OUTTに、
スイッチ(Ti)828i を介して算術論理演算ユニッ
ト(ALUi)814i の読み出しビット線RBiに接
続されている。レジスタ(Ri)806i は、スイッチ
(Ui)816i を介して並列プロセッサ8の入力端子
INTから入力された画素値Di またはスイッチ(T
i)818i を介して算術論理演算ユニット(ALU
i)814i の書き込みビット線WBiから入力された
演算処理結果Qi を保持し、保持したデータをスイッチ
(Vi)826i を介して並列プロセッサ8の出力端子
OUTTまたはスイッチ(Ti)828i を介して算術
論理演算ユニット(ALUi)814i の読み出しビッ
ト線RBiに対して出力する。
【0006】スイッチ(Ui)816i は、ライトポイ
ンタ信号WPが有効化(アサート)された場合のみに並
列プロセッサ8の入力端子INTからの画素値Di をレ
ジスタ(Ri)806i に対して出力して保持させる。
スイッチ(Si)818i は、アドレスデコーダ850
から印加される書き込み信号WWが有効化された場合の
みに算術論理演算ユニット(ALUi)814 i からの
演算処理結果Qi をレジスタ(Ri)806i に書き込
む。
【0007】スイッチ(Vi)826i は、ライトポイ
ンタ信号WPが有効化された場合のみにレジスタ(R
i)806i に保持されたデータを読み出して並列プロ
セッサ8の出力端子OUTTに対して出力する。スイッ
チ(Ti)828i は、アドレスデコーダ850から印
加される読み出し信号RWが有効化された場合のみにレ
ジスタ(Ri)806i に保持されたデータを算術論理
演算ユニット(ALUi)814i の読み出しビット線
RBiに対して出力する。単位遅延素子(Gi)802
i 、単位遅延素子(Hi)804i 、レジスタ(Ri)
806i 、スイッチ(Ui)816i 、スイッチ(S
i)818i 、スイッチ(Vi)826i 、および、ス
イッチ(Ti)828i はシフトレジスタ(SR)82
を構成している。
【0008】レジスタ(Rij)808i ,810i
812i は、それぞれスイッチ(Sij)820i ,8
22i ,824i およびスイッチ(Ui)816i を介
して印加される算術論理演算ユニット(ALUi)81
i の演算処理結果Qi または画素値Di を保持し、保
持したデータをスイッチ(Tij)840i ,84
i ,844i およびスイッチ(Vi)826i を介し
て並列プロセッサ8の出力端子OUTTに対して出力す
る。つまり、レジスタ(Rij)808i ,810i
812i は算術論理演算ユニット(ALUi)814i
の処理に係るデータ、例えば現フレーム、前フレームの
画素値Di および演算処理の中間結果等を記憶するレジ
スタとして動作する。
【0009】スイッチ(Sij)820i ,822i
824i は、それぞれアドレスデコーダ850から印加
される書き込み信号WW0,WW1,WW2が有効化さ
れた場合のみに算術論理演算ユニット(ALUi)81
i の演算処理結果Qi または画素値Di をレジスタ
(Rij)808i ,810i ,812i に書き込む。
スイッチ(Tij)840i ,842i ,844i は、
それぞれアドレスデコーダ850から印加される書き込
み信号RW0,RW1,RW2が有効化された場合のみ
にレジスタ(Rij)808i ,810i ,812i
保持されたデータを読み出してスイッチ(Vi)826
i を介して並列プロセッサ8の出力端子OUTTに対し
て出力する。レジスタ(Rij)808i ,810i
812i 、スイッチ(Sij)820i ,822i ,8
24i 、および、スイッチ(Tij)840i ,842
i ,844i はレジスタ群84i を構成する。
【0010】算術論理演算ユニット(ALUi)814
i は、読み出しビット線RBiから画素値Di 、あるい
は、レジスタ群84i に記憶されたデータ等を読み込ん
で演算処理、例えばフレーム間動き検出処理等を行っ
て、その演算処理結果Qi あるいは中間結果を、書き込
みビット線WBiからレジスタ群84i または並列プロ
セッサ8の出力端子OUTTに出力する。ここで、読み
出しビット線RBiは算術論理演算ユニット(ALU
i)814 i のリードビット線であり、算術論理演算ユ
ニット(ALUi)814i は、スイッチ(Ti)82
i およびスイッチ(Tij)840i ,842i ,8
44 i をアドレスデコーダ850を介して適切に制御す
ることにより、レジスタ(Ri)806i およびレジス
タ群84i に記憶されたデータを読み出すことができ
る。また、出力端子OUTTは算術論理演算ユニット
(ALUi)814i のライトビット線であり、算術論
理演算ユニット(ALUi)814i は、スイッチ(S
i)818i およびスイッチ(Sij)820i ,82
i ,824i をアドレスデコーダ850を介して適切
に制御することにより、レジスタ(Ri)806i およ
びレジスタ群84i に演算処理結果Qi 等のデータを書
き込むことができる。
【0011】さらに、算術論理演算ユニット(ALU
i)814i はそれぞれ隣接した単位プロセッサ80
i+1 ,80i-1 のレジスタ群84i+1 ,84i-1 のデー
タを利用した演算処理を行うためにデータバスXi ,Y
i+1 を有している。データバスXi は算術論理演算ユニ
ット(ALUi)814i がレジスタ群84i+1 からデ
ータを読み出すために用いられ、データバスYi+1 は算
術論理演算ユニット(ALUi)814i がレジスタ群
84i-1 からデータを読み出すために用いられる。つま
り、制御回路852は算術論理演算ユニット(ALUi
+1)814i+1を制御して、レジスタ群84i+1 に記
憶されているデータを出力端子RBi+1を介して読み
出させ、算術論理演算ユニット(ALUi+1)814
i+1 からデータバスXi を介して算術論理演算ユニット
(ALUi)814i に対して出力させる。また逆に、
制御回路852は算術論理演算ユニット(ALUi)8
14i を制御して、レジスタ群84i に記憶されている
データを出力端子RBiを介して読み出させ、算術論理
演算ユニット(ALUi)814i からデータバスY
i+1 を介して算術論理演算ユニット(ALUi)814
i+1 に対して出力させる。なお図9に示すように、デー
タバスY1 に接続されるべき算術論理演算ユニット(A
LUi)814i は存在しないので、データバスY1
は数値0が入力されている。これらのデータバスXi
i+1 により、算術論理演算ユニット(ALUi)81
i はレジスタ群84i+1 に記憶されているデータを用
いて演算処理を行うことも可能である。
【0012】制御回路(C)852は、アドレス信号A
DRSおよび各算術論理演算ユニット(ALUi)81
i を制御する制御信号CTRLを生成して各算術論理
演算ユニット(ALUi)814i およびアドレスデコ
ーダ850に対して出力する。アドレスデコーダ850
は、制御回路852が生成したアドレス信号ADRSを
デコードして書き込み信号WW,WW0,WW1,WW
2および読み出し信号RW,RW0,RW1,RW2を
生成して各レジスタ(Ri)806i および各レジスタ
群84i に対して出力し、これらのスイッチを制御す
る。
【0013】以下、図6を参照して並列プロセッサ8の
動作を説明する。図6〔T1〕に示す水平期間kにおけ
る〔S11〕の処理に示すように、水平期間kの映像信
号の画素値Di が並列プロセッサ8の入力端子INTか
らシリアルに入力される。最初の画素値Di が入力端子
INTに入力されると同時に、リードポインタ信号RP
が有効化されて入力端子RPTに入力される。有効化さ
れたリードポインタ信号RPは、入力端子INTに画素
値Di が入力されるたびに各単位遅延素子(Gi)80
i で遅延が加えられてスイッチ(Vi)826i に対
して印加される。スイッチ(Ui)816i は、単位遅
延素子(Gi)802i-1 から印加されるリードポイン
タ信号RPが有効化されている場合に閉じ、対応するレ
ジスタ(Ri)806i に画素値Di を書き込む。従っ
て図6〔S11〕の処理に示すように、水平期間kの終
了時には、全てのレジスタ(Ri)806i にはそれぞ
れ水平期間kの画素値Di が記憶され、シフトレジスタ
(SR)82全体としては1ライン(1H)分の画素値
i が記憶されることになる。
【0014】次に、図6〔T2〕に示す水平ブランキン
グ期間kにおける〔S12〕の処理に示すように、制御
回路852は所定のアドレス信号ADRSを発生してア
ドレスデコーダ850に読み出し信号RWと書き込み信
号WW0とを有効化させ、スイッチ(Ti)828i
(Si0)820i とを制御してこれらを閉じさせる。
以上の動作により算術論理演算ユニット(ALUi)8
14i のレジスタ群84i の各レジスタに対するデータ
の読み出しおよび書き込みが可能となる。次に、図6
〔T3〕に示す水平期間k+1において、〔S13〕,
〔S14〕の処理に示すように、制御回路852は所定
のアドレス信号ADRSを生成してアドレスデコーダ8
50に読み出し信号RW0〜RW2と書き込み信号WW
0〜WW2とを有効化させてスイッチ(Sij)820
i ,822i ,824i およびスイッチ(Tij)84
i ,842i ,844i を閉じさせ、算術論理演算ユ
ニット(ALUi)814i によるレジスタ(Rij)
808i ,810i ,812i の読み出しおよび書き込
みを可能とする。また、図6〔S13〕の処理に示すよ
うに、制御回路852は水平期間k+1においても水平
期間kと同様に、入力端子INTから入力される水平期
間k+1の画素値Di をレジスタ(Ri)806i に記
憶させる。同時に図6〔S14〕の処理に示すように、
制御回路852は、算術論理演算ユニット(ALUi)
814i を制御してレジスタ(Rij)808i ,81
i ,812i に記憶されたデータを用いて演算処理を
行い、その演算処理結果Qi を(Ri1)810iに戻
す。
【0015】次に、図6〔T4〕に示す水平ブランキン
グ期間k+1において、〔S15〕の処理に示すよう
に、制御回路852は所定のアドレス信号ADRSを生
成してアドレスデコーダ850に読み出し信号RW1お
よび書き込み信号WWを有効化させ、スイッチ(Ti
j)842i およびスイッチ(Ti)828i を閉じさ
せる。続いて制御回路852は、算術論理演算ユニット
(ALUi)814i を制御して(Ri1)810i
記憶されている演算処理結果Qi を読み出しビット線R
Bi、算術論理演算ユニット(ALUi)814i 、お
よび、書き込みビット線WBiを介してレジスタ(R
i)806i に記録させる。次に、図6〔T5〕に示す
水平期間k+2において、〔S16〕〜〔S18〕の処
理に示すように、水平期間kにおいてと同様に入力端子
RPTにリードポインタ信号RPが有効化され、単位遅
延素子(Gi)802i により順次遅延を受けてスイッ
チ(Vi)826i に対して出力される。スイッチ(V
i)826iは、順次レジスタ(Ri)806i に記憶
されている演算処理結果Qi を並列プロセッサ8の出力
端子OUTTに対して出力する。従って、各単位プロセ
ッサ80i の1ライン分の演算処理結果Qi が出力端子
OUTTから順番に、画素値D i と同じデータレートで
シリアルに出力される。
【0016】さらに、図6〔T6〕〜〔T8〕に示す水
平ブランキング期間k+2〜水平ブランキング期間k+
3の処理に示すように、水平期間k+1,k+2,…に
おいて並列プロセッサ8に入力された画素値Di につい
ても、並列プロセッサ8において上述した各処理が行わ
れ、その演算処理結果Qi が順次出力端子OUTTから
出力されてゆく。なお並列プロセッサ8の動作は、図6
を参照して後述する本発明の並列プロセッサ1のHDT
V方式の映像信号の画素値Di についての演算処理の第
2の動作と共通している。
【0017】以上説明した並列プロセッサ8において
は、アドレスデコーダ850と制御回路852とは全て
の単位プロセッサ80i に対してそれぞれ1個ずつあれ
ばよい。すなわち並列プロセッサ8は、1水平期間(1
H)分の画素数mと同数のプロセッサエレメント(単位
プロセッサ80i )を有するSIMD(SingleI
nstruction Mutiple Data)方
式の並列プロセッサである。映像信号の処理において
は、全ての画素値Di に対して同一の演算処理を行うの
が普通であるため、SIMD方式により問題なく演算処
理を行うことができる。またSIMD方式の並列プロセ
ッサ8は、アドレスデコーダ850と制御回路852を
各単位プロセッサ80i に対して共通に設ければよいの
で、回路規模が小さくなるという点で有利である。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】従来からの方式、例え
ばNTSCによる映像信号の1水平期間の画素数は1,
000個程度であるのに対し、HDTV方式の映像信号
の1水平期間の画素数は2,000個程度である。SV
P演算処理装置は、1水平期間について1水平期間分の
画素値を処理するように構成されているので、SVP演
算処理装置の単位プロセッサ80i の数も2,000個
とする必要がある。
【0019】現在の半導体装置の製造技術によれば、S
VP演算処理装置の単位プロセッサ80i の数を2,0
00個程度にすることは可能である。しかし、並列プロ
セッサ8においては、従来からの方式による映像信号も
最近の方式による映像信号も演算処理されることが多
い。従って、回路に無駄が生じるという問題がある。
【0020】具体的には、SVP演算処理装置をHDT
V方式の映像信号をも処理可能なように単位プロセッサ
80i を2,000個設けて構成したSVP演算処理装
置を用いてHDTV方式の映像信号を処理する場合に
は、全ての単位プロセッサが処理に用いられることにな
り無駄は生じない。反対に、同じ装置によりNTSC方
式の映像信号の演算を行った場合には1,000個の単
位プロセッサ80i が使用されないことになり無駄が生
じるという問題がある。つまりSVP演算処理装置にお
いて処理の単位となるデータの数が異なる種類の信号を
扱う場合には、データ数が最も多い種類のデータ数だけ
単位プロセッサ80i を設ける必要があり、このような
SVP演算処理装置は、それよりもデータ数が少ない信
号に対してはオーバースペックとなる問題がある。
【0021】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、当該並列プロセッサ装置が処理
の対象とする複数の種類の信号の内、処理の単位となる
データ数が少ない信号の処理を行う場合に、最もデータ
数が多い信号に対応して設けられた単位プロセッサの内
の余った単位プロセッサを用いて効率のよい処理を行う
ことが可能な並列プロセッサ装置を提供することを目的
とする。また、処理の単位となるデータ数が同一である
場合には、従来の装置よりも複雑かつ高度な演算処理を
行うことが可能な並列プロセッサ装置を提供することを
第2の目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の並列プロセッサ装置は、1周期あたりのデー
タ数が異なる入力信号に演算処理を行う並列プロセッサ
装置であって、それぞれ、1データごとの演算処理を行
う単位演算ユニットを所定の数だけ設けた複数の単位演
算ユニット群を具備し、前記入力信号の1周期当たりの
データを処理可能なだけ前記単位演算ユニットが直列に
接続されるように、前記単位演算ユニット群をそれぞれ
直列に結合し、それらの前記複数の単位演算ユニットを
同じ演算処理を行うように演算ユニットを構成し、前記
それぞれの単位演算ユニットは、前記周期的に入力され
る入力信号の内、対応するデータを受入れ、前記周期ご
とに所定の演算処理を行うように構成され、前記演算ユ
ニットごとに前記入力信号に演算処理を行う。
【0023】好適には、前記演算ユニットが複数構成さ
れた場合には、これらの複数の演算ユニットは直列に結
合され、それぞれの該演算ユニットは前記周期ごとに所
定の演算処理を行い、次段に結合された該演算ユニット
に演算処理の結果を出力するように構成されている。好
適には、前記複数の演算ユニットは、それぞれ所望の演
算処理を分割してその一部ずつを行い、該複数の演算ユ
ニット全体で該所望の演算処理を行う。好適には、前記
単位演算ユニットは、隣接する単位演算ユニットとデー
タの交換が可能なように構成されている。
【0024】好適には、前記単位演算ユニットは、レジ
スタ手段と、演算手段とを有し、前記レジスタ手段は、
それぞれの周期の第1のタイミングにおいて入力される
前記入力信号のうち対応するデータまたは前記前段の単
位演算ユニットそれぞれの演算処理の結果を受入れ、該
第1のタイミングの後の第2のタイミングで該受け入れ
たデータを前記演算手段に対して出力し、前記演算手段
は、次の周期の第1のタイミングで前記演算処理を行
い、該次の周期の第2のタイミングで該演算処理の結果
を前記レジスタ手段に対して出力し、前記レジスタ手段
は該入力された前記演算処理の結果を、前段のレジスタ
手段の演算処理の結果の出力に続けて、連続的に出力す
る。好適には、前記入力信号は直列形式の映像信号であ
り、前記映像信号のデータは該映像信号の1水平期間分
の画素それぞれの画素データであり、前記周期の第1の
タイミングは1水平期間であり、前記周期の第2のタイ
ミングは1水平ブランキング期間である。
【0025】
【作用】単位演算ユニット群のデータ入力手段は、最前
段の単位演算ユニット群にあっては当該並列プロセッサ
装置に直列形式に入力された入力信号、あるいは、最前
段以外の単位演算ユニット群にあっては前置された単位
演算ユニット群から直列に入力された入力信号を、入力
信号を構成するデータの最小単位に分離して対応する単
位演算ユニットそれぞれに供給する。なお、前記入力信
号は、例えばNSTC方式およびHDTV方式の映像信
号であり、入力信号を構成するデータの最小単位は、例
えばこれらの映像信号の画素ごとのデータ(画素値)で
ある。
【0026】単位演算ユニット群の単位演算ユニットそ
れぞれは、供給されたデータに対して同一の演算処理を
行って、それぞれの演算処理結果をデータ出力手段に供
給する。単位演算ユニット群のデータ出力手段は、単位
演算ユニット群の各単位演算ユニットの演算処理結果を
シリアル形式の出力信号に変換して出力する。
【0027】複数の単位演算ユニット群を直列に結合し
て演算ユニットを構成し、演算ユニットの単位演算ユニ
ットそれぞれに対応する入力信号を入力して演算処理を
行わせることにより、単位演算ユニット群単体では演算
処理を行うことができないデータ長の入力信号の処理を
行わせる。また、入力信号が当該並列プロセッサに含ま
れる1個、または、全体の整数分の1の数の単位演算ユ
ニット群で演算処理することができるデータ長である場
合には、1個の単位演算ユニット群または複数の単位演
算ユニット群で構成した演算ユニットを構成し、前置さ
れた(前段の)演算ユニットの演算結果を後置された
(後段の)演算ユニットの入力信号として、いわゆるパ
イプライン処理を行わせることにより、従来の並列プロ
セッサ装置に比べて複雑かつ高度な処理を行う。
【0028】
【実施例1】以下、図1〜図6を参照して本発明の並列
プロセッサ装置の実施例を説明する。本発明の並列プロ
セッサ1は図示の都合上、第1並列プロセッサ10と第
2並列プロセッサ20に2分割して図示してあり、図1
は、第1の実施例における本発明の並列プロセッサ1の
第1並列プロセッサ10の構成を示す図であり、図2
は、第1の実施例における本発明の並列プロセッサ1の
第2並列プロセッサ20の構成を示す図である。なお、
図1および図2中の(S160)〜(S214n+1)
の符号は、第1並列プロセッサ10と第2並列プロセッ
サ20との間の信号接続を示す。
【0029】図1および図2に示す並列プロセッサ1
は、例えば複数方式のディジタル形式の映像信号NTS
C方式およびHDTV方式の映像信号について、フレー
ム間動き検出処理等の演算処理を行う。並列プロセッサ
1は、n個の単位プロセッサ(プロセッサエレメント)
100 i (i=1,2,…,n、以下同じ)と(m−
n)個の単位プロセッサ200p(p=n+1,n+
2,…,m、以下同じ)をそれぞれ有する2個のSIM
D(Single Instruction Mult
iple Data)方式の並列プロセッサ装置、すな
わち、第1並列プロセッサ10と第2並列プロセッサ2
0が直列に接続されている構成になっていおり、入力さ
れるデータがNTSC方式の映像信号のものであるか、
HDTV方式の映像信号のものであるかで、セレクタの
設定によりその接続が変更可能なように構成されてい
る。ここで、m,nは整数であって、例えば1≦n≦m
/2<mの関係にあり、並列プロセッサ1がNTSC方
式およびHDTV方式の映像信号を処理する場合には、
ここで例えばmは約2,000、nは約1,000であ
り、m/2=nである。
【0030】これら2個の並列プロセッサ装置を直列に
接続し、これらが並列的に映像信号に対する演算処理を
行うことにより、並列プロセッサ1は、処理の単位とな
るデータ数が多いHDTV方式の映像信号については、
上述のSVP演算処理装置(並列プロセッサ8)と同等
の演算処理を1水平期間に行うことができ、NTSC方
式の映像信号については、並列プロセッサ8の2倍の量
の演算処理を行うことができる。
【0031】つまり、NSTC方式の映像信号を演算処
理する場合、並列プロセッサ8においては並列プロセッ
サ1の第1並列プロセッサ10に対応する部分のみが実
効的に動作し、第2並列プロセッサ20に対応する部分
は実効的な演算処理を行うことはない。これに対し、並
列プロセッサ1においては第1並列プロセッサ10と第
2並列プロセッサ20とがパイプライン演算処理を行う
ことにより、第2並列プロセッサ20をも有効に利用し
てより高度な演算処理を行う。
【0032】まず、図1を参照して本発明の並列プロセ
ッサ1の第1並列プロセッサ10の構成を説明する。第
1並列プロセッサ10は、例えばNTSC方式の映像信
号の1水平期間(1ライン、あるいは、1H)あるいは
HDTV方式の映像信号の1/2水平期間に含まれるn
個の画素それぞれに対応する単位プロセッサ100i
有するSIMD方式の並列プロセッサである。単位プロ
セッサ1001 〜100n は、NTSC方式の映像信号
の1ラインに含まれる画素数nと同数、各画素に対応し
て設けられており、それぞれレジスタ(Ri)10
i 、レジスタ(Rij)108i ,110i ,112
i 、算術論理演算ユニット(ALUi)114i 、スイ
ッチ(Ui)116i 、スイッチ(Si)118i 、ス
イッチ(Vi)126i 、スイッチ(Ti)128i
スイッチ(Sij)120i ,122i ,124i 、お
よび、スイッチ(Tij)140i ,142i ,144
i (j=0,1,2)から構成されている。
【0033】単位遅延素子(Gi)102i は直列に接
続されており、各単位遅延素子(Gi)102i は、そ
れぞれ並列プロセッサ1の入力端子RPATから入力さ
れたリードポインタ信号RPAに1画素分の演算処理結
果が出力される時間だけ遅延を与える。単位遅延素子
(Gn)102n から出力されたリードポインタ信号R
PAは、セレクタ(SRP)160を介して第2並列プ
ロセッサ20の単位遅延素子(G(n+1))202
n+1 に対して出力される(図1(S160))。
【0034】単位遅延素子(Hi)104i は直列に接
続されており、各単位遅延素子(Hi)104i は、そ
れぞれ並列プロセッサ1の入力端子WPTから入力され
たライトポインタ信号WPに映像信号の1画素分の画素
値が入力される時間だけ遅延を与える。単位遅延素子
(Hn)104n から出力されたライトポインタ信号W
Pは、セレクタ(SWP)162を介して第2並列プロ
セッサ20の単位遅延素子(Hi)2041 に入力され
る(図1(S162))。
【0035】レジスタ(Ri)106i は、それぞれ例
えば8ビット幅のレジスタであって、入力端子がスイッ
チ(Ui)116i を介して並列プロセッサ1の入力端
子INTに、スイッチ(Ti)118i を介して算術論
理演算ユニット(ALUi)114i の書き込みビット
線WBiに接続され、出力端子がスイッチ(Vi)12
i を介して並列プロセッサ1のセレクタ(SRP)1
60に、スイッチ(Ti)128i を介して算術論理演
算ユニット(ALUi)114i の読み出しビット線R
Biに接続されている。レジスタ(Ri)106i は、
スイッチ(Ui)116i を介して並列プロセッサ1の
入力端子INTから入力された画素値Di またはスイッ
チ(Ti)118i を介して算術論理演算ユニット(A
LUi)114i の書き込みビット線WBiから入力さ
れた演算処理結果Qi を保持し、保持したデータをスイ
ッチ(Vi)126i を介して第1並列プロセッサ10
のセレクタ(Sin)164、または、スイッチ(So
ut)166およびスイッチ(Ti)128i を介して
算術論理演算ユニット(ALUi)114i の読み出し
ビット線RBiに対して出力する。
【0036】スイッチ(Ui)116i は、ライトポイ
ンタ信号WPが有効化(アサート、論理値1に)された
場合のみに、第1並列プロセッサ10の入力端子INT
からの画素値Di をレジスタ(Ri)106i に対して
出力して保持させる。スイッチ(Si)118i は、ア
ドレスデコーダ(ADA)150から印加される書き込
み信号WWAが有効化された場合のみに、算術論理演算
ユニット(ALUi)114i からの演算処理結果Qi
をレジスタ(Ri)106i に書き込む。
【0037】スイッチ(Vi)126i は、ライトポイ
ンタ信号WPが有効化された場合のみに、レジスタ(R
i)106i に保持されたデータを読み出して第1並列
プロセッサ10のセレクタ(Sin)164およびスイ
ッチ(Sout)166に対して出力する。スイッチ
(Ti)128i は、アドレスデコーダ150から印加
される読み出し信号RWAが有効化された場合のみに、
レジスタ(Ri)106i に保持されたデータを算術論
理演算ユニット(ALUi)114i の読み出しビット
線RBiに対して出力する。なお、単位遅延素子(G
i)102i 、単位遅延素子(Hi)104i 、レジス
タ(Ri)106i 、スイッチ(Ui)116i 、スイ
ッチ(Si)118i、スイッチ(Vi)126i 、お
よび、スイッチ(Ti)128i はシフトレジスタ(S
RA)12を構成している。
【0038】レジスタ(Rij)108i ,110i
112i は、それぞれスイッチ(Sij)120i ,1
22i ,124i およびスイッチ(Ui)116i を介
して入力される算術論理演算ユニット(ALUi)11
i の演算処理結果Qi または画素値Di を保持し、保
持したデータをスイッチ(Tij)140i ,14
i ,144i およびスイッチ(Vi)126i を介し
て第1並列プロセッサ10のセレクタ(SWP)162
およびスイッチ(Sout)166に対して出力する。
つまり、レジスタ(Rij)108i ,110i ,11
i は算術論理演算ユニット(ALUi)114i の処
理に係るデータ、例えば現フレーム、前フレームの画素
値Di 、および、演算処理の中間結果等を記憶するレジ
スタとして動作する。
【0039】スイッチ(Sij)120i ,122i
124i は、それぞれアドレスデコーダ150から印加
される書き込み信号WW0A,WW1A,WW2Aが有
効化された場合のみに、算術論理演算ユニット(ALU
i)114i の演算処理結果Qi または画素値Di をレ
ジスタ(Rij)108i ,110i ,112i に書き
込む。スイッチ(Tij)140i ,142i ,144
i は、それぞれアドレスデコーダ150から印加される
書き込み信号RW0A,RW1A,RW2Aが有効化さ
れた場合のみに、レジスタ(Rij)108i ,110
i ,112i に保持されたデータを読み出してスイッチ
(Vi)126i を介して第1並列プロセッサ10のセ
レクタ(Sin)164およびスイッチ(Sout)1
66に対して出力する。レジスタ(Rij)108i
110i ,112i 、スイッチ(Sij)120i ,1
22i ,124i 、スイッチ(Tij)140i ,14
i ,144iはレジスタ群14i を構成する。なお、
図示の簡略化のためにレジスタ群14iのレジスタ数を
3個としているが、実用的にはレジスタ群14i のレジ
スタ数は128〜1024個程度となるのが普通であ
る。
【0040】セレクタ(SRP)160は、制御回路1
52の制御により信号RPB(a)または単位遅延素子
(Gi)102n の出力信号(b)を選択して第2並列
プロセッサ20に対して出力する(図1(S16
0))。セレクタ(SWP)162は、制御回路152
の制御によりリードポインタ信号RPA(a)または単
位遅延素子(Hn)104n の出力信号(b)を選択し
て第2並列プロセッサ20に対して出力する(図1(S
162))。セレクタ(Sin)164は、制御回路1
52の制御により入力端子INTから入力される画素値
i (a)または各単位プロセッサ100i から出力さ
れてきた演算処理結果Qi (b)を選択して第2並列プ
ロセッサ20に対して出力する(図1(S164))。
スイッチ(Sout)166は、制御回路152の制御
により開閉し、閉じた場合に演算処理結果Qi を第2並
列プロセッサ20に対して出力する(図1(S16
6))。
【0041】セレクタ(SX)168は、制御回路15
2の制御により、算術論理演算ユニット(ALUn+
1)214n+1 からの入力信号(a)または数値0
(b)を選択して算術論理演算ユニット(ALUn)1
14n に対して出力する(図1(S214n+1))。
算術論理演算ユニット(ALUi)114i は、読み出
しビット線RBiから画素値Di 、あるいは、レジスタ
群14i に記憶されたデータ等を読み込んで演算処理、
例えばフレーム間動き検出処理等を行って、その演算処
理結果Qi あるいは中間結果を、書き込みビット線WB
iからレジスタ群14i または第1並列プロセッサ10
のセレクタ(Sin)164およびスイッチ(Sou
t)166に対して出力する。
【0042】ここで、読み出しビット線RBiは算術論
理演算ユニット(ALUi)114 i のリードビット線
であり、算術論理演算ユニット(ALUi)114
i は、スイッチ(Ti)128i 、スイッチ(Tij)
140i ,142i ,144i をアドレスデコーダ15
0を介して適切に制御することにより、レジスタ(R
i)106i およびレジスタ群14i に記憶されたデー
タを読み出すことができる。また、書き込みビット線W
Biは算術論理演算ユニット(ALUi)114i のラ
イトビット線であり、算術論理演算ユニット(ALU
i)114i は、スイッチ(Si)118i 、スイッチ
(Sij)120i ,122i ,124i をアドレスデ
コーダ150を介して適切に制御することにより、レジ
スタ(Ri)106i およびレジスタ群14i に演算処
理結果Qi 等のデータを書き込むことができる。
【0043】さらに、算術論理演算ユニット(ALU
i)114i はそれぞれ隣接した単位プロセッサ10
i+1 ,10i-1 のレジスタ群14i+1 ,14i-1 のデー
タを利用した演算処理を行うためにデータバスXi ,Y
i+1 を有している。データバスX i は算術論理演算ユニ
ット(ALUi)114i がレジスタ群14i+1 からデ
ータを読み出すために用いられ、データバスYi+1 は算
術論理演算ユニット(ALUi)114i がレジスタ群
14i-1 からデータを読み出すために用いられる。すな
わち、制御回路152は算術論理演算ユニット(ALU
i+1)114i+1を制御して、レジスタ群14i+1
記憶されているデータを書き込みビット線WBi+1を
介して読み出させ、算術論理演算ユニット(ALUi+
1)114i+ 1 からデータバスXi を介して算術論理演
算ユニット(ALUi)114i に対して出力させる。
また逆に、制御回路152は算術論理演算ユニット(A
LUi)114i を制御して、レジスタ群14i に記憶
されているデータを書き込みビット線WBiを介して読
み出させ、算術論理演算ユニット(ALUi)114i
からデータバスYi+1 を介して算術論理演算ユニット
(ALUi+1)114i+ 1 に対して出力させる。
【0044】なお図1に示すように、データバスY1
接続されるべき算術論理演算ユニット(ALUi)11
i は存在しないので、データバスY1 には数値0が入
力されている。また、算術論理演算ユニット算術論理演
算ユニット(ALUn)114n へのデータバスX
n は、セレクタ(SX)168を介して算術論理演算ユ
ニット(ALUn+1)214n+1 (図1(S214n
+1))、または、数値0を示す信号に接続され、デー
タバスYn+1 は算術論理演算ユニット(ALUn+1)
214n+1 に接続される(図1(S114n))。これ
らのデータバスXi ,Yi+1 により、算術論理演算ユニ
ット(ALUi)114i はレジスタ群14i+1 に記憶
されているデータを用いて演算処理を行うことも可能で
ある。
【0045】制御回路(CA)152は、アドレス信号
ADRSおよび各算術論理演算ユニット(ALUi)1
14i を制御する制御信号CTRLAを生成し、それぞ
れ各算術論理演算ユニット(ALUi)114i および
アドレスデコーダ150に対して出力する。また、制御
回路(CA)152は、セレクタ(SRP)160、セ
レクタ(SWP)162、セレクタ(Sin)164、
セレクタ(SX)168、および、スイッチ(Sou
t)166を制御して並列プロセッサ1の内部構成を変
更する。アドレスデコーダ150は、制御回路152が
生成したアドレス信号ADRSをデコードして書き込み
信号WWB,WW0B,WW1B,WW2Bおよび読み
出し信号RWB,RW0B,RW1B,RW2Bを有効
化して各レジスタ(Ri)106i および各レジスタ群
14i に対して出力し、これらのスイッチおよびセレク
タを制御する。コンソール154は、並列プロセッサ1
の利用者のデータ入力により、制御回路152および後
述する第2並列プロセッサ20の制御回路252に対し
て、例えば第1並列プロセッサ10と第2並列プロセッ
サ20との接続関係、すなわち、セレクタ(SRP)1
60、セレクタ(SWP)162、セレクタ(Sin)
164、セレクタ(SX)168、セレクタ(SY)2
60、および、スイッチ(Sout)166の接続を制
御する情報等を設定する。
【0046】次に、図2を参照して本発明の並列プロセ
ッサ1の第2並列プロセッサ20の構成を説明する。第
2並列プロセッサ20は、第1並列プロセッサ10と類
似の構成を有する、例えばHDTV方式の映像信号の1
水平期間に含まれる第n+1〜m番目の画素、あるい
は、第1並列プロセッサ10で処理されている画素値D
i の水平期間と異なる水平期間の(m−n)個の画素そ
れぞれに対応する単位プロセッサ200 p を有するSI
MD方式の並列プロセッサ装置である。なお上述のよう
に第1の実施例においては、例えばm−n=nである。
すなわち第2並列プロセッサ20は、第1並列プロセッ
サ10からの演算処理結果Qi または第1並列プロセッ
サ10の入力端子INTから入力される画素値Dn+1
m (以下、画素値Dn+1 〜Dm を画素値Dp と略記す
る)について演算処理を行う。すなわち、第2並列プロ
セッサ20はHDTV方式の画素値Dpの内、第1並列
プロセッサ10からはみ出してしまう部分(Dn+1 〜D
m =Dp)について演算処理を行い、あるいは、第1並
列プロセッサ10で画素値Di について行われた第1の
演算処理結果Qi について第2の演算処理を行って、演
算処理結果Qp として出力する。
【0047】単位プロセッサ200n+1 〜200m は、
NTSC方式の映像信号の1ラインに含まれる画素数n
とHDTV方式の映像信号の1ラインに含まれる画素数
mとの差と同数(m−n)個だけ、第n+1〜第m番目
の各画素に対応して設けられており、それぞれレジスタ
(Rp)206p 、レジスタ(Rpj)208p ,21
p ,212p 、算術論理演算ユニット(ALUp)2
14p 、スイッチ(Up)216p 、スイッチ(Sp)
218p 、スイッチ(Vp)226p 、スイッチ(T
p)228p 、スイッチ(Spj)220p ,22
p ,224p 、および、スイッチ(Tpj)24
p ,242p ,244p から構成されている。
【0048】単位遅延素子(Gp)202p は直列に接
続されており、各単位遅延素子(Gp)202p は、そ
れぞれ第1並列プロセッサ10のセレクタ(SRP)1
60を介して入力されたリードポインタ信号RPBまた
は単位遅延素子(Gn)102n の出力信号(信号SR
P、図2(S160))に1画素分の演算処理結果Q i
が出力される時間だけ遅延を与える。単位遅延素子(H
p)204p は直列に接続されており、各単位遅延素子
(Hp)204p は、それぞれ第1並列プロセッサ10
のセレクタ(SWP)162を介して入力されたリード
ポインタ信号RPAまたは単位遅延素子(Hn)104
n の出力信号(信号WRP、図2(S162))に映像
信号の1画素に対応する遅延時間を与える。
【0049】レジスタ(Rp)206p は、それぞれ例
えば8ビット幅のレジスタであって、入力端子がスイッ
チ(Up)216p を介して第1並列プロセッサ10の
セレクタ(Sin)164に(図2(S164))、ス
イッチ(Tp)218p を介して算術論理演算ユニット
(ALUp)214p の書き込みビット線WBpに接続
され、出力端子がスイッチ(Vp)226p を介して出
力端子OUTTに、スイッチ(Tp)228p を介して
算術論理演算ユニット(ALUp)214p の読み出し
ビット線RBpに接続されている。レジスタ(Rp)2
06p は、スイッチ(Up)216p を介して第1並列
プロセッサ10のセレクタ(Sin)164から入力さ
れた画素値Dp (図2(S166))またはスイッチ
(Tp)218p を介して算術論理演算ユニット(AL
Up)214p の書き込みビット線WBpから入力され
た演算処理結果Qp を保持し、保持したデータを並列プ
ロセッサ1の出力端子OUTTまたはスイッチ(Tp)
228p を介して算術論理演算ユニット(ALUp)2
14p の読み出しビット線RBpに対して出力する。
【0050】スイッチ(Up)216p は、ライトポイ
ンタ信号WPが有効化された場合のみに、並列プロセッ
サ1の入力端子INTからの画素値Dp をレジスタ(R
p)206p に対して出力して保持させる。スイッチ
(Sp)218p は、アドレスデコーダ(ADB)25
0から入力される書き込み信号WWBが有効化された場
合のみに、算術論理演算ユニット(ALUp)214p
からの演算処理結果Qp をレジスタ(Rp)206p
書き込む。
【0051】スイッチ(Vp)226p は、ライトポイ
ンタ信号WPが有効化された場合のみに、レジスタ(R
p)206p に保持されたデータを読み出して出力端子
OUTTに対して出力する。スイッチ(Tp)228p
は、アドレスデコーダ250から印加される読み出し信
号RWBが有効化された場合のみに、レジスタ(Rp)
206p に保持されたデータを算術論理演算ユニット
(ALUp)214p の読み出しビット線RBpに対し
て出力する。単位遅延素子(Gp)202p 、単位遅延
素子(Hp)204p 、レジスタ(Rp)206p 、ス
イッチ(Up)216p 、スイッチ(Sp)218p
スイッチ(Vp)226p 、および、スイッチ(Tp)
228p はシフトレジスタ(SRB)22を構成してい
る。
【0052】レジスタ(Rpj)208p ,210p
212p は、それぞれスイッチ(Spj)220p ,2
22p ,224p およびスイッチ(Up)216p を介
して入力される算術論理演算ユニット(ALUp)21
p の演算処理結果Qp 、または、画素値Dp を保持
し、保持したデータをスイッチ(Tpj)240p ,2
42p ,244p およびスイッチ(Vp)226p を介
して並列プロセッサ1の出力端子OUTTに対して出力
する。つまり、レジスタ(Rpj)208p ,21
p ,212p は算術論理演算ユニット(ALUp)2
14p の処理に係るデータ、例えば現フレーム、前フレ
ームの画素値Dp 、および、演算処理の中間結果等を記
憶するレジスタとして動作する。
【0053】スイッチ(Spj)220p ,222p
224p は、それぞれアドレスデコーダ250から印加
される書き込み信号WW0B,WW1B,WW2Bが有
効化された場合のみに、算術論理演算ユニット(ALU
p)214p の演算処理結果Qp または画素値Dp をレ
ジスタ(Rpj)208p ,210p ,212p に書き
込む。スイッチ(Tpj)240p ,242p ,244
p は、それぞれアドレスデコーダ250から印加される
書き込み信号RW0B,RW1B,RW2Bが有効化さ
れた場合のみに、レジスタ(Rpj)208p ,210
p ,212p に保持されたデータを読み出してスイッチ
(Vp)226p を介して並列プロセッサ1の出力端子
OUTTに対して出力する。レジスタ(Rpj)208
p ,210p ,212p 、スイッチ(Sp)j22
p ,222p ,224p 、および、スイッチ(Tp
j)240p ,242p ,244p はレジスタ群24p
を構成する。なお、第1並列プロセッサ10の構成でも
述べたように、図示の簡略化のためにレジスタ群24p
のレジスタ数を3個としているが、実用的にはレジスタ
群24p のレジスタ数は128〜1024個程度とな
る。
【0054】算術論理演算ユニット(ALUp)214
p は、読み出しビット線RBpから画素値Dp 、あるい
は、レジスタ群24p に記憶されたデータ等を読み込ん
で演算処理、例えばフレーム間動き検出処理等を行っ
て、その演算処理結果Qp あるいは中間結果を、書き込
みビット線WBpからレジスタ群24p または並列プロ
セッサ1の出力端子OUTTに対して出力する。ここ
で、読み出しビット線RBpは算術論理演算ユニット
(ALUp)214 p のリードビット線であり、算術論
理演算ユニット(ALUp)214p は、スイッチ(T
p)228p およびスイッチ(Tpj)240p ,24
p ,244 p をアドレスデコーダ250を介して適切
に制御することにより、レジスタ(Rp)206p およ
びレジスタ群24p に記憶されたデータを読み出すこと
ができる。また、書き込みビット線WBpは算術論理演
算ユニット(ALUp)214 p のライトビット線であ
り、算術論理演算ユニット(ALUp)214p は、ス
イッチ(Sp)218p およびスイッチ(Spj)22
p ,222p ,224 p をアドレスデコーダ250を
介して適切に制御することにより、レジスタ(Rp)2
06p およびレジスタ群24p に演算処理結果Qp 等の
データを書き込むことができる。
【0055】さらに、算術論理演算ユニット(ALU
p)214p はそれぞれ隣接した単位プロセッサ20
p+1 ,20p-1 のレジスタ群24p+1 ,24p-1 のデー
タを利用した演算処理を行うためにデータバスXp ,Y
p+1 を有している。データバスX p ,Yp+1 は、上述し
た第1並列プロセッサ10のデータバスXi ,Yi+1
同じ用途、つまり、算術論理演算ユニット(ALUp)
214p がレジスタ群24 p+1 からデータを読み出すた
めに用いられ、データバスYp+1 は算術論理演算ユニッ
ト(ALUp)214p がレジスタ群24p-1 からデー
タを読み出すために用いられる。すなわち、制御回路2
52は算術論理演算ユニット(ALUp+1)214
p+1 を制御して、レジスタ群24p+1 に記憶されている
データを書き込みビット線WBp+1を介して読み出さ
せ、算術論理演算ユニット(ALUp+1)214p+1
からデータバスXp を介して算術論理演算ユニット(A
LUp)214p に入力させる。また逆に、制御回路2
52は算術論理演算ユニット(ALUp)214p を制
御して、レジスタ群24p に記憶されているデータを読
み出しビット線RBpを介して読み出させ、算術論理演
算ユニット(ALUp)214p からデータバスYp+1
を介して算術論理演算ユニット(ALUp+1)214
p+1 に入力させる。
【0056】なお図2に示すように、算術論理演算ユニ
ット(ALUn+1)214n+1 のデータバスYn+1
セレクタ(SY)260を介して算術論理演算ユニット
(ALUn)114n のデータバスYn+1 (a)または
数値0を表す信号(b)に接続される(図2(S114
n))。また、算術論理演算ユニット(ALUn+1)
214n+1 のデータバスXn は算術論理演算ユニット
(ALUn)114n に接続される。これらのデータバ
スXn ,Yn+1 により、第1並列プロセッサ10の算術
論理演算ユニット(ALUi)114i と第2並列プロ
セッサ20の算術論理演算ユニット(ALUp)214
p との間でレジスタ群14i およびレジスタ群24p
記憶されたデータを共有することができる。
【0057】制御回路(CB)252は、アドレス信号
ADRSおよび各算術論理演算ユニット(ALUp)2
14p を制御する制御信号CTRLBを生成して各算術
論理演算ユニット(ALUp)214p およびアドレス
デコーダ250に対して出力するとともに、セレクタ
(SY)260を制御する。アドレスデコーダ250
は、制御回路252が生成したアドレス信号ADRSを
デコードして書き込み信号WWB,WW0B,WW1
B,WW2Bおよび読み出し信号RWB,RW0B,R
W1B,RW2Bを有効化して各レジスタ(Rp)20
p および各レジスタ群24p に印加し、これらのスイ
ッチおよびセレクタを制御する。
【0058】上述した並列プロセッサ1の各構成要素の
内、第1並列プロセッサ10および第2並列プロセッサ
20が本発明に係る単位演算ユニット群に相当し、結合
されていない場合には第1並列プロセッサ10および第
2並列プロセッサ20がそれぞれ本発明に係る演算ユニ
ットに相当し、結合された場合には第1並列プロセッサ
10と第2並列プロセッサ20とが合わせて本発明に係
る演算ユニットに相当する。第1並列プロセッサ10お
よび第2並列プロセッサ20においては、シフトレジス
タ12,22が本発明に係るシフトレジスタおよびデー
タ入力手段およびデータ出力手段に相当し、レジスタ群
14i 、算術論理演算ユニット(ALUi)114i
および、レジスタ群24p と算術論理演算ユニット(A
LUp)214p が本発明に係る単位演算ユニットに相
当する。
【0059】以下、図3および図4を参照して、並列プ
ロセッサ1の第1の動作、すなわち、並列プロセッサ1
が1水平期間のデータ数がn個以上の映像信号、例えば
NTSC方式の映像信号を演算処理する場合の動作を説
明する。図3は、図1および図2に示した本発明の並列
プロセッサ1の第1の動作のタイミングを説明する図で
あって、(A)は入力端子INTに入力される画素値D
i を示し、(B)は第1並列プロセッサの入力端子WP
Tに入力されるライトポインタ信号WPの波形を示し、
(C)は単位遅延素子(H1)1041 の出力信号の波
形を示し、(D)は単位遅延素子(Hn)104n の出
力信号の波形を示し、(E)は第1並列プロセッサの入
力端子RPATに入力されるリードポインタ信号RPA
の波形を示し、(F)は単位遅延素子(G1)1021
の出力信号の波形を示し、(G)は単位遅延素子(G
n)102n の出力信号の波形を示し、(H)は第1並
列プロセッサ10のセレクタ(Sin)164から出力
される演算処理結果Qi を示し、(I)は第2並列プロ
セッサ20の出力端子OUTTから出力される演算結果
(Qi )を示す。図4は、図1および図2に示した本発
明の並列プロセッサ1の処理内容を説明する図であっ
て、(A)は図1に示した第1並列プロセッサ10の第
1の処理内容を説明する図であり、(B)は図2に示し
た第2並列プロセッサ20の第1の処理内容を説明する
図である。この第1の動作は、NTSC方式の映像信号
の各画素値Di に第1並列プロセッサ10により第1の
演算処理を施した後に、これらの第1の演算処理結果Q
iを順次第2並列プロセッサ20に対して出力する。第
1の演算処理結果Qi についてさらに第2並列プロセッ
サ20において第2の演算処理を施して演算処理結果Q
p を出力する。つまり第1の動作においては、第1並列
プロセッサ10と第2並列プロセッサ20とが画素値D
i についてパイプライン処理により、後述する第1の演
算処理および第2の演算処理を行う。なお以下の説明に
おいては、第2並列プロセッサ20の演算処理結果Qp
は、第1並列プロセッサ10の第1の演算処理結果Qi
をさらに演算処理した結果として演算処理結果(Qi
と記してある。
【0060】まず、第1の動作における並列プロセッサ
1のスイッチおよびセレクタの接続を説明する。第1の
動作を行う場合、並列プロセッサ1の第1並列プロセッ
サ10のセレクタ(SRP)160は、図1に示す接点
aを選択し、リードポインタ信号RPBを選択して第2
並列プロセッサ20に対して出力する。なお、リードポ
インタ信号RPBはリードポインタ信号RPAと同じ信
号である。第1並列プロセッサ10のセレクタ(SW
P)162は、図1に示す接点a側を選択してリードポ
インタ信号RPAを選択して第2並列プロセッサ20に
対して出力する。セレクタ(Sin)164は、図1に
示す接点b側を選択し第1並列プロセッサ10の第1の
演算処理結果Qi を第2並列プロセッサ20に対して出
力する。スイッチ(Sout)166は接点を開く。従
って、第2並列プロセッサ20には第1並列プロセッサ
10が画素値Di について演算処理を行った結果の第1
の演算処理結果Qi が順次入力されることになる。
【0061】また、第1並列プロセッサ10のセレクタ
(SX)168は図1に示す接点b側を選択して数値0
を算術論理演算ユニット(ALUn)114n にデータ
バスXn を介して出力し、第2並列プロセッサ20のセ
レクタ(SY)260は図2に示す接点b側を選択して
数値0を算術論理演算ユニット(ALUn+1)214
n+1 に出力する。従って、第1並列プロセッサ10の算
術論理演算ユニット(ALUn)114n と第2並列プ
ロセッサ20の算術論理演算ユニット(ALUn+1)
214n+1 との間ではデータバスXn ,Yn+1 を介した
データの送受信は行われず、第1並列プロセッサ10と
第2並列プロセッサ20は独立した並列プロセッサ装置
として動作する。以上のスイッチおよび各セレクタの接
続は、コンソール154から出力された設定情報に従っ
て制御回路152により制御される。
【0062】まず、図3を参照して並列プロセッサ1の
動作タイミングを説明する。図3(A)に示すように、
第1並列プロセッサ10の入力端子INTから水平期間
k+4の画素値(Di "")および水平期間k+3の画素
値(Di "')が順次入力される。各水平期間の画素値D
1 が入力されると同時に、図3(B)に示すように第1
並列プロセッサ10の入力端子WPTに入力されるライ
トポインタ信号WPが有効化される。図3(C),
(D)に示すように、ライトポインタ信号WPは、単位
遅延素子(Hi)104i により順次1画素が並列プロ
セッサ1に入力される時間だけ遅延が与えられてゆく。
単位遅延素子(Hi)104i から出力されるライトポ
インタ信号WPが有効化された場合、対応するスイッチ
(Ui)116i は閉じてレジスタ(Ri)106i
入力端子INTから入力された画素値Di を順次書き込
んでゆく。従って、図3(A)に示す水平期間k+3,
k+4においては、図3(B)〜(D)に示すように、
第1並列プロセッサ10のレジスタ(Ri)106i
は画素値Di "',Di ""が順次書き込まれてゆく。
【0063】制御回路152は、所定のアドレス信号A
DRSAを生成してアドレスデコーダ150を制御し、
読み出し信号RWAを発生させて図3(A)に示す水平
ブランキング期間k+3,k+4においてスイッチ(T
i)128i を接続する。続いて制御回路152は、算
術論理演算ユニット(ALUi)114i にレジスタ
(Ri)106i に書き込まれた画素値Di "',Di ""
を読み出しビット線RBiを介して読み出させる。さら
に制御回路152は、所定のアドレス信号ADRSAを
生成してアドレスデコーダ150を制御し、書き込み信
号WW0Aを発生させてスイッチ(Si0)120i
接続する。続いて制御回路152は、算術論理演算ユニ
ット(ALUi)114i を制御して書き込みビット線
WBiおよびスイッチ(Si0)120i を介して画素
値Di "',Di ""を順次、例えばレジスタ(Ri0)1
08 i に書き込ませる。このように、ある水平期間に第
1並列プロセッサ10に読み込まれた画素値は、その次
の水平ブランキング期間にレジスタ群14i に取り込ま
れる。
【0064】画素値Di "',Di ""はそれぞれ、図3
(A)水平ブランキング期間k+3,k+4に続く水平
期間において、第1並列プロセッサ10の単位プロセッ
サ100i により所定の演算処理(第1の演算処理)が
施されて第1の演算処理結果Q i "',Qi ""となる。一
方、図3(A)に示す水平期間k+3,k+4において
は、水平期間k+2,k+3の画素値Di " ,Di "'が
単位プロセッサ100iにより演算処理が施されて演算
処理結果Qi " ,Qi "'となる。このように、ある水平
期間に第1並列プロセッサ10に入力された画素値は、
その次の水平期間において単位プロセッサ100i によ
り第1の演算処理が施され、第1の演算処理結果とな
る。
【0065】ここで単位プロセッサ100i による第1
の演算処理は上述のように、制御回路152が、演算処
理の内容に対応するアドレス信号ADRSAを生成して
アドレスデコーダ150を制御し、読み出し信号RW
A,RW0A,RW1A,RW2A,WWA,WW0
A,WW1A,WW2Aを生成させ、スイッチ(Si
j)120i ,122i ,124i およびスイッチ(T
ij)140i ,142i ,144i の開閉を制御して
レジスタ(Rij)108i ,110i ,112i と算
術論理演算ユニット(ALUi)114i とのデータパ
スの設定を行い、算術論理演算ユニット(ALUi)1
14i を制御してレジスタ群14i とのデータの読み出
しおよび書き込みを行わせ、また、算術論理演算ユニッ
ト(ALUi)114i を制御して全ての算術論理演算
ユニット(ALUi)114i に同一の演算処理を行わ
せることにより実行される。ある水平期間において、単
位プロセッサ100i により算出された第1の演算処理
の演算処理結果は、例えばレジスタ(Ri2)112i
に記憶される。
【0066】図3(A)に示す水平ブランキング期間k
+2,k+3,k+4において、の処理に示すように、
制御回路152は所定のアドレス信号ADRSAを生成
してアドレスデコーダ150を制御して読み出し信号R
W2Aを生成し、スイッチ(Ti2)144i を閉じさ
せ、算術論理演算ユニット(ALUi)114i を制御
してレジスタ(Ri2)112i からレジスタ(Ri)
106i に第1の演算処理結果Qi ’,Qi " ,Qi "'
を読み出させるとともに、制御回路152は所定のアド
レス信号ADRSAを生成してアドレスデコーダ150
を制御し、書き込み信号WWAを生成してスイッチ(S
i)118i を閉じさせてレジスタ(Ri)106i
第1の演算処理結果Qi ’,Qi " ,Qi "'を書き込ま
せる。ここで、第1の演算処理結果Qi ’,Qi " ,
Q"'は、それぞれ第1並列プロセッサ10に入力された
図3に図示しない水平期間k+1,k+2および図3に
示す水平期間k+3に入力された画素値Di ’,Di "
,Di "'が、図3に図示しない水平期間k+2および
図3に示す水平期間k+3,k+4において、第1並列
プロセッサ10により第1の演算処理が施されて生成さ
れた演算処理結果である。
【0067】次の図3に示す水平期間k+3,k+4,
k+5において、図3(E)に示すように、第1並列プ
ロセッサ10の入力端子RPATへのリードポインタ信
号RPAが有効化される。このリードポインタ信号RP
Aは、図3(F),(G)に示すように、単位遅延素子
(Gi)102i により順次1つの画素値Di に対応す
る演算処理結果が出力される時間だけ遅延が順次与えら
れる。単位遅延素子(Gi)102i の出力信号が有効
化されると、図3(H)に示すように、対応するスイッ
チ(Vi)126i は順次閉じ、レジスタ(Ri)10
i から第1の演算処理結果Qi ’,Qi " ,Qi "'を
順次読み出してセレクタ(Sin)164およびスイッ
チ(Sout)166に対して出力する。ここで、スイ
ッチ(Sout)166は開いているので、図2に示す
第2並列プロセッサ20の(S166)には信号が入力
されず、セレクタ(Sin)164は図1に示す接点a
側を選択しているので、図2に示す第2並列プロセッサ
20の(S164)には、水平期間k+3,k+4,k
+5において第1の演算処理結果Qi ’,Qi " ,
i "'が順次入力される。
【0068】また、セレクタ(SWP)162は、図1
に示す接点a側を選択しているので、リードポインタ信
号RPAは図2に示す第2並列プロセッサ20の(S1
62)にも入力される。リードポインタ信号RPは、単
位遅延素子(Hi)104iで1つの画素値Di が入力
される時間だけ遅延される。従って、第2並列プロセッ
サ20の単位遅延素子(Hp)204p の出力信号は図
3(F),(G)に示す単位遅延素子(Gi)102i
の出力信号と同じタイミングで有効化される。
【0069】図3(A)に示す水平期間k+3,k+
4,k+5において、単位遅延素子(Hp)204p
出力信号が有効化されると、対応するスイッチ(Up)
216 p は閉じて、第1並列プロセッサ10から入力さ
れた第1の演算処理結果Qi ’,Qi " ,Qi "'をスイ
ッチ(Rp)206p に書き込む。つまり、図3(A)
に示す水平期間k+3,k+4,k+5において、第1
並列プロセッサ10のスイッチ(Ri)106i に記憶
された第1の演算処理結果Qi ’,Qi " ,Qi "'は、
第1並列プロセッサ10からセレクタ(Sin)164
を介して第2並列プロセッサ20に対して出力され、さ
らに、第2並列プロセッサ20のレジスタ(Rp)20
p に書き込まれる。
【0070】ここで、第2並列プロセッサ20における
第2の演算処理の動作を説明する。第2並列プロセッサ
20による第2の演算処理も第1並列プロセッサ10に
おける第1の演算処理と同様の動作により行われる。制
御回路252は、所定のアドレス信号ADRSBを生成
してアドレスデコーダ250を制御し、読み出し信号R
WBを発生させて図3(A)に示す水平ブランキング期
間k+2,k+3,k+4においてスイッチ(Tp)2
28p を接続する。続いて制御回路252は、算術論理
演算ユニット(ALUi)214i にレジスタ(Rp)
206p に書き込まれた第1の演算処理結果Qi ’,Q
i " ,Q"'を読み出しビット線RBiを介して読み出さ
せる。
【0071】さらに制御回路252は、所定のアドレス
信号ADRSBを生成してアドレスデコーダ250を制
御し、書き込み信号WW0Bを発生させてスイッチ(S
pj)220p を接続する。続いて制御回路252は、
算術論理演算ユニット(ALUi)214i を制御して
書き込みビット線WBiおよびスイッチ(Spj)22
p を介して演算結果Qi ’,Qi " ,Q"'を順次、例
えばレジスタ(Rp0)208p に書き込ませる。この
ように、ある水平期間に第2並列プロセッサ20に読み
込まれた演算処理結果は、その次の水平ブランキング期
間にレジスタ群24i に取り込まれる。
【0072】画素値Qi ’,Qi " ,Q"'はそれぞれ、
図3(A)に示す水平ブランキング期間k+3,k+4
および図3に図示しない水平ブランキング期間k+5に
続く、水平期間k+4,k+5および図3に図示しない
水平期間k+6において、第2並列プロセッサ20の単
位プロセッサ200p により所定の演算処理(第2の演
算処理)が施されて第2の演算処理結果(Qi ’),
(Qi " ),(Q"')となる。ある水平期間に第2並列
プロセッサ20に入力された第1並列プロセッサ10の
第1の演算処理結果は、その次の水平期間において単位
プロセッサ200p により第2の演算処理が施され、第
2の演算処理結果となる。
【0073】ここで単位プロセッサ200p による第1
の演算処理は上述のように、制御回路252が、演算処
理の内容に対応するアドレス信号ADRSBを生成して
アドレスデコーダ250を制御し、読み出し信号RW
B,RW0B,RW1B,RW2B,WWA,WW0
B,WW1B,WW2Bを生成させ、スイッチ(Sp
j)220p ,222p ,224p およびスイッチ(T
pj)240p ,242p ,244p の開閉を制御して
レジスタ(Rpj)208p ,210p ,212p と算
術論理演算ユニット(ALUp)214p とのデータパ
スの設定を行い、算術論理演算ユニット(ALUp)2
14p を制御してレジスタ群24p とのデータの読み出
しおよび書き込みを行わせ、また、算術論理演算ユニッ
ト(ALUp)214p を制御して全ての算術論理演算
ユニット(ALUp)214p に同一の演算処理を行わ
せることにより実行される。ある水平期間において、単
位プロセッサ200p により算出された第2の演算処理
の演算処理結果は、例えばレジスタ(Rp2)112p
に記憶される。
【0074】ここで、図3(A)に示す水平期間k+3
においては、第1の演算処理結果Q i について第2の演
算処理が行われており、水平期間k+3の終わりにおい
てレジスタ(Rp)206p には演算処理結果(Qi
が記憶されている。図3(A)に示す水平ブランキング
期間k+2,k+3,k+4において、制御回路252
は所定のアドレス信号ADRSBを生成してアドレスデ
コーダ250を制御して読み出し信号RW2Bを生成
し、スイッチ(Tp2)244p を閉じさせ、算術論理
演算ユニット(ALUp)214p を制御してレジスタ
(Rp)2112p から第2の演算処理結果(Qi ),
(Qi ’),(Qi " )を読み出させとともに、制御回
路252は所定のアドレス信号ADRSBを生成してア
ドレスデコーダ250を制御し、書き込み信号WWBを
生成してスイッチ(Sp)218p を閉じさせてレジス
タ(Rp)206p に第2の演算処理結果(Qi),
(Qi ’),(Qi " )を書き込ませる。すなわち上述
したように、演算結果(Qi )〜(Qi "')は、それぞ
れ第1並列プロセッサ10に入力された画素値Di 〜D
i "'が、第1並列プロセッサ10により第1の第1の演
算処理結果Qi 〜Qi "'とされ、さらに第1の演算処理
結果Qi 〜Qi "'に第2並列プロセッサ20により第2
の演算処理が施されて並列プロセッサ1から出力された
第2の演算処理結果である。
【0075】次の水平期間k+4,k+5および図3に
図示しない水平期間k+6において、図3(E)に示す
ように、第1並列プロセッサ10のセレクタ(SWP)
162を介して、図2に示す(S162)に入力されて
いるリードポインタ信号RPAが有効化される。このリ
ードポインタ信号RPAは、単位遅延素子(Gp)20
p により順次1つの画素値Dp に対応する演算結果が
出力される時間だけ遅延が順次与えられる。水平期間k
+4,k+5および図3に図示しない水平期間k+6に
おいて、単位遅延素子(Gp)202p の出力信号が有
効化されると、図3(I)に示すように、対応するセレ
クタ(Vp)126p は順次閉じ、レジスタ(Rp)2
06 p から第2の演算処理結果(Qi ),(Qi ’),
(Qi " )を順次読み出して出力端子OUTTに出力す
る。
【0076】以下、図4を参照して並列プロセッサ1の
第1の動作をさらに説明する。なお、図4〔T1〕,
〔T3〕,…,〔T9〕に示した水平期間k,k+1,
…k+4の内の水平期間k+3,k+4および図4〔T
2〕,〔T5〕,…,〔T10〕に示した水平ブランキ
ング期間k,k+1,…k+4の内の水平ブランキング
期間k+2,k+3,k+4は、図3(A)に示した水
平ブランキング期間k+2,k+3,k+4に一致す
る。まず、図4〔T1〕,〔T3〕,〔T5〕,〔T
7〕,〔T9〕に示す水平期間k,k+1,…,k+4
において、図4(A)〔S11〕,〔S13〕,〔S1
6〕,〔S22〕,〔S29〕の処理に示すように、画
素値Di ,Di ’,…,Di ""が第1並列プロセッサ1
0の入力端子INTから順次入力されてレジスタ(R
i)106i に記憶される。
【0077】レジスタ(Ri)106i に記憶された画
素値Di ,Di ’,…,Di "'は、図4〔T2〕,〔T
4〕,〔T6〕,〔T8〕,〔T10〕に示す水平ブラ
ンキング期間k,k+1,…,k+4において、図4
(A)〔S12〕,〔S15〕,〔S20〕,〔S2
7〕,〔S35〕の処理に示すように、レジスタ(R
i)106i からレジスタ(Ri0)108i に読み出
される。さらに、レジスタ(Ri0)108i に記憶さ
れた画素値Di ,Di ’,…,Di "'は、図4〔T
3〕,〔T5〕,〔T7〕,〔T9〕に示す水平期間k
+1,…,k+4において、図4(A)〔S14〕,
〔S18〕,〔S24〕,〔S31〕の処理に示すよう
に、第1並列プロセッサ10の単位プロセッサ100i
により第1の演算処理が施され、第1の演算処理結果Q
i ,Qi ’,Qi " ,Q i "'となる。第1の演算処理結
果Qi ,Qi ’,Qi " ,Qi "'は、第1並列プロセッ
サ10のレジスタ(Ri)0112i に記憶され、図4
〔T5〕,〔T7〕,〔T9〕に示す水平期間k+2,
k+3,k+4において、図4(A)〔S17〕,〔S
23〕,〔S30〕の処理に示すようにレジスタ(Ri
0)112i から順次読み出されて第1並列プロセッサ
10のセレクタ(Sin)164を介して第2並列プロ
セッサ20に対して出力される。
【0078】第2並列プロセッサ20に入力された第1
の演算処理結果Qi ,Qi ’,Qi" は、図4〔T
5〕,〔T7〕,〔T9〕に示す水平期間k+2,k+
3,k+4において、図4(B)〔S19〕,〔S2
5〕,〔S32〕の処理に示すように、第2並列プロセ
ッサ20のレジスタ(Rp)206p に記憶される。レ
ジスタ(Rp)206p に記憶された第1の演算処理結
果Qi ,Qi ’,Q i " は、図4〔T6〕,〔T8〕,
〔T10〕に示す水平ブランキング期間k+2,k+
3,k+4において、図4(B)〔S21〕,〔S2
8〕,〔S36〕の処理に示すように、レジスタ(R
p)206p からレジスタ(Rp0)208 p に読み出
される。レジスタ(Rp0)208p に読み出された第
1の演算処理結果Qi ,Qi ’は、図4〔T7〕,〔T
9〕に示す水平期間k+3,k+4において、図4
(B)〔S26〕,〔S34〕の処理に示すように、単
位プロセッサ200p により第2の演算処理が施され
て、第2の演算処理結果(Qi ),(Q’)としてレジ
スタ(Rp2)212p に記憶される。
【0079】レジスタ(Rp2)212p に記憶された
第2の演算処理結果(Qi ),(Q i ’)は、図4〔T
7〕,〔T9〕に示す水平期間k+3,k+4におい
て、図4(B)〔S26〕,〔S34〕の処理に示すよ
うに、単位プロセッサ200pにより第2の演算処理が
施されてレジスタ(Rp2)212p に記憶される。レ
ジスタ(Rp2)212p に記憶された第2の演算処理
結果(Qi ),(Q i ’)は、図4〔T8〕,〔T1
0〕に示す水平ブランキング期間k+3,k+4におい
て、図4(B)〔S28〕,〔S36〕の処理に示すよ
うに、レジスタ(Rp2)212p から読み出されてレ
ジスタ(Rp)206p に記憶される。レジスタ(R
p)206p に記憶された第2の演算処理結果(Qi
は、図4〔T9〕に示す水平期間k+4において、図4
(B)〔S33〕の処理に示すように、レジスタ(R
p)206p から第2並列プロセッサ20の出力端子O
UTTに出力される。以上で本発明の並列プロセッサ1
の第1の動作の説明を終わる。
【0080】以下、図5および図6を参照して本発明の
並列プロセッサ1の第2の動作を説明する。図5は、図
1および図2に示した本発明の並列プロセッサ1の第2
の動作のタイミングを説明する図であって、(A)は第
1並列プロセッサ10の入力端子INTから入力される
画素値Di を示し、(B)は第1並列プロセッサ10の
入力端子WPTから入力されるライトポインタ信号WP
の波形を示し、(C)は単位遅延素子(H1)1041
の出力信号の波形を示し、(D)は単位遅延素子(H
2)1042 の出力信号の波形を示し、(E)は単位遅
延素子(Hn)104nの出力信号の波形を示し、
(F)は単位遅延素子(Hn+1)104n+1 の出力信
号の波形を示し、(G)は単位遅延素子(Hn+2)1
04n+2 の出力信号の波形を示し、(H)は単位遅延素
子(Hm)104m の出力信号の波形を示し、(I)は
第2並列プロセッサ20の出力端子OUTTから出力さ
れる演算処理結果Qi ,Qp を示す。図6は、図1およ
び図2に示した本発明の並列プロセッサ1の第2の処理
内容を説明する図である。
【0081】並列プロセッサ1の第2の動作は、第1並
列プロセッサ10と第2並列プロセッサ20を結合して
一体の並列プロセッサ装置とし、データ長mのHDTV
方式の映像信号を処理する動作である。なお、図6にお
いては、図示の簡略化のために、第2並列プロセッサ2
0の各部分の名称を省略して示してある。並列プロセッ
サ1の第2の動作においては、第1並列プロセッサ10
のセレクタ(SRP)160は図1に示す接点b側を選
択して単位遅延素子(Gn)102n の出力信号を第2
並列プロセッサ20に対して出力し、セレクタ(SW
P)162は図1に示す接点b側を選択して単位遅延素
子(Hn)104n の出力信号を第2並列プロセッサ2
0に対して出力し、セレクタ(Sin)164は図1に
示す接点a側を選択して入力端子INTから入力された
画素値Di をそのまま第2並列プロセッサ20に対して
出力し、スイッチ(Sout)166は閉じてレジスタ
(Ri)106i から出力される信号を第2並列プロセ
ッサ20に対して出力し、セレクタ(SX)168は、
図1に示す接点a側を選択してデータバスXn から入力
される信号を算術論理演算ユニット(ALUn)114
n に対して出力する。
【0082】また、第2並列プロセッサ20のセレクタ
SY260は、図2に示す接点a側を選択してデータバ
スYn+1 からの信号を算術論理演算ユニット(ALUn
+1)214n+1 に対して出力する。以上の第1並列プ
ロセッサ10および第1並列プロセッサ10の各スイッ
チおよびセレクタの設定により、シフトレジスタ(SR
A)12とシフトレジスタ(SRB)22が結合され、
算術論理演算ユニット(ALUn)114n と算術論理
演算ユニット(ALUn+1)214n+1 との間のデー
タの送受信が可能となり、さらに、アドレスデコーダ1
50,250および制御回路152,252が同一の動
作をすることにより、第1並列プロセッサ10と第2並
列プロセッサ20とが一体として動作することが可能に
なる。
【0083】図5(A)および図6〔T1〕に示す水平
期間kにおける図6〔S11〕の処理に示すように、水
平期間kの映像信号の画素値Di が第1並列プロセッサ
10の入力端子INTからシリアルに入力される。ま
た、最初の画素値Di が入力端子INTに入力されると
同時に、図5(B)に示すようにリードポインタ信号R
PAが有効化されて入力端子RPATに入力される。図
5(C)〜(H)に示すように、リードポインタ信号R
PAは、入力端子RPに画素値Di が入力されるたびに
第1並列プロセッサ10の単位遅延素子(Gi)102
i および第2並列プロセッサ20の単位遅延素子(G
p)202p で遅延が加えられて第1並列プロセッサ1
0のスイッチ(Ui)116i および第2並列プロセッ
サ20のスイッチ(Up)216p に印加される。
【0084】スイッチ(Ui)116i およびスイッチ
(Up)216p は、単位遅延素子(Gi)102i
202p の出力信号が有効化されている場合に閉じて、
対応する第1並列プロセッサ10のレジスタ(Ri)1
06i および第2並列プロセッサ20のレジスタ(R
p)206p に画素値Dp を書き込む。従って、図6
〔け〕の処理に示すように、水平期間kの終了時には、
全てのレジスタ(Ri)106i およびレジスタ(R
p)206p にはそれぞれ水平期間kの画素値Di ,D
p が記憶され、シフトレジスタ(SRA)12およびシ
フトレジスタ(SRB)22全体としては1ライン(1
H)分のHDTV方式の映像信号の画素値Di,Dp
記憶されることになる。
【0085】次に、図6〔T1〕に示す水平期間kにお
ける図6〔S11〕の処理に示すように、制御回路15
2,252は所定のアドレス信号ADRSA,ADRS
Bを発生してアドレスデコーダ150,152に読み出
し信号RWA,RWBと書き込み信号WW0A,WW0
Bとを有効化させ、スイッチ(Ti)128i 、スイッ
チ(Tp)228p 、スイッチ(Si0)120i およ
びスイッチ(Sp0)220p とを制御してこれらを閉
じさせる。以上の動作により、第1並列プロセッサ10
および第2並列プロセッサ20のレジスタ群14i ,2
p の各レジスタに対するデータの読み出しおよび書き
込みが可能となる。
【0086】次に、図6の〔T3〕に示す水平期間k+
1における図6〔S13〕,〔S13〕,〔S14〕の
処理に示すように、制御回路152,252は所定のア
ドレス信号ADRSを生成してアドレスデコーダ15
0,250に読み出し信号RW0A,RW1A,RW2
A,RW0B,RW1B,RW2Bと書き込み信号WW
0A,WW1A,WW2A,WW0B,RW1B,WW
2Bとを有効化させてスイッチ(Sij)120i ,1
22i ,124i 、スイッチ(Spj)220p,22
p ,224p 、スイッチ(Tij)140i ,142
i ,144i 、および、スイッチ(Tpj)240p
242p ,244p を閉じさせ、算術論理演算ユニット
(ALUi)114i および算術論理演算ユニット(A
LUp)214p によるレジスタ(Rij)108i
110i ,112i 、レジスタ(Rpj)208p ,2
10p ,212p の読み出しおよび書き込みを可能とす
る。
【0087】また、図6〔S13〕の処理に示すよう
に、制御回路152,252は水平期間k+1において
も水平期間kと同様に、入力端子INTから入力される
水平期間k+1の画素値Di をレジスタ(Ri)106
i およびレジスタ(Rp)206p に記憶させる。同時
に図6〔S14〕の処理に示すように、制御回路15
2,252は、算術論理演算ユニット(ALUi)11
i および算術論理演算ユニット(ALUp)214p
を制御してレジスタ(Rij)108i ,110i,1
12i およびレジスタ(Rpj)208p ,210p
212p に記憶されたデータを用いて演算処理を行い、
その演算処理結果Qi をレジスタ(Ri1)110i
よびレジスタ(Rp1)210p に戻す。
【0088】次に、図6〔T4〕に示す水平ブランキン
グ期間k+1における図6〔S15〕の処理に示すよう
に、制御回路152,252は所定のアドレス信号AD
RSA,ADRSBを生成してアドレスデコーダ15
0,250に読み出し信号RW1A,RW1Bおよび書
き込み信号WWA,WWBを有効化させ、スイッチ(T
ij)142i 、スイッチ(Tpj)242p 、スイッ
チ(Ti)128i 、スイッチ(Tp)128p を閉じ
させる。続いて制御回路152,252は、算術論理演
算ユニット(ALUi)114i および算術論理演算ユ
ニット(ALUp)214p を制御してレジスタ(Ri
1)110i およびレジスタ(Rp1)210p に記憶
されている演算処理結果Qi ,Qp を読み出しビット線
RBi,RBp、算術論理演算ユニット(ALUi)1
14i 、算術論理演算ユニット(ALUp)214p
および、書き込みビット線WBi,WBpを介してレジ
スタ(Ri)106i およびレジスタ(Rp)206p
に記録させる。
【0089】次に、図6〔T5〕に示す水平期間k+2
において図6〔S16〕,〔S17〕,〔S18〕の処
理に示すように、水平期間kにおいてと同様に入力端子
RPATにリードポインタ信号RPAが有効化され、単
位遅延素子(Gi)102iおよび単位遅延素子(G
p)202p により順次遅延を受けてスイッチ(Vi)
126i およびスイッチ(Vp)126p に印加され
る。スイッチ(Vi)126i およびレジスタ(Vp1
26p )は、順次レジスタ(Ri)106i およびレジ
スタ(Rp)206p に記憶されている演算処理結果Q
i ,Qp を第2並列プロセッサ20の出力端子OUTT
に対して出力する。従って、図5(I)に示すように、
単位プロセッサ100i ,200p の1ライン分の演算
処理結果Qi,Qp が出力端子OUTTから順番に、画
素値Di ,Dp と同じデータレートでシリアルに出力さ
れる。さらに、図6〔T6〕〜〔T8〕に示す水平ブラ
ンキング期間k+2,k+3および水平期間k+3にお
いて、図6〔S19〕〜〔S22〕の処理に示すよう
に、水平期間k+1,k+2,…において並列プロセッ
サ1に入力された画素値Di ,Dp についても、並列プ
ロセッサ1において上述した各処理が行われ、その演算
処理結果Qi ,Qp が順次出力端子OUTTから出力さ
れてゆく。
【0090】以上述べたように本発明の並列プロセッサ
1は、第2の動作として上述したように、第1並列プロ
セッサ10と第2並列プロセッサ20とを結合した一体
のSIMD方式の並列プロセッサ装置として扱うことに
より、第1並列プロセッサ10および第2並列プロセッ
サ20それぞれが単体の場合には演算処理することがで
きないデータ長の信号、例えばHDTV方式の映像信号
を処理することができる。
【0091】また本発明の並列プロセッサ1は、第1の
動作として上述したように、第1並列プロセッサ10お
よび第2並列プロセッサ20を直列に接続された2つの
独立したSIMD方式の並列プロセッサ装置として扱う
ことにより、第1並列プロセッサ10および第2並列プ
ロセッサ20単体で演算処理することが可能なデータ長
の信号、例えばNSTC方式の映像信号についてパイプ
ライン処理により、従来の並列プロセッサ装置に比べて
複雑、かつ、高速な処理を行うことができる。
【0092】従って、本発明の並列プロセッサ1によれ
ば、例えばNSTC方式およびHDTV方式の映像信号
の1水平期間に含まれる画素データといったデータ長が
異なる信号の処理を同一の装置で行うことができ、しか
も、従来の並列プロセッサ装置において生じていた演算
処理のオーバーヘッドを利用した演算処理が可能なの
で、いずれの信号を処理する場合にもハードウェア資源
が遊んでしまうことがない。また、装置構成が処理の内
容に応じて変更可能なので汎用性が高い。
【0093】なお、実施例1に示した並列プロセッサ1
における各構成要素は、同等の機能を有する他の構成要
素で置換可能である。例えば、シフトレジスタ(SR
A)12およびシフトレジスタ(SRB)24それぞれ
を、データ入力用およびデータ出力用の2個のシフトレ
ジスタに置換する等が可能である。また、並列プロセッ
サ1に第2の動作を行わせる場合には、アドレスデコー
ダ150,250および制御回路152,252のいず
れかを第1並列プロセッサ10と第2並列プロセッサ2
0とで共用するように構成してもよい。
【0094】また、第1の実施例に示した並列プロセッ
サ1における各信号の波形、信号の論理値の極性、およ
び、タイミング等は例示である。例えば、並列プロセッ
サ1においては、各水平ブランキング期間においては、
単にレジスタ(Ri)106 i 、レジスタ(Rp)20
p とレジスタ群14i ,24p との間のデータ転送の
みを行うように構成したが、この他に、実質的な各信号
に対する演算処理を行うように構成してもよい。また、
並列プロセッサ1の演算処理の対象となる信号は、上述
した映像信号に限らず、例えば音声信号、あるいは、伝
送路上をシリアルに送られてきた各種データを演算処理
の対象としてもよい。また、制御回路152,252が
入力されている映像信号の画素値Di がNTSC方式で
あるかHDTV方式であるかを自動的に検出し、これに
合わせて第1並列プロセッサ10と第2並列プロセッサ
20との接続関係を自動的に変更するように構成しても
よい。
【0095】
【実施例2】以下図7および図8を参照して、第1の実
施例に示した並列プロセッサ1の変形例として、本発明
の並列プロセッサ3を説明する。図7は、第2の実施例
における本発明の並列プロセッサ3の構成を示す図であ
る。図8は、図7に示した第3並列プロセッサ30r
構成を示す図である。まず、図7を参照して本発明の並
列プロセッサ3の構成を説明する。図7に示すように、
並列プロセッサ3は、並列プロセッサ1における第1並
列プロセッサ10および第2並列プロセッサ20の間
に、第1並列プロセッサ10および第2並列プロセッサ
20と同様な構成を有するs個(s=1,2,…、以下
同じ)のn段構成の第3並列プロセッサ30を直列に接
続し、さらに第1並列プロセッサ10、第2並列プロセ
ッサ20および第3並列プロセッサ30の接続関係を制
御する並列プロセッサ制御回路32を設けた構成になっ
ている。なお図7においては、第1並列プロセッサ1
0、第2並列プロセッサ20および第3並列プロセッサ
30との間の接続を図示の簡略化のために1本の線で示
してあるが、実際にはこれらの並列プロセッサ装置は、
図1、図2、および、図8に示すように複数の信号の送
受信を行う。
【0096】次に、図8を参照して第3並列プロセッサ
30r (r=2,3,…,s−1、以下同じ)の構成を
説明する。なお、図8においては、第3並列プロセッサ
30 r の各構成要素の内、第1並列プロセッサ10およ
び第2並列プロセッサ20と共通するものは適宜省略し
て示してあり、ここで説明しない第3並列プロセッサ3
r の各構成要素は図1、図2に示した第1並列プロセ
ッサ10および第2並列プロセッサ20の各構成要素に
同じである。図8に示すように、第3並列プロセッサ3
r は、第1並列プロセッサ10の単位プロセッサ10
i 、シフトレジスタ(SRA)12、アドレスデコー
ダ150、および、制御回路152を有している。
【0097】さらに第3並列プロセッサ30r は、他の
プロセッサとの接続のために、前段の第1並列プロセッ
サ10または第3並列プロセッサ30r-1 からの信号S
RP r-1 ,SWPr-1 ,Sinr-1 ,Soutr-1 、お
よび、データバスYn-1 からの入力信号を受入れるため
に、その信号入力部分は第2並列プロセッサ20の対応
する部分と同様な構成になっている。また、第2並列プ
ロセッサ20のように、次段の第3並列プロセッサ30
r+1 へ信号を出力するために、その信号出力部分は第1
並列プロセッサ10の対応する部分と同様な構成になっ
ている。
【0098】並列プロセッサ3によれば、ごく短いデー
タ長n以下の信号を演算処理する場合には、各並列プロ
セッサ装置を独立して用いて(s+2)段のパイプライ
ン演算処理をさせ、また、中程度のデータ長の信号を演
算処理する場合には、数段の第1並列プロセッサ10、
第2並列プロセッサ20、および、第3並列プロセッサ
30r を結合して各信号について並列演算処理を行い、
さらに、数段のパイプライン演算処理を行うことができ
る。さらに長いデータ長の信号については、第3並列プ
ロセッサ30r を構成する全並列プロセッサ装置を結合
して、最長(s+m)のデータ長の信号について並列演
算処理を行うことができる。
【0099】上述した中程度のデータ長の信号を演算処
理する場合を具体的に説明する。並列プロセッサ3の構
成においては、データ長がn(h−1)以上、nh以下
の信号を処理する場合に、第1並列プロセッサ10と第
3並列プロセッサ301〜30h-1 、第3並列プロセッ
サ30h 〜302h-1、第3並列プロセッサ302h〜30
2h-1,…(ただし、h=1,2,…、m=2n)といっ
たように、第1並列プロセッサ10、第2並列プロセッ
サ20、および、第3並列プロセッサ30 r をh個ずつ
結合し、一連の並列プロセッサ装置として第1の実施例
に示した並列プロセッサ1の第1の動作と同様に動作さ
せることにより、データ長がn(h−1)以上、nh以
下の信号を演算処理させる。さらに、第3並列プロセッ
サ30h-1 と第3並列プロセッサ30h との間で第1の
実施例に示した並列プロセッサ1の第2の動作をさせる
ことにより、これら一連の並列プロセッサ装置をパイプ
ライン動作させる。以上の第1並列プロセッサ10、第
2並列プロセッサ20、および、第3並列プロセッサ3
0間の接続関係の制御は、例えばコンソール154の設
定に従って、並列プロセッサ制御回路32がこれらの並
列プロセッサ装置それぞれの制御回路152,252に
対して、セレクタ(SRP)160、セレクタ(SW
P)162、セレクタ(Sin)164、セレクタ(S
X)168、セレクタ(SY)260、および、スイッ
チ(Sout)166の接続の設定をすることにより行
われる。
【0100】従って、並列プロセッサ3によれば、デー
タ長に対する汎用性といった、本発明の並列プロセッサ
装置の特徴を、並列プロセッサ1よりも活かすことがで
きる。並列プロセッサ3においては、第3並列プロセッ
サ30r 、および、第1並列プロセッサ10および第2
並列プロセッサ20を図7に示すように多段構成とする
ことにより、より多くの異なったデータ長の信号を能率
よく、しかも、ハードウェア資源を遊ばせることなく処
理することができる。以上述べた各実施例に示した本発
明の並列プロセッサ装置の構成、および、動作は例示で
あり、例えば第1の実施例に示した変形例のように、種
々の構成をとることができる。
【0101】
【発明の効果】以上述べたように本発明の並列プロセッ
サ装置によれば、当該並列プロセッサ装置が処理の対象
とする複数の種類の信号の内、処理の単位となるデータ
数が少ない信号の処理を行う場合に、最もデータ数が多
い信号に対応して設けられた単位プロセッサの内の余っ
た単位プロセッサを用いて効率のよい処理を行うことが
できるので、ハードウェア資源の有効利用を図ることが
できる。また、処理の単位となるデータ数が同一である
場合には、従来の装置よりも複雑かつ高度な演算処理を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例における本発明の並列プロセッサ
の第1並列プロセッサの構成を示す図である。
【図2】第1の実施例における本発明の並列プロセッサ
の第2並列プロセッサの構成を示す図である。
【図3】図1および図2に示した本発明の並列プロセッ
サの第1の動作のタイミングを説明する図であって、
(A)は入力端子INに入力される画素値Di を示し、
(B)は第1並列プロセッサの入力端子WPに入力され
るライトポインタ信号WPの波形を示し、(C)は単位
遅延素子H1の出力信号の波形を示し、(D)は単位遅
延素子Hnの出力信号の波形を示し、(E)は第1並列
プロセッサの入力端子RPAに入力されるリードポイン
タ信号RPAの波形を示し、(F)は単位遅延素子G1
の出力信号の波形を示し、(G)は単位遅延素子Gnの
出力信号の波形を示し、(H)は第1並列プロセッサの
セレクタSinから出力される演算処理結果Qi を示
し、(I)は第2並列プロセッサの出力端子OUTから
出力される演算結果(Qi )を示す。
【図4】図1および図2に示した本発明の並列プロセッ
サの処理内容を説明する図であって、(A)は図1に示
した第1並列プロセッサの第1の処理内容を説明する図
であり、(B)は図2に示した第2並列プロセッサの第
1の処理内容を説明する図である。
【図5】図1および図2に示した本発明の並列プロセッ
サの第2の動作のタイミングを説明する図であって、
(A)は第1並列プロセッサの入力端子INから入力さ
れる画素値Di を示し、(B)は第1並列プロセッサの
入力端子WPから入力されるライトポインタ信号WPの
波形を示し、(C)は単位遅延素子H1の出力信号の波
形を示し、(D)は単位遅延素子H2の出力信号の波形
を示し、(E)は単位遅延素子Hnの出力信号の波形を
示し、(F)は単位遅延素子Hn+1の出力信号の波形
を示し、(G)は単位遅延素子Hn+2の出力信号の波
形を示し、(H)は単位遅延素子Hmの出力信号の波形
を示し、(I)は第2並列プロセッサの出力端子OUT
から出力される演算処理結果Qi ,Qp を示す。
【図6】図1および図2に示した本発明の並列プロセッ
サの第2の処理内容を説明する図である。
【図7】第2の実施例における本発明の並列プロセッサ
の構成を示す図である。
【図8】図7に示した第3並列プロセッサの構成を示す
図である。
【図9】従来の並列プロセッサの構成を示す図である。
【符号の説明】
1,3…並列プロセッサ、10…第2並列プロセッサ、
20…第2並列プロセッサ、30…第3並列プロセッ
サ、32…並列プロセッサ制御手段、12,22…シフ
トレジスタ、22…シフトレジスタ、14,24…レジ
スタ群、100,200…単位プロセッサ、102,1
04,202,204、106,108,110,11
2,206,208,210,212…レジスタ、11
4,214…算術論理演算ユニット(ALU)、11
6,118,120,122,124,126,12
8,140,142,144,166,216,21
8,220,222,224,226,228,24
0,242,244…スイッチ、150,250…アド
レスデコーダ、152,252…制御回路、160,1
62,164,168,260…セレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/015 (72)発明者 橋口 昭彦 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1周期あたりのデータ数が異なる入力信号
    に演算処理を行う並列プロセッサ装置であって、 それぞれ、1データごとの演算処理を行う単位演算ユニ
    ットを所定の数だけ設けた複数の単位演算ユニット群を
    具備し、 前記入力信号の1周期当たりのデータを処理可能なだけ
    前記単位演算ユニットが直列に接続されるように、前記
    単位演算ユニット群をそれぞれ直列に結合し、それらの
    前記複数の単位演算ユニットを同じ演算処理を行うよう
    に演算ユニットを構成し、 前記それぞれの単位演算ユニットは、前記周期的に入力
    される入力信号の内、対応するデータを受入れ、前記周
    期ごとに所定の演算処理を行うように構成され、前記演
    算ユニットごとに前記入力信号に演算処理を行う並列プ
    ロセッサ装置。
  2. 【請求項2】前記演算ユニットが複数構成された場合に
    は、これらの複数の演算ユニットは直列に結合され、そ
    れぞれの該演算ユニットは前記周期ごとに所定の演算処
    理を行い、次段に結合された該演算ユニットに演算処理
    の結果を出力するように構成されている請求項1に記載
    の並列プロセッサ装置。
  3. 【請求項3】前記複数の演算ユニットは、それぞれ所望
    の演算処理を分割してその一部ずつを行い、該複数の演
    算ユニット全体で該所望の演算処理を行う請求項2に記
    載の並列プロセッサ装置。
  4. 【請求項4】前記単位演算ユニットは、隣接する単位演
    算ユニットとデータの交換が可能なように構成されてい
    る請求項1〜3のいずれかに記載の並列プロセッサ装
    置。
  5. 【請求項5】前記単位演算ユニットは、 レジスタ手段と、 演算手段とを有し、 前記レジスタ手段は、それぞれの周期の第1のタイミン
    グにおいて入力される前記入力信号のうち対応するデー
    タまたは前記前段の単位演算ユニットそれぞれの演算処
    理の結果を受入れ、該第1のタイミングの後の第2のタ
    イミングで該受け入れたデータを前記演算手段に対して
    出力し、 前記演算手段は、次の周期の第1のタイミングで前記演
    算処理を行い、該次の周期の第2のタイミングで該演算
    処理の結果を前記レジスタ手段に対して出力し、 前記レジスタ手段は該入力された前記演算処理の結果
    を、前段のレジスタ手段の演算処理の結果の出力に続け
    て、連続的に出力する請求項1〜4のいずれかに記載の
    並列プロセッサ装置。
  6. 【請求項6】前記入力信号は直列形式の映像信号であ
    り、前記映像信号のデータは該映像信号の1水平期間分
    の画素それぞれの画素データであり、前記周期の第1の
    タイミングは1水平期間であり、前記周期の第2のタイ
    ミングは1水平ブランキング期間である請求項5に記載
    の並列プロセッサ装置。
  7. 【請求項7】シリアル形式の入力データを順次シフトし
    てパラレル形式のデータに変換する複数の第1のシフト
    レジスタ回路と、 対応する前記パラレル形式のデータに対してそれぞれ所
    定の演算処理を行ってパラレル形式のデータとして出力
    する複数の演算処理回路と、 前記演算処理回路から出力されたデータを順次シフトし
    てシリアル形式のデータに変換して出力する第2のシフ
    トレジスタ回路と、 少なくとも一部の前記第2のシフトレジスタ手段から出
    力されるデータを、対応する前記第1のシフトレジスタ
    回路に入力する第1のセレクタ回路とを有する並列プロ
    セッサ装置。
  8. 【請求項8】シリアル形式の入力データを順次シフトし
    てパラレル形式のデータに変換する複数の第1のシフト
    レジスタ回路と、 対応する前記パラレル形式のデータに対してそれぞれ所
    定の演算処理を行ってパラレル形式のデータとして出力
    する複数の演算処理回路と、 前記演算処理回路から出力されたデータを順次シフトし
    てシリアル形式のデータに変換して出力する第2のシフ
    トレジスタ回路と、 少なくとも一部の前記第2のシフトレジスタ手段から出
    力されるデータを、対応する前記第2のシフトレジスタ
    回路に入力する第2のセレクタ回路とを有する並列プロ
    セッサ装置。
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