JPH027099B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プロセツサ間の情報転送同期方式に
関し、特に通常時は非同期で動作している複数の
プロセツサを全てデータ転送時に同期させるのに
好適な情報転送同期方式に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、科学計算などのために高速処理が必要な
場合には、複数個のプロセツサを格子状に接続し
たアレイプロセツサ形処理システムを用いてい
る。その処理システムを、例えば、半導体の動作
解析を行うため、半導体デバイス内部の粒子の動
きを追跡する粒子モデルシミユレーシヨンに使用
する場合、複数個のプロセツサには、与えられた
時間空間を分割し、それを各プロセツサに割付け
て動作させる。

この場合、デバイス内部の粒子が時間の経過と
ともに移動することから、各プロセツサに分担さ
れている空間内の粒子数が変化するため、所定時
間の経過後に、各プロセツサ間で粒子の位置情報
を授受している。

したがつて、授受する情報の量は、各プロセツ
サによつて異なるので、授受のための処理時間も
異つてくる。

しかしながら、粒子モデルシミユレーシヨンに
おける処理の再開は、同期して実施させる必要が
あるので、各プロセツサごとに異なる授受のため
の処理時間を同期させ、連続的に動作させたいと
いう新たな要求が生じていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来の問題を解決
し、複数のプロセツサが接続されたデータ処理シ
ステムにおいて、多数のプロセツサ間にデータ転
送を実行させるときに、プロセツサ全てのデータ
転送処理の開始／終了を自動的に同期させること
のできるプロセツサ間の情報転送同期方式を提供
することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するため、本発明によるプロセ
ツサ間の情報転送同期方式は、複数のプロセツサ
が結合されて、通常のデータ処理とプロセツサ間
のデータ転送を行うデータ処理システムにおい
て、上記各プロセツサで他プロセツサへのデータ
転送要求が発生したとき、転送開始同期信号を発
生する開始同期信号発生回路９，１１，１２およ
び上記転送開始同期信号が全プロセツサで発生し
たことを検知する第１のワイアドオア回路２―１
を備えて、全プロセツサでのデータ転送の開始時
刻を同期させるデータ転送開始同期手段と、上記
各プロセツサがデータ転送中であることを示す転
送中状態信号を発生する転送中状態信号発生回路
１８，２０，２１、および上記転送中状態信号が
全プロセツサで発生していないことを検知する第
２のワイアドオア回路２―２を備えて、全プロセ
ツサのデータ転送終了時刻を同期させるデータ転
送終了同期手段とを有し、上記各プロセツサは上
記データ転送開始同期手段の第１ワイアドオア回
路２―１の出力を受けた場合に、全プロセツサで
データ転送要求が発生したと判断してデータ転送
を開始し、上記データ転送終了同期手段の第２の
ワイアドオア回路２―２の出力を受けた場合に、
全プロセツサでデータ転送が終了したと判断して
データ転送を終了し、通常のデータ処理を開始す
ることに特徴がある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第２図は、本発明の一実施例を示すデータ処理
システムの構成図である。

第２図において、１―１，１―２，……，１―
ｎはプロセツサ、２―１は転送開始同期信号線、
２―２は転送中状態表示信号線である。

プロセツサ１―１，１―２，……，１―ｎは、
それぞれ通常時には非同期にユーザ指定の処理を
実行しているが、今、プロセツサ１―１にデータ
授受の処理要求が生じたときは、その要求を転送
開始同期信号線２―１に送出した後、転送開始同
期信号線２―１を監視して、他のプロセツサ１―
２〜１―ｎが全て同様の要求を送出していること
を検知すると、データ授受のための処理動作を開
始する。

プロセツサ１―１のデータ授受の相手側は勿
論、他のプロセツサ全てもデータ転送を開始す
る。

各プロセツサ１―１〜１―ｎは、動作開始と同
時に、転送中状態表示信号線２―２に開始したこ
とを送出し、所定量のデータ転送を終了すると、
上記と同様に、転送中状態表示信号線２―２に終
了したことを送出し、直ちに転送中状態表示信号
線２―２を監視して、他のプロセツサ全ても終了
状態に在るか否かを判定して、否のときには、プ
ロセツサ全てが終了状態になるまで上記のデータ
転送を継続する。

ただし、継続時の転送データには、例えば、
a11‘0'などのダミーデータを用いる。

第１図は、プロセツサ１―１〜１―ｎの構成ブ
ロツク図である。

第１図において、３はマイクロプログラムのシ
ーケンス制御を行うシーケンス制御を行うシーケ
ンサ、４はマイクロプログラム命令などを格納す
るROM、５はROM４から読出したマイクロプ
ログラム命令を格納するマイクロ命令レジスタ、
５―１〜５―５はマイクロ命令レジスタ５からの
出力線、６はシフタ、加算器などからなる演算
器、７はユーザプログラム、各種データを格納す
るメモリ部、８は演算器６、メモリ部７などの間
を結ぶ内部バス、９，１０，１３，１５，１６，
１８，１９は論理積回路、１１，２０はフリツプ
フロツプ、１２は反転ドライバ、１４は他のプロ
セツサにデータ送出するためのインターフエース
線、１７は他のプロセツサからのデータを受信す
るためのバツフア、２１，２２はドライバであ
る。

なお、以下ではプロセツサ１―１を代表例とし
て、その動作内容について説明をするが他のプロ
セツサ１―２〜１―ｎも同様である。

プロセツサ１―１は、メモリ部７のユーザプロ
グラムに従つて、シーケンサ３がROM４のマイ
クロプログラム命令を読出して、マイクロ命令レ
ジスタ５にセツトし、その出力を出力線５―１〜
５―５、各論理積回路を通じて送出し、処理動作
を実行するマイクロプログラム制御処理装置であ
る。

ROM４からの‘転送開始同期要求’がマイク
ロ命令レジスタ５にセツトされると、出力線５―
１，論理積回路９を通して、フリツプフロツプ１
１を‘1'にすると同時に、シーケンサ３の動作を
停止させて、マイクロプログラム命令による実行
制御を中断する。

フリツプフロツプ１１の出力‘1'は、ドライバ
１２を通して論理値‘0'となり、転送開始同期信
号線２―１を駆動する。なお、転送開始同期信号
線２―１は、全てのプロセツサ間でワイアドオア
に接続されており、他のプロセツサ１―２〜１―
ｎ全てから同様の駆動（論理値‘0'）がなされる
まで、論理値‘1'の状態となつている。

シーケンサ３は、転送開始同期信号線２―１が
論理値‘0'（プロセツサ全てが‘転送開始同期要
求’状態）になつたことを論理積回路１３を通し
て受信すると、中断していた動作を再開し、次の
マイクロプログラム命令である‘データ転送中フ
ラグ’命令を読出して、マイクロ命令レジスタ５
にセツトし、出力線５―４、論理積回路１８を通
してフリツプフロツプ２０の出力を‘1'にする。

フリツプフロツプ２０の出力‘1'は、ドライバ
２１を通して論理値‘1'で転送中状態表示信号線
２―２を駆動すると同時に、ドライバ２２を通し
て内部バス８に論理値‘1'を供給する。

続いて、シーケンサ３は、次のマイクロプログ
ラム命令である他のプロセツサとの‘データ送出
（またはデータ受信）’を読出して、マイクロ命
令レジスタ５にセツトし、出力線５―３を通じて
論理積回路１５と論理積回路１６に送出すること
によつて、‘データ送出’のときは演算器６また
はメモリ部７内のデータを内部バス８、論理積回
路１５、インターフエース線１４を通してプロセ
ツサ１―２に送出される。

一方、‘データ受信’のときはプロセツサ１―
２からのデータがバツフア１７に格納され、論理
積回路１６、内部バス８を通して演算器６または
メモリ部７に格納される。

上記データ転送は、所定単位（例えば、１バイ
ト）で行い、メモリ部７内には予め所定のデータ
量を転送し終えるのに必要な転送動作回数を示す
転送回数カウンタを設け、ユーザプログラムの制
御によつて、上記所定単位で転送する毎に転送回
数カウンタ内容を再新すると同時に、所定量のデ
ータ転送が終了‘0'したか否かを判定して、‘0'
でないときはデータ転送を継続し、‘0'になつた
ときはマイクロプログラム命令から‘FFリセツ
ト’命令をマイクロ命令レジスタ５に読出させ、
出力線５―５、論理積回路１９を通じてフリツプ
フロツプ２０がリセツトされるように行う。

フリツプフロツプ２０の出力‘0'は、ドライバ
２１を通して論理値‘0'で転送中状態表示信号線
２―２を駆動する。

シーケンサ３は、全プロセツサ１―１〜１―ｎ
間でワイアドオアにゲートされ、全てのプロセツ
サでデータ転送が終了したときに論理値‘0'とな
る転送中状態表示信号線２―２をドライバ２２、
内部バス８、演算器６を通して監視し、‘0'でな
いときは再び‘データ送出（またはデータ受信）
’命令を実行する。しかし、このときには、所定
量のデータ転送を既に終了しているので、ユーザ
プログラムでは、例えば、a11‘0'などのダミー
データを用いるように行う。

転送中状態表示信号線２―２が‘0'になるま
で、上記のダミーデータによるデータを繰返え
す。

転送中状態表示信号線２―２が‘0'になつたこ
とを知つたシーケンサ３は、マイクロプログラム
命令から‘開始同期要求の解除’命令を読出し
て、マイクロ命令レジスタ５にセツトし、出力線
５―２、論理積回路１０を通してフリツプフロツ
プ１１をリセツトし、転送開始同期信号線２―１
を論理値‘1'で駆動する。

データ転送の処理を実行したプロセツサ１―１
は、ユーザプログラムによる処理を再び行つた
後、再び上述したデータ転送を実行する。

このように、全プロセツサ１―１〜１―ｎ間で
転送開始同期信号線２―１および転送中状態表示
信号線２―２をワイアドオアにゲート接続したこ
とによつて、データ転送の開始および終了を同期
させて行わせることが容易に可能となる。

多数のプロセツサ間で情報の転送を同期して実
施させることができるので、高速に実行すること
が可能な大規模アレイプロセツサ形の処理システ
ムを、前述した粒子モデルシミユレーシヨンなど
に容易に用いることができる。

本実施例では、転送開始同期信号線２―１をデ
ータ転送の開始を同期させるのに用いるが、例え
ば、複数のプロセツサが格子状に接続されたデー
タ処理システムにおいて、各プロセツサが自メモ
リ内の所定番地のデータを読出して、その読出し
データを互に隣りのプロセツサがインターフエー
ス線を通して受信し、プロセツサ間のデータ転送
を実現する制御方式では、各プロセツサの自メモ
リからのデータ読出しタイミングを一致させる必
要があることから、別の同期信号線を設けている
ので、それを用いることにより、全プロセツサに
おいてプログラムを同期して動作させることが可
能となる。このような場合には、転送開始同期信
号線２―１を使用せずに転送中状態表示信号線２
―２のみで本発明が実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、複数の
プロセツサ間におけるデータ転送を各プロセツサ
が出力する転送開始同期信号線、転送中状態表示
信号線のオアゲート出力を監視して、その動作を
開始／終了させるので、複数のプロセツサが同時
に実行するデータ転送の処理動作を自動的に同期
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すデータ処理シ
ステムのプロセツサの構成ブロツク図、第２図は
本発明の一実施例を示すデータ処理システムの構
成図である。 １―１，１―２，……，１―ｎ：プロセツサ、
２―１：転送開始同期信号線、２―２：転送中状
態表示信号線、３：シーケンサ、４：ROM、
５：マイクロ命令レジスタ、５―１〜５―５：出
力線、６：演算器、７：メモリ部、８：内部バ
ス、９，１０，１３，１５，１６，１８，１９：
論理積回路、１１，２０：フリツプフロツプ、１
２：反転ドライバ、１４：インターフエース線、
１７：バツフア、２１，２２：ドライバ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のプロセツサが結合されて、通常のデー
   タ処理とプロセツサ間のデータ転送を行うデータ
   処理システムにおいて、上記各プロセツサで他プ
   ロセツサへのデータ転送要求が発生したとき、転
   送開始同期信号を発生する開始同期信号発生回
   路、および上記転送開始同期信号が全プロセツサ
   で発生したことを検知する第１のワイアドオア回
   路を備えて、全プロセツサでのデータ転送の開始
   時刻を同期させるデータ転送開始同期手段と、上
   記各プロセツサがデータ転送中であることを示す
   転送中状態信号を発生する転送中状態信号発生回
   路、および上記転送中状態信号が全プロセツサで
   発生していないことを検知する第２のワイアドオ
   ア回路を備えて、全プロセツサでのデータ転送終
   了時刻を同期させるデータ転送終了同期手段とを
   有し、上記各プロセツサは上記データ転送開始同
   期手段の第１のワイアドオア回路の出力を受けた
   場合に、全プロセツサでデータ転送要求が発生し
   たと判断してデータ転送を開始し、上記データ転
   送終了同期手段の第２のワイアドオア回路の出力
   を受けた場合に、全プロセツサでデータ転送が終
   了したと判断してデータ転送を終了し、通常のデ
   ータ処理を開始することを特徴とするプロセツサ
   間の情報転送同期方式。