JPS62232073A - ベクトルデ−タ処理装置 - Google Patents

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〕 本発明はベクトルデータ処理装置に関し、特にベクトル
レジスタ間のエレメントデータ移送を行うベクトルデー
タ処理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のベクトルデータ処理装置としては、米国
特許第４．１２８．８８０号公報に開示されたものがあ
る。すなわち、第２図を参照すると、従来のベクトルデ
ータ処理装置は、ベクトルレジスタ１０および１１、読
出し／書込みアドレスレジスタ２０および２１、エレメ
ントデータ人力選択回路３０、エレメントデータ出力選
択回路４０および演算器５０から構成されている。

ベクトルレジスタ１０および１１は、それぞれ複数個の
エレメントデータを保持するもので、通常複数個設けら
れている。

読出し／書込みアドレスレジスタ２０および２１は、ベ
クトルレジスタ１０およびｌｌ内に保持されているエレ
メントデータのロケーションを指定するもので、初期設
定で０にクリアされるとともに、＋１力ウント機能を有
する。

このような従来のベクトルデータ処理装置で、１個のへ
クトルレジスタに保持されているエレメントデータの部
分ベクトル演算を行う場合、このベクトルレジスタに保
持されているエレメントデータの一部を他のベクトルレ
ジスタに移送しておく必要がある。このためには、ベク
トルレジスタと主メモリとの間のストア／ロード命令を
用いてエレメントデータを移送する方法、またはシフト
命令を用いて移送する方法がとられている。

ストア／ロード命令を用いる方法では、ベクトルレジス
タ１０に保持されているエレメントデータがストア命令
によりベクトル長指定分だけ主メモリに順次ストアされ
、ストアされたエレメントデータの一部がベクトルレジ
スタ１１にロードされる。

すなわち、まずストア命令における移送元ベクトルレジ
スタ１０と移送するベクトル長との指定に応答して、読
出し／書込みアドレスレジスタ２０は０に初期設定され
る。この初期設定に応答して、ベクトルレジスタ１０に
保持されているエレメントデータのロケーションＯがエ
レメントデータ出力選択回路４０に出力され、読出し／
書込みアドレスレジスタ２０のカウントアンプにともな
いエレメントデータが順次出力される。エレメントデー
タ出力選択回路４０を介して与えられるベクトルレジス
タ１０の出力は主メモリに順次移送される０次に、ロー
ド命令における部分ベクトル演算に必要なエレメントデ
ータのロード開始アドレス、ロード先のベクトルレジス
タ１１およびベクトル長指定に応答して、読出し／書込
みアドレスレジスタ２１の指示に従い主メモリからベク
トルレジスタ１１にエレメントデータが順次ロードされ
る。

シフト命令を用いる方法では、ベクトルレジスタ１０に
保持されているエレメントデータがシフト命令により１
語ずつシフトされてベクトルレジスタ１１に移送される
。シフト命令でシフトすべきエレメントデータを保持す
るベクトルレジスタＩＯ、シフト結果を移送するベクト
ルレジスタ１１、シフト量およびベクトル長を指定する
と、読出し／ＩＦ込みアドレスレジスタ２ｏのカウント
アツプにともない、ベクトルレジスタ１０に保持されて
いるエレメントデータはロケーション０がらエレメント
データ出力選択回路４０に順次出力される。エレメント
データ出力選択回路４０を介して与えられたベクトルレ
ジスタ１０の出力は、演算器５０に送られる。

演算器５０は、エレメントデータ出力選択回路４ｏの出
力と命令で指定されたシフト量とに応答してシフト動作
を行う。シフト量は通常１語右シフト指定である。エレ
メントデータを１語分右シフトして出力することにより
、演算器５０の出力はエレメントデータ入力選択回路３
０を介してベクトルレジスタ１１に１語分シフトした形
式で移送される。読出し／書込みアドレスレジスタ２１
も＋１力ウント機能を有し、エレメントデータ入力選択
回路３ｏがら出力されるエレメントデータのロケーショ
ンを順次指定する。このシフト動作を繰り返すことで所
定のエレメントデータの移送が終了する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のベクトルデータ処理装置は、どちらの方
法を採用する装置でも主メモリまたは演算器を必要とす
るため、エレメントデータ移送の性能が低く、しかも後
続の命令が主メモリまたは演算器を必要とするときに競
合してしまうという欠点がある。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、ベクトルレジスタ間
のエレメントデータの移送を高速化することができるベ
クトルデータ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〕

本発明のベクトルデータ処理装置は、順序付けられたエ
レメントデータを保持する複数個の第１のベクトルレジ
スタと、順序付けられたエレメントデータを保持する複
数個の第２のベクトルレジスタと、ベクトル命令によっ
て前記第１のベクトルレジスタから前記第２のベクトル
レジスタにエレメントデータを移送する移送手段と、ベ
クトル命令によって演算を行う際に前記第１のへクトル
レジスクの読出しアドレスを設定する第１の読出しアド
レス設定手段と、ベクトル命令によって前記移送手段に
よりエレメントデータを移送する際に前記第１のベクト
ルレジスタの読出しアドレスを設定する第２の読出しア
ドレス設定手段とを有する。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明の一実施例は、ベクトルレ
ジスタ１００および１０１、ベクトルバッファレジスタ
１０２、第１読出しアドレスレジスタ１１０および１１
１、読出し／書込みアドレスレジスタ１１２、第２読出
しアドレスレジスタ１２０および１２１、書込みアドレ
スレジスタエ３０および１３１　。

第１読出しアドレス選択回路１４０および１４１、読出
し／書込みアドレス選択回路１４２、第２読出しアドレ
ス選択回路１５０および１５１、書込みアドレス選択回
路１６０および１６１、第１読出しデータ１７０および
１７１、第２読出しデータ１８０および１８１ならびに
エレメントデータ入力選択回路２００を存している。

複数個のベクトルレジスタ、本実施例では２個のベクト
ルレジスタ１００および１０１は、それぞれが順序付け
られた複数のエレメントデータを保持するもので、演算
器（図示せず）から出力される演算結果あるいは主メモ
リから出力されるロードデータを格納する。

複数個のベクトルバッファレジスタ、本実施例では１個
のベクトルバッファレジスタ１０２もまたそれぞれが順
序付けられた複数のエレメントデータを保持するもので
、ベクトルレジスタ１００および１０１から出力される
エレメントデータを格納する。

次に、このように構成された本実施例のベクトルデータ
処理装置の動作について説明する。

主メモリから出力されたロードデータを保持しているベ
クトルレジスタをベクトルレジスタ１００とし、そのベ
クトルレジスタ１００に格納されているエレメントデー
タを順次読み出してスカラデータとベクトルニレメトデ
ータとのベクトル演算を行い、演算結果をベクトルバッ
ファレジスタ１０２に格納する場合、命令によってスカ
ラデータを保持しているスカラレジスクの番号、ベクト
ルエレメントデータを保持しているベクトルレジスタ１
００の番号および演算結果を格納するベクトルバッファ
レジスタ１０２の番号が指定される。ベクトルレジスタ
１００への読出し開始アドレスおよびベクトルバッファ
レジスタ１０２への書込み開始アドレスはＯとしてそれ
ぞれ第１読出しアドレス選択回路１４０および読出し／
書込みアドレス選択回路１４２に入力される。

なお、これらの開始アドレスの設定経路およびスカラデ
ータの設定経路は図示されていない。

ベクトルレジスタ１００およびベクトルバッファレジス
タ１０２に保持できる最大エレメントデータ長をそれぞ
れ６４個としてベクトル長指定が３２である場合、命令
実行開始にともない第１読出しアドレス選択回路１４０
および読出し／書込みアドレス選択回路１４２に入力さ
れている開始アドレスＯがそれぞれ第１読出しアドレス
レジスタ１１０　＃よび読出し／書込みアドレスレジス
タ１１２に格納される。ベクトルレジスタ１００は第１
読出しアドレスレジスタ１１０で措定されるロケーショ
ンのエレメントデータを第１読出しデータ１７０として
読み出し、演算器に供給する。第１読出しアドレスレジ
スタ１１０はエレメントデータを順次読み出すために＋
１力ウント機能を有し、ロケーション０の次はロケーシ
ョン１、その次はロケーション２とカウントされる。カ
ウントされたロケーションからベクトル長指定分だけベ
クトルレジスタ１００内に保持されているエレメントデ
ータが読み出され、演算器に供給される。演算結果はエ
レメントデータ入力選択回路２００に入力され、演算結
果をベクトルバッファレジスタ１０２に出力するように
選択指示される。

一方、ベクトルバフフルレジスタ１０２は読出し／書込
みアドレスレジスタ１１２で指定されるロケーションに
、エレメントデータ入力選択回路２００から第１番目の
エレメントデータが出力される時点で演算結果の書込み
を開始する。読出し／・書込みアドレスレジスタ１１２
も第１読出しアドレスレジスタ１１０と同様にエレメン
トデータを順次書き込むために＋１力ウント機能を有し
、ロケーション００次はロケーション１、その次はロケ
ーション２とカウントされる。カウントされたロケーシ
ョンにベクトル長指定分だけエレメントデータ入力選択
回路２００から出力されるエレメントデータが書き込ま
れる。この動作は移送したエレメントデータ数が３２に
達したとき、すなわちベクトル長指定に等しくなったと
きに終了する。

他の命令で、１個のベクトルレジスタに保持されている
エレメントデータの部分ベクトル演算を行う場合、この
ベクトルレジスタに保持されているエレメントデータの
一部を他のベクトルレジスタに移送しておく必要がある
。演算器から出力された演算結果あるいは主メモリから
出力されたロードデータを保持している移送元のベクト
ルレジスタをベクトルレジスタ１００とし、そのベクト
ルレジスタ１００に格納されているエレメントデータの
一部を移送する移送先ベクトルレジスタをベクトルレジ
スタ１０１　とする場合、後続する命令によって移送元
ベクトルレジスタ１００の番号と移送先ベクトルレジス
タ１０１の番号が指定される。

直前に実行開始され、いまだ終了していないベクトル演
算のためのへクトルレジスタ１００のエレメントデータ
読出し動作にかかわらず、移送元ベクトルレジスタ１０
０への読出し開始アドレスは、命令あるいは命令付随情
報として第２読出しアドレス選択回路１５０に入力され
る。また、移送先ベクトルレジスタ１０１の書込み開始
アドレスも同様に、命令あるいは命令付随情報として書
込みアドレス選択回路１６１に入力される。なお、これ
らの開始アドレスの設定経路は図示されていない。

ベクトルレジスタ１００からベクトルレジスタ１０１に
３２個のエレメントデータを移送する場合には、命令に
よって移送元ベクトルレジスタ番号をベクトルレジスタ
１００　、移送先ベクトルレジスタ番号をベクトルレジ
スタ１０１　とそれぞれ指定し、ベクトルレジスタ１０
０の読出し開始アドレスを３２と指定する。命令によっ
て指定された読出し開始アドレスは第２読出しアドレス
選択回路１５０に人力されて選択され、第２読出しアド
レスレジスタ１２０に値３２が格納される。同時に書込
みアドレス選択回路１６１に０が入力されて選択され、
書込みアドレスレジスタ１３１に０が初期設定される。

ベクトルレジスタ１００は第２読出しアドレスレジスタ
１２０で指定されるロケーションのエレメントデータを
第２読出しデータ１８０として読み出し、エレメントデ
ータ入力選択回路２００に出力する。第２読出しアドレ
スレジスタ１２０も第１読出しアドレスレジスタ１１０
と同様にエレメントデータを順次読み出すために＋１力
ウント機能を有し、ロケーション３２の次はロケーショ
ン３３、その次はロケーション３４とカウントされ、ベ
クトル長指定分だけベクトルレジスタ１００内に保持さ
れているエレメントデータが読み出され、エレメントデ
ータ入力選択回路２００に出力される。エレメントデ入
力選択回路２００は、ベクトルレジスタ１００から読み
出されたエレメントデータをベクトルレジスタ１０１に
入力するように選択指示する。

一方、ベクトルレジスタ１０１は書込みアドレスレジス
タ１３１で指定されるロケーションに、エレメントデー
タ入力選択回路２００から第１番目のエレメントデータ
が出力される時点でエレメントデータの書込みを開始す
る。ｉＦ込みアドレスレジスタ１３１　も第２読出しア
ドレスレジスタ１２０と同様にエレメントデータを順次
書き込むために＋１力ウント機能を有し、ロケーション
０の次はロケーション１、その次はロケーション２とカ
ウントされ、ベクトル長指定分だけエレメントデータ入
力選択回路２００から出力されるエレメントデータが書
き込まれる。この動作は移送したエレメントデータ数が
３２に達したとき、すなわちベクトル長指定に等しくな
ったとき終了する。したがって、先行するベクトル演算
命令によるベクトルレジスタ１００のエレメントデータ
読出し動作と後続の移送命令によるベクトルレジスタ１
００のエレメントデータ読出し動作とは、同時に実行で
きることになる。

他の命令の組合せで、ベクトルレジスタ１０１に格納さ
れているエレメントデータを順次読み出してスカラデー
タとベクトルエレメントデータのベクトル演算を行い、
演算結果をベクトルレジスタ１００に格納する命令と、
ベクトルレジスタ１０１に格納されているエレメントデ
ータを順次読み出してベクトルバッファレジスタ１０２
に移送する命令が引き続いて実行される場合、まず先行
する命令によってスカラデータを保持しているスカラレ
ジスタの番号、ベクトルエレメントデータを保持してい
るベクトルレジスタ１０１の番号および演算結果を格納
するベクトルレジスタ１００の番号が指定される。ベク
トルレジスタ１０１への読出し開始アドレスおよびベク
トルレジスタ１００への書込み開始アドレスは０として
それぞれ第１読出しアドレス選択回路１４１および書込
みアドレス選択回路１６０に入力される。なお、これら
の開始アドレスの設定経路およびスカラデータの設定経
路は図示されていない。

ベクトルレジスタ１０１およびベクトルレジスタ１００
に保持できる最大エレメントデータ長をそれぞれ６４個
として、ベクトル長指定が３２である場合、命令実行開
始にともない第１読出しアドレス選択回路１４１および
書込みアドレス選択回路１６０に入力されている開始ア
ドレス０がそれぞれ第１読出しアドレスレジスタ１１１
および書込みアドレスレジスタ１３０に格納される。ベ
クトルレジスタ１０１は第１読出しアドレスレジスタ１
１１で指定されるロケーションのエレメントデータを第
１読出しデータ１７１　として読み出し、演算器に供給
する。第１読み出しアドレスレジスタ１１１はエレメン
トデータを順次読み出すために＋１力ウント機能を有し
、ロケーションＯの次はロケーション１、その次はロケ
ーション２とカウントされる。カウントされたロケーシ
ョンからベクトル長指定分だけベクトルレジスタ１０１
内に保持されているエレメントデータが読み出され、演
算器に供給される。演算結果はエレメントデータ入力選
択回路２００に入力され、演算結果をベクトルレジスタ
１００に出力するように選択指示される。

一方、ベクトルレジスタ１００は書込みアドレスレジス
タ１３０で指定されるロケーションに、エレメントデー
タ入力選択回路２００から第１番目のエレメントデータ
が出力される時点で演算結果の書込みを開始する。

書込みアドレスレジスタ１３０も第１読出しアドレスレ
ジスタ１１１　と同様にエレメントデータを順次書き込
むために＋１力ウント機能を有し、ロケーションＯの次
はロケーションｌ、その次はロケーション２とカウント
される。カウントされたロケーションにベクトル長指定
分だけエレメントデータ入力選択回路２００から出力さ
れるエレメントデータが書き込まれる。この動作は、移
送したエレメントデータ数が３２に達したときに、すな
わちベクトル長指定に等しくなったときに終了する。

効率良くベクトル命令を実行していく上で、ベクトルレ
ジスタ数が不足するような場合には、ベクトルレジスタ
内のエレメントデータを一時ベクトルバッファレジスタ
に退避させておく必要が生じる。この場合、演算器から
出力された演算結果あるいは主メモリから出力されたロ
ードデータを保持している移送元のベクトルレジスタを
ベクトルレジスタ１０１　とし、そのベクトルレジスタ
１０１に格納されているエレメントデータを移送する移
送先ベクトルバッファレジスタをベクトルバッファレジ
スタ１０２とする場合、後続する命令によって移送元ベ
クトルレジスタ１０１の番号と移送先ベクトルバッファ
レジスタ１０２の番号が指定される。

直前に実行開始され、いまだ終了していないベクトル演
算のためのベクトルレジスタ１０１のエレメントデータ
読出し動作にかかわらず、移送元ベクトルレジスタ１０
１への読出し開始アドレスは、命令あるいは命令付随情
報として第２読出しアドレス選択回路１５１に入力され
る。また、移送先ベクトルバッフルレジスタ１０２の書
込み開始アドレスも同様、命令あるいは命令付随情報と
して読出し／書込みアドレス選択回路１４２に入力され
る。なお、これらの開始アドレスの設定経路は図示され
ていない。

ベクトルレジスタ１０１からベクトルバッファレジスタ
１０２に３２個のエレメントデータを移送する場合には
、命令によって移送元へクトルレジスク番号をベクトル
レジスタ１０１、移送先ベクトルバッファレジスタ番号
をベクトルバッファレジスタ１０２とそれぞれ指定し、
ベクトルレジスタ１０１の読出し開始アドレスを３２と
指定する。命令によって指定された読出し開始アドレス
は第２読出しアドレス選択回路１５１に入力され、選択
されて第２読出しアドレスレジスタ１２１に値３２が格
納される。

同時に読出し／書込みアドレス選択回路１４２にＯが入
力され、選択されて読出し／書込みアドレスレジスタ１
１２に０が初期設定される。ベクトルレジスタ１０１は
第２読出しアドレスレジスタ１２１で指定されるロケー
ションのエレメントデータを第２読出しデータ１８１と
して読み出し、エレメントデータ入力選択回路２００に
出力する。第２読出しアドレスレジスタ１２１　も第１
読出しアドレスレジスタ１１１　と同様にエレメントデ
ータを順次読み出すために＋１力ウント機能を有し、ロ
ケーション３２の次はロケーション３３、その次はロケ
ーション３４とカウントされ、ベクトル長指定分だけベ
クトルレジスタ１０１内に保持されているエレメントデ
ータが読み出され、エレメントデータ入力選択回路２０
０に出力される。エレメントデータ入力選択回路２００
は、ベクトルレジスタ１０１から読み出されたエレメン
トデータをベクトルバッファレジスタ１０２に入力する
ように選択指示する。

一方、ベクトルバッファレジスタ１０２は読出し／書込
みアドレスレジスタ１１２で指定されるロケーションに
、エレメントデータ入力選択回路２００から第１番目の
エレメントデータが出力される時点でエレメントデータ
の書込みを開始する。読出し／書込みアドレスレジスタ
１１２も第２読出しアドレスレジスタ１２１と同様にエ
レメントデータを順次書き込むために＋１カウン）１１
能を有し、ロケーション０の次はロケーション１、その
次はロケーション２とカウントされ、ベクトル長指定分
だけエレメントデータ入力選択回路２００から出力され
るエレメントデータが書き込まれる。この動作は移送し
たエレメントデータ数が３２に達したとき、すなわちベ
クトル長指定に等しくなったときに終了する。したがっ
て、先行するベクトル演算命令によるベクトルレジスタ
１０１のエレメントデータ読出し動作と後続の移送命令
によるベクトルレジスタ１０１のエレメントデータ読出
し動作とは、同時に実行できることになる。

本実施例では、ベクトルレジスタ数を２、ベクトルバッ
ファレジスタ数を１としたが、本発明はベクトルレジス
タ数が２またはベクトルバッファレジスタ数が１に限定
されるものではなく、また、スカラデータとベクトルエ
レメントデータのベクトル演算としたが、これに限定さ
れるものでなく、ベクトルエレメントデータとベクトル
エレメントデータとのベクトル演算等を命令によって任
意に指定できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明には、ベクトルレジスタ当り
２個の読出しアドレス設定手段とベクトルレジスタ間の
エレメントデータ移送手段とを設けることにより、ベク
トルレジスタ間のエレメントデータ移送を高速に実現で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来のベクトルデータ処理装置の一例を示すブロック図
である。 図において、 １００、１０１　　・・ベクトルレジスタ、１０２　　
・・・・ベクトルバッファレジスタ、１１２　　・・・
・読出し／書込みアドレスレジスタ、２００　　・・・
・エレメントデータ入力選択回路、１１０、１１１　　
・・第１読出しアドレスレジスタ、１２０、１２１　　
・・第２読出しアドレスレジスタ、１３０、１３１　　
・・書込みアドレスレジスタ、１４０、１４１　　・・
第１読出しアドレス選択回路、１５０、１５１　　・・
第２読出しアドレス選択回路、１６０、１６１　　・・
書込みアドレス選択回路、１４２　　・・・・読出し／
書込みアドレス選択回路、１７０、１７１　　・・第１
読出しデータ、１８０、１８１　　・・第２読出しデー
タである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 順序付けられたエレメントデータを保持する複数個の第
   １のベクトルレジスタと、 順序付けられたエレメントデータを保持する複数個の第
   ２のベクトルレジスタと、 ベクトル命令によって前記第１のベクトルレジスタから
   前記第２のベクトルレジスタにエレメントデータを移送
   する移送手段と、 ベクトル命令によって演算を行う際に前記第１のベクト
   ルレジスタの読出しアドレスを設定する第１の読出しア
   ドレス設定手段と、 ベクトル命令によって前記移送手段によりエレメントデ
   ータを移送する際に前記第１のベクトルレジスタの読出
   しアドレスを設定する第２の読出しアドレス設定手段と
   、 を有することを特徴とするベクトルデータ処理装置。