JPS6325378B2 - - Google Patents

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JPS6325378B2
JPS6325378B2 JP58122680A JP12268083A JPS6325378B2 JP S6325378 B2 JPS6325378 B2 JP S6325378B2 JP 58122680 A JP58122680 A JP 58122680A JP 12268083 A JP12268083 A JP 12268083A JP S6325378 B2 JPS6325378 B2 JP S6325378B2
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JP
Japan
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circuit
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vector
register
cache
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JP58122680A
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English (en)
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JPS6015759A (ja
Inventor
Hiroyuki Nishimura
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6015759A publication Critical patent/JPS6015759A/ja
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08—Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明はベクトル演算処理をする情報処理装置
におけるキヤツシユデイレクトリの登録アドレス
の無効化処理を行なうキヤツシユ無効化制御装置
に関する。
従来技術 キヤツシユメモリ回路を有するスカラー装置と
主記憶装置に対して複数個のインタフエースを有
し、複数の要素データを同時にアクセスすること
のできる並列ベクトル演算装置とを含む情報処理
システムにおいて、ベクトル演算装置が行なうベ
クトル要素の主記憶装置に対するストア動作に対
応して、スカラー装置で有するキヤツシユメモリ
回路の内容を保証するためにベクトルストアアド
レスをキヤツシユメモリ回路に送り、キヤツシユ
メモリにベクトルストアアドレスに対応したデー
タが登録されているか否かチエツクし登録されて
いれば該登録を無効化する無効化回路を備えた方
式が従来から知られている。また、主記憶上の複
数の要素データを同時にアクセスする並列ベクト
ル演算装置においては、処理を高速に行なうため
に無効化回路を複数個設けることも一般に知られ
ている。
さらに、無効化回路の処理効率を向上させるた
め複数個の無効化回路に入力される複数個のベク
トルストアアドレスを隣り同志ブロツクアドレス
単位で比較し一致するものがあればどちらか一方
の無効化処理を抑止し無駄な無効化動作をはぶく
方式も知られている。
発明の目的 本発明の目的は、ベクトル要素のストア動作
は、連続番地へのストア動作、一定距離番地毎へ
のストア動作およびランダムな番地へのストアに
大別されるが前2者のストア動作がほとんどであ
る性質を利用しベクトルストアの要素データ間の
距離とキヤツシユブロツクサイズとから同一キヤ
ツシユブロツクに対して何個のベクトルストアア
ドレスが含まれるかを調べ、その要素数のベクト
ルストアアドレス発生を省略し無効化処理の効率
を向上させるようにしたキヤツシユ無効化制御装
置を提供することにある。
発明の構成 本発明の装置は、主記憶装置と、 該主記憶装置に対して複数個のインタフエース
を持ち複数の要素データを同時にアクセスするこ
とのできる並列ベクトル演算装置と、 キヤツシユメモリ回路を有するスカラー演算装
置とを備えた情報処理システムにおいて、 前記キヤツシユメモリ回路の格納データに対応
するブロツクアドレス情報を保持するデイレクト
リ回路と、 ベクトルストアの開始アドレスを格納するベー
スレジスタと、 要素データ間の距離(D)を格納するデイスタンス
レジスターと、 ベクトルストアの要素数を格納する要素数レジ
スタと、 前記ベースレジスタ、デイスタンスレジスタ、
および要素数レジスタにそれぞれ接続され、ベク
トルストアアドレスを作成するアドレス作成回路
と、 該アドレス回路から送られてくるベクトルスト
アアドレスを含むブロツクアドレスが前記デイレ
クトリ回路に登録されているか否かをチエツクし
登録されていれば一致信号を発生する検出回路
と、 該検出回路からの一致信号に応答して前記デイ
レクトリ回路の対応する登録アドレスを無効化す
る無効化回路と、前記ベクトルストア命令により
前記主記憶装置上に連続またはある等間隔に配列
ストアされる複数の要素データからなるベクトル
データの要素データ間の距離と前記キヤツシユメ
モリ回路に登録される前記主記憶上のある連続す
るデータの長さであるキヤツシユブロツクサイズ
とを比較し該キヤツシユブロツクサイズの中に含
まれる前記ベクトルデータを構成する要素データ
の数を調べ要素数に対応した信号を発生する要素
数チエツク回路と、 該要素数チエツク回路の出力に応答して前記ア
ドレス作成回路にベクトルストアアドレスを縮退
して更新するよう指示するベクトルストアアドレ
ス縮退指示回路とから構成されている。
発明の実施例 次に本発明について図面を参照しながら詳細に
説明する。
第1図を参照すると、本発明の一実施例は、ベ
ースレジスタ1、距離デイスタンスレジスタ2、
要素数レジスタ3、ブロツクサイズレジスタ4、
アドレス作成回路5、要素数チエツク回路6、ベ
クトルストアアドレス縮退指示回路7、デイレク
トリ100、無効化回路150、および転送パス
201−207を含む。
前記デイレクトリ100はセツトアドレスレジ
スタ101、ブロツクアドレスレジスタ102、
記憶回路110および111、比較回路121お
よび122、ゲート131−133、およびレジ
スタ140−143から構成されている。
前記無効化回路150はVビツトリードアドレ
スレジスタ151、Vビツト記憶回路153およ
び154、Vビツト無効化書込アドレスレジスタ
155および無効化制御回路156を含む。
前記アドレス回路5は、2入力切替回路51お
よび52、加算器54およびストアアドレスレジ
スタ55から構成されている。
次に本発明の一実施例の動作を詳細に説明す
る。
ベクトルストア命令により主記憶上の連続また
は等間隔に複数の要素データから構成されるベク
トルデータをストアするためにベクトルデータの
主記憶上のストア開始アドレスを格納するベース
レジスタ1および要素データ間の距離を格納する
デイスタンスレジスタ2から転送パス201およ
び202を介してベクトルストアの開始アドレス
(B)とベクトルストア要素間距離(D)とがアドレス作
成回路5に送られ、該回路5でベクトルストアア
ドレスB+D、B+2D、B+3D、……(E−
1)D(E;ベクトルストア命令により主記憶上
にストアされる要素データの数であり、要素数レ
ジスタ3から与えられる)が作成されストアアド
レスレジスタ55(第2図)にマシンサイクル毎
に結果がセツトされる。第2図を参照すると、2
入力切替回路51はストアアドレス作成開始時点
では、転送パス201を選択し、以降転送パス2
20を選択するよう制御線219で制御される。
この制御信号線219はアドレス作成回路5を制
御する制御回路(図示せず)に接続されている。
2入力切替回路52は、制御線206で指示され
るまでは転送パス202を選択する。
転送パス207および208を介してキヤツシ
ユブロツクアドレス情報、キヤツシユセツトアド
レス情報がデイレクトリ回路100のブロツクア
ドレスレジスタ102およびセツトアドレスレジ
スタ101にそれぞれ送られる。本実施例のキヤ
ツシユは2レベル(2コンパートメント)構成で
それぞれレベル0、レベル1キヤツシユと呼ぶこ
とにする。
レベル0記憶回路110およびレベル1記憶回
路111は、それぞれレベル0およびレベル1キ
ヤツシユに記憶された主記憶の一部のデータの主
記憶上のブロツクアドレスがセツトアドレスレジ
スタ101で示されるセツトアドレス対応に登録
されている。また、これらの記憶回路110およ
び111の内容が有効か無効かを示すのが無効化
回路150内のレベル0Vビツト記憶回路153
およびレベル1Vビツト記憶回路154である。
本実施例では、前記記憶回路153,154の有
効状態をV=1、無効状態をV=0と表わすこと
にする。
前記アドレス作成回路5からのセツトアドレス
が前記セツトアドレスレジスタ101に送られる
のと同期して、Vビツトリードアドレスレジスタ
151に送られる。
前記セツトアドレスレジスタ101の出力21
0で指定されるレベル0記憶回路110およびレ
ベル1記憶回路111のセツトアドレスから本デ
イレクトリ回路100に登録されたブロツクアド
レス情報が読み出され、前記ブロツクアドレスレ
ジスタ102の内容と比較回路121および12
2で比較される。これらの比較回路121および
122の出力と、Vビツトリードアドレスレジス
タ151の出力216で指定され読み出されるレ
ベル0Vビツト記憶回路153およびレベル1Vビ
ツト記憶回路154の出力214,215がアン
ド/ナンドゲート131および132でそれぞれ
論理積がとられアンドゲート出力がレベル0一致
レジスタ141、レベル1一致レジスタ143に
セツトされる。前記ゲート131および132の
ナンド出力がナンドゲート133で論理和がとら
れ、キヤツシユ一致レジスタ141にセツトされ
る。該レジスタ141に“1”がセツトされる
と、一致を検出したセツトアドレス情報が一致ア
ドレスレジスタ140から転送パス211を介し
てVビツト無効化書込アドレスレジスタ155に
送られる。次に無効化回路150では前記レジス
タ141および142(または143)から一致
信号および一致レベル信号を無効化制御回路15
6で受けとりVビツト無効化書込レジスタ152
の0出力を前記Vビツト無効化書込アドレスレジ
スタ155で示される位置に、書込むよう書込制
御信号を線221に出力する。
以上がベクトルストアアドレスに対する、キヤ
ツシユ無効化処理の動作説明である。
次に、本発明の特徴でもある要素数チエツク回
路6およびベクトルストアアドレス縮退指示回路
7について詳細に説明する。
第3図および第4図における本実施例のキヤツ
シユブロツクサイズ(BS)は128バイト、ベクタ
ストアデータはバイト巾、要素間距離の最小は4
バイトとする。また前記ベースレジスタ1および
デイスタンスレジスタ2は32ビツトバイトアドレ
ス情報を持ち、要素数レジスタ3は9ビツトで29
個の要素数を示すことができる。
なお、本実施例では、デイスタンスレジスター
2は正値として扱うが距離が負で逆方向のストア
を扱う場合も当然含まれるが説明は省略する。
まず、第4図において例えば32ビツト長のデイ
スタンスレジスタ2から転送パス202を介し
て、要素数チエツク回路6にバイト長表現のベク
トルストアデータを構成する要素データ間の要素
間距離数(D0〜31)が送られる。該要素数チエツ
ク回路6では、要素間距離を以下の6種類に分類
する。{要素間距離=(4バイト)、(5〜8バイ
ト)、(9〜16バイト)、(17〜32バイト)、(33〜64
バイト)、(64バイト以上)}。
すなわち、要素間距離が4バイトの場合、ブロ
ツクサイズ(BS)が128バイトなので128/4(32
個)のベクトル要素を、キヤツシユ1ブロツクに
ストアすることができる。言い換えれば1ブロツ
クを無効化するだけで連続ベクトルストアアドレ
ス32個分を無効化したのと同等となる。このよう
にベクトルストアアドレスの複数個を1個の無効
化アドレスとして処理することを無効化アドレス
縮退処理と呼ぶ。以下5〜8バイトは128/8(16
個)、9〜16バイトは128/16(8個)、17〜32バイ
トは、128/32(4個)、33〜64バイトは128/64
(2個)に無効化アドレスを縮退して作成するこ
とが可能となる。
第4図のアンドゲート601〜618は、上記
要素間距離を6種に分類する為のゲート回路の一
部を示す。ここでは要素間距離が4バイト長であ
ることを検出する回路を例にとり説明する。要素
間距離が4バイトであるためには、デイスタンス
レジスタ2の内容(D0〜31)がD29=1で、かつ残
りD0〜28=0、D30、31=0であることがそれぞれ
ゲート601,603〜606、および602で
検出され、ゲート613でD29の出力と論理積が
とられ、4バイト長検出信号S5が発生される。な
お、ゲート601〜606へ入力する前記デイス
タンスレジスタ2の出力は全てコンプリメント出
力であることは言うまでもない。同様に5〜8バ
イト長検出信号がS4として、9〜16バイト長検出
がS3として17〜32バイト長がS2として、33〜64バ
イト長がS1として出力される。
次に要素数チエツク回路からS1〜S5信号がベク
トルストアアドレス縮退指示回路7に送られる。
該動作と並行に要素数レジスタ3から送られてき
た要素数(E)を6入力切替回路71を介して(E/
1)、(E/2)、(E/4)、(E/8)、(E/16
)、
(E/32)に対応するシフト回路が構成され、こ
れらの内から前記S1〜S5に対応する出力が選択さ
れてまずベクターストア要素数の縮退が行われ
る。
次に縮退された要素数出力に対して、残り要素
数減算回路72で要素数が0になるまで−1減算
が行われる。減算結果は、その都度残り要素数レ
ジスタ75にセツトされ出力が要素数零検出回路
73でチエツクされ、零が検出されると無効化処
理完了信号218がアドレス作成回路5に送ら
れ、ベクトルストアアドレス作成動作が終了す
る。一方、前記無効化処理完了信号218が発生
するまでは、縮退検出回路74でS1〜S5信号のど
れか発生しているものが有るかどうかチエツクし
発生しているものがあれば切替信号206が発生
され、第2図のアドレス加算器54の一方の入力
がブロツクサイズレジスタ4の出力204を選択
し、ベクトルストアに対応するキヤツシユ無効化
アドレスはB、B+D、B+2D、……B+E・
Dではなく、キヤツシユブロツクサイズBS内に
ベクトルストア要素データはBS/D個入つてい
るので、次式で表わされるキヤツシユ無効化アド
レスB、B+BS、B+2・BS、B+3・BS…
…B+{E/(2x)+1}・BS、(但し2x―BS/
D)が算出されるよう制御される。
以上説明したように本発明の構成により、ベク
トルストアに対して、スカラー用キヤツシユメモ
リにベクトルストアアドレスに対応するブロツク
が登録されているかどうかチエツクされ、登録さ
れていれば対応する登録を無効化する方式におい
て、処理効率の高い装置を提供することが可能と
なる。
なお、本実施例では、キヤツシユデイレクトリ
回路100、アドレス作成回路5および無効化回
路150が1組の場合について説明したが処理効
率を高めるためさらに複数組持たせてもよい。
また本実施例では、同一ブロツクに何個のベク
トルストア要素が含まれるかだけを考慮しベクト
ルストアの開始アドレス(B)は考慮に入れず、その
分余計に+1個隣りのブロツクを無効化すること
で対処しているが、開始アドレスを考慮に入れた
方式も本発明に含まれる。
発明の効果 本発明には、キヤツシユメモリの1ブロツクサ
イズに含まれるベクトルストア要素数を調べるこ
とによりキヤツシユ無効化処理を各ベクトルスト
アアドレス毎に行なうことなく、ブロツクアドレ
ス毎に行なえ効率を高めることができるという効
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図、第2図は
アドレス作成回路の詳細な構成を示す図、第3図
はベクトルストアアドレス縮退指示回路の詳細な
構成を示す図、および第4図は要素数チエツク回
路の詳細な構成を示す図である。 第1図から第4図において、1……ベースレジ
スタ、2……デイスタンスレジスタ、3……要素
数レジスタ、4……ブロツクサイズレジスタ、5
……アドレス作成回路、6……要素数チエツク回
路、7……ベクトルストアアドレス縮退指示回
路、100……デイレクトリ回路、101……セ
ツトアドレスレジスタ、102……ブロツクアド
レスレジスタ、110……レベル0記憶回路、1
11……レベル1記憶回路、120……検出回
路、121,122……比較回路、131,13
2……アンド/ナンドゲート、133……ナン
ド/ゲート、140……一致アドレスレジスタ、
141……キヤツシユ一致レジスタ、142……
レベル0一致レジスタ、143……レベル1一致
レジスタ、150……無効化回路、151……V
ビツトリードアドレスレジスタ、152……Vビ
ツト無効化書込レジスタ、153……レベル0V
ビツト記憶回路、154……レベル1Vビツト記
憶回路、155……Vビツト無効化書込アドレス
レジスタ、156……無効化制御回路、51,5
2……2入力切替回路、53……ストアアドレス
レジスター1、54……アドレス加算器、55…
…ストアアドレスレジスター2、71……6入力
切替回路、72……残り要素数減算回路、73…
…要素数零検出回路、74……縮退検出回路、7
5……残り要素数レジスタ、201〜219……
データ線/制御線、601〜620……アンド/
ナンド/ゲート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主記憶装置と、 この主記憶装置に対して複数個のインタフエー
    スを持ち複数の要素データを同時にアクセスする
    ことのできる並列ベクトル演算装置と、 キヤツシユメモリ回路を有するスカラー演算装
    置とを備えた情報処理システムにおいて、 前記キヤツシユメモリ回路の格納データに対応
    するブロツクアドレス情報を保持するデイレクト
    リ回路と、 ベクトルストア命令の開始アドレス、要素デー
    タ間の距離およびベクトルストアの要素数に基づ
    き、ベクトルストアアドレスを作成するアドレス
    作成回路と、 該アドレス作成回路から送られてくるベクトル
    ストアアドレスを含むブロツクアドレスが前記デ
    イレクトリ回路または該回路の複写回路に登録さ
    れているか否かをチエツクし、登録されていれば
    一致信号を発生する検出回路と、 該検出回路からの一致信号に応答して前記デイ
    レクトリ回路の対応する登録アドレスを無効化す
    る無効化回路と、 前記ベクトルストア命令により前記主記憶装置
    上に連続またはある等間隔に配列ストアされる複
    数の要素データからなるベクトルデータの要素デ
    ータ間の距離と前記キヤツシユメモリ回路に登録
    される前記主記憶装置上のある連続するデータの
    長さであるキヤツシユブロツクサイズとを比較し
    該キヤツシユブロツクサイズの中に含まれる前記
    ベクトルデータを構成する要素データの数 を調べ要素数に対応した信号を発生する要素数チ
    エツク回路と、 該要素数チエツク回路の出力に応答して前記ア
    ドレス作成回路にベクトルストアアドレスを縮退
    して更新するよう指示するベクトルストアアドレ
    ス縮退指示回路とを含むことを特徴とするキヤツ
    シユ無効化制御装置。
JP58122680A 1983-07-06 1983-07-06 キヤツシユ無効化制御装置 Granted JPS6015759A (ja)

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JPS61264455A (ja) * 1985-05-18 1986-11-22 Fujitsu Ltd 主記憶一致制御方式

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