JPH01206751A

JPH01206751A - データ伝送方式

Info

Publication number: JPH01206751A
Application number: JP3088188A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Moriya; 守谷　信行; Yasushi Wauke; 和宇慶　康; Saneji Muneyasu; 実治棟安
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-08-18
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0624361B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ハイパーキューブ状に結合されたノード間に
おけるデータ伝送方式に関するものである。

（従来の技術）複数のノードをハイパーキューブ状に結合し、ノード間
でデータ転送（伝送）を行い並列処理を実行するシステ
ムとしては、例えば、ジョンＰ、ヘイズ（Ｊｏｈｎ　Ｐ
、　Ｈａｙｅｓ　）他［ハイパーキューブ　スーパコン
ピュータのアーキテクチャ（八ＲにＨＩＴＥ（：ＴＯＲ
Ｅ　　ＯＦ　　Ａ　　ＨＹＰＥＲＣＵＢＥ　　ＳＵＰＥ
ＲＣＯＭＰＵＴＥＲ）。

１９８６１ＥＥＥやＪ、Ｃ，ピータソン（Ｊ、Ｃ，Ｐｅ
ｔｅｒｓｏｎ）他「マーク■　ハイパーキューブ−アン
サンプルコンカレント　コンピュータ（ＴＨＥ　ＭへＲ
にＩＩＩ　ＨＹＰＥＲ−（：ＵＢＥ−ＥＮＳＥＭＢＬＥ
　Ｃ０ＮＣＵＲＲＥＮＴ　Ｃ；ＯＭＰＵＴＥＲ）　Ｊ　
１９８５Ｉ　ＥＥＥ等に記載されているシステムを始め
、数多く開発されている。第２図にハイパーキューブ結
合の例を示す。同図において、黒丸印はノードを示す。

このようなハイパーキューブはＮ（−２ｎ、ｎは正の整
数）個のノードからなり、各ノードは主として、処理を
実行するプロセッサと各ノード間でデータ伝送を行うデ
ータ通信部とから成る。各ノードにはｎ本の転送路があ
る。ノードａのアドレスは２進数（ａｎａｎ−１・・・
ａ２ａ、）で表わされる。ノートＡは、（ａｎａ＋、−
１・・・ａ２　ａ、）、（ａ　ｎ　”　ｖ真・・・ａ２
ａ１）、・・・、（ａｎａｎ−１・・・てａ、）、（ａ
ｎ　ａｌ、−１・・・ａ２Ｔ）をアドレスとするノート
と結合している。

１〜なわち、アドレスａのノードＡはそれとハミンク距
離かまたけ異なるノートに直接結合している。

以上のように構成されたシステムにおける従来のデータ
伝送方式の処理手順について説明する。

例えば、ノートＡ　（ａｎ・・・ａ、）からノー１−Ｂ
（ｂｎ・・・ｂｌ）へのデータ転送は次のように行われ
る。最下位ビットから調べて、最初にａｉ■ｂ１−１と
なるノード（ａ　ｎ・・・ｂ、ｂ、、・・・ｂ、）にデ
ータを送る。（ａ　ｎ・・・ａｌ・・・ａｌ）と（ａｎ
・・・ｂ、ｂ、−、・・・ｂｌ）はｉビット目のみ異な
っている２進数であるので、直接つながっている隣接ノ
ードとなっている。最上位ヒツトまてこの道程を繰り返
ずど、ノートＡとノートＢの通信がてきる。

このように、任意の２つのノート間でデータ伝送を行う
場合、ノーＦ数が多くなるほど、経由する転送路の平均
数は増加する。

ノートのデータ通信部においては、伝送制御をｉ’＋ｓ
１単にするために、半二重通信て行うことが考えられて
いる。すなわち、データの伝送を送信と受信に分け、同
時に実行しない方式である。この場合、データの伝送は
以下に示す手順に従って実行される。まず、送信ノート
は送信要求を隣接するノート（受信ノート）に送信する
。該送信要求を受信したノートは受信できる状態ならば
、受信可（ＡＣＫ）を、また受信てきない状態ならば受
信不可（ＮＡＫ）を返送する。送信ノートは受信ノート
からＡＣＫを受信することにより、データの送信を開始
する。また受信ノートは、ＡＣＫを返送した後、データ
受信状態にはいる。

また、各ノートにおいて、データ送信とデータ受信を同
時に行おうとする場合には、送信を受信よりも優先する
送信優先、あるいはこの逆の受信優先により行う。

（発明か解決しようとする問題点）しかしなから、上記データ伝送方式では、送信優先とす
る場合を考えると、ノードＡがノードＢヘデータ伝送す
ることと、ノードＢがノードＡにデータ伝送しようとす
ることが同時に起きた場合、ノードＡもノードＢを互い
にデータを送信しようとするか、どちらもデータ受信さ
れないので、プツトロックとなる。また逆に、受信優先
の場合も、両方のノードが受信状態になり、チットロッ
クとなる。このように、従来の送信優先、受信優先のデ
ータ伝送方式はデッドロックを起こすという問題点があ
った。

また、複数の中継ノードを経由し、データを伝送する場
合、各中継ノードにおいて中継すべきデータが集中する
ことがあり、該中継データを保持するための中継用バッ
ファが多く必要になるという問題点があった。

本発明は以上述べた問題点を解決し、デッドロックを防
止すると共に、中継データ用バッファを少なくすること
が可能なデータ伝送方式を提供することを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段）本発明は前記問題点を解決するために、ハイパーキュー
ブ状に結合されたノート間で、バケットを単位としてデ
ータ伝送を行うデータ伝送方式において、隣接するノー
ト間で互いにデータを伝送しようとする際に、各ノード
は予め定められた優先情報を含むノートのアドレス及び
ノード内の中継すべきデータの有無に基づいてデータ伝
送の優先順位を決定するものである。

（作　用）本発明は次のように作用する。隣接するノート間で互い
にデータを伝送しようとする際に、各ノードは、予め定
められた優先情報を含むノードのアドレス及びノード内
の中継ずへきデータ（中継データ）の有無に基づいてデ
ータ伝送の優先順位を決定する。例えば中継データを持
つノードは送信不可（ＮＡＫ）バケツ１〜を相手側ノー
ドに返送することにより、中継データを伝送することが
できる。また、いずれのノートにも中継データを持つ場
合には予め定められたアドレスの優先情報により決定す
る。従って、デッドロックを防止することか可能となる
。更に、自ノードの送信すべきデータ（送信データ）よ
り中継データを優先させることにより、中継データ用の
バッファを減少させることが可能となる。

′　　（実施例）第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図てあフ
て、説明を簡単にするため、ハイパーキューブ結合され
た複数のノートのうち、隣接するノードＡ、Ｂの構成の
みを示すものである。ノードＡｌａは通信路（転送路）
２を介してノードＢ１ｂに接続される。各ノードは同一
の内部構成を持ち、ＣＰｔＪ３、送信データ用のバッフ
ァ（ＯＢ）４、受信データ用のバッファ（ＩＢ）５、中
継データ用のバッファ（ＴＢ）６．７、ネットワーク制
御部（ＣＮＴ）８、ポート（ＰＯＲＴ）９から構成され
る。ＣＰＵ３はノート全体を制御するプロセッサである
。ＯＢ４はＣＰＵ　１て作成したデータを他ノートに送
信するためのバッファ、ＩＢ５はイ也ノードがら自ノー
ドへ送信されてきたデータを受信するためのバッファ、
ＴＢ６．７は中継データを一時Ｍ積するためのバッファ
である。ＣＮＴ８は、データを送受信するための制御と
ルーティンク処理を実行するネットワーク制御部である
。ＰＯＲＴ９はデータの送受信を行うためのものてあり
、他ノードと通信路によフて接続される。

ここて、ノードＡ１ａの構成要素の参照符号には添字ａ
、同様にノードＢ１ｂのものには添字すを付与する。

データの送受信は、パケットを単位として行う。各ノー
ドのアドレスは２進数で表わしたとき、１番目のビット
のみが異なる。即ち、ノードＡ１ａのアドレスを（ａｎ
”−ａｉ、、ａｉ　ａｌ−。

・・・ａｌ）、ノードＢｌ、のアドレスを（ｂｌ、・・
・ｂ　ｉ＋Ｉ　ｂ　ｌｂ　１−、・・・ｂｌ）とすると
、ａＪ＝ｂＪ　（ｎ≧ｊ≧ｉ＋１、ｉ−１≧ｊ≧１）ａ
３≠ｂ、、（ｊ−１）である。ここでは、ａ、＝１．ｂｌ　＝Ｏとする。

すなわち、異なるビット位置の値（前述の優先情ｋｋ）
が１のノートを優先ノード、０のノートを非優先ノード
とする。すなわちノードＡが優先ノード、ノードＢが非
優先ノードである。

次に本実施例の動作を説明する。

ノードＡからノードＢにデータを送信する場合には、Ｃ
ＰＵ３．は送信先のアドレスと自ノードのアドレスを含
むパケット毎のデータを作成して０Ｂ４ａに格納する。

ｏＢ４ａに送信要求パケットが格納されると、ＣＮＴ８
ａはこのパケットをポート９ａ及び通信路２を介してノ
ードＢｌ、へ送信する。ノードＢｌ、ではポート９ｂを
介してＣＮ下８ｂが当該パケットを受信したとき（受信
パケットはＩＢ５．に−旦格納される）、ＣＮ下８ｂは
、自ノードがノードＡ１ａに対してＣＰＵ３ｂにより作
成された送信要求パケットを０Ｂ４ｂより読み出してポ
ート９．より送信し、送信可（ＡＣＫ）パケットあるい
は送信不可（ＮＡＫ）パケットの応答を待っている状態
であれば、自ノードとノードＡｌａとの送信の優先度を
判断し、自ノードの優先度が高い場合には、ノードＡ１
ａからのデータ送信を不許可するた一方、ノードＡｌ、
はノードＢ１ｂへの送信要求パケットを送信した後、ノ
ードＢ１ｂからの送信要求パケットを受信したとき、自
ノードの優先度が高い場合には、ノードＢｌ、に対しＮ
ＡＫパケットを送信し、自ノートの優先度が低い場合に
は、ノードＢｌ、に対しＡＣＫパケットを送信する。Ｎ
ＡＫパケットを受信した場合、ノードはデータの送信を
止め、ＡＣＫパケットを受信した場合、データ送信を行
う。ここで、各ノードにおけるデータ伝送の優先順位の
判断は次の基準による。

■）　互いにデータ送信を行おうとする２つのノートの
中継データ用のバッファ６．７がすべて空の場合、優先
度はノードの番号（アドレスの優先情報）による。すな
わち、ノードの番号を２進数で表わしたとき、異なる１
つのヒツトの値か１のノードを優先度が高いノードとす
る。あるいは、逆にビットの値が０のノートを優先度が
高いノードとしてもよい。

２）　互いにデータ送信を行おうとする２つのノードの
中継データ用のバッファ６．７の何れが一方のノードの
中継データ用のバッファ６．７が塞がっているとき、中
継データ用のバッファ６゜７が塞がっているノートの優
先度の高いものとする。

３）　互いにデータ送信を行おうとする２つのノートの
中継データ用のバッファ６．７か何れも塞かっていると
き、ｌ）項と同様にノードの番号に従って優先度を決定
する。優先度の高いノートの中継テークを送信した後、
優先度の低いノードの中継テークを送信する。

４）　各ノードにおいて、テークの送信は中継テークを
優先する。

なお、送信要求バケッＩ・には自ノートの送信テークか
中継データがを示す情報等を含むものとする。

（発明の効果）以上詳細に説明したように本発明によれば、予め定めら
れた優先情報を含むノードのアドレス及びノート内の中
継テークの有無に基ついてテーク伝送の優先順位を決定
しているのでチットロックを防止することがてきる。ま
た、自ノートの送信テークより中継テークを優先して伝
送することにより中継テーク用のバッファを臥少させる
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図はハイパーキューブ結合例を示す図である。１　（１ａ、　Ｉ＋、）　・・・ノート　（Ａ、Ｂ）２
・・・通信路（転送路）、３（３Ｉｌ、３ｂ）・・・ＣＰＵ、４（４ａ、４ｂ）・・・送信テーク用のバッファ（○Ｂ
）、５　（５ａ、　５Ｊ　・＝受信テーク用のバッフｙ
（ＩＢ）、６（６ａ、６ｂ）、７（７ａ、７ｂ）　　・
・・中継データ用のバッファ（ＴＢ）、８（８ａ、８１．）・・・ネットワーク制御部（ＣＮＴ
）、９　（９ａ、９ｂ）−ボート　（ＰＯＲＴ）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハイパーキューブ状に結合されたノード間で、パ
ケットを単位としてデータ伝送を行うデータ伝送方式に
おいて、隣接するノード間で互いにデータを伝送しようとする際
に、各ノードは予め定められた優先情報を含むノードの
アドレス及びノード内の中継すべきデータの有無に基づ
いてデータ伝送の優先順位を決定することを特徴とする
データ伝送方式。
（２）前記ノードは前記中継すべきデータを自ノードの
送信すべきデータより優先させて伝送する特許請求の範
囲第１項記載のデータ伝送方式。