[发明专利]在计算设备中累加数值的方法和系统

说明书

本发明涉及下列发明，它们都转让给与本发明相同的受让人：

(1)、“神经网络和利用它的方法”，系列号No.08/076,601，1993年6月14日申请。

(2)、“计算机中的操作控制器及利用它的方法”，系列号No.__，__，____申请。

在此将上述相关发明的主要内容通过引用结合到本发明的公开中。

本发明主要涉及计算机，特别是关于累加数据的方法。

在许多计算机中，操作被分组并在一个被称为周期的特定时间段中执行。例如，在某些计算机体系中，特别是用于数字信号处理(DSP)时，通常会有一个乘法周期，在该周期中操作数相乘，随后是一个累加周期，在该周期中乘法周期的结果被求和。典型地，周期是顺序执行的；但在更高级的计算机体系中，周期可以同时执行。

图1描述了常规和重迭的计算-累加周期的时序图。常规周期和重迭周期都以时间坐标轴10为参照。常规周期12包括一个计算周期16和其后的累加周期18。从时刻t₁开始，到时刻t₃结束，计算周期16代表计算机执行一组操作的时间段。典型地，这些操作可以包括逻辑函数和算术运算，如乘法、除法、加法、或减法。累加周期18在计算周期16完成后的某一时刻开始，或者，如示例所示，在计算周期16完成后立即开始。在累加周期18中，从计算周期16的操作得到的结果通常被求和。在累加周期18中，也可以对结果进行其它算术或逻辑运算。

重迭周期14包含一个计算周期20和累加周期22。与计算周期16相似，计算周期20代表执行一组操作所需的时间量。如示例所示，操作的执行从时刻t₁开始，到时刻t₃结束。然而，与常规周期12相比，累加周期22在计算周期20结束前的某一时刻开始，在时刻t₂开始。累加周期22如图所示，可以在计算周期20完成后的时刻t₄结束。

在一台计算机的操作中，重迭周期14比常规周期12要理想，因为它允许在更短的时间内执行相同个数的操作，因而增加了计算机的总吞吐量。但是，已知的将计算和累加周期重迭起来的技术仍然存在多种缺点。首先，现有技术的计算机在计算周期中通常执行一组固定的操作。因此只允许对少量的操作进行重迭，这进而在提高计算机的总吞吐量方面限制了执行重迭的作用。现有的执行重达技术的另一个问题是在某些环境中，它们需要在周期之间建立复杂的通信协议。例如，用已知的协议对由多个处理单元生成的结果进行累加，通常会显著增加处理的额外开销。总的来说，由通信协议带来的额外开销对计算机运行时间有着不利的影响。

因此，需要一个在计算机中累加数值的方法和系统，它可以改进运行时间和提高重迭各种操作的灵活性。

在所附的权利要求中，指出了本发明的特征。而以下结合附图的详细叙述，本发明的其它特点将变得更明显，本发明会很容易被理解。其中：

图1描述了常规周期和重迭的乘法-累加周期的时序。

图2描绘了依据本发明的一个实施方案的累加数据方法的流程图。

图3描绘了依据本发明的一个最佳实施方案的累加数据方法的流程图。

图4描绘了一个依据本发明的一个实施方案的累加调度表。

图5描绘了一个依据本发明的一个最佳实施方案的累加调度表。

图6描绘了一个计算机的方框图，它包括本发明的再一实施方案。

一个最佳实施方案的详细描述

总体来说，本发明提供了一种方法和系统，用来对由计算机中一个或多个处理单元生成的一组数据值进行累加。这通过下面的步骤来完成。首先，为每个处理单元确定一个预期完成时间。接着，在预期完成时间的基础上生成一个累加调度表。根据该累加调度表对数据值进行累加。这种方法和系统提供了一种提高计算机整体吞吐量的累加数据技术。下面参照图2-6，更全面地对本发明进行描述。

对于本领域一般技术人员来说，不难理解到，本发明的方法和系统可以应用于硬件、软件或它们的任何组合，“任务”一词在本发明中定义为一个设备的任何动作，它包含至少一个逻辑、算术或数据操作运算。

图2描绘了依据本发明实施方案之一的累加数据方法的流程图。该方法可以用在一个有多个处理单元的计算机中。每个处理单元接收一个输入信号，接着产生对应于一个输出值的输出信号。

在方框30中，为每个处理单元确定一个预期完成时间。在方框32中，生成一个累加调度表。该累加调度表以每个处理单元的预期处理时间为基础。接下来，在方框34中，根据累加调度表对多个输出值进行累加。