JPS58106637A - 複数レジスタマシンにおける最大値/最小値決定方式 - Google Patents

複数レジスタマシンにおける最大値/最小値決定方式

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JPS58106637A
JPS58106637A JP20568481A JP20568481A JPS58106637A JP S58106637 A JPS58106637 A JP S58106637A JP 20568481 A JP20568481 A JP 20568481A JP 20568481 A JP20568481 A JP 20568481A JP S58106637 A JPS58106637 A JP S58106637A
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Japan
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control signal
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Application number
JP20568481A
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Inventor
Nobuhiro Yoshida
信博 吉田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/02Comparing digital values

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  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
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  • Executing Machine-Instructions (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

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】 本発明はデータの最大値または最小値を求める場合に好
適する複数レジスタマシンにおける最大値/最小値決定
方式に関する。
計算機における演算のなか士、データの最大値または最
小値を求める演算の割合は非常に多い、R知のように2
個のデータのなかの最大値または最小値はこれら両デー
タを比較器で比較することによって求められる。ところ
で従来のノイマン型の計算機では、上記比較演算を始め
とする各種演算処理はシリアルに行なわれている。した
がってn個のデータのなかで最大値または最小値を求め
る次めKは、D−1個の比較演算命令を用いてn−1回
の比較演算をシリアルに行なわなければならず、演算速
度が低下する欠点があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的は、
演算処理装置に実装されている複数個の汎用レジスタま
たはアレイグロセ、す内の複数個のレジスタを並行動作
させ、これらレジスタの各保持内容についてトーナメン
ト方式の比較を行なうことによって、n個のデータのな
かで最大値または最小値を求める場合にm回(ただしm
は21T′−’ (n≦21すなわちk112 n6m
<kit、n+1を満足する整数である)の比較演算で
済み、演算速度が著しく向上する複数レジスタマシンに
おける最大値/最小値決定方式を提供すること罠ある。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
1図は本発明を説明するための演算処理装置の概念的な
要部構成図である0図中1は内部パス、j@  e 2
@  * ”’21.2に+1.=−2n 112oけ
内部パス1に接続される汎用レジスタである。3o 、
・・・31 、・・・31はそれぞれレジスタ20+’
ls・・・2i # j?i+1.・・・ 2nj、2
nの各保持データの最大値(また祉最小値)求めるため
の比較器である。4o 、・・・41.・・・4にはこ
れら比較器3・ 、・・・31.・・・3tのたとえば
隣り合う2個の比較器ごとに仮想的に設けられ、その比
較結果同士の間の最大値(最小値)を求めるための仮想
の比較器である。以下、同様にして比較器4o 、・・
・4N 、・・・4にの上位に位置する仮想の比較器、
これら仮想の比較器の更に上位に位置する仮想の比較4
(いずれも図示せず)、・・・の如く仮想の比較器群が
設けられている。5#iレジスタ20〜2nをA、82
つのプロ、りに分けた場合に、各プロ、りA、Bにおけ
る最大値(最小値)同士の間の最大値(最小値)を求め
るための仮想の比較器である。
Rcは比較器6の比較結果を示すもので、最大値(最小
値)とこの最大値データが保持されるレジスタの識別子
(レジスタ番号)から成っている。この第1図の構成は
、複数のレジスタ2・〜2nの保持r−夕を比較器3゜
〜3t、4.〜’k e・・・6を用いてトーナメント
方式の比較を行なうことにより最大値(最小値)を求め
ることを示すものである。ここで比1//Ra3゜〜3
tによる比較動作(1回目の比較)、比較器4・〜4k
による比較動作(2回目の比較)、・・・はそれぞれ同
時に行なわれる。また、比較器4゜〜4ke・・・ 5
は上述し次ように仮想の比較器であり、比較器30〜3
tの一部か削り当てられ、2回目以降の比較が行なわれ
る。このような構成においてn個のレジスタ26〜2n
の保持データのなかで最大値(#小a)を求める場合、
比較器3・〜31の比較処理回数は最も少ないもので1
回(比較器4・〜4kに該当しない比較器の比較処理回
数)であり、最も多いものでm回(ただしmは2m’(
152mすなわち一りn≦m (1w2n + 1 を
満足する整数である)である。
すなわち、レジスタ2・〜2nの保持データをトーナメ
ント方式で比較することによりm回の比較演算だけでn
個のデータのなかで最大値(1/に小値)を求めること
ができる。
第2図は本発明が適用される演算処理装置の一実施例を
示す要部構成図である0図中、11は内部パス、12・
〜12mは内部ノ9ス1ノに接続される汎用レジスタで
ある。これらレジスタJ2o〜12sには比較すべきデ
ータが保持されるようになっている。13・ 、J31
はマルチブレフサ(以下、MPXと称する)である。
MPX J 3・はレジスタ12・の出力または後述す
る切換器15のリターン出力RETのいずれ75−一方
を制御信号CNT Jに応じて選択する。 MPX13
1はレジスタ12寡の出力または後述する比較器141
の出力のいずれか一方を制御信号CNT lに応じて選
択する。
14・ 、141は比較器である。比較器14゜は制御
信号CNT 2に応じてMPX I J・ 、IJBの
各出力を比較し、たとえば最大値およびこの最大値デー
タが保持されているレジスタ識別子(レジスタ番号)を
出力する。また、比較器141は制御信号CNT Jに
応じてレジスタ12g+121の各出力を比較し、たと
えば最大値およびこの最大値データが保持されているレ
ジスタ識別子を出力する。15は比較器i46の出力を
制御信号CNT lに応じて最終結果Rcfたはリター
ン出力RETとして切り換える出力先切換器(以下、単
に切換器と称する)、16Fiゲートである。ゲートノ
ロは制御信号CNT 1に応じて開閉され、開状態にお
いて制御信号CNT 2を制御信号CNT jとして出
力する。
11は装置全体のタイミング制御を行なうタイミング制
御部、18Fiト一ナメント方式の比較処理の進行を制
御する進行制御部、JsFi比は図示せぬマイクo7”
ログラム制御部によってL/ジスpJJ・〜J3・の保
持データのうチ最大のもの(符号を逆にすると最小値と
同値であるので、最大と限っても一般性は失われない)
を決定するための比較演算命令の実行要求が受は付けら
れ、このマイクログロダラム制御部ニよってタイミング
制御部17が動がされることによって起動される。しか
して進行制御部ノ8は制御信号CNT JによってMP
X I J・ 、13K、切換器18.およびf−)1
6を制御し、比較器制御部19は制御信号CNT Jに
よりて比較器14・ 、J41を制御する。
次に本発明一実施例の動作を説明する。たとえば今、4
(すなわちn=4)個のレジスタ12−〜J21にr−
タρぶ保持されている状態で、図示せぬマイクログログ
ラム制御部にて最大値を決定するための比較演算命令の
実行要求が受は付けられたものとする。この結果、タイ
ミング制御部17が動かされ、進行制御部11および比
較器制御部19が起動畜れる。まず進行制御部1aから
論jl@l”の制御信号CNT 1が出力される0MP
X J J・ 、J31はこの信号CNT Jに応じて
レジスタ12・ 、121の各保持データを比較器14
働に選択出力する。一方、比較器制御部1#から、所定
期間、論理111の制御信号CNT xが出力される。
ゲート16は上記論理@l”の制御信号CNT Jによ
って開状態となり、8M”x’の制御信号CNT Jを
そのまま制御信号CNT Jとして比較器141に出力
する。
この結果、比較器141は論理@1#の制御信号CNT
 Jによりて動作状態となり、比較@J4・を論理@1
mの制御信号CNT 2によりて比較器14!と同時に
動作状態となる。しかして、比較器14・はMPX J
 J・ 、131の各選択出力すなわちレジスタ12・
 、121の各保持r −タを読み込み、比較を行なう
、同じく比較器141は比較器14・の動作と並行して
レジスタ11.,12.0各保持データを読み込み、比
較を行なう、これにより比較器ノ4・ 、141は最大
値データおよびこの最大値データが保持されているレジ
スタ識別子をそれぞれ出力し、1回目の比較が終了する
切換器J6は制御信号CNT Jの論理状態に応じて比
較器14りの比較結果の出力光を切り換えている。この
場合、CNTJm@l”であるため、切換器ノ5は比較
器140の比較結果をリターン出力RETとしてMPX
 I J・に切り換え出力している。このような状態で
、進行制御部18は制御信号CNT 1を論理@Omに
する。この結果、WiPX J J @  e J J
 tは、それぞれ切換器16によって切り換え出力され
ていたリターン出力RET 、比較器141の比較結果
を比較器J4・に選択出力する0次に比較器制御部l#
から、再び論理@l”の制御信号CNT Jが所定期間
出力される。f−)71は上記論理@01の制御信号C
NT 1によりて閉状態となっており、論理″a12の
制御信号CNT Jの通過を糸上する。このため、制御
信号CNT pは論理′″l#とならず、比較器141
は動作状態にならない、これに対し、比較器14・は論
理@1mの制御信号CNT J Kよって動作状態とな
り、MPX I J・ 、131の各選択出力すなわち
リターン出力RETおよび比較器14.0比較結果を読
み込み、1回目の比較で得られた各最大値データの比較
を行なう、これにより、比較器14・はレジスタ126
〜J 23の各保持データのうちの最大値データおよび
この最大値データが保持されているレジスタ識別子を出
力し、2回目(最終回)の比較が終了する。切換器1j
は制御信号CNT Jの論理状態に応じて比較器14・
の比較結果の出力光を切り換えている。この場合、前述
したようにCNT J=″″Omとなりているため、切
換器16Fi比較器14・の比較結果を最終結果Rcと
して切り換え出力する。
このように本実施例によれば4個のレジスタ12・〜1
2暮を並行動作させ、これらレジスタの各保持内容につ
いてトーナメント方式の比較を行なうことかできるので
、比較演算が2回で済む、これに対し、従来の方式では
3回の比較演算が必要であり、したがって本実施例によ
れば、従来例にくらべて演算速度・がほぼ1.5倍とな
る。
なお、前記実施例における制御信号CNT J 。
CNT 2は、マイクログロセ、すから直接出力される
ものであってもよい、また、内部パスJ1を介してレジ
スタ12・〜12.に比較データを読み込む場合、1デ
ータずつ願に(直列的に)読み込んでもよく、全データ
を同時に(並列的に)読み込んでもよい、この並列読み
込みは内部パス1ノを必要データ数に見合う幅に広げ、
これを17″−夕単位で、メモリ構成する各メモリセル
に接続することによって実現される。こうすること罠よ
り、メモリ上の一定の領域を比較器の数だけ並列に演算
することも可能となる。
また、繭記実施例では、本発明を演算処理装置に適用し
た場合について説明したが、アレイグロセ、すに対して
も同様に適用実施できる。この場合、一層の効果が期待
できる。
場合、すなわち4個のデータのなかで最大像(最小値で
も同じ)を求める場合について説明したが、n個の場合
についても同様に適用できるものである。この場合、比
較演算回数はm回トナル、 *りL、mFi2rn−’
 (n ≦2n′tナワチ―2n≦m (@2m + 
1を満足する整数である。明らかなように、nが2のべ
き乗で表わせる場合にはm ” @2nとなる。これを
レジスタ数(および比較器数)との関連で示したのが下
記表であり、参考のために従来例における比較演算回数
が併記されている。
表 この表から明らかなように、本発明によればレジスタ数
が多くなるほどすなわち比較データ数が多くなるほど従
来とくらべて比較演算回数が少なくなる。この比較演算
回数は処理時間に#1ぼ比例しており、たとえばレジろ
タ数16個の場合、処理時間は約1/4に% レジスタ
数32個の場合、処理時間は約1/6に短縮される。と
ころで、命令の先取り制御を行なっていない演算処理装
置では、実効番地の計算のために装置が待ちに入ること
が多い、このような装置の場合、比較演算処理のために
レジスタ数(比較データ数)−1個の命令数を必要とす
る従来方式では、待ち時間が著しく多くなる。したがっ
て、このような装置に1個の命令数で済む本発明を適用
した場合、処理時間の短縮率がより一層向上する。
以上詳述したように本発明の複数レジスタマシンにおけ
る最大値/最小値決定方式によれば比較演算処理速度が
著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明するための要部構成の概念図、第
2図は本発明の一実施例を示すグロ、り図である。 20〜’11+7!e〜12.・・・汎用レジスタ、3
0 〜31   、  46  〜4  k  、  
 5   、   ノ  4..14゜・・・比較器、
13..13K・・・マルチブレフサ(MPX) 、7
 s・・・出力先切換器、17・・・タイミング制御部
、18・・・進行制御部、19・・・比較器制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 演算処理装置に設けられている複数の汎用レジスタまた
    はアレイグロセ、すに設けられているa数のレジスタを
    並行動作させ、これらレジスタの各保持内容をそれぞれ
    独立に並行して比較器群に取り出す手段と、これら比較
    器群を用いてトーナメント方式の比較を行なう手段とを
    具備し、上記比較器群のあらかじめ足められた一比較器
    より最大値または最小値を示す最終結果を出力すること
    を特徴とする複数レジスタマシンにおける最大値/#小
    値決定方式。
JP20568481A 1981-12-19 1981-12-19 複数レジスタマシンにおける最大値/最小値決定方式 Pending JPS58106637A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0864968A1 (en) * 1997-03-14 1998-09-16 Nokia Mobile Phones Ltd. Denormalization circuit
JP2011510373A (ja) * 2008-01-15 2011-03-31 オーエムエックス テクノロジー エービー 分散型ランク付け及びメッセージのマッチング

Cited By (3)

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