JPS6313493A - ル−タセル - 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〕 本発明はルータセルに関し、特に複数のプロセッサを接
続してマルチプロセッサを構５Ｘ、するのに用いるルー
タセルに関する。

〔従来の技術〕

例えば、ＬＳＩや大規模システムの開発に必要な論理シ
ミュレーションなどの大規模情報処理においては、単一
のプロセッサ（てよる逐次処理でに処理能力が十分でな
くなってきている。この工うな問題を解決するために、
プロセッサ全マルチ構成にし、高速処理する方法が提案
されている。

複数のプロセッサを結合してかかるネットワーク’ｔ　
ｍ　ｐｚするのにルータセル（ｒｏｕｔｅｒ　ｃｅｌｌ
　）が用いられている。ルータセルに複数組の入出カポ
−）ｋ有し入力ボートのそれぞれを出力ポートのそれぞ
れに切替接続するものである。ルータセルが、それに直
接接続されるプロセッサと信号をやりとりするためのｌ
１１１の入出力ボートのａかにネットワークｋ　？、４
１１１Ｍするための２組の入出力ポート全備えれば、こ
のルータセルヶ複数個俊わとしｔどんな複雑なネットワ
ーク七も構成することかできる。この工うなマルチプロ
セッサの詳細は、例えば、ｔ＃報処理学会論文誌、又５
　（１９８４）　ｐ、　８６４〜８７２に記載の論文［
論理シミュレーションマシンのアーキテクチャ」に述べ
られている。

第２図は、従来のかかるルータセルの一例を示すブロッ
ク図である。

第２図に示す従来例に、ネットワーク全４％′成するた
めの２組の入出力ボート、ｊなわち、入カポ−）ＰＩＩ
・出力ポートＰＯｌ　ｆｉらびに入力ポートＰＩ２・出
力ポートＰＯ２と、プロセッサと直接接続する入出力ボ
ート、丁なわち入カポ−）ＰＩＰ・出力ポートＰＯＰと
に７にしている。

例えば、入力ボートＰＩＩＩＣ伐絖された転送元ルータ
セル（図示せず）から第２図に示す従来例ｙ＆：＃ｌｉ
：由して出カポ−））’０１に接続さγした転送先ルー
タセル（図示せず）へデータを転送する場合について、
第２図に示す従来例の動作全説明する。

入力側倒装置ｉｌｌ　１１Ｕ、ＳＥＮＩ）１ｇ号Ｓ　Ｉ
　１　”（（転送元から）受傷すると入力バッファ１０
１が空であるとき、入力バッファ１０１に（転送元から
の）データ１♂号Ｄ　Ｉ　Ｉ　’ｃラッチさせ、その仮
受１−゛完了をしらせるＢｕｓｙ（、ｆ号ＢＩＩ勿（転
送元へ）送出する。出力弁別装置２１１に、入力刊御装
萱１】１がＢｕｓｙ、ｇ信号ＢＩＩを出力すると出力バ
ッファ２０１が空であるとき、入力バッファ１０１がラ
ッチしているデータ全出力バッファ２０１にラッチさせ
、デコーダに工り転送先アドレスを解読して出カポ−）
ＰＯ１ｔニ一選択し、出力バッファ２０１にラッチした
データをデータ信号ＤＯＩとして（転送先へ）送出させ
ると共に、データ転送音しらせる５ＥＮＤ信号５Ｏ１ｔ
−出力制御１ｔ３０１２）−ら（転送先へ）送出させる
。これでデータ転送準備が完了する。出力制御装置３０
１が（転送先から）Ｂｕｓｙｉｏ号Ｂ０１′ｔ−受傷す
ると、出力弁別ｆ２ｔ５ｘ２ｚｕ出力バッファ２０１の
ラッチしているデータを消去してデータ転送が完了する
。なお、出力バッファ２０１がデータのラッチ全完了し
たとさ、入力制御、ｉＵ装置１１】は入力バッファ１０
１のラッチしているデータを消去させる。

以上説明し′ｆｃ＝うに、第２図に示す従来例は５ＥＮ
Ｄ侶号とＢｕａｙ信号とのハンドシェイクにＬ＃）デー
タの転送を行う。

〔発明が解決しょうとする問題点〕

従来のループセルに、上記したデータ転送動作ｋｊべて
電気的に行っていたので動作速度が遅く、個々のプロセ
ッサ内のデータ処理工すもネットワーク内でのデータ転
送に多大の時間ヲ委し、プロセッサの高速機能が十分に
生かされないという欠点がある。

本発明の目的は、上記欠点全解決して内部での処理を元
にｌｉｔ換えることにエリ高速でデータ全転送すること
ができるルータセルを提供することにあるＯ 〔問題点？解決する之めの手段〕 この発明によれは、データ転送元からの入力データ光信
号を送出する第一の光検出器と、第一の単色光源と、前
記データ転送元がデータ転送し之こと七しらせる嬉−の
制御光１ｇ号を送出する第二の光検出器と、第二の単色
光源と、第三の光検出器と、この第三の光検出器が光音
検出したとき前記転送元へデータ受信を完了したことを
しらせるパルス状の第二の制御元毎号を送出する第三の
単色光源と、前記第二の光検出器が前記第一の制御元毎
号を伎出し前記第二の卓台光源が発光していないとき前
記第一の光検出器の恢出出力に工す前記第一の単色光源
全駆動させ、前記検出出力が前記入力データ光信号のあ
ることを示しているときは前記第一の単色光源勿発光さ
せ、この第一の単色光源奮発ツｅさせ、この第一の単色
光源が駆動されると前記第二の単色光源全発光させ、前
記第三の光検出器が元を検出すると前記第−１第二の単
色光源の発光？停止させる第一の制御手段とを複数組備
える入力装置と、 入力する光の有無を記憶し、有と記憶している間出力デ
ータ元１ｇ号をデータ転送先も送出する光メモリと、第
四の光検出器と前記データ転送先へデータ転送したこと
？しらせる第三の制御光信号を送出する第四の単色光源
と、前記転送先がデータ受信を完了したことをしらせる
第四の制御光信号を送出する第五の光検出器と、第五の
単色光源と、前記第四の光検出器が光を送出し前記第四
の単色光源が前記第三の制御光信号を送出していないと
き前記光メモリを記ｔは状態にセットし、この元メモリ
が記憶完了すると前記第四の単色光ゆ２に前記第三の制
御元毎号を送出させると共に前記第五の単色光源全パル
ス状に発光させ、前記第五の光検出器が前記第四の制御
光信号を検出すると前記光メモリの記憶全消去すると共
に前記第四の単色光源の発光を停止させる第二の制御手
段とを複数組備える出力装置と、それぞれの前記データ
転送元から入力するアドレス電気信号を解読し、解読結
果に対応するそれぞれの前記データ転送先へ前記アドレ
ス電気信号を送出すると共に格子制御信号を発生するス
イッチ制御装置と、前記格子制御信号に工り格子ピッチ
が制御される複数の可変ピッチ回折格子を備え、前記入
力装置のそれぞれの前記第一・第二の単色光源ならびに
第三の光検出器と前記出力装置のそれぞれの前記光メモ
リｅ第四の光検出器ならびに第五の単色光源との間の光
接続を切替える空間光スイッチとを具備すること全特徴
とするルータセルが得られる。

〔作用〕

以下図面上参照して本発明のルータセルの作用について
説明する。

第３図お工び第４図は、本発明のルータセルの作用全説
明するための説明図およびタイムチャートである。

第３図に、転送元からのデータ信号ＤＩ　ｌ’ｉデータ
１ご号ＤＯ３として転送先へ＠−Ａ送するのに関係する
元部分ケ示している。人力装置１ａお工び出力装置４ｃ
げ、入力袋ｆｔ訃工び出力装置のデータ信号ＤＩＩおＬ
びＤＱ３が入出力するポートの部分全図示したものであ
る。空間光スイッチは入力装置１ａの部分お工び出力装
置４ｃの部分に対応して回折格子２１おＬび３３１１Ｍ
えている。

光検出器１１＠牛専体レーザ１２．光メモリ４１はデー
タバスに用いられ、光筏出器１３１．４２ならびに半導
体レーザ］　４−４３［５ＥＮＤ倍号の送受信に用いら
れ、半導体レーザ１６・４５ならびに光検出器１５　ｅ
　４４’４Ｂｕｓｙ１ｉＦｓ号の送受１．１に柑いられ
る。

転送元から尤ファイバ６１の−っ全弁して元恢ｌｆｊ　
器１３に５ＥＮＤ侶号Ｓｌｌが入力する。この入力ボー
トがビジーでないとき、すなわち、半Ｊ体レーザ１４が
出力ポートへ光音送出していないとき、入力装ｇｔｌａ
の制御回路（図示せず）は、光検出器１１がデータ信号
り工１に検出した検出出力に、Ｃり半導体レーザ１ｌａ
−駆動させてデータを＄備する。＠４図に例示する工う
にこのときデータ１６号ＤＩＩが入力していると半導体
レーザ１２は発光する。半導体レーザ１２の駆動に伴い
発光する半導体レーザＩ４の出力光お工び半導１体レー
ザ１２の出力光は、回折格子２１・３３にエフ回折され
て出力装置４ｃへ送られ尤使出器４２お工び光メモリ４
１に入力される。

光検出器４２が入力光を検出し、この出力ポートがビジ
ーでないとき、すなわち、半導体レーザ４３が発光して
５ＥＮＤｆｆ１号ＳＯ３が送出されていないとき、出カ
ニｆ２置４Ｃの節Ｊ御回路（図示せず）は光メモリ４１
に元が入力しているかいないかを記憶させる、すなわち
、データ音セットさせる。

この場合、元メモリ４１には半導体レーザ１２の出力光
が入力しているから、元メモリ４１は元ファイバ６２の
一つｔ介して転送先へデータ信号ＤＯ３’に送出する０
光メモリ４１のデータセットに伴い半纏体レーザ４３を
発光させ、光ファイバ６２を介して転送先へ５ＥＮＤ信
号８０：ｌ−送出すると共に、半導体レーザ４５をパル
ス状に発光させ、この出力光が回折格子３３・２１を介
して入力装置１ａへ送られてデータ転送準備か完了する
０ 人力装置１ａは、光検出器１５が半導体レーザ４５の出
力光を検出すると、半導体レーザ１２・１４の発光を停
止させ、また、半導体レーザ１６奮発光させて、転送元
へ第４図に図示する工うなパルス状のｆ３ｕｓｙ倍号Ｂ
Ｉ　ｌｆ−送出する０出力装置４Ｃは、光検出器４４で
転送先からのＢｕｓｙ’Ｍ号ＢＯ３ｔｌ−検出すると、
元メモリ４１のデータを消去すると共に、半導体レーザ
４３の発光全停止させて５ＥＮＬ）　１η号８０３の送
出全停止し、これでデータ転送が完了する。転送元も、
Ｂｕｓｙイぎ号ＢＩ　１’（ｆ−受信するとデータ１ｇ
号ＤＩＩお工び５ＥＮＤ侶号ＳＩＩの送出音停止する。

なお、ＩＮＤ侶号ＳＩＩが入力したときデータ信号ＤＩ
Ｉが入力していなければ半導体レーザ１２は発光せず、
光メモリ３３は入力光がないこと全記憶し、その結果、
ＳＥＮＤｍ号ＳＯ３の送出中データ信号ＤＯ３は送出さ
ｎない。

空間光スイッチは以下述べる工うにして入出力ボート間
の光接続の切替全行う。

回折格子に波長２の単色光全入射すると、格子ピッチｄ
に対応して、＋１次回折元の回折角θが次式で表わさｎ
る工うに変化する。

ｓｉｎθ＝λ／ｄ　　　・・・・・・・・・　（１）ス
イッチ制御装置ｉｔ（第３図には図示せず）に。

データ信号ＤＩＩに対応するアドレス電気１ｇ号ケ解読
してデータ信号ＤＩＩが入力する入力ポートとデータ信
号ＤＯ３が送出される出力ポートとの対応関係を示す格
子側倒信号を発生している。この格子制御１ｇ号で回折
格子２１・３３の格子ピッチを制御することにエフ、入
力ポートと出力ポートとが光接続される工うに回折格子
２１・３３の回折角全制御する。

以上説明した工うに本発明のルータセルは、データ１ｄ
号・５ＥＮＬ）（ａ号・Ｂｕｓｙ信号全光侶号として処
理し、入・出力ボート間の１ｇ号径路の切替上空間ツと
スイッチで行う。

〔実施例〕

以下実施例？示す図面を参照して本発明について詳細に
説明する。

第１図に、本発明のルータセルの一実施例の構成図でる
る〇 第１図に示す実施例は３組の入出力ボート、すなわち入
力ポートＰＩＩ・ＰＩ２・ＰＩＰ７Ｚらびに出力ポート
ＰＯＩ　・ＰＯ２ｅＰＯＰ’にもつものであり、それぞ
れ３本で組７＆：１丁元ファイバ６１を介して名人力ボ
ートに対応する転送元（図示せず）とデータ１６号−８
ＥＮＤｑ＝号＊Ｂｕｇｙ１ｇ号をやりとりする入力装置
ｌと％空間光スイッチ２・３と、それぞれ３本で組盆な
す元ファイバ６２’に介して各出力ポートに対応する転
送先（図示せず）とデータ信号・５ＥＮＬ）信号・Ｂｕ
ｓｙ悟号ｔ信号とりする出力裟＃４と、名入力ボートに
対応するアドレス信号ＡＩＩ〜ＡＩ　３ｉ人力し谷出力
ボートに対応するアドレス信号ＡＯＩ〜ＡＯ３ｔ−出力
するスイッチｔ！；ｆＪ　砲装置Ｒ５と？具備（７て材
ｂｚされているＯ 入力装置１・出力装置４に、各入力ポート・各出力ポー
トに対応して、ｔ９３し１における入力装置１ａ・出力
’ＡＥ４　Ｃに相補する部分音それぞれ３組備えて検収
されている。出力装置４が有する元メモリ（第３図にお
ける光メモＩＪ　４１　）　ｆｌ入力するツ、：を元多
安定の原理でラッチする０望間光スイッチ２に入力ポー
トＰＩ　１・Ｉ）Ｉ２・１）　Ｉ　１）に対応して回折
格子２１・２２・２３ｋ、空間光スイッチ３は出力ポー
トＰＯＩＩＩＰＯ２・ｐｏｐに対応して回折格子３１・
３２・３３ｔ。

それぞれ備えてｕＭｌさｎている０一つのボートに人出
力するデータ信号・５ＥＮＬ）ＩＷ号・Ｂｕｓｙ　１ａ
号にそれぞｆ（、対応する三つの元は同じ冗路七通って
入力装置１・出力装置４１司でやりとりされる必要があ
り、そのためには入力装置１・出力製ｉ、ｆ４に各党が
垂直に入出力する必要があるので％　２組の回折格子、
すなわち回折格子２１〜２３ならびに３１〜３３が設け
られている。各回折格子は、例えば、可変グレーティン
グモード液晶かう信灰されており、印カロさｎる１王に
エク洛子の空間周波数が設定される。

スイッチ制ｔ１装置５は、（例えば）入力ポートＰＩＩ
に対応する転送元からのアドレス信号ＡＩＩ全解絖して
転送先に対応する出力ポート（例えはＰＯＰ）ｔ−判断
し、アドレス信号Ａ１１ｔ”アドレス信号ＡＯ３として
転送先へ送出し、入力ポートＰＩＩと出力ポートＰＯＰ
と’ｚ−５’ｅ接続することを示す情報である格子制御
信号上発生し空間光スイッチ２・３へ出力する。

空間光スイッチ２・３に、それぞれ内服するＲＯＭから
格子制＃信号でアドレス指定された電圧値ヲ絖出し、こ
れら電圧を回折格子２１−３３に印加して回折格子２１
・３３の空間周波数全設定する０ 空間光スイッチ２・３による入出力ボート面の光接続切
替動作、お工びＳＥＮＤ１ｇ号・Ｂｕｓｙ　１ぎ号のや
りとりに二りデータ１ａ号′に転送する動作についてに
既に〔作用〕の項で説明し次とうりである０ 第１図に示す実施例？複数餉並列に配置することにエフ
、パラレルなデータ転送ができる。

本発明を用いｎば１例えば、入出力ボートを５０組もつ
ルータセル欠実現することも可能である。

かかるルータ１ル１個に＝って５０台のプロセッサｉｂ
ｉにデータ７Ｉ：転送するネットワーク紮つくることが
できる。すべて？電気回路で検波した従来のルータセル
でに回路が複雑になり、この工すに多数の入出カポ−）
ｋもつルータセルは非現夾的でめるＯ 従来のルータセルのボート当りのデータ転送レートｔユ
ｌ　ＯＪｖｌｆｌ、　ｚ　８度であるが、本発明のルー
タセルはＩ　Ｇ）ｉｚ以上のデータ転送レートが実現可
能である。

〔発明の効果〕

以上ｆｉｆ−細に説明した工うに本発明のルータセルは
、転送するデータ信号やデータ転送（ｆ−市ＩＪ却する
１百号（ＳＪｌ；ＮＤｉＷＭ・Ｂｕ　ｓｙ　１に号）全
光１δ号とし−Ｃ処理し、入出力ボート間の１ｇ号経路
の切替を空間光スイッチで行うので、高速にデータを転
送することができ、ｔｉｃ、入出力ボート数が増力ｑし
ても容易に４ａ成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明のルータセルの一実施例の横取図、 ８２図は、従来のルータセルの一例を示すブロック図、 第３図お工び第４図は１本発明のルータセルの作用全説
明するためのｉ兄明図お工びタイムチャートである。 １・１ａ・・・・・・入力装置、２・３・・・・・・空
間光スイッチ、４・４ｃ・・・−・・°出力装置、５・
・・・・・スイッチ制御装置、１１−１３・１５・４２
−４４・・・・・・光検出器、１２・１４−１６・４３
・４５・・・・・・半導体レーザ、２１〜２３・３１〜
３３・・・・・・回折格子、４１・・・・・・元メモリ
。　　　　　　　　　　　　　　１．／７７、。 （、−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 データ転送元からの入力データ光信号を検出する第一の
   光検出器と、第一の単色光源と、前記データ転送元がデ
   ータ転送したことをしらせる第一の制御光信号を検出す
   る第二の光検出器と、第二の単色光源と、第三の光検出
   器と、この第三の光検出器が光を検出したとき前記転送
   元へデータ受信を完了したことをしらせるパルス状の第
   二の制御光信号を送出する第三の単色光源と、前記第二
   の光検出器が前記第一の制御光信号を検出し、前記第二
   の単色光源が発光していないとき前記第一の光検出器の
   検出出力により前記第一の単色光源を駆動させ、前記検
   出出力が前記入力データ光信号のあることを示している
   ときは前記第一の単色光源を発光させ、この第一の単色
   光源が駆動されると前記第二の単色光源を発光させ、前
   記第三の光検出器が光を検出すると前記第一・第二の単
   色光源の発光を停止させる第一の制御手段とを複数組備
   える入力装置と、 入力する光の有無を記憶し、有と記憶している間出力デ
   ータ光信号をデータ転送先へ送出する光メモリと、第四
   の光検出器と前記データ転送先へデータ転送したことを
   しらせる第三の制御光信号を送出する第四の単色光源と
   、前記転送先がデータ受信を完了したことをしらせる第
   四の制御光信号を検出する第五の光検出器と、第五の単
   色光源と、前記第四の光検出器が元を検出し前記第四の
   単色光源が前記第三の制御光信号を送出していないとき
   前記光メモリを記憶状態にセットし、この光メモリが記
   憶完了すると前記第四の単色光源に前記第三の制御光信
   号を送出させると共に前記第五の単色光源をパルス状に
   発光させ、前記第五の光検出器が前記第四の制御光信号
   を検出すると前記光メモリの記憶を消去すると共に前記
   第四の単色光源の発光を停止させる第二の制御手段とを
   複数組備える出力装置と、 それぞれの前記データ転送元から入力するアドレス電気
   信号を解読し、解読結果に対応するそれぞれの前記デー
   タ転送先へ前記アドレス電気信号を送出すると共に格子
   制御号を発生するスイッチ制御装置と、 前記格子制御信号により格子ピッチが制御される複数の
   可変ピッチ回折格子を備え、前記入力装置のそれぞれの
   前記第一・第二の単色光源ならびに第三の光検出器と前
   記出力装置のそれぞれの前記光メモリ・第四の光検出器
   ならびに第五の単色光源との間の光接続を切替える空間
   光スイッチとを具備することを特徴とするルータセル。