JPS6145272B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 第１の部分および第２の部分を備え、 前記第１の部分は、データを与える取出モジユ
ールを含み、 前記第２の部分は、 複数の切換可能なページを有するメモリと、 データ処理動作の実行に使用するために前記複
数のページの１つからデータを読出すと同時に、
一方で次のデータ処理動作に使用するために必要
とされるデータを前記ページの異なる１つのペー
ジに書込ませる、読出および書込手段と、 前記ページの１つから読出されたデータに応答
してデータ処理動作を実行する第１の実行モジユ
ールと、 前記第１の実行モジユールが１つのページにお
けるデータに関するデータ処理を完了した後に、
前記１つのページが新しいデータをその中に書込
ませることができるようになる一方で、他のペー
ジが前記読出および書込手段によつて読出され得
るようにページが切換わる態様で、前記ページを
切換える切換手段とを含み、 前記メモリは選択的にアドレス可能であり、前
記メモリに与えられる複合アドレスは、前記取出
モジユールによつて与えられる書込アドレスまた
は前記第１の実行モジユールによつて与えられる
読出アドレスのいずれかと、与えられた書込アド
レスまたは読出アドレスが供給されるべき特定の
ページを選択する。前記第２の部分によつて与え
られる所定の数のビツトとを含み、前記第２の部
分は、前記所定の数のビツトの値を変えることに
より前記ページを切換え、かつ前記メモリは、前
記取出モジユールおよび前記第１の実行モジユー
ルの各々に、前記所定の数のビツトによつて選択
されたページにおける選択された位置をランダム
にアドレスさせるようにランダムにアクセス可能
であり、 前記第１の部分によつて与えられたデータを、
新しいデータをその中に書込可能な、前記第２の
部分の１つのページに書込むための転送手段をさ
らに備えた、データ処理システム。 ２ 前記第２の部分は、どのページから新たなデ
ータをその中に書込可能かを示す手段を含む、請
求の範囲第１項記載のデータ処理システム。 ３ 前記第２の部分は、１つのページにおける新
たなデータの書込がいつ終了したかを示す手段を
含む、請求の範囲第２項記載のデータ処理システ
ム。 ４ 前記メモリは２つのページを備え、前記所定
の数のビツトは１ビツトであり、前記第２の部分
は前記１ビツトの値を変えることによつて前記ペ
ージを切換える、請求の範囲第１項、第２項また
は第３項のいずれかに記載のデータ処理シスム。 ５ 前記メモリは、スクラツチパツドメモリであ
る、請求の範囲第１項、第２項、第３項または第
４項のいずれかに記載のデータ処理システム。 ６ 前記第１の実行モジユールと同じ構成を有
し、前記転送手段を介して前記取出モジユールか
らデータを交互に受ける第２の実行モジユールを
含む、請求の範囲第１項記載のデータ処理システ
ム。 ７ データ処理システムを作動させるための方法
であつて、 一方のページがデータ処理動作の実行に使用で
きると同時に他方のページが後続のデータ処理動
作のためにデータを受信できるように配置された
複数の切換可能なページを有するメモリを与える
ステツプと、 読出アドレスまたは書込アドレスと、与えられ
た書込アドレスまたは読出アドレスが与えられる
特定のページを決定する所定の数のビツトとを含
む複合アドレスを用いて、データ読取可能なペー
ジからデータを読出し、同時にデータ受信可能な
ページに新たなデータを書込むことによつてデー
タ処理動作を実行するステツプと、 前記所定の数のビツトの値を変えることによつ
て、データ処理が完了したページが新たなデータ
を受信可能になる間に、データを受信した他方の
ページがデータ処理動作において使用可能となる
ように、そのような使用に利用できるページに関
するデータ処理完了ごとに前記ペーを切換えるス
テツプとを含み、 前記メモリからの前記読出と前記メモリへの前
記書込は、ランダムな態様で行なわれる、方法。 ８ 前記メモリは２つのページを含み、前記所定
の数のビツトは１ビツトであり、前記切換ステツ
プは、前記１ビツトの値を変えることによつて行
なわれる、請求の範囲第７項記載の方法。 発明の背景 この発明は、一般的にはデータ処理装置に関す
るものであり、さらに特定すれば、データ処理動
作の性能向上のために改良された装置および方法
に関するものである。 多くの形式のデータ処理システムにおいて、そ
れぞれのタスクはタスクの同時実行ができるよう
に、数個のより小規摸なデータ処理装置またはモ
ジユールによつて数個のより小さいタスクに分け
られる。このような方法は、これらのより小規模
なデータ処理モジユールの各々をタスクの特定の
部分の実行に対して最適化させるが、モジユール
間の部分的に完了されたタスクの転送は多量のオ
ーバヘツドを伴なう。 たとえば、上述のようなシステムにおいて、モ
ジユール間のデータ転送を実行する典型的な方法
は、モジユール間でデータが非同期的に転送され
るようにそれぞれのモジユールごとに入出力スク
ラツチパツド待ち行列を与える方法である。上述
の方法を実行するには、送信モジユールは転送さ
れるべきデータを出力待ち行列内に配置し、次い
でそれを忘れる。データ受入れが可能なときに、
出力待ち行列は非同期的にデータを受信モジユー
ルの入力待ち行列へ転送する。その後、受信モジ
ユールが転送されたデータを必要とするときに
は、受信モジユールはその入力待ち行列から簡単
にデータを読出す。この方法で入出力待ち行列を
使用することは、モジユールの動作を同期させな
ければならないという問題を解決するが、しかし
ながら、待ち行列の構造は高価でありまた多量の
オーバヘツドを含むという欠点も持つている。 もちろん、モジユール間のデータ転送を実現す
るより直接的な方法は、オーバヘツドペナルテイ
がほとんどあるいはまつたくない状態でデータが
直接転送されることができるように、単にモジユ
ール間に十分な配線を施すことである。しかしな
がら、そのような方法は大規摸で高価な相互結合
構造を必要とするばかりでなく、データがより経
済的なスクラツチパツドよりもむしろレジスタの
中に存在することを必要とする。 発明の概要 それゆえに、この発明の主たる目的は、データ
処理システム内におけるユニツト間のデータ転送
のための改良された装置および方法を提供するこ
とである。 この発明のより特定的な目的は、転送オーバヘ
ツドを十分に減縮させるように、データ処理シス
テム内におけるデータ処理モジユール間のデータ
転送のための経済的な装置および方法を提供する
ことである。 この発明の他の目的は、比較的簡単で経済的な
相互接続構成を用いたデータ処理システムのユニ
ツト間でデータ転送を行なうことである。 この発明のさらに他の目的は、転送されるべき
データがスクラツチパツドメモリ内に完全に存在
するデータ処理システムのユニツト間でデータ転
送を行なうことである。 これらの目的は、この発明によるデータ処理シ
ステムの好ましい実施例において、２つの切換可
能なページに論理的に分割されたスクラツチパツ
ドメモリを受信モジユールに与えることによつて
為遂げられる。動作期間中において、一方のペー
ジが送信モジユールによつて書込可能となり、他
方のページは受信モジユールによつて読出され
る。それぞれのページは、送信モジユールが特定
の順番でデータを送る必要がないように、また受
信モジユールが或る位置から他の位置へデータを
転送するのに時間を要することがないように、対
応するモジユールによつてランダムにアドレス可
能である。受信モジユールが一方のページの読出
を終了し、そして他のページで利用できる新しい
データのブロツクを要求したとき（送信モジユー
ルによつて書込まれた結果）、２つのページは論
理的に切換わる。これはデータの転送なしに行な
われる。その代わりに、必要となることは、送信
および受信モジユールによつてアドレスされたペ
ーが効果的に切換わるように、アドレスビツトが
トグルされることだけである。このようにして、
本質的にゼロ時間（極端に速いアドレスビツトを
トグルするために必要とされる時間）において、
完全に新しいデータのブロツクが受信モジユール
のアドレス可能なページに現われる。データは経
済的なスクラツチパツドメモリチツプ内に完全に
存在してもよいので、転送オーバヘツドはそのた
めに高価な待ち行列構造を必要とすることなく、
実質的に除去される。 この発明の特有の性質とその他の目的と用途と
特徴と利点は、添付された図面に示される好まし
い実施例の以下の詳細な説明により明らかとなろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を有利に用いる複数の協働す
るデータ処理モジユールを示す概略ブロツク図で
ある。第２図はこの発明による第１図に示した取
出モジユールを実行モジユールとの間に与えられ
た協働関係を示す好ましい構成のブロツク図であ
る。第３図は第２図に示した取出モジユールと実
行モジユールとの間で転送される種々の信号間の
タイミング関係を示す一連のタイミング図であ
る。

【発明の詳細な説明】

図面における各図を通じて同一番号および同一
要素を表わす。 最初に第１図を参照すると、この発明を有利に
利用する複数の協働するデータ処理モジユールの
ブロツク図が示される。第１図に示されるよう
に、取出モジユール１０は読出／書込メモリコン
トローラモジユール１２と協働してメモリモジユ
ール１４からバス１３を介して命令をアクセス
し、バス１５を介して１つまたはそれ以の実行モ
ジユール（たとえばモジユール１６および１１
６）に与える。実行モジユール１６および１１６
の間で必要とされる信号はライン１９を介して与
えられる。実行されるべきデータ処理動作に含ま
れるデータもまたバス１３を介してメモリコント
ローラ１２と各取出および実行モジユール１０，
１６および１１６との間で転送される。 より詳細に説明すると、取出モジユール１０は
実行モジユール１６および１１６に送信するのに
先立つて、フイールドの長さと検索された命令の
アドレスを分析するように特定的に設計されてい
る。実行モジユール１６および１１６は各々与え
られた命令によつて要求されたデータ処理を実行
するように特定的に設計されており、単一のある
いは２重の構成にされてもよい。メモリコントロ
ーラモジユール１２は取出モジユール１０と実行
モジユール１６および１１６とをメモリモジユー
ル１４にインターフエイスする。 この発明は第１図において、取出モジユール１
０と実行モジユール１６および１１６に適応され
るものとして示される。この目的のために、この
発明によつて取出モジユール１０と実行モジユー
ル１６および１１６との記に与えられる協働関係
を示す好ましい実施例である第２図に注意を向け
る。 第２図に示されるように、実行モジユール１６
および１１６は各々スクラツチパツドランダムア
クセスメモリ２６または１２６を含み、メモリ２
６および１２６は各々２つのページ、２６ａと２
６ｂ，１２６ａと１２６ｂとに機能的に分割され
る。以下により詳細に説明されるように、それぞ
れのメモリにおけるこれら２つのページは、それ
ぞれのページが取出モジユール１０から命令デー
タを受信する取出ページとして、および命令の実
行に際して各々の実行回路により使用される実行
ページとして交互に機能するように、すべての命
令後に、それぞれの実行回路３０または１３０に
よつて切換可能になる。このようにして、実行モ
ジユールにおける実行回路３０または１３０が一
方のページからの命令を実行している間に、取出
モジユール１０は継続する命令に必要なデータで
他方のページを満たすことができる。 さらに好ましい実施例において、メモリ２６お
よび１２６はランダムアクセスタイプのものが選
ばれ、メモリ内のそれぞれの記憶位置は与えられ
た命令データの特定の部分を記憶するように指定
される。このようにして、取縮出モジユール１０
はそのデータを現在の取出ページにおける指定さ
れた適当なアドレスに書込むためにどんな順番で
でも実行モジユールに送ることができ、また、実
行回路は、取出ページを実行ページとして使用す
るため切換えた後、示された命令を実行するのに
必要な指定された適当なアドレスからデータを選
択的に読出すことができる。 第２図の説明を続ける前に、第２図の説明を簡
単にするために、１６によつて示され、この説明
のために16より100大きい数字である１１６によ
つて示された実行モジユール＃２と同一のものと
考えられる実行モジユール＃１の主として構成と
動作を参照していることに注目すべきである。比
較を容易にするために、実行モジユール＃２の構
成要素には、実行モジユール＃１における同一構
成要素より100大きな数字で表示が与えられてい
る。また、第２図を簡単にするために、種々の構
成要素に対するクロツク入力（一般的なものであ
る）は示されておらず、必要なところに与えられ
ているものと推測されるべきである。 第２図の説明に戻つて、ページフリツプフロツ
プ３２が設けられており、その状態が実行回路３
０によつて制御され、その出力がランダムアクセ
スメモリ２６に与えられる１ビツトの書込アドレ
スまたは読出アドレスを与える。ページフリツプ
フロツプ３２が１つの状態にあるときに、取出モ
ジユールから与えられた書込アドレスはそれに伴
なう書込データをメモリ２６の第１のページにお
ける指定されたアドレスに書込ませ、それと同時
に実行回路３０から与えられた読出アドレスに、
メモリの他方のページにおける指定されたアドレ
スからデータを読出すことができるように、メモ
リ２６が構成されている。ページフリツプフロツ
プ３２が他の状態にあるときには逆の動作が起こ
る。すなわち、ページフリツプフロツプが第２の
状態にあるときに、与えられた書込アドレスによ
つてそれに伴なう書込データがメモリ２６の第２
ページにおける指定されたアドレスに書込まれ、
他方与えられた読出アドレスによつてメモリ２６
の第１ページにおける指定されたアドレスからデ
ータが読出される。このように、実行モジユール
２６または１２６の各々に与えられる２つのペー
ジは、単に各々のページフリツプフロツプ３２ま
たは１３２を、非常に急速に（たとえば数ナノ
秒）でスイツチングすることにより切換えられる
ということは明白である。 実行モジユール＃１の残りの部分の構成と動作
は、典型的な動作期間中において取出モジユール
１０と実行モジユール＃１との間に与えられる信
号の以下の考案から明らかとなろう。この目的の
ために、典型的な動作期間中において、取出モジ
ユールと実行モジユールとの間で転送される種々
の信号間の時間関係を示す第３図のタイミング図
がさらに注目される。 典型的に、取出モジユール１０は全体的な処理
時間をスピードアツプするために、実行モジユー
ル＃１と＃２との間に交互に命令を送る。命令の
必要なシーケンスは、実行モジユール＃１と＃２
の実行回路３０と１３０との間でライン１９を介
して送られる信号によつて強制される。これらの
信号は実行モジユールが、他方のモジユールが前
の命令の実行を完了するまでにマシンステートを
変化させるのを防止するために働く。このことが
達成されるための特定の方法はこの発明には関係
しないので、これ以上詳しくは説明しない。しか
しながら、そのようなモジユール間の命令のシー
ケンスの制御は当業者にとつて容易に提供され得
ることは注目されるべきである。 第３図のタイミング図を用いる第２図のこの発
明のために、第３図の１番目のグラフに示される
第１のクロツクの期間に、第３図の２番目のグラ
フに示された、“ENABLE＃１”信号はANDゲー
ト３６，３８および４０を能動化することによつ
て実行モジユール＃１を能動化する“１”（肯
定）になる。第３図における３番目のグラフに示
すように、ANDゲート３８を能動化することに
よつて、全フリツプフロツプ４５の現在の状態
は、ORゲート４１を介してFULL信号として取
出モジユール１０に与えられる。全フリツプフロ
ツプ４５の状態および、このように使用可態にさ
れたFULL信号信号は、能動化された実行モジユ
ール＃１が新たな命令データを受信する準備がで
きているかどうか、すなわち実行回路３０が前の
命令の実行を完了し他方のページに切換えたかど
うかを示す。実行回路３０は、メモリ２６におけ
るページを切換えるため、出力ライン３０ａを介
してページフリツプフロツプ３２に“１”信号を
与えることによつて、また一方、フリツプフロツ
プ４５の出力を現在の取出ページが新たな命令デ
ータを受信することができないことを示す“０”
に切換えるためにこの“１”信号を全フリツプフ
ロツプ４５に与えられることによつてこの命令完
了を明白にする。 取出モジユール１０が“ENABLE＃１”信号
を実行モジユール＃１に送信するときに、実行回
路３０は次のページへ切換わり、実行モジユール
＃１が新たな命令データを受入れ可能であること
を示す“０”状態に、実行回路３０が全フリツプ
フロツプ４５をセツトしてしまうように、前の命
令は完了されてしまつていることもまた考えられ
る。このようにして、取出モジユール１０から与
えられた“ENABLE＃１”信号がANDゲート３
８（ANDゲート３６および４０もともに）を能
動化したときに、“０”FULL信号は取出モジユ
ール１０によつて受信され、それは第３図におい
て負に変化するFULL信号によつて示されてい
る。この“０”FULL信号は、取出モジユール１
０に、データワードを実行モジユール＃１にロー
ドさせる。これはデータワードおよび付随した書
込アドレスとともに、ロード信号を実行モジユー
ル＃１に送信する取出モジユール１０によつて達
成される。ロード信号は、ANDゲート３６
（“ENABLE＃１”信号によつて能動化されたま
まになつている）を介して、ページフリツプフロ
ツプ３２の出力によつて指定されたページにおけ
る付随した書込アドレスにおいて、伝送されたデ
ータワードをメモリ２６に書込むために書込可能
信号として使用するために与えられる。第３図に
示されるように、取出モジユール１０は、同じ態
様でメモリ２６に書込まれたそれぞれの連続した
クロツクにおいて、新たなデータワードと、異な
つた付属の書込アドレスを送ることができる。 取出モジユール１０がその最後のデータワード
および付随する書込アドレスを送信するとき、取
出モジユール１０はまた、“１”END信号を実行
モジユール＃１に送信する。この“１”END信
号はANDゲート４０（“ENABLE＃１”信号によ
つて能動化されたままの状態になつている）を介
して全フリツプフロツプ４５の“１”入力に与え
られ、現在のページが満たされていることを示す
“１”状態に切換える。END信号に続く次のクロ
ツク（第３図に示す最後のクロツク）において、
“ENABLE＃２”信号が“１”になる一方、
“ENABLE＃１”信号とロード信号は“０”に戻
り、取出モジユール１０に与えられたFULL信号
はこのように、実行モジユール＃２における全フ
リツプフロツプ１４５の状態を表わす。前に指摘
したように、実行モジユール＃１または＃２の
各々がその前の命令を完了し、ページを切換える
まで、全フリツプフロツプ４５または１４５は
“１”状態に留まる。 これまでは、取出モジユール１０がどのように
してデータワードを現在の取出ページの特定のア
ドレス、すなわち取出モジユールによつて送信さ
れたデータを記憶するためにページフリツプフロ
ツプ３２によつて指定されたページに送信するか
についての説明がなされてきた。取出モジユール
１０が現在の取出ページに書込を行なう一方、実
行回路３０は、ページフリツプフロツプ３２によ
つて指定された他の（または実行）ページに記憶
され、示された命令を実行するために必要とされ
る命令データワードを同時にそして選択的に読出
することができる。実行回路３０は、単に読出可
能化信号および読出アドレスをそれぞれのデータ
ワードが読出されるようにメモリ２６に与える必
要があるので、これは容易に完了される。ページ
フリツプフロツプ３２からの出力に関連して、与
えられた各々の読出アドレスは、実行ページの指
定されたアドレスから選択された読出データを読
出す。命令が完了され、全フリツプフロツプが
“１”のとき、実行回路３０はページを切換える
ためにページフリツプフロツプ３２の状態を切換
え、次の命令データが取出モジユールから送信さ
れるように全フリツプフロツプ４５を“０”にリ
セツトする。また、実行回路３０が命令を完了し
たとき、命令の適当なシーケンスを実施するため
に、実行回路３０はライン１９の１つを介して実
行モジユール＃２の実行回路１３０に信号を送
る。 この説明は、発明の特定の実例としての実施例
についてなされたけれども、発明の真の範囲およ
び精神から離れることなく、構成、配置および使
用法において、発明は広範囲の可能な変更や変化
を受けやすいということは理解されるべきであ
る。たとえば、この発明はまた、多重実行モジユ
ールを使い、各々のモジユールは全般的なジヨブ
の一部としてのみ動作し、それからジヨブを次の
モジユールへ通過させるシステムにも適用できる
ことは理解されるべきである。それゆえに、この
発明は、添付された請求の範囲によつて定義され
た発明の範囲内で可能なすべての装置および方法
を含むものと考えられるべきである。