一種技術(shù)實現(xiàn)了用更少的指令種類碼來執(zhí)行例如ＳＩＭＤ浮點積和算術(shù)運算中的算術(shù)運算的各種組合。算術(shù)運算裝置（１）包括設(shè)定單元（２０），設(shè)定單元（２０）在單個指令中的一個或多個未使用的位中設(shè)定擴展指令信息，以指示寄存器（１１）和算術(shù)運算器（１２ｂ、１２ｅ）中的至少一個進行與普通處理不同的擴展處理。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
這里記載的實施例是一種在用一個或多個浮點積和算術(shù)運算 器進行的復數(shù)矩陣積和等算術(shù)運算中優(yōu)選地使用的技術(shù)。
技術(shù)介紹
一般地，使用復數(shù)作為操作數(shù)的算術(shù)運算是由下式(l)來實現(xiàn)的。<formula>formula see original document page 5</formula>使用單個浮點積和算術(shù)運算器執(zhí)行該矩陣積和運算需要執(zhí)行下式 (1-1)~(1-4)這4次算^算。也就是說，如果用單個浮點積和算^算器 來實現(xiàn)復數(shù)矩陣積和運算，則必須向算術(shù)運算器發(fā)布4個指令。<formula>formula see original document page 5</formula>一般地，單個指令對多個數(shù)據(jù)流進行處理的單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD) 方案因用更少的指令高效地執(zhí)行積和運算而廣為人知。可用于SIMD方案 的算術(shù)運算單元包括寄存器和使用存儲在該寄存器中的操作數(shù)(寄存器值) 進行相同算^算的2個浮點積和算"算器。這2個浮點積和算^算 器分別稱作普通浮點積和算術(shù)運算器(普通算^算器)和擴展浮點積和算^算器(擴展算^:算器)。將與寄存器的前半?yún)^(qū)域中的指定寄存器編號關(guān)聯(lián)的寄存器值輸入到普通運算器中以用作供算術(shù)運算用的^Mt數(shù)，而將與寄存器的后半?yún)^(qū)域中的指定寄存器編號關(guān)聯(lián)的寄存器值輸入到擴展運算器中以用作供算" 算用的操作數(shù)。此處，寄存器的后半?yún)^(qū)域中的指定寄存器編號是寄存器的 前半?yún)^(qū)域中的指定寄存器編號與預定偏移之和。假設(shè)寄存器編號數(shù)目是128，則偏移設(shè)定為64。對于這種構(gòu)造，單個指令分配對要從寄存器輸出至普通算術(shù)運算器的 寄存器值進行指定的寄存器編號，還可分配對要從寄存器輸出至擴展算術(shù)運算器的寄存器值進行指定的寄存器編號。也就是說，單個指令可指示2 個算術(shù)運算器執(zhí)行算術(shù)運算，因此，用2個指令可實現(xiàn)以往需要4個指令 的算術(shù)運算，從而使吞吐量加倍。〔專利文獻1 〕日本特開2003-16051號4^才艮然而，由上式(l-l) ~ (l-4)這4次算^J逸算(即4個指令)執(zhí)行的復數(shù)矩 陣積和運算不能依照2個指令而用無修改的SIMD方案來實現(xiàn)，這是由于 以下的原因普通算^逸算器使用寄存器的前半?yún)^(qū)域、且擴展算術(shù)運算器 使用寄存器的后半?yún)^(qū)域這一對寄存器的限制；以及普通算術(shù)運算器和擴展 算術(shù)運算器進行相同算術(shù)運算這一對算術(shù)運算的限制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
這里的實施例的目的是用更少的指令種類碼來實現(xiàn)例如SIMD浮點 積和算^J逸算中的算&逸算的各種組合。除了上述目的以外，本實施例的另一目的是提供從本專利技術(shù)的最佳實施 方式得到的、未由傳統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)的優(yōu)點。根據(jù)本實施例的一個方面，提供了一種算錄算裝置，包括寄存器， 所述寄存器存儲要用于算術(shù)運算的操作數(shù)； 一個或多個算術(shù)運算器，所述 一個或多個算術(shù)運算器響應(yīng)于對要從該寄存器讀取的操作數(shù)和要由該算 術(shù)運算器進行的一個或多個算^算進行指定并具有多個位的第一指令、 使用由該第一指令指定的操作數(shù)來進行由該笫一指令指定的算^逸算；以 及設(shè)定單元，所述設(shè)定單元在該第一指令中未用于普通處理的一個或多個 未使用的位中設(shè)定擴展指令信息，該擴展指令信息指示該寄存器和該算術(shù) 運算器中的至少 一個根據(jù)該第 一指令執(zhí)行與普通處理不同的擴展處理。根據(jù)本實施例的另一方面，提供了一種在算術(shù)運算裝置中進行算^M1 算的方法，所述算術(shù)運算裝置包括寄存器，所述寄存器存儲要用于算術(shù) 運算的操作數(shù)；以及一個或多個算術(shù)運算器，所述一個或多個算術(shù)運算器 使用從該寄存器讀取的操作數(shù)來進行算術(shù)運算，所述方法包括在該算術(shù) 運算器處響應(yīng)于對要從該寄存器讀取的操作數(shù)和要由該算術(shù)運算器進行 的一個或多個算術(shù)運算進行指定并具有多個位的第一指令、使用由該第一 指令指定的操作數(shù)來進行由該第一指令指定的算W算；以及在該第一指令中未用于普通處理的一個或多個未使用的位中設(shè)定擴展指令信息，該擴 展指令信息指示該寄存器和該算術(shù)運算器中的至少一個根據(jù)該第一指令 執(zhí)行與普通處理不同的擴展處理。所^Hf的算術(shù)運算裝置和算術(shù)運算的方法可通過使用一個或多個未 使用的位來指示寄存器和運算器執(zhí)行與普通處理不同的擴展處理。因此， 可由更少的指令種類碼來實現(xiàn)例如SIMD浮點積和的算^i逸算的各種組 合。因此，由2個指令可實現(xiàn)例如以往需要4個指令的復數(shù)矩陣乘積運算 等的復雜算術(shù)運算，從而可以使吞吐量加倍。本專利技術(shù)(實施例)的更多目的和優(yōu)點部分地在下面的說明中闡明，部分 地從說明中顯而易見，或者可通過實踐本專利技術(shù)而習知。將借助在所附權(quán)利 要求書中特別指出的要素和組合來實現(xiàn)和獲得本專利技術(shù)的目的和優(yōu)點。應(yīng)當理解，前面的一般性說明和下面的詳細說明僅是示例性和解釋性 的，而不對所要求的本專利技術(shù)構(gòu)成限制。附圖說明將基于以下附圖來詳細說明本專利技術(shù)的諸示例實施例，在附圖中圖l是示意性地示出了第一實施例的算術(shù)運算裝置的框圖2是示出在根據(jù)第一實施例的算^算裝置中進行的一連串基本 工序步驟的流程圖3是簡要地示出了由圖1的算術(shù)運算裝置中包含的算術(shù)運算單元在 非SIMD模式下進行的操作的圖4是示出了由圖1的算^逸算裝置中包含的指令碼發(fā)布單元和生成 單元在非SIMD模式下進行的操作的圖5A ~ 5D是示出了由圖1的算^il算裝置在非SIMD模式下使用的 指令碼、算術(shù)碼、寄存器記錄信號和寄存器編號分配(僅最高有效位)的表格；圖6是筒要地示出了由圖1的算術(shù)運算裝置中包含的算術(shù)運算單元在 SIMD模式下進4亍的IMt的圖7是示出了由圖1的算術(shù)運算裝置中包含的指令碼發(fā)布單元和生成 單元在SIMD模式下進行的操作的圖；圖8A ~ 8D是示出了由圖1的算絲算裝置在SIMD模式下使用的指 令碼、算術(shù)碼、寄存器記錄信號和寄存器編號分配(僅最高有效位)的表格;圖9是簡要地示出了由圖1的算術(shù)運算裝置的算術(shù)運算單元在將未使 用的位^使用的第 一模式下進行的操作的圖IO是簡要地示出了由圖1的算^逸算裝置的指令碼發(fā)布單元(設(shè)定 單元)和生成單元在將未使用的位投入使用的第一模式下進行的操作的圖11A ~ UD是示出了由圖l的算^:算裝置在將未使用的位^使 用的第一模式下使用的指令碼、算術(shù)碼、寄存器記錄信號和寄存器編號分 配(僅最高有效位)的表格；圖12~15是各自示出了由圖1的算W算裝置的算^:算單元在將 未使用的位^v使用的第一模式下進行的算^逸算的組合的圖16和17是各自示出了由圖l的算術(shù)運算裝置的算術(shù)運算單元在將 未使用的位^使用的第二模式下進行的算^i逸算的組合的圖18A ~ 18D是示出了由圖1的算^:算裝置在將未使用的位^7v使用的第二模式下使用的指令碼、算術(shù)碼、寄存器記錄信號和寄存器編號分配(僅最高有效位)的表格；圖19和20是各自簡要地示出了由圖1的算術(shù)運算裝置的算術(shù)運算單 元在將未使用的位^vf吏用的笫三才莫式下進行的^作的圖21是簡要地示出了由圖1的算術(shù)運算裝置的指令碼發(fā)布單元(設(shè)定 單元)和生成單元在將未使用的位投入使用的第三模式下進行的操作的圖22A ~ 22D是示出了由圖1的算^逸算裝置在將未使用的位^V(吏 用的第三模式下使用的指令碼、算術(shù)碼、寄存器記錄信號和寄存器編號分 配(僅最高有效位)的表格；圖23和24是各自示出了由圖1的算^算裝置的算^算本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種算術(shù)運算裝置，包括： 寄存器（１１），所述寄存器（１１）存儲要用于算術(shù)運算的操作數(shù)； 一個或多個算術(shù)運算器（１２ｂ、１２ｅ），所述算術(shù)運算器（１２ｂ、１２ｅ）響應(yīng)于對要從所述寄存器（１１）讀取的操作數(shù)和要由所述算術(shù)運算器（１ ２ｂ、１２ｅ）進行的一個或多個所述算術(shù)運算進行指定并具有多個位的第一指令、使用由所述第一指令指定的操作數(shù)來進行由所述第一指令指定的算術(shù)運算；以及 設(shè)定單元（２０），所述設(shè)定單元（２０）在所述第一指令中未用于普通處理的一個或多個未使用的 位中設(shè)定擴展指令信息，所述擴展指令信息指示所述寄存器（１１）和所述算術(shù)運算器（１２ｂ、１２ｅ）中的至少一個根據(jù)所述第一指令執(zhí)行與所述普通處理不同的擴展處理。
【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：伊藤成記，
申請(專利權(quán))人：富士通株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]
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