JPH04113444A - 双方向リングバス装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は複数のプロセ・ノサを用いて並列に実行する並
列処理システムにおいて、前記複数のプロセッサを相互
結合する双方向リングツ〈スに関するものである。

（従来の技術） 並列処理計算機の一結合手段として、双方向リングバス
方式がある。双方向リングバス方式は、例えば共立出版
株式会社「並列計算機３．２節スイッチングネットワー
ク」の文献に開示されている最隣接ネットワーク（本文
献の１２９頁）を１次元の接続関係に限定したものであ
る。第５図（ａ）に８台のプロセッサ２（以下ＰＥと称
すこともある）２を双方向リングバス方式で結合した例
を示す。

ＰＥ＃ＯからＰＥ＃７は各々対応する通信ノード１を介
して左回転のリングバス２０と右回転のリングバス３０
で相互結合される。各ＰＥ間で相互にデータ通信を行な
う場合、通信データは左回転あるいは右回転のリングバ
スを選択してルーティングするが、前記どちらのリング
バスを選択するかは予め通信ノード１にハードウェア化
されるかまたは各ＰＥ２のプログラム制御により行なわ
れるかの何れかであった。例えばＰＥ＃３から各ＰＥに
通信データを転送する場合、ＰＥ＃４、ＰＥ＃５、ＰＥ
＃６、Ｐ−Ｅ＃７へは左回転のリングバス２０を、また
ＰＥ＃０１　ＰＥ＃１、ＰＥ＃２へは右回転のリングバ
ス３０を、選択してルーティングさせる様に通信ノード
ｌにハードウェア化またはＰＥ２中にプログラム制御さ
れる。

（発明が解決しようとしている課題） ところで、第５図（ａ）、＃して示した８台構成を、プ
ロセッサ数を４台に減らす（ＰＥ＃ＯからＰＥ＃３）場
合を第５図（ｂ）として考える払ＰＥ＃０にＰＥ’＃３
が新しく隣接するＰＥとして接続し直される。ＰＥ＃３
からＰＥ＃０１ＰＥ＃１、ＰＥ＃２にデータを転送する
場合は、第５図（ａ）で右回転のリングバス３０を選択
してルーティングすると予めハードウェア化またはプロ
グラム制御されていたため、左回転のりングバス２０は
選択されないことになる。しかし、ＰＥ＃３からＰＥ＃
０への通信データの転送は左回転のリングバス２０を選
択してルーティングした方がＰＥ間の距離が短くなり最
も通信効率が良い。この様に従来の双方向リングバスは
プロセッサ数を自由に増減させることによりシステム規
模の伸縮をさせたい場合、ハードウェア又はプログラム
の変更を行なわないとネットワークの通信効率を最適に
てきない欠点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記欠点を除去するものであって、複数のプロ
セッサを双方向リングバスで結合する並列処理システム
の構成法において、複数のプロセッサと該プロセッサの
各々に接続された通信ノードとを含み、この通信ノード
間をリング状の２本の単方向バスで双方向バスを構成さ
せるように接続した並列処理計算機システムにおいて、
前記通信ノードの各々に転送先決定回路を持たせ、この
転送先決定回路に当該並列処理システムの実装プロセッ
サ数情報と自己ノードアドレス情報と転送先のプロセッ
サのアドレス情報を与えることにより自己ルーティング
を行なわせるようにした双方向リングバス装置である。

（作用） 本発明によれば、上述したように通信ノード内に転送先
決定回路を設け、ここに実装プロセッサ数情報、自己ア
ドレス情報及び転送先のプロセッサのアドレス情報を与
えることにより自己ルーティングを行なうことができる
ので、プロセッサ数の増減（拡張、縮小）があっても、
ハードウェア又はプログラムの変更を伴わずにネットワ
ークの通信効率を最適化できる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す通信ノードの内部構成
図であり、双方向リングバスで接続された第１通信ノー
ド、第２通信ノード、第３通信ノードを示し、各通信ノ
ードの詳細な構成を第１通信ノードとして示しである。

この第１通信ノードはＰｉｎ端子からＰＥｔＩｎの通信
データ１０を受信し、Ｐｏｕｔ端子へ通信データ１６を
出力することによりＰＥｔＩｎと通信する。また、この
第１通信ノードは左右に隣接する第２通信ノードと第３
通信ノード間とはＬ１ｎ端子から通信データ２０受信し
、Ｌｏｕｔ端子へ通信データ２１を出力することにより
左回転の通信を行なう。更に、Ｒ１ｎ端子から通信デー
タ３０を受信し、Ｒｏｕｔ端子へ通信データ３１を出力
することにより右回転の通信を行なう。

さて、本発明の第１通信ノードは、Ｐｉｎ端子から入力
されるＰＥ＃ｎの通信データＩＯを格納する左入力バッ
ファ１０２と右大カバッファ１０３と、前記通信データ
ＩＯの格納（転送）先を決定する転送先決定回路１０１
と、ＬｌｎまたはＲ１ｎ端子から入力されるＰＥ＃ｎへ
の通信データ２０及び３０を各々格納する左出力バッフ
ァ１０８及び右出力バッファ１０９と、Ｌｌｎまｆたは
Ｒ１ｎ端子から入力されるＰＥ＃ｎ以外のＰＥへの通信
データ２０及び３０を各々格納する左中間バッファ１０
５及び右中間バッファ１０７と、前記通信データ２０及
び３０または、左入力バッファ１０２及び右入カバッフ
ァ＋０３からの通信データ１７．１８をスルーにて転送
するための左出力セレクタ１０４及び右出力セレクタ１
０［ｉと、前記通信データ２０．３０の入力光を各々制
御する左入力制御回路及び右入力制御回路とを持つ。す
べての通信データ１０．２０．３０は通信したい内容に
転送先アドレス情報を付加したもので第２図にそのフィ
ールド構成を示す。第２図に於て想像線で示した自己ア
ドレス情報は、後述するように各通信ノード内のレジス
タにストアしてあっても良い。

これにより各通信ノードに自己ルーティング機能を持た
せている。

以下に各入力端子から入力される通信データの通信手順
を詳しく説明する。

■Ｐｉｎ端子からの通信データの転送手順転送先決定回
路１０１は、Ｐｉｎ端子より通信データ１０中の転送先
アドレス情報ＩＩを受け、外部より実装プロセッサ数情
報１２を受け、更に、通信ノード内の憇像線で囲ったレ
ジスタ目２内にストアされた自己アドレス情報１３、若
しくは、前記通信データ１０中の自己アドレス情報１３
（これらは同一の情報）のいずれかが入力される。そし
て左回転のリングバスを通して転送先のあるＰＥに転送
すべき通信データであれば、左イネーブル信号Ｉ４をア
クティブ状態にして友人カバッファ１０２に通信データ
１０を格納する。友人カバソファ＋０２に格納された通
信データ１０は、左出力セレクタ１０４、Ｌｏｕｔ端子
を経由して第３通信メートに転送される。また、右方向
のリングバスを通して転送先のあるＰＥに転送すべき通
信データであれば、右イネーブル信号Ｊ５をアクティブ
状態にして右入カバ、ファ１０３に通信データＩＯを格
納する。右入カバソファ１０３に格納された通信データ
１０は右出力セレクタＩＯ［ｉとＲｏｕｔ端子を経由し
て第２通信ノードに転送する。

■Ｌｌｎ端子からの通信データの転送手順左入力制御回
路１１０は、第２通信ノードがらの通信データ２０をＬ
ｉｎ端子より受信し、この通信データ２０中の一部の通
信データ、即ち、転送先アドレス情報２２七前記自己ア
ドレス情報１３を比較し、前記両アドレス情報２２、Ｉ
３が一致していれば、左出力バッファ１０８に前記通信
データ２ｏを格納し、前記両アドレス情報２２．１３が
一致していなければ、前記第１通信ノードを通過する通
信データと認識して左中間バッファ１０５または左出力
セレクタ＋０４を通りＬｏｕｔ端子を経由して単にこの
通信データ２ｏを出力線２１を介して第３通信ノードに
転送する。また左円カバソファ１０８に格納された通信
データ２ｏはＰｏｕｔ端子を通ってＰＥｔｌｎに転送さ
れる。

■Ｒ１ｎ端子からの通信データの転送手順右入力制御回
路１１１は、第３通信ノードからの通信データ３０をＲ
１ｎ端子より受信し、この通信データ３０中の一部の通
信データ、即ち、転送先アドレス情報３２と前記自己ア
ドレス情報１３を比較し、前記両アドレス情報３２．１
３が一致していれば、前記通信データ３０を左円カバソ
ファ１０９に格納し、前記両アドレス情報３２、Ｉ３が
一致していなければ、前記第１通信ノードを通過する通
信データと認識して右中間バッファ１０７または右出力
セレクタ１０Ｂを通りＲｏｕｔ端子を縁由して単にこの
通信データ３０を出力線３１を介して第２通信ノードに
転送する。また、左出力バッファ１０９に格納された通
信データ２０はＰｏｕｔ端子を通ってＰＥ＃ｎに転送さ
れる。

第３図に転送先決定回路＋０１の具体的な構成を一実施
例として示す。該回路＋０１は転送先決定テーブル２０
０と反転回路２０１から構成され自己アドレス情報１３
キ実装プロセツサ数情報］２と転送先アドレス情報１１
を受信し、左イネーブル信号１４と右イネーブル信号１
５を出力する。転送先決定テーブル２００は例えばＲＯ
Ｍ　（リート°オンリーメ王り）で実現でき、自己アド
レス情報１３と実装プロセッサ数情報１２と転送先アド
レス情報１１を受信し、左イネーブル信号■４を出力す
る。反転回路２０１は左イネーブル信号１４を受信し、
その反転論理をとった右イネーブル信号１５を出力する
。第４図（ａ）に実装プロセッサ数が８の場合に書き込
まれる転送先決定テーブル２００の内容の例を示す。以
下に本転送先決定回路＋０１の作用を説明する。第４図
（ａ）で例えば自己アドレス情報１３が＃３では、転送
先アドレス情報１１が＃４、＃５、＃６、＃７の場合に
は左イネーブル信号１４は１、反転回路２０１により右
イネーブル信号１５が０となり、第１図の第１通信ノー
ド中の左イネーブル信号１４がアクティブ状態、右イネ
ーブル信号Ｉ５がディセーブル状態となり、通信データ
１０は友人カバノファ１０２に格納され、左回転のリン
グバスに出力される。同様に自己アドレス情報Ｉ３が＃
３で、転送先アドレスが＃０、＃１、＃２の場合には、
左イネーブル信号Ｉ４は０１　　反転回路２０１により
出力右イネーブル信号１５が１となり、第１図の第１通
信ノード中の左イネーブル信号１４がディセ■０ −プル状態、右イネーブル信号１５がアクティブ状態と
なり、通信データＩＯは右大カバッファ１０２に格納さ
れ、右回転のリングバスに出力される。また第４（ｂ）
に実装プロセッサ数が４の場合に書き込まれる転送先決
定テーブル２００の内容の例を示すが作用は同様である
。この様に本発明の通信ノード構成を採用すれば、双方
向リングバスで結合される並列処理システムでは、増減
予定したプロセッサ数分の転送先決定テーブル２００を
例えばＲＯＭ化しておくだけで、最適な通信路をルーテ
ィングできる。

（発明の効果） 本発明によれば各プロセッサ間のデータ通信は各通信ノ
ードにおいて実装プロセッサ数と自己アドレス情報と転
送先アドレス情報とを考慮し、最適な通信経路を自己ル
ーティングできシステムとして最大限の通信効率を引き
出すことができる効に於ける通信メート内部構成図、第
会図は本発明の実施例である転送先決定回路図、第０図
は通信データのフィールド構成図、第４図は転送先決定
テーブルの内容説明図、第５図（ａ）、（ｂ）は並列プ
ロセッサの構成図で、第５図（ａ）は８台のプロセッサ
を、第５図（ｂ）は４台のプロセッサを、各々双方向リ
ングバスにより結合した並列プロセッサの構成図である
。

果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すリングバス装置（ｂ） ４台構成 並列プロセッサの構成図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のプロセッサと該プロセッサの各々に接続された通
   信ノードとを含み、この通信ノード間をリング状の２本
   の単方向バスで双方向バスを構成させるように接続した
   並列処理計算機システムにおいて、前記通信ノードの各
   々に転送先決定回路を持たせ、この転送先決定回路に当
   該並列処理システムの実装プロセッサ数情報と自己ノー
   ドアドレス情報と転送先のプロセッサのアドレス情報を
   与えることにより自己ルーティングを行なわせることを
   特徴とする双方向リングバス装置。