JPH05127899A - 並列処理計算機および並列処理用の要素プロセサ - Google Patents

並列処理計算機および並列処理用の要素プロセサ

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JPH05127899A
JPH05127899A JP3286078A JP28607891A JPH05127899A JP H05127899 A JPH05127899 A JP H05127899A JP 3286078 A JP3286078 A JP 3286078A JP 28607891 A JP28607891 A JP 28607891A JP H05127899 A JPH05127899 A JP H05127899A
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宏喜 三浦
Yasuto Komura
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数の要素プロセサPE11−PEnmがm
行×n列のトーラスメッシュネットワーク12を構成す
る。各行方向の要素プロセサに行条件信号を供給するm
本の行条件信号線L1−Lmと各列方向の要素プロセサ
に列条件信号を供給するn本の列条件信号線S1−Sn
とを設け、アクティブにする行条件信号線と列条件信号
線との組み合わせによって、任意の要素プロセサまたは
要素プロセサ群を特定の状態に設定する。 【効果】 少ない制御線数で、全要素プロセサのうちの
任意の要素プロセサまたは要素プロセサ群のみを特定の
状態に設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、並列処理計算機およ
び並列処理用の要素プロセサに関し、特にたとえば複数
の要素プロセサをたとえば行列に結合して構成される、
並列処理計算機およびそれに用いられる要素プロセサに
関する。
【0002】
【従来の技術】この種の並列処理計算機では、そのシス
テムを初期化状態へ移行するときや休止状態へ移行する
ときなど、特定の状態に移行させるには、従来、全要素
プロセサに共通の1つの信号を供給して、全要素プロセ
サを一斉に特定の状態に移行させていた。
【0003】たとえば、1986年10月にインモス社
から発行されたトランスピュータリファレンスマニュア
ルの第42頁に、図面を用いてシステムの初期化および
休止状態へ移行するための手段が開示されている。そこ
には、T4として表されたインモス社が販売する並列処
理用要素プロセサであるトランスピュータ(IMS−T
414)が4個接続された並列処理計算機の例が示され
ている。この従来例では、4個の要素プロセサを一斉に
初期化するためのリセット信号(Reset)が4個の
要素プロセサに共通に供給され、また、4個の要素プロ
セサを一斉に休止状態に移行させるためのアナライズ信
号(Analyse)が4個の要素プロセサに共通に供
給される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年の並列処理計算機
では、各々の要素プロセサに異なった処理を分担させ、
全体で1まとまりの処理を遂行させる処理形態が増加し
ている。また、要素プロセサ数の増加に伴い、全要素プ
ロセサのうちの或る要素プロセサ群を1人の使用者が使
用し、別の要素プロセサ群を別の使用者が使用するマル
チユーザの使用環境が必要になる。したがって、並列処
理計算機を初期化状態などの特定の状態に移行させる際
に、全要素プロセサの状態を一斉に変化させるだけでな
く、任意の要素プロセサまたは一群の要素プロセサのみ
の状態を変化させる柔軟な方針が必要になる。また、要
素プロセサは一般に通信制御回路,演算回路などから構
成され、並列処理計算機のハードウェアまたはソフトウ
ェアのデバック時において、要素プロセサ全体を初期化
するような単純な機能だけではなく、たとえば通信制御
回路のみを初期化するなどの柔軟な手段が必要になる。
【0005】しかし、従来の並列処理計算機では、この
ような柔軟な状態設定は行われておらず、任意の要素プ
ロセサまたは要素プロセサ群のみの状態を変化させる柔
軟な状態設定を実現するには、特定の状態設定のために
少なくともプロセサ数と同じ数の制御入力線が必要にな
る。したがって、数千台ないし数万台、さらにそれ以上
の要素プロセサ数を有する並列処理計算機においては、
制御入力線の数が膨大となり、配線量の極端な増加によ
りハードウェアの実現が困難になるという問題点があっ
た。
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、よ
り少ない制御線数で、任意の要素プロセサを特定の状態
に設定することができる、並列処理計算機および並列処
理用の要素プロセサを提供することである。この発明の
他の目的は、任意の要素プロセサに含まれる任意の部分
回路、たとえば通信制御回路または演算回路のみを特定
の状態に設定できる、並列処理計算機および並列処理用
の要素プロセサを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数の要素
プロセサが結合された並列処理計算機であって、複数の
要素プロセサの一部を含む第1群の要素プロセサに対し
て共通の第1の条件信号線、第1群の要素プロセサに含
まれる少なくとも1つの要素プロセサを含む第2群の要
素プロセサに対して共通の第2の条件信号線、および第
1および第2の条件信号線の信号に応じて各要素プロセ
サに特定の制御信号を与える信号付与手段を備える、並
列処理計算機である。
【0008】
【作用】たとえば、複数の要素プロセサがm行×n列の
行列状に配置されている場合には、m本の行条件信号線
とn本の列条件信号線とが合計(m+n)本準備され
る。これらの行条件信号線と列条件信号線からそれぞれ
与えられる行条件信号と列条件信号とが特定の条件を満
たすことによって、信号付与手段が該当の要素プロセサ
または要素プロセサ群を特定の状態に設定する。
【0009】また、各要素プロセサがさらにたとえば2
k 個の部分回路を含み、それらのうちの任意の部分回路
を特定の状態に設定したい場合には、さらにk本の回路
選択線が追加される。そして、k本の回路選択線に2進
数の信号を与えることによって任意の要素プロセサ内の
該当の部分回路が特定の状態に設定される。したがっ
て、m×nの行列配置された各要素プロセサが2k 個の
部分回路を含む場合であっても、合計(m+n+k)本
の行条件信号線,列条件信号線および回路選択線を備え
るだけで足りる。
【0010】
【発明の効果】この発明によれば、全要素プロセサのう
ちの任意の要素プロセサまたは要素プロセサ群を、全要
素プロセサ数より大幅に少ない制御線数によって容易か
つ柔軟に特定の状態に設定することができる。また、回
路選択線を追加することによって、要素プロセサの任意
の部分回路を特定の状態に設定することもできる。
【0011】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0012】
【実施例】図1を参照して、この実施例の並列処理計算
機10は要素プロセサのネットワーク12を含む。ネッ
トワーク12はメッシュ配列された多数の要素プロセサ
PE11−PEnmを含む。要素プロセサPE11−P
Enmの各々は、具体的には、図2に示すように、他の
要素プロセサとの通信を行いつつプログラムを解釈実行
するための通信・実行ユニット14、要素プロセサ間通
信のために用いられる入出力ポートA,B,Cおよび
D、初期化条件を規定するための行端子16および列端
子18、行端子16からの行条件信号と列端子18から
の列条件信号とに応じて通信・実行ユニット14に与え
る初期化信号を生成するためのアンドゲート20を含
む。各要素プロセサPE11−PEnmは、与えられる
行条件信号および列条件信号が双方ともアクティブとな
るときに限り、アンドゲート20からの信号に応じて初
期化される。
【0013】なお、ネットワーク12上においては、要
素プロセサPE11−PEnmはトーラスメッシュネッ
トワークとして構成される。トーラスメッシュネットワ
ークとは、多数の要素プロセサを行列状に配置し、行方
向の要素プロセサ群を互いに循環的に結合しかつ列方向
の要素プロセサ群を互いに循環的に結合する行方向通信
線および列方向通信線によって、任意の要素プロセサ間
におけるデータ通信を可能にする構成を意味する。図1
の実施例でいえば、第1行に配列されたn個の要素プロ
セサ群PE11−PEn1は行方向通信線RC1によっ
て循環的(リング状)(図示せず)に結合され、第2行
に含まれる要素プロセサ群PE12−PEn2は行方向
通信線RC2によって循環的に結合され、そして、第m
行の要素プロセサ群PE1m−PEnmは行方向通信線
RCmによって循環的に結合される。これらの結合には
入出力ポートBおよびDが用いられる。さらに、第1列
に配置されたm個の要素プロセサ群PE11−PE1m
は列方向通信線CC1によって循環的に結合され、同様
に第n列の要素プロセサ群PEn1−PEnmは列方向
通信線CCnによって循環的に結合される。これらの結
合には入出力ポートAおよびCが用いられる。また、第
1行から第m行にそれぞれ位置する要素プロセサ群の行
端子16に対応するように、m本の行条件信号線L1−
Lmが接続される。また、第1列から第n列にそれぞれ
位置する要素プロセサ群の列端子18に対応するよう
に、n本の列条件信号線S1−Snが接続される。
【0014】この実施例の並列処理計算機10では、上
述の行条件信号線L1−Lmおよび列条件信号線S1−
Snからそれぞれ与える行条件信号および列条件信号の
組み合わせによって、全要素プロセサPE11−PEn
mのうちの任意の単一の要素プロセサあるいは任意の要
素プロセサ群を初期化できる。たとえば、行条件信号線
L1−Lmおよび列条件信号線S1−Snのうち、各行
および各列から1つずつを選びアクティブにすることに
よって、その交点に置かれた要素プロセサのみを初期化
することができる。また、行条件信号線L1−Lmおよ
び列条件信号線S1−Snのうち、複数の行と複数の列
とを適当に選択し、これらの行条件信号線および列条件
信号線を同時にアクティブにすることによって、該当す
る矩形領域に含まれる要素プロセサ群のみを初期化する
ことができる。
【0015】このようにして、全要素プロセサPE11
−PEnmの数(m×n個)に対して十分少ない合計
(m+n本)の行条件信号線L1−Lmおよび列条件信
号線S1−Snと、全要素プロセサPE11−PEnm
にわずかな数の行端子16および列端子18を設けるだ
けで、各要素プロセサを個別に初期化できる。また、図
3に示す他の実施例の並列処理計算機10´も同様にネ
ットワーク22を含み、ネットワーク22は上述の実施
例と同様メッシュ配列された多数の要素プロセサPE1
1−PEnmを含む。要素プロセサPE11−PEnm
の各々は、具体的には図4に示すように、他の要素プロ
セサとの通信を制御するための通信ユニット24、プロ
グラムを解釈実行するための実行ユニット26、要素プ
ロセサ間の通信のために用いる入出力ポートA,B,C
およびD、初期化の条件を規定するための行端子16お
よび列端子18、初期化すべきユニットを選択するため
のユニット選択端子28、および行端子16からの行条
件信号,列端子18からの列条件信号およびユニット選
択端子28からの信号の値に応じて通信ユニット24ま
たは実行ユニット26に与える初期化信号を生成するた
めのアンドゲート30および32を含む。なお、ユニッ
ト選択端子28とアンドゲート32の1入力端との間に
はインバータ34が介挿され、アンドゲート30および
32のうちいずれか一方のみが初期化信号を生成するよ
うに構成されている。したがって、各要素プロセサPE
11−PEnmでは、ユニット選択端子28からの信号
がインアクティブであり、行端子16からの行条件信号
および列端子18からの列条件信号がともにアクティブ
のときに限り、通信ユニット24の初期化動作が行われ
る。一方、ユニット選択端子28からの信号がアクティ
ブであり、行条件信号および列条件信号がともにアクテ
ィブのときに限り、実行ユニット26の初期化動作が行
われる。
【0016】この図3に示すネットワーク22上におい
ても、各要素プロセサPE11−PEnmは上述の実施
例と同様トーラスメッシュネットワークとして構成さ
れ、行方向の要素プロセサは行方向通信線RC1−RC
mによって通信ポートBおよびDを接続することによっ
て互いに循環的に結合され、列方向の要素プロセサは列
方向通信線CC1−CCnによって通信ポートAおよび
Cを接続することによって互いに循環的に結合される。
また、第1行から第m行までの要素プロセサ群の行端子
16には、それぞれ行条件信号線L1−Lmが接続さ
れ、第1列から第n列までの要素プロセサ群の列端子1
8には、それぞれ列条件信号線S1−Snが接続され
る。さらに、全要素プロセサPE11−PEnmのユニ
ット選択端子28には回路選択線36が接続される。
【0017】この図3の実施例の並列処理計算機10´
では、全要素プロセサPE11−PEnmのうちの任意
の単一の要素プロセサまたは任意の要素プロセサ群につ
いて、その通信ユニット24または実行ユニット26を
独立して初期化することができる。たとえば、ユニット
選択端子28にインアクティブの信号を与え、全ての行
条件信号線L1−Lmおよび列条件信号線S1−Snを
アクティブにすることによって、全ての要素プロセサP
E11−PEnmの通信ユニット24のみを初期化する
ことができる。また、ユニット選択端子28にハイレベ
ルの信号を与え、行条件信号線L1−Lmおよび列条件
信号線S1−Snのうち、複数の行と複数の列とを適当
に選択しこれらの行条件信号線および列条件信号線を同
時にアクティブにすることで、該当する矩形領域に含ま
れる要素プロセサ群の実行ユニット26のみを初期化す
ることができる。
【0018】このようにして、m本の行条件信号線L1
−Lmおよびn本の列条件信号線S1−Snに、1本の
回路選択線36を加えた合計(m+n+1)本の少ない
制御線で、上述のように、各要素プロセサの各ユニット
を個別に初期化できる。なお、図3の実施例では、要素
プロセサに含まれる部分回路として、通信ユニット24
と実行ユニット26との2個だけであるので、回路選択
線36は1本で足りた。しかし、部分回路2k 個含まれ
ているときには、回路選択線36はk本必要になり、合
計(m+n+k)本の制御線が必要になる。この場合で
も、従来より大幅に制御線数が減少することはいうまで
もない。
【0019】また、上述の実施例では、要素プロセサや
部分回路(ユニット)を初期化状態に設定する場合につ
いて述べたが、この発明は、休止状態などの任意の特定
の状態に設定する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の実施例で用いられる要素プロセサを示す
回路図である。
【図3】この発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【図4】図3の実施例で用いられる要素プロセサを示す
回路図である。
【符号の説明】
10,10´ …並列処理計算機 14 …通信・実行ユニット 20,30,32 …アンドゲート 24 …通信ユニット 26 …実行ユニット 34 …インバータ 36 …回路選択線 L1〜Lm …行条件信号線 S1〜Sn …列条件信号線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の要素プロセサが結合された並列処理
    計算機であって、 前記複数の要素プロセサの一部を含む第1群の要素プロ
    セサに対して共通の第1の条件信号線、 前記第1群の要素プロセサに含まれる少なくとも1つの
    要素プロセサを含む第2群の要素プロセサに対して共通
    の第2の条件信号線、および前記第1および第2の条件
    信号線の信号に応じて各要素プロセサに特定の制御信号
    を与える信号付与手段を備える、並列処理計算機。
  2. 【請求項2】前記複数の要素プロセサはm行×n列の行
    列状に配置され、 前記第1の条件信号線は各行方向の前記要素プロセサに
    行条件信号を与えるm本の行条件信号線を含み、 前記第2の条件信号線は各列方向の前記要素プロセサに
    列条件信号を与えるn本の列条件信号線を含み、 前記信号付与手段は前記行条件信号線と前記列条件信号
    線との交点から得られる前記行条件信号と前記列条件信
    号とが特定の条件を満たしたときに該当の要素プロセサ
    を特定の状態に設定するための制御信号を出力するゲー
    ト手段を含む、請求項1記載の並列処理計算機。
  3. 【請求項3】前記要素プロセサは複数の部分回路を含
    み、 全ての前記要素プロセサに共通の回路選択線をさらに備
    え、 前記信号付与手段は前記回路選択線からの信号によって
    該当の要素プロセサの該当の部分回路を指定する手段を
    備える請求項1および2のいずれかに記載の並列処理計
    算機。
  4. 【請求項4】並列処理計算機を構成する要素プロセサで
    あって、 第1の端子、 第2の端子、および前記第1および第2の端子にそれぞ
    れ与えられる信号に応じてその要素プロセサを特定の状
    態に設定する手段を備える、並列処理用の要素プロセ
    サ。
  5. 【請求項5】複数の部分回路を含み、さらに回路選択端
    子、および前記回路選択端子に与えられる信号に応じて
    該当する部分回路を特定の状態に設定する手段を備え
    る、請求項4記載の並列処理用の要素プロセサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002094886A (ja) * 2000-09-13 2002-03-29 Hamamatsu Photonics Kk 高速画像処理装置
JP2019091386A (ja) * 2017-11-10 2019-06-13 オ,ハクソ 自動搬送システムにおける無人移送装置のrf通信のための初期化設定方法

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JPS56123069A (en) * 1980-03-04 1981-09-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Data processing device

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