JP2530378B2

JP2530378B2 - クロスバ―ネットワ―ク装置

Info

Publication number: JP2530378B2
Application number: JP2001022A
Authority: JP
Inventors: 眞次中村; ロバートソンアンドリュー
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-01-09
Filing date: 1990-01-09
Publication date: 1996-09-04
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: JPH03206547A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、例えば多数のプロセッサと記憶装置を同
時に使用して高速の演算処理を行なうことを目的とする
並列処理システムにおいて、プロセッサと記憶装置を結
ぶクロスバーネットワーク方式による並列処理の効率お
よび結合回路の複雑さによる経済性の低下を防ぐ演算制
御装置に関するものである。

（従来の技術）従来のクロスバーネットワーク方式による演算制御装
置としては、例えば第４図及び第５図に示すようなもの
がある（1982年５月発行 Vol23 No23 情報処理 p20
1〜p209 参照）。

第５図に示すように、このような従来のクロスバーネ
ットワーク方式による演算制御装置にあっては、バスい
わゆる情報伝送の共通線である通信母線１と、メモリい
わゆる情報の格納場所である記憶装置２と、情報の伝送
制御を行う小型電子計算機いわゆるマイクロプロセッサ
（マイコン）３と、通信母線１からの専用制御線４と、
必要とされる各交点に接続されたクロスバーネットワー
ク５とから構成されている。

第４図は、クロスバーネットワーク５の接続状態の一
例を示す。

クロスバーネットワーク５は、信号の伝送方向が決め
られた入力線（ａ〜ｄ）６と出力線（〜）７が、格
子状に交差するように構成され、それぞれの入力から所
望の出力が得られるように入力線６と出力線７の交点い
わゆるクロスポイント８にスイッチいわゆるクロスバー
スイッチ９が設けられている。図では両者がかさなった
ものとして示してある。ただし、この図で入力線６のＣ
と出力線７のとの交点８′には、特にプログラム上こ
こからの出力が不要なためクロスバースイッチ９は設置
されていない。

つぎにこの従来例の作用について説明する。

記憶装置２とマイクロプロセッサ３は、クロスバーネ
ットワーク５への入力に応じて、あらかじめクロスバー
ネットワーク５の状況を記憶している記憶装置２から、
入力の要求に適合した情報を引き出し、この情報に基づ
きクロスバーネットワーク５のどのクロスポイント８を
ON,OFFするべきかをマイクロプロセッサ３で判断して、
クロスバーネットワーク５全体の状況変化に対応した制
御をするように作動する。従来のものは、このようにし
て膨大な計算を並列に行なうことにより高速演算処理に
応じうるものであった。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このような従来の記憶装置２を共同で使用
するマイクロプロセッサ３の結合方式においては、複数
のマイクロプロセッサ３は、同時には、共有の記憶装置
２に記憶情報の呼び出しは掛けられないので、共有の記
憶装置２から一つの情報を呼び出すためにある程度の待
ち時間が必要となる。

従って、システム全体としては制御時間が掛るすなわ
ち演算速度が遅くなるという欠点があった。この欠点を
除くため外部装置を設けるとそれだけコスト高となるも
のであった。

また、クロスバーネットワーク５の各クロスポイント
８に制御信号を伝達するに必要な信号線である専用制御
線４を配置せねばならず、結合回路が複雑になるという
欠点もあった。この結果、装置全体としての経済性の低
下を誘引することとなっていた。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなさ
れたもので、急速演算ができ、装置全体としての経済性
の低下を招くことのないクロスバーネットワーク装置を
提供することを目的としている。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、前記目的を達成するため、複数の装置よ
り構成される第１及び第２の装置群と、前記第１の装置
群に各々接続され第１の信号線と、前記第２の装置群に
各々接続された第２の信号線と、前記第１及び第２の信
号線の間を接続するスイッチ手段とを具備するクロスバ
ーネットワーク装置において、前記スイッチ手段の開閉
状態を個別に制御する論理決定手段を該スイッチ手段に
対応して設け、前記論理決定手段は、第１の装置群の接
続要求に関する第１の情報と前記スイッチ手段の開閉状
態に関する第２の情報に基づいてスイッチ手段の開閉状
態を決定し、当該決定に基づいて前記第１及び第２の情
報を決定して第１の方向に隣接する論理決定手段に第１
の情報を出力し、第２の方向に隣接する論理決定手段に
第２の情報を出力するようにしたものである。

（作用）論理決定手段は、第１の装置群の接続要求に関する第
１の情報と前記スイッチ手段の開閉状態に関する第２の
情報に基づいてスイッチ手段の開閉状態を決定し、当該
決定に基づいて前記第１及び第２の情報を決定して第１
の方向に隣接する論理決定手段に第１の情報を出力し、
第２の方向に隣接する論理決定手段に第２の情報を出力
するようにしたので、第１及び第２の信号線の間を接続
するスイッチ手段の開閉状態を個別に制御することがで
きると共に、第１の方向に隣接する論理決定手段に第１
の情報を出力し、第２の方向に隣接する論理決定手段に
第２の情報を出力することができる。

（実施例）以下、この発明の一実施例を第１図〜第４図に示す図
面に基づいて説明する。第２図は、本発明に基づく論理
回路（手段）23の原理図を示す。

この図で、Ｘ……入力急速信号、Ｙ……入力要求信
号、 ……出力急速信号、 ……出力要求信号、Ｓ……
接点出力信号を示す。

第３図は、第２図で示した論理回路23の（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）の４種類の場合であってそれぞれの入力急
速・出力急速及び入力要求・出力要求の各信号の組合せ
による真理値を示す。この図で、０……論理“0"、１…
…論理“1"、＝Ｘ＋Ｙ、＝Ｘ・Ｙ、Ｓ＝・Ｙであ
る。

第１図は、本発明に基づくクロスバーネットワークの
構成図を示す。

まず、構成を説明する。クロスバーネットワーク10は
横軸に沿って記憶装置11,12,13の接続された信号線14,1
5,16が、図の上方から下方に向って順に並べられ、縦軸
に沿ってマイクロプロセッサ（マイコン）17,18,19に接
続された信号線20,21,22が、図の左方から右方に向って
順に並べられる。この結果、それぞれの信号線は、図の
符号26〜34で交差する。これらの符号26〜34は、すなわ
ち、それぞれの信号線が交差した交点いわゆるクロスポ
イントであり、これら交点にはすべてクロスバースイッ
チ付きの第２図の論理回路23を備えてある。例えば、信
号線15と信号線20の交点29に信号線15と信号線20とを接
続するために図中の丸印で示されるスイッチいわゆるク
ロスバースイッチ９が設けられると共に、このそれぞれ
のクロスバースイッチ９に隣接して論理回路23が設けら
れ、この論理回路23の接点出力信号（制御信号）Ｓによ
りクロスバースイッチ９が、ON、OFFするように構成さ
れている。

なお、交点26,29,32にそれぞれ設けられた論理回路23
に入力される入力急速信号24は、それぞれ記憶装置11,1
2,13の仮想的な稼動状態を表す信号であり、第１図に示
すように固定値“0"が予め設定されている。

また、信号の伝達は、横軸の信号線を基準とする場合
では、14→15→16の順に、上方から下方へ指定され、縦
軸の信号線を基準とする場合では、20→21→22の順に、
左方から右方へと方向が指定されている。つまり、信号
の伝達は縦軸の上方及び横軸の左方が縦軸の下方及び横
軸の右方に対して優先して行なわれるようにしてある。

つぎに、第１図を用いて前記実施例の作用を説明す
る。

まず、このクロスバーネットワーク10で、例えば信号
線14と信号線20との交点26に設けられた論理回路23に入
力急速信号24として“0"、入力要求信号25として“1"
が、同時に入力される場合、論理回路23からは接点出力
信号“1"が出力され（第３図の（ｂ）参照）、クロスバ
ースイッチ９がONとなり記憶装置11とマイクロプロセッ
サ17の信号線が接続され、記憶装置11の制御信号がマイ
クロプロセッサ17に伝達され所定の計算が行なわれる。

この交点26が接続された状態で、例えば、信号線14と
信号線21との交点27に設けられた論理回路23に入力急速
信号24として“1"、入力要求信号25として“1"が、同時
に入力されると論理回路23からは、接点出力信号“0"が
出力されクロスバースイッチ９は作動しない（第３図の
（ｄ）参照）。

一方、この交点26が接続された状態で、信号線15と信
号線21との交点30に設けられた論理回路23に入力急速信
号24として“0"、入力要求信号25として“1"が、同時に
入力されると論理回路23からは、接点出力信号“1"が出
力され（第３図の（ｂ）参照）、クロスバースイッチ９
がONとなり記憶装置12とマイクロプロセッサ18の信号線
が接続され、記憶装置12の制御信号がマイクロプロセッ
サ18に伝達され所定の計算が行なわれる。

しかしながら、この交点26が接続された状態では、信
号線15と信号線20との交点29に設けられた論理回路23に
は入力急速信号24として“0"、入力要求信号25としては
“0"が、同時に入力されるため論理回路23からは、接点
出力信号“0"が出力されクロスバースイッチ９は作動し
ないので（第３図の（ａ）参照）、記憶装置12とマイク
ロプロセッサ17の信号線は接続されない。さらにこのと
き、信号線16と信号線20との交点32に設けられた論理回
路23に例えば入力急速信号24として“0"、入力要求信号
25としては“0"が、同時に入力されるため論理回路23か
らは、接点出力信号“0"が出力されクロスバースイッチ
９は作動しないので（第３図の（ａ）参照）、記憶装置
13とマイクロプロセッサ17の信号線も接続されない。

このようにして、信号線14と信号線20の最上方及び最
左方の交点26に設けられた論理回路23に入力した入力急
速信号24と入力要求信号25とは、クロスバーネットワー
ク10の横軸と縦軸のそれぞれの論理回路23に、縦軸の上
方から下方へ、また、横軸の左方から右方へと順次伝達
されそれぞれの条件に適合したクロスバーネットスイッ
チをONにすることができ、高速での演算を可能とする。

即ちその作用は次の各ステップにより行なわれる。

交点26について、マイコン17からのＹ信号＝“1"に
よって交点26の論理回路は第３図（ｂ）となり、スイッ
チ９は閉となる。よってマイコン17と記憶装置11は通信
を行う。

ステップの時の交点29,32について、交点26の論
理回路は＝０となり、交点29,32のスイッチは閉とな
ることはない。

ステップの時の交点27について、マイコン18から
Ｙ信号＝“1"が出ても、＝１となっている交点26の論
理回路の状況から交点27の論理回路は第３図（ｄ）とな
り、スイッチ９は開のままである。

ステップの時の交点30について、マイコン18から
Ｙ信号＝“1"によって交点30の論理回路は第３図（ｂ）
となり、スイッチ９は閉となる。よってマイコン18と記
憶装置12は通信を行う。

このため、ステップ〜の状況で、マイコン19か
らＹ信号＝“1"が出ても、交点28と31ではスイッチ９が
開であり、すでに利用状態にある記憶装置11,12に接続
されることはないのである。

交点33について、交点30の論理回路は＝０によっ
て第３図（ａ）となりスイッチ９は閉となることはな
い。

このため、ステップ〜の状況で、マイコン19か
らＹ信号＝“1"が出ると、交点34においては第３図
（ｂ）となり、スイッチ９は閉となる。よって、マイコ
ン19は利用状態にない記憶装置13と通信を行う。

ここでは、マイクロプロセッサと記憶装置になってい
るが、例えば、縦列に２つのプリンタを設けるとともに
横列には該プリンタに印字命令を出す４つの装置をも受
けてこのクロスバネットワーク構成するとより有効とな
る。すなわち、縦列にはプリンタ等の個別性のないもの
がより適切である。

なお、この発明は２進数方式論理手段に限定されるも
のではなく、他の方式の論理手段によるものにおいても
同様に適用されうるものである。

［発明の効果］以上に説明してきたように、この発明によれば、論理
決定手段は、第１の装置群の接続要求に関する第１の情
報と前記スイッチ手段の開閉状態に関する第２の情報に
基づいてスイッチ手段の開閉状態を決定し、当該決定に
基づいて前記第１及び第２の情報を決定して第１の方向
に隣接する論理決定手段に第１の情報を出力し、第２の
方向に隣接する論理決定手段に第２の情報を出力するよ
うにしたので、第１及び第２の信号線の間を接続するス
イッチ手段の開閉状態を個別に制御することができると
共に、第１の方向に隣接する論理決定手段に第１の情報
を出力し、第２の方向に隣接する論理決定手段に第２の
情報を出力することができるので、縦軸上方から下方
に、横軸左方から右方に向けて伝達された条件に適合し
た交点を接続することができ、この結果、システム全体
としての制御速度が速くなり、さらに、クロスバーネッ
トワーク全体が従来のクロスバーネットワークに比べ
て、各クロスポイントへの専用制御線が無くなったので
簡単な構成とすることができ、装置構成あるいは製造上
の著しい経済性の向上を図ることを期待できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、第２図は、
第１図の回路図に用いる論理回路の原理図、第３図は、
第２図で示した論理回路によるそれぞれの入力・出力の
真理値を表わす図、第４図は、従来のクロスバーネット
ワークの一例を示す回路図、第５図は、従来のクロスバ
ーネットワーク方式による演算制御装置の一例を示すブ
ロック図である。１……通信母線、２……記憶装置３……マイクロプロセッサ４……専用制御線５……クロスバーネットワーク６……入力線、７……出力線８……クロスポイント９……クロスバースイッチ 10……クロスバーネットワーク 11〜13……記憶装置、14〜16……信号線 17〜19……マイクロプロセッサ 20〜22……信号線、23……論理回路 24……入力急速信号、25……入力要求信号 26〜34……信号線の交点

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の装置より構成される第１及び第２の
装置群と、前記第１の装置群に各々接続された第１の信
号線と、前記第２の装置群に各々接続された第２の信号
線と、前記第１及び第２の信号線の間を接続するスイッ
チ手段とを具備するクロスバーネットワーク装置におい
て、前記スイッチ手段の開閉状態を個別に制御する論理決定
手段を該スイッチ手段に対応して設け、前記論理決定手段は、第１の装置群の接続要求に関する第１の情報と前記スイ
ッチ手段の開閉状態に関する第２の情報に基づいてスイ
ッチ手段の開閉状態を決定し、当該決定に基づいて前記
第１及び第２の情報を決定して第１の方向に隣接する論
理決定手段に第１の情報を出力し、第２の出力に隣接す
る論理決定手段に第２の情報を出力することを特徴とす
るクロスバーネットワーク装置。