JPH0365841A - 並列データ転送装置 - Google Patents

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〕 本発明はそれぞれに宛先情報を含むデータを宛先が競合
しないように転送する並列データ転送装置に関する。本
発明は、非同期転送モード（ＡＴＭ〉を用いたスイッチ
装置や、並列データ処理での利用に適する。

本発明は、それぞれ宛先情報を含むデータが複数系列で
入力される並列データ転送装置において、出力周期の複
数倍にわたって各宛先の予約状況を予約テーブルに蓄え
、データ系列毎に順番に複数のデータについて予約テー
ブルを参照することにより、多くの信号の中から必要な
信号を効率よくしかも低速の処理速度で取り出すもので
ある。

〔従来の技術〕

非同期転送モードを用いたスイッチ装置では、同一時刻
に同一宛先に出力すべきセルが別々の入力ポートに到着
したときに、この競合を待ち合わせにより解消している
。特に、キューの深さを大きくみることにより入力バッ
ファ型スイッチの効率を改善する例が、電子情報通信学
会情報ネットワーク研究会５Ｂ８７−１３２に述べられ
ている。この例を第８図に示す。

入力ボート１−１〜１−４には、それぞれ宛先情報を含
むセル単位のデータが入力される。このセルはそれぞれ
入力バッファ２−１〜２−４に蓄えられ、キューを形成
する。入力バッファ２−１〜２−４はさらに、キューの
先頭のセルの送出要求を空間スイッチ５に出力する。

空間スイッチ５は、入力された送出要求のうち出力ボー
トが同一なため衝突するものがあると、一つの要求に対
してだけ許可信号式ＣＫを返送し、他の要求に対しては
不許可信号ＮＡＣＫを返送する。

第８図に示した例では、入力バッファ２−１．２−３お
よび２−４に蓄えられたキューの先頭のセルの宛先が０
　（これをｌ（Ｔ」で表す）であり、入力バッファ２−
１にＡＣＫを返送し、大力バッファ２−３．２−４には
ＮＡＣＫを返送する。

ＮＡＣＫを返送された入力バッファ２−ｉ　　（ｉ＝１
〜４、第８図の例では１＝３．４）は、キューの先頭か
ら二番目のセルの送信要求を空間スイッチ５に出力する
。前と同様に衝突が発生すると、一つの要求にのみＡＣ
にを返送し、残りの要求にはＮＡＣＫを返送する。ＮＡ
ＣＫを返送された入力バッファ１−ｊ（ｊ＝１〜４）は
、先頭から三番目のセルの送出要求を空間スイッチ５に
出力する。空間スイッチは前と同様にＡＣＫまたはＮＡ
ＣＫを返送する。

このように、衝突を検出する処理を１セル時間内に複数
回繰り返すことにより、衝突なしに空間スイッチ５を通
過できるセルの組み合わせを入力バッファ２−１〜２−
４内のキューから見つけ出す。

衝突のないセルの組み合わせを見つけた後に、入力バッ
ファ２−１〜２−４内のキューから、送信要求に対して
ＡＣＫを受けたセルを空間スイッチ５に送出する。

衝突の検出を行う操作を多数繰り返してキューの深さを
大きく見ることにより、より多くの衝突が生じないセル
を見つけることができ、転送効率を向上させることがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の装置では、衝突を検出する動作を１セル
時間以内に逐次処理で行っているため、高速処理が必要
となる欠点があった。また、衝突検出を行って衝突のな
いセルの組み合わせを見つける回路の動作速度がその構
成素子により制約される場合には、衝突検出の繰り返し
回数を少なくしなければならず、転送効率がうまく増加
しない欠点があった。

本発明は、以上の課題を解決し、バッファ内に蓄積され
たた多数の信号から特定の信号を効率よく探索して転送
する並列データ転送装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の並列データ転送装置は、宛先情報を含むデータ
がそれぞれ入力される複数系列の入力バッファと、この
複数系列の入力バッファからそれぞれ互いに宛先の異な
るデータを選択する選択手段と、この選択手段により選
択されたデータを並列に出力する並列出力手段とを備え
た並列データ転送装置おいて、選択手段は、並列出力手
段による出力周期の複数倍にわたって各宛先の予約状況
を蓄える予約テーブルと、複数系列の入力バッファにそ
れぞれ蓄えられた複数のデータの宛先の予約状況をその
入力バッファ毎に予約テーブルに照会する手段と、この
手段の照会結果に基づいて宛先が予約されていない一つ
のデータを選択する手段と、このデータの宛先に対応す
る予約テーブル上の宛先を予約済に設定する手段とを含
むことを特徴とする。

並列出力手段は、系列毎に出力周期の順のデータを蓄え
る送出テーブル（ＦＩＦＯ）を含むことが望ましい。

入力バッファは一種のＦＩＦＯであり、先頭から複数個
毎（セル毎）に出力タップが設けられ、蓄積された信号
を途中から（セル単位で）取り出すことができる。この
入力バッファに蓄えられたデータは、その属性（宛先〉
によって、予約テーブルの内容により、バッファからの
送出の許可または不許可が設定される。入力バッファに
蓄えられた各データは、そのバッファの出力タップから
予約テーブルに送信要求を出力する。このとき予約テー
ブルは、送信要求を出したデータに許可または不許可の
状態を同時に返送する。入力バッファは、許可が戻って
きたデータのうちの一つのデータのみを送出する。

〔作　用〕

出力周期の複数倍にわたって各宛先の予約状況を予約テ
ーブルに蓄え、データ系列毎に順番に複数のデータにつ
いて予約テーブルを参照する。

例えばデータ萎セル毎に処理する場合には、一つ目の系
列についてはｎセル時間前の予約を受は付ける。次の系
列では、１セル時間後に、同じ予約テーブルを用いて（
ｎ−１）セル時間前の予約を受は付ける。このとき一つ
目の系列では、新しい予約テーブルを用いて再びｎセル
時間前の予約を受は付ける。これを最後の系列まで繰り
返すと、１セル時間毎に一つの割合で新しいセルの予約
を受は付けるだけで、入力データ系列と同数のセルを同
時に送出できる。

このように、多くのデータの中から必要なデータを効率
よくしかも低速の処理速度で取り出すことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例入力バッファ型スイッチのブロッ
ク構成図を示す。

このスイッチは、宛先情報を含むデータがそれぞれ入力
される複数系列の入力バッファ２−１〜２−４と、この
複数系列の入力バッファ２−１〜２−４からそれぞれ互
いに宛先の異なるデータを選択する選択手段と、この選
択手段により選択されたデータを並列に出力する並列出
力手段として出力テーブル４−１〜４−４とを備える。

入力バッファ２−１〜２−４には、それぞれ入力ポート
１−１〜１−４が接続される。出力テーブル４−１〜４
−４は空間スイッチ５に接続される。

ここで本実施例の特徴とするところは、選択手段として
、出力テーブル４−１〜４−４による出力周期の複数倍
にわたって各宛先の予約状況を蓄える予約テーブル３−
１〜３−４を備えたことにある。選択手段にはさらに、
予約テーブル３−１〜３−４に関連した回路を含むが、
第１図では説明を簡単にするため省略する。

入力ポートｌ−１〜１−４には、それぞれセル単位のデ
ータが入力される。個々のセルには宛先情報が付加され
ている。この例では、宛先情報として、空間スイッチ５
の出力ポードロー１〜６−４をそれぞれ宛先「罫」〜「
ゴ」で表す。

入力ポート１−１〜１−４に入力されたセルは、入力順
にそれぞれ入力バッファ２−１〜２−４に蓄えられる。

予約テーブル３−１〜３−４は入力ポート数と同数段け
られ、入力バッファ２−１は予約テーブル３−１と、入
力バッファ２−２は予約テーブル３−２と、入力バッフ
ァ２−３は予約テーブル３−３と、入力バッファ２−４
は予約テーブル３−４との間でそれぞれ探索動作を行う
。

ここで、全体の動作を説明する前に、−組の入力バッフ
ァ２−１１予約テーブル３−ｉおよび出力テーブル４−
ｉの動作について、ｉ＝１の場合を例に説明する。

第２図は入力バッファ２−１、予約テーブル３−１およ
び出力テーブル４−１の動作を説明する図である。

入力バッファ２−１は、宛先情報を含むセルを到来順に
蓄積する。

予約テーブル３−１は、送出時刻（何セル時間の後に送
出すべきセルの予約状況であるかを示す）と、その時刻
における出力ポートの予約状況とを記憶する。予約状況
としては、その出力ポートが予約されている場合には「
ｒ」、未予約の場合には「ｎ」がセットされる。

出力テーブル４−１は送出すべき順にセルを蓄える。す
なわち、先頭の領域には現在送出中のセルを蓄え、次の
領域にはｌセル時間後に送出するセル、その次の領域に
は２セル時間後に送出するセルを順に蓄える。また、時
刻が進むにつれて各セルをシフトさせる。

ここで、入力バッファ２−１には宛先が「２」、「Ｔ」
、「ゴ」、「Ｔ」、「万」のセルを蓄積しており、予約
テーブル３−１は送出時刻が２セル時間の予約状況を蓄
え、その予約状況は宛先「■」、「Ｔ」および「コ」〉
が未予約、出力ポート「２」が予約済であるとする。こ
のとき、 ■　入力バッファ２−１の先頭からｄ番目のセルまでに
ついて、その宛先情報に応じ、同時に並列に予約テーブ
ル３−１の対応する予約状況を参照する。以下、′ｄを
探索の深さという。

■　予約テーブル３−１の予約状況がｎ（未予約）なら
それを参照したセルにＡＣＫを返送し、予約状況がｒ（
予約済）ならＮＡＣＫを返送する。第２図の例では、入
力バッファ１−１の先頭のセルには宛先「２」が予約済
のためＮＡＣＫが返送され、二番目ないし四番目のセル
にはそれぞれの宛先が未予約のためＡＣＫが返送される
。

■　ＡＣＫを受は取ったセルのうち入力バッファ１−１
の最も先頭に近いセルが、予約テーブル３−１の送出時
刻に応じて、出力テーブル４−１の対応する領域に移さ
れる。このとき入力バッファ１−１に生じた空きは次の
セルで詰められ、参照された予約状況が予約済に設定さ
れる。第２図の例では、ＡＣＫを受けた三つのセルのう
ち入力バッファ１−１の先頭から二番目のセルが最も先
頭に近い。そこで、そのセルが入力バッファ１−１から
取り出され、予約テーブル３−１の送出時刻が「２」で
あることから、出力テーブル４−１の三番目の領域に納
められる。入力バッファ１−１に空きが生じるので、三
番目以降のセルが一つずつ前にシフトし、予約テーブル
３−１の宛先「Ｔ」の予約状況がｎからｒとなる。

このようにして現在から２セル時間後に、宛先情報が「
Ｔ」のセルが送出テーブル４−１から送出される。

再び第１図を参照して全体の動作について説明する。

予約テーブル３−１〜３−４は、それぞれ１〜４セル時
間先までの送出時刻と、その時刻における出力ポートの
予約状況とを蓄える。これらの予約テーブル３−１〜３
−４はループ状に接続され、予約開始点くこの例では予
約テーブル３−３）から予約終了点（同じく予約テーブ
ル３−２）まで、その予約状況を１セル時間に一つずつ
ループに沿って転送させる。

すなわち、予約テーブル３−３は４セル時間前の予約を
受は付け、その予約状況を予約テーブル３−４に転送す
る。予約テーブル３−４は、この予約状況にしたがって
３セル時間前の予約を受は付ける。

以下同様にして一組の予約状況を用いてｌセル時間毎に
一つの入力バッファからの予約を受は付け、実際の退出
時点までに、すべての入力バッファ２−１〜２−４から
の予約を受は付ける。−組の予約状況を予約テーブル３
−１〜３〜４で順番に転送することにより、同時に送出
すべきセルが選択される。

予約開始点の予約テーブル３−１ではすべての宛先が未
予約であるが、入力バッファ２−３．２−４．２−１の
予約を受は付け、予約終了点の予約テーブル３−２では
ほぼすべてが予約済となる。

入力ボート１−１〜１−４を平等化するためには、予約
開始点および予約終了点をある時間毎にずらす。例えば
、予約テーブル３−３にある予約開始点をｔセル時間後
に予約テーブル３−２に移動させ、同時に、予約テーブ
ル３−２にある予約終了点を予約テーブル３−１　に移
動させる。

第３図は並列処理により予約動作を行う具体的な回路、
すなわち並列探索回路のブロック構成図を示す。この例
では、探索深さｄ＝３、入力ポート数４、出力ボート数
４の場合の回路を示す。

この回路は、入力バッファ２に蓄えられた複数のセルの
宛先の予約状況を予約テーブル３に照会する手段として
比較回路１１−１〜１１−３を備え、この比較回路１１
−１−１１−３の出力に基づいて宛先が予約されていな
い一つのセルを選択する手段として優先順回路１２を備
え、このセルの宛先に対応する予約テーブル３上の宛先
を予約済に設定する手段としてデコーダ１３−１〜１３
−３および論理和回路１４を備える。

入力バッファ２は、それぞれセルを蓄えることのできる
領域から、その領域にセルが蓄えられているか否かの情
報（１ビツト）と、蓄えられている場合にそのセルの宛
先を２進表現した情報（出力ポート数４の場合には２ビ
ツト）とを含む信号Ｄ（ｉ）を出力する。ただしｉ＝ｌ
〜ｄである。

予約テーブル３は、送出時刻ｔと、その時刻における宛
先ｒＵ」〜「コ」の予約状況とを記憶している。

比較回路１ｌ−ｉ（ｉ＝１〜３）は、信号Ｄ（ｉ）の宛
先と予約テーブル３からの予約状況信号とを比較し、信
号Ｄ（１）の宛先が予約済ならＮＡＣＫを出力し、未予
約ならＡＣＫを出力する。信号Ｄ（ｉ）が空を表してい
るときにはＮＡＣＫを出力する。

優先順回路１２は、比較回路１１−１〜１１−３からＡ
ＣＫまたはＮＡＣＫ信号が入力され、ＡＣＫのうち入力
バッファ２内の最も先頭に近いセルに対応するものを通
過させ、他をＮＡＣＫにして出力する。したがって、優
先順回路１２の三つの出力のうち最大でも一つだけがＡ
ＣＫ　となり、残りはＮＡＣＫとなる。

優先順回路１２の出力にまり入力バッファ２は、ＡＣＫ
が返送されたセルを出力テーブルに出力し、そのセルの
後に蓄えられていたセルを順次−つずつ前に詰める。

デコーダ１３−ｊ（ｊ＝１〜３〉は、優先順回路１２か
らＡＣＫを受けたときＤ（ｊ）の宛先番号をデコードし
、ＮＡＣＫを受けたとき、または入力バッファ２のｊ番
目の領域が空のときには、「すべて０」を出力する。デ
コーダ１３−１〜１３−３のうちＡＣＫが入力されるの
は一つだけであり、その一つだけが「すべて０」以外の
信号を出力する。

論理和回路１４は３入力のＯＲゲート４個により構成さ
れ、４パラレルに展開したデコーダ１３−１〜１３−３
の出力の論理和を演算することにより、デコーダ１３−
１〜１３−３のいずれかにより得られたデコーダ出力を
予約テーブル３に供給する。このデコーダ出力は、予約
に成功したセルの宛先情報をデコードしたものであり、
予約テーブル３の該当する宛先を予約状態にすることが
できる。

第４図は比較回路１１−１〜１１−３の一例を示す。

入力バッファのに番目の領域からは、３本の信号線で信
号Ｄ（ト）が供給される。このうち２本はその領域に蓄
えられたセルの宛先を表し、２進数で「万」〜「Ｌを表
す。もう１本はその領域の空満状態を表す。第４図には
、「１」が空、「ｏ」がセル有りの状態を表す場合の回
路例を示した。

また、予約テーブルからは、４本の信号線により予約状
況信号が供給される。第４図には、「１」が予約済を表
し、「０」が未予約を表す場合の回路例を示した。

比較回路の出力は信号Ｄ（２）に対するＡＣＫまたはＮ
ＡＣＫ信号となる。第４図ニハ、「１」がＡＣＫ、ｒＯ
」がＮＡＣＫを示す場合の回路例を示した。

第５図ないし第７図はそれぞれ優先順回路、デコーダ、
論理和回路の一例を示す。これらの回路もまた、Ｄ（ト
）およびＡＣＫ　５ＮＡＣＫを上述のように定義したと
きの回路例である。

以上の構成により、並列処理によるセル送出予約が可能
となる。ここに示した例はほんの一例であり、他の論理
的に等価な回路で本発明を同様に実施することができる
。

以上の説明では入力ポート数と出力ポート数が双方とも
に「４」の場合を示したが、他のポート数でも本発明を
実施できるだけでなく、入出力が非対称の場合、例えば
入力ポートに比べて出力ポートが少ない場合（極端には
Ｎ：１）でも、また入力ポートに比べて出力ポートが多
い場合（極端には１：Ｎ〉でも、本発明を同様に実施で
きる。

以上の説明では本発明をスイッチに用いた場合について
説明したが、本発明は、セルの代わりに計算機ジョブを
考え、セルの宛先の代わりに特定のジョブが実行される
べき特定のＣＰＵまたは特定のジョブがアクセスすべき
特定のファイル、メモリその他の資源を考えると、待ち
キュー内のジョブがアクセスすべき資源に空があるかど
うかを参照する場合にも本発明を同様に実施できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の並列データ転送装置は、
複数系列の入力バッファに蓄えられたデ−クから一つの
データを探索する動作を並列処理で行うので、多くのデ
ータの中から必要とするデータを効率よく、しかも低速
動作で取り出すことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例入力バッファ型スイッチのブロッ
ク構成図。 第２図は入力バッファ、予約テーブルおよび出力テーブ
ルの動作を説明する図。 第３図は並列探索回路のブロック構成図。 第４図は比較回路の一例を示す回路図。 第５図は優先順回路の一例を示す回路図。 第６図はデコーダの一例を示す回路図。 第７図は論理和回路の一例を示す回路図。 第８図は従来例入力バッファ型スイッチのブロック構成
図。 １−１〜１−４・・・入力ポート、２．２−１〜２−４
・・・入力バッファ、３．３−１〜３−４・・・予約テ
ーブノペ４−１〜４−４・・・出力テーブル、５・・・
空間スイッチ、６−１〜６−４・・・出力ポート、１１
−１〜１１−３・・・比較回路、１２・・・優先順回路
、１３−１〜１３−３・・・デコーダ、１４・・・論理
和回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、宛先情報を含むデータがそれぞれ入力される複数系
   列の入力バッファと、 この複数系列の入力バッファからそれぞれ互いに宛先の
   異なるデータを選択する選択手段と、この選択手段によ
   り選択されたデータを並列に出力する並列出力手段と を備えた並列データ転送装置おいて、 上記選択手段は、 上記並列出力手段による出力周期の複数倍にわたって各
   宛先の予約状況を蓄える予約テーブルと、上記複数系列
   の入力バッファにそれぞれ蓄えられた複数のデータの宛
   先の予約状況をその入力バッファ毎に上記予約テーブル
   に照会する手段と、この手段の照会結果に基づいて宛先
   が予約されていない一つのデータを選択する手段と、 このデータの宛先に対応する上記予約テーブル上の宛先
   を予約済に設定する手段と を含む ことを特徴とする並列データ転送装置。