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DATA PROCESSING DEVICE

Foreign code F110002992
File No. S2010-1032-N0
Posted date May 10, 2011
Country WIPO
International application number 2009JP005306
International publication number WO 2010/044242
Date of international filing Oct 13, 2009
Date of international publication Apr 22, 2010
Priority data
  • P2008-265312 (Oct 14, 2008) JP
Title DATA PROCESSING DEVICE
Abstract A data processing device (101) is provided which makes it possible for a larger number of commands to be executed in parallel. The data processing device (101) is equipped with: a first register file unit (110) including a plurality of registers; a second register file unit (210) including a plurality of registers corresponding to the registers of the first register file unit (110); a first calculation device (120) that executes calculations using read data of the first register file unit (110); and a second calculation device (220). The first register file unit (110) transmits data to the register of the second register file unit (210) corresponding to the register that holds the data, and the first calculation device (120) transmits a calculation result held by this first calculation device (120) to the second calculation device (220). The second calculation device (220) executes calculations using the read data of each register of the second register file unit (210) and/or the calculation results of the first calculation device (120).
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】 複数の機械語命令からなる命令コードを実行するためのデータ処理装置であって、
 前記命令コードを保持する命令メモリ部と、
 前記命令メモリ部から前記命令コードを取り出してデコードする命令フェッチ/デコード部と、
 前記命令フェッチ/デコード部によりデコードされる前記命令コードに記述された複数のレジスタ番号の各々に一対一に対応し、且つ、前記各レジスタ番号に対応するデータを一時的に保持する複数の第1レジスタを含む第1レジスタファイル部と、前記第1レジスタファイル部の各第1レジスタと一対一に対応する複数の第2レジスタを含む第2レジスタファイル部と、を含むn(nは1以上の整数)個のレジスタファイル部と、
 前記第1レジスタファイル部の各第1レジスタの読み出しデータを用いて演算を実行する第1演算部と、第2演算部と、を含むn個の演算部と、
 前記第1演算部の演算結果を一時的に保持する第1保持部を含むn個の保持部と
を備え、
 前記第1レジスタファイル部は、自身の各第1レジスタがデータを保持する場合には、データを保持する第1レジスタに対応する前記第2レジスタファイル部の第2レジスタに当該データを転送すると共に、
 前記第1保持部は、自身が保持する演算結果を前記第2演算部に転送可能となっており、
 前記第2演算部は、前記第2レジスタファイル部の各第2レジスタの読み出しデータ及び前記第1保持部により転送される演算結果のうちの少なくとも一方を用いて演算を実行することを特徴とするデータ処理装置。

【請求項2】 前記n個のレジスタファイル部は、前記第2レジスタファイル部の各第2レジスタと一対一に対応する複数の第3レジスタを含む第3レジスタファイル部をさらに含み、
 前記n個の演算部は、第3演算部をさらに含み、
 前記n個の保持部は、前記第2演算部の演算結果を一時的に保持する第2保持部をさらに含んでおり、
 前記第2レジスタファイル部は、自身の各第2レジスタがデータを保持する場合には、データを保持する第2レジスタに対応する前記第3レジスタファイル部の第3レジスタに当該データを転送すると共に、
 前記第2保持部は、自身が保持する演算結果を前記第3演算部に転送可能となっており、
 前記第3演算部は、前記第3レジスタファイル部の各第3レジスタの読み出しデータ及び前記第2保持部により転送される演算結果のうちの少なくとも一方を用いて演算を実行することを特徴とする請求項1に記載のデータ処理装置。

【請求項3】 前記n個の保持部に含まれるN(Nは1以上の整数であって、n以下)番目の保持部は、
 自身が保持する演算結果が前記n個の演算部に含まれる(N+2)番目以降の演算部による演算実行に用いられる場合には、当該演算結果を前記n個のレジスタファイル部に含まれる(N+2)番目のレジスタファイル部に転送する一方、
 自身が保持する演算結果が前記(N+2)番目以降の演算部による演算実行に用いられない場合には、当該演算結果を前記n個の演算部に含まれる(N+1)番目の演算部に転送することを特徴とする請求項1または2に記載のデータ処理装置。

【請求項4】 前記命令フェッチ/デコード部が前記n個のレジスタファイル部に含まれる複数のレジスタファイル部、前記n個の演算部に含まれる複数の演算部、前記n個の保持部に含まれる複数の保持部の各々を同時に動作させるべく記述された命令コードに含まれる動作命令をデコードした場合に、前記動作命令のデコード結果に基づいて前記複数のレジスタファイル部、前記複数の演算部及び前記複数の保持部を同時に動作させ、且つ、前記命令フェッチ/デコード部の動作を停止させることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のデータ処理装置。

【請求項5】 前記動作命令は、同時に動作させるべき前記複数のレジスタファイル部、前記複数の演算部及び前記複数の保持部の各動作を制御するために、各々に設定すべき設定情報と、前記複数のレジスタファイル部、前記複数の演算部及び前記複数の保持部の同時動作を停止すべき動作終結条件と、を含み、
 前記命令フェッチ/デコード部が前記動作命令をデコードするまでは、前記命令フェッチ/デコード部、前記第1レジスタファイル部、前記第1演算部及び前記第1保持部を同時に動作させ、
 前記動作命令をデコードした場合に、前記動作命令のデコード結果に基づいて、前記命令フェッチ/デコード部の動作を停止させ、且つ、前記複数のレジスタファイル部、前記複数の演算部及び前記複数の保持部を同時に動作させ、
 前記動作命令に含まれる前記動作終結条件が満たされると、前記第1レジスタファイル部、前記第1演算部及び前記第1保持部を除く前記複数のレジスタファイル部、前記複数の演算部及び前記複数の保持部の動作を停止させ、且つ、前記命令フェッチ/デコード部、前記第1レジスタファイル部、前記第1演算部及び前記第1保持部を同時に動作させることを特徴とする請求項4に記載のデータ処理装置。

【請求項6】 前記n個の演算部の各々は、
 前記データ処理装置の外部に配置された外部メモリの内容を一時的に保持するキャッシュメモリと、
 前記命令コードに含まれるロード命令に付随するアドレス情報を用いて前記キャッシュメモリを読み出すロード部と、
 前記ロード部により読み出されたデータを一時的に保持するストア部と
を有し、
 前記n個の演算部に含まれるN番目の演算部は、自身のストア部が保持するデータを前記n個の演算部に含まれる(N+1)番目以降の演算部及び前記n個のレジスタファイル部に含まれる(N+1)番目以降のレジスタファイル部に転送可能となっていることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のデータ処理装置。

【請求項7】 前記n個の演算部に含まれるN番目の演算部は、自身のキャッシュメモリがデータを保持する場合には、前記n個の演算部に含まれる(N+1)番目の演算部のキャッシュメモリに転送可能となっていることを特徴とする請求項6に記載のデータ処理装置。

【請求項8】 前記n個の演算部の各々は、自身のロード部による前記キャッシュメモリの読み出しを行なう場合には、前記ロード命令に付随するアドレス情報を保持すると共に、前記ロード部による読み出しが完了する度に、前記保持したアドレス情報を読み出されたデータ幅だけ増加または減少させて、前記ロード部による次の読み出しのためのアドレス情報を生成することを特徴とする請求項6または7に記載のデータ処理装置。

【請求項9】 前記第1演算部は、前記データ処理装置の外部に配置された外部メモリと直接接続されたキャッシュメモリを有し、
 前記キャッシュメモリは、前記動作命令に関連付けられる書き込み先アドレスと転送データ長とからなる転送情報に基づいてデータ転送を行なうデータ転送手段を有し、
 前記データ転送手段は、前記外部メモリ上における互いに異なる複数のアドレスから同時に複数のデータを連続転送することを特徴とする請求項4または5に記載のデータ処理装置。

【請求項10】 前記外部メモリは、前記動作命令に関連付けられる書き込み先アドレスと転送ワード数とからなる転送情報に基づいてデータ転送を行なうデータ転送手段を有し、
 前記データ転送手段は、外部I/O装置から複数のデータを前記外部メモリの最も古いバンクへ連続転送することを特徴とする請求項9に記載のデータ処理装置。

【請求項11】 前記第1演算部は、自身のキャッシュメモリに前記ロード命令に付随するアドレス情報に対応する領域が存在しない場合には、外部メモリからのデータ転送を待機すると共に、2番目以降の演算部が前記動作命令に関連付けられる転送ワード数に応じた回数だけ動作したことを前記動作終結条件とすることを特徴とする請求項5に記載のデータ処理装置。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION NARA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • Inventor
  • NAKASHIMA, Yasuhiko
  • NAKADA, Takashi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW(UTILITY MODEL),BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CL(UTILITY MODEL),CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM,DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN,HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,JP(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME,MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PE(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.

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