JPS6059620B2 - 命令制御方式 - Google Patents
命令制御方式Info
- Publication number
- JPS6059620B2 JPS6059620B2 JP17054480A JP17054480A JPS6059620B2 JP S6059620 B2 JPS6059620 B2 JP S6059620B2 JP 17054480 A JP17054480 A JP 17054480A JP 17054480 A JP17054480 A JP 17054480A JP S6059620 B2 JPS6059620 B2 JP S6059620B2
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- JP
- Japan
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- instruction
- vibe
- line
- processing
- stage
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/30—Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
- G06F9/38—Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead
- G06F9/3867—Concurrent instruction execution, e.g. pipeline or look ahead using instruction pipelines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Complex Calculations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、複数の命令処理パイプラインと、複数の命令
制御パイプラインとを有する処理装置において、１つの
命令処理パイプラインを複数の命令制御パイプラインの
それぞれによつて独立して制御てきるようにした命令制
御方式に関するものである。
制御パイプラインとを有する処理装置において、１つの
命令処理パイプラインを複数の命令制御パイプラインの
それぞれによつて独立して制御てきるようにした命令制
御方式に関するものである。
ベクトル・プロセッサの如き処理装置は、ベクトル・レ
ジスタ、複数の命令処理パイプラインおよび複数の命令
制御パイプラインを有している。
ジスタ、複数の命令処理パイプラインおよび複数の命令
制御パイプラインを有している。
命令処理パイプラインとしては、例えば加算用パイプラ
インや乗算用パイプライン、ストア用パイプライン、ロ
ード用パイプラインなどが設けられている。ストア■′
ゞイプラインとは、ベクトル・レジスタのベクトル・デ
ータを主記憶にス１・アするためのパイプラインであり
、ロード用パイプラインとは主記憶からベクトル・デー
タを読出してベクトル、レジスタに格納するためのパイ
プラインである。第１図はベクトル・プロセッサの命令
処理パイプラインにおけるエレメントの処理を説明する
図である。
インや乗算用パイプライン、ストア用パイプライン、ロ
ード用パイプラインなどが設けられている。ストア■′
ゞイプラインとは、ベクトル・レジスタのベクトル・デ
ータを主記憶にス１・アするためのパイプラインであり
、ロード用パイプラインとは主記憶からベクトル・デー
タを読出してベクトル、レジスタに格納するためのパイ
プラインである。第１図はベクトル・プロセッサの命令
処理パイプラインにおけるエレメントの処理を説明する
図である。
第１図においては命令処理パイプラインは処理段階ａ）
をＮｃ） ｄＮｅ・・・を有している。また、例えば
“’ａｌ’’は処理段階ａにあるエレメント１を示し、
’゛ｅ２’’は処理段階ｅにあるエレメント２を示して
いる。エレメント１、２、３、４、５、６ ・・・は命
令処理パイプラインに入力され、各エレメントは処理段
階ａＮｂ） ｃ） ｄ） ｅ・・・を経て出力される。
第２図は命令処理パイプラインにおける命令実行の状況
を示すものであつて、パイプライン処理は図示のように
平行四辺形て表わされる。第３図は従来技術において同
種の命令が３個連続した場合を説明する図である。
をＮｃ） ｄＮｅ・・・を有している。また、例えば
“’ａｌ’’は処理段階ａにあるエレメント１を示し、
’゛ｅ２’’は処理段階ｅにあるエレメント２を示して
いる。エレメント１、２、３、４、５、６ ・・・は命
令処理パイプラインに入力され、各エレメントは処理段
階ａＮｂ） ｃ） ｄ） ｅ・・・を経て出力される。
第２図は命令処理パイプラインにおける命令実行の状況
を示すものであつて、パイプライン処理は図示のように
平行四辺形て表わされる。第３図は従来技術において同
種の命令が３個連続した場合を説明する図である。
従来のベクトル、プロセッサにおいては加算用パイプラ
イン、Ｉ乗算用パイプライン、ストア用バ、イプライン
及びロード用パイプラインのそれぞれに対して１対１の
対応をもつて命令制御パイプラインが設けられており、
各命令制御パイプラインはステージ１、ステージ２およ
びステージ３に分割されている。門加算用パイプライン
や乗算用のパイプラインを制御する命令制御パイプライ
ンにおいて、ステージ１はベクトル・レジスタからエレ
メントを読出して対応する命令処理パイプラインヘ送る
制御を行うものであり、ステージ３は命令処理パイフラ
インから出力されるエレメントをベクトル・レジスタに
書込むための制御を行うものであり、ステージ２はステ
ージ１とステージ３の間の制御を行うものてある。第３
図は３個の同種の命令、例えば加算命令１、２、３が加
算用の命令制御パ・ｆプラインに順次に送られて来た場
合のバイブライン処理を示すものであるが、先ず命令１
がステージ１にセットされ、命令１で指定されたエレメ
ントがベクトル・レジスタから読出され、命令処理バイ
ブラインに入力される。命令処理バイブラインに入力さ
れたエレメンｌ・は処理段階Ａ．．ｂ．．ｃｌｄ．ｅで
順次処理され出力される。命令で指定されたエレメント
の全てがベクトル●レジスタから読出されて命令処理バ
イブラインに送られた後、命令１は命令制御バイブライ
ンのステージ２にセットされ、命令２が命令制御バイブ
ラインのステージ１にセットされる。命令１に基づく第
１番目の出力エレメントが命令処理バイブラインから出
力されると、これと同時に命令１は命令処理バイブライ
ンのステージ３に移され、命令２はステージ２に移され
、命令３はステージ１にセットされる。命令１に基づく
全ての出力エレメントがベクトル・レジスタに書込まれ
た後、命令２は命令制御バイブラインのステージ３に移
され、命令３がステージ２に移される。命令２に基づく
全ての出力エレメントがベクトル・レジスタに書込まれ
た後、命令３がステージ３に移される。各命令処理バイ
ブラインに対して専用の命令制御バイブラインを設ける
従来方式は、命令処理バイブラインに遊びが生ずるとい
う欠点がある。
イン、Ｉ乗算用パイプライン、ストア用バ、イプライン
及びロード用パイプラインのそれぞれに対して１対１の
対応をもつて命令制御パイプラインが設けられており、
各命令制御パイプラインはステージ１、ステージ２およ
びステージ３に分割されている。門加算用パイプライン
や乗算用のパイプラインを制御する命令制御パイプライ
ンにおいて、ステージ１はベクトル・レジスタからエレ
メントを読出して対応する命令処理パイプラインヘ送る
制御を行うものであり、ステージ３は命令処理パイフラ
インから出力されるエレメントをベクトル・レジスタに
書込むための制御を行うものであり、ステージ２はステ
ージ１とステージ３の間の制御を行うものてある。第３
図は３個の同種の命令、例えば加算命令１、２、３が加
算用の命令制御パ・ｆプラインに順次に送られて来た場
合のバイブライン処理を示すものであるが、先ず命令１
がステージ１にセットされ、命令１で指定されたエレメ
ントがベクトル・レジスタから読出され、命令処理バイ
ブラインに入力される。命令処理バイブラインに入力さ
れたエレメンｌ・は処理段階Ａ．．ｂ．．ｃｌｄ．ｅで
順次処理され出力される。命令で指定されたエレメント
の全てがベクトル●レジスタから読出されて命令処理バ
イブラインに送られた後、命令１は命令制御バイブライ
ンのステージ２にセットされ、命令２が命令制御バイブ
ラインのステージ１にセットされる。命令１に基づく第
１番目の出力エレメントが命令処理バイブラインから出
力されると、これと同時に命令１は命令処理バイブライ
ンのステージ３に移され、命令２はステージ２に移され
、命令３はステージ１にセットされる。命令１に基づく
全ての出力エレメントがベクトル・レジスタに書込まれ
た後、命令２は命令制御バイブラインのステージ３に移
され、命令３がステージ２に移される。命令２に基づく
全ての出力エレメントがベクトル・レジスタに書込まれ
た後、命令３がステージ３に移される。各命令処理バイ
ブラインに対して専用の命令制御バイブラインを設ける
従来方式は、命令処理バイブラインに遊びが生ずるとい
う欠点がある。
第４図は命令処理バイブラインに生じる遊びを説明する
図てある。第４図において、命令２に着目すると、命令
制御バイブラインのステージ１による命令２のエレメン
トの読出しが短時間で終るのにもかかわらず、命令１が
長時間にわたつて命令制−御バイブラインのステージ２
を専有しているので、命令２はステージ２が空くまでス
テージ２に移ることが出来ない。命令２が命令制御バイ
ブラインのステージ１からステージ２に移ると、命令３
がステージ１に入ることが出来るが、命令２のエレメン
トの読出しが終る時点と命令３のエレメント読出し開始
時点の間には遊び時間が生ずる。第５図は同種の複数の
命令を実行する場合に生ずる命令処理バイブラインの遊
びを示す図である。この第５図から判るように、同種の
命令が連続する場合、或る命令の実行終了と次の命令の
実行開始の間に命令処理バイブラインの遊びが生ずる。
本発明は、上記の考察に基づくものであつて、複数種類
の命令処理バイブラインを有する処理装置において、同
種の命令が複数個連続した場合においても命令処理バイ
ブラインの遊びが生じないようにした命令制御方式を提
供することを目的としている。そしてそのため、本発明
の命令制御方”式はベクトル命令を処理する複数の命令
処理バイブラインと、複数のステージを持つ複数の命令
制御バイブラインとを有する処理装置において、命令情
報をいずれの命令制御バイブラインに入力せしめるかを
定める命令情報分配手段を設けると共に、命令制御バイ
ブラインのステージと同数のセレクタより成るセレクタ
群を命令処理バイブライン毎に設け、且つ上記各セレク
タには上記命令制御バイブラインの同一番号のステージ
の出力を入力せしめると共に各セレクタの出力を対応す
る命令処理バイブラインに送り得るように構成されたこ
とを特徴とするものてある。以下、本発明を図面を参照
しつつ説明する。第６図は本発明の要部の１実施例のブ
ロック図、第７図は第６図の装置の動作を説明するタイ
ムチャートてある。
図てある。第４図において、命令２に着目すると、命令
制御バイブラインのステージ１による命令２のエレメン
トの読出しが短時間で終るのにもかかわらず、命令１が
長時間にわたつて命令制−御バイブラインのステージ２
を専有しているので、命令２はステージ２が空くまでス
テージ２に移ることが出来ない。命令２が命令制御バイ
ブラインのステージ１からステージ２に移ると、命令３
がステージ１に入ることが出来るが、命令２のエレメン
トの読出しが終る時点と命令３のエレメント読出し開始
時点の間には遊び時間が生ずる。第５図は同種の複数の
命令を実行する場合に生ずる命令処理バイブラインの遊
びを示す図である。この第５図から判るように、同種の
命令が連続する場合、或る命令の実行終了と次の命令の
実行開始の間に命令処理バイブラインの遊びが生ずる。
本発明は、上記の考察に基づくものであつて、複数種類
の命令処理バイブラインを有する処理装置において、同
種の命令が複数個連続した場合においても命令処理バイ
ブラインの遊びが生じないようにした命令制御方式を提
供することを目的としている。そしてそのため、本発明
の命令制御方”式はベクトル命令を処理する複数の命令
処理バイブラインと、複数のステージを持つ複数の命令
制御バイブラインとを有する処理装置において、命令情
報をいずれの命令制御バイブラインに入力せしめるかを
定める命令情報分配手段を設けると共に、命令制御バイ
ブラインのステージと同数のセレクタより成るセレクタ
群を命令処理バイブライン毎に設け、且つ上記各セレク
タには上記命令制御バイブラインの同一番号のステージ
の出力を入力せしめると共に各セレクタの出力を対応す
る命令処理バイブラインに送り得るように構成されたこ
とを特徴とするものてある。以下、本発明を図面を参照
しつつ説明する。第６図は本発明の要部の１実施例のブ
ロック図、第７図は第６図の装置の動作を説明するタイ
ムチャートてある。
第６図において、１と２は命令処理バイブライン、３−
１ないし３−３は命令制御バイブラインのステージ、４
−１ないみ４−３も命令制御バイブラインのステージ、
５−１ないし５−３はセレクタ、６−１ないし６−３も
セレクタ、７もセレクタをそれぞれ示している。
１ないし３−３は命令制御バイブラインのステージ、４
−１ないみ４−３も命令制御バイブラインのステージ、
５−１ないし５−３はセレクタ、６−１ないし６−３も
セレクタ、７もセレクタをそれぞれ示している。
命令処理バイブライン１は例えば加算用のバイブライン
であり、命令処理バイブライン２は例えば乗算用バイブ
ラインである。
であり、命令処理バイブライン２は例えば乗算用バイブ
ラインである。
命令情報が加算を指示している場合にはセレクタ７はス
テージ３−１ないし３−３の側を選択し、ステージ３−
１に格納された加算命令情報は順次にステージ３一２、
ステージ３−３と移され、加算命令情報が命令処理バイ
ブライン１に入力される。命令情報が乗算を示している
場合には、セレクタ７は、ステージ４−１、４−２、４
−３の側を選択し、ステージ４−１に格納された乗算情
報は順次にステージ４−２、４−３に移され、乗算命令
情報が命令処理バイブライン２に移される。従来技術に
おいては、ステージ３−１ないし３−３より成る命令制
御バイブラインは命令処理バイブライン１の制御のみを
行い、ステージ４−１ないし４−３より成る命令制御バ
イブラインは命令処理バイブライン２のみを制御してい
た。第６図の実施例によればステージ３−１ないし３−
３より成る命令制御バイブラインは命令処理バイブライ
ン１のみならす命令処理バイブライン２をも制御するこ
とが出来、またステージ４−１ないし４−３より成る命
令制御バイブラインは命令処理バイブライン２のみなら
ず命令処理バイブライン１をも制御することが出来る。
この点に関する第６図の実施例の動作を第７図を参照し
つつ説明する。第７図において、命令１、命令２、命令
３および命令４は全て加算命令であると仮定する。
テージ３−１ないし３−３の側を選択し、ステージ３−
１に格納された加算命令情報は順次にステージ３一２、
ステージ３−３と移され、加算命令情報が命令処理バイ
ブライン１に入力される。命令情報が乗算を示している
場合には、セレクタ７は、ステージ４−１、４−２、４
−３の側を選択し、ステージ４−１に格納された乗算情
報は順次にステージ４−２、４−３に移され、乗算命令
情報が命令処理バイブライン２に移される。従来技術に
おいては、ステージ３−１ないし３−３より成る命令制
御バイブラインは命令処理バイブライン１の制御のみを
行い、ステージ４−１ないし４−３より成る命令制御バ
イブラインは命令処理バイブライン２のみを制御してい
た。第６図の実施例によればステージ３−１ないし３−
３より成る命令制御バイブラインは命令処理バイブライ
ン１のみならす命令処理バイブライン２をも制御するこ
とが出来、またステージ４−１ないし４−３より成る命
令制御バイブラインは命令処理バイブライン２のみなら
ず命令処理バイブライン１をも制御することが出来る。
この点に関する第６図の実施例の動作を第７図を参照し
つつ説明する。第７図において、命令１、命令２、命令
３および命令４は全て加算命令であると仮定する。
なお、第７図における制御バイブＡとはステージ３−１
ないし３−３より成る命令制御バイブラインを意味し、
制御バイブＢとはステージ４−１ないし４−３より成る
命令制御バイブラインを意味している。命令１の情報が
セレクタ７に入力されると、セレクタ７は制御バイブＡ
のステージ３−１に送り、命令１の情報はステージ３−
１にセットされる。命令１の情報はセレクタ５−１を経
由して命令処理バイブライン１に送られ、命令１のエレ
メントがベクトル・レジスタから読出される。命令１の
エレメントの読出しが終了すると、命令１の情報はステ
ージ３−２に移され、そしてセレクタ５−２を経由して
命令処理バイブライン１に送られる。上記の命令１のエ
レメントの読出しが終了すると、セレクタ７は命令２の
情報をステージ４−１に送る。命令２の情報はステージ
４−１にセットされ、セレクタ５−１を経由して命令処
理バイブラインｌに送られる。命令２のエレメントの読
出しが終了すると、命令３の情報がセレクタ７を経由し
てステージ３−１にセットされ、セレクタ５−１を経由
して命令処理バイブライン１に送られる。上記の命令２
のエレメントの読出しが終了すると、命令２の情報はス
テージ４−２に移され、そしてセレクタ５−２を経由し
て命令処理バイブライン１に送られる。命令処理バイブ
ライン１からの命令１の出力エレメントが出力され始め
るとき、命令１の情報はステージ３−３に移され、セレ
クタ５−３を介して命令処理バイブライン１に送られ、
また、命令３のエレメントの読出しが終了しているので
命令３の情報はステージ３−２に移され、セレクタ５−
２を経由して命令処理バイブライン１に送られる。命令
３のエレメントの読出しが終了すると、セレクタ７は命
令４の情報をステージ４−１に送る。命令４の情報はセ
レクタ５−１を経由して命令処理バイブライン１に送ら
れる。命令処理バイブライン１から命令２の出力エレメ
ントが出力され始めるとき、命令２の情報はステージ４
−３に移され、命令４の情報はステージ４−２に移され
てセレクタ５−２を経由して命令処理バイブライン１に
送られる。命令処理バイブライン１から命令３の出力エ
レメントが出力され始めるとき、命令３の情報はステー
ジ３−３に移され、セレクタ５−３を経由して命令処理
バイブ゛ライン１に送られる。命令処理バイブライン１
から命令４の出力エレメントが出力され始めると、命令
４の情報はステージ４−３に移され、セレクタ５−３を
経由して命令処理バイブライン１に送られる。命令１、
命令２、命令３、命令４が乗算命令である場合にも同様
な動作が行われるが、このときには命令情報は命令処理
バイブライン２に送られる。上述の実施例は演算系のバ
イブラインの制御を例として説明したが、本発明をアク
セス系のバイブラインの制御に適用することも出来る。
ないし３−３より成る命令制御バイブラインを意味し、
制御バイブＢとはステージ４−１ないし４−３より成る
命令制御バイブラインを意味している。命令１の情報が
セレクタ７に入力されると、セレクタ７は制御バイブＡ
のステージ３−１に送り、命令１の情報はステージ３−
１にセットされる。命令１の情報はセレクタ５−１を経
由して命令処理バイブライン１に送られ、命令１のエレ
メントがベクトル・レジスタから読出される。命令１の
エレメントの読出しが終了すると、命令１の情報はステ
ージ３−２に移され、そしてセレクタ５−２を経由して
命令処理バイブライン１に送られる。上記の命令１のエ
レメントの読出しが終了すると、セレクタ７は命令２の
情報をステージ４−１に送る。命令２の情報はステージ
４−１にセットされ、セレクタ５−１を経由して命令処
理バイブラインｌに送られる。命令２のエレメントの読
出しが終了すると、命令３の情報がセレクタ７を経由し
てステージ３−１にセットされ、セレクタ５−１を経由
して命令処理バイブライン１に送られる。上記の命令２
のエレメントの読出しが終了すると、命令２の情報はス
テージ４−２に移され、そしてセレクタ５−２を経由し
て命令処理バイブライン１に送られる。命令処理バイブ
ライン１からの命令１の出力エレメントが出力され始め
るとき、命令１の情報はステージ３−３に移され、セレ
クタ５−３を介して命令処理バイブライン１に送られ、
また、命令３のエレメントの読出しが終了しているので
命令３の情報はステージ３−２に移され、セレクタ５−
２を経由して命令処理バイブライン１に送られる。命令
３のエレメントの読出しが終了すると、セレクタ７は命
令４の情報をステージ４−１に送る。命令４の情報はセ
レクタ５−１を経由して命令処理バイブライン１に送ら
れる。命令処理バイブライン１から命令２の出力エレメ
ントが出力され始めるとき、命令２の情報はステージ４
−３に移され、命令４の情報はステージ４−２に移され
てセレクタ５−２を経由して命令処理バイブライン１に
送られる。命令処理バイブライン１から命令３の出力エ
レメントが出力され始めるとき、命令３の情報はステー
ジ３−３に移され、セレクタ５−３を経由して命令処理
バイブ゛ライン１に送られる。命令処理バイブライン１
から命令４の出力エレメントが出力され始めると、命令
４の情報はステージ４−３に移され、セレクタ５−３を
経由して命令処理バイブライン１に送られる。命令１、
命令２、命令３、命令４が乗算命令である場合にも同様
な動作が行われるが、このときには命令情報は命令処理
バイブライン２に送られる。上述の実施例は演算系のバ
イブラインの制御を例として説明したが、本発明をアク
セス系のバイブラインの制御に適用することも出来る。
即ち、従来方式においては、ストア用バイブラインおよ
びロード用バイブラインのそれぞれに対して専用の命令
制御バイブラインが設けられていたが、ストア用バイブ
ラインを制御するための命令制御パ易イプラインでロー
ド用バイブラインを制御を出来るようにし、ロード用バ
イブラインを制御するための命令制御バイブで以つてス
トア用バイブラインを制御できるようにすることが出来
る。以上の説明から明らかなように、本発明によれば、
同一の命令処理バイブラインへの命令が連続している場
合においても、命令処理バイブラインの遊びをなくし、
処理速度の向上を期待することが出来る。
びロード用バイブラインのそれぞれに対して専用の命令
制御バイブラインが設けられていたが、ストア用バイブ
ラインを制御するための命令制御パ易イプラインでロー
ド用バイブラインを制御を出来るようにし、ロード用バ
イブラインを制御するための命令制御バイブで以つてス
トア用バイブラインを制御できるようにすることが出来
る。以上の説明から明らかなように、本発明によれば、
同一の命令処理バイブラインへの命令が連続している場
合においても、命令処理バイブラインの遊びをなくし、
処理速度の向上を期待することが出来る。
第１図はベクトル・プロセッサの命令処理バイブライン
におけるエレメントの処理を説明する図。
におけるエレメントの処理を説明する図。
Claims (1)
- １ ベクトル命令を処理する複数の命令処理パイプライ
ンと、複数のステージを持つ複数の命令制御パイプライ
ンとを有する処理装置において、命令情報をいずれの命
令制御パイプラインに入力せしめるかを定める命令情報
分配手段を設けると共に、命令制御パイプラインのステ
ージと同数のセレクタより成るセレクタ群を命令処理パ
イプライン毎に設け、且つ上記各セレクタには上記命令
制御パイプラインの同一番号のステージの出力が入力せ
しめられると共にセレクタの出力を対応する命令処理パ
イプラインに送り得るように構成されたことを特徴とす
る命令制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17054480A JPS6059620B2 (ja) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | 命令制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17054480A JPS6059620B2 (ja) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | 命令制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5794879A JPS5794879A (en) | 1982-06-12 |
| JPS6059620B2 true JPS6059620B2 (ja) | 1985-12-26 |
Family
ID=15906854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17054480A Expired JPS6059620B2 (ja) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | 命令制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059620B2 (ja) |
-
1980
- 1980-12-03 JP JP17054480A patent/JPS6059620B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5794879A (en) | 1982-06-12 |
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