JP2581450B2 - マルチプロセッサシステム初期化制御装置およびその方法 - Google Patents

マルチプロセッサシステム初期化制御装置およびその方法

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JP2581450B2 JP6119780A JP11978094A JP2581450B2 JP 2581450 B2 JP2581450 B2 JP 2581450B2 JP 6119780 A JP6119780 A JP 6119780A JP 11978094 A JP11978094 A JP 11978094A JP 2581450 B2 JP2581450 B2 JP 2581450B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のプロセッサを有
するマルチプロセッサシステムにおける、プロセッサの
初期化制御装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマルチプロセッサシステムでは、
プロセッサの初期化をするにあたっては、1台づつ順番
に初期化を行う必要があった。たとえば、特開平2−2
60083号公報には、並列処理装置内のプロセッサを
順番に初期化する技術が記載されている。この従来の技
術では、第1番目のプロセッサを初期化した後、第2番
目のプロセッサを初期化し、その後順々に1台づつプロ
セッサの初期化を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
マルチプロセッサシステム内のプロセッサを逐次的に初
期化していくため、初期化すべきプロセッサの台数が増
加するにつれて、初期化にかかる時間が比例して増加し
てしまうという問題がある。
【0004】本発明の目的は、マルチプロセッサシステ
ム内の各プロセッサを高速に初期化することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチプロセッ
サ初期化制御装置は、サービスプロセッサと複数のプロ
セッサの各々をネットワークで結合するマルチプロセッ
サシステムにおけるマルチプロセッサシステム初期化制
御装置であって、前記プロセッサの各々は、自プロセッ
サの識別番号を保持する自プロセッサ番号レジスタと、
前記マルチプロセッサシステムが含むプロセッサ台数N
に対する値M(Nは2のM乗)を保持する構成レジスタ
と、プロセッサ初期化のためのフェーズを計数する初期
化フェーズ計数手段と、前記自プロセッサ番号レジスタ
の値と前記初期化フェーズ計数手段の値とからそのプロ
セッサが次に初期化すべきプロセッサのプロセッサ識別
番号を生成する行先プロセッサ番号生成手段と、前記初
期化フェーズ計数手段の値と前記構成レジスタの値とか
らプロセッサ初期化の終了を検出する初期化終了検出手
段とを含む。
【0006】また、前記プロセッサの各々は、自プロセ
ッサの識別番号を保持する自プロセッサ番号レジスタ
と、前記マルチプロセッサシステムが含むプロセッサ台
数Nに対する値M(Nは2のM乗)を保持する構成レジ
スタと、プロセッサ初期化のためのフェーズを計数する
初期化フェーズ計数手段と、前記自プロセッサ番号レジ
スタの値と前記初期化フェーズ計数手段の値とからその
プロセッサが次に初期化すべきプロセッサのプロセッサ
識別番号を生成する行先プロセッサ番号生成手段と、前
記初期化フェーズ計数手段の値と前記構成レジスタの値
とからプロセッサ初期化の終了を検出する初期化終了検
出手段とを含む。
【0007】 また、前記行先プロセッサ番号生成手段
は、自プロセッサ番号レジスタの値を2進数表示した場
合の特定の桁であって、下から数えた桁数が前記初期化
フェーズ計数手段の示す値に1を足したものであるとこ
の桁を1にした値を生成する。
【0008】また、前記初期化終了検出手段は、前記初
期化フェーズ計数手段の値と前記構成レジスタの値とが
等しくなった場合にはプロセッサの初期化を終了すべき
と判定する。
【0009】さらに、本発明のマルチプロセッサシステ
ム初期化制御方法は、サービスプロセッサと、第0番目
から第N−1番目まで識別番号が付された複数のプロセ
ッサと、の各々をネットワークで結合するマルチプロセ
ッサシステムにおいて、前記サービスプロセッサが前記
第0番目のプロセッサを初期化するステップと、Kの初
期値を1として、前記マルチプロセッサシステムが含む
プロセッサ台数Nに対するM(Nは2のM乗)に等しく
なるまで、1つずつ加算しながら、前記第i(iは0か
ら(2k-1−1)を表す整数)番目のプロセッサが前記
第(2k-1+i)のプロセッサを初期化するステップと
を含む。
【0010】
【実施例】次に本願発明のマルチプロセッサシステム初
期化制御装置の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
【0011】図1を参照すると、本発明の対象であるマ
ルチプロセッサシステムの一例は、N台のプロセッサ1
01〜10Nとサービスプロセッサ200の各々の相互
間をネットワーク300で結合する構成を有している。
【0012】プロセッサ101〜10Nの各々は、演算
部、制御部および記憶部等を含んで構成される。図1に
示すように、プロセッサ101にはプロセッサ番号とし
て#0が付されており、以下プロセッサ101をP#0
と表すことがある。他のプロセッサ102〜10Nにつ
いても同様に、P#1〜P#(N-1)と表すことがある。
また、プロセッサ数Nは2のM乗、すなわち、
【0013】
【数1】 N=2
【0014】と表現されるものとする。
【0015】サービスプロセッサ200は、マルチプロ
セッサシステム内の保守ならびに診断を行うプロセッサ
であり、本発明の対象とする初期化を起動する役割を有
している。
【0016】ネットワーク300は、(N+1)×(N+1)の相
互結合網であり、たとえば、クロスバ結合網、多段接続
網またはトリー型網等により構成される。
【0017】図2を参照すると、本発明のプロセッサ1
01〜10Nおよびサービスプロセッサ200間でやり
とりされる通信パケットの一例は、その通信パケットの
行先プロセッサの番号を示す行先プロセッサ番号191
と、その通信パケットを送り出したプロセッサの番号を
示す送元プロセッサ番号192と、送元プロセッサから
行先プロセッサへの命令を示す通信コマンド193と、
後述する初期化のためのカウントを示す初期化フェーズ
カウント194とを含んでいる。
【0018】行先プロセッサ番号191は、ネットワー
ク300において通信パケットをスイッチングするため
に使用される。
【0019】送元プロセッサ番号192は、送り元のプ
ロセッサにより付与される。
【0020】通信コマンド193は、送元プロセッサか
ら行先プロセッサへの命令をコード化しており、そのコ
ードには本発明が対象とする「初期化コマンド」を含ん
でいる。
【0021】初期化フェーズカウント194は、プロセ
ッサの初期化を行うフェーズを示す。たとえば、サービ
スプロセッサがプロセッサ#0を初期化するフェーズを
第0フェーズ、プロセッサ#0がプロセッサ#1を初期
化するフェーズを第1フェーズ、プロセッサ#0がプロ
セッサ#2を初期化し、プロセッサ#1がプロセッサ#
3を初期化するフェーズを第2フェーズという。このカ
ウント値をKで表すことにすると、上記の例ではKの値
が0→1→2のように遷移する。
【0022】図3を参照すると、プロセッサ内の初期化
制御回路は、そのプロセッサのプロセッサ番号を記憶す
る自プロセッサ番号レジスタ121と、システム構成を
記憶する構成レジスタ122と、プロセッサ初期化のフ
ェーズを計数する初期化フェーズカウンタ133と、受
信した通信パケットが有効か否かを保持するバリッドレ
ジスタ134と、受信した通信パケットのコマンド部分
を保持するコマンドレジスタ135と、自プロセッサ番
号と初期化フェーズカウントとからそのプロセッサが次
に初期化すべきプロセッサの番号を生成する行先プロセ
ッサ番号生成回路141と、初期化フェーズカウンタ1
33の出力に1を加算する加算器142と、初期化フェ
ーズカウンタ133の値が所定数に達したかを判断する
比較器143と、受信した通信パケットが初期化コマン
ドを含んでいるか否かを解読するデコーダ144とを含
んでいる。
【0023】信号線110、113および114は、初
期化を指示する上位のプロセッサからの信号線であり、
信号線150、151、152、153および154
は、次に初期化を指示するプロセッサへの信号線であ
る。信号線110には、上位のプロセッサからのバリッ
ド信号、すなわち受け取った通信パケットが有効である
ことを示す信号が含まれる。信号線113には、通信パ
ケット中の通信コマンドが含まれる。信号線114に
は、通信パケット中の初期化フェーズカウントが含まれ
る。信号線150には、次に初期化を指示するプロセッ
サへのバリッド信号、すなわち送出すべき通信パケット
が有効であることを示す信号が含まれる。信号線151
には、送信すべき通信パケット中の行先プロセッサ番号
191が含まれる。信号線152には、送信すべき通信
パケット中の送元プロセッサ番号192が含まれる。信
号線153には、送信すべき通信パケット中の通信コマ
ンド193が含まれる。信号線154には、送信すべき
通信パケット中の初期化フェーズカウント194が含ま
れる。また、信号線160には、自プロセッサ内の(図
示しない)初期化回路への初期化すべき旨の信号が含ま
れる。
【0024】自プロセッサ番号レジスタ121は、自分
のプロセッサ番号を記憶して、次のプロセッサを初期化
する際にその通信パケットにその番号を付与するために
使用される。この値は、初期化以前に、すべてのプロセ
ッサにおいて、シフトパスなどを使用して設定される。
なお、このプロセッサ番号は、一定時間内に送り先のプ
ロセッサからリプライを返すために使用される。これに
より、送り側プロセッサが一定時間内にリプライを受け
取らなかった場合には、送先プロセッサにおいて障害等
が発生したことを認識することができる。
【0025】構成レジスタ122は、マルチプロセッサ
システムを構成するプロセッサの台数を記憶する。さら
に厳密にいえば、上述のようにプロセッサ台数が2のM
乗により表現される場合におけるMを記憶する。この値
は、初期化以前に、すべてのプロセッサにおいて、シフ
トパスなどを使用して設定される。
【0026】バリッドレジスタ134は、有効な通信パ
ケットを受け取るとアクティブになる。このアクティブ
な状態は、比較器143の出力がK<Mの関係を示さな
くなるまで、すなわちK=Mとなるまで続く。
【0027】初期化フェーズカウンタ133は、上述の
プロセッサ初期化のフェーズを計数する。すなわち、有
効な通信パケットを受け取ると、セレクタ131により
通信パケットの初期化フェーズカウント194の値がセ
ットされ、それ以降プロセッサの初期化段階が進むにつ
れて加算器142によってカウントアップされる。
【0028】コマンドレジスタ135は、受信した通信
パケットのコマンド部分を保持する。この値は、デコー
ダ144により初期化コマンドであるか否かを解読され
るとともに、次のプロセッサを初期化するためにも使用
される。なお、このコマンド部分の保持は、比較器14
3の出力がK<Mの関係を示さなくなるまで、すなわち
K=Mとなるまで続く。
【0029】比較器143は、次のプロセッサを初期す
べきか否かの判断として、所定数の初期化が既になされ
たか否かを判断する。具体的には、構成レジスタ122
の値Mと初期化フェーズカウンタ133の値Kとを比較
して、K<Mの関係にあれば、次のプロセッサを初期化
すべきと判断する。
【0030】論理積回路145は、デコーダ144で初
期化コマンドを受信した際、バリッドレジスタ134が
有効状態であって、かつ、比較器143がK<Mを示し
ている時に出力信号線150をアクティブにし、次段の
プロセッサに対して次の通信パケットが有効である旨を
知らせる。
【0031】論理積回路146は、デコーダ144で初
期化コマンドを受信した際、バリッドレジスタ134が
有効状態である時に出力信号線160をアクティブに
し、本プロセッサを初期化すべき旨を(図示しない)初
期化回路に伝える。
【0032】行先プロセッサ番号生成回路141は、自
プロセッサ番号レジスタ121の自プロセッサ番号Iと
初期化フェーズカウンタ133の初期化フェーズカウン
トKに1加算した値KKとから、次に初期化すべきプロ
セッサの番号を以下のようにして生成する。自プロセッ
サ番号Iを2進数で表現した場合、下から第KK桁目は
必ず0になっている。行先プロセッサ番号生成回路14
1は、この下から第KK桁目を1にした値を出力する。
たとえば、フェーズ4において、プロセッサ#3(001
1)はプロセッサ#11(1011)を初期化する。したが
って、フェーズ3においては、次のフェーズであるフェ
ーズ4の準備のために信号線151から11(2進数10
11)を出力する。
【0033】次に本発明のマルチプロセッサシステム初
期化制御装置における動作について説明する。
【0034】図4を参照すると、まず、サービスプロセ
ッサ200がプロセッサ#0を初期化する(ステップ4
01)。この際、サービスプロセッサから出力される通
信パケットは、行先プロセッサ番号191として#0
を、通信コマンドとして初期化コマンドの旨を、初期化
フェーズカウント194としてK=0をそれぞれ示して
いる。そして、プロセッサ#0では初期化が行われ、加
算器142により次の初期化フェーズカウントが1にな
る(ステップ402)。また、次に初期化されるべきプ
ロセッサとしてプロセッサ#1が指定される。これによ
り、プロセッサ#0から出力される通信パケットは、行
先プロセッサ番号191として#1を、通信コマンドと
して初期化コマンドの旨を、初期化フェーズカウント1
94としてK=1をそれぞれ示すことになる。
【0035】フェーズ1において、プロセッサ#0から
の指示によりプロセッサ#1が初期化される(ステップ
403)。そして、プロセッサ#0とプロセッサ#1の
各々において、初期化フェーズカウンタが加算器142
によりカウントアップして2になる(ステップ40
4)。また、次に初期化されるべきプロセッサとして、
プロセッサ#0においてはプロセッサ#2が、プロセッ
サ#1においてはプロセッサ#3が、それぞれ指定され
る。これにより、プロセッサ#0から出力される通信パ
ケットは、行先プロセッサ番号191として#2を、初
期化フェーズカウント194としてK=2をそれぞれ示
し、また、プロセッサ#1から出力される通信パケット
は、行先プロセッサ番号191として#3を、初期化フ
ェーズカウント194としてK=2をそれぞれ示すこと
になる。このようにして、初期化フェーズを経ることに
より、プロセッサの初期化が行われていく。
【0036】図5を参照すると、各フェーズにおけるプ
ロセッサ初期化の態様が示されている。すなわち、フェ
ーズ0でサービスプロセッサからの指示によりプロセッ
サ#0が初期化され、フェーズ1でプロセッサ#0から
の指示によりプロセッサ#1が初期化される。また、フ
ェーズ2では、プロセッサ#0からの指示によりプロセ
ッサ#2が初期化され、プロセッサ#1からの指示によ
りプロセッサ#3が初期化される。また、フェーズ3で
は、プロセッサ#0からの指示によりプロセッサ#4が
初期化され、プロセッサ#1からの指示によりプロセッ
サ#5が初期化され、プロセッサ#2からの指示により
プロセッサ#6が初期化され、プロセッサ#3からの指
示によりプロセッサ#7が初期化される。このようにし
て、フェーズKにおいては、
【0037】
【数2】 P#(2X−1+i) (i=0〜2X−1−1)
【0038】が初期化されて、システム内の全プロセッ
サが初期化されるまでトリー状に初期化が行われてい
く。
【0039】図3および図4を参照すると、初期化フェ
ーズカウンタ133の値Kと構成レジスタ122の値M
とが比較器143により比較され、論理積回路145に
より論理積がとられている。したがって、ここでK≧M
が成り立つ場合には、加算器142により次のKの値が
Mを超えることになるため、次のプロセッサの初期化は
不要であることが検出できる(ステップ405)。上述
の条件が成立すると、信号線150はノンアクティブと
なり、次段のプロセッサの初期化指示が抑制される。
【0040】このように、本発明の一実施例であるマル
チプロセッサシステム初期化制御装置によれば、各プロ
セッサ内の行先プロセッサ番号生成回路141により生
成されたプロセッサ番号が示すプロセッサに対してプロ
セッサ初期化指示をしていくことにより、マルチプロセ
ッサシステム内のプロセッサ101〜10Nを高速に初
期化していくことができる。
【0041】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よると、マルチプロセッサシステム内のプロセッサをト
リー状に初期化していくことにより、マルチプロセッサ
システムの初期化を高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の初期化制御装置の対象となるマルチプ
ロセッサシステムの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例のマルチプロセッサシステム
初期化制御装置における通信パケットの一例を示す図で
ある。
【図3】本発明の一実施例における初期化制御回路の構
成を示す図である。
【図4】本発明の一実施例のマルチプロセッサシステム
初期化制御方法の手順を示す図である。
【図5】本発明の一実施例のマルチプロセッサシステム
初期化制御方法による初期化の態様の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
101〜10N プロセッサ 121 自プロセッサ番号レジスタ 122 構成レジスタ 133 初期化フェーズカウンタ 134 バリッドレジスタ 135 コマンドレジスタ 141 行先プロセッサ番号生成回路 142 加算器 143 比較器 144 デコーダ 200 サービスプロセッサ 300 ネットワーク

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サービスプロセッサと複数のプロセッサ
    の各々をネットワークで結合するマルチプロセッサシス
    テムにおけるマルチプロセッサシステム初期化制御装置
    であって、前記プロセッサの各々は、 自プロセッサの識別番号を保持する自プロセッサ番号レ
    ジスタと、 前記マルチプロセッサシステムが含むプロセッサ台数N
    に対する値M(Nは2のM乗)を保持する構成レジスタ
    と、 プロセッサ初期化のためのフェーズを計数する初期化フ
    ェーズ計数手段と、 前記自プロセッサ番号レジスタの値と前記初期化フェー
    ズ計数手段の値とからそのプロセッサが次に初期化すべ
    きプロセッサのプロセッサ識別番号を生成する行先プロ
    セッサ番号生成手段と、 前記初期化フェーズ計数手段の値と前記構成レジスタの
    値とからプロセッサ初期化の終了を検出する初期化終了
    検出手段とを含むことを特徴とするマルチプロセッサシ
    ステム初期化制御装置。
  2. 【請求項2】 前記行先プロセッサ番号生成手段は、自
    プロセッサ番号レジスタの値を2進数表示した場合の特
    定の桁であって、下から数えた桁数が前記初期化フェー
    ズ計数手段の示す値に1を足したものであるところの桁
    を1にした値を生成することを特徴とする請求項2記載
    のマルチプロセッサシステム初期化制御装置。
  3. 【請求項3】 前記初期化終了検出手段は、前記初期化
    フェーズ計数手段の値と前記構成レジスタの値とが等し
    くなった場合にはプロセッサの初期化を終了すべきと判
    定することを特徴とする請求項3記載のマルチプロセッ
    サシステム初期化制御装置。
  4. 【請求項4】 サービスプロセッサと、第0番目から第
    N−1番目まで識別番号が付された複数のプロセッサ
    と、の各々をネットワークで結合するマルチプロセッサ
    システムにおいて、 前記サービスプロセッサが前記第0番目のプロセッサを
    初期化するステップと、 Kの初期値を1として、前記マルチプロセッサシステム
    が含むプロセッサ台数 Nに対するM(Nは2のM乗)に
    等しくなるまで、1つずつ加算しながら、前記第i(i
    は0から(2 k−1 −1)を表す整数)番目のプロセッ
    サが前記第(2 k−1 +i)のプロセッサを初期化する
    ステップとを含むことを特徴とするマルチプロセッサシ
    ステム初期化制御方法。
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