JP2000293495A - Network device - Google Patents

Network device

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JP2000293495A
JP2000293495A JP9864199A JP9864199A JP2000293495A JP 2000293495 A JP2000293495 A JP 2000293495A JP 9864199 A JP9864199 A JP 9864199A JP 9864199 A JP9864199 A JP 9864199A JP 2000293495 A JP2000293495 A JP 2000293495A
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JP
Japan
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data
circuit
network device
route
node
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Application number
JP9864199A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Okajima
眞 岡島
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the deterioration of transmitting efficiency due to network competition in a multi-stage joint computer network device (inter-node connecting device). SOLUTION: The transmission side of each node 100 is provided with a function part 122 which selects the detour path of a cross bar switch from the competition information of each stage cross bar switch received from reception data, and adds path designation to transmission data and a function part 240 which transfers data according to the path designation to each stage cross bar switch 200 and adds the competition information at that time to the transfer data for communicating this competition information to a reception side. The reception side of each node 100 is provided with a function part 123 which stores the competition information added to the received data, and uses the competition information for the detour path selection at the next time of transmission, and operates time stamp to the competition information for dynamically operating detour path selection in operation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はネットワーク装置、
特に複数のコンピュータ間を相互接続してデータ転送を
行うコンピュータ・グローバルネットワーク装置に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a network device,
In particular, the present invention relates to a computer global network device for interconnecting a plurality of computers to transfer data.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数のコンピュータ間を相互接続してデ
ータ転送を行うネットワーク装置の従来例は、例えば特
開平9−54762号公報の「ネットワーク構成」に開
示されている。
2. Description of the Related Art A conventional example of a network device for interconnecting a plurality of computers to transfer data is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-54762, entitled "Network Configuration".

【0003】斯る従来のネットワーク装置を図8の構成
図を参照して説明する。この従来のネットワーク装置
は、多数のプロセッサ2をケーブル3を介して複数のネ
ットワークLSI(大規模集積回路)1に接続されてい
る。また、これら多数のプロセッサ2は、複数のグルー
プに分けられてリング4により相互接続されている。
[0003] Such a conventional network device will be described with reference to the configuration diagram of FIG. In this conventional network device, a large number of processors 2 are connected to a plurality of network LSIs (large-scale integrated circuits) 1 via cables 3. These many processors 2 are divided into a plurality of groups and interconnected by rings 4.

【0004】即ち、多数のプロセッサ2を相互に接続す
る為のネットワークが、多数のプロセッサ2を適当な単
位で分けた各グループ内の各プロセッサ間の接続を行う
各グループ対応の複数の完全クロスバースイッチと複数
のグループをリング状に接続する。更にグループに属す
るプロセッサ2の数と等しい数でリング上の任意に隣接
するグループ同士を接続する。相互に異なるグループに
属するプロセッサ間の接続に用いられるデータ経路を有
する。
That is, a network for interconnecting a large number of processors 2 comprises a plurality of complete crossbars corresponding to each group for connecting the processors in each group obtained by dividing the many processors 2 into appropriate units. Connect the switch and multiple groups in a ring. Furthermore, the groups adjacent to each other on the ring are connected by a number equal to the number of processors 2 belonging to the group. It has a data path used for connection between processors belonging to different groups.

【0005】また、ネットワークが、データ経路は、片
方向の転送路であり、第1グループに属するプロセッサ
から入力されるパケットを、第1グループから第1グル
ープの次段にあるデータ経路のいずれかに出力する第1
回路と第1グループの前段にあるグループから第1グル
ープへのデータ経路からのパケットを第1グループに属
するプロセッサへ、又は次段にあるグループへのデータ
経路へ出力する第2回路2とを有する構成とされてい
る。
In the network, the data path is a one-way transfer path, and a packet input from a processor belonging to the first group is transferred from one of the data paths at the next stage of the first group to the first group. Output to the first
A circuit and a second circuit for outputting a packet from a data path from a group at a stage preceding the first group to the first group to a processor belonging to the first group or to a data path to a group at the next stage. It has a configuration.

【0006】次に、並列計算機用のネットワークが、そ
れぞれ複数のプロセッサを接続して使用される複数のネ
ットワークLSI1とこれら複数のネットワークLSI
1をリング状に接続する複数の片方向転送用のデータ経
路とを有する。ネットワークLSI1は、複数のプロセ
ッサ2の数に等しい数のプロセッサに接続される複数の
入力ポート及び出力ポートと、複数の入力ポート及び出
力ポートを結合する完全クロスバースイッチ結合網とを
有する。複数のデータ結路は、任意の隣接するネットワ
ークLSI1間で複数のプロセッサLSI1の数と等し
い数である。異なるネットワークLSI1に属するプロ
セッサ間の接続は、データ経路を介して行うように構成
する。
Next, a network for a parallel computer includes a plurality of network LSIs 1 used by connecting a plurality of processors, and a plurality of these network LSIs.
And a plurality of one-way transfer data paths that connect the two in a ring. The network LSI 1 has a plurality of input ports and output ports connected to a number of processors equal to the number of the plurality of processors 2, and a complete crossbar switch connection network connecting the plurality of input ports and output ports. The number of data connections is equal to the number of processor LSIs 1 between any adjacent network LSIs 1. The connection between the processors belonging to different network LSIs 1 is configured to be made via a data path.

【0007】次にまた、ネットワークLSI1が、入力
ポートから次段のネットワークLSI1への複数のデー
タ経路のいずれかへ接続する回路と、前段のネットワー
クLSI1からの複数のデータ経路の出力ポートへ又は
次段のネットワークLSI1へのデータ経路へ接続する
回路を有するように構成する。
Next, a circuit connecting the network LSI 1 to any one of a plurality of data paths from the input port to the next-stage network LSI 1 and a circuit connecting the output port of the plurality of data paths from the previous-stage network LSI 1 to the next or next. It is configured to have a circuit that connects to a data path to the network LSI 1 of the stage.

【0008】斯るネットワーク構成方式により、完全ク
ロスバー結合を容易に行い得る実装範囲に存在するプロ
セッサ群を単位としたグループが構成でき、グループ内
でのプロセッサ間通信は完全クロスバー結合で効率良く
実行できる。他方、物理的距離が互いに遠い異なるグル
ープに属するプロセッサ間の接続は、隣接グループ間を
接続するのみでよい。そこで、配線長を短くとれ、配線
量の増加率も小さいリング型結合により行う為に、各L
SI間の配線長は一定限度内に保持され、配線長及び配
線量の制限に抑えられることなく、グループ単位で増設
して行くのみで並列計算機システムの大規模化が可能に
なる。
[0008] With this network configuration method, a group can be formed in units of a processor group existing in a mounting range in which complete crossbar connection can be easily performed, and communication between processors in the group is efficiently performed by complete crossbar connection. I can do it. On the other hand, the connection between processors belonging to different groups whose physical distances are far from each other only requires connection between adjacent groups. Therefore, in order to reduce the wiring length and increase the amount of wiring by a small ring-type coupling, each L
The wiring length between the SIs is kept within a certain limit, and the scale of the parallel computer system can be increased only by increasing the number of units in groups without being restricted by the wiring length and the wiring amount.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のネット
ワーク装置では、完全結合のクロスバーネットワークに
も拘らず同一中間経路を通るアクセスが頻発した場合に
は転送効率が低下するという問題があった。その理由
は、完全結合のクロスバー結合のネットワーク競合によ
る転送効率低下を回避する為にプロセッサのグループ化
構成をとっている。しかし、離れた複数のプロセッサか
ら同一中間経路を通るアクセスが頻発した場合、競合を
避ける手段を持たないので、競合が発生し、転送効率が
低下する為である。
In the above-described conventional network device, there is a problem that the transfer efficiency is reduced when the access through the same intermediate route frequently occurs despite the crossbar network which is completely connected. The reason for this is that processors are grouped in order to avoid a decrease in transfer efficiency due to network competition of crossbar connection of complete connection. However, when access from a plurality of distant processors through the same intermediate route frequently occurs, there is no means for avoiding contention, so that contention occurs and transfer efficiency is reduced.

【0010】また、一般的なコンピュータネットワーク
装置においても、複数のプロセッサから同一中間経路を
通るアクセスが頻発すると、転送効率が低下する。その
理由は、転送経路がスタティックに予め設定されてお
り、複数のプロセッサから同一中間経路を通るアクセス
が頻発した場合、空いている経路が存在していても迂回
経路を選択する手段がないので、競合が発生し、転送効
率が低下する為である。
Also, in a general computer network device, if a plurality of processors frequently access the same intermediate path, the transfer efficiency is reduced. The reason is that the transfer route is statically set in advance, and if there is frequent access from multiple processors through the same intermediate route, there is no means to select a detour route even if there is a free route, This is because competition occurs and transfer efficiency is reduced.

【0011】本発明の目的は、複数のプロセッサから同
一中間経路を通るアクセスが頻発した場合でも、転送効
率の高いネットワーク装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a network device having a high transfer efficiency even when access from a plurality of processors through the same intermediate route frequently occurs.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるネットワーク装置は、次のような特徴
的な構成を採用している。
In order to solve the above-mentioned problems, a network device according to the present invention employs the following characteristic configuration.

【0013】(1)各々プロセッサ部を含む複数のノー
ド間に多段接続のクロスバースイッチを配置して、前記
複数のノードのうちの1つのノードから他のノードにデ
ータ転送するネットワーク装置において、前記各ノード
は、前記プロセッサ部及び前記クロスバースイッチ間の
データ送信及び受信を行う送信回路、受信回路、送信デ
ータ中の経路情報を解析し、最適経路を決定する経路解
析回路、及び前記受信回路のデータ受信時刻を記入する
タイムスタンプ回路を有し、前記各クロスバースイッチ
は、競合発生時の送信順を制御する調停回路及び競合に
よる待ち回数を通過データに付加する競合記録回路を有
するネットワーク装置。
(1) A network device in which a multi-stage crossbar switch is arranged between a plurality of nodes each including a processor unit and data is transferred from one of the plurality of nodes to another node. Each node includes a transmission circuit that performs data transmission and reception between the processor unit and the crossbar switch, a reception circuit, a path analysis circuit that analyzes path information in transmission data, and determines an optimal path, and a reception circuit. A network device, comprising: a time stamp circuit for writing a data reception time; each crossbar switch including an arbitration circuit for controlling a transmission order when a conflict occurs, and a conflict recording circuit for adding the number of times of waiting due to the conflict to passing data.

【0014】(2)前記クロスバースイッチは、前記複
数のノード間にマトリクス状に配置される上記(1)の
ネットワーク装置。
(2) The network device according to (1), wherein the crossbar switches are arranged in a matrix between the plurality of nodes.

【0015】(3)前記各クロスバースイッチは、入力
側にデータを一時的に蓄積するバッファを有する上記
(1)又は(2)のネットワーク装置。
(3) The network device according to (1) or (2), wherein each of the crossbar switches has a buffer for temporarily storing data on an input side.

【0016】(4)前記経路解析回路は、競合箇所がな
い場合には、最短経路を選択する上記(1)のネットワ
ーク装置。
(4) The network device according to (1), wherein the route analysis circuit selects the shortest route when there is no conflicting part.

【0017】(5)前記経路解析回路は、前記タイムス
タンプ回路の時刻に基づき前記競合情報を更新する上記
(1)のネットワーク装置。
(5) The network device according to (1), wherein the route analysis circuit updates the conflict information based on the time of the time stamp circuit.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるネットワーク
装置の好適実施形態例を添付図1乃至図7を参照して詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a network device according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.

【0019】図1は、本発明によるネットワーク装置の
好適実施形態例の全体構成図である。図2は、図1中の
各ノードの詳細構成図である。また、図3は、図1に示
す複数のクロスバースイッチの1つの詳細構成図であ
る。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a preferred embodiment of a network device according to the present invention. FIG. 2 is a detailed configuration diagram of each node in FIG. FIG. 3 is a detailed configuration diagram of one of the plurality of crossbar switches shown in FIG.

【0020】本発明によるネットワーク装置は、例えば
図1に示す如く、1〜18の18個のノード100と、
9個の8×8クロスバースイッチ200で構成される。
図2を参照して後述する如く各ノード100は、コンピ
ュータ装置(電子計算機システム)であり、複数のノー
ド(コンピュータ装置)100間で演算データを共有す
る目的で複数のクロスバースイッチ200を介して相互
接続している。
The network device according to the present invention comprises, for example, as shown in FIG.
It is composed of nine 8 × 8 crossbar switches 200.
As will be described later with reference to FIG. 2, each node 100 is a computer device (electronic computer system), and is provided via a plurality of crossbar switches 200 for the purpose of sharing operation data among the plurality of nodes (computer devices) 100. Interconnected.

【0021】また、クロスバースイッチ200とは、複
数のノード100間を接続(相互にクロスして接続)す
る装置である。可変長のパケットデータ(単位データ)
でノード100間のデータ転送を行う。一般にクロスバ
ースイッチ200とは、それに接続されているノード1
00間を各々データ通信できるよう構成した装置であ
り、種々の形態(構成)をとることができる。この実施
形態例では、クロスバースイッチの構成(8×8、4×
4、変則型構成等)自体を特徴とするものでなはく、後
述するノード100のデータ入出力ポート部分とクロス
バースイッチ200内の構成とそれによるデータ構成に
特徴がある。
The crossbar switch 200 is a device for connecting a plurality of nodes 100 (cross-connecting each other). Variable-length packet data (unit data)
Performs data transfer between the nodes 100. Generally, the crossbar switch 200 is a node 1 connected to the crossbar switch 200.
It is a device configured to be able to perform data communication between 00 and 00, and can take various forms (configurations). In this embodiment, the configuration of the crossbar switch (8 × 8, 4 ×
(4, anomalous type configuration, etc.) itself, but not in the configuration of the data input / output port of the node 100 and the configuration in the crossbar switch 200, and the data configuration thereby.

【0022】図1にしめすネットワーク装置の複数(1
8個)のノード100及び複数(9個)のクロスバース
イッチ200は、それぞれ同一構成であるを可とする。
In FIG. 1, a plurality of network devices (1
The eight (8) nodes 100 and the multiple (9) crossbar switches 200 may have the same configuration.

【0023】次に、図2を参照して、図1中の各ノード
100の詳細構成を説明する。各ノード100は、プロ
セッサ(演算処理)部110及び転送制御部120より
構成される。また転送制御部120は、データ送信手段
である送信回路121、経路解析を行う経路解析回路1
22、タイムスタンプ回路123及び、データ受信手段
である受信回路124より構成される。プロセッサ部1
10から送信回路121にCP送信データ11が送信さ
れ、送信回路121から送信データ12が出力される。
また、受信回路124には受信データ13が入力され、
受信回路124からプロセッサ部110にはCP受信デ
ータが入力される。
Next, the detailed configuration of each node 100 in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Each node 100 includes a processor (arithmetic processing) unit 110 and a transfer control unit 120. Further, the transfer control unit 120 includes a transmission circuit 121 serving as a data transmission unit, a path analysis circuit 1 for performing path analysis
22, a time stamp circuit 123 and a receiving circuit 124 as data receiving means. Processor unit 1
The CP transmission data 11 is transmitted from 10 to the transmission circuit 121, and the transmission data 12 is output from the transmission circuit 121.
Also, the reception data 13 is input to the reception circuit 124,
CP reception data is input from the reception circuit 124 to the processor unit 110.

【0024】次に、図3を参照して、図1のネットワー
ク装置を構成する複数のクロスバースイッチ200の詳
細構成を説明する。各クロスバースイッチ200は、入
力ポートと出力ポートとを有する。入力ポートには8個
のバッファ210〜217が接続されている。バッファ
210〜217の出力は、対応するデータ切り替え回路
220〜227に接続されると共に、制御回路230に
入力される。この制御回路230の出力は、競合記録回
路240に入力される。制御回路230の出力は、デー
タ切り替え回路220〜227に切り替え信号20とし
て入力される。また、制御回路230の他方の出力は、
競合記録回路240に待ち回数21として出力される。
また、競合記録回路240は、通過情報22として出力
ポートに出力される。
Next, referring to FIG. 3, a detailed configuration of a plurality of crossbar switches 200 constituting the network device of FIG. 1 will be described. Each crossbar switch 200 has an input port and an output port. Eight buffers 210 to 217 are connected to the input port. Outputs of the buffers 210 to 217 are connected to corresponding data switching circuits 220 to 227 and input to the control circuit 230. The output of the control circuit 230 is input to the conflict recording circuit 240. The output of the control circuit 230 is input to the data switching circuits 220 to 227 as the switching signal 20. The other output of the control circuit 230 is
It is output to the conflict recording circuit 240 as the number of waits 21.
Further, the competition recording circuit 240 is output to the output port as the passage information 22.

【0025】次に、図1乃至図3を参照して本発明によ
るネットワーク装置の動作を説明する。各ノード100
のプロセッサ部110は、一般的なコンピュータ装置で
ある。他のノードへデータ転送する場合、転送先と転送
量とデータから成るCP送信データ11を転送制御部1
20の送信回路121へ出力する。また、他のノード1
00からデータを受信する場合には、転送元と転送量か
ら成るCP受信データ14を受信回路124から受信す
る。
Next, the operation of the network device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Each node 100
Is a general computer device. When transferring data to another node, the CP transmission data 11 including the transfer destination, the transfer amount, and the data is transferred to the transfer control unit 1.
20 to the transmission circuit 121. Another node 1
When receiving data from 00, CP reception data 14 including a transfer source and a transfer amount is received from the reception circuit 124.

【0026】転送制御部120は、プロセッサ部110
からのCP送信データ11及びCP受信データ14をク
ロスバースイッチ200を介して送受信する制御を行
う。送信回路121は、プロセッサ部110からのCP
送信データ11を受信すると、クロスバースイッチ20
0を制御して転送経路を設定する為に、転送先15を経
路解析回路122に知らせ、経路解析回路122からの
転送経路指定16をCP送信データのルーティングコン
トロール(経路制御)部に付加してクロスバースイッチ
200に送信データ12として送信する。
The transfer control unit 120 includes a processor unit 110
The transmission / reception of the CP transmission data 11 and the CP reception data 14 is performed via the crossbar switch 200. The transmission circuit 121 receives the CP from the processor unit 110.
When the transmission data 11 is received, the crossbar switch 20
In order to set the transfer route by controlling 0, the transfer destination 15 is notified to the route analysis circuit 122, and the transfer route designation 16 from the route analysis circuit 122 is added to the routing control (route control) unit of the CP transmission data. The data is transmitted to the crossbar switch 200 as the transmission data 12.

【0027】タイムスタンプ回路123は、内部時計を
有し、データ受信時に受信時刻18を受信回路124へ
送す。また受信回路124は、クロスバースイッチ20
0から受信データ13を受け取ると、データ部をプロセ
ッサ部110にCP受信データ14として渡し、ヘッダ
部及びルーティングコントロール部をタイムスタンプ回
路123からの受信時刻18を付加し、経路情報19と
して経路解析回路122へ送る。
The time stamp circuit 123 has an internal clock, and sends the reception time 18 to the reception circuit 124 when receiving data. Further, the receiving circuit 124 includes the crossbar switch 20
When the received data 13 is received from 0, the data portion is passed to the processor portion 110 as the CP received data 14, the header portion and the routing control portion are added with the reception time 18 from the time stamp circuit 123, and the route analysis circuit Send to 122.

【0028】経路解析回路122は、受信回路124か
ら受け取った過去のデータ転送の経路情報19を蓄積し
ておく。送信回路121からの転送先15への経路を蓄
積しておいた経路情報から比較的空いている経路を選択
して、送信回路121に転送経路指定16を渡す。経路
の選択は、送信回路121から送られた転送先15に基
づき最短経路を探し、蓄積データから経路の各通過点
(各段のクロスバースイッチ)の待たされ回数をチェッ
クする。また、タイムスタンプ回路123からの受信時
刻のタイムスタンプに基づき、一定時間以上経過したデ
ータは無効化する。蓄積データが存在しない場合や、無
効化されている場合は、最短経路を選択することにな
る。
The route analyzing circuit 122 stores the past data transfer route information 19 received from the receiving circuit 124. A relatively vacant route is selected from the route information in which the route from the transmission circuit 121 to the transfer destination 15 is stored, and the transfer route designation 16 is passed to the transmission circuit 121. To select a route, the shortest route is searched based on the transfer destination 15 sent from the transmission circuit 121, and the number of waiting times for each passing point (crossbar switch at each stage) of the route is checked from accumulated data. Further, based on the time stamp of the reception time from the time stamp circuit 123, data that has passed a certain time or more is invalidated. If the stored data does not exist or is invalidated, the shortest path is selected.

【0029】次に、図3のクロスバースイッチ200に
ついて説明する。この特定例のクロスバースイッチ20
0は8×8クロスバーであり、それぞれ8個の入力ポー
トと出力ポートとを有する。接続されるノード100又
は次段のクロスバースイッチ200は、1対の入力ポー
トと出力ポートを使用する。そこで、各クロスバースイ
ッチ200には、合計8個のノード100又はクロスバ
ースイッチ200が接続できる。バッファ210〜21
7は、入力ポートより受信したデータ、即ち図2の送信
データ12の一部を一時的に蓄積するもので、後述する
調停の為の時間や伝送路の時間差を吸収する周知の一般
的なバッファである。データ切り替え回路220〜22
7は調停回路230からの切り替え信号20に従って、
バッファ210〜217のデータを切り替えて出力ポー
トへ送出する。
Next, the crossbar switch 200 shown in FIG. 3 will be described. The crossbar switch 20 of this specific example
0 is an 8 × 8 crossbar, each having eight input ports and output ports. The connected node 100 or the next-stage crossbar switch 200 uses a pair of input port and output port. Therefore, a total of eight nodes 100 or crossbar switches 200 can be connected to each crossbar switch 200. Buffers 210 to 21
Numeral 7 temporarily stores data received from the input port, that is, a part of the transmission data 12 in FIG. 2, and is a well-known general buffer that absorbs a time for arbitration and a time difference of a transmission path described later. It is. Data switching circuits 220-22
7, according to the switching signal 20 from the arbitration circuit 230,
The data in the buffers 210 to 217 is switched and transmitted to the output port.

【0030】調停回路230は、バッファ210から2
17に入力された送信データ12を、データのヘッダ
部、及びルーティングコントロール部を見て、経路指定
で指定された出力ポートに転送データが出力されるよう
に切り替え信号20を出力する。このとき、同じ出力ポ
ートを指定する転送データが複数発生すると、優先判定
を行いどれか1つの転送データが選ばれ、残りは待たさ
れることになる。この優先判定の調停方式には、いくつ
かの一般的な公知の方式がある。例えば固定方式、サイ
クリック方式等がある。これを競合と称し、競合で待た
された回数を待ち回数21として、競合記録回路240
へ送る。尚待ち回数が0の場合は、競合なしである。一
方、競合記録回数240はデータ切り替え回路220〜
227で選択されたデータのルーティングコントロール
部の通過経路、競合回数、経路カウントからなる通過情
報22を埋め込む。
The arbitration circuit 230 is configured to
The switching data 20 is output from the transmission data 12 input to the switch 17 so that the transfer data is output to the output port specified by the route specification while looking at the header part and the routing control part of the data. At this time, if a plurality of transfer data specifying the same output port occurs, a priority determination is made and one of the transfer data is selected, and the rest are kept waiting. As the arbitration method for this priority determination, there are some general known methods. For example, there are a fixed system and a cyclic system. This is called a contention, and the number of times of waiting in the contention is set as the number of waits 21 and the contention recording circuit 240
Send to If the wait count is 0, there is no contention. On the other hand, the number of competitive recordings 240 is
At 227, the passage information 22 including the passage route of the data selected by the routing control unit, the number of competitions, and the route count is embedded.

【0031】次に、図1乃至図3を参照して本発明によ
るネットワーク装置全体(システム)の動作を説明す
る。先ず、ノード#1からのノード#15に対してデー
タ転送する例を説明する。ノード#1内のプロセッサ1
10は、転送先アドレスにノード#15を指定してCP
通信データ11を送信回路121に送ると送信回路12
1は経路解析回路122に転送先15を送る。経路解析
回路122は、最短経路と蓄積されたデータ経路情報か
ら最適ルートを選択し転送経路指定16を送信回路12
1に渡す。この転送経路指定16を受け取った送信回路
121は、転送経路指定16をルーティングコントロー
ル部として転送データの頭に付加して送信データ11を
クロスバースイッチ200へ送る。
Next, the operation of the entire network device (system) according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, an example in which data is transferred from node # 1 to node # 15 will be described. Processor 1 in node # 1
10 specifies the node # 15 as the transfer destination address and
When the communication data 11 is sent to the transmission circuit 121, the transmission circuit 12
1 sends the transfer destination 15 to the route analysis circuit 122. The route analysis circuit 122 selects an optimum route from the shortest route and the accumulated data route information, and sends a transfer route designation 16 to the transmission circuit 12.
Pass to 1. The transmission circuit 121 that has received the transfer path designation 16 adds the transfer path designation 16 to the head of the transfer data as a routing control unit and sends the transmission data 11 to the crossbar switch 200.

【0032】次に、送信データ11を受信したクロスバ
ースイッチ200は、先ずバッファ210に転送データ
11を取り込み、調停回路230にデータを受信したこ
とを知らせる。調停回路230は、ルーティングコント
ロール部の転送先を見て、データ切り替え回路226に
切り替え信号20を送り、バッファ210の転送データ
をポートへ出力するよう指示する。同時に競合記録回路
240へ待ち回数21を送る。競合記録回路240は、
データ切り替え回路226の転送データのルーティング
コントロール部に通過時間、競合回数、経路カウントを
埋め込み、次段のクロスバースイッチ200へ送る。
Next, the crossbar switch 200 that has received the transmission data 11 first takes in the transfer data 11 into the buffer 210 and notifies the arbitration circuit 230 that the data has been received. The arbitration circuit 230 looks at the transfer destination of the routing control unit, sends the switch signal 20 to the data switch circuit 226, and instructs the data switch circuit 226 to output the transfer data of the buffer 210 to the port. At the same time, the number of waits 21 is sent to the competition recording circuit 240. The conflict recording circuit 240
The transit time, the number of conflicts, and the path count are embedded in the routing control unit of the transfer data of the data switching circuit 226 and sent to the crossbar switch 200 at the next stage.

【0033】ルーティングコントロール部の経路に従
い、転送されてきたデータを受信したノード#15は、
受信データ13を受信回路124で受け取ると、ヘッダ
部及びルーティングコントロール部をタイムスタンプ回
路123からの受信時刻18を付加し、経路情報19と
して経路解析回路122へ送り、転送元、転送量、デー
タ部をプロセッサ110に送る。経路解析回路122
は、過去の転送における受信回路124からの経路情報
19を蓄積(記憶)しておき、次回の自ノードからデー
タを送る際の経路選択の経路解析データに使用する。
According to the route of the routing control unit, the node # 15 receiving the transferred data,
When the reception data 13 is received by the reception circuit 124, the header section and the routing control section are added with the reception time 18 from the time stamp circuit 123 and sent to the path analysis circuit 122 as the path information 19, and the transfer source, the transfer amount, the data section To the processor 110. Path analysis circuit 122
Stores (stores) the route information 19 from the receiving circuit 124 in the past transfer, and uses the route information 19 as route analysis data for route selection when data is sent from the own node next time.

【0034】次に、図4及び図5を用いて、転送データ
に付加したヘッダ部及びルーティングコントロール部に
ついて説明する。図4は、各段のクロスバースイッチ2
00の入力側で見たヘッダ部(a)及びルーティングコ
ントロール部(b)である。1段目のクロスバースイッ
チ(#1〜#3)の入口のヘッダ部及びルーティングコ
ントロール部は、ノード100の転送制御部120が付
加した送信データ12のものである。
Next, the header section and the routing control section added to the transfer data will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows the crossbar switch 2 of each stage.
00 shows a header part (a) and a routing control part (b) as viewed from the input side. The header section and the routing control section at the entrance of the first-stage crossbar switches (# 1 to # 3) are those of the transmission data 12 added by the transfer control section 120 of the node 100.

【0035】ヘッダ部(a)は、プロセッサ部110が
指定した転送先アドレス41、転送元アドレス42、転
送量43で構成される。ルーティングコントロール部
(b)は、転送先を基に経路解析回路122が選択した
経路を左詰めで通過点のクロスバースイッチで送出して
欲しいポート番号を設定する。1番左の経路指定44
は、1段目のクロスバースイッチ200(#1〜#3)
に対する経路指定である。2番目の経路指定は、2段目
のクロスバースイッチ200(#4〜#6)に対する経
路指定である。3番目の経路指定45は、3段目のクロ
スバースイッチ200(#7〜#9)に対する経路指定
である。クロスバースイッチ200では、自クロスバー
スイッチの出力ポートは、1番左に書かれていることに
なり、次段のクロスバースイッチに渡すときは、ルーテ
ィングコントロール部を左シフトして次段の経路指定が
一番左になるようにする。尚、図4(c)は、データ部
48を示す。
The header section (a) includes a transfer destination address 41, a transfer source address 42, and a transfer amount 43 specified by the processor section 110. The routing control unit (b) sets the port number that the route selected by the route analysis circuit 122 based on the transfer destination is desired to be transmitted to the left with the crossbar switch at the passing point. The leftmost route specification 44
Is the first-stage crossbar switch 200 (# 1 to # 3)
Is the routing for The second route designation is a route designation for the second-stage crossbar switch 200 (# 4 to # 6). The third route designation 45 is a route designation for the third-stage crossbar switch 200 (# 7 to # 9). In the crossbar switch 200, the output port of the own crossbar switch is written at the leftmost position. When the output port is passed to the next-stage crossbar switch, the routing control unit is shifted left and the route of the next-stage route is switched. Make sure that the setting is on the left. FIG. 4C shows the data section 48.

【0036】次に、図5は、クロスバースイッチ200
を通り、受信側ノード100の受信回路124で見たヘ
ッダ部(a)、ルーティングコントロール部(b)及び
データ部(c)である。図5(a)のヘッダ部には、受
信した時刻50がタイムスタンプ回路123により付加
されていることを示す。図5(b)のルーティングコン
トロール部は、クロスバースイッチ200を通る度に、
経路指定部分を左シフトして削って行き、代わりに通過
経路52a〜52c及び競合情報53a〜53cを右詰
めで書き込んでいく。また、通過経路52及び競合情報
53の数が判るように(即ち何ビット目かの情報が判る
ようにする為に)経路カウント54をクロスバースイッ
チ200を通る度に+1(カウントアップ)する。尚、
初期値は0である。
FIG. 5 shows a crossbar switch 200.
3 shows the header part (a), the routing control part (b), and the data part (c) as seen by the receiving circuit 124 of the receiving node 100. The header part of FIG. 5A indicates that the received time 50 is added by the time stamp circuit 123. Each time the routing control unit in FIG. 5B passes through the crossbar switch 200,
The route designation portion is left-shifted and cut away, and instead, the passing routes 52a to 52c and the competition information 53a to 53c are written right-justified. Further, the path count 54 is incremented by +1 (counting up) each time the signal passes through the crossbar switch 200 so that the numbers of the passing paths 52 and the competition information 53 can be determined (that is, in order to determine the information of some bits). still,
The initial value is 0.

【0037】次段のクロスバースイッチ200(#4〜
#9)も同様に右詰めで通過経路52及び競合情報53
を書き込み、経路カウント54を+1するので、ノード
100の受信側に渡るとき、図5(b)のようになる。
尚、図5(c)はデータを示す。
The next-stage crossbar switch 200 (# 4 to # 4)
# 9) is also right-justified and the passage route 52 and the competition information 53
Is written, and the path count 54 is incremented by 1, so that when the data is passed to the receiving side of the node 100, the result is as shown in FIG.
FIG. 5C shows the data.

【0038】次に、図6及び図7を参照して、ノード#
11からノード#15にデータを転送する場合のルーテ
ィングコントロール部の移り変わりを説明する。図6
は、データの流れを物理的又は構成素子で示し、図7
は、それをデータとして示す。
Next, referring to FIG. 6 and FIG.
The transition of the routing control unit when data is transferred from node 11 to node # 15 will be described. FIG.
FIG. 7 shows the data flow by physical or constituent elements.
Indicates it as data.

【0039】ノード#1からノード#15へ、データを
ノード#1→クロスバースイッチ#1→クロスバースイ
ッチ#4→クロスバースイッチ#5→クロスバースイッ
チ#8→ノード#15の順で図6に示す如く、転送する
場合を考える。
Data is transferred from node # 1 to node # 15 in the order of node # 1, crossbar switch # 1, crossbar switch # 4, crossbar switch # 5, crossbar switch # 8, and node # 15 in FIG. As shown in FIG.

【0040】ノード#1の伝送データ11は、図7の
(a)のルーティングコントロール部となる。即ち、ク
ロスバースイッチ#1、#4、#5及び#8からの出力
ポート番号はそれぞれ7、4、6及び5となる。1段目
のクロスバースイッチ#1に(a)の転送データが渡る
と、ポート7に出力されるよう指示があり、データをポ
ート7に出力すると共にルーティングコントロール部を
左シフトし、ポート7の出力で競合が発生し、2回待た
されたことを通過情報として記録し、同時に経路カウン
トを+1とする。次段のクロスバースイッチ#4に渡る
ときは、図7の(b)に示すルーティングコントロール
部となる。
The transmission data 11 of the node # 1 becomes a routing control unit shown in FIG. That is, the output port numbers from the crossbar switches # 1, # 4, # 5, and # 8 are 7, 4, 6, and 5, respectively. When the transfer data of (a) is passed to the first-stage crossbar switch # 1, there is an instruction to output the data to the port 7, and the data is output to the port 7 and the routing control unit is shifted to the left. A conflict occurs in the output, and the fact that it has been waited twice is recorded as passage information, and at the same time, the path count is set to +1. When the signal passes to the next-stage crossbar switch # 4, it becomes a routing control unit shown in FIG. 7B.

【0041】即ち、上述した如く左シフトさせて、次段
の経路情報が左端に来る。以下、クロスバースイッチ#
5及び#8では、図7の(c)及び(d)の如く、同様
動作を反復する。最後に、ノード#15に到着すると、
受信データ13は、図7の(e)に示す如きルーティン
グコントロール部となる。即ち、左から経路指定、通過
情報及び右詰に経路カウントの各データがある。経路カ
ウントは、図7の(a)〜(e)がそれぞれ0〜4とな
る。
That is, as described above, the path information of the next stage is shifted to the left, and comes to the left end. Hereafter, crossbar switch #
In steps 5 and # 8, the same operation is repeated as shown in FIGS. 7 (c) and (d). Finally, upon arriving at node # 15,
The reception data 13 becomes a routing control unit as shown in FIG. That is, there are route designation, passage information, and route count data on the right justified from the left. The path counts in FIGS. 7A to 7E are 0 to 4, respectively.

【0042】以上、本発明によるネットワーク装置の好
適実施形態例の構成及び動作を説明した。以上の説明か
ら理解される如く、ノード間の転送を積み重ねることで
競合しているクロスバースイッチを順次迂回することが
できるようになる。また、タイムスタンプを監視して、
古い時刻の競合状態で迂回経路の選択を防止する。競合
が少ない場合には、最短経路を選択するので、本機能に
よる性能低下はない。又、高負荷時においても、クロス
バースイッチ内部の調停回路により待たされているもの
と、先に出るもののバランスが保たれる。その結果、複
数のノードが全て迂回経路を選択してしまい、結果的に
他のクロスバースイッチが混雑する事態を避けることが
できる。
The configuration and operation of the preferred embodiment of the network device according to the present invention have been described above. As understood from the above description, by stacking the transfer between the nodes, it is possible to sequentially bypass the competing crossbar switches. Also monitor the timestamp,
Prevents selection of a detour route in a race condition at an old time. If there is little contention, the shortest path is selected, so there is no performance degradation due to this function. In addition, even when the load is high, the balance between what is being waited for by the arbitration circuit inside the crossbar switch and what comes out earlier is maintained. As a result, it is possible to avoid a situation in which a plurality of nodes all select the bypass route, and consequently the other crossbar switches are congested.

【0043】本発明は上述した好適実施形態例のみに限
定されるべきではなく、本発明の要旨を逸脱することな
く、種々の変形変更が可能であることが当業者には容易
に理解できよう。
The present invention should not be limited to only the preferred embodiments described above, and it will be easily understood by those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .

【0044】[0044]

【発明の効果】上述の説明から明らかな如く、本発明の
ネットワーク装置によると、以下の如き顕著な効果が得
られる。
As is clear from the above description, the following remarkable effects can be obtained according to the network apparatus of the present invention.

【0045】先ず、ノード間のデータ転送の負荷に応じ
てバランスをとるので、データ転送効率が向上する。そ
の理由は、ノード間転送を積み重ねることでクロスバー
スイッチの競合情報をタイムリーに蓄積し、この蓄積デ
ータに基づいて迂回経路を選択するからである。
First, the balance is made according to the data transfer load between nodes, so that the data transfer efficiency is improved. The reason is that by stacking the inter-node transfer, the conflict information of the crossbar switch is accumulated in a timely manner, and the bypass route is selected based on the accumulated data.

【0046】次に、負荷が少ないとき又は高負荷から低
負荷になったときでも、バランスよく、データ転送効率
を改善することができる。その理由は、クロスバースイ
ッチには、競合情報に時刻が付加されており、古い時刻
の競合情報を無効にし、常時アップデート(更新)する
ことにより、誤って古い時刻の情報に基づく、迂回経路
を選択してしまう虜れを排除する為である。また、競合
が少ない場合には、最短経路を選択するからである。
Next, even when the load is small or when the load changes from a high load to a low load, the data transfer efficiency can be improved in a well-balanced manner. The reason is that in the crossbar switch, the time is added to the conflict information, and the conflict information of the old time is invalidated and constantly updated (updated), so that the detour route based on the information of the old time is erroneously made. This is to eliminate the prisoners who choose. Also, when there is little contention, the shortest route is selected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるネットワーク装置の好適実施形態
例の全体を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the entirety of a preferred embodiment of a network device according to the present invention.

【図2】図1に示すネットワーク装置の複数のノードの
1つの詳細ブロック図である。
FIG. 2 is a detailed block diagram of one of a plurality of nodes of the network device shown in FIG. 1;

【図3】図1示すネットワーク装置の複数のクロスバー
スイッチの詳細ブロック図である。
FIG. 3 is a detailed block diagram of a plurality of crossbar switches of the network device shown in FIG. 1;

【図4】本発明で使用するクロスバースイッチの入力側
のデータ形式の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a data format on an input side of a crossbar switch used in the present invention.

【図5】本発明で使用するクロスバースイッチを通過し
たノード側のデータ形式の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a data format on a node side that has passed through a crossbar switch used in the present invention.

【図6】図1示すネットワーク装置のノード#1からノ
ード#15へのデータ転送経路の例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a data transfer path from a node # 1 to a node # 15 of the network device illustrated in FIG. 1;

【図7】図6示すデータ転送の場合のデータを示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing data in the case of the data transfer shown in FIG. 6;

【図8】従来のネットワーク装置のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a conventional network device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 ノード 110 プロセッサ部 121 送信回路 122 経路解析回路 123 タイムスタンプ回路 124 受信回路 200 クロスバースイッチ 210〜217 バッファ 230 調停回路 240 競合記録回路 REFERENCE SIGNS LIST 100 node 110 processor unit 121 transmission circuit 122 path analysis circuit 123 time stamp circuit 124 reception circuit 200 crossbar switch 210 to 217 buffer 230 arbitration circuit 240 competition recording circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】各々プロセッサ部を含む複数のノード間に
多段接続のクロスバースイッチを配置して、前記複数の
ノードのうちの1つのノードから他のノードにデータ転
送するネットワーク装置において、前記各ノードは、前
記プロセッサ部及び前記クロスバースイッチ間のデータ
送信及び受信を行う送信回路、受信回路、送信データ中
の経路情報を解析し、最適経路を決定する経路解析回
路、及び前記受信回路のデータ受信時刻を記入するタイ
ムスタンプ回路を有し、前記各クロスバースイッチは、
競合発生時の送信順を制御する調停回路及び競合による
待ち回数を通過データに付加する競合記録回路を有する
ことを特徴とするネットワーク装置。
1. A network device for arranging a multistage connection crossbar switch between a plurality of nodes each including a processor unit and transferring data from one of the plurality of nodes to another node. A node configured to transmit and receive data between the processor unit and the crossbar switch, a reception circuit, a path analysis circuit that analyzes path information in transmission data and determines an optimal path, and data of the reception circuit. A time stamp circuit for writing a reception time, wherein each of the crossbar switches is
A network device comprising: an arbitration circuit for controlling the transmission order when a conflict occurs; and a conflict recording circuit for adding the number of times of waiting due to the conflict to passing data.
【請求項2】前記クロスバースイッチは、前記複数のノ
ード間にマトリクス状に配置されることを特徴とする請
求項1に記載のネットワーク装置。
2. The network device according to claim 1, wherein the crossbar switches are arranged in a matrix between the plurality of nodes.
【請求項3】前記各クロスバースイッチは、入力側にデ
ータを一時的に蓄積するバッファを有することを特徴と
する請求項1又は2に記載のネットワーク装置。
3. The network device according to claim 1, wherein each of said crossbar switches has a buffer for temporarily storing data on an input side.
【請求項4】前記経路解析回路は、競合箇所がない場合
には、最短経路を選択することを特徴とする請求項1に
記載のネットワーク装置。
4. The network device according to claim 1, wherein said route analysis circuit selects a shortest route when there is no conflicting part.
【請求項5】前記経路解析回路は、前記タイムスタンプ
回路の時刻に基づき前記競合情報を更新することを特徴
とする請求項1に記載のネットワーク装置。
5. The network device according to claim 1, wherein the route analysis circuit updates the conflict information based on the time of the time stamp circuit.
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