JPS58168151A - パイプライン制御形情報処理装置 - Google Patents

パイプライン制御形情報処理装置

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Publication number
JPS58168151A
JPS58168151A JP57051689A JP5168982A JPS58168151A JP S58168151 A JPS58168151 A JP S58168151A JP 57051689 A JP57051689 A JP 57051689A JP 5168982 A JP5168982 A JP 5168982A JP S58168151 A JPS58168151 A JP S58168151A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
instruction
phases
controller
type information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57051689A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiteru Shibuya
渋谷 俊輝
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
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP57051689A priority Critical patent/JPS58168151A/ja
Publication of JPS58168151A publication Critical patent/JPS58168151A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G06F9/38Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead
    • G06F9/3885Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead using a plurality of independent parallel functional units

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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)
  • Advance Control (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Image Processing (AREA)

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】 本発明は複数筒の演算装置によって並列処理を行い、こ
れによって実行サイクルを高速化することができる様に
構成したパイプライン制御形情報処理装置に関する。
従来、パイプライン制御形情報処理装置において処理速
度をあげるため各マシンサイクル速度をあげる場合には
、各実行フェーズ内で処理しうる情報量が減少するのを
避けるため、命令実行処理過程をさらに細分化してフェ
ーズの数を大幅に増加させていた。しかし、この方法で
Utべてのフェーズに割当てられる処理時間を均等化す
ることは困−であるため、最も処理時間を長く必要とす
るフェーズに合わせて処理時間を決定していえ。このた
め1%に処理時間の短いフェーズの性能を有効に発揮す
ることができず、・全体として高速処理をすることがで
きなかった。
本発明の目的は並列処理を行うための複数爾の演算器を
、パイプライン制御形情報処理装置の内部に具備するこ
とによって前記欠点を解決し、各フェーズに割当てられ
九実行処理時間を均等化して全体の処理を高速化できる
様に構成し丸パイプライン制御形情報処理装置を提供す
るととにある。
本発明によるパイプライン制御形情報処理装置は制御器
、複数箇の演算器、ならびに複数箇のセレクタを具備し
、各フェーズに対応する処理時間を均一化して割当てた
ものである。制御器は複数のフェーズを高速タイミング
パルスによって制御するものであり、複数の7エーズは
命令の取出し、オペランドの取出し、オペランドアドレ
スの計算、演算の実行、ならびに結果の格納を含む命令
実行処理過程から成立つ。複数箇の演算器は複数のフェ
ーズのひとつに対応し、演算の実行に%する処理時間を
短縮するために相互に接続してあり、並列処理を行うも
のである。これらの複数箇の演算器を単位iシンサイク
ルだけ相互にずらせた位相で動作させ。
これKよって各フェーズを高速化して割当てるので処理
を高速化することができる。依って、演算結果が確定す
る時点で複数箇のセレクタを動作させ、各演算器の動作
位相に一致したタイ建ング関係を保持しながら各演算器
からの出方を選択し、高速で並列処理の演算結果を得る
ことができる。
以下、図面に従って本発明によるパイプライン制御形情
報処理装置を詳細に説明する。第1図は本発明によって
構成したパイプライン制御形情報処理装置の実施例を示
すブロック図である。第1図において命令はフェーズ■
から7エーズ■に分割して実行される。第1図における
1はフェーズ■で命令を実行するためのハードウェアで
あり、璽はフェーズ厘で命令を実行するためのハードウ
ェアであり、■は7エーズ■で命令を実行するためのハ
ードウェアであり、■は7 x −x yで命令を実行
するためのハードウェアであり、■はフェーズVで命令
を実行するためのハードウェアであり:■はフェーズ■
で命令を実行するためのハードウェアである。
フェーズI〜■では次の動作を行う。す々わち。
フェーズI:命令用の第1のバッファメモリからの命令
の取出し フェーズl:命令レジスタからのオペランドの読出し、
およびキャッシュメモリ 内のオペランドアドレスの計算 フェーズII:キャッシュメモリからのオペランドの続
出し フェーズ■:乗算の実行 フェーズ■;加算の実行 フェーズ■:結果の格納 である。第1図において本実施例のパイプライン制御形
情報処理装置は命令“用の第1のバッファメモリ8、命
令−を保持するための命令レジスタlO1同時に独立な
2語を読出すことができる汎用レジスタ3、アドレス加
算器4、汎用レジスタ3の内容を続出して保持する丸め
の第1および第2のバッファレジスタ11.12、アド
レス加算結果を保持するための第3のバッファレジスタ
13.第3のバッファレジスタ13に保持されたアドレ
スに従ってアクセスされるキャッシュメモリ5、キャッ
シュメモリ5より読出された内容か第2のバッファレジ
スタ12の内容かを選択する第1のセレクタ21.第1
のバッファレジスタ11の内容を受ける第4シよび第6
のバッファレジスタ14.16.第1のセレクタ21の
出力を受ける第5および第7のバッファレジスタ15゜
17、第4および第6のバッファレジスタの内容間で乗
算を行う第1の乗算器l、第6および第7のバッファレ
ジスタの内容間で乗算を行う第2の乗算器2、第1また
け第2の乗算器1.2の出力を選択するための第2シよ
び第3のセレクタ22.23.それぞれ第2および第3
のセレクタ22.23の出力を受けるための第8および
第9のバッファレジスタ18.19、第8および縞9の
バッファレジスタ18.19に保持された内容を加算す
るための加算器−1加算器6の出力を保持するための第
1Oのバッファレジスタ20、第1Oのバッファレジス
タ20に保持された内容を記憶するための第2のバッフ
ァメモリ9、ならびに制御器7から成立つ。制御器7は
命令レジスタ10、ならびに第1〜第1Oのバッファレ
ジスタ11.12.13 、14.15.16.17.
18.19.20にロード信号を与え、第2および第3
のセレクタ22.23にセレクト信号を与える。第1お
よび第2の乗算91.2の処理時間は加算器6に比べて
はソ2倍である。第1〜第1Oのバッフアレシス−11
,12,13,14,ILIL17.18.19.20
にはロード信号の立上りで入力データがロードされる。
第2および第3のセレクタ22.23ではセレクト信号
の状態が00時に第1の乗算器1の出力を選択し、セレ
クト信号の状態が1の時に第2の乗算器2の出力を選択
する。第1図に示したパイプライン制御形情報処理装置
の動作タイミングを第2図に示す。1142図において
、(1)はマシンサイクル、(2)は第1のロード信号
−(3)は第2のロード信号、(4)は第3のロード信
号、(5)はセレクト信号、(6)〜(9)は命令A〜
命令りの実行フェーズである。第2図(6)および(8
)において、fV(乗算器l)はフェーズ■で第1の乗
算器IKよって演算が実行される事を示す。第2図(7
)および(9)において、ff(乗算器2)はフェーズ
■で第2の乗算器2によって演算が実行される事を示す
。以下に第1図と第2図を参照して各フェーズの実行を
考察する。マシンサイクルlで命令人のフェーズIが実
行され、命令Aは第1のバッファレジスタ8から取出さ
れる。
マシンサイクル2.ならびにマシンサイクル3でそれぞ
れ命令人のフェーズ■、ならびにフェーズ量が実行され
、演算に必要な命令人のオペランドが信号線108 、
112 Kl!出される。マシンサイクル4で命令人の
フェーズ■が実行され、制御器7からの第2のロード信
号の立上り位相で信号線108.112上のオペランド
はそれぞれ第4シよび第5のバッファレジスタ14.1
5に取込まれ、第1の乗算器lが乗算を開始する。
いっぽう、マシンサイクル4では命令Bのフェーズ■も
実行され、命令Bのオペランドが信号線tos、ttz
上へ取出される。マシンサイクル5では第3のロード信
号が立上′るため、命令Bのオペランドが第6および第
7のバッファレジスタ16.17に取込まれ、第2の乗
算器2Fiフエーズ■の乗算を開始する。論っぽう、第
1の乗算器lは命令Aのフェーズ■を終了し、演算結果
を信号線117.118上に出力している。信号fIs
128上のセレクト信号によって、第シおよび第3のセ
レクタ22.23は第1の乗算器lの出力を選択する。
マシンサイクル6では第2および第3のセレクタ22.
23で選択された命令Aの演算結果を第8および第9の
バッファレジスタ18.19に取込み、加算器6は7エ
ーズ■の加算を実行する。この時、第2の乗算器2は命
令Bの7エーズ■を実行し、演算結果は信号線119゜
120上に出力される。第2および第3のセレクタ22
 、23はこれらの演算結果を選択する。同時に、命令
Cのオペランドは第2のロード信号によって第4および
第5のバッファレジスタ14゜15にセットされ、乗算
器lは命令Cのフェーズ■を開始する。マシンサイクル
7では命令Aのフェーズ■が実行され、命令人の演算結
果は第100バツフアレジスタ20にセットサレ、続イ
て第2のバッファメモリ11に記憶される。いっぽう、
第2および第3のセレクタ22.23 で選択された命
令Bの乗算結果は第8および第9のバッファレジスタ1
8.19にセットされ、加算器6はフェーズVを実行し
て加算を行う。この時、第1の乗算器IKよって命令C
のフェーズ■が演算され、乗算結果は第2および第3の
セレクタ22.23によって選択される。以下、同様に
して命令が繰返して実行される。上記一連の命令の実行
[Thいては一7エーズIVK対して他のフェーズの2
倍の処理時間を要するが、みかけ上輪のフェーズと同様
な高速処理を行う様にサイクル時間を設定しである。
本発明を適用しない場合には、フェーズI。
1.1.V、および■に対してもフェーズ■と同様に処
理時間を長く設定しなければならないので、約2倍の処
理時間を要することは勿論であるO 本発明は以上説明した様に、・複数のフェーズを制御す
る制御器と、複数環の演算器と、複数−のセレクタとを
具備してパイプライン制御形情報処理装置を構成し、各
フェーズに対する処理時間を均等化して割当てるととK
より、処理時間の長いフェーズに対してもみかけ上処理
時間の短いフェーズと同様な高速処理を行う様にサイク
ル時間を設定でき、命令の実行速度を実効的に高めるこ
とが可能であると云う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1は本発明によるパイプライン制御形情報処理装置の
実施例を示すブロック図、42図は第1図に示すパイプ
ライン制御形情報処理装置の処理過程を示すタイミング
図である。・l、 ・・・乗算器   3・・・汎用レ
ジスタ4・・・アドレス加算器 」・・・キャッシュメ
モリ6・・・加算器     7・・・制御器8.9・
・・バッフアメ篭り 10−・・命令レジスタ 11.12,13,14.15.16.17.18.1
9.20・・・バッファレジスタ 21.2L2B・・・セレクタ 101〜izs・・・信号線 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ   壽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 命令の取出し・オ″7″′ドや取出し・オゝランドアド
    レスの計算、演算の実行、ならびに結果の格納を含む命
    令実行処理過程を複数のフェーズに分割して実行をする
    手段を具備したパイプライン制御形情報処理装置におい
    て、前記複数のフェーズを高速タイミングパルスによっ
    て制御するための制御器と、前記複数のフェーズのひと
    つに対応し、且つ、前記演算の実行に要する処理時間を
    短縮するために相互に接続してあって並列処理を行うた
    めの複数筒の演算器と、前記制御器の指示によって前記
    複数筒の演算装置の出力を選択するための複数筒のセレ
    クタとを具備し、前記複数のフェーズのそれぞれに対応
    する処理時間を均等化して割当てて構成したことを特徴
    とするパイプライン制御形情報処理装置。
JP57051689A 1982-03-30 1982-03-30 パイプライン制御形情報処理装置 Pending JPS58168151A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57051689A JPS58168151A (ja) 1982-03-30 1982-03-30 パイプライン制御形情報処理装置

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JP57051689A JPS58168151A (ja) 1982-03-30 1982-03-30 パイプライン制御形情報処理装置

Publications (1)

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JPS58168151A true JPS58168151A (ja) 1983-10-04

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ID=12893861

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57051689A Pending JPS58168151A (ja) 1982-03-30 1982-03-30 パイプライン制御形情報処理装置

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JP (1) JPS58168151A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60193045A (ja) * 1984-03-14 1985-10-01 Nec Corp パイプライン演算装置
JPS60201442A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 Nec Corp デ−タ処理装置
JPS61241832A (ja) * 1985-04-15 1986-10-28 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション パイプライン式プロセツサ
JPH0328898A (ja) * 1989-06-26 1991-02-07 Pioneer Electron Corp データ処理装置

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