JPH04280352A - 並列計算機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は並列プロセッサに係り、
特にプロセッサ間のデータ転送の信頼性の高い並列プロ
セッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ転送におけるデータ誤りの
検出方法として、『フォールトトレラントシステム』、
Ｊ．グレイ他著、渡辺栄一編訳、マグロウヒルブック社
出版のｐ．１３以降に記載される２重化がある。これは
、データ転送経路を２重化し、送信側より到着したそれ
ぞれのデータを比較して不一致の場合には、システムは
誤りを通報する。また、データ誤りの訂正方法として、
待機交換がある。これは、装置を２系統用意し、受信側
でデータの誤りを検出して、データが誤りであれば、待
機系と交換して完全に動作可能な状態に戻すことが可能
であるが、データの誤りを検出するだけで、必ずプロセ
ッサの動作を一旦停止して誤りがあった箇所を直すか、
再転送しなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プロ
セッサ間のデータ転送によってデータの誤りによるデー
タの再転送の回数を低減し、かつプロセッサの動作を停
止しないでデータ通信路内の障害箇所を容易に特定でき
る並列プロセッサを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、データ通信路内の複数個所にそこを通るデータの誤
り検出用の、しかし誤り訂正に用いられないコードをそ
れぞれ解読する複数の誤り検出手段を設け、各プロセッ
サ内に送信データに誤り訂正用のコードを付して送信す
る手段と、受信データに付された誤り訂正用のコードを
解読し、受信データに訂正可能な誤りがあるとき、これ
を訂正する誤り訂正手段と、該受信データの誤りが該誤
り訂正手段により訂正不可能なとき、データの誤り発生
を他のプロセッサに通知する手段と、いずれか一つのプ
ロセッサからデータの誤り発生の通知を受けたとき、誤
り発生の通知をした該一つのプロセッサに向けて誤り検
出用の、しかし誤り訂正に用いられないコードを付した
診断用データを送出する手段とを設け、さらに、該複数
の誤り検出手段のいずれにより、いずれかのプロセッサ
から送出された診断用データの誤りを検出したかを監視
する手段を設ける。

【０００５】

【作用】訂正不可能なエラーが発生したデータの送信元
ＰＥがどのＰＥかは通常判断できないが、本発明では、
全てのＰＥから診断用のデータを訂正不可能な誤りを検
出したＰＥに向けて送信するため、元の誤りが発生した
データが通過した経路をいずれかの診断用データが通過
する。このため、データ通信路の中の誤り検出回路のい
ずれかがそこを通るデータの誤りを検出し、これにより
エラーの発生箇所を特定できる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。図１は、本発明の全体構成をあらわす並列プロセッ
サである。並列プロセッサは、各プロセッサ（ＰＥ）１
０２Ａ，データ通信路１０１，ホストプロセッサ１１３
、およびＳＶＰ１１４により構成される。データ通信路
１０１には、各ＰＥ１０２Ａとホストプロセッサ１１３
が接続される。データ通信路１０１は多段スイッチ，ク
ロスバスイッチなどいろいろな構成が考えられる。この
データ通信路１０１にはパリティ解読装置１０４が設け
られ、その装置１０４の結果はＳＶＰ１１４に送られる
。 ホストプロセッサ１１３は、各ＰＥ１０２Ａにデータ通
信路１０１を介して、各ＰＥ１０２Ａで実行するプログ
ラムやデータなどを送る機能を持つ。

【０００７】各ＰＥ１０２Ａは、データ通信路１０１か
ら送られてきたデータを受信する受信装置１１０Ａ，そ
の受信装置１１０Ａが受け取ったデータのＥＣＣ（Ｅｒ
ｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｎｇ　Ｃｏｄｅ）を検査し、訂
正するＥＣＣ解読装置１０８Ａ，プログラムやデータを
格納する、ＥＣＣを持ったメモリ１０５Ａ，メモリ１０
５Ａから命令やデータを取り出し、命令を実行するデー
タ処理装置１０３Ａ，メモリ１０５Ａの内容を読み出し
たときに、そのデータのＥＣＣを検査しＥＣＣ解読装置
１０８Ｂ、およびデータ通信路１０１にデータを送出す
る送信装置１０９Ａから構成される。ＰＥ１０２Ａ間の
データ転送は送信側のＰＥ１０２Ａのメモリ１０５Ａか
ら受信側のプロセッサ１０２Ａのメモリ１０５Ａへデー
タ転送することによって実現する。

【０００８】ＰＥ１０２Ａには、通常動作と診断動作の
２種類の動作があり、それぞれ２種類のメッセージ形式
をもつ。通常動作では、図２（１）に示すように受信先
ＰＥが１つの場合と、全ての場合がある。

【０００９】（ａ）は受信先ＰＥが１つの場合で、送信
種１３４Ａの０は受信先ＰＥが１つであることを示す。

【００１０】受信先ＰＥ番号１３５Ａは、メッセージを
受け取るＰＥを示す。受信先ＰＥのメモリ内アドレス１
３６Ａは、メッセージを受信したＰＥがメッセージ内の
データを格納するメモリのアドレスを示す。送信元ＰＥ
番号１３８Ａは、このメッセージを送信するＰＥの番号
である。データ１４１Ａは、転送するデータそのもので
ある。ＥＣＣ１４０Ａ，１４０Ｃは、これらの誤りを訂
正するためのコードである。

【００１１】（ｂ）は受信先ＰＥが全ての場合で、送信
種１３４Ｂの１は受信先ＰＥが全てであることを示す。

【００１２】データ通信路１０１は図２に示した転送デ
ータの送信種が０のときに単一ＰＥに送り、１のときは
全ＰＥに送るための機能とＰＥ間の経路を確定する機能
を備えている。

【００１３】データ通信路１０１はどんな構成であって
もよいが、ここでは図３に示すようなネットワークを考
える。この並列プロセッサは縦横２×２にＰＥが並んだ
２次元のＰＥ構成であるが、これに限らなくてもよい。 このネットワークはクロスバ乗り換えスイッチ１２５Ａ
〜Ｄおよびクロスバスイッチ１２４Ａ〜１２４Ｄにより
構成され、それぞれの構成は図４，５に示す。これらの
スイッチ１２４，１２５には、通常動作時に動作せず、
診断動作時に動作するパリティ解読装置１０４を１つ以
上設ける。ＥＣＣ解読装置は、データの誤りが発生して
も訂正可能であるが、多くの部品によって構成されるデ
ータ通信路１０１内の誤り発生個所を容易に特定するに
は、多くの個所に解読装置を設けなければならない。Ｅ
ＣＣ解読装置を設けると、データ通信路の論理規模が大
きくなる。したがって、ＰＥ１０２Ａ内にはデータの誤
りを訂正するＥＣＣ解読装置を、データ通信路１０１内
には誤り発生個所を小規模の論理で特定できるパリティ
解読装置を設ける必要がある。任意のＰＥ１０２Ａ間の
経路は、送信種と受信ＰＥ番号で経路を決定し、任意の
ＰＥ１０２Ａ間の経路は一意に決まる。

【００１４】（１）通常の動作 各ＰＥ１０２Ａ内のデータ処理装置１０３Ａは、線１１
５Ａから命令読み出しアドレスを指定してメモリ１０５
Ａより命令を読み出し、線１１４Ａを通ってＥＣＣ解読
装置１０８Ｂで読み出し時の誤りを確認し、線１１７Ａ
を通って命令を受け取る。データ処理装置１０３Ａで受
け取った命令が送信命令のとき、そのＰＥ１０２Ａが送
信側となり、その命令のオペランドで指定されたＰＥ１
０２Ａが受信側となる。また、全ＰＥ１０２Ａがオペラ
ンドで指定されると全ＰＥ１０２Ａが受信側となる。

【００１５】ＰＥ１０２Ａが送信命令を実行すると、そ
のＰＥ１０２Ａ内のデータ処理装置１０３Ａは、線１１
５Ａからオペランドに記述されたアドレスを指定してメ
モリ１０５Ａより転送データを読み出す。読み出した転
送データは、線１１４Ａを通ってＥＣＣ解読装置１０８
Ｂで読み出し時の誤りを確認する。転送データに誤りが
ないとき、ＥＣＣ解読装置１０８Ｂは、転送データを線
１１６Ａと転送データ切り換え装置１０７Ａと線１２０
Ａとを通って送信装置１０９Ａに送る。

【００１６】データ処理装置１０３Ａは、線１２２Ａを
通して転送データ以外のヘッダ（第２図の（１）を参照
）をＥＣＣ生成装置１３１Ａに送り、線１３２Ａを通っ
てヘッダとそのＥＣＣを送信装置１０９Ａに送る。送信
装置１０９Ａは、ヘッダと転送データとそれぞれのＥＣ
Ｃを合わせてメッセージとして、第２図（１）のような
通信形式でデータ通信路１０１に送出する。

【００１７】データ通信路１０１に送出したメッセージ
は、そのメッセージ内の送信種と受信先ＰＥ番号から経
路が一意に決まり、受信側の１つまたは全てのＰＥ１０
２Ａに到着する。このとき、データ通信路１０１内のパ
リティ解読装置１０４Ａ〜Ｄは動作中であるが、メッセ
ージのコードがＥＣＣであるため、線１２３Ａ〜Ｄを伝
ってＳＶＰ１１４に送られるが、ＳＶＰ１１４は線１２
３Ｅによりそれを無視できる。受信側のＰＥ１０２Ａで
は到着したメッセージを受信装置１１０Ａがヘッダとデ
ータに分解する。分解したヘッダとデータは、線１１２
Ａを通ってＥＣＣ解読装置１０８Ａで通信時の誤りを検
出する。ヘッダとデータに誤りがないとき、線１３０Ａ
への出力は０にし、線１１３Ａから受信先ＰＥのメモリ
内アドレスを指定し、かつデータとそのＥＣＣをメモリ
１０５Ａに書き込む。ヘッダとデータに１ビットエラー
があるとき、該解読装置１０８Ａでヘッダとデータを訂
正して線１３０Ａへの出力は０にし、線１１３Ａから受
信先ＰＥ１０２Ａのメモリ内アドレスを指定し、かつデ
ータとそのＥＣＣをメモリ１０５Ａに書き込む。

【００１８】（２）訂正不可能なデータを受信したとき
の受信側ＰＥの動作（診断時の動作） 受信ＰＥ１０２Ａにおいて、ヘッダとデータが２ビット
以上のエラーのとき、ＥＣＣ解読装置１０８Ａは線１３
０Ａへの出力を１にして、自ＰＥ１０２Ａ内のデータ処
理装置１０３Ａと、データ通信路１０１内の制御線１１
１を通じて他のＰＥ１０２Ａへ訂正不可能なエラーを検
出したことを通知する。また、受信したデータとそのＥ
ＣＣはメモリ１０５Ａに書き込まない。このとき、制御
線１１１と線１３０Ａは共に１であるので、自ＰＥ１０
２Ａ内の線１１９Ａは０である。自ＰＥ１０２Ａ内のデ
ータ処理装置１０３Ａは、線１３０Ａが１で線１１９Ａ
が０の信号を受けたとき、線１３３Ａを使ってＥＣＣ生
成装置１３１Ａの動作を抑止する。そして線１２２Ａと
線１３２Ａを通してヘッダと検出プロセッサ番号（これ
は自プロセッサ番号に等しい）とそれぞれのパリティを
送信装置１０９Ａに送る。送信装置１０９Ａは、ヘッダ
と検出ＰＥ番号とそれぞれのパリティを合わせてメッセ
ージとして、図２（２）の（ａ）のような通信形式で故
障通知用メッセージをデータ通信路１０１に送出する。 このメッセージは、以下の項目からなる。

【００１９】送信種１３４Ｃの１は、受信先ＰＥ１０２
Ａが全てであることを示している。検出ＰＥ番号１３９
は、エラーを検出したＰＥの番号を示している。

【００２０】パリティコード１４３Ａは、主に検出ＰＥ
番号とヘッダのそれぞれに対するものからなる。

【００２１】（３）データ通信路内の故障判別〔１〕（
診断時の動作） データ通信路１０１に送出したメッセージは、他のＰＥ
１０２Ａに到着する。このとき、メッセージが故障箇所
の経路を通過することも考えられ、この転送だけで故障
箇所を特定できる場合もありうる。これは、データ通信
路１０１内のパリティ解読装置１０４Ａ〜Ｄがパリティ
コードを解読し、線１２３Ａ〜Ｄを伝って解読結果をＳ
ＶＰ１１４に送る。ＳＶＰ１１４は、制御線１１１が１
であるときに入力線１２３Ａ〜Ｄの解読結果を有効と判
断するためである。

【００２２】（４）受信側ＰＥ以外のＰＥの動作（診断
時の動作） 他のＰＥ１０２Ａに到着したメッセージを受信装置１１
０Ａがヘッダと検出ＰＥ番号に分解する。分解したヘッ
ダと検出ＰＥ番号は、線１１２Ａを通ってＥＣＣ解読装
置１０８Ａに伝わる。このときデータ通信路１０１内の
制御線１１１が１で、線１３０Ａが０であるため、該装
置１０８Ａに入力する線１１９Ａが１であると、該装置
１０８ＡはＥＣＣチェックせずにメモリ１０５Ａ内の固
定アドレスを指定して、検出ＰＥ番号をメモリ１０５Ａ
に書き込む。他のＰＥ１０２Ａのデータ処理装置１０３
Ａは、線１３０Ａが０で線１１９Ａが１の信号を受けた
とき、線１１５Ａから固定アドレスを指定してメモリ１
０５Ａより検出ＰＥ番号を読み出す。ＥＣＣ解読装置１
０８Ｂの入力線１１９Ａが１のとき、線１１４Ａを通っ
た検出ＰＥ番号は、ＥＣＣ解読装置１０８ＢでＥＣＣチ
ェックせずに、線１１７Ａを通ってデータ処理装置１０
３Ａで受け取る。データ処理装置１０３Ａは、線１１８
Ａを通して診断用レジスタ１０６Ａのデータの出力指示
と、線１３３Ａを使ってＥＣＣ生成装置１３１Ａの動作
を抑止する。そして線１３２Ａと線１２２Ａを通してヘ
ッダとそのパリティコードを送信装置１０９Ａに送る。 線１１９Ａが１であると、転送データ切り換え装置１０
７Ａの入力は、診断用レジスタ１０６Ａになり、該装置
１０７Ａは診断用データとそのパリティコードとを線１
３２Ａと線１２０Ａを通って送信装置１０９Ａに送る。 送信装置１０９Ａは、ヘッダと診断用データとそれぞれ
のパリティコードを合わせてメッセージとして、第２図
（２）の（ｂ）のような通信形式でデータ通信路１１１
に送出する。（ｂ）は他のＰＥ１０２Ａが検出ＰＥ１０
２Ａへ診断用データを送信するときの通信形式で、以下
の項目からなる。

【００２３】送信種１３４Ｄの０は、受信先ＰＥ１０２
Ａが１つであることを示している。受信先ＰＥ番号１３
５Ｂとしては、故障通知用メッセージに含まれた検出Ｐ
Ｅ番号をそのまま用いる。

【００２４】送信元ＰＥ番号１３９Ｃは、他のＰＥ１０
２Ａのうちの送信元ＰＥ番号を示している。

【００２５】診断用データ１４２は、診断用レジスタ１
０６Ａ内のデータである。

【００２６】パリティコード１４３Ｂは、主に診断用デ
ータとヘッダの２種類である。

【００２７】（５）データ通信路内の故障判別〔２〕（
診断時の動作） 各ＰＥから送出された診断用メッセージに対しては、そ
のメッセージ内の送信種と受信先ＰＥ番号から経路が一
意に決まるため、訂正不可能なエラーが検出されたメッ
セージを先に送信したＰＥ１０２Ａから、送信された診
断用メッセージは、訂正不可能なエラーが検出されたメ
ッセージが先に通過したのと同一の経路を通って、先の
エラー検出元ＰＥ１０２Ａに到着する。このとき、デー
タ通信路１０１内のパリティ解読装置１０４Ａ〜Ｄがパ
リティコードを解読し、線１２３Ａ〜Ｄを伝って解読結
果をＳＶＰ１１４に送る。ＳＶＰ１１４は、制御線１１
１が１なので、入力線１２３Ａ〜Ｄの解読結果を有効と
判断する。

【００２８】以上の動作により、ＳＶＰ１１４にて誤り
があった箇所を特定できる。

【００２９】上記の通常動作時に、データの１ビット誤
りを訂正できるＥＣＣをデータ等に付加しているが、こ
れと同等以上の機能を備えたＥＣＣでもよい。例えば、
データの２ビット以下の誤りを訂正し、３ビット以上の
誤りを訂正できないＥＣＣである。

【００３０】なお、データ通信路内にパリティ解読装置
１０４Ａ〜Ｄを用いて障害個所を特定することによって
、１ビット誤りを訂正するＥＣＣ解読装置を用いた場合
と比較して、１／１０程度の規模の論理回路で実現でき
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果がある。

【００３２】誤り検出が可能で訂正が不可能なコードを
解読する手段が小規模の論理回路で構成できるので、デ
ータ通信路内の多くの個所にこの手段を設けることによ
って、誤り個所の特定が容易になる。

【００３３】誤り検出と訂正が可能なコードを解読する
手段をプロセッサ内に設けることによって、データ通信
路内でデータの誤りが発生しても訂正可能なコードをデ
ータに付加し、受信側のプロセッサで訂正できるので、
プロセッサの停止やデータの再転送低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成をあらわす並列プ
ロセッサ。

【図２】通常動作時と診断動作時のメッセージの形式の
一実施例。

【図３】データ通信路を２次元の２×２ＰＥのハイパク
ロスバネットワークで実現した場合の一実施例の全体構
成をあらわす並列プロセッサ。

【図４】該図３の構成におけるクロスバスイッチの構成
。

【図５】該図３の構成におけるスイッチの構成。

【符号の説明】

１０１…データ通信路、１０２Ａ…ＰＥ、１０３Ａ…デ
ータ処理装置、１０４Ａ〜Ｄ…パリティ解読装置、１０
５Ａ…メモリ、１０６Ａ…診断用レジスタ、１０７Ａ…
転送データ切り替え装置、１０８Ａ，Ｂ…ＥＣＣ解読装
置、１０９Ａ…送信装置、１１０Ａ…受信装置、１１１
…制御線、１１３…ホストプロセッサ、１１４…ＳＶＰ
、１２４Ａ〜Ｄ…２×２のスイッチ、１２５Ａ〜Ｄ…３
×３のクロスバスイッチ、１３１Ａ…ＥＣＣ生成装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データを他のプロセッサとの間で転送する
   ための送受信装置と、データを処理するデータ処理装置
   から成るプロセッサを複数台並べ、異なるプロセッサ間
   でデータ転送を行なうことができるデータ通信路を設け
   た並列プロセッサにおいて、該データ通信路内の複数個
   所にそこを通るデータの誤り検出用の、しかし誤り訂正
   に用いられないコードをそれぞれ解読する複数の誤り検
   出手段を設け、各プロセッサ内に送信データに誤り訂正
   用のコードを付して送信する手段と、受信データに付さ
   れた誤り訂正用のコードを解読し、受信データに訂正可
   能な誤りがあるとき、これを訂正する誤り訂正手段と、
   該受信データの誤りが該誤り訂正手段により訂正不可能
   なとき、データの誤り発生を他のプロセッサに通知する
   手段と、いずれか一つのプロセッサからデータの誤り発
   生の通知を受けたとき、誤り発生の通知をした該一つの
   プロセッサに向けて誤り検出用の、しかし誤り訂正に用
   いられないコードを付した診断用データを送出する手段
   とを設け、さらに、該複数の誤り検出手段のいずれによ
   り、いずれかのプロセッサから送出された診断用データ
   の誤りを検出したかを監視する手段を設けたことを特徴
   とする並列プロセッサ。