JPS603751A

JPS603751A - デ−タ処理方式

Info

Publication number: JPS603751A
Application number: JP58111291A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sato; 健佐藤; Hideho Masuzawa; 増沢　秀穂; Morio Ikesaka; 守夫池坂; Akihiro Itashiki; 板敷　晃弘
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1983-06-21
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1985-01-10

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】〔発明の技術分野〕本発明は、データフロー・マシンにおいてオペランドの
混同を生ずることなくオペランド・メモリから点火トー
クンに対応したオペランドを取出し得るようにしたデー
タ処理方式に関するものである。

〔従来技術と問題点〕データフロー・マシンにおいて、下記のような特徴を有
するものは既に提案されている。

１、　命令に必要なオペランドがすべて揃うまで、先に
到着したオペランドを待たせるメモリ（オペランド・メ
モリ）を持ち、ある命令のオペランドがオペランド・メ
モリに到着したときに、オペランドに付加しであるキー
を使用してその命令に必要な他のオペランドを捜し、も
しその命令に必要なオペランドがすべて揃っていたら、
命令実行部に送り、揃っていなければオペランド・メモ
リにそのオペランドを待たせる機構を持つ。

２、　さらに命令の各オペランドにその命令の実行結果
が次にどの命令のオペランドとなるかを表すアドレス（
行先アドレス）を付加しておき、そ０命令が実行可能と
な°たときそ０行先７　）’　％レスをその命令に付加
して命令実行部に送り実行したあとそのアドレスで実行
結果をオペランドとして使用する次の命令と行先アドレ
スを取シ出す機構を持つ。

３、　ある関数が同時期に複数呼ばれた場合、その関数
コードを共有しながら、同時期に関数を処理できるよう
にするため、ある場所で呼ばれた関数内で使われるオペ
ランドと、別な場所で同じ関数が呼ばれてそれを処理す
る際に使われるオペランドをオペランド・メモリで区別
するため、関数が呼ばれるごとに一意に決捷る識別子（
カラー）をオペランドに付加し、以下の命令を用いて、
関数の実引数や結果の受け渡しを行うＯ（＋）　ＣＡ　Ｌ　Ｌ　・・・新しいカラーを獲得し、
ＬＬＩＮＫ命令へ送る。

（ＩＩ）　ＬＬＩＮＫ　・・・関数の実引数に新しいカ
ラーを付加し、関数の入りロヘ送る。

（Ｉｌｌ）　０ＬＩＮＫ　・・・関数の実行結果の戻る
アドレス（戻漫アドレス）と現在のカラー（戻りカラー）を併せてオペランドとしそれに新しいカラーを付加してＯＵＴ命令へ送る。

（ＩＶ）ＯＵＴ　・・・関数の実行結果に戻シカラーを
付加し、戻シアドレスへ送る。

上記のようなデータフロー・マシンとしては、例えば沖
電気のＤＤＤＰや特願昭５７−２３１８９８号で提案さ
れたものがある。また、オペランド・メモリのキーとし
て、行先アドレスを用いる方式は、関数呼出を行なわな
ければ、各命令に対して、その命令の行先アドレスは一
意のものであるので、行先アドレスをオペランド・メモ
リのキーとして使用できる。しかし、関数呼出しを行う
場合、ＯＵＴを実行するときには、行先アドレス（ＯＵ
Ｔの場合行先アドレスを戻りアドレスという）は、０Ｌ
ＩＮＫからオペランドとして送られてくるため行先アド
レスをキーとして使用できず、また、１つの関数内で同
じ関数を複数呼んだ場合ＬＬＩＮＫを実行すると、同じ
行先に実行結果が行くので行先アドレスが一意でなくな
シ、行先アドレスをキーとして使用すると複数のＬＬＩ
ＮＫのオペランド同士の混同がおこる。従って、関数呼
出しを行なう場合、オペランド・メモリのキーとして行
先アドレスを用いるだけでは、データフローの処理がで
きなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の欠点を除去するものであって、関数呼
出しを行い得るようになったデータフロー・マシンにお
いて、オペランド同士の混同を生ずることなくデータフ
ロー処理を行い得るようＫなったデータ処理方式を提供
することを目的としている。

〔発明の構成〕

そしてそのため、本発明のデータ処理方式は、複数のプ
ロセッサ・エレメントと、プロセッサ・エレメント間の
通信を行うネットワークとを有すると共に、新カラーを
獲得しこれをＬＬＩＮＫ命令および０ＬＩＮＫ命令に送
るためのＣＡＬＬ命令と関数の実引数に新カラーを付加
しこれらを関数入口アドレスに送るだめのＬＬＩＮＫ命
令と、関数実行結果の戻シ先を示す戻シアドレスと現在
のカラーを併せてオペランドとしそれに新カラーを付加
したものをＯＵＴ命令に送る０ＬＩＮＫ命令と、関数の
実行結果に戻シカラーを付加しこれを戻りアドレスに送
るだめのＯＵＴ命令とを実行できるようＶこなったデー
タフロー・マシンにおけるデータ処理方式であって、上
記プロセッサ・エレメントは、命令取出部と、命令メモ
リと、命令発火検査部と、オペランド・メモリと、命令
実行部とを具備し、上記命令取出部は、取出トークンが
到着したとき、そのトークンの行先アドレスに基づいて
取出トークンのオペランドを使用する命令コード、その
命令の何番目のオペランドになるかを示すオペランド番
号および次の命令の実行結果の行先アドレスを上記命令
メモリから取出し、これらにカラーとオペランドを併せ
たものを点火トークンとして上記命令発火検査部に送る
と共に、取出さｆｚだ命令コードがＯＵＴ命令又はＬＬ
ＩＮＫ命令を示している場合には特別な識別子を上記命
令メモリから取出して点火トークンに付加するように構
成され、上記命令発火検査部は、点火−トークンが到着
した　ｉとき、命令がＯＵＴ又はＬＬＩＮＫの場合は点
火トークンのカラーと特別な識別子をキーとして同一の
キーをもつオペランドを上記オペランド・メモリから捜
し、ＯＵＴ命令およびＬＬＩＮＫ命令の内の何れでもな
い場合には点火トークンのカラーと行先アドレスとをキ
ーとして同一のキーをもつオペランドを上記オペランド
・メモリから捜し、そして命令に必要なオペランドが揃
っている場合にはカシ−１行先アドレス、命令コード、
オペランドを併せて実行可能１・−クンとして上記命令
実行部に送９、揃っていない場合には点火トークン中の
オペランド、カラー、行先アドレス、オペランド番号を
上記オペランド・メモリに格納すると共に、ＯＵＴ命令
又はＬＬＩＮＫ命令のときは特別な識別子をも上記オペ
ランド・メモリに格納するように構成され、上記命令実
行部は、命令を命令コードとオペランドに上って実行し
、カラー、行先アドレス、実行結果を併せて結果トーク
ンとして出力するように構成されていることを特徴とす
るものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面を参照しつつ説明する◇第１図はデ
ータフロー・マシンの概要を示す図、第２図はデータフ
ロー・グラフの１例を示す図、第３図はプロセッサ・エ
レメントの１例を示す図、第４図は結果トークンの形式
を示す図、第５図は点火トークンの形式を示す図、第６
図は実行可能トークンの形式を示す図、第７図は命令取
出部の動作を説明する図、第８図は命令発火検査部の動
作を説明する図、第９図は命令実行部の動作を示す図、
第１０図はＣＡＬＬ命令の実行可能トークンと結果トー
クンとを示す図、第１１図はＬＬＩＮＫ命令の実行可能
トークンと結果トークンを示す図、第１２図は０ＬＩＮ
Ｋ命令の実行可能トークンと結果トークンを示す図、第
１３図はＯＵＴ命令の実行可能トークンと結果トークン
を示す図である。

第１図において、１−０ないしｌ−ｎはプロセッサ・エ
レメント、２はスケジューラ、３はホスト計算機、４は
ディスプレイ、５はＤＡＳＤ、６はネットワークをそれ
ぞれ示している。プロセッサ・エレメント１−ｉ　（ｉ
＝０　、１＝−ｎ＞は、第３図のような構成を有してい
る。プロセッサ・エレメントについては後で詳述する。

スケジューラ２は、関数を呼出すためのＣＡＬＬ命令を
受取ったとき、新カラー（ＣＯＬ　ＯＲ）とその関数を
実行するプロセッサ・エレメントの名前とを発行元プロ
セッサ・エレメントに送るものである。ホスト計算機３
は、データフロー・マシン全体を制御すると共に、入出
力処理を行うものである。ネットワーク６は、プロセッ
サ・エレメント、スケジューラ又はホスト計算機から送
られて来たトークンを、目的とするプロセッサ・エレメ
ント、スケジューラ又はホスト計算機に送るものである
。

第２図はデータフロー・グラフの１例を示すものであり
、第２図において矢印はアークと呼ばれ四角枠は演算ノ
ードと呼ばれる。第２図のデータフロー・グラフは、ア
ーク４．５のデータを乗算し、この結果をアーク６とし
、アーク６のデータとアーク７上のデータ（数値”ｉｏ
”）とを加算することを表現している。アークに付加さ
れた数字は論理ページ内のアドレスを示している。

第３図はプロセッサ・エレメントの１例を示す図である
。第３図において、７はアドレス変換部、８はアドレス
変換メモリ、９は待メモリ、１ｏは命令取出部、１１は
命令メモリ、１２は命令発火検査部、１３はオペランド
・メモリ、ＦＥＴは取出トークン、ＦＩＴは点火トーク
ン、ＥＴは実行可能トークン、］（Ｔは結果トークンを
示している。

アドレス変換部７は取出トークンＦＥＴを命令取出部１
０に送り、命令取出部１ｏは第５図に示すような点火ト
ークンＦＩＴを命令発火検査部１２に送り、命令発火検
査部１２は第６図に示すような実行可能トークンＥＴを
命令実行部１４に送シ、命令実行部１４は第４図に示す
ような結果トーク／ＩＩＴをアドレス変換部７に送る。

結果トークンＲＴは、カラー、行先アドレスおよびオペ
ランドを有している。カラーはスケジューラ２によって
付与されるものであり、行先アドレスは関数名（プ°″
”名）・論訃−′°７ド″及び論７゛１−ジ内アドレス
から構成されている。なお、図示されていないが、ネッ
トワーク６に送られる結果トークンＲＴには、プロセッ
サ・エレメントの名前が付加されている。

アドレス変悌部７は、受取った結果トークンＲＴがネッ
トワーク６に送るべきものであればこれをネットワーク
６に送り、受取った結果トークンＲＴが内部で処理され
るべきものであれば、アドレス変換メモリ８を参照する
。アドレス変換メモリ８には、命令メモリ１１の各物理
ページに何れのプログラムの何れの論理ページが格納さ
れているかを示す情報が書込まれている。アドレス変換
部７は、アドレス変換メモリ８の中に結果トークンＲＴ
の行先論理ページ・アドレスが存在した場合には結果ト
ークンＲＴの中の論理行先アドレスを命令メモリのアド
レスを示す物理行先アドレスに変換し、これを取出トー
クンＦＥＴとして命令取出部１０に送り、アドレス変換
メモリ８の中に結果トークンＲＴの行先論理ページ・ア
ドレスが存在しない場合にはその結果トークンＲＴを待
メモリ９に格納し、ホスト計算機３に対してページ・ロ
ード要求を発する。所望の論理ページ本体がホスト計算
機３から送られて来ると、仁の論理ページ本体は命令メ
モリ１１に格納され、しかる後にアドレス変換部７によ
って対応する結果トークンＲＴが待メモリ９から取出さ
れ、アドレス変換されて命令取出部１０に送られる。ネ
ットワーク６から送られて来る初期大刀トークンは結果
トークン）（Ｔと同じ形式を有しており、取出トークン
ＦＥＴは、行先アドレスが物理的なものとなっている点
を除いて他の構成について結果トークンＲＴと同じであ
る。

第７図は命令取出部１ｏの動作を示すものである。命令
取出部１ｏは、取出トークンＦＥＴが到着したとき、そ
のトークンの行先アドレスからそのオペランドを使用す
る命令コード、その命令の何番目のオペランドになるか
の番号（オペランド番号）、次の命令の実行結果の行先
アドレスを命令メモリ１１から取υ出し、カラーとオペ
ランドと併せて点火トークンＦＩＴとし、命令発火検査
部１２へ送る。たソし命令が０ＵＴ１ＬｉＬＩＮＫの場
合には特別な識別子もＩＭから取り出しそれも点火トー
クンＦＩＴに加える。なお、図示しないが、オペランド
数も命令メモリ１１から取出され、点火トークンＦＩＴ
に付加されている。特別な識別子としては、命令メモリ
１１の使用されていないアドレスが用いられる。

第８図は命令発火検査部１２の動作を説明するものであ
る。命令発火検査部１２は点火トークンＦＩＴが到着し
たとき命令が０ＵＴ１ＬＬＩＮＫのときは、カラーと特
別な識別子が同じであるオペランドをオペランド・メモ
リ１３から捜し、それ以外の命令のときはカラーと行先
アドレスが同じであるオペランドをオペランド・メモリ
１３から捜す。そして命令に必要なオペランドがすべて
揃っていれば（命令が発火したともいう）、カラー、行
先アドレス、命令コード、オペランドを併せて実行可能
トークンＥＴとして命令実行部１４へ送る。揃っていな
ければ、点火トークンＦＩＴの中のオペランド、カラー
、行先アドレス、オペランド番号をオペランド・メモリ
１３に蓄える。但しＯＵＴ、ＬＬＩＮＫの命令のときは
行先アドレスのかわりに特別な識別子をオペランド・メ
モリ１３に蓄える。

第９図は命令実行部１４の動作を説明するものである。

命令実行部１４は、命令を命令コードとオペランドによ
って実行し、カラー、行先アドレス及び実行結果を併せ
て結果トークンｌ（Ｔとし、アドレス変換部７に送る。

命令実行部１４は、命令コードによっては実行可能トー
クンのカラーおよび行先アドレスを変更し、変更したカ
ラーおよび行先アドレスを結果トークンＲＴのカラーお
よび行先アドレスとすることがある。

第１Ｏ図ＣＡＬＬ命令の実行可能トークンと結果トーク
ンを示すものである。なお、プロセッサ・ニレメン）１
−ｉの命令実行部１４はＣＡＬＬ命令の実行可能トーク
ンＥＴを受取ると、何も処理を行わず、これをアドレス
変換部７に送り、アドレス変換部７はこれをネットワー
ク６を介してスケジューラ２に送る。スケジューラ２は
プロセッサ・−レメントｌ　−ｉと同様な構成を有して
いるも　１のと考えて良い。ＣＡＬＬ命令のオペランド
は、呼出し元関数Ｆを実行するプロセッサ・エレメント
の名前ＰＥＰと呼出される関数の名前ｆとを含んでいる
。ＣＡＬＬ命令が実行されると、カラー、行先アドレス
および新カラーよυ成る結果トークンＲＴが作成される
。ＣＡＬＬ命令の結果トークンＩｔ　Ｔのカラーと行先
アドレスは変更されない。スケジー−ラ２は、カラー・
メモリ（図示せず）を有してお如、このカラー・メモリ
を参照して使用されていないカラーを新カラーとする。

結果トークンＲＴの新カラーは、オペランドに相当する
ものであるが、図示しないが関数ｆを実行するプロセッ
サ・エレメントの名前ＰＥｆもオペランドしてＣＡ、Ｌ
Ｌ命令の結果トークンに付加されている。ＣＡＬＬ命令
の結果トークンＲＴはプロセッサ・エレメントＰＥＦに
送られる。なお、ＰＥｆがＰＥｐと同じであってもよい
。

第１１図はＬＬＩＮＫ命令の実行可能トークンと結果ト
ークンを示すものである。ＬＬＩＮＫの実行可能トーク
ンＥＴが送られて来ると、プロセッサ・ニレメン）　Ｐ
ＥＦの命令実行部１４は、実行可能トークンＥＴの新カ
ラーの値を結果トークンＲＴのカラ一部の値とし、実行
可能トークンＥＴの関数入口アドレスを結果トークンＲ
Ｔの行先アドレス部に記入し、実行可能トークンＥＴの
オペランド（関数ｆの実引数）を結果トークンＲＴのオ
ペランド部に記入し、図示しないが更に結果トークンＲ
Ｔの先頭にプロセッサ・エレメント化ＰＥｆを付加して
アドレス変換部７に送る。このＬＬＩＮＫの結果トルク
ンＲＴは、ネットワークを介してプロセッサ・エレメン
トＰＥｆに送られる。

第１２図は０ＬＩＮＫの実行可能トークンと結果トーク
ンとを示すものである。０ＬＩＮＫの実行可能トークン
ＥＴが送られて来ると、プロセッサ・ニレメン）　ＰＥ
Ｆの命令実行部工４は、実行可能トークンＥＴの新カラ
ーを結果トークンＲＴのカラ一部の値とし、ＯＵＴのア
ドレスをそのま＼とし、実行可能トークンＥＴのカラー
と戻シアドレスを結果トークン１１　Ｔのオペランド部
に記入し、図示しないが更に結果トークンＲＴの先頭に
プロセッサ・エレメント化ＰＥｆを付加してアドレス変
換部７に送る。この０ＬＩＮＫの結果トークンＲＴは、
ネットワーク６を介してプロセッサ・エレメントＰＥｆ
に送られる。なお、ＣＡＬＬ命令の結果トークンＲＴの
行先アドレスで命令メモリ１１をリード・アクセスする
と、ＬＬＩＮＫ命令および０ＬＩＮＫ命令が命令メモリ
１１から取出される。

第１３図はＯＵＴの実行可能トークンと結果トークンを
示すものである。ＬＬＩＮＫの結果トークンＲＴを受取
ると、プロセッサ・エレメントＰＥｆはその実引数に基
づく関数ｆの演算を実行する。

実行結果が作成されると、プロセッサ・ニレメン）　Ｐ
ＥｆによってＯＵＴ命令が実行される。ＯＵＴの実行可
能トークンＥＴが送られて来ると、プロセッサ・ニレメ
ン）　ＰＥｆの命令実行部１４は、売行可能トークンＥ
Ｔの戻りカラーの値を結果トークンＲＴのカラ一部に記
入し、実行可能トークンＥＴの戻りアドレスを結果トー
クンＲＴの行先アドレス部に記入し、実行可能トークン
ＥＴのオペランド（関数の結果）を結果トークンＲＴの
オペランドとし、更に図示しないが結果トークンＩｔＴ
の先頭にプロセッサ・ニレメン）　ＰＥＦの名前を付加
してアドレス変換部７に送る。とのＯＴＪ　Ｔの結果ト
ークンは、ネットワーク６を介してプロセッサ・エレメ
ントＰＥＦに送られる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように１本発明によれば、関数
呼出しを行い得るようになったデータフロー・マシンに
おいて、オペランド・メモリのギ一として、命令がＯＵ
ＴおよびＬＬＩＮＫの何れでもない場合には行先アドレ
スとカラーとを用い、命令がＯＵＴ又はＬＬＩＮＫの場
合には関数内の他の命令のオペランドと区別できるよう
な特別な識別子と、カラーとを用いているので、オペラ
ンドの混同を生ずることなくデータフロー処理を行うこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータブ−−−ｑ＞：ｙの概要を示す図・　１
第２図はデータフロ−・グラフの１例を示す図。第３図はプロセッサ・エレメントの１例を示す図、第４
図は結果トークンの形式を示す図、第５図は点火トーク
ンの形式を示す図、第６図は実行可能トークンの形式を
示す図、第７図は命令取出部の動作を説明する図、第８
図は命令点火検査部の動作を説明する図、第９図は命令
実行部の動作を示す図、２ｇ１０図はＣＡＬＬ命令の実
行可能トークンと結果トークンとを示す図、第１１図は
ＬＬＩＮＫ命令の実行可能トークンと結果トークンを示
す図、第１２図は０ＬＩＮＫ命令の実行可能トークンと
結果トークンを示す図、第１３図はＯＵＴ命令の実行可
能トークンを示す図である。１−〇ないし１−ｎ・・・プロセッサ・エレメント、２
・・・スケジューラ、３・・・ホスト！ｔ　ｎ　４４’
４　、４・・・ディスプレイ、５・・・ＤＡＳＤ、６・
・・ネットワーク、７・・・アドレス変換部、８・・・
アドレス変換メモリ、９・・・待メモリ、１０・・・命
令取出部、１１・・・命令メモリ、１２・・・命令発火
検査部、１３川オペランド・メモリ、ＦＥＴ・・・取出
トークン、ＦＩＴ・・・点火トークン、ＥＴ・・・実行
可能トークン。９Ｑヤ９目欠′１図尤１１図

Claims

【特許請求の範囲】

複数のプロセッサ・エレメントと、プロセッサ・エレメ
ント間の通信を行うネットワークとを有すると共に、新
カラーを獲得しこれをＬＬＩＮＫ命令および０ＬＩＮＫ
命令に送るだめのＣＡＬＬ命令と、関数の実引数に新カ
ラーを付加しこれらを関数入口アドレスに送るためのＬ
ＬＩＮＫ命令と、関数実行結果の戻υ先を示す戻りアド
レスと現在のカラーを併せてオペランドとしそれに新カ
ラーを付加したものをＯＵＴ命令に送る０ＬＩＮＫ命令
と、関数の実行結果に戻シカラーを付加しこれを戻りア
ドレスに送るだめのＯＵＴ命令とを実行できるようにな
ったデータフロー・マシンにおけるデータ処理方式であ
って、上記プロセッサ・エレメントは、命令取出部と、
命令メモリと、命令発火検査部と、オペランド・メモリ
と、命令実行部とを具備し、上記命令取出部は、取出ト
ークンが到着したとき、そのトークンの行先アドレスに
基づいて取出トークンのオペランドを使用する命令コー
ド、その命令の何番目のオペランドになるかを示すオペ
ランド番号および次の命令の実行結果の行先アドレスを
上記命令メモリから取出し、これらにカラーとオペラン
ドを併せたものを点火トークンとして上記命令発火検査
部に送ると共に、取出された命令コードがＯＵＴ命令又
はＬＴ、ＩＮＫ命令を示している場合には特別な識別子
を上記命令メモリから取出して点火トークンに付加する
ように構成され、上記命令発火検査部は、点火トークン
が到着したとき、命令がＯＵＴ又は、Ｔ、ＬＩＮＫの場
合は点火トークンのカラーと特別な識別子をキーとして
同一のキーをもつオペランドを上記オペランド・メモリ
から捜し、ＯＵ　Ｔ命令およびＬＬＩＮＫ命令の内の何
れでもない場合罠は点火トークンのカラーと行先アドレ
スとをキーとして同一のキーをもつオペランドを上記オ
ペランド・メモリから捜し、そして命令に必要なオペラ
ンドが揃っている場合にはカラー、行先アドレス、命令
コード、オペランドを併せて実行可能トークンとして上
記命令実行部に送り、揃っていない場合には点火トーク
ン中のオペランド、カラー、行先アドレス、オペランド
番号を上記オペランド・メモリに格納すると共に、ＯＵ
Ｔ命令又はＬＬＩＮＫ命令のときは特別な識別子をも上
記オペランド・メモリに格納するように構成され、上記
命令実行部は、命令を命令コードとオペランドによって
実行し、カラー、行先アドレス、実行結果を併せて結果
トークンとして出力するように構成されていることを特
徴とするデータ処理方式。