JP2004287493A - Operation synchronizing circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のプロセッサが並列に動作するマルチプロセッサシステムで、各プロセッサ間通信を行うための電気信号の接続を行ったり、電気信号の電気的特性を変換し接続したり、あるいは光ファイバーと接続し光信号と電気信号とを相互に変換するポートと、これらのポート間を相互に接続し、電気または光信号がその信号自身が指し示すポート間、あるいはポート同士の接続方法により一意に定められたポート間で信号の送受信を行うファブリックを備えるシステムにおいて、それぞれのプロセッサの動作を同期させるための回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
マルチプロセッサシステムでは、それぞれのプロセッサが並列に動作を行うため、システム開発におけるハードウェアあるいはソフトウェアのデバッグや、動作中のプロセッサ間の同期について、特別な配慮が必要である。
従来のマルチプロセッサシステムとして、プロセッサが共通バスに接続された構成では、この共通バスに時刻同期のための機構を追加している(例えば、特許文献1参照。)。また、プロセッサがネットワークに接続された構成では、新たにトリガ信号をプロセッサに提供するためのネットワークを追加している(例えば、特許文献2参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−348007号公報(第6頁、第1図)
【特許文献2】
特開平5−165792号公報(第5頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマルチプロセッサシステムでは、複数のプロセッサの動作状態を把握するために複数のプロセッサ同士の時刻を合わせることによって、システム開発段階においてプロセッサが実行するソフトウェアの命令アドレスや命令内容、変数やプロセッサ内部のレジスタ情報などの状態を記録する動作トレース情報の取得を行ったり、システム内部の複数のプロセッサで動作するソフトウェアが協調して動作することを可能にしている。この時刻同期をとるために、時刻同期情報や本来は不要なデバッグ情報を共通バスやファブリックを経由して通信していた。このため、多量のデータ送受信を行っているプロセッサ間通信の隙間に時刻同期情報が割り込まざるを得ず、送信処理や受信処理の遅延が各プロセッサ毎に一定しないことにより、厳密な時刻同期ができない。また、プロセッサが実行しているソフトウェアの内部状態とデータ送受信の依存関係を無視した時刻同期を行ってしまうことにより、例えば、あるデータの送信処理を完了したプロセッサと、そのデータの受信処理前のプロセッサとの間で動作トレース情報の収集が行われてしまう。この時、当該データは一方では送信完了であり、もう一方では未受信となり、データ送受信が正しく行われていない場合と区別が付かないといった問題が発生するなど、正しい動作トレース情報を収集できない。また、ソフトウェア開発時の不具合発生を時刻同期情報の通信が妨害して不具合の再現性を損なったり、時刻同期情報の通信時間の増加によりシステム全体の通信時間が大きくなり、システムの処理性能を低下させてしまうという問題がある。
【0005】
この発明は係る課題を解決するために成されたものであり、プロセッサ間通信を妨げることなく動作同期を実現することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る動作同期回路は、カード内部バスと、前記カード内部バスに接続され、前記カード内部バス上の電気信号をファブリック上に送信するための変換を行うデータ通信変換器と、前記データ通信変換器とファブリックとを接続するポートと、前記カード内部バスと動作同期をとるための動作同期バスとを接続する動作同期信号送受信器と、を備えるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態1について説明する。
図1は実施の形態1によるマルチプロセッサシステムにおける動作同期回路の構成を示している。図に記載するマルチプロセッサシステムは、同一或いは異種の2個以上のプロセッサを含むシステムであり、マルチプロセッサシステム内部に設置されたIEEE802.3規格に準拠したIEEE802.3標準や、FibreChannel(ANSI X3.230:1994)、InfiniBand(InfiniBand Trade Association)、RACEway(ANSI/VITA 5−1994)、RapidIO(RapioIO Trade Association)、Hyper Transport(Hyper Transport Consortium)、STARFABRIC(StarFabric Trade Association)、PCI Express(Peripheral Component Interconnect Special Interest Group)や前記規格の上位互換規格、あるいはその他の規格に準拠した電気あるいは光信号で装置間を1対1に通信する接続の組み合わせであり、どの装置間であっても相互にデータ授受を行うことができる接続網であるファブリック6を経由し、2個以上のプロセッサカードに実装されたプロセッサが相互に通信を行うシステムである。マルチプロセッサシステムを構成する2個以上のプロセッサカードは、プロセッサカード(1)2,プロセッサカード(2)11,プロセッサカード(n)13に示すように、それぞれがファブリック6と、このファブリック内部を伝達する信号をプロセッサカード上の電気信号に変換し接続するポート5によって接続されている。プロセッサカード(1)2,プロセッサカード(2)11、プロセッサカード(n)13では主たる演算処理を行うプロセッサ(1)1,プロセッサ(2)10、プロセッサ(n)12がそれぞれ並列に動作する。それぞれのプロセッサカードにはプロセッサと他の電子回路を電気的に接続するカード内部バス3がある。このカード内部バス3には、ポート5と接続するための電気信号と、カード内部バス3上の電気信号とを、データ内容を保持しつつ、それぞれの伝送方式と電気的特性を相互に変換し、ファブリック6上で発生が予見される誤データの伝送の検出や訂正することもできるデータ通信変換器4が接続される。プロセッサ(1)1、プロセッサ(2)10,プロセッサ(n)12がそれぞれ送受信を行うデータは、前記カード内部バス3,データ通信変換器4,ポート5、ファブリック6を経由して相互に伝達される。ファブリック6の内部接続方法に関しては、クロスバースイッチ等のポイントツーポイント接続や、あるいは直接プロセッサカードのポート同士をリング状に接続する方法などがあるが、その構造の詳細については割愛する。
【0008】
プロセッサカード(1)2には、カード内部バス3に接続された動作同期信号送受信器20aが接続される。この動作同期信号送受信器20aはカード内部バス3と接続することにより、動作同期バス21を構成する信号を制御・観測する装置である。動作同期信号送受信器20aは、プロセッサ(1)1の指示によりいつでも図2に示す動作同期バス21を構成する同期信号23とデータ信号24を駆動し、またステータス信号25を読みとることができる。プロセッサカード(2)11,プロセッサカード(n)13にも同様に動作同期信号送受信器20bおよび20cが接続されており、これらのプロセッサカードは動作同期バス21が電気的に実装された動作同期バス・バックパネル27に機構的に固定され、動作同期バス21と電気的にバス接続される。このバス接続構成は、動作同期信号送受信器が同一の電気特性を有することで共通の動作同期バス21と相互に接続できることから、プロセッサ(1)1と他のプロセッサ(2)10、プロセッサ(n)12がそれぞれ異なる種類のものであっても、あるいはカード内部バス3がそれぞれのプロセッサカードで異なる種類のバスであっても接続することができる。動作同期バス21に接続された動作同期信号送受信器は、ただ一つの動作同期信号送受信器20aがマスタとして動作し、マスタ以外の他のすべての動作同期信号送受信器20b、20cはスレーブとして動作する。マスタ設定された動作同期信号送受信器20aは、動作同期バス21の信号のうち、同期信号23とデータ信号24を駆動し、ステータス信号25を読みとることができる。一方、スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cは、同期信号23とデータ信号24を読みとることができ、ステータス信号25を駆動することができる。マスタあるいはスレーブの動作設定は、それぞれ専用に設計されたマスタ専用の動作同期信号送受信器とスレーブ専用の動作同期信号送受信器であっても良いし、マスタおよびスレーブの共通に設計された動作同期信号送受信器に対し、内部動作を決定するためマスタ・スレーブ設定信号22をプロセッサカード毎に設定してもよい。この場合、このマスタ・スレーブ設定信号22は、ただ1枚のプロセッサカード(1)2に対してのみマスタ設定を指示する電気信号を供給し、その他のプロセッサカード(2)11,プロセッサカード(n)13にはスレーブ設定を指示する電気信号を供給する。プロセッサカードが同一構成のカードであっても、ただ一つのプロセッサカード(1)2がマスタ設定された動作同期信号送受信器20aとして動作し、他のプロセッサカード(2)11,(n)13がスレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cとして動作できるように、動作同期バス・バックパネル27はカードを固定する位置によってマスタ・スレーブ設定信号22をマスタ設定あるいはスレーブ設定を指示する信号を供給する。この構成によりマスタ設定とスレーブ設定を各カード毎に設定する手間を省くことができ、動作同期バス21に接続されたすべての動作同期信号送受信器がスレーブ設定されたり、あるいは、2つ以上が同時にマスタ設定されることを防ぐことができる。また、別の構成では、マスタ・スレーブ設定信号22を用いずに、ソフトウェアにより、プロセッサがカード内部バス3を経由して動作同期信号送受信器にマスタ設定あるいはスレーブ設定を指示する構成でも良い。
【0009】
動作同期バス21の詳細を図2を用いて説明する。VME(Versa Module Europe)規格のバスやCompactPCI(Compact − Peripheral Component Interconnect)規格のバスと異なり、1本の同期信号23と、動作状態や時刻を通知するための1本以上のデータ信号24と、各動作同期信号送受信器の内部状態を共有するための1本以上のステータス信号25から構成される。また、動作同期信号送受信器20a、20b、20cの内部にはタイマ・レジスタ回路26が含まれる。タイマ・レジスタ回路26は、プロセッサがカード内部バス3を経由して制御可能な回路である。タイマ・レジスタ回路26は、プロセッサがタイマ動作の開始を要求すると、時刻計時を行うために用意された回路が動作し、一定時間が経過する毎にその時刻を内部で計算し、その時刻を保持する機能を有する。プロセッサはいつでもこのタイマ・レジスタ回路26で計算され保持された時刻を読みとることができ、タイマ動作開始を要求してから経過した時間を取得することができる。また、マスタ設定された動作同期信号送受信器20aは、プロセッサからの指示に基づきタイマ・レジスタ回路26が一定時間ごとに計算した時刻をデータ信号24に出力することができる。また、スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cは、データ信号24を経由してマスタ設定された動作同期信号送受信器20aが出力した時刻を読みとり、タイマ・レジスタ回路26に保持することができる。この時刻は、プロセッサ(2)10,プロセッサ(n)12がカード内部バス3を経由して読みとることができる。また、あるいは、プロセッサが指定した動作同期符号をマスタ設定された動作同期信号送受信器20aのタイマ・レジスタ回路26に書き込み、プロセッサが符号の送信を要求すると、その動作同期符号をデータ信号24に出力する。スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cは、このデータ信号24から動作同期符号を読みとり、タイマ・レジスタ回路26に保持する。この動作同期符号は、プロセッサ(2)10,プロセッサ(n)12がカード内部バス3を経由して読みとることができる。
【0010】
プロセッサカードの中でマスタ・スレーブ設定信号22のマスタ設定指示により唯一マスタに設定されたプロセッサカード(1)2は、このマルチプロセッサシステムにおける動作同期バス21の管理権限を持つ。スレーブ設定された各プロセッサカードでは、プロセッサ(2)10,プロセッサ(n)12のそれぞれがシステム動作の準備が完了した時点で動作開始可能な状態を通知するためタイマ・レジスタ回路26にステータスを書き込む。これを受け、スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cは、動作同期バス21にステータス信号25を出力する。このステータス信号25は、マスタ設定されたプロセッサカード(1)2の動作同期信号送受信器20aで受信され、タイマ・レジスタ回路26に保持される。
【0011】
プロセッサ(1)1は、このステータス信号25をカード内部バス3を経由してタイマ・レジスタ回路26から随時読み出すことができる。この読み出しにより、スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cを搭載するプロセッサカード(2)11,(n)13の動作状態を把握できる。プロセッサ(1)1は、それぞれのプロセッサカードの起動時間に差異がある場合でも、このタイマ・レジスタ回路26から得られるステータス信号25の状況を監視することにより、すべてのプロセッサカードのシステム動作の準備ができるまで待つことができる。この機構により、起動準備が整わないプロセッサが接続された状態で、早く起動が完了したプロセッサがむやみにファブリック6を経由した通信を開始し、起動完了前のプロセッサとの通信が確立できずに不具合を発生してしまうことを防ぐことができる。
【0012】
プロセッサ(1)1はシステム動作を開始させるため、自身の起動準備完了と、前記仕組みにより知り得た他のプロセッサの起動準備完了を以て、これ以降の任意の時点でシステム動作を開始できる。システム動作開始にあたりプロセッサ(1)1は、同期開始時刻として動作開始を通知するためにあらかじめ示し合わせた符号あるいは時刻ゼロを示す符号をマスタ設定された動作同期信号送受信器20aのタイマ・レジスタ回路26に設定する。マスタ設定された動作同期信号送受信器20aは、この符号をデータ信号24に出力し、同期信号23をパルス駆動する。動作同期バス21に接続されたスレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cは、この同期信号23の論理Lから論理Hあるいは構成によっては論理Hから論理Lへ遷移するエッジを受信することにより、同期信号の信号伝送遅延時間と、この信号を送受信する素子部品の物理的な応答遅延時間との合計時間の各プロセッサカードにおける差の範囲内にて、完全に同期する。従って、同期の精度は、同期信号23のパルス幅やデータ信号24の伝送遅延には依存しない。
【0013】
動作同期開始の後、プロセッサはそれぞれのプロセッサカードが持つデータ通信変換器4およびポート5,ファブリック6を経由した高速なデータ送受信を開始する。プロセッサ(1)1が、マルチプロセッサシステムの動作同期管理を行う必要がない場合には、プロセッサ(1)1が動作同期信号送受信器20aに含まれるタイマ・レジスタ回路26を制御してタイマ動作を指示することにより、プロセッサ(1)1のソフトウェア動作によらず、他のプロセッサカード(2)11やプロセッサカード(n)13上のスレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cに対して規定時間間隔でデータ信号24に時刻データを出力するとともに同期信号23をパルス駆動する。前記動作により、他のプロセッサ(2)10やプロセッサ(n)12に対して時刻同期を行うことができる。更に、プロセッサ(1)1もタイマ・レジスタ回路26を参照することで時刻情報を参照することができるため、時刻同期を行うことができる。また、それぞれのプロセッサが具備するプログラム動作の割り込み処理を指示する割り込み入力を割り込み信号線33により動作同期信号送受信器20a、20b、20cと接続し、同期信号23のパルス発生と同時に割り込み信号を通知することで、ソフトウェア処理内容によらず、時刻同期の発生を通知しても良い。
【0014】
プロセッサ(1)1が、マルチプロセッサシステムの同期管理を行う場合には、マスタ設定された動作同期信号送受信器20aに含まれるタイマ・レジスタ回路26に適切な動作同期符号を書き込む。この書き込み動作により動作同期信号送受信器20aは、データ信号24に指定された符号を出力するとともに同期信号23をパルス駆動する。
スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cは、同期信号23を受信する毎に、データ信号24の符号を取り込み、タイマ・レジスタ回路26に保持する。プロセッサは随時、カード内部バス3からこのタイマ・レジスタ回路26を読みとることによりプロセッサ(1)1からの動作同期のための符号を取得し、動作同期を行うことができる。また別の構成では、同期信号23を受信する毎に、スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cがプロセッサが具備する割り込み入力に対して割り込み信号線33を接続し、プロセッサのソフトウェア処理内容によらずに動作同期信号の受信をプロセッサに通知しても良い。
【0015】
動作同期バス21の各信号のタイミングを図3を用いて説明する。同期信号23は、そのパルス上の波形のエッジ部分において有効な信号であり、例えば図3のように論理Lから論理Hに移行する時点で同期をとるものとする。また、別の構成では論理Hから論理Lに移行する時点で同期をとっても良い。この信号はマスタ・スレーブ設定信号22によりマスタ設定された動作同期信号送受信器20aが出力する。データ信号24は1本以上の信号線で構成され、システムの動作同期に必要な符号を表現できるに足る信号線数から構成される。この信号は、同期信号23の信号が論理Lから論理H、あるいは構成によっては論理Hから論理Lへ遷移する時刻では符号が確定しており、マスタ設定された動作同期信号送受信器20aが出力し、スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cが読みとる。ステータス信号25は、スレーブ設定された動作同期信号送受信器20b、20cが出力し、各プロセッサが動作可能な状態になると論理Lから論理Hあるいは構成によっては論理Hから論理Lに設定する。複数のプロセッサのステータス信号を同時に読みとるために、プロセッサの個数に応じた線数で構成してもよいし、1本の信号を2個以上のプロセッサで共有しても良い。
【0016】
実施の形態2.
図4はこの実施の形態2によるマルチプロセッサシステムにおける動作同期回路の構成を示している。図に記載されるマルチプロセッサシステムは、広く市販されているVME規格のバスやPCI規格、CompactPCI規格のバスなどの共通バス・バックパネル32の堅牢な構造で支持し、規格上許容されるバックパネルの空き信号線に動作同期バス21を配置する構成である。
【0017】
プロセッサカード(1)2,プロセッサカード(2)11,プロセッサカード(n)13は、共通バス・バックパネル32に挿入される。共通バス31は、VME規格、PCI規格、CompactPCI規格バスなどアドレス線、データ線、制御信号が共通規格に基づいて接続されたバスであり、この共通バス規格に基づく電気信号と、カード内部バス3の電気信号との電気的特性やデータ交換手順を相互に変換しデータ転送を行う共通バス変換器30を経由し、カード内部バス3と接続される。
ここで、動作同期バス21は、最小構成では同期信号23,データ信号24,ステータス信号25の信号線をそれぞれ1本から構成可能であり、容易に共通バス31の空き信号線を使用することができる。また、電気信号の特性上、複雑な手順を踏む共通バス31と比較して、同期信号23のパルス状の信号のエッジによって動作同期を行うことができるという特性から、空き信号線を利用しても、その信号線の電気信号の伝搬遅延にのみ依存する。このため、それぞれの動作同期信号送受信器に伝達される時刻はプロセッサの動作に比べて十分な精度が得られる。
また、共通バス・バックパネル32にカードを挿入する位置に応じてマスタ・スレーブ設定信号22をただ1つのマスタ設定信号と、他のスレーブ設定信号とに設定する。この構成によりマスタ設定とスレーブ設定を各カード毎に設定する手間を省くことができ、動作同期バス21に接続されたすべての動作同期信号送受信器がスレーブ設定されたり、あるいは、2つ以上が同時にマスタ設定されることを防ぐことができる。また、別の構成では、マスタ・スレーブ設定信号22を用いずに、ソフトウェアにより、プロセッサがカード内部バス3を経由して動作同期信号送受信器にマスタ設定あるいはスレーブ設定を指示する構成でも良い。
【0018】
実施の形態3.
図5はこの実施の形態3のマルチプロセッサシステムにおける動作同期回路の構成を示している。図に記載されるマルチプロセッサシステムは、異なる複数の共通バス・バックパネル32に接続された共通のファブリック6に接続されるプロセッサカード間において動作同期が行える構成である。
【0019】
異なる共通バス・バックパネル32の間に、動作同期バス21を構成する同期信号23,データ信号24,ステータス信号25を結線するための接続装置であるコネクタ28を接続し、同期信号23、データ信号24、ステータス信号25を電気的に接続する配線であるケーブル29にてバックパネル間を接続する。通常、このような構成を例えば共通バス31に適用することは電気的特性上から困難であるが、動作同期バス21は、共通バス31の動作に比して低速であることから、その電気的特性は極めて平易であるため、ケーブル29による延長は容易である。また、共通バス31が異なる種類の規格のもの同士であっても動作同期バス21は共通にすることが可能であり、容易に動作同期を行えるという特徴を備える。
【0020】
実施の形態4.
図6はこの実施の形態4のマルチプロセッサシステムにおける動作同期回路の構成を示している。図に記載されるマルチプロセッサシステムは、ファブリック6とは直接の接続を持たないカードで、共通バスを経由してメモリとの読み書きを行ったり、外部機器からの信号入力や外部機器を制御するための信号出力を行う入出力カード15が共通バス31に接続される構成である。
【0021】
入出力カード15上のカード内部バス3には、外部機器からの入力信号の電気特性を変換し保持したり、外部機器が要求する電気特性に合わせた信号を出力したり、あるいは、入力信号のアナログ−デジタル変換や、その逆にデジタル−アナログ変換して出力信号を生成する入出力制御器14が接続され、図示されていない外部機器との入出力制御を行う。カード内部バス3は、プロセッサカード(1)2やその他のカード内部バス3と同一バスでも良いし、この入出力カード15に特化した専用バスあるいは単純な制御線とデータ線の集合体でも良い。外部機器からの入力信号を、マルチプロセッサシステムで処理を行うとき、いつの時刻の入力信号であるかを把握することは重要である。動作同期バス21を経由してプロセッサカード(1)2から伝達される時刻情報や動作同期情報を、カード内部バス3を経由して入出力制御器14が読みとることにより、入力信号とその取得時刻あるいはプロセッサ(1)1の内部状態とを対応づけることができる。これにより、共通バス31経由で入力信号と時刻の対応づけされた情報を授受することにより、必要な演算処理を例えばプロセッサ(1)1が実行することが可能となり、システム構成が柔軟に行える特徴がある。
【0022】
また、共通バス・バックパネル32が設定するマスタ・スレーブ設定信号22の構成を変更することにより、この入出力カード15上の動作同期信号送受信器20bをマスタ設定として動作させ、プロセッサカード(1)2上の動作同期信号送受信器20aをスレーブ設定として動作させる構成でも良い。この場合、マスタ設定された動作同期信号送受信器20bに含まれるタイマ・レジスタ回路26に対して、入出力制御器14がタイマ動作を指示し、一定時間毎に外部機器からの入力信号の変換に合わせて時刻同期を行うことができる。
【0023】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、プロセッサ間通信を妨げることなく動作同期を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1を示すマルチプロセッサシステムにおける動作同期回路を説明するための図である。
【図2】この発明の実施の形態1による動作同期バスの詳細を説明するための図である。
【図3】この発明の実施の形態1による動作同期バスの信号タイミングを説明するための図である。
【図4】この発明の実施の形態2を示すマルチプロセッサシステムにおける動作同期回路を説明するための図である。
【図5】この発明の実施の形態3を示すマルチプロセッサシステムにおける動作同期回路を説明するための図である。
【図6】この発明の実施の形態4を示すマルチプロセッサシステムにおける動作同期回路を説明するための図である。
【符号の説明】
1 プロセッサ(1)
2 プロセッサカード(1)
3 カード内部バス
4 データ通信変換器
5 ポート
6 ファブリック
10 プロセッサ(2)
11 プロセッサカード(2)
12 プロセッサ(n)
13 プロセッサカード(n)
14 入出力制御器
15 入出力カード
20a マスター設定の動作同期信号送受信器
20b スレーブ設定の動作同期信号送受信器
20c スレーブ設定の動作同期信号送受信器
21 動作同期バス
22 マスタ・スレーブ設定信号
23 同期信号
24 データ信号
25 ステータス信号
26 タイマ・レジスタ回路
27 動作同期バス・バックパネル
28 コネクタ
29 ケーブル
30 共通バス変換器
31 共通バス
32 共通バス・バックパネル
33 割り込み信号線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multiprocessor system in which a plurality of processors operate in parallel, performs connection of electric signals for communication between processors, converts and connects electric characteristics of electric signals, or connects to optical fibers. A port that converts optical signals and electrical signals to each other, and these ports are connected to each other, and the electrical or optical signal is uniquely determined between the ports indicated by the signals themselves or the connection method between the ports. The present invention relates to a circuit for synchronizing the operation of each processor in a system including a fabric for transmitting and receiving signals between ports.
[0002]
[Prior art]
In a multiprocessor system, since each processor operates in parallel, special consideration is required for hardware or software debugging in system development and synchronization between operating processors.
In a configuration in which a processor is connected to a common bus as a conventional multiprocessor system, a mechanism for time synchronization is added to the common bus (for example, see Patent Document 1). Further, in a configuration in which the processor is connected to a network, a network for newly providing a trigger signal to the processor is added (for example, see Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-348007 (page 6, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-5-165792 (page 5, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional multiprocessor system, the instruction addresses and instruction contents of software executed by the processors at the system development stage, variables, and internal and It enables acquisition of operation trace information for recording states such as register information, and enables software operating on a plurality of processors in the system to operate in cooperation. In order to achieve this time synchronization, time synchronization information and debug information that is originally unnecessary are communicated via a common bus or fabric. For this reason, the time synchronization information must be interrupted in the gap between the processors communicating a large amount of data, and the strict time synchronization cannot be performed because the delay of the transmission processing and the reception processing is not constant for each processor. . Further, by performing time synchronization while ignoring the internal state of software executed by the processor and the dependency of data transmission / reception, for example, a processor that has completed transmission processing of a certain data and a processor that has completed the transmission processing of the data may be used. The operation trace information is collected with the processor. At this time, it is impossible to collect correct operation trace information, for example, the transmission of the data is completed on one side, and the data is not received on the other side. In addition, the time synchronization information communication hinders the occurrence of failures during software development, impairing the reproducibility of the failures, and increasing the time synchronization information communication time increases the communication time of the entire system, degrading the processing performance of the system There is a problem of letting them do.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to realize operation synchronization without interrupting communication between processors.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An operation synchronization circuit according to the present invention includes: a card internal bus; a data communication converter connected to the card internal bus, for performing conversion for transmitting an electric signal on the card internal bus to a fabric; A port for connecting the converter to the fabric; and an operation synchronization signal transceiver for connecting an operation synchronization bus for operation synchronization with the card internal bus.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of the operation synchronization circuit in the multiprocessor system according to the first embodiment. The multiprocessor system shown in the figure is a system including two or more processors of the same or different types, and is installed in the multiprocessor system. The multiprocessor system is based on the IEEE802.3 standard and the Fiber Channel (ANSI X3. 230: 1994), InfiniBand (InfiniBand Trade Association), RACEway (ANSI / VITA 5-1994), RapidIO (RapioIO Trade Association), Hyper Transport (Hyper Transport Consortium), STARFABRIC (StarFabric Trade Association), PCI Express (Peripheral Com This is a combination of connections for one-to-one communication between devices using an electrical or optical signal conforming to the Pentant Interconnect Special Interest Group), an upward compatible standard of the above standard, or another standard. This is a system in which processors mounted on two or more processor cards communicate with each other via a fabric 6, which is a connection network capable of exchanging data. The two or more processor cards that constitute the multiprocessor system are respectively connected to the fabric 6 and the inside of the fabric as shown in the processor card (1) 2, the processor card (2) 11, and the processor card (n) 13. Signals are converted into electrical signals on the processor card and connected by a port 5. In the processor card (1) 2, the processor card (2) 11, and the processor card (n) 13, processors (1) 1, processor (2) 10, and processor (n) 12, which perform main arithmetic processing, operate in parallel. Each processor card has a card
[0008]
An operation
[0009]
The
[0010]
Among the processor cards, the processor card (1) 2, which is uniquely set as the master by the master setting instruction of the master /
[0011]
The processor (1) 1 can read this
[0012]
The processor (1) 1 can start the system operation at an arbitrary point in time after the start preparation of the processor (1) is completed and the start preparation of the other processor obtained by the above mechanism is completed. At the start of the system operation, the processor (1) 1 sends the previously registered code or the code indicating time zero to the
[0013]
After the start of the operation synchronization, the processor starts high-speed data transmission / reception via the data communication converter 4, port 5, and fabric 6 of each processor card. When the processor (1) 1 does not need to manage the operation synchronization of the multiprocessor system, the processor (1) 1 controls the
[0014]
When the processor (1) 1 performs the synchronization management of the multiprocessor system, it writes an appropriate operation synchronization code into the
The operation synchronizing
[0015]
The timing of each signal on the
[0016]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 4 shows a configuration of an operation synchronization circuit in a multiprocessor system according to the second embodiment. The multiprocessor system shown in the figure is supported by a robust structure of a common bus back
[0017]
The processor card (1) 2, the processor card (2) 11, and the processor card (n) 13 are inserted into the common bus back
Here, the
Further, the master /
[0018]
FIG. 5 shows the configuration of the operation synchronization circuit in the multiprocessor system according to the third embodiment. The multiprocessor system shown in the figure has a configuration in which operation synchronization can be performed between processor cards connected to a common fabric 6 connected to a plurality of different common bus back
[0019]
A
[0020]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 shows the configuration of the operation synchronization circuit in the multiprocessor system according to the fourth embodiment. The multiprocessor system illustrated in the figure is a card that does not have a direct connection to the fabric 6, and reads and writes data from and to a memory via a common bus, and controls signal input from external devices and external devices. Is connected to the
[0021]
The card
[0022]
By changing the configuration of the master /
[0023]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, operation synchronization can be realized without interrupting interprocessor communication.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for describing an operation synchronization circuit in a multiprocessor system according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram for describing details of an operation synchronization bus according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram for explaining signal timing of an operation synchronization bus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation synchronization circuit in a multiprocessor system according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation synchronization circuit in a multiprocessor system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an operation synchronization circuit in a multiprocessor system according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 processor (1)
2 Processor card (1)
3 Card internal bus
4 Data communication converter
5 ports
6 Fabric
10 processor (2)
11 Processor card (2)
12 Processor (n)
13 Processor card (n)
14 I / O controller
15 I / O card
20a Master setting operation synchronization signal transceiver
20b Slave setting operation synchronization signal transceiver
20c Slave setting operation synchronization signal transceiver
21 Operation Synchronous Bus
22 Master / slave setting signal
23 Sync signal
24 data signals
25 Status signal
26 Timer / register circuit
27 Operation Synchronous Bus / Back Panel
28 Connector
29 cable
30 common bus converter
31 common bus
32 Common Bus Back Panel
33 interrupt signal line
Claims (3)
前記カード内部バスに接続され、前記カード内部バス上の電気信号をファブリック上に送信するための変換を行うデータ通信変換器と、
前記データ通信変換器とファブリックとを接続するポートと、
前記カード内部バスと動作同期をとるための動作同期バスとを接続する動作同期信号送受信器と、
を備える動作同期回路。Card internal bus,
A data communication converter connected to the card internal bus and performing conversion for transmitting an electric signal on the card internal bus onto a fabric;
A port connecting the data communication converter and a fabric,
An operation synchronization signal transceiver that connects the card internal bus and an operation synchronization bus for performing operation synchronization,
An operation synchronization circuit comprising:
前記カード内部バスに接続され、前記カード内部バスの電気信号を前記共通バスをデータに変換する共通バス変換器と、
を備える請求項1に記載の動作同期回路。A common bus,
A common bus converter that is connected to the card internal bus and converts the electric signal of the card internal bus into data of the common bus;
The operation synchronization circuit according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
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JP2003075289A JP4123022B2 (en) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | Operation synchronization circuit |
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JP2007249547A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Multiprocessor system |
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- 2003-03-19 JP JP2003075289A patent/JP4123022B2/en not_active Expired - Lifetime
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