向量处理系统技术方案

向量处理系统包括：主存贮器，至少一个标量寄存器，许多向量寄存器，每个向量寄存器具有许多数据向量成分的存贮单元，响应第一种指令而对至少一向量寄存器中的至少一组向量成分进行预定操作的功能设备，用来存贮在每个向量寄存器中所要用存贮单元的ＭＶＬ数（一种正整数）的第一存贮设备，控制设备就随着第二种指令而把第一存贮设备的内容传递到标量寄存器或上述主存贮器．本向量处理系统能取定所要用的向量寄存器的存贮单元号数．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术介绍一种向量处理系统，并具体介绍一种能够取定准备在向量寄存器中使用的存储单元号数的向量处理系统。美国专利№4，128，880就是以前的向量处理系统技艺的一个例子。该建议的系统装有8个向量寄存器，每个寄存器有64个存储单元。它们是用来对相应的向量寄存器的每个存储单元中的微量数据执行向量处理的。一个向量寄存器的长度，即在一个向量寄存器内的存储单元的个数，在这里，我们称它为最大向量长度(MVL)。在向量处理中，首先所要执行的向量成分的数目，随一条指令而被存入名叫向量长度寄存器的存储设备，这种向量长度寄存器是用来保持所要执行的向量操作数。其次，通过在向量长度寄存器内存储的相应数值，向量成分由向量寄存器顺序地读出，而送往对向量起作用的单元。相对于读出的向量成分，就执行这种用指令确定的操作(例如加法、乘法等)。其操作结果又顺序地存入其它向量寄存器或主存储器。现在，如果在用FORTRON语言或其它程序设计语言所写的程序中，循环部分的重复次数N等于或少于MVL;则N就被存入向量长度寄存器，依次按指令的规定将几组N向量成分存入向量寄存器，并且对向量寄存器读出的N向量成分顺序地执行循环部分中按所规定的操作。另一方面，在N比MVL大时，就得出M值，M值是由(N-1)/MVL的余数再加1，并首先存放在向量长度寄存器内，以便执行第一种处理过程。在第一处理过程中，有几组M向量成分，都依次存储到指定的向量寄存器内，并按M向量成分的组别，执行指定的操作。在第二处理过程中，MVL就由程序装入向量长度寄存器内，几组MVL的向量长度数目就依次地存储到指定的向量寄存器内，并且执行为各组MVL向量成分所指定的操作。随着其余各组向量成分，这个第二处理过程就随着其它剩下的向量成分组别而重复〔(N-1)/MVL〕次;这里，〔(N-1/MVL〕就是没有超过(N-1)/MVL的最大整数。照这样，虽然循环部分由于具有N＞MVL的关系，而且可用从前的技术系统加以处理，但是目标程序必须使MVL作为一个常数。结果，为了用若干个备有向量寄存器的向量处理系统，来执行目标程序，每个向量寄存器具有比上述以前的技术系统所用的相应的向量寄存器的位长少一个位长，该程序的某些重新编译的分步，对于用来改变MVL，使之适用于具有这样的较短位长的向量寄存器来说，是必不可少的。一般来说，为商业目的而制造的向量处理系统，其较大数量的设计型号是备有不同MVLS的向量寄存器的，有时是为了满足用户的不同的要求以使其价格-性能的比率最佳化而制作的。结果，就必需制作相当于这类型号的目标程序，因为在那些型号之间是不能互换的。因此，本专利技术的一个目的是提供一种向量处理系统，它避免了上述以前技术系统所提到的缺点。本专利技术的一种情况是用一个向量处理系统，它包括供存储指令与操作数的主存储器;至少有一个能由每个上述指令存取的标量寄存器;较大数量的向量寄存器，每个向量寄存器具有较大数量的存储单元，以保存较大数量的预订数据组的向量成分;为了响应第一指令而用至少一个上述向量寄存器中的至少一组上述向量成分，来进行预定操作所需的功能设备;用来存储在每个上述向量寄存器中需要使用的存储单元的MVL数值(一个正整数)的第一存储设备;用来在第一存储设备取定上述数值MVL的取定设备;对把上述第一存储设备的内容传递到上述标量寄存器或上述的主存储器所用的第二指令起反应的控制设备;第二存储设备，它是用来保存上述至少一个向量寄存器中的上述向量成分的数目，这个数目是根据传递到上述标量寄存器或上述主存储器的上述第一存储设备的内容MVL，和由第三指令所确定的向量操作数N(一个正整数)而被传送到功能设备的数目;以及读出设备，它是为了随着上述第二存储设备的内容而顺序地将上述的至少一个向量寄存器的向量成分读出到上述第二存储设备的。当联系到附加的图表时，本专利技术的其它特性和优点，就可从以下的叙述中看出图1是本专利技术的第一实施方案的方框图;图2A与图2B是本专利技术所用的指令的格式简图;图3表明经传送途径处理的操作定时图表的说明;图4A与图4B，供解说源程序与目标程序的样式;图5为本专利技术的第二实施方案的方框图;图6是主存储器控制器的一个例子的方框图。在这些图表内，相同的参考数码代表相同的结构成分。现在先从图1来说，这是本专利技术的第一种实施方案，它包含一只功能部件5，功能部件5具有一只加法器510，一只乘法器/除法器511，一只移位器512和一只逻辑单元513;主存储器(MM)3有邻接的存储单元，其中邻接的地址是指定由地址0开始，并且它依次地有1个字节的长度;8个向量寄存器V0至V7，各有64个存储单元;1个指令寄存器6;1个最长的向量长度寄存器(MVR)7;1只标量寄存器群4，它包含16个能编址的标量寄存器S1至S16，供标量操作或计算地址使用;一只选择电路9;一只向量长度寄存器2;一只通道选择电路1;一只译码器10;置位装置8;一只向量成分计数器11;一只寄存器12和一只计数器13。图2A是第一种类型的指令，它具有本方案使用的第一种指令格式(RR)，(即，一种算术指令或是一种存储存取指令)。第一种指令包括操作码的字段OP(由0位至7位)，一只结果寄存器的指定字段Ry(由16位至23位)及一个第二输入寄存器指定字段Rz(由24位至31位)。在图2B内，它是第二种类型的指令，它有一个第二种用于本方案的指令格式(Rx)，它包含一段位移字段D(由32位至63位)，其其余的字段是与第一类型的指令相同。再回到图1来看，从V0到V7的寄存器各有64个存储单元，它们都被配置有0到63的地址。由于V1至V7的每只寄存器都能保存多至64个向量成分，每个向量成分有4个字节长，其MVL是64。V0和V1寄存器被相应地接至510部件，V2和V3接至511部件，V4和V5接至512部件，V6和V7接至513部件。在本实施方案中，由于部件5与寄存器V0至V7之间的连接是固定的，因此Ry与Rz字段不能作向量操作指令使用。寄存器2经过通道14连接到寄存器12，以保存由指令规定的向量操作数。寄存器2的内容，能由指令，例如从MM3来的指令，任意地置位。由MM3通过通道15，装到指令寄存器6的指令字段OP，就由译码器10进行译码。MVR7就用MVL的值进行置位，例如在本实施方案中64就是通过置位装置8来置位的。置位装置8包括跳线，机械开关或供维护和诊断用的服务处理机。它也可能采用一种特殊的通道，如扫描通道。电路1的功能是在MM3和寄存器群4和寄存器V0至V7之间，部件5和寄存器V0至V7之间，以及寄存器群4与部件5之间选择传送数据的通道。电路9是相对应地对字段Rx字段Ry和在寄存器群4中选择相应的标量寄存器，作为输出寄存器的字段Rz，第一级输入寄存器和第二级输入寄存器。例如如果由MM3取出指令而送到寄存器6的是把MVR7的内容装到寄存器群4内的“LOAD”指令，则电路9就在该群4内选择相应的标量寄存器，以响应该指令的Rx字段。接着，MVR7的内容通过通道19装到标量寄存器内，该标量寄存器是已经由字段Rx所选择的。单元510，511，512和513都是通过较大数量的分级流水线而处理的。每一分级的处理都要与时钟振荡源(图中未画出)所送来的时钟同步进行的。对于这种流水线的构造和操作，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
向量处理系统包括：一个贮存操作数的指令的主存器；至少一个可由上述各种指令存取的标量寄存器；一个较大数量的向量寄存器，每个由量寄存器具有较大数量的，用来保存予订数据组的许多向量成分的存贮单元；为了响应第一种指令而用至少一个上述向量寄存器中的至少一组上述向量成分来进行予定操作所需的功能设备；用来在上述第一存贮设备取定上述ＭＶＬ数值的取定设备；用来存贮在每个上述向量寄存器中所要用的存贮单元的ＭＶＬ数（一种正整数）的第一存贮设备；对用来把上述第一存贮设备的内容传递到上述标量寄存器或上述主存贮器所用的第二种指令起反应的控制设备；第二存贮设备，它是用来保存上述至少一个向量寄存器中的上述向量成分的数目，这个数目是根据传递到上述标量寄存器或上述主存贮器的上述第一存贮设备的内容ＭＶＬ和由第三种指令所确定的向量操作数Ｎ（一个正整数）而被传送到上述功能设备的数目；及用来顺序地读出上述至少一个向量寄存器中的向量成分，随着上述第二存贮设备的内容而送到上述功能设备的读出设备。

【技术特征摘要】
1.向量处理系统包括一个贮存操作数的指令的主存器；至少一个可由上述各种指令存取的标量寄存器；一个较大数量的向量寄存器，每个由量寄存器具有较大数量的，用来保存予订数据组的许多向量成分的存贮单元；为了响应第一种指令而用至少一个上述向量寄存器中的至少一组上述向量成分来进行予定操作所需的功能设备；用来在上述第一存贮设备取定上述MVL数值的取定设备；用来存贮在每个上述向量寄存器中所要用的存贮单元的MVL数(一种正整数)的第一存贮设备；对用来把上述第一存贮设备的内容传递到上述标量寄存器或上述主存贮器所用的第二种指令起反应的控制设备；第二存贮设备，它是用来保存上述至少一个向量寄存器中的上述向量成分的数目，这个数目是根据传递到上述标量寄存器或上述主存贮器的上述第一存贮设备的内容MVL和由第三种指令所确定的向量...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边贞，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]