JPS61267871A

JPS61267871A - 情報処理装置

Info

Publication number: JPS61267871A
Application number: JP60274359A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hayashi; 英男林
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1985-12-07
Publication date: 1986-11-27
Also published as: CN85109589A; CN85109585A; EP0184791A1; US4739472A; CN1004773B

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、ベクトル演算を実行するための情報処理装置
に関する。

〔従来の技術〕

米国特許第４，１２８，８８０号には、メモリセクショ
ンと、該メモリセクションに接続された複数のベクトル
レジスタと、前記ベクトルレジスタと協働して動作可能
な１例えば加算器及び乗算器のよう表、独立した分割さ
れた機能ユニｙ　トとを含む。

ブロック毎のデータ信号は、前記メモリセクションから
前記ベクトルレジスタに移される。該プロ、り毎のデー
タ信号は、ベクトル処理の際に、一つあるいはそれ以上
のベクトルレジスタから前記機能ユニットの一つに連続
的に移され、処理され。

そして別のベクトルレジスタに戻される。そのようなベ
クトル処理は、中央処理ユニ、トに接続された命令デコ
ーダ即ち命令解読ユニットの制御下での動作のチェイニ
ング（ｃｈａｉｎｉｎｇ）モードでは進歩しておシ、そ
れ故、ベクトル処理は高速でなされる。簡略化のために
、前記ベクトルレジスタ及び前記機能ユニットの組み合
せをこの明細書では命令処理ユニットと呼ぶことにする
。

特に、ロード命令は、メモリユニットにストアされたデ
ータ信号をベクトルレジスタにロードする際に中央処理
ユニットから命令デコーダに転送され、ストア命令は、
メモリユニットにおけるぺ命令デコーダはメモリイネイ
ブル信号（即ち、メに転送される。その演算命令に応答
して、命令デコータハユニットイネーツル信号（即チ、
ユニット指示信号）を命令処理ユニットに送る。命令処
理ユニットは前記ユニット指示信号及び前記演算命令に
従って演算動作を実行する。以下、前記ユニット指示信
号及び前記メモリ指示信号を、それぞれ第１及び第２の
指示信号と呼ぶことにする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

各ロード命令が、繰シ返されるロード命令における近接
した２つの命令間に前記演算命令が挿入された状態で、
中央処理ユニ、トから繰シ返し送出されるものとしよう
。この場合、処理は、ロード命令の第１番目の命令、演
算命令、及びロード命令の第２番目の命令の順に実行さ
れる。ここで。

注意すべきは、各ロード命令は、メモリユニットが各ロ
ード命令によってアクセスされるべきであるので、演算
命令に比較して、処理されるために比較的長時間を要す
ることである。通常、ロード命令の各々は、一つ一つ連
続的に処理される。その結果、前記第２番目のロード命
令のための前記第２の指示信号は、前記第１番目のロー
ド命令のためのロード動作が完了した後に、出力されな
ければならない。従って、ロード命令の近接した２つの
命令のために前記第２の指示信号間で、長時間が費され
る。同じことがストア命令の場合にも言える。以上のこ
とから、明らかなように、メモリユニットが命令デコー
ダによって頻繁にアクセスされる場合には、演算を高速
で実行することができない。

本発明の目的は、メモリユニットが頻繁にアクセスされ
た時においても、高速で演算を実行することが可能な情
報処理装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記目的を達成すると共に、ロー
ド又はストア命令の近接した２つの命令間に要する時間
を短縮することができる情報処理装置を提供することに
ある。

本発明の別の目的は、ベクトル処理に適した情報処理装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、一連の命令に応答して動作可能な情報
処理装置であって、前記命令を解読し。

前記命令が第１及び第２のグループに属する時。

第１及び第２の指示信号をそ扛ぞれ出力する命令解読ユ
ニットと、該命令解読ユニットに接続され。

前記第１の指示信号に応答して前記第１のグループの命
令を処理する命令処理ユニットと、前記命令解読ユニッ
ト及び前記命令処理ユニットに接続され、前記第２の指
示信号に応答して前記第２のグループの命令に従って前
記命令処理ユニットと協働する協働手段とを含む前記情
報処理装置において。

前記命令解読ユニットは。

前記命令処理ユニットの内部状態を示す複数の状態指示
信号を出力する状態指示手段と。

イネーブル信号に応答し、前記第１のグループの命令を
一時的に保持し、保持された命令を一度に一つ保持第１
グループ命令として出力するスタックレジスタ手段と。

前記第１及び第２のグループの命令に応答し。

前記スタククレジスタ手段、前記状態指示手段。

前記命令処理ユニット、及び前記協働手段に接続された
局部処理手段とを含み。

該局部処理手段は、前記状態指示信号及び前記保持第１
グループ命令を参照して前記第１及び第２のグループの
命令を処理し、前記第１及び第２の指示信号を前記命令
処理ユニット及び前記協働手段にそれぞれ転送すると共
に、処理される命令が前記第１のグループに属する時、
前記イネーブル信号を前記状態指示手段に転送すること
を特徴とする情報処理装置が得られる。

〔実施例〕まず、第２図を参照して２本発明の理解を容易にするた
めに、従来のベクトル処理装置において実行される従来
のベクトル処理を説明する。従来のベクトル処理装置は
、命令の各々を連続的にデコード（即ち、解読）シ、第
１及び第２の指示信号を出力する命令解読ユニット（即
ち命令デコーダと、該命令デコーダから与えらｎる各命
令を処理すべく、前記第１の指示信号によって動作可能
々にされ７命令処理ユニツトと、書き込み及び読み出し動
作を実行すべく、前記第２の指示信号によって動作可能
にされるメモリユニットとを含む。

このことから、各命令が演算のための命令である時、第
１の指示信号が命令デコーダから命令処理ユニットに転
送されることは容易に理解される。

他方、各命令がメモリユニットと命令処理ユニットとの
間でデータ信号を移動すべくメモリユニットを、アクセ
スするためのロードあるいはストア命令である時、第２
の指示信号は命令デコーダからメモリユニットに転送さ
扛る。

命令処理ユニットは、複数個のベクトルレジスタと２例
えば乗算器及び加算器のような演算素子トラ含む。ベク
トルレジスタは、ロード命令が命令デコーダによってデ
コードされた時、メモリユニットから前記データ信号を
ロードされる。ベクトルレジスタは処理によって生じる
結果データ信号をストアする。演算は、演算命令が命令
デコーダによってデコードさｎた時に前記演算素子によ
って実行さｎる。

命令が、テーブル１に例示さ扛た順に命令デコーダに供
給され、そして情報処理ユニットにおいて実行さｎるも
のとしよう。

テーブル１テーブル１において、第Ｏないし第３０ペクトうちの一
つである。第１のステップＳ１で、ベクトルロード命令
ＶＬＤ　１のうちの第１番目のそｎは。

第０番目のベクトルレジスタＶＲＯに第１のベクトルデ
ータ信号をロードすることを指示している。

第２のステップＳ２で２乗算命令のうちの第１番目の命
令ＶＭＹ　１に従って、第１のスカラーデータ信号Ａと
第０番目のベクトルレジスタＶＲＯの内容とが乗算さ扛
、第１のスカラーデータ信号と第０番目のベクトルレジ
スタＶＲＯの内容との第１の積が出力される。第１の積
はそれから第２のレジスタＶＲ２に移される。次に、第
３のステップＳ３で、ベクトルレジスタＶＲＯは、ベク
トルロード命令のうちの第２番目の命令ＶＬＤ　２に従
って。

第２のベクトルデータ信号をロードされる。乗算命令の
うちの第２番目の命令に従って、第２のスカラーデータ
信号Ｂと第０番目のベクトルレジスタＶＲＯの内容との
ベクトル乗算が実行され、その結果、第２の積が出力さ
ｎる。第２の積は第４のステップＳ４で第３のベクトル
レジスタＶＲ３に移される。

第１ないし第４のステップＳ１ないしＳ４は。

第２図に示さｎたように従来の情報処理装置において実
行される。即ち、第１のステラ７’Ｓ１は。

第１のベクトルロード命令ｖ９１のための第２の指示信
号が命令デコーダからメモリユニットに送らｎる時点ｔ
１で始まる。該第２の指示信号は時点ｔ２までメモリユ
ニットに保持される。このように、第１のベクトルロー
ド命令ＶＬＤ　ｌばｔｌからｔ２までの期間、継続する
。この期間は、オーバーヘッド時間及びメモリユニット
をアクセスするためのアクセス時間を考慮して決定され
る。

この第１の期間が経過した後２時点ｔ３で、第０番目の
ベクトルレジスタＶＲＯは第１のベクトルデータ信号を
ロードされ始める。ここで注意すべきは、もし第１のベ
クトルデータ信号が第０番目のベクトルレジスタＶＲＯ
にストアされ始めると、第１の乗算命令ＶＭＹＩの実行
が開始さｎることである。このような事情のもとで、第
１のベクトルデータ信号が第０番目のベクトルレジスタ
ＶＲＯにストアさｎる以前に第１の乗算命令面１のため
の第１の指示信号が発生される。それ故。

第１の乗算命令ＶＭＹＩが時間ｔ２とｔ３との間の途中
時点ｔ３’で出さ扛る。

第１のベクトルデータ信号は、各ベクトルデータ信号が
第０番目のベクトルレジスタＶＲＱにストアされた後、
該ベクトルレジスタＶＲＯから連続的に読み出さｎる。

それ故、第１のベクトルデータ信号の各々が第０番目の
ベクトルレジスタＶＲＯにストアされた後、第１の積を
計算するために、第１のベクトルデータ信号の各々と第
１のスカラーデータ信号との間で乗算を即時に実行する
ことができる。第１の積は、直ちに、第２のベクトルレ
ジスタＶＲ２に連続的に書き込ま扛る。

同様の動作が、第１のベクトルデータ信号の最後の一つ
まで実行さ扛る。

第０番目のベクトルレジスタＶＲＯが時点ｔ４で第１の
ベクトルデータ信号の最後の一つをロードさ扛ると、最
後の一つに関する乗算及び書き込み動作が第２図に示さ
れるように、直ちに終了する。このように、第１の積が
第２のベクトルレジスタＶＲ２に完全に書き込まれる書
込み完了時点で第２のステップが完了するのに対し、第
１のステラｆＳ１は時点ｔ４で完了する。第２のステラ
ｆＳ２が時点ｔ３’と上記書込み完了時点との間で実行
さｎるのに対し、第１のステラｆＳ１は時点ｔ１とｔ４
との間で実行される。

第２のベクトルロード命令ＶＬＤ２のための第２の指示
信号は、第１のベクトルデータ信号のうちの最後の一つ
が第０番目のベクトルレジスタにストアさｎた後に時点
ｔ５で出される。換言すれば、第２のベクトルロード命
令ＶＬＤ　２のための第２の指示信号は、第０番目のベ
クトルレジスタＶＲＯが第１のベクトルデータ信号を完
全にロードされるまで、出されない。

第３のステップＳ３は第２のベクトルロード命令ＶＬＤ
　２を処理するべく１時点ｔ５で始まる。その結果、第
２のベクトルデータ信号は時点ｔ７とｔ８との間の期間
、第０番目のベクトルレジスタＶＲＯにストアされる。

このように、第３のステップＳ３は１時点ｔ５とｔ８と
の間で実行される。

第２の乗算命令ＶＭＹ２のための第１の指示信号は９時
点ｔ７より前の時点ｔ７’で出さｎる。第２のベクトル
データ信号が時点ｔ７で第０番目のベクトルレジスタＶ
ＲＯにストアされるとすぐに。

第２のベクトルデータ信号は第０番目のベクトルレジス
タＶＲＯから読み出さｎ、第２の積を得るために第２の
ベクトルデータ信号に第２のスカラーデータ信号が乗算
される。第２の積は、第３のベクトルレジスタＶＲ３に
ストアされ書き込まれる。第２のベクトルデータ信号の
すべてが時点ｔ８で第０番目のベクトルレジスタＶＲＯ
にストアさ扛ると、第３のベクトルレジスタＶＲ３への
第２の積の格納が９時点ｔ８の直後の時点ｔ９で終了す
る。第４のステップＳ４はこのように時点ｔ７’とｔ９
との間で実行される。

第２図から明らかなように、第２及び第４のステップＳ
２及びＳ４は、そｎぞｎ、第１及び第３のステップＳ１
及びＳ３とほとんどオーバラッグし、そして第１及び第
３のステップＳ１及びＳ３に比較して速く処理される。

しかしながら、第２及び第４のステップＳ２及びＳ４は
互にオーバラッグしない。これは、第２及び第４のステ
ラｆｓ２及びＳ４自体が速く処理され得るにもかかわら
ず。

第１のステップＳ１の完了後に第３のステップＳ３が開
始されるからである。これは、命令処理ユニットに含ま
れる１例えば乗算器のような演算素子が、比較的長時間
に亘って間欠的に乗算を実行すべく動作可能状態とされ
、従来の情報処理装置に有効に使用されていないことを
意味している。

第１図及び第３図を参照すると２本発明の一実施例によ
る情報処理装置は、中央処理ユニット（図示せず）と結
合されて使用される。該中央処理ユニットは図示された
情報処理装置に一連の命令を転送する。説明簡略化のた
め、一連の命令がテーブル１に示されたベクトル処理を
実行するものであると仮定して以下説明する。

図示の情報処理装置は、後述の如く動作可能な命令デコ
ーダ即ち命令解読ユニット１１と、命令処理ユニット１
２と、メモリユニット１３とを含む。命令デコーダ１１
は、第１及び第２の指示信号を命令処理ユニット１２及
びメモリユニット１３にそれぞれ転送する。第１及び第
２の指示信号は。

それぞれ、命令処理ユニット１２及びメモリュニッ）１
３を動作可能にするための第１及び第２のｉＪ？ラメー
タ信号ＰＡＩ及びＰＡ２に対応する。第３図に示されて
いるように、命令処理ユニット１２は、マルチブレフサ
−１６，第Ｏ番目ないし第３番目のベクトルレジスタ（
ＶＲＯないしＶＢ２　）２０ないし２３と、ベクトル乗
算器２４と、ベクトル加算器２５と、第１及び第２のス
イッチ２６及び２７とを含んでいる。第１及び第２のス
イッチ２６及び２７がメモリユニット１３（第１図）か
ら、スカラーレジスタ（図示せず）を介して。

スカラーデータ信号を受けるのに対して、マルチプレク
サ−１６はメモリユニット１３からベクトルデータ信号
を受ける。図示されてはいないが。

命令処理ユニット１２は、更に、シフター、他の計算回
路、該シフター及び該計算回路に関するベクトルレジス
タを含む。各ベクトルレジスタは複数のレジスタ素子を
含み、書き込み及び読み出し動作の両方を実質的に同時
に実行するものとする。

というのは、書き込み動作が対応するレジスタ素子に対
して実行されるやいなや、読み出し動作が各レジスタ素
子に対して可能となるからである。

第３図において、ベクトル乗算器２４は、直接。

第０番目のベクトルレジスタ２０に接続されると共に、
第１のスイッチ２６を介して、第１のベクトルレジスタ
２１に接続される。このように、ベクトル乗算器２４ば
、第０番目及び第１のベクトルレジスタ２０及び２１か
ら読み出されたベクトルデータ信号の積か、第０番目の
ベクトルレジスタ２０から読み出されたベクトルデータ
信号とメモリユニット１３から与えられたスカラーデー
タ信号との積か、いずれかを計算する。ベクトル加算は
、第２及び第３のベクトルレジスタ２２及び２３から読
み出されたベクトルデータ信号間、及び第２のベクトル
レジスタ２２から読み出されたベクトルデータ信号とメ
モリユニット１３から与えられたスカラーデータ信号と
の間で、実行される。その結果、ベクトルデータ信号の
和又はベクトルデータ信号とスカラーデータ信号との和
がベクトル加算器２５から出力される。

前記積や和の各々は、マルチプレクサ−１６を介して、
第０番目ないし第３のベクトルレジスタ２０ないし２３
の一つにもどされる。それらベクトルレジスタ２０〜２
３はメモリユニット１３に接続されたセレクタ２８に結
合されている。従って、積及び和の各々はセレクタ２８
を介してメモリユニット１３に送られる。

コン）ｏ−ラ２９は、第１の指示信号、つまシ。

第１のパラメータ信号ＰＡＬによって動作可能にされ、
コントロール信号Ｃを上述の素子２例えばマルチブレフ
サ−１６，ベクトルレジスタ２０〜２３、ベクトル乗算
器２４．ベクトル加算器２５゜及びセレクタ２８に、ま
もなく明らかになる命令に従って、転送する。ここで注
意すべきは、ベクトルレジスタ２０〜２３のうちの一つ
だけが、コントロール信号によってレジスタ書き込みモ
ードに置カレ、ベクトルレジスタ２０〜２３のうちの二
つが同時にレジスタ読み出しモードに置かれることであ
る。

以下余日再び、第１図を参照して、命令デコーダ１１は。

中央処理ユニットから一つづつ命令をロードされる命令
レジスタ３１を含む。ここで注意すべきことは、命令が
、命令処理ユニット１２に関する第１のグループと、メ
モリユニット１３に関する第２のグループとに分割可能
なことである。

よシ具体的には、第１のグループの命令は命令処理ユニ
ット１２において実行される演算を表す演算命令を含む
。各演算命令はベクトルレジスタ２０〜２３の少なくと
も一つをアクセスすることによって命令処理ユニット１
２に演算を実行させるためのもので、第３図にｌＮ５Ｔ
として示されている。この結果、ベクトルレジスタ２０
〜２３の６各は、レジスタ書き込みモード及びレジスタ
読み出しモードに選択的に置かれる。上述したように。

ベクトルレジスタ２０〜２３のうち２つがレジスタ読み
出しモードに指定されるのに対して、ベクトルレジスタ
２０〜２３のうちの一つがレジスタ書き込みモードに指
定される。

他方、第２のグループの命令は、メモリユニット１３に
ストアされるベクトルデータ信号をベクトルレジスタ２
０〜２３の特別の一つにロードするため、または演算の
結果をメモリユニット１３にストアするために、メモリ
ユニット１３をアクセスするためのものである。従って
、第２のグループの命令はロード命令と、第３図に示さ
れたベクトルレジスタ２０〜２３のためのストア命令と
を含む。図示された例では、後で明らかになるように、
同じベクトルレジスタに対するロード命令のうちの前の
、更には次のものは、前記前のロード命令のためのスト
アされたベクトルデータ信号が問題のベクトルレジスタ
にストアされる前に。

連続１的に出力される。

ロード及びストア命令の各々は、第２の指示信号（即ち
第２の）９ラメ一タ信号）ＰＡ２がメモリユニット１３
に送られる。その結果、メモリユニット１３は書き込み
及び読み出しモード（メモリ書き込みモード及びメモリ
読み出しモード）に選択的に置かれる。

第１図において、命令デコーダ１１は、命令の衝突を避
けるために命令処理ユニット１２の内部状態を示す状態
指示ユニット３２を含む。状態指示ユニット１２は、フ
ラグの形で、内部状態をストアするための複数のフリッ
プフロップを含む。

この明細書では、フラグを状態指示信号と呼ぶ。

より具体的には、ベクトルレジスタ２０〜２３及びメモ
リユニット１３の各々は、第１及び第２のパラメータ信
号ＦＡＩ及びＰＡ２によってアクセスされるとアクセス
された状態となシ、それ故。

ビジー状態となる。アクセスされた状態とビジー状態と
は内部状態として区別されるべきである。

アクセスされた状態はビジー状態を待りている状態と考
えられ、それ故、アクセスされた状態は待機状態と呼ば
れる。

ベクトルレジスタ２０〜２３に関して、ビジー状態は書
き込みビジー状態と読み出しビジー状態とに分けられる
。書き込みビジー状態はフラグのうちの書き込みビジー
フラグによって表わされ。

読み出しピノ−状態はフラグのうちの読み出しピノ−フ
ラグによって表わされる。書き込みビジーフラグはベク
トルレジスタ２０〜２３にそれぞれ対応して設けられる
。書き込みビジーフラグは。

ＷＢ　ＳＹ　ｉで指定される。ただし、ｉはＯ〜３のい
ずれか一つをとる。他方、読み出しビジーフラグの２つ
は、ベクトルレジスタ２０及び２１のヘア。

ベクトルレジスタ２２及び２３のにアのうちの各にアに
対応して設けられる。読み出しビジーレジスタはベクト
ルレジスタ２０及び２１に対してはＲＢＳＹＯで表わさ
れ、ベクトルレジスタ２２及び２３に対してはＲＢＳＹ
２によって表わされる。

また、待機状態は、書き込みビジー状態及び読み出しビ
ジー状態に対応して書き込み待機状態及び読み出し待機
状態に分けられる。書き込み待機状態はＷＷ、読み出し
待機状態はＲＷで表わされる。４つの書き込み待機フラ
グＷＷはベクトルレジスタ２０〜２３に対応して用意さ
れ、かつ、ｉによって指定される。２つの読み出し待機
フラグＲＷＯ及びＲＷ２はベクトルレジスタのペアー２
０及び２１；２２及び２３にそれぞれ対応して設けられ
る。

メモリユニット１３に関して、ロード待機フラグＬＤＷ
ｉは、ベクトルロード命令に関するロード待機状態であ
って、しかも、メモリユニットエ３にストアされたベク
トルデータ信号のベクトルレジスタへのロードを待って
いる。ベクトルレジスタ２０〜２３のロード待機状態を
、特定するために与えられる。ロードビジーフラグＬＤ
ＥＳＹｉは、また。

ベクトルレジスタ２０〜２３がメモリユニット１３と協
働してビジーである時、ロードビジー状態を表わすため
に与えられる。

上述したように、ベクトルロード命令の２つは。

同じベクトルレジスタが２つのベクトルロード命令によ
って指示された状態で、メモリユニット１３に供給され
るので、この状態は初期状態として指示されるべきであ
る。このため、補助ロードビジーフラグＬＤＢＳＹｉＡ
が図示の装置には用意されている。

とにかく、ロード待機フラグＬＤＷｉ　、ロードビジー
フラグＬＤＢＳＹｉ　、及び補助ロードビジーフラグＬ
ＤＢＳＹｉＡは、ベクトルレジスタ２０〜２３の状態を
表わしている。

フラグｖＯ及びｖｌは、また、後述されるように、命令
デコーダ１１に使用される。

上述のフラグは９局部処理ユニット３５（第１図）のコ
ントロールのもとにセット又はリセットされる。これに
ついては後に述べる。命令レジスタ３１に保持された命
令に応答して１局部処理ユニット３５は、第１及び第２
のノやラメータ信号ＰＡＬ及びＰＡ２’ｉ命令処理ユニ
ット１２及びメモリユニット１３にそれぞれ転送するた
め、及び。

受けた命令が第１のグループに属し、それ故、命令処理
ユニット１２に送られるべきである時、受けた命令を命
令スタックレジスタ３６に転送するため・に、働く。命
令スタックレジスタ３６の動作は後に述べられる。

受けた命令は、また１局部処理ユニット３５の第１のデ
コーダ４１に転送される。第１のデコーダ４１は、その
命令を受けると、その命令が第１のグループのものか否
かを検出する。第１のデコーダ４１は、第１及び第２の
グループの受信を表わす第１及び第２のデコーデッド信
号を監視回路４２に供給する。

第１のデコーデッド信号は読み出し要求信号か。

書き込み要求信号か、いずれか一方である。読み出し要
求信号は、同時にアクセスされるべき、一対のベクトル
レジスタ２０及び２１又は２２及び２３を指示する。書
き込み要求信号は計算結果をストアするためのベクトル
レジスタＶＲｉの一つを指示している。

第２のデコーデッド信号は、メモリユニット１３から読
み出されるベクトルデータ信号をロードされるべきであ
るベクトルレジスタＶＲｉの一つを表わすロード要求信
号である。

監視回路４２は、第１のデコーデッド信号に応答して、
イネーブル信号ＥＮ及び第１のパラメータ（ｉ号ＰＡｌ
を命令スタックレジスタ３６及び命令処理ユニット１２
にそれぞれ送る。イネーブル信号ＥＮに応答して、命令
スタックレジスタ３６は命令レジスタ３１に保持された
受信命令をストアすべく動作可能とされる。

第２のデコーデッド信号が第１のデコーダ４１によって
デコードされると、監視回路４２はメモリユニット１３
に第２のパラメータ信号ＰＡ２を与える。その結果、第
２のグループの命令は、命令スタックレジスタ３６を通
過することなくメモリユニット１３に与えられる。これ
は、第１のグループの命令が第２のグループの命令に対
して命令スタックレジスタ３６によって遅延されること
を意味している。

イネーブル信号ＫＮが第１のデコーデット信号の発生の
結果として命令スタックレジスタ３６に転送されるとし
よう。

一時的に第４図を参照すると、命令スタックレジスタ３
６はエントリーＳＯ及びＳｌを有し、各演算命令をファ
ースト・イン・ファースト・アラ）　（ＦＩＦＯ）の順
序で格納する。演算命令は、まず。

第１のエントリーＳ１が空状態であるという条件でクロ
ックツＪ？ルスに同期して第１のエントリーＳ１に保持
される。そして、蓄ヰｅン１ｌ−８Ｏが空であるという
条件のもとで、保持された演算命令は次のクロックパル
スに同期してエントリーＳＯにシフトされ２局部処理ユ
ニット３５に送られる。

フラグＶＱ及びｖｌは、エントリーＳＯ及びＳｌがそれ
ぞれ演算命令をロードされた時、送られる＠フラグｖＯ
及びｖｌの各々は、対応するエントリーが有効か否かを
表わしている。

命令スタックレジスタ３６のエントリーｓｏの演算命令
は、命令処理ユニット１２及び第２のデコーダ４３に、
第３図にｌＮ５Ｔとして示されている保持命令として送
られる。エントリーＳＯの保持命令は、それがベクトル
レジスタ２０及び２１のペアーか、もう一つのにアーか
どちらかのための読み出し命令である時、第２のデコー
ダ４３によって読み出しレジスタベアー信号にデコード
される。読み出しレジスタペアー信号は、それ故、上記
４アーかもう一方のベアかどちらかを表わしているＧ保
持命令が書き込み命令である時、第２のデコーダ４３は
計算結果をストアするためのベクトルレジスタ２０〜２
３の一つを表わす書き込みレジスタ信号を出力する。

第１図と共に、第５図を参照すると、監視回路４２は論
理回路によって構成され、第１〜第４の計算回路４６〜
４９と、第１〜第３のフリラグフロップ（Ｆ／Ｆ　）回
路５１〜５３とを含む。第１〜第３のフリラグフロップ
回路５１〜５３は、スタンクレシスタ３Ｇ、命令処理ユ
ニット１２．及びメモリユニット１３に、それぞれ接続
されている。

第１の計算回路４６は、第１及び第２のデコーダ４１及
び４３に接続され、第１の所定条件が満たされた時、ク
ロックパルス（図示せず）によって決まる所定期間（単
位期間）、第１の７リツプフロツプ５１をセットする。

第１の所定条件が満たさねるのは、命令レジスタ３１の
受取シ命令が演算命令であシ、シかも、その受取シ命令
と、第１のエントリーＳ１を空にした状態でエントリー
ＳＯに保持された保持命令とによって、指示されるベク
トルレジスタ間での衝突が起こらない場合である。この
ことから、第１のエントリーｓ１が空であシ、かつ、受
取シ命令によって指示されるベクトルレジスタがエント
リーＳｏの保持命令によって指示されるベクトルレジス
タと一致していない時に、第１のフリッゾフロッ７’５
１はセットされることがわかる。このように、命令スタ
ックレジスタ３６は、エントリーＳＯにストアされた保
持命令と同じベクトルレジスタを使用するいかなる命令
をもロードされてはいない。

第２の計算回路４７は、第１及び第２のデコーダ４１及
び４３と状態指示ユニット３２とに接続される。第２の
計算回路４７は、第２の所定条件が満足された時、所定
期間（単位期間）、第２のフリップフロップ回路５２を
セットする。その結果、第１の指示信号（第１のパラメ
ータ信号）ＰＡＬは、第２のフリップフロップ回路５２
がセットされると、第２の計算回路４７から命令処理ユ
ニット１２に転送される。

第２の所定条件が満足されるのは、保持命令によってア
クセスされるべきベクトルレジスタが命令のなかのそれ
以前の命令（先行命令）によって。

まだアクセスされていない場合である。特に、保持命令
がベクトルレジスタのベアの読み出しを指示している時
、第１のパラメータ信号ＦＡＩは。

問題のベクトルデータ信号がいかなる他の命令によって
読み出し中ではない場合、及び前のロード命令がベクト
ルレジスタのベアに対して存在しない場合、又は前のロ
ード命令が存在し前のロード命令のためのベクトルデー
タ信号がベクトルレジスタのベアにストアされ始めた場
合に、出力される。ベクトルレジスタの状態は、状態指
示ユニット３２にストアされたフラグを監視することに
よって検出され得る。前のロード命令の有無は、ロード
待機フラグＬＤＷｉ　、ロードビジーフラグＬＤＢＳＹ
ｉ　。

及び状態指示ユニット３２にストアされたフラグＶＯ及
びｖｌを監視することによって検出され得る。

第３の計算回路４８は、第１及び第２のデコーダ４１及
び４３と状態指示ユニット３２とに接続され、第３の所
定条件が満たされた時、第３のフリップフロップ回路５
３をセットすることによって、第２の・ぐラメータ信号
ＰＡ２をメモリユニット１３に転送する。上述の如く、
第２のパラメータ信号ＰＡ２は、命令レジスタ３１にス
トアされた受取シ命令がメモリユニット１３に転送され
るべきロード命令であることを示している。第２のパラ
メータ信号ＰＡ２は次のような条件下で現れる。即ち、
目的のロードのためのベクトルレジスタが書き込み状態
ではなく、２つのロード命令が既にメモリユニットエ３
に転送され仕掛中ではなく、命令スタックレジスタ３６
がロード命令によって指示された目的のベクトルレジス
タを読み出すための演算命令をロードされていないかあ
るいは演算命令がエンド！Ｊ−３ｏにストアされるべき
先行ロード命令によって指示される目的のベクトルレジ
スタからベクトルデータ信号を読み出し。

ベクトルデータ信号のベクトルレジスタの一つへの格納
の開始を待っているという条件下で、第２のパラメータ
信号ＰＡ２が現れる。

以下余日第４ノの計算回路４９はそれぞれの７ラグをセットする
ためのものである。第４〆の計算回路４９Ｆｉ第１及び
第２のデコーダ４１及び４３に接続され、イネーブル信
号ＥＮ及び第１及び第２のパラメータ信号ＰＡＩ及びＰ
Ａ２に応答して動作可能である。

第１図及び第５図と共に、第６図を参照して。

テーブル１に例示された順序でベクトル処理が行なわれ
る場合を説明する。説明簡略化のために。

すべてのフラグが論理″′０”レベルになっているとす
る。このような事情のもとでは、第１のベクトルロード
命令ＶＬＤ　１は、命令レジスタ３１にストアされ、第
１のデコーダ４１によって解読される。その結果、第２
のパラメータ信号ＰＡ２は第３の計算回路４８から第３
のフリップフロップ回路５３を介してメモリユニット１
３に時点ｔ１で転送される。第１のベクトルロード命令
ＶＬＤ　１は。

第１のデコーダ４１によって解読されると直ちに。

命令レジスタ３１からメモリユニット１３に送られ保持
される。

テーブル１に示されるように、第１のベクトルロード命
令ＶＬＤ　１は、メモリユニット１３から第１のベクト
ルデータ信号をロードされるベクトルレジスタ（ＶＲＯ
）　２０を指示している。それ故、ベクトルレジスタ２
０のためのロード待機フラグＬＤＷ　Ｏ及びロードビジ
ーフラグＬＤＢＳＹＯは、第６図の下方に示したように
９時点ｔ１でセットされる。

ロード待機フラグＬＤＷ　Ｏ及びロードビジーフラグ第
４の計算回路４９によって出力され、状態指示ユニット
３２にフラグ信号ＦＧ（第１図及び第５−）として送ら
れる。ロード待機フラグＬＤＷ　Ｏは。

ベクトルレジスタ２０がロードを待っている状態を示し
ている。

ここで注意すべきは、第１の乗算命令ＶＭＹＩが時点ｔ
１の直後に時間的に位置する時点ｔ　１’でストアされ
ることである。時点ｔ　１’では、第１のベクトルロー
ド命令ＶＬＤ　１はすでにメモリユニット１３に移され
ている。このように、第１の乗算命令ＶＭＹＩは、命令
スタックレジスタ３６に転送され、破線で示したように
、それに保持される。第２のステップＳ２は、それ故、
ベクトルデータ信号がベクトルレジスタ２０に移される
前に２時点ｔ　１’で開始される。第１の乗算命令ＶＭ
ＹＩが、ベクトルレジスタ２０及び２１にストアされた
第１のベクトルデータ信号の積を計算し、その積を第２
のベクトルレジスタ２２（第３図）にストアすることを
示しているとする。この場合、レジスタのペアー２０及
び２１のための読み出し待機フラグＲＷＯ及び第２のベ
クトルレジスタ２２のための書き込み待機フラグＷＷ２
は、第４の計算回路４９によって、それぞれ、論理″′
０”レベルにされる。その後は、第２の乗算命令のよう
な２次の動作命令は、フラグＲＷＯ及びＷＷ２がリセッ
トされるまで、ベクトルレジスタ２０〜２２をアクセス
できない。

第１の乗算命令ＶＭＹＩが命令スタックレジスタ３６に
ストアされると、第２のベクトルロード命令ＶＬＤ　２
は命令レジスタ３１に保持され、第１のデコーダ４１に
よってデコードされる。図示された例では、前の命令（
先行命令）　ＶＭＹ　１がベクトルデータ信号を待って
いると層う理由だけで実行されず、しかもベクトルデー
タ信号をベクトルレジスタ２０から連続的に読み出すた
めの読み出し命令であるという条件で、第２のパラメー
タ信号ｆ’Ａ２は第３の計算回路４８からメモリユニッ
ト１３に第３の７リツグフロツノ回路５３を介して転送
される。換言すれば、ロード待機フラグＬＤＷＯ及びロ
ードビジーフラグＬＤＢＳＹＯは、第２のパラメータ信
号ＰＡ２のメモリユニット１３への転送の際に、前の命
令を考慮に入れて、無視される。状態指示ユニット３２
に保持されたフラグを監視することによって前の命令を
監視することが可能である。

第２のパラメータ信号ＰＡ２は２時点ｔ　１’の直後の
時点ｔ２′で出力される。

第２のパラメータ信号ＰＡ２の転送と同時に。

補助ロードビジーフラグＬＤＢＳＹＯＡが、第６図に示
されるように、セットされ、かつ、計算回路４９から状
態指示ユニット３２に転送される。これは。

ベクトルロード命令ＶＬＤ　１及びＶＬＤ　２の２つが
メモリユニット１３に出されるためである。

それ故、メモリユニット１３は、ベクトルレジスタ２０
にベクトルデータ信号をロードするためベクトルレジス
タ２０は２時点ｔ２で第１のベクトルロード命令ＶＬＤ
　１に従って第１のベクトルデータ信号をロードされ始
める。時点ｔ２に先行する時点ｔ３’で、ロード待機フ
ラグＬＤＷ　Ｏがリセットされる。時点ｔ３’は転送に
必要な遅れを考慮して決定される。

ロード待機フラグＬＤＷ　Ｏが時点ｔ　３’でリセット
された時、第１のパラメータ信号ＦＡＩが第２の計算回
路４７かも第２のフリップフロップ回路５２を介して命
令処理ユニット１２に送られる。

この場合、読み出しビジーフラグＲＢＳＹＯがセットさ
れる一方、読み出し待機フラグＲＷＯがリセットされる
。ロード待機フラグＬＤＷ　Ｏは、ロードビジーフラグ
ＬＤＢ　ＳＹＯがセット状態に保たれ、かつ。

補助ロードビジーフラグＬＤＢＳＹＯＡがリセットされ
た状態で、ベクトルレジスタ２０・が次の命令によって
アクセスされることを禁止するためにセットされる。

第１のパラメータ信号ＦＡＩが出力された結果として、
読み出し待機フラグＲＷＯがリセットされると、第２の
乗算命令ＶＭＹ２は命令レジスタ３１から命令スタック
レジスタ３６へ送うれる。

その結果、読み出し待機フラグＲＷＯが再びセットされ
る。

時点ｔ４で、第１のベクトルデータ信号がベクトルレジ
スタ２０から完全に読み出される。それ故、ベクトルレ
ジスタ２０は時点ｔ４の後に再びアクセス可能となる。

これを考慮すると、ロード待機フラグＬＤＷ　Ｏ及び読
み出しビジーフラグＲＢＳＹＯは２時点ｔ４以前の時点
ｔ　４’で前もってリセットされる。このような事情の
もとで、第２の乗算命令ＶＭＹ２は、監視回路４２の第
２の計算回路４７に第２のデコーダ４３を介して送られ
る。

その結果、第２の乗算命令ＶＭＹ２のための第１のパラ
メータ信号ＰＡＩは時点ｔ　４’とｔ４との間に位置す
る時点で命令処理ユニット１２に転送される。

第２の乗算命令ＶＭＹ２のための第１のパラメータ信号
ＰＡＬが監視回路４２によって出力されると、読み出し
ビジーフラグＲＢＳＹＯがセットされる一方、読み出し
待機フラグＲＷＯがリセットされる。その後、ベクトル
レジスタ２０は、第２のロード命令ＶＬＤ　２に従って
、第２のベクトルデータ信号を連続的にロードされる。

同時に、第２のベクトルデータ信号はベクトルレジスタ
２０から連続的に読み出され、第２の乗算命令に従って
、第３のベクトルレジスタ２３に書き込まれるために乗
算を受ける。

上述した動作中、ロードビジーフラグＬＤＢＳＹＯは２
乗算の結果が第３のベクトルレジスタ２３にストアされ
書き込まれる時点ｔ５より前に、リセットされるが、読
み出しビジーフラグＲＢＳＹＯは。

第１のベクトルデータ信号が完全にベクトルレジスタ２
０から読み出される前にリセットされる。

このように、第１のロード命令ＶＬＤ　１のための第１
のステラｆＳ１は２時点ｔ１で始まシ、そして、ベクト
ルデータ信号が完全てベクトルレジスタ２０に移される
と、終了する。第２のステツブＳ２は２時点ｔ　１’で
始まシ、積が第１の乗算命令ＶＭＹ　１に応じて第２の
ベクトルレジスタ２２に書き込まれると、終了する。こ
こで注意すべきは。

第２のベクトルロード命令ＶＬＤ　２のための第３のス
テラｆＳ３は、ベクトルデータ信号が第１のロード命令
ＶＬＤ　１に従りてベクトルレジスタ２０に移される時
点ｔ２’で開始されることである。このように、ベクト
ルレジスタ２０のためのロード命令は、実質的な中断が
生じることなく、連続的に実行され、　ＶＭＹ　１とＶ
ＭＹ　２のための積は、第６図に示されるように連続的
に計算され得る。これは。

ベクトル乗算器２４及びベクトル加算器２５のような、
高速で動作可能なリソース（資源）が本実施例の装置で
は有効に使用されていることを意味する。この結果、ベ
クトルロード命令が一連の命令中に含まれる時でも、ベ
クトル処理の性能を著しく向上させることができる。

本発明は、上述した実施例に種々の変形や変更を施した
ものをも含む。例えば、上述の情報処理装置はベクトル
処理以外の通常の演算にも適用可能である。メモリユニ
ット１３にデータ信号をストアするためのストア命令が
命令デコーダ１１に与えられた時も、上記同様の動作が
実行され得る。

また、３つ以上のロード又はストア命令がメモリユニッ
ト１３に同時に送られてもよい。更に、ベクトルレジス
タの数は４つに限定されない。

また、上述した演算を実行するために、上記以外のフラ
グが使用されてもよい。メモリユニット１３の代りに、
他の装置が用いられてもよく、それ故、メモリユニット
１３やこれらの装置は、第２のパラメータ信号ＰＡ２に
応答して命令処理ユニット１２と協働する協働手段と呼
ばれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、メモリユニットが
頻繁にアクセスされた時においても、高速で演算を実行
することができ、更に、ロード又はストア命令の近接し
た２つの命令間に要する時間を短縮することができる７
、特にベクトル処理に適した情報処理装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による情報処理装置のブロッ
ク図、第２図は従来の情報処理装置の動作を説明するた
めのタイムチャート、第３図は第１図の情報処理装置に
用いられる命令処理ユニットのブロック図、第４図は第
１図の情報処理装置に用いられる命令スタックレジスタ
のブロック図。第５図は第１図の情報処理装置に用いられる命令デコー
ダの一部のブロック図、第６図は第１図の情報処理装置
の動作を説明するためのタイムチャートである。１１・・・命令デコーダ（命令解読ユニット）。１２・・・命令処理ユニット、１３・・・メモリユニッ
ト。１６・・・マルチゾレクサー、２０〜２３・・・ベクト
ルレジスタ、２４・・・ベクトル乗算器、２５・・・ベ
クトル加算器、２６及び２７・・・スイッチ、２８・・
・セレクタ、２９・・・コントローラ、３１・・・命令
レジスタ。３２・・・状態指示ユニット、３５・・・局部処理ユニ
ット、３６・・・命令スタックレジスタ、４１・・・第
１のデコーダ、４２・・・監視回路、４３・・・第２の
デコーダ、４６〜４９・・・計算回路、５１〜５３・・
・フリツゾフロップ回路。第１図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、一連の命令に応答して動作可能な情報処理装置であ
って、前記命令を解読し、前記命令が第１及び第２のグ
ループに属する時、第１及び第２の指示信号をそれぞれ
出力する命令解読ユニットと、該命令解読ユニットに接
続され、前記第１の指示信号に応答して前記第１のグル
ープの命令を処理する命令処理ユニットと、前記命令解
読ユニット及び前記命令処理ユニットに接続され、前記
第２の指示信号に応答して前記第２のグループの命令に
従って前記命令処理ユニットと協働する協働手段とを含
む前記情報処理装置において、前記命令解読ユニットは前記命令処理ユニットの内部状態を示す複数の状態指示
信号を出力する状態指示手段と、イネーブル信号に応答し、前記第１のグループの命令を
一時的に保持し、保持された命令を一度に一つ保持第１
グループ命令として出力するスタックレジスタ手段と、前記第１及び第２のグループの命令に応答し、前記スタ
ックレジスタ手段、前記状態指示手段、前記命令処理ユ
ニット、及び前記協働手段に接続された局部処理手段と
を含み、該局部処理手段は、前記状態指示信号及び前記保持第１
グループ命令を参照して前記第１及び第２のグループの
命令を処理し、前記第１及び第２の指示信号を前記命令
処理ユニット及び前記協働手段にそれぞれ転送すると共
に、処理される命令が前記第１のグループに属する時、
前記イネーブル信号を前記状態指示手段に転送すること
を特徴とする情報処理装置。２、局部処理手段は、前記第１及び第２のグループの命令をデコードし、前記
第１及び第２のグループの受信を表わす第１及び第２の
デコーデッド信号を、それぞれ、選択的に出力する第１
のデコーダ手段と、前記第１のデコーダ手段及び前記スタックレジスタ手段
に動作可能に接続され、前記イネーブル信号を前記スタ
ックレジスタ手段に転送し、前記第１のデコーデッド信
号に応答し前記状態指示信号を参照して前記第１のグル
ープの命令を前記スタックレジスタ手段にストアさせる
第１の転送手段と、前記スタックレジスタ手段、前記状態指示手段、及び前
記第１のデコーダ手段に動作可能に接続され、前記第１
のデコーデッド信号が前記第１のデコーダ手段から与え
られた時、前記保持第１グループ命令を参照して、前記
第１の指示信号を前記命令処理ユニットに転送する第２
の転送手段と、前記第１のデコーダ手段、前記状態指示
信号、及び前記スタックレジスタ手段に動作可能に接続
され、前記第２のデコーデッド信号が前記第１のデコー
ダ手段から送られた時、前記保持第１グループ命令を参
照して、前記第２の指示信号を前記協働手段に転送する
第３の転送手段とを含む特許請求の範囲第１項記載の情報処理装置。３、前記局部処理手段は、更に、前記第１のデコーダ手段、前記スタックレジスタ手段、
前記状態指示手段、及び前記第１ないし第３の転送手段
に接続され、フラッグ信号を前記状態指示手段に転送し
、前記状態指示信号を前記フラッグ信号で変更させる第
４の転送手段を含む特許請求の範囲第２項記載の情報処理装置。