JP2853655B2 - 演算装置間同期方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は演算装置間同期方式
に係り、特にネットワークで接続された複数個の演算装
置間のうちの任意の演算装置間での同期方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来はネットワークで接続されたシステ
ムを構成するすべての演算装置、若しくは、ネットワー
クの形状によって定まる、ある演算装置のグループ間で
の同期処理のみをハードウェアでサポートしていた。

【０００３】例えば、特開平４−２３６６５７号公報で
は、複数の演算装置（プロセッサ）をいくつかのサブグ
ループに分割し、それらを木構造状に接続し、サブグル
ープ単位、システム全体での同期をとる手法が記載され
ている。

【０００４】また、特開平２−９０３５７号公報でも、
プロセッサを木構造に接続し、構造に応じた範囲内での
高速な同期を行う手法が記載されている。特開平２−１
１０７４２号公報では、アンドゲートを用いて全プロセ
ッサ間の高速な同期をとる手法が記載されている。

【０００５】また、特開平１−２４１６６２号公報で
は、最上位のプロセッサが特定の同期ポイント識別子付
きの同期ポイント到達信号の出力を検出した場合、同期
ポイント識別子付きの待機解除信号を下位の全プロセッ
サに放送することにより、複数の同期ポイントに対する
プロセッサ間同期を可能とする、放送機能を用いた全プ
ロセッサ間での高速な同期手法が記載されている。更
に、特開昭和６２−２３２０６５号公報には、プロセッ
サを群にわけ、それらの接続にオープンコレクタを用い
て、群間での同期を行う手法が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の演算装置間同期方式はいずれも特定のプロセッサ（演
算装置）間の同期方式であり、任意の演算装置間での同
期を高速に行えないという問題がある。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
多段網によって接続された複数の演算装置間のうちの任
意の演算装置間での高速な同期を実現し得る演算装置間
同期方式を提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明の他の目的は、各演算装置が
高々１回の同期パケットを送信するだけで同期処理が完
了する演算装置間同期方式を提供することにある。

【０００９】

【 課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を
達成するため、同期番号を持つ同期パケットの送受信手
段と、受信した同期パケットの取捨選択手段を少なくと
も有する複数の演算装置と、それぞれＮ個の入力ポート
とＭ個の出力ポートを有するＫ段のクロスバースイッチ
からなり（Ｎ，Ｍ，Ｋは２以上の整数）、初段のクロス
バースイッチの各入力ポートは複数の演算装置に接続さ
れ、最終段のクロスバースイッチは複数の演算装置のう
ち指示された演算装置へパケットを出力する多段網とを
備え、複数の演算装置はＫ段のクロスバースイッチのど
のクロスバースイッチを経由して伝送するかを指定する
情報を含む同期パケットを発行すると共に、受信した同
期パケットをその値から取捨選択手段により取捨選択
し、多段網内のＫ段のクロスバースイッチは、それぞれ
テーブルを有し、入力された同期パケットの同期番号の
値からテーブルを参照し、その参照値からテーブルの値
を更新し、更新後の値から入力された同期パケットの廃
棄又は次段への出力を行う構成としたものである。

【００１０】本発明では、多段網により接続された複数
の演算装置を結合した並列コンピュータにおいて、多段
網を構成する各クロスバースイッチで同期処理を行う。
各演算装置は、同期処理において、同期パケットを発行
し、同期パケットが受信されることによって同期が成立
したことを知るものとする。

【００１１】多段網を構成するクロスバースイッチはＮ
個の入力ポート、Ｍ個の出力ポートを持つ。各同期パケ
ットは、各クロスバースイッチにおいてＮ個の入力ポー
トのうちのどの入力間で同期処理を行うか、および同期
が成立した場合にＭ個の出力ポートのうちのどの出力ポ
ートに同期パケットの出力を行うかが指定されている。
また、各同期パケットには同期番号が指定されており、
各クロスバースイッチでは同じ番号を持つパケット間で
のみ同期処理が行われる。このために各クロスバースイ
ッチは同期番号の個数に対応するサイズのテーブルを持
っている。

【００１２】あるスイッチのＮ個の入力ポートのうちＪ
個の入力ポート間で同期処理を行う場合を考える。Ｊ個
の入力ポートから到着する同期パケットは同じ同期番号
を持っていなければならない。Ｊ個の入力ポートのうち
最初にスイッチに到着したパケットの処理において、あ
とどの入力ポートから同期パケットが到着するかがテー
ブルに設定される。このための情報は同期パケット中に
指定されている。この同期パケットは、このスイッチに
おいて廃棄される。

【００１３】それ以降、同じ同期番号を持つ同期パケッ
トがＪ個の入力ポートのいずれかから到着するごとに、
テーブルの値が変更（更新）される。これらの同期パケ
ットもこのスイッチにおいて廃棄される。最後の同期パ
ケットが到着し、テーブルの値を更新すると、Ｊ個の入
力ポートのすべてから同期パケットが到着したことが分
かるので、スイッチは、このパケットをパケット中で指
定されたＬ個の出力ポート(Ｍ出力中の任意のＬ個）に
複製し出力する。この処理を多段網の各段で繰り返すこ
とによってネットワークによって同期処理が実現され
る。

【００１４】同期パケットを発行する演算装置にも同期
番号の個数に対応するサイズのテーブルを持っている。
各演算装置は、同期パケットの発行時に、このテーブル
の同期番号に対応する位置の値をセットする。この同期
パケットによって多段網を構成するスイッチ上で上記の
ように同期処理が行われ、その同期処理に関連する演算
装置に同期パケットが到着する。

【００１５】同期パケット中の同期処理の対象となる入
力ポート、同期パケットを複製し出力する出力ポートの
指定によっては、同期処理に参加していない（同期パケ
ットを発行していない）演算装置にも同期パケットが到
着することがある。演算装置は、同期パケットが到着す
ると、テーブルの同期番号に対応する位置の値を参照
し、セットされていれば同期パケットとして受け取りテ
ーブルの値をリセットする。テーブルの値がセットされ
ていない場合は、到着した同期パケットを廃棄する。

【００１６】このように、本発明では、多段網を構成す
る各クロスバースイッチにおいて、到着した同期パケッ
トの同期番号を指定することで、クロスバースイッチに
おいて同期パケットの待ち合わせ及び複製を行うことが
できる。また、本発明では、各演算装置が自分が発行し
ていない同期番号を持つ同期パケットを取捨選択手段に
より廃棄する。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明方式の一実施の形態の全体
構成図を示す。４つの演算装置（演算装置１１，１２，
１３，１４）が多段網１５によって接続されている。多
段網１５は、それぞれ入力ポートが２個（Ｎ＝２）、出
力ポートが２個（Ｍ＝２）の４つのクロスバースイッチ
１６，１７，１８，１９によって２段（Ｋ＝２）のスイ
ッチ構成とされている。図１において、多段網１５から
の出力であるデータ線１００，１０１，１０２，１０３
は、それぞれ演算装置１１，１２，１３，１４の入力ポ
ート（ＩＮ）に接続されているものとする。

【００１９】図２は演算装置間で送受信されるパケット
のフォーマットの一例を示す。パケットは、ヘッダー２
１とデータフィールド２２とからなり、演算装置間での
データ転送に用いられるものと、演算装置間での同期処
理に用いられるものがあり、図２中の「ＴＹＰＥ」の値
によって区別される。

【００２０】ヘッダー２１中の値Ｔ１，Ｔ２，．．．，
Ｔｎは、多段網１５を構成する各クロスバースイッチの
各段でのルーティングに用いられる。例えば、図１にお
ける１段目のスイッチ１６，１７ではＴ１の値を用いて
２つの出力ポートＯ１、Ｏ２のうちどちらに出力するか
を決める。２段目のスイッチ１８，１９は、Ｔ２の値を
用いてどちらの出力ポートに出力するかを決める。同様
に、多段網内のｋ段目のスイッチは、Ｔｋの値を用いて
どの出力ポートに出力するかを決定する。また、各段で
は、複数の出力ポートに同時に出力することが可能であ
り、この指定もＴ１，Ｔ２，．．．，Ｔｎによって行わ
れる。

【００２１】図２に示すヘッダー２１中の「ＳＩＤ」は
同期処理を行う場合の同期番号を指定するフィールドで
ある。同じ同期番号をもつパケット間で同期処理が行わ
れる。ヘッダー２１中の値Ｆ１，Ｆ２，．．．，Ｆｎ
は、各段のスイッチで同期処理を行う場合に、どの入力
ポートから来たパケット間で同期をとるかを指定するの
に用いる。例えば、図１における１段目のスイッチ１
６，１７はＦ１の値を用いて２つの入力ポートＩｌ，Ｉ
２から到着するパケット間での同期処理を行うか、行わ
ないかを指定する。

【００２２】図３は図１の演算装置１１の一例の構成図
を示す。同図において、演算装置１１は、ＦＩＦＯ３
０、３１、演算部３２、制御装置３３及びテーブル３４
から構成されている。演算部３２は演算を行う部分であ
り、ここからＦＩＦＯ３１に対してパケットの送信が行
われる。パケットは一度ＦＩＦＯ３１に入力された後、
ネットワークに出力される。ネットワークから送られて
きたパケットは、ＦＩＦＯ３０に受信され、演算部３２
に渡される。制御装置３３は演算部３２と情報を交換し
ながら、送信／受信の制御を行う。テーブル３４は、同
期を行う場合に用いる。図１の他の演算装置１２〜１４
も図３と同様の構成とされている。

【００２３】図４は図１中のクロスバースイッチ１６の
一例の構成図を示す。クロスバースイッチ１６は、ＦＩ
ＦＯ４１、４２、バッファ４３〜４６、制御装置４７及
びテーブル４８から構成されている。クロスバースイッ
チ１６に送られてきたパケットは、まず、ＦＩＦＯ４１
もしくはＦＩＦＯ４２に入力される。制御装置４７は、
ＦＩＦＯ４１又は４２中のパケットのヘッダーの値Ｔ
１，Ｔ２，．．．，Ｔｎを参照して、どの出力ポートＯ
１，Ｏ２にパケットを送出するかを決める。どの出力ポ
ートに送り出すかは制御装置４７の出力によりバッファ
４３〜４６を選択的にオン／オフすることによって行
う。

【００２４】例えば、データ線１０４からＦＩＦＯ４１
に送られてきたパケットを、出力ポートＯ２（データ線
１０７）に出力する場合には、バッファ４５をオンし、
かつ、バッファ４６をオフとする。また、ＦＩＦＯ４１
に送られてきたパケットを両方の出力ポートＯ１，Ｏ２
（データ線１０６，１０７）に送り出す場合には、バッ
ファ４３及び４５の両方をオンにし、バッファ４４及び
４６をオフにする。テーブル４８は、同期処理を行うた
めに用いる。図１の他のクロスバースイッチ１７〜１９
も図４と全く同じ構成とされている。

【００２５】図５は図１中のクロスバースイッチ１６の
他の例の構成図を示す。図５において、クロスバースイ
ッチ１６はＦＩＦＯ１２１〜１２４と、セレクタ１２５
及び１２６と、制御装置１２７及び１２８と、テーブル
１２９及び１３０とから構成されている。図５におい
て、入力ポートＩ１から到着したパケットは、まず、Ｆ
ＩＦＯ１２１，１２３の両方に入力される。制御装置１
２７，１２８は、パケットのヘッダー中の値（ｋ段目の
スイッチはＴｋの値）を参照して、パケットの出力先が
出力ポートＯ１である場合には、ＦＩＦＯ１２１に到着
したパケットが有効となり、セレタク１２５によりＦＩ
ＦＯ１２１が選択され出力ポートＯ１に出力される。Ｆ
ＩＦＯ１２３に到着したパケットは廃棄される。パケッ
トの出力先が出力ポートＯ２である場合には、ＦＩＦＯ
１２１に到着したパケットは廃棄され、ＦＩＦＯ１２３
に到着したパケットのみが有効となり、セレクタ１２６
によってＦＩＦＯ１２３が選択され出力ポートＯ２に出
力される。

【００２６】同様に、入力ポートＩ２から到着したパケ
ットは、まず、ＦＩＦＯ１２２，１２４の両方に入力さ
れる。ついで制御装置１２７，１２８は、パケットのヘ
ッダー中の値（ｋ段目のスイッチはＴｋの値)を参照し
て、パケットの出力先が出力ポートＯ１である場合に
は、ＦＩＦＯ１２２に到着したパケットが有効となり、
セレクタ１２５によって選択され、出力ポートＯ２に出
力される。ＦＩＦＯ１２４に到着したパケットは廃棄さ
れる。出力先が出力ポートＯ２である場合には、ＦＩＦ
Ｏ１２２に到着したデータは廃棄され、ＦＩＦＯ１２４
に到着したデータが、セレクタ１２６で選択され、出力
ポー卜Ｏ２に送り出される。テーブル１２７，１２８は
同期処理に用いられる。

【００２７】次に、データ転送用のパケットがどのよう
に送信されるかについて説明する。図１において、演算
装置１１から演算装置１３にデータを送信するものとす
る。

【００２８】演算装置１１から送信されたパケットは、
データ線１０４によって、クロスバースイッチ１６に送
られる。図４に示した例では、パケットは、まずＦＩＦ
Ｏ４１に入力される。制御装置４７は、ＦＩＦＯ４１中
のパケットのヘッダー中の値Ｔ１を参照して、この値に
よって、どの出力ポートＯ１，Ｏ２（データ線１０６，
１０７）にパケットを送り出すかを決める。この場合
は、出力ポートＯ２（データ線１０７）にパケットを送
り出す。このために制御装置４７は、バッファ４５をオ
ン状態にし、バッファ４３及び４６をオフ状態にする。

【００２９】一方、クロスバースイッチ１６が図５に示
した構成の場合は、まず、パケットは、クロスバースイ
ッチ１６中のＦＩＦＯ１２１，１２３に入力される。制
御装置１２７、１２８は、ヘッダー中の値Ｔ１を参照
し、出力先が出力ポートＯ２(データ線１０７）である
ことを知る。制御装置１２８は、ＦＩＦＯ１２３に到着
したパケットを、セレクタ１２６で選択し、出力ポート
Ｏ２（データ線１０７）に送り出す。これに対し、制御
装置１２７は、ＦＩＦＯ１２１に到着したパケットを廃
棄する。

【００３０】クロスバースイッチ１９は、クロスバース
イッチ１６と同様にしてパケットをデータ線１０２経由
で、演算装置１３に送り届ける。但し、クロスバースイ
ッチ１９中の制御装置は、パケットヘッダー中の値Ｔ２
を参照して、出力先ポートを決定する。図１の演算装置
１３は、パケットを受信すると図３の演算部３２に相当
する演算部にパケット中のデータを渡す。

【００３１】このようにネットワーク中の初段スイッチ
（図１では、クロスバースイッチ１６，１７）は、パケ
ットヘッダー中の値Ｔ１を参照して、どの出力ポートに
パケットを送り出すかを決定し、２段目（図１では、ク
ロスバースイッチ１８，１０）は、Ｔ２の値を参照し
て、どの出力ポートにパケットを送出するかを決定す
る。ネットワークの段数がより多い場合には、ｋ段目の
スイッチは、パケットヘッダー中の値Ｔｋの値によって
どの出力ポートにパケットを送り出すかを決定する。

【００３２】次に、あるプロセッサから複数のプロセッ
サにデータ転送を行う手順について説明する。図１の演
算装置１１から演算装置１１，１２，１３，１４に同じ
内容のパケットを送るとする。

【００３３】演算装置１１から送り出されたパケット
は、まずクロスバースイッチ１６に送られる。図４に示
した例では、このパケットは、まずクロスバースイッチ
１６中のＦＩＦＯ４１に入力される。次いで、制御装置
４７がＦＩＦＯ４１中のパケットヘッダーの値Ｔ１を参
照する。この値から両方の出力ポートに出力しなければ
ならないことが分かるので、ドライバー４３，４５をオ
ン状態とし、ドライバー４４，４６をオフ状態とする。
こうして、ＦＩＦＯ４１に入力されたデータが出力ポー
トＯ１（データ線１０６），出力ポートＯ２（データ線
１０７）の両方に出力される。

【００３４】一方、クロスバースイッチ１６が図５に示
した例の場合は、演算装置１１から送られてきたパケッ
トは、ＦＩＦＯ１２１と１２３にそれぞれ入力される。
制御装置１２７，１２８はＦＩＦＯ１２１と１２３から
のパケットヘッダー中の値Ｔ１を参照する。この値から
両方の出力ポートに出力しなければならないことが分か
るので、制御装置１２７，１２８ともパケットを廃棄し
ない。このため、ＦＩＦＯ１２１に到着したパケット
は、セレクタ１２５を経由して、出力ポートＯ１（デー
タ線１０６）に、ＦＩＦＯ１２３に到着したパケット
は、セレクタ１２６を経由して、出力ポートＯ２（デー
タ線１０７）に送り出される。

【００３５】この結果、パケットは、データ線１０６を
介して図１のクロスバースイッチ１８に、データ線１０
７を介して図１のクロスバースイッチ１９に送られる。
クロスバースイッチ１８，１９ではクロスバースイッチ
１６と同様の処理を行うことにより、パケットは、デー
タ線１００，１０１，１０２，１０３を介して演算装置
１１，１２，１３，１４に送られる。

【００３６】次に、演算装置１１，１２，１３，１４間
で同期処理を行う場合について説明する。演算装置１
１，１２，１３，１４は、それぞれ同期パケットを送出
する。パケットが同期パケットであることはパケットヘ
ッダー中のＴＹＰＥの値によって示される。各同期パケ
ットには、同期番号として、同一の同期番号ＳがＳＩＤ
として、各演算装置１１，１２，１３，１４の演算部に
よって割り振られる。

【００３７】まず、演算装置１１では、この同期パケッ
トを送る際に、制御装置３３によって、テーブル３４中
の同期番号Ｓに対応する位置の値がセットされる。テー
ブル３４の値は予めリセットされているものとする。同
期パケットを送信しようとした場合に、既にテーブル３
４中の同期番号Ｓに対応する位置の値がセットされてい
た場合には、制御装置３３によって例外処理等の何らか
の処置が行われる。

【００３８】演算装置１１が同期パケットを受信する
と、制御装置３３はパケットヘッダー中の同期番号Ｓを
参照し、同期番号Ｓに対応するテーブル３４中の値を参
照する。この値がセットされていた場合には、パケット
受信の処理を行う。テーブル３４中の値がセットされて
いなかった場合には、その演算装置は同期パケットを発
行していない（同期処理に参加していない）から制御装
置３３は到着した同期パケットを廃棄する。

【００３９】次に、クロスバースイッチ１６で行われる
処理を図４に示した例について説明する。まず、演算装
置１１からＦＩＦＯ４１に到着したパケットが制御装置
４７によって処理されるものとする。同期パケットがＦ
ＩＦＯ４１に到着すると、制御装置４７はパケットヘッ
ダー中の値Ｆ１を参照する。Ｆ１にはどの入力ポートか
ら到着する同期パケットと同期処理を行うかが指定され
ている。

【００４０】どのポートからの同期パケットとも同期処
理を行うよう指定されていない場合には、通常のパケッ
トと同様にパケットヘッダー中の値Ｔ１によって指定さ
れた出力ポートに対して出力を行う。同期処理を行うよ
う指定されていた場合には、パケットヘッダー中の同期
番号Ｓを参照し、テーブル４８中の同期番号Ｓに対応す
る値を参照する。

【００４１】テーブル４８は、入力ポートの数と同じ２
ビット幅であるものとする。この値が”００”ならば制
御装置４７は、パケットヘッダー中の値Ｆ１によって指
定された入力ポートに対応する位置のビットをセットす
る。但し、自分自身の到着したポート番号に対応するビ
ットはリセットする。この場合には、Ｆ１として”１
１”が指定されており、入力ポートＩ１に到着した同期
パケットの処理なので、テーブル４８中の同期番号Ｓに
対応する２ビットの値の１ビット目をリセットし、値”
０１”をテーブル４８に書き込む（更新する）。また、
ＦＩＦＯ４１に到着したこの同期パケットは、テーブル
４８中の同期番号Ｓに対応する更新前の値が”００”で
あるので廃棄される。

【００４２】一般に入力ポートがＬ個ある場合には、同
期パケットの到着が待たれる入力ポートに対応する位置
のビットを”１”にセットし、同期処理とは関係のない
ポートに対応する位置のビットを”０”にする。このビ
ットをどうセットするかはパケットヘッダー中のＦ１の
値によって指定される。

【００４３】また、テーブル４８の幅をｌｏｇＬビット
にすることもできる。この場合には、どの入力ポートか
らの同期パケットの到着が待たれるのかを指定するので
はなく、同期成立に必要なパケットの個数−１をセット
する。この値もパケットヘッダー中の値Ｆ１によって指
定される。この場合には、２入力であり、あと１個の同
期パケットの到着が必要であるため、テーブル４８のビ
ット幅は１であり、値は”１”がセットされる。

【００４４】次に、ＦＩＦＯ４２に演算装置１２からの
同期パケットが到着したとする。制御装置４７は、同期
パケットが到着すると、パケットヘッダー中の同期番号
Ｓを参照し、テーブル４８中の同期番号Ｓに対応する値
を参照する。この値が”００”でない場合には、入力位
置に応じたビットを”０”にリセットする。この場合に
は入力ポートＩ２からＦＩＦＯ４２に到着した同期パケ
ットの処理であるので、テーブル４８中の同期番号Ｓに
対応する位置の値の、入力位置に応じた２ビット目を”
０”に更新する。

【００４５】制御装置４７はこのテーブル４８の更新後
の結果が”００”でなければ、ＦＩＦＯ４２に到着した
同期パケットが同期処理する最後の同期パケットでない
ので、その到着同期パケットを廃棄する。テーブル更新
後の結果が”００”となった場合には、ＦＩＦＯ４２に
到着したパケットが２個の入力ポートのすべてから同期
パケットが到着したことを示しているので、その同期パ
ケットのパケットヘッダー中の送信先の値Ｔ１を参照
し、パケットの出力を行う。

【００４６】この場合には、パケットヘッダー中の値Ｔ
１によって出力ポートＯ１，Ｏ２の両方に出力するよう
に指定されているため、バッファ４４，４６がそれぞれ
オン状態、ドライバー４３，２４５がそれぞれオフ状態
に制御され、出力ポートＯ１，Ｏ２に同期パケットが出
力され、クロスバースイッチ１８，１９に送られる。

【００４７】テーブル４８がｌｏｇＬビット幅の場合
（この場合には１ビット）には、ＦＩＦＯ４２に同期パ
ケットが到着すると、制御装置４７は、パケットヘッダ
ー中の同期番号Ｓを参照し、テーブル４８中の同期番号
Ｓに対応する値を”１”減らす。この値が”０”でなけ
ればパケットを廃棄する。この値が”０”となった場合
には、パケットヘッダー中の送信先の値Ｔ１を参照し、
上記と同様にパケットヘッダーによって指定された出力
ポートに出力を行う。

【００４８】クロスバースイッチ１７においても同じ処
理が行われ、同期パケットがクロスバースイッチ１８，
１９に送られる。クロスバースイッチ１８，１９におい
てもクロスバースイッチ１６と同じ処理が行われ、デー
タ線１００，１０１，１０２，１０３を介して演算装置
１１，１２，１３，１４に同期パケットが送られる。

【００４９】次に、図５に示した構成例におけるクロス
バースイッチ１６の動作について説明する。まず、演算
装置１１からの同期パケットがＦＩＦＯ１２１，１２３
に到着したとする。制御装置１２７，１２８は同期パケ
ットが到着したことを知ると、パケットヘッダー中の送
信先Ｔ１の値を参照する。この場合には、出力ポートＯ
１、Ｏ２の両方に出力するように指定されているため、
ＦＩＦＯ１２１，１２３の両方のデータが制御装置１２
７，１２８によって処理される。各制御装置１２７，１
２８はパケットヘッダー中の同期番号Ｓを参照し、テー
ブル１２９，１３０中の同期番号Ｓに対応する位置の値
を参照し、図４に示した例と同じ処理をテーブル１２
９，１３０に対して行う。この後、ＦＩＦＯ１２１，１
２３中の同期パケットを廃棄する。

【００５０】次いで、演算装置１２からの同期パケット
がＦＩＦＯ１２２，１２４に到着する。到着した同期パ
ケットのヘッダーの送信先Ｔ１が、両方の出力ポートＯ
１，Ｏ２に出力するように指定されているため、演算装
置１２７，１２８は、これらのパケットを廃棄せずに、
図４の例で述べたものと同じ処理をテーブルに対して行
う。この結果、制御装置１２７は、ＦＩＦＯ１２２に到
着した同期パケットをセレクタ１２５で選択し、出力ポ
ートＯ１へ出力する。また、制御装置１２８は、ＦＩＦ
Ｏ１２４に到着した同期パケットをセレクタ１２６で選
択し、出力ポートＯ２へ出力する。この結果、同期パケ
ットが出力ポートＯ１，Ｏ２両方に対して出力される。
他のクロスバースイッチ１７，１８，１９でも同様の処
理が行われ、演算装置１１，１２，１３，１４に同期パ
ケットが送られる。

【００５１】演算装置１１に到着した同期パケットは、
まず、図３のＦＩＦＯ３０に入力される。制御装置３３
は、到着したパケットが同期パケットであると、パケッ
トヘッダー中の同期番号Ｓを参照し、テーブル３４中の
同期番号Ｓに対応する位置の値を参照する。この値が既
にセットされていた場合には、制御装置３３は、同期パ
ケットの到着を演算部３２に知らせる。テーブル３４中
の値がセットされていなかった場合には、制御装置３３
は到着した同期パケットを廃棄する。この場合には、テ
ーブル３４中の同期番号Ｓに対応する位置の値はセット
されているため同期パケットが演算部３２に渡される。
これにより演算部３２は、同期が成立したことを知る。

【００５２】他の演算装置１２，１３，１４でも同じ処
理が行われる。

【００５３】次に、演算装置１１，１３，１４の間で同
期処理を行う場合について述べる。

【００５４】演算装置１１から同期番号Ｓを持つ同期パ
ケットがクロスバースイッチ１６に対して送られる。こ
の同期パケットには、パケットヘッダー中の値Ｔ１によ
って、出力ポートＯ１，Ｏ２両方への出力が指定されて
いる。また、パケットヘッダー中の値Ｆ１では、待ち合
わせが指定されていない。このため、このパケットは、
直ちに複製され、クロスバースイッチ１８，１９へと送
られる。

【００５５】演算装置１３，１４からは、クロスバース
イッチ１７に同期番号Ｓを持つ同期パケットが送られ上
記の処理が行われる。この結果、同期パケットがクロス
バースイッチ１８，１９に送られ、クロスバースイッチ
１８，１９においても上記同期処理と同様の処理が行わ
れる。その結果、演算装置１１，１２，１３，１４に対
して同期パケットが送られる。

【００５６】演算装置１２においては、同期パケットの
送信が行われていないため、テーブル中の同期番号Ｓに
該当する位置の値がセットされていない。このため、演
算装置１２に到着した同期パケットは廃棄される。他の
演算装置１１，１３，１４ではテーブル中の同期番号Ｓ
に該当する位置の値がセットされているため同期パケッ
トが受信される。

【００５７】次に、演算装置１１，１２，１４間で同期
パケットを発行し、同期が成立したことを演算装置１３
に通知する場合について説明する。

【００５８】まず、演算装置１１，１２から送られた同
期パケットがスイッチ１６に到着する。上記の同期処理
と同様にして、パケットの待ち合わせが行われる。待ち
合わせが成立すると同期パケットが出力されるが、上記
の場合は両方の出力ポートＯ１，Ｏ２に対して出力が行
われたのに対して、この場合には出力ポートＯ２にのみ
出力するようにパケットヘッダー中の値Ｔ１で指定され
ている点が異なる。この結果、パケットはクロスバース
イッチ１９のみに送られる。

【００５９】演算装置１４から同期パケットがクロスバ
ースイッチ１７に対して送られる。この同期パケットに
関してはパケットヘッダー中の値Ｔ１から出力ポートが
Ｏ２であり、Ｆ１からクロスバースイッチ１７では、同
期処理を行わないよう指定されているため、通常のパケ
ットのように、出力ポートＯ２にのみ出力され、クロス
バースイッチ１９に送られる。

【００６０】上記のようにして、クロスバースイッチ１
９に同期パケットが送られる。これらの同期パケット
は、ヘッダー中の値Ｆ２によって、同期処理を行うこと
が指定されており、また、Ｔ２によって、出力先として
は出力ポートＯ１のみが指定されている。このため、ク
ロスバースイッチ１９においてクロスバースイッチ１６
と同様の同期処理が行われることにより、同期パケット
がクロスバースイッチ１６の出力ポートＯ１にのみ送ら
れ、データ線１０２を介して演算装置１３に同期パケッ
トが送られる。

【００６１】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば図１では、２×２のスイッチ
２段（クロスバースイッチ１６，１７が１段目、クロス
バースイッチ１８、１９が２段目）からなる多段ネット
ワークを示したが、クロスバースイッチのサイズ、多段
ネットワークの段数が違っても本発明は適用可能であ
る。

【００６２】また、図２に示したパケットフォーマット
の例では、各段でルーティングに用いる情報が各段毎に
明確に分離されているものを示したが、この情報が分離
されておらず、各段のスイッチで何らかの計算を行っ
て、各段毎のルーティング情報を計算する場合も同様の
処理が可能である。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多段網を構成する各クロスバースイッチにテーブルを設
け、同期番号を指定し、クロスバースイッチにおいて同
期パケットの待ち合わせ及び複製を行うため、同期処理
を高速化できる。

【００６４】また、本発明によれば、各演算装置が自分
が発行した同期パケットの同期番号を記録するためのテ
ーブルを設け、自分が発行していない同期番号を持つ同
期パケットを廃棄するようにしたため、任意の演算装置
間での同期処理が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方式の一実施の形態の全体構成図であ
る。

【図２】パケットのフォーマットの一例を示す図であ
る。

【図３】図１の演算装置の一例の構成図である。

【図４】図１の多段網を構成するクロスバースイッチの
一例の構成図である。

【図５】図１の多段網を構成するクロスバースイッチの
他の例の構成図である。

【符号の説明】

１１、１２、１３、１４ 演算装置 １５ 多段網 １６、１７、１８、１９ クロスバースイッチ ２１ ヘッダー ２２ データフィールド ３０、３１、４１、４２、１２１、１２２、１２３、１
２４ ＦＩＦＯ ３２ 演算部 ３３、４７、１２７、１２８ 制御装置 ３４、４８、１２９、１３０ テーブル ４３、４４、４５、４６ バッファ １００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１
０６、１０７ データ線 １２５、１２６ セレクタ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同期番号を持つ同期パケットの送受信手
   段と、受信した同期パケットの取捨選択手段を少なくと
   も有する複数の演算装置と、 それぞれＮ個の入力ポートとＭ個の出力ポートを有する
   Ｋ段のクロスバースイッチからなり（Ｎ，Ｍ，Ｋは２以
   上の整数）、初段のクロスバースイッチの各入力ポート
   は前記複数の演算装置に接続され、最終段のクロスバー
   スイッチは前記複数の演算装置のうち指示された演算装
   置へパケットを出力する多段網とを備え、前記複数の演
   算装置は前記Ｋ段のクロスバースイッチのどのクロスバ
   ースイッチを経由して伝送するかを指定する情報を含む
   同期パケットを発行すると共に、受信した同期パケット
   をその値から前記取捨選択手段により取捨選択し、前記
   多段網内の前記Ｋ段のクロスバースイッチは、それぞれ
   テーブルを有し、入力された前記同期パケットの同期番
   号の値からテーブルを参照し、その参照値から前記テー
   ブルの値を更新し、更新後の値から入力された同期パケ
   ットの廃棄又は次段への出力を行うことを特徴とする演
   算装置間同期方式。
2. 【請求項２】 前記取捨選択手段は、テーブルと、前記
   同期パケットの発行に際し該テーブルをセットし、該同
   期パケットの受信時は該テーブルの値に応じてその演算
   装置に到着した同期パケットを廃棄するかどうかを決定
   する制御装置を含むことを特徴とする請求項１記載の演
   算装置間同期方式。
3. 【請求項３】 前記多段網を構成する前記Ｋ段のクロス
   バースイッチのそれぞれは、Ｎ個の入力ポートを介して
   入力されるパケットをそれぞれ記憶するＮ個のメモリ
   と、前記入力ポートの個数に対応したサイズのテーブル
   と、前記メモリに記憶されたパケットが同期パケットで
   あるときは、該同期パケットの同期番号で前記テーブル
   を参照し、その参照値から該テーブルの値を更新し、そ
   の更新後のテーブルの値からその同期パケットを廃棄又
   は複製出力する制御装置と、該同期パケットの複製出力
   時に該制御装置の制御のもとで前記Ｎ個のメモリのうち
   指示されたメモリから記憶同期パケットを選択出力する
   選択回路とからなることを特徴とする請求項１記載の演
   算装置間同期方式。
4. 【請求項４】 前記多段網を構成する前記Ｋ段のクロス
   バースイッチのそれぞれは、Ｎ個の入力ポートのうち一
   の入力ポートを介して入力されるパケットと他の（Ｎ−
   １）個の入力ポートを介して入力されるパケットをそれ
   ぞれ記憶するＮ個のメモリと、前記入力ポートの個数に
   対応したサイズのテーブルと、前記メモリに記憶された
   パケットが同期パケットであるときは、該同期パケット
   の同期番号で前記テーブルを参照し、その参照値から該
   テーブルの値を更新し、その更新後のテーブルの値から
   その同期パケットを廃棄又は複製出力する制御装置と、
   該同期パケットの複製出力時に該制御装置の制御のもと
   で前記Ｎ個のメモリのうち指示されたメモリから記憶同
   期パケットを選択出力する選択回路とを、Ｍ個の出力ポ
   ートに対応してＭ組設けた構成であることを特徴とする
   請求項１記載の演算装置間同期方式。