JPH0922343A - 演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 関数テーブルをプログラム可能とすることに
よって関数演算を高速に行い、かつ関数テーブルの内容
を書き換えることによって複数の関数演算に対応するこ
とができる演算装置を提供する。 【構成】 ルックアップテーブルを用いて関数演算を行
う演算装置であって、関数演算を行うための命令・演算
実行部１、引数を格納する引数レジスタ２、プログラム
可能な演算部３とその演算部プログラムコントロール部
４、プログラム可能な関数テーブル５とその関数テーブ
ルプログラムコントロール部６、プログラム可能な演算
部７とその演算部プログラムコントロール部８、解を格
納する解レジスタ９から構成され、命令・演算実行部１
により、予め関数テーブル５に対して頻繁に使用する関
数テーブルなどがプログラムされ、また演算部３，７に
対しても頻繁に使用する演算式などがプログラムされ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ルックアップテーブル
を用いた演算装置技術に関し、特に演算の高速化および
汎用性の向上を実現する場合に好適な演算装置に適用し
て有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、発明者が検討したところによ
れば、演算を高速に行う手法の１つにルックアップテー
ブルを用いる方法が考えられる。このような方法を用い
た演算装置においては、このルックアップテーブルを汎
用的にメモリに割り当て、ソフトウェアによって処理を
行ったり、変更できない専用の関数テーブルを持つハー
ドウェアにて演算を行っているものと考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な演算装置において、たとえばソフトウェアによる処理
を行う場合には、汎用的なメモリにテーブルを書き込む
ため、検索キーや引数によりテーブルを検索する処理は
ソフト的に行う必要があり、処理速度に限界が生じるも
のと考えられる。

【０００４】また、変更できない専用の関数テーブルを
持つ方法では、テーブルに書き込まれた特定の関数のみ
しか高速に処理が行えず、関数を増やすにはテーブルの
数や容量を増やす必要があるものと考えられる。

【０００５】そこで、本発明の目的は、ルックアップテ
ーブルを用いた演算方法による前記問題点を解決し、関
数テーブルをプログラム可能とすることによって関数演
算を高速に行い、かつ関数テーブルの内容を書き換える
ことによって複数の関数演算に対応することができる演
算装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の演算装置は、ル
ックアップテーブルを用いて関数演算を行う演算装置に
適用されるものであり、このルックアップテーブルを用
いて関数演算を行うための専用命令を持ち、この専用命
令の発行により入力データに対して関数演算を実行さ
せ、この演算結果を出力データとして出力させる命令・
演算実行手段と、関数演算に必要なデータを予めプログ
ラム可能な少なくとも１つ以上の専用の関数テーブルと
を有するものである。

【０００７】さらに好ましくは、入力データの格納手段
としてのレジスタと関数テーブルとの間、関数テーブル
と出力データの格納手段としてのレジスタとの間に、関
数演算に必要な演算式などのデータを予めプログラム可
能な演算手段としての演算部を設けるようにしたもので
ある。

【０００８】

【作用】前記した演算装置によれば、ルックアップテー
ブルとしてプログラム可能な関数テーブルを設けること
により、この関数テーブルを用いた関数演算を高速に行
い、かつ関数テーブルの内容を書き換えることによって
複数の関数演算に対応することができる。

【０００９】さらに、入力データのレジスタと関数テー
ブルとの間、関数テーブルと出力データのレジスタとの
間にプログラム可能な演算部を設ける場合には、関数テ
ーブルを用いた演算処理に汎用性を持たせることができ
る。

【００１０】これにより、演算装置における演算の高速
性、演算の汎用性を向上させることが可能となり、たと
えばパーソナルコンピュータ、ワークステーションなど
のシステム装置の中央処理装置に用いて良好に適用する
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例である演算装置を
示す構成図、図２は本実施例の演算装置において、プロ
グラム可能な関数テーブル、演算部にプログラムされる
データ例を示す説明図、図３は本実施例の演算装置を含
むシステム装置を示す構成図である。

【００１３】まず、図１により本実施例の演算装置の構
成を説明する。

【００１４】本実施例の演算装置は、たとえばルックア
ップテーブルを用いて関数演算を行う演算装置とされ、
関数演算を行うための命令・演算実行部１（命令・演算
実行手段）、引数を格納する引数レジスタ２、プログラ
ム可能な演算部３とその演算部プログラムコントロール
部４、プログラム可能な関数テーブル５とその関数テー
ブルプログラムコントロール部６、プログラム可能な演
算部７とその演算部プログラムコントロール部８、解を
格納する解レジスタ９から構成されている。

【００１５】命令・演算実行部１は、ルックアップテー
ブルを用いて関数演算を行うための専用の命令セットを
持ち、この命令セットの発行により引数レジスタ２から
の入力データに対して、プログラム可能な演算部３，７
およびプログラム可能な関数テーブル５を通じてこれら
の演算部３，７および関数テーブル５にプログラムされ
た関数演算を実行させ、この演算結果を解レジスタ９に
出力データとして出力させるように制御を行うものであ
る。

【００１６】プログラム可能な演算部３には、関数演算
に必要な演算式などのデータが予め演算部プログラムコ
ントロール部４を通じてプログラムされ、たとえばｘ’
＝ＲＯＵＮＤ（ｘ／1.４０６２５）の演算式が格納され
ている。なお、このＲＯＵＮＤ（ｘ／1.４０６２５）は
（ｘ／1.４０６２５）の四捨五入のための演算であり、
またｘは角度［゜］で与えられるものである。そして、
図２(a) に示すように、このｘ’＝ＲＯＵＮＤ（ｘ／1.
４０６２５）に必要なデータ、すなわち引数レジスタ２
からの引数データｘが入力され、この演算結果の出力デ
ータｘ’がプログラム可能な関数テーブル５に出力され
るようになっている。

【００１７】プログラム可能な関数テーブル５には、関
数演算に必要なデータが予め関数テーブルプログラムコ
ントロール部６を通じてプログラムされ、たとえばｙ’
＝ｓｉｎｘ’の演算式とともに、この演算によるデータ
が図２(b) に示すような表形式で格納されている。この
ｙ’＝ｓｉｎｘ’の演算に必要なデータには、プログラ
ム可能な演算部３からの演算出力データｘ’が入力さ
れ、この演算結果の出力データｙ’がプログラム可能な
演算部７に出力されるようになっている。

【００１８】プログラム可能な演算部７には、関数演算
に必要な演算式などのデータが予め演算部プログラムコ
ントロール部８を通じてプログラムされ、たとえばｙ＝
0.００７８１２５×ｙ’の演算式が格納されている。そ
して、図２(c) に示すように、このｙ＝0.００７８１２
５×ｙ’に必要なデータ、すなわちプログラム可能な関
数テーブル５からの出力データｙ’が入力され、この演
算結果の出力データｙが解レジスタ９に出力されるよう
になっている。

【００１９】次に、本実施例の作用について、この演算
装置による演算処理の概要を説明する。

【００２０】すなわち、本実施例においては、ルックア
ップテーブルを用いて演算を行うための専用の命令セッ
トを持つ命令・演算実行部１が、関数テーブルプログラ
ムコントロール部６を介してプログラム可能な関数テー
ブル５に対して頻繁に使用する関数テーブルをプログラ
ムする。このプログラム完了後、引数レジスタ２に引数
をセットすることによってプログラムされた関数の解を
解レジスタ９に直ちに得ることができる。

【００２１】また、本実施例のようにプログラム可能な
演算部３，７を演算装置に持つことにより、プログラム
可能な関数テーブル５に汎用性を持たせることができ
る。たとえば、プログラム可能な関数テーブル５の大き
さの上限が決まっている場合の引数または解の丸め処理
や、関数テーブルを変えずに線形的な別の関数の解を得
たい場合などのとき、演算部プログラムコントロール部
４，８を介してプログラム可能な演算部３，７に必要な
演算をプログラムすることによって容易に実現すること
ができる。

【００２２】さらに、頻繁に使用する関数が変わった場
合は、再度、プログラム可能な関数テーブル５やプログ
ラム可能な演算部３，７に、その関数演算式や必要なデ
ータをプログラムすることにより、直ちに新しい関数の
解を得ることができる。

【００２３】続いて、たとえばプログラム可能な関数テ
ーブル５のカラム数が８ｂｉｔ（２５６カラム）で、デ
ータの分解能が８ｂｉｔ（２５６メッシュ）のとき、ｙ
＝ｓｉｎｘの演算を行う場合の具体例を図２のデータ例
に基づいて説明する。

【００２４】予め、プログラム可能な演算部３にｘ’＝
ＲＯＵＮＤ（ｘ／1.４０６２５）の演算式を、プログラ
ム可能な演算部７にｙ＝0.００７８１２５×ｙ’の演算
式をプログラムし、さらにプログラム可能な関数テーブ
ル５にｙ’＝ｓｉｎｘ’の演算式とともに、この演算に
よるデータを格納する図２(b) に示すような表形式のテ
ーブルをプログラムしておく。

【００２５】そして、まず引数レジスタ２からの引数デ
ータｘをプログラム可能な演算部３に入力し、この演算
部３においてｘ’＝ＲＯＵＮＤ（ｘ／1.４０６２５）の
演算を実行する。この演算は引数レジスタ２の引数ｘの
丸め処理をし、プログラム可能な関数テーブル５の２５
６カラムに振り分け処理をするための演算である。この
演算結果の出力データｘ’をプログラム可能な関数テー
ブル５に出力する。

【００２６】さらに、プログラム可能な関数テーブル５
において、プログラム可能な演算部３からの出力データ
ｘ’を用いてｙ’＝ｓｉｎｘ’の演算を実行する。この
演算はｓｉｎカーブを求めるための演算である。この演
算結果の出力データｙ’をプログラム可能な演算部７に
出力する。

【００２７】そして、プログラム可能な演算部７におい
て、プログラム可能な関数テーブル５からの出力データ
ｙ’を用いてｙ＝0.００７８１２５×ｙ’の演算を実行
する。この演算はプログラム可能な関数テーブル５の出
力にメッシュ幅を掛ける演算である。この演算結果の出
力データｙを解レジスタ９に出力する。

【００２８】これにより、引数レジスタ２の引数として
図２(a) の表のｘが与えられたとき、プログラム可能な
演算部３の丸め処理による演算結果ｘ’が出力され、そ
の出力データｘ’は図２(b) の表の関数テーブル５の
ｘ’に与えられてｙ’の出力が得られ、さらにｙ’の出
力にメッシュ幅を掛けた処理結果が図２(c) の表のよう
に得られ、この処理によってｙ＝ｓｉｎｘの演算が可能
になる。

【００２９】従って、本実施例の演算装置によれば、関
数演算を行うための命令・演算実行部１の他に、プログ
ラム可能な演算部３、関数テーブル５および演算部７が
設けられることにより、この関数テーブル５を用いた関
数演算を高速に行い、かつ関数テーブル５の内容を書き
換えることによって複数の関数演算に対応することがで
き、さらに演算部３，７によって関数テーブル５を用い
た演算処理に汎用性を持たせることができる。

【００３０】また、本実施例の演算装置において、図１
に破線で示す引数レジスタ１０、プログラム可能な演算
部１１とその演算部プログラムコントロール部１２、プ
ログラム可能な関数テーブル１３とその関数テーブルプ
ログラムコントロール部１４、プログラム可能な演算部
１５とその演算部プログラムコントロール部１６、解レ
ジスタ１７が設けられる場合、さらにそれ以上の複数組
の演算機能が設けられる場合には、系統別に異なる演算
を実行させることができるので、より多くの関数演算を
高速に行うことができる。

【００３１】さらに、本実施例のような演算装置は、た
とえば図３に示すようなパーソナルコンピュータやワー
クステーションなどのシステム装置のＣＰＵ１８の内部
に位置される。この場合、ＣＰＵ１８には命令実行機構
・演算機構１９、前記構成による演算装置２０、汎用レ
ジスタ２１、一次キャッシュ２２による従来の構成に、
本発明の特徴となる機能が演算装置２０に加えられてサ
ポートが可能となっている。またＣＰＵ１８の外部に
は、二次キャッシュ２３、メモリ２４、キーボード、マ
ウスなどの入力装置２５、ＣＲＴ、プリンタなどの出力
装置２６、ＨＤＤなどの入出力装置２７が接続されて構
成され、システム装置としての汎用性および演算の処理
性能をより一層向上させることができる。

【００３２】本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である
ことはいうまでもない。たとえば、前記実施例において
はｙ＝ｓｉｎｘの関数演算を例に説明したが、微分・積
分、指数・対数などの他の関数演算についても広く適用
可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、プログラム可能な関数
テーブルを設け、この関数テーブルを用いて関数演算を
高速に行うことができ、かつ関数テーブルの内容を書き
換えることによって複数の関数演算に対応することがで
きる。さらに、プログラム可能な演算部を設ける場合に
は、関数テーブルを用いた演算処理に汎用性を持たせる
ことが可能となる。

【００３４】この結果、ルックアップテーブルを用いて
関数演算を行う演算装置において、演算の高速性、演算
の汎用性を向上させることが可能となり、たとえばパー
ソナルコンピュータ、ワークステーションなどのシステ
ム装置の中央処理装置に用いることにより、処理性能を
より一層向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である演算装置を示す構成図
である。

【図２】本実施例の演算装置において、プログラム可能
な関数テーブル、演算部にプログラムされるデータ例を
示す説明図である。

【図３】本実施例の演算装置を含むシステム装置を示す
構成図である。

【符号の説明】

１…命令・演算実行部（命令・演算実行手段）、２，１
０…引数レジスタ、３，７，１１，１５…プログラム可
能な演算部、４，８，１２，１６…演算部プログラムコ
ントロール部、５，１３…プログラム可能な関数テーブ
ル、６，１４…関数テーブルプログラムコントロール
部、９，１７…解レジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ルックアップテーブルを用いて関数演算
   を行う演算装置であって、前記ルックアップテーブルを
   用いて関数演算を行うための専用命令を持ち、この専用
   命令の発行により入力データに対して関数演算を実行さ
   せ、この演算結果を出力データとして出力させる命令・
   演算実行手段と、この命令・演算実行手段に接続され、
   前記関数演算に必要なデータを予めプログラム可能な少
   なくとも１つ以上の専用の関数テーブルとを有すること
   を特徴とする演算装置。