JPH0351340B2 - - Google Patents
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- JPH0351340B2 JPH0351340B2 JP8626484A JP8626484A JPH0351340B2 JP H0351340 B2 JPH0351340 B2 JP H0351340B2 JP 8626484 A JP8626484 A JP 8626484A JP 8626484 A JP8626484 A JP 8626484A JP H0351340 B2 JPH0351340 B2 JP H0351340B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
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- Signal Processing (AREA)
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Description
(技術分野)
本発明は多数のプロセツサを用いる並列処理シ
ステムにおいて、プロセツサ間、またはプロセツ
サとメモリモジユール等のリソースとの間を相互
に接続するスイツチング・ネツトワークに関する
ものである。
(技術的背景)
oG・H. Barnes and S.F. Lundstrom,
「Design and Validation of a Connection
Network for Many−Processor Systems」,
IEEE Computer,Vol.14,No.12,pp.31−41,
Dec.1981.例えば、上記論文に記載されているよ
うに、従来は前述した技術分野におけるスイツチ
ング・ネツトワークとして、バス、クロスポイン
ト・ネツトワーク、及びバニヤン・ネツトワーク
等の多段ネツトワークが用いられていた。
このうち、多段ネツトワークは例えば2入力2
出力のシヤツフル回路を基本要素とし、1段にこ
れを2n-1個並べ、この段をn個縦列に接続する事
により2n入力2n出力のネツトワークを実現するも
のであり、入力側から出力側に複数のデータ転送
経路が同時に形成できるため、データ転送容量に
比べて必要なスイツチ回路数が少なくてすみ、経
済的である長所を持つ。
しかし、同時に実現される転送径路は全く自由
には選択できず、また同時に複数の出力端子に同
じデータを送る同報転送が実現できない等の欠点
があつた。
(発明の目的)
本発明の目的は上述した従来技術の欠点を解決
し、種々の大きさの出力端子のグループに対し、
グループ内同報転送を実現できる大規模多段スイ
ツチング・ネツトワークを提供することにある。
(発明の構成)
本発明は、4以上の複数のデータ入力端子と、
それと同数のデータ出力端子と任意のデータ入力
端子から入力されるデータを任意のデータ出力端
子に導くスイツチと、各データ入力端子に対応し
てあり、そこから入力されるデータを受信し、そ
のデータの中からパケツトヘツダを検出して解読
し、そのパケツトヘツダが1つの出力端子への転
送を指示している場合には、その出力端子に対応
した第2の優先割込み符号器に対して接続要求を
発し、複数の出力端子への転送を指示している場
合には、それらの第1の優先割込み符号器にグル
ープ転送要求を発し、それに対する許可の返答が
得られた後、それらの出力端子に対応した第2の
優先割込み符号器に対して接続要求を発する復号
器と、すべての復号器からのグループ転送要求を
受信し、一時にはそれらのうちの1つに許可を与
える第1の優先割込み符号器と、各データ出力端
子に対応してあり、各復号器からの接続要求を受
信し、一時にはそれらのうちの1つを受付け、そ
の受付けた接続要求を発している復号器に対応す
るデータ入力端子からのデータを、自己の対応す
る出力端子に導くスイツチを開くための制御信号
を発生する第2の優先割込み符号器と、からなる
ルータ・モジユールを基本構成要素とし、これら
ルータ・モジユールを多段接続して構成した事を
特徴とするスイツチング・ネツトワークであり、
以下、実施例を用いて詳細に説明する。
(実施例)
以下の説明において、番号に付与された英小文
字の添付は特に指定しない限り、1〜4までの番
号を表わすものとする。
第1図は本発明の実施例であり、64入力64出力
のネツトワークのブロツク図である。同図中11
…164は入力端子、21…264は出力端子、31…
316と41…416、及び61…616は4入力4出力
のルータ・モジユールである。また、ルータ・モ
ジユール3i(i=1〜16)とルータ・モジユー
ル4j(j=1〜16)を結ぶ信号線は5ij、ルー
タ・モジユール4i(i=1〜16)とルータ・モ
ジユール6j(j=1〜16)を結ぶ信号線は7ijと
表わされる。
各ルータの入力及び出力は、それぞれデータ用
(8本)、境界ダグ用(1本)、制御用(2本)の
11本の信号線からなり、データ用は転送すべきデ
ータパケツトのために、境界ダグ用はデータパケ
ツトの境界の表現のために、制御用はデータの同
期のために用いられる。
また、前記データパケツトは8ビツト×x語
(xは任意の自然数)の可変長であり、第1語は
パケツトヘツダとしてパケツトの宛先を表わすた
めに用いられる。
第2図に前記パケツトヘツダのフオーマツトを
示す。パケツトヘツダには2種類のフオーマツト
があり、それぞれ1対1転送モードとグループ転
送モードを表わしている。1対1転送モードの場
合はアドレス部の上位6ビツトでパケツトの宛先
きの出力端子番号を表わし、グループ転送モード
の場合はアドレス部の上位4ビツトで宛先グルー
プ番号を、次に続く3ビツトのサイズ部でグルー
プの大きさを表わす。なお、グループの大きさは
2Nの形で表現されるため、64入力64出力ネツトワ
ークの場合にはNが2から6の間で選択されるの
で、3ビツトで十分表現できる。
第3図は第1図で用いられたルータ・モジユー
ルのひとつ、例えば31の内部を詳細に示したブ
ロツク図であり、11aは入力端子、12bは
FIFOレジスタ、13cは4入力スイツチ・バン
ク、14dは出力端子、15は制御結合器、16
は制御部、161は外部プログラム入力端子であ
る。
第4図は第3図におけるFIFOレジスタ、例え
ば121の外部接続を表わした図であり、9ビツ
ト×16語の容量を持つFIFOレジスタのデータ入
力端子には入力端子111のうちのデータ用D0
〜D7と境界ダグ用BTの信号線が接続され、入
力側制御端子SI(シフトイン)とIR(インプツト
レデイ)には制御用のC0,C1の信号線が各々
接続される。
また、データ出力端子側のD0からD7のデー
タ用信号線と境界タグ用の信号線、及び出力側制
御端子OR(アウトプツトレデイ)から出た信号
線は4入力スイツチ・バンク13cを経由して出
力端子14dの、それぞれ、データ用、境界タグ
用、制御用(CO)の信号線に接続される。そし
て、残りの出力制御端子SO(シフトアウト)から
出た信号線は制御結合器15を経由し、前記出力
端子14dの残りの1本の制御用信号線C1に接
続される。
1対1転送モードの場合、1つの入力端子11
aに対して1つの出力端子14dが接続される
が、グループ転送モードの場合、1つの入力端子
11aに対して2つあるいは4つの出力端子14
dが接続されることもある。
第5図は第3図における4入力スイツチ・バン
ク13cの1つ、例えば131を詳細に表わした
ブロツク図であり、211…2110は入力端子、
221…2210は4入力セレクタ、231…2310
はANDゲート、241は第3図の制御部16に接
続される制御入力24eのうちのひとつである。
制御入力241のうちの1本、241-1には4入力
のうちの1つを選択する選択コードが、残りの2
41-2にはその選択コードを有効にするイネーブ
ル信号が送られてくる。
第6図は第3図における制御結合器15の回路
図であり、24eは制御部16からの制御入力、
25は出力端子14dのうちの制御線C1からの
入力端子、26fはFIFO12bのSOへ接続すべ
き出力端子、27gは2ライン−4ラインデコー
ダ、281…2832はANDゲート、291…2916
はORゲート、30hは4入力ANDゲートであ
る。
制御入力24eは第3図の出力端子14eに接
続される入力端子11aを指定するものであり、
前記選択コードにより入力端子11aを選択し、
前記イネーブル信号がHレベルになると出力端子
14dの制御線C1から出力端子26fに至る径
路が開かれる。
複数の制御入力24eが同一の入力端子11a
を指定した場合には、対応する複数の制御線C1
からANDゲート30hに至る径路が開かれ、C
1に流れる信号の論理積が出力端子26fから
FIFOレジスタ12bのSO端子に送出される。こ
うして、1つのFIFOレジスタ12bから複数の
外部のFIFOレジスタ、例えば次段のルータに含
まれるFIFOレジスタや、スイツチング・ネツト
ワークの出力端子に接続されるFIFOレジスタへ
のデータ転送を同期化することが可能となる。
第7図は第3図における制御部16の詳細ブロ
ツク図であり、31kは復号器、32mは第3図
のFIFOレジスタ12bからの入力端子、33は
優先割込み符号器(以下、PIEと略す)、34n
は2レベル優先割込み符号器(以下、2L−PIEと
略す)、24eは4入力スイツチ・バンク13c
への制御入力、161は外部プログラム入力端子
である。また第8図は第7図における復号器31
kとPIE33、及び2L−PIE34nの間の詳細接
続図である。ここで復号器31kはデータパケツ
トのヘツダを検出し、解読する。そして、このヘ
ツダの内容と外部プログラム入力端子から入力さ
れる外部プログラムコードにより定められる動作
モードに従い、PIE33と2L−PIE34nに対し
て信号を送り出す。
グループ転送の場合にはデツドロツクが生じる
可能性があるので、それを避けるためPIE33を
用いて1つのルータ・モジユール内では一時に1
つのグールプ転送しか行わないようにする。つま
り、復号器31kがグループ転送モードのパケツ
トヘツダを検出すると、先ずPIE33に対してグ
ループ転送要求(以下、GRQと略す)を発し、
許可の返答(以下、RPと略す)が得られた後、
所定の接続動作に入る。そして転送が終るまで
GRQを出し続け、転送が終るとGRQの送出をや
める。
一方、PIE33は最大4つのGRQ入力INのう
ちの1つを選択し、転送要求発信元に許可信号
ACKを与え、2L−PIE34nは出力端子14d
に接続すべき入力端子11aを選択する。その接
続の際、復号器31kから発信される接続要求に
はRQ0とRQ1の2種類があり、各々2L−PIE3
4nのL0,L1の接続されているが、RQ0の
方が優先的に受付けられる様になつている。
第9図は第7図における復号器31kの詳細ブ
ロツク図であり、41は8ビツトラツチ、42は
タイミング発生器、43は有効ビツトセレクタ、
44は制御信号発生器、45はPIE33と接続す
る2本の信号線、46pは4つの2L−PIEと接続
する信号線、47はリセツト端子、32mは入力
端子、161は外部プログラム入力端子である。
ここでタイミング発生器42は入力端子32m
のうちのBTとCOから信号を入力し、データパ
ケツトの始まりと終りを示すタイミング信号を発
生し、ラツチ41と制御信号発生器44に送る。
ただし、タイミング信号発生器42はシステム立
上げ時にはリセツト端子47を通してリセツトさ
れ、初期状態にあるものとし、この状態から最初
に入力されたデータをパケツトヘツダと見なし、
境界タグBTがHになつた時点でパケツトの最後
尾と見なして再び初期状態に戻る。
ラツチ41には、このタイミング信号によつて
パケツトヘツダが入力される。そして、有効ビツ
トセレクタ43はラツチ41の出力と外部プログ
ラム入力端子161から入力される外部プログラ
ムコードSを入力し、ルータの動作モードを決定
すると共に、パケツトヘツダの内の有効アドレス
ビツト(最大2ビツト)を抜き出し、動作モード
コードと共に制御信号発生器44に送出する。
この情報を用いる事により、制御信号発生器4
4はPIE33及び2L−PIE34nに対する制御信
号を発生する。
次に2つのデータ転送モードについてのルー
タ・モジユールの動作を説明する。第2図のフオ
ーマツトを持つパケツトヘツダのアドレス部のビ
ツトのうち、有効ビツトセレクタ43で選択され
る有効ビツトb0,b1は第1表(1対1転送の場
合)及び第2表(グループ転送の場合)の通りで
ある。
(Technical Field) The present invention relates to a switching network that interconnects processors or resources such as memory modules and the like in a parallel processing system using a large number of processors. (Technical background) oG.H. Barnes and SF Lundstrom,
``Design and Validation of a Connection
“Network for Many−Processor Systems”
IEEE Computer, Vol.14, No.12, pp.31-41,
Dec. 1981. For example, as described in the above paper, multi-stage networks such as buses, cross-point networks, and Banyan networks have traditionally been used as switching networks in the technical fields mentioned above. was. Among these, a multi-stage network is, for example, a 2-input 2-input network.
The basic element is an output shuffle circuit, and by arranging 2 n-1 of these in one stage and connecting n stages in series, a network with 2 n inputs and 2 n outputs is realized. Since a plurality of data transfer paths can be formed simultaneously from the output side to the output side, the number of required switch circuits is small compared to the data transfer capacity, which has the advantage of being economical. However, there are drawbacks such as the fact that the transfer paths to be implemented at the same time cannot be freely selected at all, and it is not possible to implement broadcast transfer in which the same data is sent to a plurality of output terminals at the same time. (Object of the Invention) The object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to
The object of the present invention is to provide a large-scale multi-stage switching network that can realize broadcast transfer within a group. (Structure of the Invention) The present invention includes a plurality of data input terminals of four or more,
The same number of data output terminals and switches that direct data input from any data input terminal to any data output terminal correspond to each data input terminal, and receive data input from there, and A packet header is detected and decoded from among the packets, and if the packet header instructs transfer to one output terminal, a connection request is issued to the second priority interrupt encoder corresponding to that output terminal. , when instructing transfer to multiple output terminals, issue a group transfer request to their first priority interrupt encoder, and after receiving a permission response, respond to those output terminals. a first priority interrupt code that receives group transfer requests from all decoders and grants permission to one of them at a time; The data output terminal corresponds to the decoder and each data output terminal, receives connection requests from each decoder, accepts one of them at a time, and transmits data corresponding to the decoder issuing the accepted connection request. The basic component is a router module consisting of a second priority interrupt encoder that generates a control signal for opening a switch that directs data from an input terminal to its corresponding output terminal. It is a switching network characterized by being configured with multi-stage connections.
Hereinafter, it will be explained in detail using examples. (Example) In the following description, unless otherwise specified, lowercase letters attached to numbers represent numbers 1 to 4. FIG. 1 is a block diagram of a 64-input, 64-output network according to an embodiment of the present invention. 1 in the same figure 1
...1 64 is an input terminal, 2 1 ...2 64 is an output terminal, 3 1 ...
316 , 41 ... 416 , and 61 ... 616 are router modules with four inputs and four outputs. Also, the signal line connecting the router module 3 i (i=1 to 16) and the router module 4 j (j=1 to 16) is 5 ij , and the signal line connecting the router module 4 i (i=1 to 16) and the router module 4 The signal line connecting the modules 6 j (j=1 to 16) is expressed as 7 ij . The input and output of each router are for data (8 lines), for boundary tags (1 line), and for control (2 lines).
Consisting of 11 signal lines, the data line is used for data packets to be transferred, the boundary line is used to express the boundaries of data packets, and the control line is used for data synchronization. The data packet has a variable length of 8 bits×x words (x is any natural number), and the first word is used as a packet header to represent the destination of the packet. FIG. 2 shows the format of the packet header. There are two types of packet header formats, representing one-to-one transfer mode and group transfer mode, respectively. In one-to-one transfer mode, the upper 6 bits of the address field represent the destination output terminal number of the packet, and in the group transfer mode, the upper 4 bits of the address field represent the destination group number, and the next 3 bits represent the destination group number. The size part represents the size of the group. Furthermore, the size of the group is
Since it is expressed in the form of 2N , in the case of a 64-input 64-output network, N is selected between 2 and 6, so 3 bits is sufficient for representation. FIG. 3 is a block diagram showing in detail the inside of one of the router modules used in FIG. 1 , for example 31, where 11a is an input terminal and 12b is
FIFO register, 13c is a 4-input switch bank, 14d is an output terminal, 15 is a control combiner, 16
is a control unit, and 161 is an external program input terminal. FIG. 4 is a diagram showing the external connections of the FIFO register in FIG . D0
~D7 and a signal line of BT for boundary dug are connected, and control signal lines of C0 and C1 are connected to input side control terminals SI (shift in) and IR (input ready), respectively. In addition, the data signal lines from D0 to D7 on the data output terminal side, the boundary tag signal line, and the signal line from the output side control terminal OR (output ready) are routed through the 4-input switch bank 13c. It is connected to the data, boundary tag, and control (CO) signal lines of the output terminal 14d, respectively. The signal lines output from the remaining output control terminal SO (shift out) are connected to the remaining control signal line C1 of the output terminal 14d via the control coupler 15. In the case of one-to-one transfer mode, one input terminal 11
One output terminal 14d is connected to a, but in the group transfer mode, two or four output terminals 14 are connected to one input terminal 11a.
d may also be connected. FIG. 5 is a block diagram showing in detail one of the four-input switch banks 13c in FIG. 3, for example 131 , where 211 ... 2110 are input terminals;
22 1 ...22 10 is a 4-input selector, 23 1 ...23 10
is an AND gate, and 241 is one of the control inputs 24e connected to the control section 16 in FIG.
One of the control inputs 24 1 , 24 1-1 has a selection code for selecting one of the four inputs, and the remaining 2
4 An enable signal is sent to 1-2 to enable the selection code. FIG. 6 is a circuit diagram of the control coupler 15 in FIG. 3, and 24e is a control input from the control section 16;
25 is an input terminal from the control line C1 of the output terminals 14d, 26f is an output terminal to be connected to SO of the FIFO 12b, 27g is a 2-line to 4-line decoder, 28 1 ... 28 32 are AND gates, 29 1 ... 29 16
is an OR gate, and 30h is a 4-input AND gate. The control input 24e specifies the input terminal 11a connected to the output terminal 14e in FIG.
Selecting the input terminal 11a by the selection code,
When the enable signal becomes H level, a path from the control line C1 of the output terminal 14d to the output terminal 26f is opened. A plurality of control inputs 24e are connected to the same input terminal 11a
If you specify a plurality of corresponding control lines C1
A path from C to AND gate 30h is opened, and C
The logical product of the signals flowing to 1 is output from the output terminal 26f.
It is sent to the SO terminal of the FIFO register 12b. In this way, data transfer from one FIFO register 12b to multiple external FIFO registers, such as a FIFO register included in a next-stage router or a FIFO register connected to an output terminal of a switching network, can be synchronized. It becomes possible. FIG. 7 is a detailed block diagram of the control unit 16 in FIG. 3, where 31k is a decoder, 32m is an input terminal from the FIFO register 12b in FIG. 3, and 33 is a priority interrupt encoder (hereinafter abbreviated as PIE). , 34n
is a 2-level priority interrupt encoder (hereinafter abbreviated as 2L-PIE), and 24e is a 4-input switch bank 13c.
161 is an external program input terminal. Also, FIG. 8 shows the decoder 31 in FIG.
It is a detailed connection diagram between k and PIE33, and 2L-PIE34n. Here, the decoder 31k detects and decodes the header of the data packet. Then, according to the operation mode determined by the contents of this header and the external program code input from the external program input terminal, signals are sent to the PIE 33 and 2L-PIE 34n. In the case of group transfers, deadlock may occur, so to avoid this, PIE33 is used to transfer only one router module at a time.
Only perform one group transfer. That is, when the decoder 31k detects a packet header in group transfer mode, it first issues a group transfer request (hereinafter abbreviated as GRQ) to the PIE 33, and
After obtaining a permission response (hereinafter referred to as RP),
Enter the specified connection operation. and until the transfer is finished
Continue to send GRQ and stop sending GRQ when transfer is complete. On the other hand, PIE33 selects one of the maximum four GRQ input INs and sends a permission signal to the transfer request source.
Give ACK, 2L-PIE34n output terminal 14d
Select the input terminal 11a to be connected to. During the connection, there are two types of connection requests, RQ0 and RQ1, sent from the decoder 31k, each of which is 2L-PIE3.
4n L0 and L1 are connected, but RQ0 is accepted with priority. FIG. 9 is a detailed block diagram of the decoder 31k in FIG. 7, where 41 is an 8-bit latch, 42 is a timing generator, 43 is a valid bit selector,
44 is a control signal generator, 45 is two signal lines connected to PIE33, 46p is a signal line connected to four 2L-PIEs, 47 is a reset terminal, 32m is an input terminal, 161 is an external program input terminal. be. Here, the timing generator 42 has an input terminal 32m.
Signals are input from BT and CO, and timing signals indicating the start and end of a data packet are generated and sent to latch 41 and control signal generator 44.
However, when starting up the system, the timing signal generator 42 is reset through the reset terminal 47 and is assumed to be in an initial state, and the first data input from this state is regarded as a packet header.
When the boundary tag BT becomes H, it is assumed that the packet is at the end and returns to the initial state. A packet header is input to latch 41 by this timing signal. The valid bit selector 43 inputs the output of the latch 41 and the external program code S input from the external program input terminal 161 , determines the operating mode of the router, and selects the valid address bits (up to 2 bits) in the packet header. ) is extracted and sent to the control signal generator 44 along with the operating mode code. By using this information, the control signal generator 4
4 generates control signals for PIE33 and 2L-PIE34n. Next, the operation of the router module in two data transfer modes will be explained. Among the bits in the address field of the packet header having the format shown in FIG. ).
【表】【table】
【表】
ここで×印はアドレスビツトには関係しない事
を表わす。
次にこれらの表に従つて選択された有効ビツト
b0b1の情報に従い、適当な入力端子11aと適当
な出力端子14dの間を接続する径路が開かれ
る。この時、選択される出力端子番号、添字dは
入力端子番号、添字aにはよらず、有効ビツト
b0b1のみによつて第3表のように定める。[Table] Here, the x mark indicates that it is not related to address bits. Then the valid bits selected according to these tables
According to the information b 0 b 1 , a path connecting the appropriate input terminal 11a and the appropriate output terminal 14d is opened. At this time, the output terminal number to be selected, the subscript d, is the input terminal number, and the effective bit is independent of the subscript a.
b 0 b 1 only as specified in Table 3.
【表】
ここでアンパサンド&は複数の指定された出力
端子が同一の入力端子から同時に接続されること
を表わす。
いまルータの入力端子11aにデータパケツト
が入力されたものとすると、復号器31kはこの
パケツトのヘツダを解読する。そしてヘツダが1
対1転送を指示している場合、有効ビツトセレク
タ43は第1表に従つて有効ビツトb0b1を選択
し、制御信号発生器44は第3表に従つて出力端
子番号を求め、これに対応する2L−PIE34nに
向うRQ1の出力をONにする。この2L−PIE3
4nが空きになると、前記接続要求RQ1は受け
られ、入力端子11aから出力端子14dへの径
路が開いてデータ転送が始まる。また、復号器3
1kは入力データの境界タグBTを監視し、BT
がHレベルになる時をパケツトの最後尾と見な
し、RQ1をOFFにして初期状態に戻る。
次に、ヘツダがグループ転送を指示している場
合、有効ビツトセレクタ43は第2表に従つて有
効ビツトb0b1を選択し、制御信号発生器44は第
3表に従つて出力端子番号を求める。接続すべき
出力端子が1つの場合、つまり第3表の分類の
場合、その出力端子に対応する2L−PIE34nに
向うRQ0の出力をONにする。そして、この2L
−PIE34nが空きになるか又は扱つている1対
1転送が終了すると、前記RQ0が受付けられ、
データ転送が始まる。データ転送の終了は1対1
転送の場合と同じである。
接続すべき出力端子が複数の場合、すなわち第
3表の分類及びの場合、まずPIE33に対す
るGRQをONにしてPIE33の返答を待つ。返答
RPがONになつたなら、すべての接続すべき出
力端子に対応する2L−PIE34nに向うRQ0の
出力をONにする。その後の動作は前述した第3
表の分類の場合と同じである。
以上説明したように、この様な動作をするスイ
ツチング・ネツトワークを用いれば、可変長のデ
ータパケツトを1対1転送モードでは指定した出
力端子に、グループ転送モードでは2N個の出力
端子からなる可変サイズのグループへ、転送でき
る。
また、上述したPIE33やFIFOレジスタ12
b等のハードウエアは、通常のデイジタル回路技
術により容易に実現することができるので、第3
図のルータ自体を1チツプのVLSIで実現する事
も可能であり、全体の小型化、経済化が達成でき
る。
(発明の効果)
本発明によれば、1種類のルータモジユールを
基本構成要素とし、それを組み合わせる事により
大規模なスイツチング・ネツトワークを構成し、
可変長データパケツトを1対1転送、及びグルー
プ転送することが可能になるので、同報通信がし
ばしば生じる大規模並列処理システムのスイツチ
ング・ネツトワークに応用できる。
また、ハードウエアのモジユラリテイが高く、
VLSI化に適しており、小型化、経済化も可能で
ある。
なお、前述した実施例においてデータ語長8ビ
ツトの4入力4出力ルータを基本構成要素とした
が、例えば2入力2出力、あるいは8入力8出力
のルータを用いても同様の機能を実現できる。さ
らに、例えばデータ語長のみを12ビツトにすれば
1024入力1024出力までのスイツチング・ネツトワ
ークが構成可能である。また、ルータ内のFIFO
レジスタの容量を16語としたが、この容量を増減
しても基本的機能には変化はない。ただし、この
容量がデータパケツト長に比べて小さくなると、
ネツトワークの閉塞の確率が増え、トラヒツク容
量が低下するので、データパケツトの平均長と同
程度に選ぶのが妥当である。[Table] Here, the ampersand & indicates that multiple specified output terminals are connected simultaneously from the same input terminal. Assuming that a data packet is now input to the input terminal 11a of the router, the decoder 31k decodes the header of this packet. And header is 1
When pair-to-one transfer is instructed, the valid bit selector 43 selects the valid bit b 0 b 1 according to Table 1, and the control signal generator 44 determines the output terminal number according to Table 3, and selects the valid bit b 0 b 1 according to Table 1. Turn on the output of RQ1 to 2L-PIE34n corresponding to . This 2L-PIE3
When 4n becomes vacant, the connection request RQ1 is accepted, a path from the input terminal 11a to the output terminal 14d is opened, and data transfer begins. Also, the decoder 3
1k monitors the boundary tag BT of the input data and
When becomes H level, it is regarded as the end of the packet, and RQ1 is turned OFF to return to the initial state. Next, if the header indicates group transfer, the valid bit selector 43 selects the valid bit b 0 b 1 according to Table 2, and the control signal generator 44 selects the output terminal number according to Table 3. seek. When there is only one output terminal to be connected, that is, in the case of the classification shown in Table 3, the output of RQ0 to the 2L-PIE 34n corresponding to that output terminal is turned ON. And this 2L
- When the PIE34n becomes free or the one-to-one transfer it is handling is completed, the RQ0 is accepted,
Data transfer begins. Data transfer ends 1:1
Same as for transfer. When there are a plurality of output terminals to be connected, that is, in the case of the classifications shown in Table 3, GRQ for PIE 33 is first turned ON and a response from PIE 33 is waited. reply
When RP turns on, turn on the output of RQ0 to 2L-PIE34n, which corresponds to all output terminals to be connected. The subsequent operation is the third one mentioned above.
This is the same as for table classification. As explained above, by using a switching network that operates in this way, variable-length data packets can be sent to specified output terminals in one-to-one transfer mode, and variable-length data packets can be sent to specified output terminals in group transfer mode. Can be transferred to groups of any size. In addition, the above-mentioned PIE33 and FIFO register 12
Since hardware such as b can be easily realized using ordinary digital circuit technology, the third
It is also possible to realize the router itself in the figure with a single-chip VLSI, making it possible to achieve overall downsizing and economy. (Effects of the Invention) According to the present invention, a large-scale switching network can be constructed by using one type of router module as a basic component and combining them.
Since variable-length data packets can be transferred one-to-one and in groups, it can be applied to switching networks of large-scale parallel processing systems where broadcast communications often occur. In addition, the hardware has high modularity,
It is suitable for VLSI, and can be made smaller and more economical. In the above-described embodiment, a 4-input, 4-output router with a data word length of 8 bits was used as the basic component, but the same function can be realized by using, for example, a 2-input, 2-output router, or an 8-input, 8-output router. Furthermore, for example, if only the data word length is set to 12 bits,
A switching network of up to 1024 inputs and 1024 outputs can be configured. Also, the FIFO in the router
The capacity of the register was set to 16 words, but the basic functionality remains unchanged even if this capacity is increased or decreased. However, if this capacity becomes smaller than the data packet length,
It is reasonable to choose the same length as the average length of data packets, since this increases the probability of network blockage and reduces traffic capacity.
第1図は本発明の実施例のブロツク図、第2図
はパケツトヘツダのフオーマツトを表わす図、第
3図はルータモジユールの詳細ブロツク図、第4
図は第3図におけるFIFOレジスタ12bの外部
接続を表わす図、第5図は第3図における4入力
スイツチバンク13cの詳細ブロツク図、第6図
は第3図における制御結合器15の回路図、第7
図は第3図における制御部16の詳細ブロツク
図、第8図は第7図における復号器31kとPIE
33、及び2L−PIE34nの間の詳細接続図、第
9図は第7図における復号器31kの詳細ブロツ
ク図である。
11〜164……入力端子、21〜264……出力端
子、131〜134……4入力スイツチ・バンク、
311〜314……復号器、33……優先割込み符
号器、341〜344……2レベル優先割込み符号
器。
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the format of a packet header, Fig. 3 is a detailed block diagram of the router module, and Fig. 4 is a diagram showing the format of a packet header.
3 is a diagram showing the external connection of the FIFO register 12b in FIG. 3, FIG. 5 is a detailed block diagram of the 4-input switch bank 13c in FIG. 3, and FIG. 6 is a circuit diagram of the control coupler 15 in FIG. 3. 7th
The figure shows a detailed block diagram of the control unit 16 in FIG. 3, and FIG. 8 shows the decoder 31k and PIE in FIG.
33 and 2L-PIE 34n, and FIG. 9 is a detailed block diagram of the decoder 31k in FIG. 1 1 to 1 64 ... Input terminals, 2 1 to 2 64 ... Output terminals, 13 1 to 13 4 ... 4-input switch bank,
31 1 to 31 4 ... decoder, 33 ... priority interrupt encoder, 34 1 to 34 4 ... two-level priority interrupt encoder.
Claims (1)
と、 (c) 任意のデータ入力端子から入力されるデータ
を任意のデータ出力端子に導くスイツチと、 (d) 各データ入力端子に対応してあり、そこから
入力されるデータを受信し、そのデータの中か
らパケツトヘツダを検出して解読し、そのパケ
ツトヘツダが1つの出力端子への転送を指示し
ている場合には、その出力端子に対応した第2
の優先割込み符号器に対して接続要求を発し、
複数の出力端子への転送を指示している場合に
は、第1の優先割込み符号器に対してグループ
転送要求を発し、それに対する許可の返答が得
られた後、それらの出力端子に対応した第2の
優先割込み符号器に対して接続要求を発する復
号器と、 (e) すべての復号器からグループ転送要求を受信
し、一時にはそれらのうちの1つに許可を与え
る第1の前記優先割込み符号器と、 (f) 各データ出力端子に対応してあり、各復号器
からの接続要求を受信し、一時にはそれらのう
ちの1つを受けつけ、その受付けた接続要求を
発している復号器に対応するデータ入力端子か
らのデータを、自己の対応する出力端子に導く
スイツチを開くための制御信号を発生する第2
の前記優先割込み符号器と、 から成るルータ・モジユールを基本構成要素と
し、 (g) これらルータ・モジユールを多段接続し、か
つスイツチング・ネツトワークの全ての任意の
入力端子を全ての任意の出力端子に対応させ
て、これらルータ・モジユール間を結線したこ
とを特徴とするスイツチング・ネツトワーク。 2 復号器が1対1転送とグループ転送の接続要
求を別々に発し、第2の優先割込み符号器がこれ
らの接続要求を受付ける際に、グループ転送の接
続要求を優先的に受付けることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のスイツチング・ネツトワ
ーク。 3 パケツトヘツダに2つの形式があり、1つに
はデータ出力端子の番号の情報を含み、他の1つ
にはデータ出力端子のグループ番号とグループサ
イズの情報を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のスイツチング・ネツトワーク。[Claims] 1 (a) a plurality of data input terminals of 4 or more, (b) the same number of data output terminals as the data input terminals, and (c) any data input from any data input terminal. (d) A switch corresponding to each data input terminal, which receives data input therefrom, detects and decodes a packet header from the data, and converts the packet header into one packet. If transfer to an output terminal is specified, the second
issues a connection request to the priority interrupt encoder of
When instructing transfer to multiple output terminals, a group transfer request is issued to the first priority interrupt encoder, and after a permission response is obtained, the group transfer request corresponding to those output terminals is issued. (e) a first said priority decoder that issues a connection request to a second priority interrupt encoder; (f) a decoder corresponding to each data output terminal, receiving connection requests from each decoder, accepting one of them at a time, and issuing the accepted connection request; a second generating a control signal for opening a switch that directs data from a data input terminal corresponding to the device to its corresponding output terminal;
(g) These router modules are connected in multiple stages, and all arbitrary input terminals of the switching network are connected to all arbitrary output terminals. This switching network is characterized by connecting these routers and modules in accordance with the above. 2. The decoder issues connection requests for one-to-one transfer and group transfer separately, and when the second priority interrupt encoder accepts these connection requests, it preferentially accepts the connection request for group transfer. A switching network according to claim 1. 3 The packet header has two formats, one containing information on the number of the data output terminal, and the other containing information on the group number and group size of the data output terminal. The switching network described in Scope 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086264A JPS60232743A (en) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | Switching network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086264A JPS60232743A (en) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | Switching network |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60232743A JPS60232743A (en) | 1985-11-19 |
| JPH0351340B2 true JPH0351340B2 (en) | 1991-08-06 |
Family
ID=13881958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59086264A Granted JPS60232743A (en) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | Switching network |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60232743A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1196791B (en) * | 1986-11-18 | 1988-11-25 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | SWITCHING ELEMENT FOR MULTI-STAGE INTERCONNECTION NETWORKS SELF-SLIDING TO PACKAGE SWITCHING |
| JP2613215B2 (en) * | 1987-06-08 | 1997-05-21 | 株式会社日立製作所 | Packet switching equipment |
| JP2954220B2 (en) * | 1987-07-27 | 1999-09-27 | 株式会社日立製作所 | Data transfer network for parallel computers |
| JPH07123252B2 (en) * | 1991-11-27 | 1995-12-25 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | Network switching system |
| US5922063A (en) * | 1992-09-17 | 1999-07-13 | International Business Machines Corporation | Automatic hardware message header generator |
-
1984
- 1984-05-01 JP JP59086264A patent/JPS60232743A/en active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IEEE COMPUTER=1981US * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60232743A (en) | 1985-11-19 |
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