JPH0981525A

JPH0981525A - 並列処理システム

Info

Publication number: JPH0981525A
Application number: JP7240298A
Authority: JP
Inventors: Tadao Amada; 忠雄天田; Kazue Kobayakawa; 和重小早川; Kenji Korekata; 研二是方
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-03-28
Anticipated expiration: 2015-09-19
Also published as: JP3526492B2; US5809255A

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、複数台の処理装置により１つのプ
ログラムを分担して並列実行するもので、特にあるプロ
グラム処理から次のプログラム処理へ同期的に移行すべ
く同期対象の処理装置で同期信号を生成する同期機能を
有する並列処理システムに関し、その同期処理をパイプ
ライン処理的に実行できるようにし、ハードウエア量の
増加を抑えながら、同期処理の高速化をはかることを目
的とする。【解決手段】相互接続装置２と各処理装置１との間
に、各処理装置１の状態情報を相互接続装置２から全て
の処理装置１へ送信するための信号線３を複数本介設
し、送信回路２Ｂが、状態記憶部２Ａの内容を所定位相
差で複数本の信号線３に順次送り出して各処理装置１へ
並列的に送信するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（目次）発明の属する技術分野従来の技術（図１８，図１９）発明が解決しようとする課題（図１８）課題を解決するための手段（図１）発明の実施の形態（図２〜図１７）発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数台の処理装置
により１つのプログラムを分担して並列実行する並列処
理システムに関し、特に、あるプログラム処理から次の
プログラム処理へ同期的に移行すべく同期対象の処理装
置で同期信号を生成するバリア(barrier)同期機能を有
する並列処理システムに関する。

【０００３】

【従来の技術】一般に、並列処理システムでは、複数の
処理装置〔以下、ＰＥ（Processor Element)と表記する
場合がある〕が１つのプログラムを分担して並列実行す
る構成を採り、このプログラム処理の終了を条件にして
次のプログラム処理へ移行している。

【０００４】このような場合、各ＰＥに分担されたプロ
グラムの終了時点を予測することが不可能であることか
ら、並列処理システムに、例えば特開平５−１５１１７
３号公報に開示されるようなバリア同期機能をそなえる
ことが提案されている。バリア同期機能をそなえた並列
処理システムについて、図１８を参照しながら説明す
る。

【０００５】図１８に示す並列処理システムでは、複数
台のＰＥ１００が、相互接続装置２００により相互に通
信可能に接続されている。この相互接続装置２００に
は、各ＰＥ１００による並列処理時にＰＥ１００の相互
間におけるデータ通信を行なうための機能（図１８中で
は図示せず）がそなえられるほか、バリア同期機能を実
現すべく、各ＰＥ１００の状態情報を各ＰＥ１００に通
知するための機能が、状態レジスタ２０１と状態情報送
信回路２０２とにより実現されている。

【０００６】ここで、状態レジスタ２０１は、各ＰＥ１
００の状態情報を保持するためのもので、この状態レジ
スタ２０１には、各ＰＥ１００から信号線１１０を通じ
て送信されてきた１ビットの状態信号が状態情報として
セットされるようになっている。また、状態情報送信回
路２０２は、状態レジスタ２０１に保持された各ＰＥ１
００の状態情報をシリアル化し、そのシリアルデータ
を、１組の放送信号線２１０を通じて全ＰＥ１００へ放
送するものである。

【０００７】なお、上記状態信号は、ここでは、例え
ば、各ＰＥ１００に割り当てられた処理を完了した状態
では“１”、完了していない状態では“０”となるもの
とするが、逆に、上記状態信号として、処理を完了した
状態で“０”、完了していない状態で“１”となるもの
を用いてもよい。一方、各ＰＥ１００は、バリア同期機
能を実現すべく、状態情報受信回路１０１，マスクレジ
スタ１０２および同期チェック回路１０３を有して構成
されている。

【０００８】ここで、状態情報受信回路１０１は、放送
信号線２１０を通じて相互接続装置２００から送信され
てきた各ＰＥ１００の状態情報（シリアルデータ）を受
信するためのものである。また、マスクレジスタ１０２
は、この並列処理システムを構成する各ＰＥ１００に対
応したビットを有して構成されており、例えば、同期対
象のＰＥ１００に対応するビットには“１”が予め設定
されるとともに、同期対象外のＰＥ１００に対応するビ
ットには“０”がマスク情報として予め設定されてい
る。

【０００９】さらに、同期チェック回路１０３は、マス
クレジスタ１０２に保持されたマスク情報と状態情報受
信回路１０１で受信した各ＰＥ１００の状態情報とに基
づいて、同期対象のＰＥ１００が割り当てられた処理を
完了したか否かをチェックし、同期対象のＰＥ１００が
全て処理を完了した場合に同期信号を生成するものであ
る。つまり、同期チェック回路１０３は、マスクレジス
タ１０２に保持されたマスク情報と状態情報受信回路１
０１で受信した各ＰＥ１００の状態情報とについて、対
応するビット（ＰＥ）どうしの論理積を算出し、その論
理積の結果が全て“１”になった場合に同期信号を生成
する。

【００１０】上述のごとく構成された並列処理システム
の同期処理シーケンスを以下に説明する。各ＰＥ１００毎に、ＰＥ１００内のＣＰＵ（図示省
略）等によりマスクレジスタ１０２に同期対象となるＰ
Ｅ１００の情報をセットする。この情報により、どのＰ
Ｅ１００が同期対象であるかを、各ＰＥ１００で認識す
る。

【００１１】各ＰＥ１００におけるＣＰＵ等が、自Ｐ
Ｅに割り当てられた処理の状態に応じて状態信号（１ビ
ット信号）をセットする。前述した通り、その状態信号
としては、割当処理完了時に“１”が、未完了時に
“０”がセットされる。そして、その状態信号が、信号
線１１０を通じて相互接続装置２００に通知され、状態
レジスタ２０１において、各ＰＥ１００に対応するビッ
トに状態情報としてセットされる。

【００１２】状態レジスタ２０１に保持された状態情
報は、適当周期毎に、相互接続装置２００内の状態情報
送信回路２０２により、シリアル化され、放送信号線２
１０を通じて全ＰＥ１００へ放送される。各ＰＥ１００では、状態情報受信回路１０１により相
互接続装置２００からの状態情報を受信すると、同期チ
ェック回路１０３において、まず、マスクレジスタ１０
２に保持されたマスク情報と状態情報受信回路１０１で
受信した各ＰＥ１００の状態情報とについて、対応する
ビット（ＰＥ）どうしの論理積を算出し、同期対象外の
ＰＥ１００についての状態情報をマスクしてから、その
論理積結果に基づいて、同期チェックが行なわれる。

【００１３】同期チェック回路１０３は、前記論理積
結果つまり同期対象となる全てのＰＥ１００の状態情報
が“１”（あるいは“０”）になったか否かを判定する
ことにより同期チェックを行なう。そして、同期チェッ
ク回路１０３は、同期対象のＰＥ１００の状態情報が全
て“１”になった場合、全ての同期対象のＰＥ１００が
割り当てられた処理を完了したものと判断し、バリア同
期信号を生成してＣＰＵ等に出力する。これにより、同
期対象のＰＥ１００は、次のプログラム処理へ同期的に
移行することができる。

【００１４】このような動作により、図１８に示す複数
台のＰＥ１００のうち例えば４台のＰＥ０１〜ＰＥ０４
が同期対象になっている場合、例えば図１９に示すよう
な同期処理が行なわれることになる。つまり、プログラ
ムＡをＰＥ０１〜ＰＥ０４に分担しそれぞれ処理Ａ₁〜
Ａ₄として並列実行し、ＰＥ０１〜ＰＥ０４の全てでこ
のプログラムＡについての処理Ａ₁〜Ａ₄が終了するの
を待つ。全ての処理Ａ₁〜Ａ₄が終了した時点（図１９
中ではＰＥ０２による処理Ａ₂を終了した時点）で、バ
リア同期信号が生成され、プログラムＡの終了を実行条
件とする次のプログラムＢの処理へ移行する。

【００１５】このプログラムＢも、前述と同様、４台の
ＰＥ０１〜ＰＥ０４により並列実行され、ＰＥ０１〜Ｐ
Ｅ０４で各処理Ａ₁〜Ａ₄を終了するとバリア同期信号
が生成され、次のプログラムＣの処理へ移行する。この
プログラムＣの処理も同様に実行される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の並列処理システムでは、相互接続装置２００か
ら各ＰＥ１００へ状態情報を送信するために１組の放送
信号線２１０をそなえ、この放送信号線２１０を通じそ
の状態情報をシリアル化して放送しているが、システム
を構成するＰＥ１００の台数が増大すると、状態情報の
量も増大してその送信時間が長くなり同期処理の効率が
低下してしまう。

【００１７】そこで、状態情報を送信するための信号線
を増やすことも考えられるが、単純にその本数を増やし
ただけでは、各信号線毎に同期チェック回路１０３や論
理和回路などをそなえなければならず（例えば図４にて
後述）、各ＰＥ１００内のハードウェア量が増加し、同
期処理に要する時間の長期化も招くことにもなる。ま
た、並列処理システムは、通常、そのモデル構成により
ＰＥ台数が変化するが、最大数のモデル構成に合わせて
上述のようなバリア同期処理のための部分を構成した場
合、少ないＰＥ台数による並列処理時に同期処理の効率
が極めて悪くなるなどの課題もあった。

【００１８】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、同期処理をパイプライン処理的に実行できる
ようにして、ハードウェア量の増加を抑えながら、同期
処理の高速化をはかった並列処理システムを提供するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図で、この図１において、１は複数台の処理装置、
２はこれらの処理装置１を相互に通信可能に接続する少
なくとも１台の相互接続装置であり、これらの処理装置
１および相互接続装置２により本発明の並列処理システ
ムが構成されている。

【００２０】相互接続装置２は、各処理装置１の状態情
報を保持する状態記憶部２Ａと、この状態記憶部２Ａに
保持された各処理装置１の状態情報を全ての処理装置１
へ送信する送信回路２Ｂとをそなえて構成され、各処理
装置１は、相互接続装置２から送信されてきた各処理装
置１の状態情報に基づいて他の処理装置１の動作と同期
させながら、処理を行なうものである。

【００２１】そして、本発明の並列処理システムでは、
相互接続装置２と各処理装置１との間に、各処理装置１
の状態情報を相互接続装置２から全ての処理装置１へ送
信するための信号線３が複数本介設され、送信回路２Ｂ
が、状態記憶部２Ａの内容を所定位相差で複数本の信号
線３に順次送り出して各処理装置１へ並列的に送信する
ように構成されている（請求項１）。

【００２２】なお、前記所定位相差を設定するための位
相差設定手段（請求項２）や、送信回路２Ｂにより状態
記憶部２Ａから複数本の信号線３へ送り出すデータの転
送長を設定するための転送長設定手段（請求項３）をそ
なえてもよい。また、複数本の信号線３のうちでデータ
転送に使用する信号線３の本数を処理装置１の台数に応
じて設定するための信号線数設定手段をそなえてもよく
（請求項４）、その信号線数設定手段により設定された
使用信号線の本数に応じて前記所定位相差を設定するた
めの位相差設定手段をそなえ（請求項５）、この位相差
設定手段により、前記所定位相差を、〔転送長設定手段
により設定された転送長〕／〔信号線数設定手段により
設定された使用信号線の本数〕の倍数に設定するように
構成することもできる（請求項６）。

【００２３】さらに、各信号線３を通じて送信回路２Ｂ
により送信される各処理装置１の状態情報を、複数のブ
ロックに分割し、各処理装置１が、ブロック毎に処理を
行なうように構成することもでき（請求項７）、この場
合、ブロックの分割単位長を設定するための単位長設定
手段をそなえてもよい（請求項８）。また、上述した請
求項１〜請求項６記載の並列処理システムにおいて、各
処理装置１に、自処理装置と同期すべき他処理装置に関
する情報をマスク情報として予め保持するマスク情報記
憶部と、このマスク情報記憶部に保持されたマスク情報
に基づいて複数の信号線３を通じて受信した各処理装置
１の状態情報のうち同期対象外の他処理装置についての
状態情報をマスクするマスク処理部とをそなえてもよい
（請求項９）。

【００２４】同様に、請求項７や請求項８記載の並列処
理システムにおいて、各処理装置１に、マスク情報記憶
部およびマスク処理部をそなえてもよく（請求項１
０）、このとき、マスク情報記憶部を、前記マスク情報
の部分的読出可能な記憶素子により構成し、マスク処理
部が、前記ブロック毎に、当該ブロックに対応する部分
の前記マスク情報をマスク情報記憶部から部分的に読み
出してマスク処理を行なうように構成することができる
（請求項１１）。

【００２５】さらに、請求項９〜請求項１１記載の並列
処理システムにおいて、各処理装置１に、複数本の信号
線３を通じて送信されてきた前記状態情報をそれぞれ一
時的に保持する複数の受信用記憶部と、これらの受信用
記憶部のうちの一つを適宜選択し選択した受信用記憶部
に保持されている前記状態情報をマスク処理部へ出力す
る選択回路とをそなえてもよい（請求項１２）。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図２は本発明の一実施形態としての
並列処理システムを示すブロック図で、この図２に示す
ように、本実施形態の並列処理システムは、４台のＰＥ
（プロセッサエレメント，処理装置）１０を、１台の相
互接続装置２０により相互に通信可能に接続して構成さ
れている。なお、図２では、１台のＰＥ１０のみ図示さ
れ、他の３台のＰＥ１０の図示は省略されているが、こ
れらの他ＰＥ１０も図２に示すものと全く同様に構成さ
れている。

【００２７】相互接続装置２０には、各ＰＥ１０による
並列処理時にＰＥ１０の相互間におけるデータ通信を行
なうための機能（図２中では図示せず）がそなえられる
ほか、バリア同期機能を実現すべく、各ＰＥ１０の状態
情報（処理進行状態情報）を各ＰＥ１０に通知するため
の機能が、状態レジスタ２１および状態情報送信回路２
２により実現されている。

【００２８】ここで、状態レジスタ２１は、各ＰＥ１０
の状態情報を保持するためのもので、この状態レジスタ
２１には、各ＰＥ１０から１ビットの信号線３１を通じ
て送信されてきた１ビットの状態信号が、各ＰＥ１０に
対応するビットに状態情報としてセットされるようにな
っている。この状態レジスタ２１の詳細な構成について
は図５により後述する。なお、各ＰＥ１０の状態信号
は、前述したものと同様に、例えば、各ＰＥ１０に割り
当てられた処理を完了した状態では“１”、完了してい
ない状態では“０”となるものとするが、逆に、上記状
態信号として、処理を完了した状態で“０”、完了して
いない状態で“１”となるものを用いてもよい。

【００２９】また、状態情報送信回路２２は、状態レジ
スタ２１に保持された各ＰＥ１０の状態情報をシリアル
化し、そのシリアルデータを、全てのＰＥ１０へ放送す
るもので、具体的には図５に示すコントローラ２５，セ
レクタ２１Ｂ，シフト用信号線２１Ｃ，出力用スイッチ
（状態情報送信回路）２６−１，２６−２，２６−３等
を含んで構成されている。

【００３０】そして、本実施形態では、相互接続装置２
０と各ＰＥ１０との間に、各ＰＥ１０の状態情報を相互
接続装置２０から全てのＰＥ１０へ送信するための３組
（ＰＥ１０の台数４よりも少ない組数）の放送信号線３
０−１，３０−２，３０−３が介設されており、状態情
報送信回路２２が、状態レジスタ２１の内容を所定位相
差で３組の放送信号線３０−１，３０−２，３０−３に
順次送り出すことにより、各ＰＥ１０へ並列的に放送す
るようになっている。

【００３１】また、相互接続装置２０内には、位相差設
定フリップフロップ（位相差設定手段）２３および転送
長設定フリップフロップ（転送長設定手段）２４がそな
えられている。これらのフリップフロップ２３，２４
は、各ＰＥ１０にそなえてもよいし、ＰＥ１０および相
互接続装置２０の両方にそなえてもよい。なお、フリッ
プフロップは、以下、ＦＦとして略記する場合がある。

【００３２】位相差設定フリップフロップ２３は、状態
レジスタ２１の内容を３組の放送信号線３０−１，３０
−２，３０−３へ順次送り出すタイミングとしての前記
所定位相差の値を設定するもので、この位相差設定ＦＦ
２３の値を外部からのコマンド等何らかの手段により変
化させることにより、その位相差に応じた送信制御が、
後述するコントローラ２５によって行なわれるようにな
っている。

【００３３】転送長設定フリップフロップ２４は、状態
情報送信回路２２により状態レジスタ２１から各放送信
号線３０−１，３０−２，３０−３へ送り出すデータの
転送長の値を設定するもので、この転送長設定ＦＦ２４
の値を外部からのコマンド等何らかの手段により変化さ
せることにより、その設定長に応じたデータの送信制御
がコントローラ２５によって行なわれるようになってい
る。

【００３４】一方、本実施形態の各ＰＥ１０は、相互接
続装置２０から３組の放送信号線３０−１，３０−２，
３０−３を通じて所定位相差で順次送信されてくる状態
情報を受信し、その状態情報に基づいてバリア同期処理
をパイプライン処理的に実行して他のＰＥ１０の動作と
同期させながら処理を行なうもので、状態情報受信回路
１１，マスクレジスタ１２，マスク演算回路１３，同期
処理部１４，ＣＰＵ１５および状態信号フリップフロッ
プ１６をそなえて構成されている。

【００３５】ここで、状態情報受信回路１１は、放送信
号線３０−１〜３０−３を通じて相互接続装置２０から
送信されてきた各ＰＥ１０の状態情報（シリアルデー
タ）を受信するためのものである。この状態情報受信回
路１１は、各放送信号線３０−１〜３０−３に対応して
状態信号受信用フリップフロップ４０−１，４０−２，
４０−３；ヘッダ検出回路４１−１，４１−２，４１−
３；カウンタ４２−１，４２−２，４２−３；状態信号
保持用フリップフロップ４３−１，４３−２，４３−３
を有するとともに、選択回路４４およびＰＥ内転送長設
定フリップフロップ（単位長設定手段）４５を有してい
る。

【００３６】状態信号受信用ＦＦ（ＳＴ−ＦＦ，受信用
記憶部）４０−１，４０−２，４０−３は、それぞれ、
放送信号線３０−１〜３０−３を通じてシリアル状態で
送信されてきた各ＰＥ１０の状態情報を１ビットずつ順
次保持するものである。ヘッダ検出回路（ＨＤ）４１−
１，４１−２，４１−３は、それぞれ、状態信号受信用
ＦＦ４０−１，４０−２，４０−３に保持されるデータ
を参照することにより、転送データの先頭であるヘッダ
（図６〜図１２，図１４参照；例えば１０ビット連続す
る“１”）を検出するものである。

【００３７】カウンタ（ＣＴＲ）４２−１，４２−２，
４２−３は、それぞれ、状態信号受信用ＦＦ４０−１，
４０−２，４０−３から状態信号保持用ＦＦ４３−１，
４３−２，４３−３へ転送されるデータ数（ビット数）
を計数するものである。各カウンタ４２−１，４２−
２，４２−３は、ヘッダ検出回路４１−１，４１−２，
４１−３によりヘッダを検出した後に起動され、その計
数値がＰＥ内転送長設定ＦＦ４５に設定された値に達し
た時点で受信完了信号を出力し、状態信号保持用ＦＦ４
３−１，４３−２，４３−３に保持されている状態情報
を後段の選択回路４４に転送している。

【００３８】つまり、放送信号線３０−１〜３０−３を
通じてシリアル状態で送信されてきた各ＰＥ１０の状態
情報は、ＰＥ内転送長設定ＦＦ４５に設定されたビット
数ずつにブロック化されて、そのビット数分（分割単位
長）の状態情報が状態信号保持用ＦＦ４３−１，４３−
２，４３−３に格納されるようになっている。その分割
単位長は、例えば１バイト，２バイト，３バイト，…と
いうようにＰＥ内転送長設定ＦＦ４５に設定されるもの
で、このＰＥ内転送長設定ＦＦ４５の値を外部からのコ
マンド等何らかの手段により変化させることにより、そ
の分割単位長に応じたブロック化が行なわれるようにな
っている。なお、各ＰＥ１０の状態情報を１バイト毎に
ブロック分割した例を図１３（ｂ）や図１４に示す。

【００３９】このように３系統の状態情報をブロック分
割することにより、各ＰＥ１０では、図１１や図１２に
示すように、その状態情報に基づく同期処理を分割単位
長毎にパイプライン処理することが可能になる。状態信
号保持用ＦＦ（ＨＬＤＦＦ，受信用記憶部）４３−１，
４３−２，４３−３は、前述した通り、それぞれ、放送
信号線３０−１，３０−２，３０−３を通じてシリアル
状態で送信されてきた各ＰＥ１０の状態情報を、順次、
複数ビット（例えば８ビット）分つまり前記分割単位長
の状態情報として一時的に格納し、パラレル状態にして
出力するものである。

【００４０】選択回路４４は、状態信号保持用ＦＦ４３
−１，４３−２，４３−３のうちの一つを適宜選択し、
選択した状態信号保持用ＦＦ４３−１，４３−２，４３
−３に保持されている複数ビットの状態情報を後段のマ
スク演算回路１３へ出力するものである。また、マスク
レジスタ（マスク情報記憶部）１２は、この並列処理シ
ステムを構成する各ＰＥ１０に対応したビットを有して
構成され、例えば、同期対象のＰＥ１０に対応するビッ
トには“１”が予め設定されるとともに、同期対象外の
ＰＥ１０に対応するビットには“０”がマスク情報とし
て予め設定されている。

【００４１】マスク演算回路（マスク処理部）１３は、
マスクレジスタ１２に保持されたマスク情報に基づいて
状態情報受信回路１１で受信した各ＰＥ１０の状態情報
のうち同期対象外の他ＰＥ１０についての状態情報をマ
スクするためのもので、具体的には、マスクレジスタ１
２に保持されたマスク情報と状態情報受信回路１１で受
信した各ＰＥ１０の状態情報とについて、対応するビッ
ト（ＰＥ）どうしの論理積を演算して出力するものであ
る。

【００４２】同期処理部１４は、同期対象のＰＥ１０が
割り当てられた処理を完了したか否かをチェックし、同
期対象のＰＥ１０が全て処理を完了した場合に同期信号
を生成するもので、マスク演算回路１３からの出力が全
て“０”になったことを検出した場合に０同期信号を出
力するＡＬＬ０検出回路１４Ａと、マスク演算回路１３
からの出力が全て“１”になったことを検出した場合に
１同期信号を出力するＡＬＬ１検出回路１４Ｂとをそな
えて構成されている。

【００４３】なお、各ＰＥ１０の状態信号が処理完了時
に“１”になるものである場合にはＡＬＬ１検出回路１
４Ｂの出力が同期信号として用いられ、各ＰＥ１０の状
態信号が処理完了時に“０”になるものである場合には
ＡＬＬ０検出回路１４Ａの出力が同期信号として用いら
れる。本実施形態では、各ＰＥ１０の状態信号が処理完
了時に“１”になるものとし、ＡＬＬ１検出回路１４Ｂ
の出力を同期信号として用いている。

【００４４】また、ＣＰＵ１５は、ＰＥ１０としての処
理を実際に行なうもので、同期処理部１４からの同期信
号を受けながら、他ＰＥ１０の動作と同期させながら処
理を実行するものである。また、このＣＰＵ１５は、自
ＰＥ１０に割り当てられた処理を完了すると、その旨を
示す１ビットの状態信号（完了時に“１”）を状態信号
フリップフロップ１６にセットする機能も有している。
状態信号ＦＦ１６にセットされた状態信号は、相互接続
装置２０に通知され、前述した通り状態レジスタ２１の
自ＰＥ１０に対応するビットに格納されるようになって
いる。

【００４５】上述のごとく構成された本実施形態の並列
処理システムの基本的な動作を、図３に示すフローチャ
ート（ステップＳ１〜Ｓ１４）に従って説明すると、ま
ず、複数台のＰＥ１０で並列的に実行すべきジョブの処
理が開始されると（ステップＳ１）、各ＰＥ１０では、
ＣＰＵ１５が同期対象となるＰＥ１０に関する情報をマ
スクレジスタ１２に設定してから（ステップＳ２）、Ｃ
ＰＵ１５は、自ＰＥ１０に割り当てられたジョブを実行
し（ステップＳ３）、割り当てられたジョブを終了した
ことを認識すると（ステップＳ４）、状態変更命令を出
力することにより、状態信号ＦＦ１６にジョブ終了に対
応する値“１”を状態信号として設定する（ステップＳ
５）。

【００４６】そして、相互接続装置２０では、各ＰＥ１
０から送られてくる状態信号ＦＦ１６の値を状態レジス
タ２１に蓄え、状態信号送信回路２２により、状態レジ
スタ２１内の値（状態情報）を、放送信号線３０−１〜
３０−３を通じ全ＰＥ１０に対して放送する（ステップ
Ｓ６）。このときの状態レジスタ２１内の値の放送手法
については、図５〜図１４にて後述する。

【００４７】各ＰＥ１０においては、相互接続装置２０
から送られてくる状態情報〔以下、ＳＲ(State Registe
r)データと表記する場合がある〕を、各放送信号線３０
−１〜３０−３毎に状態情報受信用ＦＦ４０−１〜４０
−３により受信し（ステップＳ７）、ヘッダ検出回路４
１−１〜４１−３により、ＳＲデータを受信したか否か
つまりヘッダを受信したか否かを認識する（ステップＳ
８）。

【００４８】ＳＲデータを受信していないと認識した場
合には、ステップＳ７に戻る一方、ＳＲデータを受信し
たことを認識した場合には、カウンタ４２−１〜４２−
３によりビット数を計数しながら、その計数値がＰＥ内
転送長設定ＦＦ４５に設定された値になるまで、状態信
号受信用ＦＦ４０−１〜４０−３に格納されるＳＲデー
タを１ビットずつ状態信号保持用ＦＦ４３−１〜４３−
３へ転送する（ステップＳ９，Ｓ１０）。

【００４９】各状態信号保持用ＦＦ４３−１〜４３−３
に所定ビット数（分割単位長）のＳＲデータが格納され
ると（ステップＳ１０でＹＥＳ判定の場合）、各ＳＲデ
ータは、選択回路４４に対して転送されると同時に、マ
スクレジスタ１２からそのＳＲデータに対応するＰＥ１
０についてのマスク情報が読み出される（ステップＳ１
１）。

【００５０】そして、マスク演算回路１３において、選
択回路４４により選択・出力されたＳＲデータとマスク
レジスタ１２からのマスク情報との論理積を算出するこ
とにより、同期対象外のＰＥ１０についてのＳＲデータ
をマスクしてから（ステップＳ１２）、本実施形態で
は、同期処理部１４のＡＬＬ１検出回路１４Ｂにより、
マスク演算回路１３からのＳＲデータが全て“１”にな
っているか否か、つまり現在実行中の処理を同期対象の
全てのＰＥ１０で完了したかどうかを認識する（ステッ
プＳ１３）。

【００５１】ＳＲデータが全て“１”になっていない場
合には、ステップＳ７に戻って同様の処理を繰り返し、
ＳＲデータが全て“１”になるまで待機する。また、Ｓ
Ｒデータが全て“１”になった場合にはその旨を１同期
信号としてＣＰＵ１５に報告し、ＣＰＵ１５は別のジョ
ブを実行する（ステップＳ１４）。次に、上述した本実
施形態の並列処理システムについてのより詳細な構成や
動作（作用効果等も含む）を、図４〜図１４を参照しな
がら説明する。

【００５２】本実施形態の並列処理システムでは、相互
装置２０から各ＰＥ１０へ状態情報を送るための放送信
号線３０−１〜３０−３を複数組（ここでは３組）そな
え、各放送信号線３０−１〜３０−３に対して位相差を
付けて状態情報を送出することにより、後述のごとく、
各放送信号線３０−１〜３０−３毎にＰＥ１０内で同期
処理をパイプライン処理的に実現することができる。

【００５３】パイプライン処理を行なわない場合のＰＥ
構成を図４に示す。この図４では、状態情報を送信する
ための信号線の本数を単純に１本から３本に増やした時
の構成例で、図２に示す本実施形態のものと比較しても
明らかなように、図４に示すＰＥ構成では、図２に示す
選択回路４４に代えて一点鎖線で囲んだ部分の要素が必
要になる。

【００５４】つまり、各信号線毎に、マスクレジスタ１
２，マスク演算回路１３および同期処理部１４が必要に
なるとともに、３つの同期処理部１４からの同期信号の
論理和を算出するための２つのＯＲ回路１７が必要にな
る。本実施形態では、相互接続装置２０からの転送速度
よりも各ＰＥ１０内での処理速度の方が速いことに着目
し、各ＰＥ１０内での同期処理をパイプライン処理化す
ることで、図４に示す一点鎖線領域内のハードウェアを
削減し、各ＰＥ１０内のハードウェア量を削減しなが
ら、同期処理の高速化も実現している。

【００５５】ところで、本実施形態における相互接続装
置２０では、前述した通り、状態レジスタ２１に保持さ
れた各ＰＥ１０の状態情報をシリアル化し、そのシリア
ルデータが、位相差設定ＦＦ２３に設定された値に応じ
た所定位相差を付与されながら、３組の放送信号線３０
−１，３０−２，３０−３を通じて全てのＰＥ１０へ放
送される。

【００５６】このようなデータ送信を可能にするための
状態レジスタ２１および状態情報送信回路２２の構成に
ついて、図５を参照しながらより詳細に説明する。な
お、以下に説明する例では、最大構成時に３００台のＰ
Ｅ１０（ＰＥ番号を00〜299 として記す）がそなえられ
るものとし、この図５に示す状態レジスタ２１では、こ
れら３００台のＰＥ１０の状態信号を、３００個そなえ
られた各１ビットレジスタ２１Ａに保持できるようにな
っている。また、前述した通り、状態レジスタ２１に保
持された状態情報は、３組の放送信号線３０−１〜３０
−３を通じて全てのＰＥ１０に放送されるものとする。

【００５７】各１ビットレジスタ２１Ａには、対応する
ＰＥ１０の状態信号、もしくは、隣接する１ビットレジ
スタ２１Ａの状態信号（ＰＥ番号の一つ大きなＰＥの状
態信号）のいずれか一方が、セレクタ２１Ｂを介してセ
ットされるようになっている。つまり、各１ビットレジ
スタ２１Ａの入力側には、各ＰＥ１０からの信号線３１
と、隣接する１ビットレジスタ２１Ａの出力線としての
シフト用信号線２１Ｃとがセレクタ２１Ｂを介して接続
されている。そして、セレクタ２１Ｂは、コントローラ
２５により切替制御されるようになっている。

【００５８】また、本実施形態では、３００台のＰＥ１
０についての状態情報を、３組の放送信号線３０−１〜
３０−３へ、位相差設定ＦＦ２３に設定された所定位相
差をつけてそれぞれ出力するために、ＰＥ番号00,100,2
00のＰＥ１０の状態信号を保持する１ビットレジスタ２
１Ａの出力線が、それぞれ出力用スイッチ２６−１，２
６−２，２６−３を介して放送信号線３０−１，３０−
２，３０−３に接続されている。各出力用スイッチ２６
−１〜２６−３はコントローラ２５によりオン／オフ制
御（ヘッダ制御）され、所定のヘッダ（ＨＤ）の後に続
けて状態レジスタ２１内のデータ（状態情報）をＳＲ
，ＳＲ，ＳＲとして出力するようになっている。

【００５９】図５に示す構成の状態レジスタ２１では、
コントローラ２５により各セレクタ２１Ｂおよび出力用
スイッチ２６−１〜２６−３の状態を制御することで、
各ＰＥ１０の状態信号を各１ビットレジスタ２１Ａに取
り込むか、または、状態レジスタ２１の値を隣接する１
ビットレジスタ２１Ａに順次シフトさせながら３組の放
送信号線３０−１〜３０−３へシリアル状態でＳＲ，
ＳＲ，ＳＲとして出力・放送することができる。

【００６０】コントローラ２５は、カウンタ等により簡
易に構成できる。つまり、このコントローラ２５は、状
態情報ＳＲ，ＳＲ，ＳＲの送信を制御するための
カウンタ（図示せず）を有しており、例えば、位相差設
定ＦＦ２３の設定値が“０”の場合には位相差無しで、
その設定値が“１０”の場合には位相差を１０として送
信を行なえるようになっている。

【００６１】具体的には、各放送信号線３０−１〜３０
−３には、状態情報ＳＲ，ＳＲ，ＳＲが図６に示
すようなタイミングで送出される。その位相差は、同期
処理部１４での処理が衝突・干渉しないように（つまり
選択回路４４に対して同時に２以上の状態情報保持用Ｆ
Ｆ４３−１〜４３−３のデータが出力されないように）
設定される。

【００６２】本実施形態の並列処理システムが１００台
のＰＥ１０を有して構成される場合、図７に示すように
位相差を設定することが効率上望ましい。即ち、状態情
報ＳＲ，ＳＲ，ＳＲの送信位相差を１００／３程
度（１００／３程度のビット数のデータを転送するのに
要する時間）に設定する。このとき、状態レジスタ２１
内のＰＥ番号100 以上のレジスタ２１Ａには、ＰＥ番号
00〜99のＰＥ１０についての状態信号を重複して格納す
るか、もしくは、ダミー転送としてＰＥ番号100 以上の
レジスタ２１Ａにおける情報は無視するものとする。た
だし、以下の説明では、前者、つまりＰＥ番号00〜99の
ＰＥ１０についての状態信号を重複して格納しているも
のとして説明する。

【００６３】以上説明してきた通り、本実施形態の並列
処理システムでは、ＰＥ台数の変化に応じて、各放送信
号線３０−１〜３０−３への状態情報ＳＲ，ＳＲ，
ＳＲの送信位相差を設定変更できることが極めて重要
な作用効果である。一方、本実施形態の並列処理システ
ムに、相互接続装置２０から各ＰＥ１０へ状態情報を送
るための信号線本数をＰＥ１０の台数に応じて設定する
ための信号線数設定機能をそなえることもできる。この
機能は、例えば、信号線数設定フリップフロップ（図示
せず）を相互接続装置２０もしくは各ＰＥ１０内にそな
えることにより実現され、この信号線数設定ＦＦの値を
外部からのコマンド等何らかの手段により変化させるこ
とにより、その信号線数の信号線を用いてデータ転送を
行なうように制御することができる。

【００６４】例えば、上述した並列処理システムにおい
てＰＥ１０が２台である場合には、２組の放送信号線し
か必要ないものと考えられる。つまり、図８に示すよう
に、２台のＰＥ１０についての状態情報を送信する際、
状態情報ＳＲとＳＲとが衝突してしまう。このと
き、同期処理部１４で処理が衝突しないようにデータ転
送間隔をあけようとすると、処理効率が悪くなってしま
う。

【００６５】このような場合、上記信号線数設定機能に
より、データ転送に使用する信号線の本数を２と設定す
れば、例えば放送信号線３０−１と３０−２との２本を
使用して状態情報の転送が行なわれ、データ衝突を招く
ことなく、効率よい処理を行なうことが可能になる。な
お、上述のごとくＰＥ１０を２台とした場合、状態レジ
スタ２１内のＰＥ番号02以上のレジスタ２１Ａには、Ｐ
Ｅ番号00，01のＰＥ１０についての状態信号を重複して
格納するか、もしくは、ダミー転送としてＰＥ番号02以
上のレジスタ２１Ａにおける情報は無視するものとす
る。また、状態情報ＳＲとＳＲとの転送位相差は２
（２ビット分のデータを転送するのに要する時間）とす
る。

【００６６】また、このとき、信号線数設定機能により
設定された使用信号線の本数に応じて、状態情報の転送
位相差を設定するための位相差設定機能をそなえること
により、各ＰＥ１０内で同期処理を効率よくパイプライ
ン処理化することができる。例えば図８に示したケース
では、２回目以降のデータはＳＲとＳＲとで同じに
なるが、例えば図９に示すように、上記位相差設定機能
により位相差を１（１ビット分のデータを転送するのに
要する時間；ただし同期処理部１４で処理の衝突が発生
しない間隔）に設定することで、ＳＲとＳＲとの位
相がずれて効率のよい状態情報転送を実現することがで
きる。

【００６７】さらに、このとき、上記位相差設定機能に
より、位相差を、〔転送長設定機能により設定された転
送長（転送長設定ＦＦ２４に設定された値）〕／〔信号
線数設定機能により設定された使用信号線の本数〕の倍
数に設定する。例えば、信号線ｍと信号線ｍ＋１とによ
り、所定位相差をあけて相互接続装置２０から各ＰＥ１
０へ状態情報が送信されるものとすると、信号線ｍによ
り転送されるＰＥ１０内の同期処理の結果（状態情報）
が、信号線ｍ＋１による状態情報転送に間に合えば、比
較的効率のよい同期処理を実現することができる。

【００６８】また、信号線ｍと信号線ｍ＋１とによる転
送間隔が非常に短いと、信号線ｍによる同期処理と信号
線ｍ＋１による同期処理とが各ＰＥ１０内のパイプライ
ン処理で干渉を起こす可能性がある。これら２つの状況
の中間的な値である、上述した転送長／信号線数の倍数
を位相差と設定することにより、比較的効率よいデータ
転送および同期処理を実現することが可能になる。

【００６９】例えば図１０に示すように、本実施形態の
並列処理システムが１００台のＰＥ１０を有して構成さ
れる場合、図７でも示したように、状態情報ＳＲ，Ｓ
Ｒ，ＳＲの送信位相差を１００／３程度（１００／
３程度のビット数のデータを転送するのに要する時間）
に設定する。このとき、状態情報ＳＲのうち最後の１
００／３分のデータはＳＲの状態情報よりも新しく、
同様に、状態情報ＳＲのうち最後の１００／３分のデ
ータはＳＲの状態情報よりも新しい。つまり、所定位
相差で並列的に状態情報の送信を行なうことで、最新の
状態情報を同期処理に反映することが可能で、同期処理
を完了するまでの時間を短縮でき、効率のよい同期処理
が可能になる。

【００７０】図２に示した本実施形態の並列処理システ
ムにおいて、ここまで説明してきた手法により、相互接
続装置２０から各ＰＥ１０へ状態情報を転送して同期処
理を行なう場合のタイミングチャートを、図１１に示
す。図１１中の〜は、それぞれ状態情報ＳＲ〜Ｓ
Ｒについての処理に係わるものであることを示してい
る。

【００７１】ところで、本実施形態の並列処理システム
では、３組の放送信号線３０−１〜３０−３のうちの一
つに着目した時、カウンタ４２−１〜４２−３およびＰ
Ｅ内転送長設定ＦＦ４５の機能により、各ＰＥ１０で受
信する状態情報は幾つかのブロックに分割され、その単
位毎にパイプライン処理が行なわれる。図２に示した本
実施形態の並列処理システムにおいて、各ＰＥ１０にお
いて状態情報ＳＲ〜ＳＲを３つのブロックに分割し
て取り扱いながら同期処理を行なう場合のタイミングチ
ャートを、図１２に示す。図１２中の〜は、図１１
と同様、それぞれ状態情報ＳＲ〜ＳＲについての処
理に係わるものであることを示している。

【００７２】このようなブロック化を行なうことで、各
ＰＥ１０における状態情報保持用ＦＦ４３−１〜４３−
３のビット数を大幅に減らすことができ、ハードウェア
量を削減できるほか、図１２に示すごとく、同期処理部
１４の稼働率も向上しＣＰＵ１５への同期チェック結果
の報告回数も増えることから、同期処理が早く終わる可
能性が高くなることは明確である。

【００７３】また、そのブロックの長さは、前述したよ
うにＰＥ内転送長設定ＦＦ４５における設定値を変更す
ることにより調節することが可能である。通常、システ
ム最大構成時のＰＥ台数が３００台である場合、図１３
（ａ）に示すように、必ず３００台分の状態情報を送る
ことを前提としていたが、例えばＰＥ内転送長設定ＦＦ
４５（転送長設定ＦＦ２４）に１バイトを設定すること
により、図１３（ｂ）に示すように１バイト単位のデー
タ転送が可能になる。

【００７４】このような設定を可能にすることで、相互
接続装置２０内で状態レジスタ２１へ各ＰＥ１０の状態
信号を重複して入力したり、ダミー転送を行なったりす
る必要がなくなる。また、相互接続装置２０を、ＰＥ１
０の最大構成数よりも小さいものに対応して作れるもの
とすると（ＰＥ台数に応じて相互接続装置２０が複数種
類存在する場合）、その最大構成数よりも小さい場合に
対応して用いられる相互接続装置２０の状態レジスタ２
１のビット数を大幅に減らすことができる。

【００７５】このようなブロック化の他の具体例を図１
４に示す。例えば３２台のＰＥ１０の同期処理を行なう
場合を考える。簡単化のため相互接続装置２０から１本
の信号線を用いて状態レジスタ２１の値を送るものとす
る。１バイト毎にパリティ（Ｐ）を１ビット付け最後に
“０”を付加した１０ビットのデータを一つの転送単位
とする。１本の信号線で送信するため、状態レジスタ２
１の転送が始まったことを示すために、１０ビット
“１”を連続させたヘッダ（ＨＤ）と呼ぶデータ列を必
ず転送の先頭に付与する。このヘッダが、前述したヘッ
ダ検出回路４１−１〜４１−３により検出され、その検
出後に、カウンタ４２−１〜４２−３の機能によりデー
タのブロック化が行なわれる。

【００７６】各ＰＥ１０では、上述のヘッダを受信して
から状態情報を各ＨＬＤＦＦ４３−１〜４３−３にセッ
トし始める。本来、３２台のＰＥ１０の情報を受け取る
ためには３２ビット分の受信用フリップフロップが必要
であるが、本実施形態では、１バイト分の状態情報を受
け取った時点で同期処理の次段へ転送を始める構成にす
ることにより、各ＨＬＤＦＦ４３−１〜４３−３は、８
ビットのデータと１ビットのパリティとの９ビット分の
容量で済み、しかも、１バイト分のデータを受信する毎
に次段へ送るパイプライン構造とすることで、同期処理
時間を大幅に短縮することができる。

【００７７】また、状態情報の１バイト受信を行なった
場合にその情報を次段に送る構成にすると、同期処理部
１４の次段に、図１５に示すように、１ビットレジスタ
１８Ａ−１〜１８Ａ−４，１８Ｂ−１〜１８Ｂ−４およ
びＡＮＤゲート１９Ａ，１９Ｂからなる回路を追加する
だけで、他の部分（ＨＬＤＦＦ等）のハードウェア量を
削減することができる。

【００７８】ここでは、ＡＬＬ０検出回路１４Ａに対応
して、その出力側に１ビットレジスタ１８Ａ−１〜１８
Ａ−４およびＡＮＤゲート１９Ａが追加されるととも
に、ＡＬＬ１検出回路１４Ｂに対応して、その出力側に
１ビットレジスタ１８Ｂ−１〜１８Ｂ−４およびＡＮＤ
ゲート１９Ｂがそなえられている。１ビットレジスタ１
８Ａ−１，１８Ｂ−１は、ＰＥ番号０〜７のＰＥ１０の
状態信号が全て“０”または“１”になった場合に
“１”を設定されるものであり、以下同様に、１ビット
レジスタ１８Ａ−２，１８Ｂ−２は、ＰＥ番号８〜１５
のＰＥ１０の状態信号が全て“０”または“１”になっ
た場合に“１”を設定されるものであり、１ビットレジ
スタ１８Ａ−３，１８Ｂ−３は、ＰＥ番号１６〜２３の
ＰＥ１０の状態信号が全て“０”または“１”になった
場合に“１”を設定されるものであり、１ビットレジス
タ１８Ａ−４，１８Ｂ−４は、ＰＥ番号０〜７のＰＥ１
０の状態信号が全て“０”または“１”になった場合に
“１”を設定されるものである。

【００７９】そして、ＡＮＤゲート１９Ａは、１ビット
レジスタ１８Ａ−１〜１８Ａ−４の論理積を算出し、そ
の論理積結果を０同期信号としてＣＰＵ１５に出力する
ものであり、ＡＮＤゲート１９Ｂは、１ビットレジスタ
１８Ｂ−１〜１８Ｂ−４の論理積を算出し、その論理積
結果を１同期信号としてＣＰＵ１５に出力するものであ
る。

【００８０】ここで、同期処理を２バイト毎のパイプラ
イン処理により実行できるように構成し、並列処理シス
テムが８台のＰＥ１０のモデル構成を有する場合につい
て考えると、相互接続装置２０から送られる状態情報の
値の有効範囲は８ビット（＝１バイト）であり、２バイ
ト毎のパイプライン処理に固定されていると、同期処理
完了までの時間が長引くことになる。

【００８１】本実施形態では、ＰＥ内転送長設定ＦＦ４
５（転送長設定ＦＦ２４）の値を変更するだけで、同期
処理を２バイト毎から１バイト毎のパイプライン処理に
より実行することができ、２バイト分のデータを受信す
るまで後続の処理を待つ必要がなくなり、１バイト分の
データを受信すると同時に後続処理の実行が可能で、ダ
ミーサイクルがなくなり高速な処理を実現できる。

【００８２】なお、本実施形態では、各ＰＥ１０が、同
期対象となるＰＥ１０についての情報であるマスク情報
をマスクレジスタ１２に予め保持しているが、上述のよ
うなパイプライン処理を行なう場合、全てのマスク情報
を読み出す必要はなく処理中のＰＥ１０についてのマス
ク情報のみ部分的に必要になる。従って、マスクレジス
タ１２は、保持情報の一部分しか読み出せない記憶素子
（マスク情報の部分的読出可能な記憶素子）、例えばＲ
ＡＭやレジスタファイル等で構成すればよい。

【００８３】図１６には、マスクレジスタ用ＲＡＭ１２
Ａをそなえた場合の並列処理システムの構成例を示す。
マスクレジスタ用ＲＡＭ１２Ａは、図１７に示すよう
に、例えば１エントリ（または１アドレス）について１
６ビット分のデータを保存するＲＡＭであり、“１”を
設定されたＰＥが同期対象であり、“０”を設定された
ＰＥは同期対象外であるとする。図１７のアドレス０の
例について説明すると、ＰＥ番号１，３，１０，１１，
１３，１５のＰＥが同期対象であり、それ以外のＰＥが
同期対象外である。また、アドレス１には、ＰＥ番号１
６〜３１のＰＥについてのマスク情報が、アドレス２に
は、ＰＥ番号３２〜４７のＰＥについてのマスク情報が
格納される。

【００８４】同期対象のＰＥについてのマスク情報を指
定するアドレス情報が、選択回路４４からのデータに乗
っており（各カウンタ４２−１〜４２−３の計数値で認
識可能）、そのアドレス情報によってマスクレジスタ用
ＲＡＭ１２Ａから対応するＰＥについてのマスク情報が
読み出され、マスク演算回路１３へ与えられるようにな
っている。つまり、前述したブロック単位でマスク情報
をＲＡＭ１２Ａから部分的に読み出し、ある単位時間毎
にこれを繰り返すことにより、パイプラインでマスク処
理や以下の同期処理を行なうことができる。上述のごと
く、ＲＡＭ１２Ａによりマスクレジスタ（マスク情報記
憶部）を構成することで、ＰＥ台数が増加してマスク情
報の量が増大した時に有利になる。

【００８５】このように、本発明の一実施形態によれ
ば、状態レジスタ２１の内容が、３組の放送信号線３０
−１〜３０−３を用い、状態情報送信回路２２により所
定位相差で各ＰＥ１０へ並列的に送信されるので、各Ｐ
Ｅ１０において同期処理をパイプライン処理的に実行す
ることができ、最新の状態情報を用いて同期処理を行な
え、ハードウェア量の増加を抑えながら、同期処理を大
幅に高速化できる。

【００８６】また、各種設定機能により状態情報の転送
等を行なう際の各種設定条件を変更できるので、モデル
構成によりＰＥ台数が変化しても容易に対応することが
でき、スケーラブルな同期処理を実現できる。さらに、
各ＰＥ１０において、３組の放送信号線３０−１〜３０
−３毎にＦＦ４０−１〜４０−３，４３−１〜４３−３
をそなえ、選択回路４４により各ＦＦ４３−１〜４３−
３の状態情報が適宜選択されてマスク演算回路１３へ出
力されるので、各ＰＥ１０と相互接続装置２０との間に
介設される信号線本数を増やしても、増やした信号線の
ためのＦＦを増設するだけで対応することができ、各Ｐ
Ｅ１０内のハードウェア量の増大や同期処理の長期化を
招くことがない。

【００８７】なお、上述した実施形態では、信号線数が
３である場合や、ＰＥ１０を種々の台数そなえた場合に
ついて説明しているが、本発明は、これらの数値に限定
されるものではない。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の並列処理
システムによれば、状態記憶部の内容が、複数本の信号
線を用い、送信回路により所定位相差で各処理装置へ並
列的に送信されるので、各処理装置において同期処理を
パイプライン処理的に実行することができ、最新の状態
情報を用いて同期処理を行なえ、ハードウェア量の増加
を抑えながら、同期処理を大幅に高速化できる効果があ
る（請求項１）。

【００８９】なお、位相差設定手段，転送長設定手段，
信号数設定手段，単位長設定手段により状態情報の転送
等を行なう際の各種設定条件を変更できるので、モデル
構成により処理装置台数が変化しても容易に対応するこ
とができ、スケーラブルな同期処理を実現できる効果も
ある（請求項２〜８）。また、各処理装置におけるマス
ク情報記憶部およびマスク処理部により、各処理装置の
状態情報のうち同期対象外の他処理装置についての状態
情報がマスクされるので、同期対象の処理装置について
の状態情報を用いて同期処理を行なうことができる（請
求項９〜１１）。

【００９０】さらに、各処理装置において、複数本の信
号線毎に受信用記憶部をそなえ、選択回路により各受信
用記憶部の状態情報が適宜選択されてマスク処理部へ出
力されるので、各処理装置と相互接続装置との間に介設
される信号線の本数を増やしても、増やした信号線のた
めの受信用記憶部を増設するだけで対応することがで
き、各処理装置内のハードウェア量の増大や同期処理の
長期化を招くことがない（請求項１２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態としての並列処理システム
を示すブロック図である。

【図３】本実施形態の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４】本実施形態の作用効果を説明すべくパイプライ
ン処理を行なわない場合の処理装置（ＰＥ）の構成を示
すブロック図である。

【図５】本実施形態の相互接続装置における状態レジス
タおよび送信回路の詳細構成を示すブロック図である。

【図６】本実施形態の動作を説明するためのタイミング
チャートである。

【図７】本実施形態の動作を説明するためのタイミング
チャートである。

【図８】本実施形態の動作を説明するためのタイミング
チャートである。

【図９】本実施形態の動作を説明するためのタイミング
チャートである。

【図１０】本実施形態の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。

【図１１】本実施形態の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。

【図１２】本実施形態の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。

【図１３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来技術および本
実施形態における状態情報の転送長を説明するための図
である。

【図１４】本実施形態における状態情報の転送データ列
の具体例を示す図である。

【図１５】本実施形態における処理装置の変形例を示す
ブロック図である。

【図１６】本実施形態における処理装置の他の変形例を
示すブロック図である。

【図１７】図１６に示す処理装置の変形例におけるマス
クレジスタの構成を説明するための図である。

【図１８】バリア同期機能を有する一般的な並列処理シ
ステムの構成を示すブロック図である。

【図１９】一般的なバリア同期処理を説明するための図
である。

【符号の説明】

１処理装置２相互接続装置２Ａ状態レジスタ２Ｂ送信回路３信号線１０ＰＥ（プロセッサエレメント，処理装置）１１状態情報受信回路１２マスクレジスタ（マスク情報記憶部）１２Ａマスクレジスタ用ＲＡＭ（マスク情報記憶部）１３マスク演算回路（マスク処理部）１４同期処理部１４ＡＡＬＬ０検出回路１４ＢＡＬＬ１検出回路１５ＣＰＵ１６状態信号フリップフロップ１７ＯＲ回路１８Ａ−１〜１８Ａ−４，１８Ｂ−１〜１８Ｂ−４１
ビットレジスタ１９Ａ，１９ＢＡＮＤゲート２０相互接続装置２１状態レジスタ（状態記憶部）２１Ａ１ビットレジスタ２１Ｂセレクタ（状態情報送信回路）２１Ｃシフト用信号線（状態情報送信回路）２２状態情報送信回路２３位相差設定フリップフロップ（位相差設定手段）２４転送長設定フリップフロップ（転送長設定手段）２５コントローラ（状態情報送信回路）２６−１，２６−２，２６−３出力用スイッチ（状態
情報送信回路）３０−１，３０−２，３０−３放送信号線３１状態信号線４０−１，４０−２，４０−３状態信号受信用フリッ
プフロップ（ＳＴ−ＦＦ，受信用記憶部）４１−１，４１−２，４１−３ヘッダ検出回路（Ｈ
Ｄ）４２−１，４２−２，４２−３カウンタ（ＣＴＲ）４３−１，４３−２，４３−３状態信号保持用フリッ
プフロップ（ＨＬＤＦＦ，受信用記憶部）４４選択回路４５ＰＥ内転送長設定フリップフロップ（単位長設定
手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数台の処理装置と、該複数台の処理装
置を相互に通信可能に接続する少なくとも１台の相互接
続装置とを有し、該相互接続装置が、各処理装置の状態
情報を保持する状態記憶部と、該状態記憶部に保持され
た前記の各処理装置の状態情報を該複数台の処理装置へ
送信する送信回路とをそなえて構成され、前記の各処理
装置が、該相互接続装置から送信されてきた前記の各処
理装置の状態情報に基づいて他の処理装置の動作と同期
させながら、処理を行なう並列処理システムにおいて、該相互接続装置と前記の各処理装置との間に、前記の各
処理装置の状態情報を該相互接続装置から該複数台の処
理装置へ送信するための信号線が複数本介設され、該送信回路が、該状態記憶部の内容を所定位相差で該複
数本の信号線に順次送り出して前記の各処理装置へ並列
的に送信することを特徴とする、並列処理システム。
【請求項２】前記所定位相差を設定するための位相差
設定手段がそなえられていることを特徴とする、請求項
１記載の並列処理システム。
【請求項３】該送信回路により該状態記憶部から該複
数本の信号線へ送り出すデータの転送長を設定するため
の転送長設定手段がそなえられていることを特徴とす
る、請求項１記載の並列処理システム。
【請求項４】該複数本の信号線のうちでデータ転送に
使用する信号線の本数を、該処理装置の台数に応じて設
定するための信号線数設定手段がそなえられていること
を特徴とする、請求項３記載の並列処理システム。
【請求項５】該信号線数設定手段により設定された使
用信号線の本数に応じて、前記所定位相差を設定するた
めの位相差設定手段がそなえられていることを特徴とす
る、請求項４記載の並列処理システム。
【請求項６】該位相差設定手段により、前記所定位相
差が、〔該転送長設定手段により設定された転送長〕／
〔該信号線数設定手段により設定された使用信号線の本
数〕の倍数に設定されることを特徴とする、請求項５記
載の並列処理システム。
【請求項７】各信号線を通じて該送信回路により送信
される前記の各処理装置の状態情報が、複数のブロック
に分割され、前記の各処理装置が、該ブロック毎に処理
を行なうことを特徴とする、請求項１記載の並列処理シ
ステム。
【請求項８】該ブロックの分割単位長を設定するため
の単位長設定手段がそなえられていることを特徴とす
る、請求項７記載の並列処理システム。
【請求項９】前記の各処理装置に、自処理装置と同期すべき他処理装置に関する情報をマス
ク情報として予め保持するマスク情報記憶部と、該マスク情報記憶部に保持されたマスク情報に基づい
て、該複数の信号線を通じて受信した前記の各処理装置
の状態情報のうち同期対象外の他処理装置についての状
態情報をマスクするマスク処理部とがそなえられている
ことを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記
載の並列処理システム。
【請求項１０】前記の各処理装置に、自処理装置と同期すべき他処理装置に関する情報をマス
ク情報として予め保持するマスク情報記憶部と、該マスク情報記憶部に保持された前記マスク情報に基づ
いて、該複数の信号線を通じて受信した前記の各処理装
置の状態情報のうち同期対象外の他処理装置についての
状態情報をマスクするマスク処理部とがそなえられてい
ることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の
並列処理システム。
【請求項１１】該マスク情報記憶部が、前記マスク情
報の部分的読出可能な記憶素子により構成され、該マスク処理部が、前記ブロック毎に、当該ブロックに
対応する部分の前記マスク情報を該マスク情報記憶部か
ら部分的に読み出してマスク処理を行なうことを特徴と
する、請求項１０記載の並列処理システム。
【請求項１２】前記の各処理装置に、該複数本の信号線を通じて送信されてきた前記状態情報
をそれぞれ一時的に保持する複数の受信用記憶部と、該複数の受信用記憶部のうちの一つを適宜選択し、選択
した受信用記憶部に保持されている前記状態情報を該マ
スク処理部へ出力する選択回路とがそなえられているこ
とを特徴とする、請求項９〜請求項１１のいずれかに記
載の並列処理システム。