JP3463558B2 - クロスバスイッチ、サブクロスバスイッチユニット、並列計算機、電話交換機及びフレームデータ交換機 - 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、クロスバスイッ
チ、クロスバスイッチを構成するためのサブクロスバス
イッチユニット、及びクロスバスイッチを処理要素間の
相互結合網として用いた並列計算機に関する。

【０００２】

【従来の技術】クロスバスイッチは、任意の入出力ポー
ト間の接続に対して距離を最短にできるという優れた特
性を持っている。このため、クロスバスイッチは、並列
計算機の相互結合網に適用するのに、性能上非常に有効
であり、広く用いられている。

【０００３】このようなクロスバスイッチをＬＳＩ（La
rge Scall Integrated circuit）チップで実現する場合
に、物理的なピン数の制約から、１つのチップで実現す
ることができるクロスバスイッチの規模が制限される。
このため、プロセッサやメモリなどの処理要素の数が多
い並列計算機の相互結合網に適用されるクロスバスイッ
チは、小規模なクロスバスイッチ（サブクロスバスイッ
チユニット）を多数組み合わせることによって実現され
ていた。

【０００４】図１６は、従来例のクロスバスイッチの構
成を示すブロック図である。図示するように、この例で
は、１チップのＬＳＩで構成されたサブクロスバスイッ
チユニット２００１を６４個組み合わせることによっ
て、入力ポート２００２の数が２５６、出力ポート２０
０３の数が２５６のクロスバスイッチが実現されてい
る。

【０００５】このクロスバスイッチにおいて、サブクロ
スバスイッチユニット２００１間の配線のうち、横方向
の配線は入力ポート２００２に対応し、縦方向の配線は
出力ポート２００３に対応している。サブクロスバスイ
ッチユニット２００１は、同一の出力ポート２００３に
対して入力データをスイッチングする８個のサブグルー
プ２００４に分けられる。

【０００６】サブクロスバスイッチユニット２００１
は、図１７に示すように、経路切替え回路２１０５と、
３２×３２クロスバスイッチ２１０６と、選択調停部２
１０７とを備える。

【０００７】経路切替え回路２１０５は、入力データが
接続を要求する出力ポートを判別し、その出力ポートが
出力ポート２１０４（１）〜（３）のいずれかであると
きは、その入力データの出力経路を３２×３２クロスバ
スイッチ２１０６に切り替える。

【０００８】３２×３２クロスバスイッチ２１０６は、
入力ポート数３２、出力ポート数３２にクロスバスイッ
チであり、接続要求に従って入力ポートと出力ポートと
を接続する。

【０００９】選択調停部２１０７は、サブクロスバスイ
ッチ２００３の入力ポート２１０３から入力されたデー
タと、３２×３２クロスバスイッチ２１０６の出力ポー
トから出力されたデータとのいずれかを選択して出力す
る。

【００１０】次に、このクロスバスイッチの動作につい
て、説明する。入力ポート２００２からの入力データ
は、最初のサブグループ２００４内のサブクロスバスイ
ッチユニット２００１に入力ポート２１０１から入力さ
れる。

【００１１】サブクロスバスイッチユニット２００１で
は、経路切替え回路２１０５は、入力データが接続を要
求する出力ポート２００３を判別する。入力データが接
続を要求する出力ポート２００３が、このサブグループ
２００４からのものである場合には、経路切替え回路２
１０５は、入力データを３２×３２クロスバスイッチ２
１０６に切り替え、その出力ポートのうちの接続要求に
従って選択調停部２１０７に出力する。この入力データ
は、選択調停部２１０７によって調停されて、出力ポー
ト２１０４から出力される。

【００１２】出力ポート２１０４から出力された、この
入力データは、下段のサブクロスバスイッチユニット２
００３に入力され、選択調停部２１０７を介して順次下
段のサブクロスバスイッチユニット２００１へと送られ
ていく。

【００１３】一方、入力データが接続を要求する出力ポ
ート２００３が２番目以降のサブグループ２００４のも
のである場合は、経路切替え回路２１０５は、出力経路
を出力ポート２１０２に切り替えて、その入力データを
次のサブグループ２００４のサブクロスバスイッチユニ
ット２００１に入力させる。以降、同様の処理を繰り返
して、入力データが接続を要求する出力ポート２００３
から出力されることとなる。

【００１４】以上のようにして、クロスバスイッチの入
力ポート２００１から入力された入力データを、接続要
求がされた出力ポート２００３から出力させることが可
能となる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のように小規模なサブクロスバスイッチユニット２
００３を組み合わせてクロスバスイッチを構成する場合
には、必要となるサブクロスバスイッチユニット２００
３の数、すなわちＬＳＩ数及びＬＳＩ間配線数は、入出
力ポートの数の２乗に比例して増加する。

【００１６】このため、従来は、入出力ポート数が大き
い大規模なクロスバスイッチを実現することは困難であ
り、処理要素数が大きい並列度の高い並列計算機では、
クロスバスイッチを処理要素間の相互結合網として使用
することが困難であった。

【００１７】本発明は、従来よりも大幅に少ないハード
ウェア量で実現することが可能な、とりわけ大規模なク
ロスバスイッチを提供することを目的とする。

【００１８】本発明は、また、とりわけ大規模なクロス
バスイッチを構成するためのサブクロスバスイッチユニ
ットを提供することを目的とする。

【００１９】本発明は、また、クロスバスイッチを処理
要素間の相互結合網として用いた並列計算機、電話交換
機及びフレームデータ交換機を提供することを目的とす
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点にかかるクロスバスイッチは、
マトリクス状に接続された複数のサブクロスバスイッチ
ユニットを備え、前記複数のサブクロスバスイッチユニ
ットはそれぞれ、それぞれ外部からデータが入力され、
該入力されたデータを他方の第１の入出力ポートに向け
て出力し、他方の第１の入出力ポートから供給されたデ
ータを外部にそれぞれ出力する２つの第１の入出力ポー
トと、それぞれ外部からデータが入力され、該入力され
たデータを他方の第２の入出力ポートに向けて出力し、
供給されたデータを外部にそれぞれ出力する２つの第２
の入出力ポートと、前記第１の入出力ポートの一方から
他方に向けて出力されたデータを、該データの最終出力
先に従って前記第２の入出力ポートのいずれかに切り替
えて供給する切替え回路と、他方の第２の入出力ポート
から供給されたデータと前記切替え回路から供給された
データとを調停して前記第２の入出力ポートに供給する
調停回路と、を有し、前記第１の入出力ポートはそれぞ
れ、他のサブクロスバスイッチユニットが有する第１の
入出力ポートのいずれか一方に接続されるか、或いはク
ロスバスイッチの入力ポートとなり、前記第２の入出力
ポートはそれぞれ、他のサブクロスバスイッチユニット
が有する第２の入出力ポートのいずれか一方に接続され
るか、或いはクロスバスイッチの出力ポートとなること
を特徴とする。

【００２１】上記クロスバスイッチは、１つのサブクロ
スバスイッチユニット内に前記第１の入出力ポート及び
第２の入出力ポートが２つずつ設けられ、双方向にデー
タの入出力を可能としている。このため、サブクロスバ
スイッチユニットの数をマトリクスの縦、横それぞれが
従来の半分としても、従来と同様の機能を有するクロス
バスイッチを実現することができる。従って、サブクロ
スバスイッチユニットの数、及びサブクロスバスイッチ
ユニット間の配線数がほぼ４分の１となっても従来と同
様の機能を有するクロスバスイッチを実現できるので、
少ないハードウェア量で大規模なクロスバスイッチを実
現することができる。

【００２２】なお、マトリクス状の「接続」とは、複数
のサブクロスバスイッチユニットの間の論理的な接続関
係がマトリクス状になるということである。すなわち、
回路ブロックを記載した場合には、後述する図２のよう
にマトリクス状に表すことが可能となるが、複数のサブ
クロスバスイッチユニットのそれぞれの位置関係までが
マトリクス状にならなければならないということではな
い。

【００２３】上記クロスバスイッチにおいて、前記複数
のサブクロスバスイッチユニットは、マトリクス状に配
列されたものとすることができる。この場合、前記第１
の入出力ポートはそれぞれ、前記マトリクスの一方向に
隣接する他のサブクロスバスイッチユニットが有する第
１の入出力ポートのいずれか一方に接続され、隣接する
サブクロスバスイッチユニットがないときにはクロスバ
スイッチの入力ポートとなり、前記第２の入出力ポート
はそれぞれ、前記一方向に直交する方向に隣接する他の
サブクロスバスイッチユニットが有する第２の入出力ポ
ートのいずれか一方に接続され、隣接するサブクロスバ
スイッチユニットがないときにはクロスバスイッチの出
力ポートとなる。

【００２４】なお、マトリクス状の「配列」とは、サブ
クロスバスイッチ間の論理的な接続関係のみならず、位
置関係もマトリクス状になっているということを意味す
る。例えば、複数のサブクロスバスイッチユニットのそ
れぞれを１チップのＬＳＩで構成した場合には、チップ
の配置もマトリクス状になることを意味する。

【００２５】このように複数のサブクロスバスイッチユ
ニットをマトリクス状に配列することによって、例え
ば、１チップのＬＳＩで構成されるサブクロスバスイッ
チユニットを基板上に実装したときに、基板上に形成さ
れる各サブクロスバスイッチユニットを接続するための
プリント配線を単純なものとすることができる。

【００２６】上記目的を達成するため、本発明の第２の
観点にかかるクロスバスイッチは、複数のサブクロスバ
スイッチユニットを含む複数のサブグループによって構
成されるクロスバスイッチであって、前記複数のサブク
ロスバスイッチユニットはそれぞれ、双方向にデータの
通信が可能となるように構成された２つの第１の入出力
ポートと、第２の入出力ポートとを備え、同一のサブグ
ループに属するサブクロスバスイッチユニット間は、前
記第１の入出力ポートを介して双方向通信可能に直列に
接続されており、前記複数のサブクロスバスイッチユニ
ットはそれぞれ、異なるサブグループに属する他のサブ
クロスバスイッチユニットと、前記第２の入出力ポート
を介して双方向通信可能に相互に接続されており、前記
第１、第２の入出力ポートのいずれかから入力されたデ
ータの最終出力先がクロスバスイッチの出力ポートのう
ち同一のサブグループに属するサブクロスバスイッチユ
ニットに接続された出力ポートであるときは、前記出力
ポートから外部に出力されるまで、該データを順次同一
のサブグループに属するサブクロスバスイッチユニット
に前記第１の入出力ポートを介して転送し、前記第１、
第２の入出力ポートのいずれかから入力されたデータの
最終出力先がクロスバスイッチの出力ポートのうち他の
サブグループに属するサブクロスバスイッチユニットに
接続された出力ポートであるときは、該データを他のサ
ブグループに属するサブクロスバスイッチユニットに前
記第２の入出力ポートを介して転送することを特徴とす
る。

【００２７】上記目的を達成するため、本発明の第３の
観点にかかるクロスバスイッチは、マトリクス状に接続
された複数のサブクロスバスイッチユニットを備え、前
記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち外部に接
続されていないサブクロスバスイッチユニットはそれぞ
れ、それぞれ外部からデータが入力され、該入力された
データを他方の第１の入出力ポートに向けて出力し、他
方の第１の入出力ポートから供給されたデータを外部に
それぞれ出力する２つの第１の入出力ポートと、それぞ
れ外部からデータが入力され、該入力されたデータを他
方の第２の入出力ポートに向けて出力し、供給されたデ
ータを外部にそれぞれ出力する２つの第２の入出力ポー
トと、前記第１の入出力ポートの一方から他方に向けて
出力されたデータを、該データの最終出力先に従って前
記第２の入出力ポートのいずれかに切り替えて供給する
第１の切替え回路と、他方の第２の入出力ポートから供
給されたデータと前記第１の切替え回路から供給された
データとを調停して前記第２の入出力ポートに供給する
第２の調停回路と、を有し、前記複数のサブクロスバス
イッチユニットのうち外部に接続されているサブクロス
バスイッチユニットはそれぞれ、外部からデータが入力
され、供給されたデータを外部へ出力する第３の入出力
ポートと、外部からデータが入力され、供給されたデー
タを外部へ出力する第４の入出力ポートと、外部からデ
ータが入力され、供給されたデータを外部へ出力する第
５の入出力ポートと、前記第３の入出力ポートから入力
されたデータと、前記第５の入出力ポートから入力され
たデータとを、それぞれデータの最終出力先に従って前
記第４の入出力ポートと前記第５の入出力ポートとのい
ずれかに切り替えて供給する第２の切替え回路と、前記
第４の入出力ポートから供給されたデータと前記第２の
切替え回路から供給されたデータとを調停して前記第５
の入出力ポートに供給する第２の調停回路と、を備え、
前記第１の入出力ポートはそれぞれ、前記マトリクスの
隣接する行の１列位置がずれたサブクロスバスイッチユ
ニットが有する第１の入出力ポート或いは前記第３の入
出力ポートに接続され、前記第２の入出力ポートはそれ
ぞれ、前記マトリクスの同一の行のサブクロスバスイッ
チが有する第２の入出力ポート或いは前記第４の入出力
ポートに接続され、前記第５の入出力ポートはそれぞ
れ、前記クロスバスイッチの入出力ポートとなることを
特徴とする。

【００２８】これにより、外部からクロスバスイッチに
データを入力するための配線、及びクロスバスイッチの
外部にデータを出力するための配線を共通化することが
できるので、クロスバスイッチを外部の装置と接続する
ための基板上のプリント配線を少なくすることができ
る。

【００２９】なお、マトリクスの「行」及び「列」と
は、それぞれマトリクスの一方向を意味するもので、特
定の方向を意味しているのではない。また、「隣接する
行」とは、マトリクスの端部の行ではその反対側の端部
にある行を意味する。

【００３０】上記クロスバスイッチにおいて、前記複数
のサブクロスバスイッチユニットが構成するマトリクス
は、行の数と列の数とがそれぞれ同数とできる。

【００３１】上記目的を達成するため、本発明の第４の
観点にかかるサブクロスバスイッチユニットは、それぞ
れ外部からデータが入力され、該入力されたデータを他
方の第１の入出力ポートに向けて出力し、他方の第１の
入出力ポートから供給されたデータを外部にそれぞれ出
力する２つの第１の入出力ポートと、それぞれ外部から
データが入力され、該入力されたデータを他方の第２の
入出力ポートに向けて出力し、供給されたデータを外部
にそれぞれ出力する２つの第２の入出力ポートと、前記
第１の入出力ポートの一方から他方に向けて出力された
データを、該データの最終出力先に従って前記第２の入
出力ポートのいずれかに切り替えて供給する切替え回路
と、他方の第２の入出力ポートから供給されたデータと
前記切替え回路から供給されたデータとを調停して前記
第２の入出力ポートに供給する２つの調停回路と、を備
えることを特徴とする。

【００３２】上記サブクロスバスイッチユニットにおい
て、前記切替え回路は、例えば、前記２つの第１の入出
力ポートが他方に向けて出力したデータを入力し、該デ
ータを前記２つの第２の入出力ポートのうちの該データ
の最終出力先に対応するものに出力するクロスバスイッ
チを備えるものとすることができる。

【００３３】上記目的を達成するため、本発明の第５の
観点にかかるサブクロスバスイッチユニットは、外部か
らデータが入力され、供給されたデータを外部へ出力す
る第３の入出力ポートと、外部からデータが入力され、
供給されたデータを外部へ出力する第４の入出力ポート
と、外部からデータが入力され、供給されたデータを外
部へ出力する第５の入出力ポートと、前記第３の入出力
ポートから入力されたデータと、前記第５の入出力ポー
トから入力されたデータとを、それぞれデータの最終出
力先に従って前記第４の入出力ポートと前記第５の入出
力ポートとのいずれかに切り替えて供給する切替え回路
と、前記第４の入出力ポートから供給されたデータと前
記切替え回路から供給されたデータとを調停して前記第
５の入出力ポートに供給する調停回路と、を備えること
を特徴とする。

【００３４】上記目的を達成するため、本発明の第６の
観点にかかるサブクロスバスイッチユニットは、外部か
らデータが入力され、供給されたデータを外部へ出力す
る第６の入出力ポートと、外部からデータが入力され、
供給されたデータを外部へ出力する第７の入出力ポート
と、外部からデータが入力され、供給されたデータを外
部へ出力する第８の入出力ポートと、外部からデータが
入力され、供給されたデータを外部へ出力する第９の入
出力ポートと、前記第４の入出力ポートから供給された
データの出力経路を二方向のいずれかに選択する第１の
経路選択回路と、前記第１の経路選択回路が選択した一
方向の経路を介して前記第９の入出力ポートから供給さ
れたデータと前記第７の入出力ポートから供給されたデ
ータとのいずれかを出力するようにデータの入力経路を
選択する第２の経路選択回路と、前記第６の入出力ポー
トから供給されたデータと、前記第２の経路選択回路か
ら供給されたデータとを、該データの最終出力先に従っ
て前記第８、第９の入出力ポートのいずれかに切り替え
て供給する切替え回路と、前記切替え回路から供給され
たデータと、前記第１の経路選択回路が選択した他方向
の経路を介して前記第９の入出力ポートから供給された
データとを調停して前記第８の入出力ポートに供給する
第１の調停回路と、前記切替え回路から供給されたデー
タと、前記第８の入出力ポートから供給されたデータと
を調停して前記第９の入出力ポートに供給する第２の調
停回路と、を備えることを特徴とする。

【００３５】上記サブクロスバスイッチユニットにおい
て、前記第１、第２の経路選択回路はそれぞれ、外部か
ら供給される信号によって経路を選択するものとしても
よい。

【００３６】なお、上記第４〜第６の観点にかかるサブ
クロスバスイッチユニットは、例えば、１チップのＬＳ
Ｉで構成することができる。このようにサブクロスバス
イッチユニットを１チップのＬＳＩで構成する場合に
は、同一のピン数でも、実質的に２倍の数の入出力ポー
トを有するサブクロスバスイッチユニットを実現するこ
とができる。

【００３７】上記目的を達成するため、本発明の第７の
観点にかかる並列計算機は、複数の処理要素と、該複数
の処理要素のいずれかから入力されたデータを、前記複
数の処理要素のうちの最終出力先となるものに出力する
クロスバスイッチとを備える並列計算機であって、前記
クロスバスイッチは、前記第１の入出力ポートはそれぞ
れ、他のサブクロスバスイッチユニットが有する第１の
入出力ポートのいずれか一方に接続されるか、或いは前
記複数の処理要素のいずれかに接続され、前記第２の入
出力ポートはそれぞれ、他のサブクロスバスイッチユニ
ットが有する第２の入出力ポートのいずれか一方に接続
されるか、或いは前記複数の処理要素のいずれかに接続
されることを特徴とする。

【００３８】上記目的を達成するため、本発明の第８の
観点にかかる並列計算機は、複数の処理要素と、該複数
の処理要素のいずれかから入力されたデータを、前記複
数の処理要素のうちの最終出力先となるものに出力する
クロスバスイッチとを備える並列計算機であって、前記
クロスバスイッチは、マトリクス状に接続された複数の
サブクロスバスイッチユニットを備え、前記複数のサブ
クロスバスイッチユニットのうち外部に接続されていな
いサブクロスバスイッチユニットはそれぞれ、それぞれ
外部からデータが入力され、該入力されたデータを他方
の第１の入出力ポートに向けて出力し、他方の第１の入
出力ポートから供給されたデータを外部にそれぞれ出力
する２つの第１の入出力ポートと、それぞれ外部からデ
ータが入力され、該入力されたデータを他方の第２の入
出力ポートに向けて出力し、供給されたデータを外部に
それぞれ出力する２つの第２の入出力ポートと、前記第
１の入出力ポートの一方から他方に向けて出力されたデ
ータを、該データの最終出力先に従って前記第２の入出
力ポートのいずれかに切り替えて供給する第１の切替え
回路と、他方の第２の入出力ポートから供給されたデー
タと前記第１の切替え回路から供給されたデータとを調
停して前記第２の入出力ポートに供給する第２の調停回
路と、を有し、前記複数のサブクロスバスイッチユニッ
トのうち外部に接続されているサブクロスバスイッチユ
ニットはそれぞれ、外部からデータが入力され、供給さ
れたデータを外部へ出力する第３の入出力ポートと、外
部からデータが入力され、供給されたデータを外部へ出
力する第４の入出力ポートと、外部からデータが入力さ
れ、供給されたデータを外部へ出力する第５の入出力ポ
ートと、前記第３の入出力ポートから入力されたデータ
と、前記第５の入出力ポートから入力されたデータと
を、それぞれデータの最終出力先に従って前記第４の入
出力ポートと前記第５の入出力ポートとのいずれかに切
り替えて供給する第２の切替え回路と、前記第４の入出
力ポートから供給されたデータと前記第２の切替え回路
から供給されたデータとを調停して前記第５の入出力ポ
ートに供給する第２の調停回路と、を備え、前記第１の
入出力ポートはそれぞれ、前記マトリクスの隣接する行
の１列位置がずれたサブクロスバスイッチユニットが有
する第１の入出力ポート或いは前記第３の入出力ポート
に接続され、前記第２の入出力ポートはそれぞれ、前記
マトリクスの同一の行のサブクロスバスイッチが有する
第２の入出力ポート或いは前記第４の入出力ポートに接
続され、前記第５の入出力ポートはそれぞれ、前記複数
の処理要素に接続されることを特徴とする。

【００３９】上記の第７、第８の観点にかかる並列計算
機では、複数の処理要素を結合するためのクロスバスイ
ッチ内にあるサブクロスバスイッチユニットの数が、従
来に比べて大幅に少なくなる。このため、相互結合網と
してクロススイッチを使用する並列計算機を、その並列
数が大きくても、容易に構成することができる。

【００４０】上記目的を達成するため、本発明の第９の
観点にかかる電話交換機は、電話回線からの発呼に従っ
て、回線の接続を切り替えて電話回線同士を接続するた
めのクロスバスイッチを備える電話交換機であって、前
記クロスバスイッチは、マトリクス状に接続された複数
のサブクロスバスイッチユニットを備え、前記複数のサ
ブクロスバスイッチユニットはそれぞれ、それぞれ外部
からデータが入力され、該入力されたデータを他方の第
１の入出力ポートに向けて出力し、他方の第１の入出力
ポートから供給されたデータを外部にそれぞれ出力する
２つの第１の入出力ポートと、それぞれ外部からデータ
が入力され、該入力されたデータを他方の第２の入出力
ポートに向けて出力し、供給されたデータを外部にそれ
ぞれ出力する２つの第２の入出力ポートと、前記第１の
入出力ポートの一方から他方に向けて出力されたデータ
を、回線の接続先に従って前記第２の入出力ポートのい
ずれかに切り替えて供給する切替え回路と、他方の第２
の入出力ポートから供給されたデータと前記切替え回路
から供給されたデータとを調停して前記第２の入出力ポ
ートに供給する調停回路と、を有し、前記第１の入出力
ポートはそれぞれ、他のサブクロスバスイッチユニット
が有する第１の入出力ポートのいずれか一方に接続され
るか、或いは接続元の電話回線に接続され、前記第２の
入出力ポートはそれぞれ、他のサブクロスバスイッチユ
ニットが有する第２の入出力ポートのいずれか一方に接
続されるか、或いは発呼に従った接続先の電話回線に接
続され、前記切替え回路が切り替えるデータの出力先
は、回線の接続先となることを特徴とする。

【００４１】上記目的を達成するため、本発明の第１０
の観点にかかる電話交換機は、電話回線からの発呼に従
って、回線の接続先を切り替えて電話回線同士を接続す
るためのクロスバスイッチを備える電話交換機であっ
て、前記クロスバスイッチは、マトリクス状に接続され
た複数のサブクロスバスイッチユニットを備え、前記複
数のサブクロスバスイッチユニットのうち外部に接続さ
れていないサブクロスバスイッチユニットはそれぞれ、
それぞれ外部からデータが入力され、該入力されたデー
タを他方の第１の入出力ポートに向けて出力し、他方の
第１の入出力ポートから供給されたデータを外部にそれ
ぞれ出力する２つの第１の入出力ポートと、それぞれ外
部からデータが入力され、該入力されたデータを他方の
第２の入出力ポートに向けて出力し、供給されたデータ
を外部にそれぞれ出力する２つの第２の入出力ポート
と、前記第１の入出力ポートの一方から他方に向けて出
力されたデータを、回線の接続先に従って前記第２の入
出力ポートのいずれかに切り替えて供給する第１の切替
え回路と、他方の第２の入出力ポートから供給されたデ
ータと前記第１の切替え回路から供給されたデータとを
調停して前記第２の入出力ポートに供給する第２の調停
回路と、を有し、前記複数のサブクロスバスイッチユニ
ットのうち外部に接続されているサブクロスバスイッチ
ユニットはそれぞれ、外部からデータが入力され、供給
されたデータを外部へ出力する第３の入出力ポートと、
外部からデータが入力され、供給されたデータを外部へ
出力する第４の入出力ポートと、外部からデータが入力
され、供給されたデータを外部へ出力する第５の入出力
ポートと、前記第３の入出力ポートから入力されたデー
タと、前記第５の入出力ポートから入力されたデータと
を、それぞれ回線の接続先に従って前記第４の入出力ポ
ートと前記第５の入出力ポートとのいずれかに切り替え
て供給する第２の切替え回路と、前記第４の入出力ポー
トから供給されたデータと前記第２の切替え回路から供
給されたデータとを調停して前記第５の入出力ポートに
供給する第２の調停回路と、を備え、前記第１の入出力
ポートはそれぞれ、前記マトリクスの隣接する行の１列
位置がずれたサブクロスバスイッチユニットが有する第
１の入出力ポート或いは前記第３の入出力ポートに接続
され、前記第２の入出力ポートはそれぞれ、前記マトリ
クスの同一の行のサブクロスバスイッチが有する第２の
入出力ポート或いは前記第４の入出力ポートに接続さ
れ、前記第５の入出力ポートはそれぞれ、前記電話回線
に接続されることを特徴とする。

【００４２】上記の第９、第１０の観点にかかる電話交
換機では、回線の接続切替えを行うためのクロスバスイ
ッチ内にあるサブクロスバスイッチユニットの数が、従
来に比べて大幅に少なくなる。このため、大規模な電話
交換機も容易に構成することができる。

【００４３】なお、上記の電話交換機において、クロス
バスイッチは直接電話回線と接続されている場合のみな
らず、他の回路を介して電話回線と接続されているもの
であってもよい。

【００４４】上記目的を達成するため、本発明の第１１
の観点にかかるフレームデータ交換機は、入力ポートを
介して外部から入力されたフレームデータを、該フレー
ムデータの出力先に対応する出力ポートを介して外部に
出力するためのクロスバスイッチを備えるフレームデー
タ交換機であって、前記クロスバスイッチは、それぞれ
外部から前記フレームデータが入力され、該入力された
前記フレームデータを他方の第１の入出力ポートに向け
て出力し、他方の第１の入出力ポートから供給された前
記フレームデータを外部にそれぞれ出力する２つの第１
の入出力ポートと、それぞれ外部から前記フレームデー
タが入力され、該入力された前記フレームデータを他方
の第２の入出力ポートに向けて出力し、供給された前記
フレームデータを外部にそれぞれ出力する２つの第２の
入出力ポートと、前記第１の入出力ポートの一方から他
方に向けて出力された前記フレームデータを、該フレー
ムデータの出力先に従って前記第２の入出力ポートのい
ずれかに切り替えて供給する切替え回路と、他方の第２
の入出力ポートから供給された前記フレームデータと前
記切替え回路から供給された前記フレームデータとを調
停して前記第２の入出力ポートに供給する調停回路と、
を有する複数のサブクロスバスイッチユニットを備え、
前記第１の入出力ポートはそれぞれ、他のサブクロスバ
スイッチユニットが有する第１の入出力ポートのいずれ
か一方に接続されるか、或いはフレームデータ交換機の
入力ポートのいずれかに接続され、前記第２の入出力ポ
ートはそれぞれ、他のサブクロスバスイッチユニットが
有する第２の入出力ポートのいずれか一方に接続される
か、或いはフレームデータ交換機の出力ポートのいずれ
かに接続されることを特徴とする。

【００４５】上記目的を達成するため、本発明の第１２
の観点にかかるフレームデータ交換機は、入力ポートを
介して外部から入力されたフレームデータを、該フレー
ムデータの出力先に対応する出力ポートを介して外部に
出力するためのクロスバスイッチを備えるフレームデー
タ交換機であって、前記クロスバスイッチは、マトリク
ス状に接続された複数のサブクロスバスイッチユニット
を備え、前記複数のサブクロスバスイッチユニットのう
ち外部に接続されていないサブクロスバスイッチユニッ
トはそれぞれ、それぞれ外部から前記フレームデータが
入力され、該入力された前記フレームデータを他方の第
１の入出力ポートに向けて出力し、他方の第１の入出力
ポートから供給された前記フレームデータを外部にそれ
ぞれ出力する２つの第１の入出力ポートと、それぞれ外
部から前記フレームデータが入力され、該入力された前
記フレームデータを他方の第２の入出力ポートに向けて
出力し、供給された前記フレームデータを外部にそれぞ
れ出力する２つの第２の入出力ポートと、前記第１の入
出力ポートの一方から他方に向けて出力された前記フレ
ームデータを、該フレームデータの出力先に従って前記
第２の入出力ポートのいずれかに切り替えて供給する第
１の切替え回路と、他方の第２の入出力ポートから供給
された前記フレームデータと前記第１の切替え回路から
供給された前記フレームデータとを調停して前記第２の
入出力ポートに供給する第２の調停回路と、を有し、前
記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち外部に接
続されているサブクロスバスイッチユニットはそれぞ
れ、外部から前記フレームデータが入力され、供給され
た前記フレームデータを外部へ出力する第３の入出力ポ
ートと、外部から前記フレームデータが入力され、供給
された前記フレームデータを外部へ出力する第４の入出
力ポートと、外部から前記フレームデータが入力され、
供給された前記フレームデータを外部へ出力する第５の
入出力ポートと、前記第３の入出力ポートから入力され
た前記フレームデータと、前記第５の入出力ポートから
入力された前記フレームデータとを、それぞれ前記フレ
ームデータの出力先に従って前記第４の入出力ポートと
前記第５の入出力ポートとのいずれかに切り替えて供給
する第２の切替え回路と、前記第４の入出力ポートから
供給された前記フレームデータと前記第２の切替え回路
から供給された前記フレームデータとを調停して前記第
５の入出力ポートに供給する第２の調停回路と、を備
え、前記第１の入出力ポートはそれぞれ、前記マトリク
スの隣接する行の１列位置がずれたサブクロスバスイッ
チユニットが有する第１の入出力ポート或いは前記第３
の入出力ポートに接続され、前記第２の入出力ポートは
それぞれ、前記マトリクスの同一の行のサブクロスバス
イッチが有する第２の入出力ポート或いは前記第４の入
出力ポートに接続され、前記第５の入出力ポートはそれ
ぞれ、前記入力ポートと前記出力ポートとの少なくとも
一方に接続されることを特徴とする。

【００４６】上記の第１１、第１２の観点にかかるフレ
ームデータ交換機では、フレームデータの出力先を切り
替えるためのクロスバスイッチ内にあるサブクロスバス
イッチユニットの数が、従来に比べて大幅に少なくな
る。このため、大規模なフレームデータ交換機も容易に
構成することができる。

【００４７】なお、上記のフレームデータ交換機におい
て、クロスバスイッチは直接入力ポート或いは出力ポー
トと接続されている場合のみならず、他の回路を介して
入力ポート或いは出力ポートと接続されているものであ
ってもよい。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。

【００４９】［第１の実施の形態］図１は、この実施の
形態にかかる並列計算機の構成を示すブロック図であ
る。図示するように、この並列計算機は、２５６個のプ
ロセッサ２−１〜２−２５６と、プロセッサ２−１〜２
５６間で処理データをメッセージとして交換するための
クロスバスイッチ１とから構成されている。クロスバス
イッチ１は、プロセッサ２−１〜２５６の数と同一であ
るそれぞれ２５６個ずつの入力ポートと出力ポートとを
有する。

【００５０】プロセッサ２−１〜２−２５６の出力ポー
ト（或いは入出力ポート）は、クロスバスイッチ１の入
力ポートに接続されている。プロセッサ２−１〜２−２
５６の入力ポート（或いは入出力ポート）は、クロスバ
スイッチ１の出力ポートに接続されている。

【００５１】図２は、図１のクロスバスイッチ１の構成
を示すブロック図である。図示するように、クロスバス
イッチ１は、入力ポート数が６４、出力ポート数が６４
である１６個のサブクロスバスイッチユニット１０５を
マトリクス状に配列することによって構成されている。

【００５２】サブクロスバスイッチユニット１０５は、
例えば、１チップのＬＳＩで構成され、それぞれ４方向
に３２個ずつの入出力ポートを有する。サブクロスバス
イッチユニット１０５の隣接するもの同士は、双方向通
信によって接続されている。サブクロスバスイッチユニ
ット１０５の構成については、詳しく後述する。

【００５３】クロスバスイッチ１内には、入力ポート１
０１のいずれかから入力を受け、図２の左から右方向、
上から下方向に１つ以上のサブクロスバスイッチユニッ
ト１０５を経由して出力ポート１０３のいずれかから出
力する順方向のネットワーク（以下、ネットワークＡと
いう）が形成されている。また、入力ポート１０２のい
ずれかから入力を受け、図２の右から左方向、下から上
方向に１つ以上のサブクロスバスイッチユニット１０５
を経由して出力ポート１０４のいずれかから出力する逆
方向のネットワーク（以下、ネットワークＢという）が
形成されている。

【００５４】すなわち、ネットワークＡとネットワーク
Ｂとは、それぞれ入力ポートの数が１２８、出力ポート
の数が１２８であるクロスバスイッチに相当する。ま
た、サブクロスバスイッチユニット１０５はそれぞれ、
ネットワークＡとネットワークＢとの経路切り替えを行
う機能を有しており、クロスバスイッチ１は、全体とし
て２５６×２５６クロスバスイッチを実現している。

【００５５】ネットワークＡにおいて、入力データの出
力ポート１０３（１）〜１０３（３２）への接続は、サ
ブクロスバスイッチユニット１０５（１）〜（４）で行
われる。入力データの出力ポート１０３（３３）〜１０
３（６４）への接続は、サブクロスバスイッチユニット
１０５（５）〜（８）で行われる。入力データの出力ポ
ート１０３（６５）〜１０３（９６）への接続は、サブ
クロスバスイッチユニット１０５（９）〜（１２）で行
われる。入力データの出力ポート１０３（９７）〜１０
３（１２８）への接続は、サブクロスバスイッチユニッ
ト１０５（１３）〜（１６）で行われる。

【００５６】一方、ネットワークＢにおいて、入力デー
タの出力ポート１０４（１）〜１０４（３２）への接続
は、サブクロスバスイッチユニット１０５（１）〜
（４）で行われる。入力データの出力ポート１０４（３
３）〜１０４（６４）への接続は、サブクロスバスイッ
チユニット１０５（５）〜（８）で行われる。入力デー
タの出力ポート１０４（６５）〜１０４（９６）への接
続は、サブクロスバスイッチユニット１０５（９）〜
（１２）で行われる。入力データの出力ポート１０４
（９７）〜１０４（１２８）への接続は、サブクロスバ
スイッチユニット１０５（１３）〜（１６）で行われ
る。

【００５７】すなわち、クロスバスイッチユニット１０
５は、出力ポート１０３、１０４のうちの同一のものに
メッセージを出力するものとして、図２に示すような４
つのサブグループ１０６に分けられる。

【００５８】図３は、図２のサブクロスバスイッチユニ
ット１０５のそれぞれの構成を示すブロック図である。
図示するように、サブクロスバスイッチユニット１０５
は、入出力ポート２０１〜２０４と、経路切替え回路２
０５〜２０８と、３２×３２クロスバスイッチ２１０〜
２１２と、選択調停部２１３、２１４とを備える。

【００５９】入出力ポート２０１は、ネットワークＡに
おいて入力ポートとして機能し、ネットワークＢにおい
て出力ポートとして機能する。入出力ポート２０２は、
ネットワークＢにおいて入力ポートとして機能し、ネッ
トワークＡにおいて出力ポートとして機能する。入出力
ポート２０３は、ネットワークＡにおいて出力ポートと
して機能し、ネットワークＢにおいて入力ポートとして
機能する。入出力ポート２０４は、ネットワークＢにお
いて出力ポートとして機能し、ネットワークＡにおいて
入力ポートとして機能する。

【００６０】図４に、入出力ポート２０１〜２０４の構
成を示す。図中、接続線３０１、３０２は、サブクロス
バスイッチユニット１０５内部での接続線であり、接続
線３０３は、サブクロスバスイッチユニット１０５外部
との接続線である。接続線３０３は、同一の信号線で入
出力双方向に通信することが可能に構成されている。

【００６１】入出力ポート２０１〜２０４内では、接続
線３０１（１）〜（４）からの信号は、接続線３０３
（１）〜（４）を介してクロスバスイッチユニット１０
５の外部に出力される。クロスバスイッチユニット１０
５の外部から接続線３０３（１）〜（４）を介して入力
された信号は、接続線３０２（１）〜（４）を介してク
ロスバスイッチユニット１０５内部の構成要素に供給さ
れる。

【００６２】図２に示す経路切替え回路２０５〜２０８
は、入力データを複数の出力経路のうちのいずれかを選
択して出力する回路であり、同一の機能を有する回路が
３２個並列に形成されている。

【００６３】図５は、経路切替え回路２０５〜２０８内
の並列に形成された３２個の回路のうちの１つを示すも
のである。この回路は、アドレス抽出回路４０４と、レ
ジスタ４０５と、比較器４０６と、論理否定回路４０９
と、トライステートバッファ４０７、４０８とを備え
る。

【００６４】アドレス抽出回路４０４は、入力されたメ
ッセージ４０１をそのまま出力してトライステートバッ
ファ４０７、４０８に供給すると共に、メッセージ４０
１からからセルフルーティングのために必要なアドレス
情報を抽出して比較器４０６に供給する。レジスタ４０
５は、アドレス情報を表すビット列の部分列を格納して
いる。比較器４０６は、アドレス抽出回路４０４が抽出
したアドレス情報とレジスタ４０５に格納されているア
ドレス情報の部分列とを比較し、一致する場合に真（ハ
イレベル）、一致しない場合に偽（ローレベル）を出力
する。

【００６５】比較器４０６の出力は、トライステートバ
ッファ４０７に供給され、また、論理否定回路４０９を
介してトライステートバッファ４０８に供給される。

【００６６】トライステートバッファ４０７は、比較器
４０６の出力信号が真であるとき、すなわちアドレス抽
出回路４０４が抽出したアドレス情報がレジスタ４０５
に格納されているアドレス情報の部分列に一致すると
き、入力されたメッセージ４０１を出力データ４０２と
してクロスバスイッチ２０９〜２１２に供給する。トラ
イステートバッファ４０７は、比較器４０６からの出力
信号が偽であるとき、データの出力を抑止する。

【００６７】トライステートバッファ４０８は、比較器
４０６の出力信号が偽であるとき、すなわちアドレス抽
出回路４０４が抽出したアドレス情報がレジスタ４０５
に格納されているアドレス情報の部分列と一致しないと
き、されたメッセージ４０１を出力データ４０３として
入出力ポート２０２、２０１或いは経路切替え回路２０
５、２０６に供給する。トライステートバッファ４０８
は、比較器４０６からの出力信号が真であるとき、デー
タの出力を抑止する。

【００６８】図２に示す３２×３２クロスバスイッチ２
０９〜２１２は、入力ポート数が３２、出力ポート数が
３２の公知のクロスバスイッチによって構成されてい
る。

【００６９】３２×３２クロスバスイッチ２０９は、ネ
ットワークＡの入力ポートとネットワークＡの出力ポー
トとを接続する。３２×３２クロスバスイッチ２１０
は、ネットワークＡの入力ポートとネットワークＢの出
力ポートとを接続する。３２×３２クロスバスイッチ２
１１は、ネットワークＢの入力ポートとネットワークＢ
の出力ポートとを接続する。３２×３２クロスバスイッ
チ２１２は、ネットワークＢの入力ポートとネットワー
クＡの出力ポートとを接続する。

【００７０】図２に示す調停選択部２１３、２１４は、
入出力ポート２０４、２０３からのデータと、３２×３
２クロスバスイッチ２０９、２１１からのデータと、３
２×３２クロスバスイッチ２１０、２１２からのデータ
とを調停し、いずれかを選択して出力する。

【００７１】調停選択部２１３、２１４は、図６に示す
ように、３２個の選択調停回路５０１を有しており、例
えば、調停選択回路５０１（１）は、接続線４０２
（１）、接続線４０３（１）及び接続線４０４（３）か
らそれぞれ入力されたデータを調停し、いずれかを選択
して接続線４０５（１）に出力する。

【００７２】以下、この実施の形態にかかる並列計算機
の動作について、説明する。プロセッサ２−１〜２−２
５６のいずれかで処理されたデータは、その処理データ
を渡すべきプロセッサのアドレスを付加したメッセージ
の形式で、クロスバスイッチ１に対応する入力ポート１
０１、１０２から入力される。

【００７３】プロセッサ２−１〜２−２５６からのメッ
セージが入力ポート１０１、１０２のいずれかから入力
されたクロスバスイッチ１は、次のように動作する。な
お、ここでは、メッセージが入力ポート１０１から入力
された場合を例として説明するが、入力ポート１０２か
らの場合も実質的に同一である。

【００７４】入力ポート１０１から入力されたメッセー
ジは、最初に、図２の最も左側のサブグループ１０６に
含まれるサブクロスバスイッチユニット１０５に、入出
力ポート２０１を介して入力される。

【００７５】サブクロスバスイッチユニット１０５から
入力されたデータは、経路切替え回路２０７に供給され
る。経路切替え回路２０７では、アドレス抽出回路４０
４がそのメッセージに付加されているアドレス情報を抽
出する。抽出されたアドレス情報は、比較器４０６によ
ってレジスタに格納されているアドレス情報の部分列と
比較される。

【００７６】経路切替え回路２０７において、比較器４
０６の比較結果が一致するとき、すなわち当該メッセー
ジが出力ポート１０４から出力すべきものであるとき
は、比較器４０６の出力信号が真となり、トライステー
トバッファ４０７を介して３２×３２クロスバスイッチ
２１０に当該メッセージが出力される。そして、３２×
３２クロスバスイッチ２１０によって出力経路が切り替
えられ、選択調停部２１４及び入出力ポート２０４を介
して、図２の上段のサブクロスバスイッチユニット１０
５に、或いは上段にサブクロスバスイッチユニット１０
５がないときは、出力ポート１０４からクロスバスイッ
チ１の外部にそのメッセージが出力される。

【００７７】経路切替え回路２０７において、比較器４
０６の比較結果が不一致であるとき、すなわち当該メッ
セージが出力ポート１０４から出力すべきものでないと
きは、比較器４０６の出力信号が偽となり、トライステ
ートバッファ４０８を介して経路切替え回路２０５に当
該メッセージが出力される。

【００７８】経路切替え回路２０５において、当該メッ
セージが出力ポート１０３から出力すべきものであると
きは、経路切替え回路２０７の場合と同様にして、クロ
スバスイッチ２０９、選択調停部２１３及び入出力ポー
ト２０３を介して、図２の下段のサブクロスバスイッチ
ユニット１０５に、或いは下段にサブクロスバスイッチ
ユニット１０５がないときは、出力ポート１０３からク
ロスバスイッチ１の外部にそのメッセージが出力され
る。一方、当該メッセージが出力ポート１０３から出力
すべきものでないときは、そのメッセージは、入出力ポ
ート２０２を介して図２の左から２番目のサブグループ
１０６内のサブクロスバスイッチユニット１０５に供給
される。

【００７９】図２の左から２番目以降のサブクロスバス
イッチユニット１０５も同様に動作し、当該メッセージ
に付加されたアドレス情報に従って、メッセージの出力
経路が切り替えられる。また、図２の上段または下段の
サブクロスバスイッチユニット１０５から入出力ポート
２０４、２０３を介して供給されたメッセージは、選択
調停部２１３、２１４及び入出力ポート２０３、２０４
を介してさらに下段または上段のサブクロスバスイッチ
ユニット１０５に、或いはさらに上段または下段にサブ
クロスバスイッチユニット１０５がないときは、クロス
バスイッチ１の外部に出力される。

【００８０】クロスバスイッチ１の出力ポート１０３、
１０４から出力されたメッセージは、当該出力ポートに
接続されたプロセッサ２−１〜２−２５６に供給され
る。そして、このメッセージとして供給されたデータを
基にして、プロセッサ２−１〜２−２５６において演算
が行われる。

【００８１】以上説明したように、この実施の形態にか
かるクロスバスイッチ１は、双方向通信の機能を用いる
ことによって、サブクロスバスイッチユニット１０５の
数、及びサブクロスバスイッチユニット１０５間の配線
が従来例に比べて４分の１でも、従来例のクロスバスイ
ッチと実質的に同一の機能を実現することができる。こ
のため、少ないハードウェア量でも大規模なクロスバス
イッチを実現することができる。

【００８２】また、この実施の形態にかかるサブクロス
バスイッチユニット１０５は、１チップのＬＳＩで構成
した場合に、ピン数が従来のものと同一であっても、実
質的に入力ポート及び出力ポートの数を、従来のものの
２倍にすることができる。

【００８３】また、この実施の形態にかかる並列計算機
では、プロセッサ２−１〜２−２５６の並列数に対して
クロスバスイッチ１に必要となるサブクロスバスイッチ
ユニットの数が、従来例に比べて４分の１にすることが
できる。このため、並列数の大きな並列計算機の相互結
合網として使用するクロスバスイッチ１も、容易に構成
することができる。

【００８４】［第２の実施の形態］この実施の形態にか
かる並列計算機の構成は、図１に示す第１の実施の形態
のものとほぼ同一である。但し、この実施の形態にかか
る並列計算機では、サブクロスバスイッチユニット１０
５の構成が第１の実施の形態のものと異なる。

【００８５】図１は、この実施の形態にかかるサブクロ
スバスイッチユニット１０５の構成を示すブロック図で
ある。図示するように、サブクロスバスイッチユニット
１０５は、例えば、１チップのＬＳＩで構成され、入出
力ポート６０１〜６０４と、６４×６４クロスバスイッ
チ６０５と、選択調停部６１０、６１１とを備える。

【００８６】入出力ポート６０１は、ネットワークＡに
おいて入力ポートとして機能し、ネットワークＢにおい
て出力ポートとして機能する。入出力ポート６０２は、
ネットワークＢにおいて入力ポートとして機能し、ネッ
トワークＡにおいて出力ポートとして機能する。入出力
ポート６０３は、ネットワークＡにおいて出力ポートと
して機能し、ネットワークＢにおいて入力ポートとして
機能する。入出力ポート６０４は、ネットワークＢにお
いて出力ポートとして機能し、ネットワークＡにおいて
入力ポートとして機能する。

【００８７】入出力ポート６０１〜６０４の構成は、図
４に示す第１の実施の形態のものと同一である。

【００８８】６４×６４クロスバスイッチ６０５は、入
力ポート６０６、６０７の数が全部で６４、出力ポート
数６０８、６０９の数が全部で６４である公知のクロス
バスイッチによって構成されている。

【００８９】６４×６４クロスバスイッチ６０５の入力
ポートのうちの３２個の入力ポート６０６は、ネットワ
ークＡとなる入出力ポート６０１から入出力ポート６０
２への信号線に接続されている。残りの３２個の入力ポ
ート６０７は、ネットワークＢとなる入出力ポート６０
２から入出力ポート６０１への信号線に接続されてい
る。６４×６４クロスバスイッチ６０５の出力ポートの
うちの３２個の出力ポート６０８は、選択調停部６１０
に接続されている。残りの３２個の出力ポート６０９
は、選択調停部６１１に接続されている。

【００９０】６４×６４クロスバスイッチ６０５は、入
力されたメッセージが当該サブグループ１０６に対応す
る出力ポート１０３から出力すべきものであるときは、
そのメッセージを選択調停部６１０に出力する。６４×
６４クロスバスイッチ６０５は、入力されたメッセージ
が当該サブグループ１０６に対応する出力ポート１０４
から出力すべきものであるときは、そのメッセージを調
停選択部６１１に出力する。

【００９１】調停選択部６１０は、入出力ポート６０４
からのデータと６４×６４クロスバスイッチの出力ポー
ト６０８からのデータとを調停し、いずれかを選択して
出力する。調停選択部６１１は、入出力ポート６０３か
らのデータと６４×６４クロスバスイッチの出力ポート
６０９からのデータとを調停し、いずれかを選択して出
力する。

【００９２】調停選択部６１０、６１１は、図８に示す
ように、２入力１入力の調停選択回路７０１を複数備え
ている。例えば、調停選択回路７０１（１）は、接続線
７０２（１）及び接続線７０３（１）からそれぞれ入力
されたデータを調停し、いずれかを選択して接続線７０
４（１）に出力する。

【００９３】以下、この実施の形態にかかる並列計算機
の動作について、第１の実施の形態と異なるサブクロス
バスイッチユニット１０５内での動作を説明する。ここ
では、メッセージが入出力ポート６０１からサブクロス
バスイッチユニット６０１に入力された場合を例として
説明するが、入出力ポート６０２からの場合も実質的に
同一である。

【００９４】入出力ポート６０１からサブクロスバスイ
ッチ１０５内に入力されたメッセージは、入出力ポート
６０２と、入力ポート６０６を介して６４×６４クロス
バスイッチユニット６０５とに供給される。

【００９５】６４×６４クロスバスイッチユニット６０
５は、当該メッセージがそのサブクロスバスイッチの属
するサブグループ１０６に対応する出力ポート１０３か
ら出力すべきものであるときは、出力ポート６０８から
そのメッセージを出力する。６４×６４クロスバスイッ
チ６０５の出力ポート６０８から出力されたメッセージ
は、選択調停部６１０及び入出力ポート６０３を介し
て、図２の下段のサブクロスバスイッチユニット１０５
に、或いは下段にサブクロスバスイッチユニット１０５
がないときは、出力ポート１０３からクロスバスイッチ
１の外部に出力される。

【００９６】６４×６４クロスバスイッチユニット６０
５は、当該メッセージがそのサブクロスバスイッチの属
するサブグループ１０６に対応する出力ポート１０４か
ら出力すべきものであるときは、出力ポート６０９から
そのメッセージを出力する。６４×６４クロスバスイッ
チ６０５の出力ポート６０９から出力されたメッセージ
は、選択調停部６１１及び入出力ポート６０４を介し
て、図２の上段のサブクロスバスイッチユニット１０５
に、或いは上段にサブクロスバスイッチユニット１０５
がないときは、出力ポート１０４からクロスバスイッチ
１の外部に出力される。

【００９７】一方、入出力ポート６０２に供給されたメ
ッセージは、図２の１つ右側のサブクロスバスイッチユ
ニット１０５に供給される。以降同様の処理によって、
当該メッセージが出力ポート１０３、１０４のうちの適
切なものから出力される。

【００９８】以上説明したように、この実施の形態にか
かるサブクロスバスイッチユニット１０５は、第１の実
施の形態のように内部に経路切替え回路を設ける必要が
ないので、第１の実施の形態のものよりも、単純な構成
とすることができる。

【００９９】［第３の実施の形態］この実施の形態にか
かる並列計算機の構成は、図１に示す第１の実施の形態
のものとほぼ同一である。但し、この実施の形態にかか
る並列計算機では、クロスバスイッチ１の構成が第１の
実施の形態のものと異なる。

【０１００】図９は、この実施の形態にかかるクロスバ
スイッチ１の構成を示すブロック図である。図示するよ
うに、このクロスバスイッチ１は、入力ポート数が６
４、出力ポート数が６４であるサブクロスバスイッチユ
ニット８０３を１６個をマトリクス状に配列することに
よって構成され、入出力ポート８０１、８０２の数が合
計で２５６となっている。

【０１０１】クロスバスイッチ１内には、入出力ポート
８０１のいずれかから入力を受け、図９の左から右方向
に１つ以上のサブクロスバスイッチユニット８０３を経
由して入出力ポート８０２のいずれかから出力する順方
向のネットワーク（以下、ネットワークＡという）が形
成されている。また、入出力ポート８０２のいずれかか
ら入力を受け、図９の右から左方向に１つ以上のサブク
ロスバスイッチ８０３を経由して出力ポート８０１のい
ずれかから出力する逆方向のネットワーク（以下、ネッ
トワークＢという）が形成されている。また、サブクロ
スバスイッチユニット８０３は、それぞれネットワーク
ＡとネットワークＢとの経路切り替えを行う機能を有し
ている。

【０１０２】図１０は、図９のサブクロスバスイッチ８
０３の構成を示すブロック図である。図示するように、
このクロスバスイッチ８０３は、例えば、１チップのＬ
ＳＩで構成され、入出力ポート９０１〜９０４と、６４
×６４クロスバスイッチ９０５と、選択調停回路９０
６、９０７と、経路選択回路９０８、９０９とを備え
る。

【０１０３】入出力ポート９０１〜９０４の構成は、図
４に示す第１の実施の形態のものと同一である。６４×
６４クロスバスイッチ９０５は、第２の実施の形態のも
のと同一である。選択調停回路９０６、９０７は、図８
に示す第２の実施の形態のものと同一である。

【０１０４】経路選択回路９０８は、入出力ポート９０
２からの入力データと、経路選択回路９０９を介しての
入出力ポート９０４からの入力データとのいずれかを、
外部から供給された信号に従って選択して、６４×６４
クロスバスイッチ９０５に供給する。経路選択回路９０
９は、入出力ポート９０４の入力データを、外部から供
給された信号に従って、調停選択部９０６と経路選択回
路９０８とのいずれかに選択して供給する。

【０１０５】サブクロスバスイッチユニット８０３のう
ち、ネットワーク外部との入出力ポートをもつもの
（１）、（４）、（５）、（８）、（９）、（１２）、
（１３）、（１６）では、経路選択回路９０８、９０９
は、図１１に示すように切り替えられる。

【０１０６】サブクロスバスイッチユニット８０３のう
ち、ネットワーク外部との入出力ポートをもたないもの
（２）、（３）、（６）、（７）、（１０）、（１
１）、（１４）、（１５）では、経路選択回路９０８、
９０９は、図１２に示すように切り替えられ、実質的に
図７に示す第２の実施の形態のものと同一になる。

【０１０７】このように経路選択がなされたサブクロス
バスイッチユニット８０３が次に示すような配置関係で
接続され、クロスバスイッチ１を構成する。

【０１０８】サブクロスバスイッチユニット８０３
（１）、（５）、（９）、（１３）は、図１１の左側が
図９の左側となるように配置され、入出力ポート９０４
が入出力ポート８０１に対応するものとなる。サブクロ
スバスイッチユニット８０３（４）、（８）、（１
２）、（１６）は、図１１の右側が図９の右側となるよ
うに配置され、入出力ポート９０３が入出力ポート８０
２に対応するものとなる。

【０１０９】サブクロスバスイッチユニット８０３
（２）、（３）、（６）、（７）、（１０）、（１
１）、（１４）、（１５）は、図１２の左側が図９の左
側となるように配置される。

【０１１０】以下、この実施の形態にかかる並列計算機
の動作について、第１の実施の形態と異なるクロスバス
イッチ１内での動作を説明する。ここでは、メッセージ
が入出力ポート８０１（１）から入力された場合を例と
して説明するが、他の入出力ポート８０１、８０２から
の場合も実質的に同一である。

【０１１１】入出力ポート８０１（１）から入力された
データは、まず、入出力ポート９０４からサブクロスバ
スイッチ８０３（１）に入力される。このデータの出力
先が入出力ポート８０１（１）〜（３２）である場合
は、６４×６４クロスバスイッチ９０５、調停選択部９
０７を介して入出力ポート９０４（すなわち、入出力ポ
ート８０１（１）〜（３２））からクロスバスイッチ１
の外部に出力される。

【０１１２】このデータの出力先が入出力ポート８０２
（１）〜（３２）である場合は、６４×６４クロスバス
イッチ９０５、調停選択部９０８を介して入出力ポート
９０３からサブクロスバスイッチ８０３（１）の外部に
出力される。出力されたデータは、サブクロスバスイッ
チユニット８０３（１）〜（４）を介して入出力ポート
８０２（１）〜（３２）からクロスバスイッチ２の外部
に出力される。

【０１１３】一方、このデータの出力先が入出力ポート
８０１（１）〜（３２）、８０２（１）〜（３２）のい
ずれでもないときは、このデータは、入出力ポート９０
１から外部に出力され、サブクロスバスイッチユニット
８０３（６）に入力される。

【０１１４】以後、各サブクロスバスイッチユニットで
同様の動作を繰り返すことによって、入出力ポート８０
１（１）から入力されたデータが最終出力先のプロセッ
サ２−１〜２−２５６に対応する入出力ポート８０１
（１）〜（１２８）、８０２（１）〜（１２８）からプ
ロセッサ２−１〜２−２５６のいずれかに出力される。

【０１１５】以上説明したように、この実施の形態のク
ロスバスイッチ１は、データの入力及び出力が共に可能
な入出力ポート８０１、８０２を備えるものとなってい
る。このため、プロセッサ２−１〜２−２５６とクロス
バスイッチ１との間の配線は、それぞれ１本ずつにする
ことができ、第１、第２の実施の形態のものよりも配線
数を少なくすることができる。

【０１１６】以上説明したように、この実施の形態にか
かる並列計算機では、プロセッサ２−１〜２−２５６が
入出力ポートを有する場合に、プロセッサ２−１〜２−
２５６の入出力ポートからクロスバスイッチ１への配線
を、入出力ポート８０１、８０２に向けるもの１本ずつ
とすることができる。このため、第１、第２の実施の形
態にかかる並列計算機に比べて、クロスバスイッチ１と
プロセッサ２−１〜２−２５６との間の配線数を半減さ
せることができる。

【０１１７】［実施の形態の変形］上記の第１〜第３の
実施の形態は、様々に変形することが可能である。以
下、上記の第１〜第３の実施の形態の変形態様につい
て、詳しく説明する。

【０１１８】上記の第１〜第３の実施の形態では、サブ
クロスバスイッチユニット１０５、８０３をマトリクス
状に配列していた。このようにサブクロスバスイッチユ
ニットを基板に実装するときの配列をマトリクス状にす
ることで、サブクロスバスイッチユニットを接続するた
めの基板上のプリント配線を簡単にすることができる。
もっとも、サブクロスバスイッチユニット１０５、８０
３は、回路ブロックを描いたときに図２または図９のよ
うにマトリクス状の接続関係として示すことができるの
であれば、物理的な位置関係までマトリクス状にして配
列する必要はない。

【０１１９】上記の第３の実施の形態では、サブクロス
バスイッチユニット８０３は、ネットワーク外部との入
出力ポートの有無に関わらず同一の構成とし、経路選択
回路９０８、９０９によって経路を切り替えて使用して
いた。しかしながら、サブクロスバスイッチユニット８
０３は、ネットワーク外部との入出力ポートをもつもの
とネットワーク外部との入出力ポートをもたないものと
で、その構成がそれぞれ異なるものとしてもよい。ま
た、経路選択回路９０８、９０９による経路の選択は、
外部からの信号によるのではなく、ＰＲＯＭ（Programa
ble ROM）と同様の手法によって固定化してもよい。

【０１２０】上記の第１〜第３の実施の形態では、サブ
クロスバスイッチユニット１０５、８０３は、それぞれ
１チップのＬＳＩで構成していたが、複数のＬＳＩチッ
プを組み合わせて構成してもよい。また、例えば、サブ
クロスバスイッチユニット１０５、８０３を４つまとめ
て、１チップのＬＳＩで構成してもよい。

【０１２１】上記の第１〜第３の実施の形態では、サブ
クロスバスイッチユニット１０５、８０３は、順方向と
逆方向とでそれぞれ３２で合計６４の入出ポートと、順
方向と逆方向とでそれぞれ３２で合計６４の出力ポート
とを有するものであった。しかしながら、本発明におい
て、サブクロスバスイッチユニットが有する入力ポート
及び出力ポートの数は、それぞれ任意（互いの数が異な
る場合も含む）である。

【０１２２】上記の第１〜第３の実施の形態では、サブ
クロスバスイッチユニット１０５、８０３を１６個組み
合わせることによって、入力ポート数２５６、出力ポー
ト数２５６のクロスバスイッチ１を構成していた。しか
しながら、本発明において、クロスバスイッチを構成す
るサブクロスバスイッチの数は、これに限られない。例
えば、サブクロスバスイッチユニット１０５、８０３を
６４個組み合わせることによって、入力ポート数５１
２、出力ポート数５１２のクロスバスイッチを構成する
こともできる。また、上記の第１、第２のクロスバスイ
ッチ１では、複数のサブクロスバスイッチユニット１０
５が構成するマトリクスの行方向と列方向との数が異な
っていてもよい。この場合、並列計算機を構成するプロ
セッサの数も、クロスバスイッチの入力ポート及び出力
ポートの数に合わせることができる。

【０１２３】上記の第１〜第３の実施の形態では、クロ
スバスイッチ１をプロセッサ２−１〜２−２５６間の通
信に用いた並列計算機について説明した。しかしなが
ら、図１３に示すように、プロセッサ３−１〜３−２５
６からメモリ４−１〜４−２５６、或いはメモリ４−１
〜４−２５６からプロセッサ３−１〜３−２５６への通
信にクロスバスイッチ１を用いた並列計算機にも、本発
明は適用することができる。

【０１２４】上記の第１〜第３の実施の形態では、クロ
スバスイッチ１を並列計算機に適用した場合について説
明した。しかしながら、上記の第１〜第３の実施の形態
で説明したクロスバスイッチ１は、電話交換機やＡＴＭ
交換機などの他の装置にも適用することができる。

【０１２５】図１４は、クロスバスイッチ１を適用した
電話交換機の構成を示すブロック図である。この電話交
換機は、クロスバスイッチ１と、発信元の電話回線３１
１４、３１１５と、ＣＰＵ３１１６と、発信レジスタ３
１１９とから構成されている。クロスバスイッチ１は、
発呼された電話番号に従って回線の接続を切り替え、発
信元の電話回線３１１４、３１１５は、発信レジスタ３
１１９を介して発信先の電話回線に接続される。

【０１２６】図１５は、クロスバスイッチ１を適用した
ＡＴＭ交換機の構成を示すブロック図である。このＡＴ
Ｍ交換機は、クロスバスイッチ１と、入力ポートＩＰ＃
０〜ＩＰ＃ｎと、ＦＩＦＯメモリ３２１０〜３２１ｎ
と、出力バッファ３２３０〜３２３ｎと、出力ポートＯ
Ｐ＃０〜ＯＰ＃ｎと、制御部３２２０と、セルカウンタ
３２４０〜３２４ｎとを備える。

【０１２７】入力ポートＩＰ＃０〜ＩＰ＃ｎから入力さ
れたＡＴＭセルは、ＦＩＦＯメモリ３２１０〜３２１ｎ
に一旦蓄積され、クロスバスイッチ１によって経路切替
えがされ、出力バッファ３２３０〜３２３ｎへ一時格納
される。そして、出力バッファ３２３０〜３２３ｎから
出力ポートＯＰ＃０〜ＯＰ＃ｎを介して外部に出力され
る。なお、制御部３２２０は、ＦＩＦＯメモリ３２１０
〜３２１ｎに蓄積されたＡＴＭセルのヘッダ部分の情報
を読み出し、読み出した情報に従ってセルカウンタ３２
４０〜３２４ｎ等を制御する。

【０１２８】また、ここではＡＴＭセルの経路選択を行
うためのＡＴＭ交換機を例として挙げたが、パケットな
どの他の形式のフレームデータの経路選択を行うための
交換機にも、上記したクロスバスイッチ１の適用は可能
である。

【０１２９】以上のような電話交換機や、フレームデー
タ交換機も、クロスバスイッチ１を大規模に構成できる
ため、大規模な構成のものとすることが容易になる。

【０１３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少ないハードウェア量で大規模なクロスバスイッチを実
現することができる。

【０１３１】また、従来のサブクロスバスイッチユニッ
トを構成するＬＳＩと同一のピン数でも、入出力ポート
の数が従来のものに比べて実質的に２倍となるサブクロ
スバスイッチユニットを１チップのＬＳＩで実現するこ
とができる。

【０１３２】また、並列数の大きい並列計算機や、大規
模な電話交換機、大規模なフレームデータ交換機も容易
に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる並列計算機
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のクロスバスイッチの構成を示すブロック
図である。

【図３】図２のサブクロスバスイッチユニットの構成を
示すブロック図である。

【図４】図３の入出力ポートの構成を示すブロック図で
ある。

【図５】図３の経路切替え回路の構成を示すブロック図
である。

【図６】図３の選択調停部の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施の形態にかかるサブクロス
バスイッチユニットの構成を示すブロック図である。

【図８】図７の選択調停部の構成を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明の第３の実施の形態にかかるクロスバス
イッチの構成を示すブロック図である。

【図１０】図９のサブクロスバスイッチユニットの構成
を示すブロック図である。

【図１１】図９のクロスバスイッチ中のネットワーク外
部との入出力ポートをもつサブクロスバスイッチユニッ
トを説明する図である。

【図１２】図９のクロスバスイッチ中のネットワーク外
部との入出力ポートをもたないサブクロスバスイッチユ
ニットを説明する図である。

【図１３】本発明の実施の形態の変形にかかる並列計算
機の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の実施の形態の変形にかかる電話交換
機の構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明の実施の形態の変形にかかるＡＴＭ交
換機の構成を示すブロック図である。

【図１６】従来例のクロスバスイッチの構成を示すブロ
ック図である。

【図１７】図１６のサブクロスバスイッチユニットの構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ クロスバスイッチ ２−１〜２−２５６ プロセッサ ３−１〜３−２５６ プロセッサ ４−１〜４−２５６ メモリ １０１、１０２ 入力ポート １０３、１０４ 出力ポート １０５ サブクロスバスイッチユニット ２０１〜２０４ 入出力ポート ２０５〜２０８ 経路切替え回路 ２０９〜２１２ ３２×３２クロスバスイッチ ２１３、２１４ 選択調停部 ４０４ アドレス抽出回路 ４０５ レジスタ ４０６ 比較器 ４０７、４０８ トライステートバッファ ４０９ 論理否定回路 ５０１ 選択調停回路 ６０１〜６０４ 入出力ポート ６０５ ６４×６４クロスバスイッチ ６１０、６１１ 選択調停部 ７０１ 選択調停回路 ８０１、８０２ 入出力ポート ８０３ サブクロスバスイッチユニット ９０１〜９０４ 入出力ポート ９０５ ６４×６４クロスバスイッチ ９０６、９０７ 選択調停部 ９０８、９０９ 経路選択回路 ３１１４、３１１６ 電話回線 ３１１６、３１１７ 表示素子 ３２１０〜３２１ｎ ＦＩＦＯメモリ ３２２０ 制御部 ３２３０〜３２３ｎ 出力バッファ ３２４０〜３２４ｎ セルカウンタ

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリクス状に接続された複数のサブクロ
   スバスイッチユニット(105)から構成され、２つの入力
   ポート(101,102)と２つの出力ポート(103,104)とを備
   え、各入力ポートへの入力をいずれかの出力ポートに伝
   達するクロスバスイッチ（１）であって、 前記複数のサブクロスバスイッチユニット(105)はそれ
   ぞれ、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
   ータを他方の第１の入出力ポート(202,201;602,601)に
   向けて出力し、他方の第１の入出力ポートから供給され
   たデータを外部にそれぞれ出力する２つの第１の入出力
   ポート(201,202;601,602)と、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
   ータを他方の第２の入出力ポート(204,203;604,603)に
   向けて出力し、供給されたデータを外部にそれぞれ出力
   する２つの第２の入出力ポート(203,204;603,604)と、各 前記第１の入出力ポートが外部から入力して出力した
   データを、該データの最終出力先に従って前記第２の入
   出力ポートのいずれかに切り替えて供給する切替え回路
   (205-212;605)と、各前記 第２の入出力ポート(203,204;603,604)から供給
   されたデータと前記切替え回路から供給されたデータと
   を調停して、もう一方の前記第２の入出力ポート(204,2
   03;604,603)に供給する調停回路(213,214;610,611)と、
   を有し、 前記第１の入出力ポート(201,202;601,602)はそれぞ
   れ、他のサブクロスバスイッチユニットが有する第１の
   入出力ポートのいずれか一方に接続されるか、或いはク
   ロスバスイッチの入力ポートとなり、 前記第２の入出力ポート(203,204;603,604)はそれぞ
   れ、他のサブクロスバスイッチユニットが有する第２の
   入出力ポートのいずれか一方に接続されるか、或いはク
   ロスバスイッチの出力ポートとなり、 各サブクロスバスイッチ(105)は、前記切替え回路(205-
   212;605)と前記調停回路(213,214;610,611)とを制御す
   ることにより、各第１の入出力ポートへの入力を前記第
   ２の入出力ポートのいずれか一方又は他の第１の入出力
   ポートのいずれ かに供給し、クロスバスイッチとして各
   入力ポート(101,102)への入力を出力ポート(103,104)の
   いずれかに伝達することを特徴とするクロスバスイッ
   チ。
2. 【請求項２】前記複数のサブクロスバスイッチユニット
   は、マトリクス状に配列され、 前記第１の入出力ポート(201,202;601,602)はそれぞ
   れ、前記マトリクスの一方向に隣接する他のサブクロス
   バスイッチユニットが有する第１の入出力ポートのいず
   れか一方に接続され、隣接するサブクロスバスイッチユ
   ニットがないときにはクロスバスイッチの入力ポートと
   なり、 前記第２の入出力ポート(203,204;603,604)はそれぞ
   れ、前記一方向に直交する方向に隣接する他のサブクロ
   スバスイッチユニットが有する第２の入出力ポートのい
   ずれか一方に接続され、隣接するサブクロスバスイッチ
   ユニットがないときにはクロスバスイッチの出力ポート
   となることを特徴とする請求項１に記載のクロスバスイ
   ッチ。
3. 【請求項３】複数のサブクロスバスイッチユニットを含
   む複数のサブグループによって構成され、２つの入力ポ
   ートと２つの出力ポートとを備え、各入力ポートへの入
   力をいずれかの出力ポートに伝達するクロスバスイッチ
   であって、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットはそれぞれ、
   双方向にデータの通信が可能となるように構成された２
   つの第１の入出力ポート(201,202;601,602)と、第２の
   入出力ポート(203,204;603,604)とを備え、 同一のサブグループ(106)に属するサブクロスバスイッ
   チユニット(105)間は、前記第２の入出力ポート(203,20
   4;603,604)を介して双方向通信可能に直列に接続されて
   おり、 前記複数のサブクロスバスイッチユニット(105)はそれ
   ぞれ、 異なるサブグループ(106)に属する他のサブクロスバス
   イッチユニットと、前記第１の入出力ポート(201,202;6
   01,602)を介して双方向通信可能に相互に接続されてお
   り、 前記第１、第２の入出力ポートのいずれかから入力され
   たデータの最終出力先がクロスバスイッチの出力ポート
   のうち同一のサブグループに属するサブクロスバスイッ
   チユニットに接続された出力ポートであるときは、前記
   出力ポートから外部に出力されるまで、該データを順次
   同一のサブグループに属するサブクロスバスイッチユニ
   ットに前記第２の入出力ポート(203,204;603,604)を介
   して転送し、 前記第１、第２の入出力ポート(201,202;601,602)(203,
   204;603,604)のいずれかから入力されたデータの最終出
   力先がクロスバスイッチの出力ポートのうち他のサブグ
   ループに属するサブクロスバスイッチユニットに接続さ
   れた出力ポートであるときは、該データを他のサブグル
   ープに属するサブクロスバスイッチユニットに前記第１
   の入出力ポート(201,202;601,602)を介して転送するこ
   とにより、各入力ポートへの入力をいずれかの出力ポー
   トに伝達することを特徴とするクロスバスイッチ。
4. 【請求項４】マトリクス状に接続された複数のサブクロ
   スバスイッチユニットから構成され、２つの入力ポート
   と２つの出力ポートとを備え、各入力ポートへの入力を
   いずれかの出力ポートに伝達するクロスバスイッチ(1)
   であって、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち、クロ
   スバスイッチの外部に接続されていないサブクロスバス
   イッチユニット(803(2),(3),(6),(7),(10),(11),(14),
   (15))はそれぞれ、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
   ータを内部に出力し、内部から供給されたデータを外部
   に出力する２つの第１の入出力ポート(901,902)と、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
   ータを内部に出力し、内部から供給されたデータを外部
   に出力する２つの第２の入出力ポート(903,904)と、各 前記第１の入出力ポート(901,902)から内部に出力さ
   れたデータを、該データの最終出力先に従って前記第２
   の入出力ポートのいずれかに向けて切り替えて出力する
   第１の切替手段(905,908)と、各前記 第２の入出力ポートから供給されたデータと前記
   第１の切替手段から供給されたデータとを調停して他の
   前記第２の入出力ポートに供給する第１の調停回路(90
   6,907)と、を有し、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち、クロ
   スバスイッチ(1)の外部に接続されているサブクロスバ
   スイッチユニットはそれぞれ、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
   給されたデータを外部へ出力する第３の入出力ポート(9
   01)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
   給されたデータを外部へ出力する第４の入出力ポート(9
   03)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
   給されたデータを外部へ出力する第５の入出力ポート(9
   04)と、 前記第３の入出力ポート(901)から内部に出力されたデ
   ータと、前記第５の入出力ポート(904)から内部に出力
   されたデータとを、それぞれデータの最終出力先に従っ
   て前記第４の入出力ポート(903)と前記第５の入出力ポ
   ート(904)とのいずれかに向けて切り替えて供給する第
   ２の切替手段(905,908,909)と、 前記第４の入出力ポート(903)から供給されたデータと
   前記第２の切替手段(905,908,909)から供給されたデー
   タとを調停して前記第５の入出力ポート(904)に供給す
   る第２の調停回路(907)と、を備え、 前記第１の入出力ポート(901)はそれぞれ、前記マトリ
   クスの隣接する行の１列位置がずれたサブクロスバスイ
   ッチユニットが有する第１の入出力ポート(901,902)或
   いは前記第３の入出力ポート(901)に接続され、 前記第２の入出力ポート(903)はそれぞれ、前記マトリ
   クスの同一の行のサブクロスバスイッチが有する第２の
   入出力ポート(903,904)或いは前記第４の入出力ポート
   (904)に接続され、 前記第５の入出力ポート(904)はそれぞれ、前記クロス
   バスイッチの入出力ポート(801,802)となることを特徴
   とするクロスバスイッチ。
5. 【請求項５】前記複数のサブクロスバスイッチユニット
   が構成するマトリクスは、行の数と列の数とがそれぞれ
   同数であることを特徴とする請求項４に記載のクロスバ
   スイッチ。
6. 【請求項６】それぞれ外部からデータが入力され、該入
   力されたデータを他方の第１の入出力ポートに向けて出
   力し、他方の第１の入出力ポートから供給されたデータ
   を外部にそれぞれ出力する２つの第１の入出力ポート(2
   01,202;601,602)と、 それぞれ外部からデータが入力され、該入力されたデー
   タを他方の第２の入出力ポートに向けて出力し、供給さ
   れたデータを外部にそれぞれ出力する２つの第２の入出
   力ポート(203,204;603,604)と、各 前記第１の入出力ポートから他方に向けて出力された
   データを、該データの最終出力先に従って前記第２の入
   出力ポートのいずれかに切り替えて供給する切替え回路
   (205-212;605)と、各前記 第２の入出力ポートから供給されたデータと前記
   切替え回路から供給されたデータとを調停して他方の前
   記第２の入出力ポートに供給する２つの調停回路(213,2
   14;610,611)と、を備え、 前記切替え回路(205-212;605)と前記２つの調停回路 (21
   3,214;610,611)とを制御することにより、各前記第１の
   入出力ポート(201,202;601,602)への入力を他の第１の
   入出力ポート(202,201;602,601)又は第２の入出力ポー
   ト(203,204;603,604)のいずれかから出力可能である、 ことを特徴とするサブクロスバスイッチユニット。
7. 【請求項７】前記切替え回路(205-212;605)は、前記２
   つの第１の入出力ポート(201,202;601,602)が他方(202,
   201;602,601)に向けて出力したデータを入力し、該デー
   タを前記２つの第２の入出力ポート(203,204;603,604)
   のうちの該データの最終出力先に対応するものに出力す
   るクロスバスイッチ(210-212;605)を備えることを特徴
   とする請求項６に記載のサブクロスバスイッチユニッ
   ト。
8. 【請求項８】外部から供給されたデータを内部に出力
   し、内部から供給されたデータを外部へ出力する第３の
   入出力ポート(901)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
   給されたデータを外部へ出力する第４の入出力ポート(9
   03)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
   給されたデータを外部へ出力する第５の入出力ポート(9
   04)と、 前記第３の入出力ポート(901)から供給されたデータ
   と、前記第５の入出力ポート(904)から入力されたデー
   タとを、それぞれデータの最終出力先に従って前記第４
   の入出力ポート(903)と前記第５の入出力ポート(904)と
   のいずれかに向けて切り替えて出力する切替え回路(905
   -907)と、 前記第４の入出力ポート(903)から供給されたデータと
   前記切替え回路(905)から供給されたデータとを調停し
   て前記第５の入出力ポート(904)に供給する調停回路(90
   6,907)と、を備え前記切替え回路(905-907)と前記調停回路(906,907)とを
   制御することにより、第３の入出力ポート(901)、第４
   の入出力ポート(903)、第５の入出力ポート(904)から内
   部に出力されたデータを、前記第４の入出力ポート(90
   3)又は第５の入出力ポート(904)から外部に出力可能で
   ある、 ことを特徴とするサブクロスバスイッチユニット。
9. 【請求項９】外部から供給されたデータを内部に出力
   し、内部から供給されたデータを外部へ出力する第６の
   入出力ポート(901)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
   給されたデータを外部へ出力する第７の入出力ポート(9
   02)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
   給されたデータを外部へ出力する第８の入出力ポート(9
   03)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
   給されたデータを外部へ出力する第９の入出力ポート(9
   04)と、 前記第９の入出力ポート(904)から供給されたデータの
   出力経路を二方向のいずれかに選択する第１の経路選択
   回路(909)と、 前記第１の経路選択回路(909)の一方の出力経路を介し
   て前記第９の入出力ポート(904)から供給されたデータ
   と前記第７の入出力ポート(902)から供給されたデータ
   とのいずれかを出力するようにデータの入力経路を選択
   する第２の経路選択回路(908)と、 前記第６の入出力ポート(901)から供給されたデータ
   と、前記第２の経路選択回路(908)から供給されたデー
   タとを、該データの最終出力先に従って前記第８、第９
   の入出力ポートのいずれかに向けて切り替えて供給する
   切替え回路(905)と、 前記切替え回路(905)から供給されたデータと、前記第
   １の経路選択回路(909)の他方の出力経路を介して前記
   第９の入出力ポート(904)から供給されたデータとを調
   停して前記第８の入出力ポート(903)に供給する第１の
   調停回路(906)と、 前記切替え回路(905)から供給されたデータと、前記第
   ８の入出力ポート(903)から供給されたデータとを調停
   して前記第９の入出力ポート(904)に供給する第２の調
   停回路(907)と、を備え前記第１の経路選択回路(909)と前記第２の経路選択回
   路(908)と切替え回路(905)と第１の調停回路(906)と第
   ２の調停回路(907)とを制御することにより、データの
   経路を切り替えて、前記第６乃至第９の入出力ポートに
   外部より供給されたデータを、前記第６乃至第９の入出
   力ポートのいずれかより外部に出力可能とした ことを特
   徴とするサブクロスバスイッチユニット。
10. 【請求項１０】前記第１、第２の経路選択回路による経
    路の選択は、外部から供給される信号によって行われる
    ことを特徴とする請求項９に記載のサブクロスバスイッ
    チユニット。
11. 【請求項１１】複数の処理要素（2-1〜2-256）と、該複
    数の処理要素のいずれかから入力されたデータを、前記
    複数の処理要素のうちの最終出力先となるものに出力す
    るクロスバスイッチ（１）とを備える並列計算機であっ
    て、 前記クロスバスイッチ(1)は、 マトリクス状に接続された複数のサブクロスバスイッチ
    ユニット(105)から構成され、２つの入力ポート(101,10
    2)と２つの出力ポート(103,104)とを備え、各入力ポー
    トへの前記処理要素からの入力をいずれかの出力ポート
    から最終出力先 の処理要素に伝達するクロスバスイッチ
    （１）であって、 前記複数のサブクロスバスイッチユニット(105)はそれ
    ぞれ、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
    ータを他方の第１の入出力ポート(202,201;602,601)に
    向けて出力し、他方の第１の入出力ポート(202,201;60
    2,601)から供給されたデータを外部にそれぞれ出力する
    ２つの第１の入出力ポート(201,202;601,602)と、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
    ータを他方の第２の入出力ポート(204,203;604,603)に
    向けて出力し、供給されたデータを外部にそれぞれ出力
    する２つの第２の入出力ポート(203,204;603,604)と、各 前記第１の入出力ポートが外部から入力して出力した
    データを、該データの最終出力先に従って前記第２の入
    出力ポートのいずれかに切り替えて供給する切替え回路
    (205-212)と、各前記 第２の入出力ポート(203,204)から供給されたデ
    ータと前記切替え回路から供給されたデータとを調停し
    て、もう一方の前記第２の入出力ポート(214,213)に供
    給する調停回路(213,214)と、を有し、 前記第１の入出力ポート(201,202)はそれぞれ、他のサ
    ブクロスバスイッチユニットが有する第１の入出力ポー
    トのいずれか一方に接続されるか、或いは前記複数の処
    理要素(2-1〜2-256)のいずれかに接続され、 前記第２の入出力ポートはそれぞれ、他のサブクロスバ
    スイッチユニットが有する第２の入出力ポートのいずれ
    か一方に接続されるか、或いは前記複数の処理要素のい
    ずれかに接続され、 各サブクロスバスイッチは、前記切替え回路と前記調停
    回路とを制御することにより、各第１の入出力ポートへ
    の入力を前記第２の入出力ポートのいずれか一方又は他
    の第１の入出力ポートのいずれかに供給し、クロスバス
    イッチとして各入力ポートへの処理要素からの入力をい
    ずれかの出力ポートを介していずれかの処理要素に伝達
    することを特徴とする並列計算機。
12. 【請求項１２】複数の処理要素と、該複数の処理要素の
    いずれかから入力されたデータを、前記複数の処理要素
    のうちの最終出力先となるものに出力するクロスバスイ
    ッチとを備える並列計算機であって、 前記クロスバスイッチは、 マトリクス状に接続された複数のサブクロスバスイッチ
    ユニットから構成され、２つの入力ポートと２つの出力
    ポートとを備え、各入力ポートへの入力をいずれかの出
    力ポートに伝達するクロスバスイッチ(1)であって、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち、クロ
    スバスイッチの外部に接続されていないサブクロスバス
    イッチユニット(803(2),(3),(6),(7),(10),(11),(14),
    (15))はそれぞれ、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
    ータを内部に出力し、内部から供給されたデータを外部
    に出力する２つの第１の入出力ポート(901,902)と、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
    ータを内部に出力し、内部から供給されたデータを外部
    に出力する２つの第２の入出力ポート(903,904)と、各 前記第１の入出力ポート(901,902)から内部に出力さ
    れたデータを、該データの最終出力先に従って前記第２
    の入出力ポートのいずれかに向けて切り替えて供給する
    第１の切替え回路(905,908)と、各前記 第２の入出力ポートから供給されたデータと前記
    第１の切替え回路から供給されたデータとを調停して他
    の前記第２の入出力ポートに供給する第１の調停回路(9
    06,907)と、を有し、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち、クロ
    スバスイッチ(1)の外部に接続されているサブクロスバ
    スイッチユニットはそれぞれ、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
    給されたデータを外部へ出力する第３の入出力ポート(9
    01)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
    給されたデータを外部へ出力する第４の入出力ポート(9
    03)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
    給されたデータを外部へ出力する第５の入出力ポート(9
    04)と、 前記第３の入出力ポート(901)から内部に出力されたデ
    ータと、前記第５の入出力ポート(904)から内部に出力
    されたデータとを、それぞれデータの最終出力先に従っ
    て前記第４の入出力ポート(903)と前記第５の入出力ポ
    ート(904)とのいずれかに切り替えて供給する第２の切
    替え回路(905,908,909)と、 前記第４の入出力ポート(903)から供給されたデータと
    前記第２の切替え回路(905,908,909)から供給されたデ
    ータとを調停して前記第５の入出力ポート(904)に供給
    する第２の調停回路(907)と、を備え、 前記第１の入出力ポート(901)はそれぞれ、前記マトリ
    クスの隣接する行の１列位置がずれたサブクロスバスイ
    ッチユニットが有する第１の入出力ポート(901,902)或
    いは前記第３の入出力ポート(901)に接続され、 前記第２の入出力ポート(903)はそれぞれ、前記マトリ
    クスの同一の行のサブクロスバスイッチが有する第２の
    入出力ポート(903,904)或いは前記第４の入出力ポート
    (904)に接続され、 前記第５の入出力ポート(904)はそれぞれ、前記複数の
    処理要素に接続されることを特徴とする並列計算機。
13. 【請求項１３】電話回線からの発呼に従って、回線の接
    続を切り替えて電話回線同士を接続するためのクロスバ
    スイッチを備える電話交換機であって、 前記クロスバスイッチは、 マトリクス状に接続された複数のサブクロスバスイッチ
    ユニットを備え、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットはそれぞれ、 それぞれ外部からデータが入力され、該入力されたデー
    タを他方の第１の入出力ポートに向けて出力し、他方の
    第１の入出力ポートから供給されたデータを外部にそれ
    ぞれ出力する２つの第１の入出力ポートと、 それぞれ外部からデータが入力され、該入力されたデー
    タを他方の第２の入出力ポートに向けて出力し、供給さ
    れたデータを外部にそれぞれ出力する２つの第２の入出
    力ポートと、 前記第１の入出力ポートの一方から他方に向けて出力さ
    れたデータを、回線の接続先に従って前記第２の入出力
    ポートのいずれかに切り替えて供給する切替え回路と、 他方の第２の入出力ポートから供給されたデータと前記
    切替え回路から供給されたデータとを調停して前記第２
    の入出力ポートに供給する調停回路と、を有し、 前記第１の入出力ポートはそれぞれ、他のサブクロスバ
    スイッチユニットが有する第１の入出力ポートのいずれ
    か一方に接続されるか、或いは接続元の電話回線に接続
    され、 前記第２の入出力ポートはそれぞれ、他のサブクロスバ
    スイッチユニットが有する第２の入出力ポートのいずれ
    か一方に接続されるか、或いは発呼に従った接続先の電
    話回線に接続され、 前記切替え回路が切り替えるデータの出力先は、回線の
    接続先となることを特徴とする電話交換機。
14. 【請求項１４】電話回線からの発呼に従って、回線の接
    続先を切り替えて電話回線同士を接続するためのクロス
    バスイッチを備える電話交換機であって、 前記クロスバスイッチは、 マトリクス状に接続された複数のサブクロスバスイッチ
    ユニットから構成され、２つの入力ポートと２つの出力
    ポートとを備え、入力ポートへの発呼元からの入力をい
    ずれかの出力ポートから発呼先に伝達するクロスバスイ
    ッチ(1)であって、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち、クロ
    スバスイッチの外部に接続されていないサブクロスバス
    イッチユニット(803(2),(3),(6),(7),(10),(11),(14),
    (15))はそれぞれ、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
    ータを内部に出力し、内部から供給されたデータを外部
    に出力する２つの第１の入出力ポート(901,902)と、 それぞれ、外部からデータが入力され、該入力されたデ
    ータを内部に出力し、内部から供給されたデータを外部
    に出力する２つの第２の入出力ポート(903,904)と、各 前記第１の入出力ポート(901,902)から内部に出力さ
    れたデータを、該データの最終出力先に従って前記第２
    の入出力ポートのいずれかに向けて切り替えて出力する
    第１の切替手段(905,908)と、各前記 第２の入出力ポートから供給されたデータと前記
    第１の切替手段から供給されたデータとを調停して他の
    前記第２の入出力ポートに供給する第１の調停回路(90
    6,907)と、を有し、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち、クロ
    スバスイッチ(1)の外部に接続されているサブクロスバ
    スイッチユニットはそれぞれ、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
    給されたデータを外部へ出力する第３の入出力ポート(9
    01)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
    給されたデータを外部へ出力する第４の入出力ポート(9
    03)と、 外部から供給されたデータを内部に出力し、内部から供
    給されたデータを外部へ出力する第５の入出力ポート(9
    04)と、 前記第３の入出力ポート(901)から内部に出力されたデ
    ータと、前記第５の入出力ポート(904)から内部に出力
    されたデータとを、それぞれデータの最終出力先に従っ
    て前記第４の入出力ポート(903)と前記第５の入出力ポ
    ート(904)とのいずれかに向けて切り替えて供給する第
    ２の切替手段(905,908,909)と、 前記第４の入出力ポート(903)から供給されたデータと
    前記第２の切替手段(905,908,909)から供給されたデー
    タとを調停して前記第５の入出力ポート(904)に供給す
    る第２の調停回路(907)と、を備え、 前記第１の入出力ポート(901)はそれぞれ、前記マトリ
    クスの隣接する行の１列位置がずれたサブクロスバスイ
    ッチユニットが有する第１の入出力ポート(901,902)或
    いは前記第３の入出力ポート(901)に接続され、 前記第２の入出力ポート(903)はそれぞれ、前記マトリ
    クスの同一の行のサブクロスバスイッチが有する第２の
    入出力ポート(903,904)或いは前記第４の入出力ポート
    (904)に接続され、 前記第５の入出力ポートはそれぞれ、前記電話回線に接
    続されることを特徴とする電話交換機。
15. 【請求項１５】入力ポートを介して外部から入力された
    フレームデータを、該フレームデータの出力先に対応す
    る出力ポートを介して外部に出力するためのクロスバス
    イッチを備えるフレームデータ交換機であって、 前記クロスバスイッチは、 それぞれ、外部から前記フレームデータが入力され、該
    入力された前記フレームデータを他方の第１の入出力ポ
    ート(202,201;602,601)に向けて出力し、他方の第１の
    入出力ポートから供給された前記フレームデータを外部
    にそれぞれ出力する２つの第１の入出力ポート(201,20
    2;601,602)と、 それぞれ、外部から前記フレームデータが入力され、該
    入力された前記フレームデータを他方の第２の入出力ポ
    ート(204,203;604,603)に向けて出力し、供給された前
    記フレームデータを外部にそれぞれ出力する２つの第２
    の入出力ポート(203,204;603,604)と、 前記第１の入出力ポートの一方から他方に向けて出力さ
    れた前記フレームデータを、該フレームデータの出力先
    に従って前記第２の入出力ポートのいずれかに切り替え
    て供給する切替え回路(205-212)と、各前記 第２の入出力ポート(203,204)から供給された前
    記フレームデータと前記切替え回路から供給された前記
    フレームデータとを調停して、もう一方の前記第２の入
    出力ポート(204,203)に供給する調停回路(213,214)と、
    を有する複数のサブクロスバスイッチユニットを備え、 前記第１の入出力ポートはそれぞれ、他のサブクロスバ
    スイッチユニットが有する第１の入出力ポートのいずれ
    か一方に接続されるか、或いはフレームデータ交換機の
    入力ポートのいずれかに接続され、 前記第２の入出力ポートはそれぞれ、他のサブクロスバ
    スイッチユニットが有する第２の入出力ポートのいずれ
    か一方に接続されるか、或いはフレームデータ交換機の
    出力ポートのいずれかに接続されるクロスバスイッチとして、いずれかの入力ポートに供給
    されたフレームデータをいずれかの出力ポートに伝達す
    る ことを特徴とするフレームデータ交換機。
16. 【請求項１６】入力ポートを介して外部から入力された
    フレームデータを、該フレームデータの出力先に対応す
    る出力ポートを介して外部に出力するためのクロスバス
    イッチを備えるフレームデータ交換機であって、 前記クロスバスイッチは、 マトリクス状に接続された複数のサブクロスバスイッチ
    ユニットを備え、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち外部に
    接続されていないサブクロスバスイッチユニットはそれ
    ぞれ、 それぞれ外部から前記フレームデータが入力され、該入
    力された前記フレームデータを他方の第１の入出力ポー
    トに向けて出力し、他方の第１の入出力ポートから供給
    された前記フレームデータを外部にそれぞれ出力する２
    つの第１の入出力ポート(901,902)と、 それぞれ外部から前記フレームデータが入力され、該入
    力された前記フレームデータを他方の第２の入出力ポー
    トに向けて出力し、供給された前記フレームデータを外
    部にそれぞれ出力する２つの第２の入出力ポート(903,9
    04)と、 前記第１の入出力ポートの一方(901or902)から他方(902
    or901)に向けて出力された前記フレームデータを、該フ
    レームデータの出力先に従って前記第２の入出力ポート
    のいずれかに切り替えて供給する第１の切替え回路(90
    5,908)と、 他方の第２の入出力ポートから供給された前記フレーム
    データと前記第１の切替え回路から供給された前記フレ
    ームデータとを調停して前記第２の入出力ポートに供給
    する第１の調停回路(906,907)と、を有し、 前記複数のサブクロスバスイッチユニットのうち、クロ
    スバスイッチの外部に接続されているサブクロスバスイ
    ッチユニット(803(2),(3),(6),(7),(10),(11),(14),(1
    5))はそれぞれ、 外部から前記フレームデータが入力され、これを内部に
    出力し、内部から供給されたフレームデータを外部へ出
    力する第３の入出力ポート(901)と、 外部から前記フレームデータが入力され、これを内部に
    出力し、内部から供給された前記フレームデータを外部
    へ出力する第４の入出力ポート(903)と、 外部から前記フレームデータが入力され、これを内部に
    出力し、内部から供給された前記フレームデータを外部
    へ出力する第５の入出力ポート(904)と、 前記第３の入出力ポート(901)から入力された前記フレ
    ームデータと、前記第５の入出力ポート(904)から入力
    された前記フレームデータとを、それぞれ前記フレーム
    データの出力先に従って前記第４の入出力ポートと前記
    第５の入出力ポートとのいずれかに切り替えて供給する
    第２の切替え回路(905,908,909)と、 前記第４の入出力ポートから供給された前記フレームデ
    ータと前記第２の切替え回路(905,908,909)から供給さ
    れた前記フレームデータとを調停して前記第５の入出力
    ポート(904)に供給する第２の調停回路(907)と、を備
    え、 前記第１の入出力ポート(901)はそれぞれ、前記マトリ
    クスの隣接する行の１列位置がずれたサブクロスバスイ
    ッチユニットが有する第１の入出力ポート(901,902)或
    いは前記第３の入出力ポート(901)に接続され、 前記第２の入出力ポート(903)はそれぞれ、前記マトリ
    クスの同一の行のサブクロスバスイッチが有する第２の
    入出力ポート或いは前記第４の入出力ポートに接続さ
    れ、 前記第５の入出力ポート(904)はそれぞれ、前記入力ポ
    ートと前記出力ポートとの少なくとも一方に接続される
    ことを特徴とするフレームデータ交換機。