JPH06162228A - データフロープロセッサ装置 - Google Patents

データフロープロセッサ装置

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JPH06162228A
JPH06162228A JP4316918A JP31691892A JPH06162228A JP H06162228 A JPH06162228 A JP H06162228A JP 4316918 A JP4316918 A JP 4316918A JP 31691892 A JP31691892 A JP 31691892A JP H06162228 A JPH06162228 A JP H06162228A
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JP
Japan
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data packet
data
data flow
flow processor
output
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JP4316918A
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Inventor
Shingo Nomura
進吾 野村
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH06162228A publication Critical patent/JPH06162228A/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/448Execution paradigms, e.g. implementations of programming paradigms
    • G06F9/4494Execution paradigms, e.g. implementations of programming paradigms data driven

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数個のデータフロープロセッサ装置を含む
システムの、プロセッサ間の接続の設定と変更とを容易
にする。 【構成】 複数個の入力ポートINA、INBと複数個
の出力ポートPORTA、Bを有するデータフロープロ
セッサ10に、分岐制御パラメータレジスタ群18を設
け、入力される所定の書式のデータパケットに格納され
た分岐制御パラメータをレジスタ群18に格納する。分
岐部16は、入力されるデータパケットに含まれる所定
のパラメータと、分岐制御パラメータレジスタ群18に
格納された分岐制御パラメータとを比較し、比較結果に
基づいてポートA、Bのいずれか一方に出力する。この
データフロープロセッサ10を複数個準備し、入力ポー
トと出力ポートとを相互に接続し、各プロセッサの分岐
制御パラメータを設定するデータパケットを順次与える
ことより、各データフロープロセッサ間の接続関係が決
定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば「処理命令+
被処理データ」という書式に従うデータパケットを処理
するためのデータフロープロセッサ装置に関し、特に、
複数個のデータフロープロセッサ装置の接続を容易に設
定したり、変更したりすることができるデータフロープ
ロセッサ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】並列処理計算機の一例として、データフ
ロープロセッサ装置がある。データフロープロセッサ装
置は非ノイマン型プロセッサの1種であって、「処理命
令+被処理データ」という書式に従うデータパケットを
処理するものである。1つの処理命令に被処理データが
2つ必要である場合、データパケットの待ち合わせを行
ない、処理の対象となるデータがそろった命令に対して
実行を行なう。したがって、ノイマン型のコンピュータ
のように処理の順序がプログラムカウンタに依存するも
のではなく、データの流れに沿って並列した処理が実行
できるという特徴がある。
【0003】従来のデータフロープロセッサ装置に類似
した装置が、特開昭62−97042号公報(特願昭6
0−236735号)に開示されている。この装置は、
トークンメモリと呼ばれるメモリと複数個のファンクシ
ョナルユニットからなる。トークンメモリの出力は各フ
ァンクショナルユニットの入力に接続されており、各フ
ァンクショナルユニットの出力はトークンメモリの入力
に接続されている。
【0004】この装置においてはデータパケットに類似
するものとして、トークンパケットと呼ばれるものが使
用されている。トークンパケットは、完全トークンパケ
ットと結果トークンパケットとに分類される。完全トー
クンパケットとは、トークンメモリにおいて作成される
パケットで、たとえば2入力命令において演算実行のた
めのデータがそろったパケットをいい、ノード名と2つ
のデータとからなる。ノード名とは、この完全トークン
パケットに基づいて行なわれた演算結果の、トークンメ
モリ内の宛て先を示し、より具体的にはこのトークンパ
ケット中のデータに対する処理方法を示す。結果トーク
ンパケットとは、各ファンクショナルユニットで行なわ
れた演算結果を示すパケットであり、ノード名と結果デ
ータとからなる。
【0005】この従来技術の装置はさらに、各トークン
パケットに「ID番号」というデータを含ませる。また
各ファンクショナルユニットにはそれぞれID番号が割
り当てられる。そして、トークンメモリから完全トーク
ンパケットを出力する場合には、この完全トークンパケ
ットに含まれるID番号を参照し、一致するID番号を
有するファックショナルユニットにこの完全トークンパ
ケットを与えるようにする。このために、従来の装置の
トークンメモリにはID番号判別回路が設けられる。
【0006】なお、複数個のファンクショナルユニット
が同一のID番号を持ってもよいこととされており、そ
の場合にはID番号判別回路が、この同一のID番号を
有するファンクショナルユニットのうち、現在使用され
ていないファンクショナルユニットに対してトークンパ
ケットを与える。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の装
置では、1つのデータフロープロセッサ装置内に、複数
個の、異種のファンクショナルユニットを組込むことを
容易にすることが目的とされている。
【0008】これに対して、データフロープロセッサ装
置を複数個接続させて、複数個の処理を同時に実行させ
ることが考えられる。そのように複数個のデータフロー
プロセッサ装置を接続して動作させようとする場合、上
述した従来の技術はそのままでは適用できない。これを
解決するために、予め各データフロープログラム装置に
ID番号を付しておき、入力されるデータパケットにも
同種のID番号のような情報を含ませておくことが考え
られる。しかしこの場合には、ID番号の設定が固定さ
れるために、ハードウェアの接続を行なう場合には、I
D番号を考慮して行なう必要があり、また接続が固定化
されるためプログラム作成上大きな困難があった。ま
た、プロセッサ間の接続を変更する場合にも実際の装置
間のハードウェア的接続と各プロセッサのID番号の設
定とを考慮して行なう必要がある。そのため、多種多様
な接続を複数個のデータフロープロセッサ装置を用いて
実現することが非常に難しかった。
【0009】それゆえにこの発明の目的は、複数個のプ
ロセッサ装置を相互に接続して同時に処理を実行させる
場合において、こうしたデータフロープロセッサ装置の
間の接続関係を容易に設定したり変更したりすることが
可能なデータフロープロセッサ装置を提供することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のデータ
フロープロセッサ装置は、複数個のデータパケット入力
ポートと、複数個のデータパケット出力ポートと、デー
タパケット入力ポートのいずれかから入力される特定の
データパケットに含まれる所定の分岐制御情報を格納す
るための分岐制御情報格納手段と、データパケット入力
ポートから入力される通常のデータパケットに対して必
要な処理を行ない、出力データパケットを出力するため
のパケット処理手段と、出力データパケットに含まれる
分岐条件情報と、分岐制御情報格納手段に格納されてい
る分岐制御情報とに基づいて複数個のデータパケット出
力ポートのいずれかを選択して、選択されたデータパケ
ット出力ポートから出力データパケットを出力するため
の分岐制御手段とを含む。
【0011】
【作用】請求項1に記載のデータフロープロセッサ装置
では、特定のデータパケットが入力されると、そのデー
タパケットに含まれる分岐制御情報が分岐制御情報格納
手段に格納される。パケット処理手段によって必要な処
理がされた出力データパケットに含まれる分岐条件情報
と、分岐制御情報格納手段に格納されている分岐制御情
報とに基づいて、分岐制御手段は、データパケット出力
ポートのいずれか1つを選択して出力データパケットを
出力する。予め所望の接続を設定するような分岐制御情
報を含む特定のデータパケットをデータフロープロセッ
サに与えておくことによって、各データフロープロセッ
サ装置から出力データパケットが出力されるデータパケ
ット出力ポートを様々に設定することが可能となる。そ
れにより、相互に接続された複数個のデータフロープロ
セッサ装置の論理的な接続関係を初期化しておくことが
できる。
【0012】
【実施例】以下本発明の一実施例のデータフロープロセ
ッサ装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施例のデータフロー
プロセッサ10のブロック図である。図1を参照して、
このデータフロープロセッサ10は、2つのデータパケ
ット入力ポートINA,INBを有し、入力されるデー
タパケットをパラレル/シリアル変換するための入力部
12を含む。入力部12は2つの出力を有する。一方の
出力には、入力されるデータパケットに対し、後述する
ような所定の演算を行なって出力データパケットを作成
する演算部14の入力が接続されている。演算部14の
出力は、2つの出力ポートPORT A、PORT B
を有し、後述するような方法に従ってデータパケットの
2つのポートのいずれか一方から出力するための分岐部
16の入力に接続されている。
【0014】分岐部16には、出力データパケットをい
ずれのポートに出力するかを定める際に用いられるパラ
メータを格納する分岐制御パラメータレジスタ群18が
接続されている。
【0015】入力部12の2つの出力のうち演算部14
に接続されているもの以外のものは、分岐部16の入力
の一方に接続されている。入力部12は、入力されるデ
ータパケットが、このデータフロープロセッサ10に向
けられたものか、他のデータフロープロセッサに向けら
れたものかを判断し、データフロープロセッサ10に向
けられたものであれば演算部14に、それ以外の場合に
は分岐部16に、それぞれこのパケットを与える。この
判断の際、データフロープロセッサ10を特定するため
の情報がプロセッサ10とデータパケットとの双方に必
要となるが、入力部12がそのデータフロープロセッサ
10を特定するためのIDパラメータを自分自身に格納
するものでもよく、後述するように分岐制御パラメータ
レジスタ群18に含まれるIDパラメータレジスタを参
照してもよい。
【0016】図2を参照して、分岐制御パラメータレジ
スタ群18は、データフロープロセッサ10を特定する
ためのIDパラメータ(PE)を格納するためのIDパ
ラメータレジスタ20と、後述するようにデータパケッ
ト内のデータと比較して具体的な出力ポートを決定する
際に用いられる分岐比較データパラメータ(RD)を格
納する分岐比較データパラメータレジスタ22と、分岐
比較データパラメータの比較の際に、データのどの部分
を用いて比較をするかを特定するための分岐比較マスク
パラメータ(RM)を格納する分岐比較マスクパラメー
タレジスタ24とを含む。これらレジスタ20,22,
24はいずれも分岐部16(図1参照)に接続されてい
る。そしてこれらレジスタ20、22、24に格納され
るパラメータは、データフロープロセッサ10に入力さ
れる特定のデータパケット(たとえば電源投入した後、
機器内の各レジスタの状態を初期化するマスタリセット
直後に入力される所定形式のデータパケット)から読込
まれ格納される。
【0017】図3は、図1に示されるデータフロープロ
セッサ10を4つ接続したシステム例を示す。このシス
テムは、4つのデータフロープロセッサ10a〜10d
を含む。これらデータフロープロセッサをそれぞれPE
#0、PE#1、PE#2、PE#3と呼ぶことにす
る。
【0018】PE#0の一方の出力ポートAは出力信号
線32を介してPE#3の一方の入力に接続される。P
E#0の他方の出力ポートBは、出力信号線30を介し
てPE#1の一方の入力に接続される。PE#1の出力
ポートAは、出力信号線40を介してPE#0の一方の
入力に接続されている。PE#0の他方の入力には、こ
のシステムへの入力信号(データパケット)IN1が与
えられる。
【0019】PE#2の一方の出力ポートAは出力信号
線34を介してPE#1の他方の入力に接続されてい
る。PE#2の他方の出力ポートBは、出力信号線36
を介してPE#3の他方の入力に接続されている。PE
#3の出力ポートAは、出力信号線38を介してPE#
2の一方の入力に接続されている。PE#2の他方の入
力には、このシステムへの入力信号(データパケット)
IN2が与えられる。PE#1およびPE#3の出力ポ
ートBはそれぞれ出力信号(データパケット)OUT
1、OUT2を出力する。
【0020】図3に示されるシステムのハードウェア的
な接続は図に示すとおりである。しかし、このシステム
の各プロセッサ10a〜10dの接続関係は、実際に
は、以下に述べるような方法でシステムの立上げ時、あ
るいはそれ以後の任意のときに特定の書式のデータパケ
ットを入力信号IN1、IN2として与えることにより
設定することができる。
【0021】図4は、接続を設定するためのデータパケ
ットの特定の書式を示す。図4に示されるように、この
データパケットは、各々32ビットからなる2ワードを
含む。
【0022】図4(a)を参照して、1ワードめのビッ
ト29〜ビット22がオペレーションコードOPCであ
る。ビット20〜ビット12は、このデータパケットが
与えられるデータフロープロセッサに設定されるIDパ
ラメータPE#である。ビット5〜ビット0には、分岐
比較マスクパラメータRMの上位6ビットが格納され
る。
【0023】図4(b)を参照して、2ワード目のビッ
ト30〜ビット28には、分岐比較マスクパラメータR
Mの下位3ビットが格納される。ビット27〜ビット1
9には、分岐比較データパラメータRDが格納される。
【0024】図5には、図3に示されるようなシステム
に投入される通常の処理のためのデータパケットの書式
が示されている。図5に示されるように、通常のデータ
パケットも2ワード構成となっている。
【0025】図5(a)を参照して、1ワード目のビッ
ト29〜ビット22には、オペレーションコードOPC
が格納される。ビット20〜ビット6には、このデータ
パケットの宛て先のデータフロープロセッサを特定する
IDパラメータPE#およびデータフロープロセッサの
ノード番号ND#が格納される。ビット5〜ビット0に
は、GN#の上位6ビットが格納される。
【0026】図5(b)を参照して、2ワード目のビッ
ト30〜ビッ13には、GN#の下位18ビットが格納
される。さらにビット12〜ビット1には、12ビット
の被処理データが格納される。
【0027】図4および図5を通じて、各ワードのビッ
ト31は第1ワード、第2ワードの識別子を示す。
【0028】以下、図1〜図4を参照して、図3に示さ
れる複数のデータフロープロセッサ装置からなるシステ
ムの初期化例について説明する。この初期化に先立ち、
各データフロープロセッサ10a〜10d内のレジスタ
はすべて初期化されている。この場合たとえば、図1に
示される分岐制御パラメータレジスタ群18の格納内容
がすべて0に初期化されているものとする。
【0029】まず、PE#0に入力される入力信号IN
1のデータパケットのPE#、RD、RMをそれぞれ
“0”、“2”、“2”とする。PE#0〜PE#3は
いずれも、マスタリセット後初めて入力されるデータパ
ケットを、自分向けのデータパケットとして取扱い、そ
のデータパケットに含まれるPE#、RD、RMの値
を、対応するIDパラメータレジスタ20、分岐比較デ
ータパラメータレジスタ22、分岐比較マスクパラメー
タレジスタ24に取込む。その後そのデータパケットは
出力されず消去される。
【0030】したがって、上述したようなデータパケッ
トがPE#0に与えられることにより、PE#0のID
パラメータレジスタ20、分岐比較データパラメータレ
ジスタ22、分岐比較マスクパラメータレジスタ24に
それぞれ“0”、“2”、“2”が書込まれる。
【0031】次に、PE#0の入力信号IN1として、
PE#、RD、RNとして“3”、“4”、“0”を含
むデータパケットを与える。この場合、PE#0の入力
部12(図1参照)は、自己のIDパラメータレジスタ
20の内容“0”と、入力されるデータパケットのPE
#“3”とを比較する。両者が一致しないため、入力部
12はこのデータパケットを直接分岐部16に与える。
分岐部16は、次のようにしてこのデータパケットの出
力ポートを定める。
【0032】図1の分岐部16は、次の式に従ってデー
タパケットを分岐する出力ポートを決定する。
【0033】 (RM.AND.PE#).EXOR.(RM.AND.RD) …(1) ただし、RD、RMはそれぞれ、データフロープロセッ
サ10の分岐比較データパラメータレジスタ22および
分岐比較マスクパラメータレジスタ24に格納されてい
る値を、PE#は、入力されるデータパケットのビット
20〜ビット12をそれぞれ示す。
【0034】分岐部16は、式(1)の値が0であれば
データパケットをAポートへ、1であればデータパケッ
トをBポートへそれぞれ出力する。
【0035】上述の式(1)によるポートの切換えを、
より具体的に、以下の表1、表2を参照して説明する。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】すなわちRMは、データフロープロセッサ
に格納されているRDと、入力されるデータパケットの
PE#との、第何ビット目が比較の対象となるかを定め
るためのものである。表1に示される例ではRMにより
ビット6が比較の対象とされている。表1では、RD、
PE#のビット6はいずれも“1”であり、式(1)の
値は“0”となる。したがってこのデータパケットはA
ポートに出力される。
【0039】一方、表2に示される例の場合にはRD、
PE#のビット6は、それぞれ“1”、“0”である。
したがって式(1)の値は“1”となり、データパケッ
トはBポートに出力される。
【0040】再び初期化の動作に戻り、データフロープ
ロセッサ装置PE#0に入力される入力信号IN1のデ
ータパケットのPE#、RD、RMをそれぞれ“3”、
“4”、“0”とする。この場合PE#が自己のものと
異なるために、PE#0はこのデータパケットを2つの
ポートA、Bのいずれか一方に出力する。前述した式
(1)に従えば出力はポートAにされることになる。こ
れにより、PE#3のIDパラメータレジスタ20と、
分岐比較データパラメータレジスタ22と、分岐比較マ
スクパラメータレジスタ24とにそれぞれ“3”、
“4”、“0”が書込まれる。
【0041】次に、PE#2に入力される入力信号IN
2のデータパケットのPE#、RD、RMをそれぞれ
“2”、“2”、“0”とする。PE#2に入力される
データパケットは、マスタリセット後これが最初のもの
であるから、PE#2のIDパラメータレジスタ20
と、分岐比較データパラメータレジスタ22と、分岐比
較マスクパラメータレジスタ24とにそれぞれ“2”、
“2”、“0”が書込まれる。
【0042】次に、PE#2に入力される入力信号IN
2のデータパケットのPE#、RD、RMをそれぞれ
“1”、“4”、“0”とする。このデータパケットは
PE#2と異なるPE#を持っているために、PE#2
からその出力ポートA、Bのどちらか一方に出力され
る。この場合、上述の式(1)に従って、データパケッ
トはポートAからPE#1に与えられる。PE#1にと
ってこのデータパケットは、マスタリセット後初めての
データパケットである。したがって、PE#1のIDパ
ラメータレジスタ20と、分岐比較データパラメータレ
ジスタ22と、分岐比較マスクパラメータレジスタ24
とにそれぞれ“1”、“4”、“0”が書込まれる。
【0043】上述の説明ではPE#0に入力される入力
信号IN1およびPE#2に入力される入力信号IN2
を用いてPE#0〜PE#3を初期化した。しかし、デ
ータパケットのPE#の内容を各データフロープロセッ
サ装置PE#0、PE#3、PE#2、PE#1という
順序で代えながら、上述した各データパケットを入力信
号IN1として与えることにより、PE#0、PE#
3、PE#2、PE#1の順序でシステム内のデータフ
ロープロセッサ装置がすべて初期化される。同様にPE
#2を基本としてすべてのデータフロープロセッサ装置
を初期化することもできる。これに限らず、本発明によ
るデータフロープロセッサ装置を複数個接続したシステ
ムでは、どのデータフロープロセッサ装置を基本として
もシステム全体の初期化を行なうことかできる。
【0044】一旦このように接続関係を設定した後、再
び図4に示される書式のデータパケットを各データフロ
ープロセッサ装置に与えることにより、接続関係を変え
ることも容易に行なえる。
【0045】通常時の、このシステムの動作は以下のよ
うに行なわれる。図6を参照して、今、PE#0、PE
#3の各プロセッサのIDパラメータと、分岐比較デー
タパラメータと、分岐比較マスクパラメータとが、次の
表3のように設定されているものとする。
【0046】
【表3】
【0047】IN1に入力されるデータパケットにおい
て、図5に示されるフォーマットのPE#&ND#で示
されるフィールドの上位8ビットめを“1”とする。す
ると、前述した式(1)に従って、入力IN1からPE
#0に入力されたパケットは、PE#0では処理されず
PE#0のAポートから出力信号線32を介してPE#
3の入力の一方に与えられる。PE#3は、入力される
データパケットのPE#と、自己のIDパラメータとが
一致しないため、何も処理せずこれを次のようにして出
力する。前述の式(1)に従えば、PE#3において、
このようなデータパケットが入力された場合の式(1)
の値は“1”となる。したがってこのデータパケットは
PE#3のBポートからOUT2として出力されること
になる。
【0048】同様に、データパケットのPE#の値を、
そのデータパケットに対して処理を行なうべきデータフ
ロープロセッサ装置のIDパラメータレジスタの内容と
することにより、その目的のデータフロープロセッサ装
置までデータパケットを転送させることができる。ま
た、各データフロープロセッサ装置ごとにIDパラメー
タレジスタ、分岐比較データパラメータレジスタ、分岐
比較マスクパラメータレジスタの値をデータパケットに
よって設定することかでき、複数のデータフロープロセ
ッサ装置を接続した場合にも、各データフロープロセッ
サ装置の間の論理的な接続を容易に設定、変更すること
ができる。
【0049】
【発明の効果】以上のように請求項1に記載のデータフ
ロープロセッサ装置では、出力データパケットに含まれ
る分岐条件情報と、分岐制御情報格納手段に格納されて
いる分岐制御情報とに基づいて、出力データパケットが
出力されるデータパケット出力ポートが選択される。複
数個のデータフロープロセッサ間の所望の接続を規定す
る分岐制御情報を含む特定のデータパケットを予めデー
タフロープロセッサに与えて各データフロープロセッサ
の分岐制御情報を初期化しておくことにより、出力デー
タパケットが出力されるデータパケット出力ポートを各
データフロープロセッサごとに別個に設定することがで
きる。このため、複数個のデータフロープロセッサ装置
の接続関係を容易に設定したり変更したりすることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のデータフロープロセッサ装
置のブロック図である。
【図2】分岐制御パラメータレジスタ群の概略図であ
る。
【図3】本発明の一実施例のデータフロープロセッサ装
置を複数個含むシステムにおけるプロセッサ装置の接続
を示す模式図である。
【図4】本発明のデータフロープロセッサの、初期設定
用のデータパケットの書式を示す模式図である。
【図5】本発明の一実施例のデータフロープロセッサ装
置の基本的なデータパケットき書式を示す模式図であ
る。
【図6】本発明の一実施例のデータフロープロセッサ装
置を含むシステムの操作例を示す模式図である。
【符号の説明】
10 データフロープロセッサ 12 入力部 14 演算部 16 分岐部 18 分岐制御パラメータレジスタ群 20 IDパラメータレジスタ 22 分岐比較データパラメータレジスタ 24 分岐比較マスクパラメータレジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個のデータパケット入力ポートと、 前記データパケット入力ポートのいずれかから入力され
    る特定のデータパケットに含まれる所定の分岐制御情報
    を格納するための分岐制御情報格納手段と、 前記データパケット入力ポートから出力される通常のデ
    ータパケットに対して必要な処理を行ない、出力データ
    パケットを出力するためのパケット処理手段と、 前記出力データパケットに含まれる分岐条件情報と、前
    記分岐制御情報格納手段に格納されている前記分岐制御
    情報とに基づいて前記複数個のデータパケット出力ポー
    トのいずれかを選択し、選択されたデータパケット出力
    ポートから前記出力データパケットを出力するための分
    岐制御手段とを含む、データフロープロセッサ装置。
JP4316918A 1992-11-26 1992-11-26 データフロープロセッサ装置 Pending JPH06162228A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4316918A JPH06162228A (ja) 1992-11-26 1992-11-26 データフロープロセッサ装置
US08/397,720 US5555386A (en) 1992-11-26 1995-03-02 Data flow processor with variable logic connection between processors in a system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4316918A JPH06162228A (ja) 1992-11-26 1992-11-26 データフロープロセッサ装置

Publications (1)

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