JPS62204362A - ネツトワ−クによる共有メモリ方式 - Google Patents

ネツトワ−クによる共有メモリ方式

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JPS62204362A
JPS62204362A JP61047086A JP4708686A JPS62204362A JP S62204362 A JPS62204362 A JP S62204362A JP 61047086 A JP61047086 A JP 61047086A JP 4708686 A JP4708686 A JP 4708686A JP S62204362 A JPS62204362 A JP S62204362A
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memory
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shared memory
network
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Akira Jinsaki
明 陣崎
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/16Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
    • G06F15/163Interprocessor communication
    • G06F15/173Interprocessor communication using an interconnection network, e.g. matrix, shuffle, pyramid, star, snowflake
    • G06F15/17337Direct connection machines, e.g. completely connected computers, point to point communication networks

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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】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作用 実施例 (a)  実施例の構成 (b)  実施例の動作 (C)  他の実施例 発明の効果 〔概 要〕 複数のプロセッサでメモリを共有するシステムに訃いて
、共有メモリと複数のプロセッサをネットワークで接続
することによシ、共有メモリやブ四セッサ間の距離を大
きくすることを可能としたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明はネットワークによる共有メモリ方式に係シ、特
に共有メモリと複数のプロセッサをネットワークで接続
し、共有メモリに対するアクセス制御をネットワークを
経由して行なうようにしたものに関する。
〔従来の技術〕
データ処理を効率的に行なうために複数のプロセッサを
動作させることが行なわれているが、この場合、同一デ
ータを共同使用するため1つのメモリを各プロセッサで
共有する共有メモリ方式が使用される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来、このようなシステムは、第8図(a)、(b)に
示す如く、複数のプロセッサ32−0.32−1・・・
32−nを共有メモリ30に接続するとき、共有メモI
J 30に対するアクセス競合を調整するアービタ31
を経由して接続するが、計算機バスあるいはパスの延長
上で構成されておシ、共有メモ°す30やプロセッサ3
2−0〜32−1間の距離が数10(2〜数m以内に制
限されていた。
このため、物理的に離れた機器によってマルチプロセッ
サシステムを構成することが困難となシ。
システム全体が物理的に同一場所に設置されるため、シ
ステムの構築に自由度が制限されるのみならず、電源断
や災害など主として外部からの物理的障害によってシス
テム全体が運用できなくなるという可能性があった。
また、従来のネットワークを用いてマルチプロセッサシ
ステムを構成した場合、従来のネットワーク通信制御は
主にソフトウェア制御によって行なわれるため通信速度
が低速となる問題点があった0 本発明の目的はこのような問題点を改善するため、前記
バスの代シにネットワークを使用し、共有メモリ型のマ
ルチプロセッサ方式を構成するようにしたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成するため9本発明では、第1図に示す如
く、ネットワーク伝送路NWに、複数のノードND0、
ND1、ND2−・・を接続し1例えばノードNDOに
共有メモリ1とアービタ2を設置し、ノードNDI、N
D2・・・にプロセッサとバックアメモリを設置する。
〔作 用〕
プロセッサから共有メモリ1のデータをリードするとき
、ネットワーク伝送路NWにパケットを送出してリード
アクセス要求を行ない、共有メモ+71に対する各プロ
セッサからのアクセス競合調整をアービタ2で行い、読
み出されたデータを受信し、バッファ・メモリにコピー
する。そしてバッファ・メモリにコピーされたデータを
使用してプロセッサはリードアクセスを行う。そして共
有メモリ1にライトアクセスが行われたとき、ノル−ド
ウエア制御によりそのバックアメモリのデータを無効化
する。このようにネットワークを用いてマルチプロセッ
サシステムを構成するので共有メモリやプロセッサ間の
距離を数10m〜数りにすることが可能となる。
〔実施例〕
(a)  実施例の構成 本発明の一実施の構成を、第2図〜第4図にもとづき、
他国を参照して説明する。
第2図は1本発明に使用するノードの構成図。
第3図はリング状ネットワークを伝達するパケットの1
例、第4図はプロセッサ側のノードにおけるバッファ・
メモリの説明図である。
図中、3は受信部であってネットワーク伝送路NWよシ
伝送されたパケットを受信するもの、4は受信パケット
・バッファであって、受信されたパケットが一時保持さ
れるもの、5はヘッダ解析部であって受信パケット・バ
ッファに保持されたパケットのヘッダ部分を解析するも
の、6は送信パケット・バッファであってネットワーク
伝送路NWに出力されるべきデータが一時セットされる
もの、7は送信部でアラて受信バケツ)−バッファ4ま
たは送信パケット・バッファ6に一時的にセットされた
データをネットワーク伝送路NWに出力するものである
。そして10は、第1図に示されるノードNDOにおけ
るアービタ2またはノードNDI、ND2・・・におけ
るプロセッサのいずれかを示すものであシ、第2図が共
有メモリ側のノードNDOを示すときはアービタを示す
ものとなシ、プロセッサ側のノードNDI、ND2・・
・を示すときはプロセッサを示すものとなシこのときバ
ックアメモリBufも設置されるものとなる。そしてS
は切替スイッチであって、ヘッダ解析部5によ多制御さ
れる可動接点SOおよび固定接点S1、S2を具備して
いる。
ネットワーク伝送路NWに伝送されるパケットは、第3
図に示す如く、ヘッダ部とデータ部を具備し、ヘッダ部
には受信先のノード番号を示す受信者アドレス、アクセ
スするデータアドレス、送信元のノード番号を示す送信
者アドレスと、7ラグ【が記入されている。このフラグ
fは共有メそす1がライトアクセスされたことを示すも
のであシ、共有メモリ1のデータに書替えが行われたと
き、アービタ2はフラグfを例えば「1」にする。
なおネットワーク伝送路NW上では、同時に1つのパケ
ットしか伝送できない。
バックアメモリBufは、第4図に示す如く、メモリ1
1とフラグ部12を具備する。メモリ11はプロセッサ
13が共有メモリ1に対してリードアクセスして得たデ
ータをコピーするものである。
このコピ一単位は1通常共有メモリ1がセグメントやペ
ージに区分されているので、この区分単位例えばページ
単位でコピーされるが、勿論これのみに限定されるもの
ではなく、もつと小さな単位でも大きな単位でも適用で
きる。フラグ部12はメモリ11内にデータがコピーさ
れたとき、このメモリ11内のデータが有効か無効かを
示すフラグを出力するものでアシメモリ11に有効なデ
ータがコピーされたときヘッダ解析部5の制御信号にも
とづき「1」を出力する。
切替スイッチSは受信バッファパケット4にセットされ
たデータをプロセッサ(共有メモリ側ノードのときはア
ービタ)に伝達するか、送信部7に伝達するか選択する
ものである。ヘッダ解析部5がパケットのヘッダ部、4
(11)にその受信者アドレスをチェックして自ノード
に対して伝送されたデータであることを判別したとき切
替スイッチSは固定接点S2側とオンとなる。勿論切替
スイッチSを半導体のスイッチング素子で構成すること
もできる。
(b)  実施例の動作 本発明において、同時に1つのパケットしか伝送できな
いネットワークの例としてリング屋のネットワークを使
用した例について説明する。具体的にはシングル・トー
クン0リング方式が・使用される。
ところで、リング型ネットワークではパケット送信者が
送シ出したパケットは、リング屋の伝送路を周回し、受
信者あるいは送信者自身がそのパケットを除去する。送
信者が除去する場合、送信したパケットはネットワーク
内の全ての受信者を経由した後に送信者に戻ってくるの
で、そのパケットを確認することによって送信の完了を
確認することができる。また1つの物理的なパケットに
よってネットワークの全ノードに対して同一のパケット
を送る。つまシブロードキャストすることが可能である
。そしてブロードキャスト・パケットの場合はそのパケ
ットの取込みと送信を同時に行うことができる。
第2図〜第4図に示した本発明の一実施例構成の動作に
ついて、プロセッサ13からのアクセスを中心に、第5
図、第6図のフローチャートにも  −とづき、第1図
を参照して説明する。
(1)  リードアクセス(1) 初期状態においてバッファメモリBufのメモリ11に
はデータがないのでフラグ部12はメモリ11内に有効
なデータが存在しないことを示す「O」が出力されてい
る。したがって、プロセッサ13は、第5図に示す如く
、共有メモリ1に対してリードアクセス要求のパケット
を送信パケット・バックアロ上に作成し、これを送信部
7よシ送信する■■。このときパケットの受信者アドレ
スにはノードNDOが、送信者アドレスにはプロセッサ
13のノード番号が記入され、データアドレス部には所
望のデータのアドレスが記入されている。ノードNDO
では、アービタ2が他プロセツサとの競合を調整して、
このリードアクセス要求に対し、共有メモリ1から所望
のデータを読み出し、応答バケットを作成してネットワ
ーク伝送路NW上に送信する。プロセッサ13のヘッダ
解析部5がこれが受信パケット−バッファ4に受信され
たとき、その受信者アドレスを解読して応答パケットで
あることを認識すると■、切替スイッチSを固定接点S
2側にオンとしてこのデータをメモリ11に記入し■、
tた7ラグ部12を「1」としてメモリ11に有効なデ
ータの記入されたことをプロセッサ13に伝達する。し
たがってプロセッサ13はこのバッファ・メモリBuf
におけるメモリ11のデータを読みデニタ処理を行う■
バッファメモリの7ラグが「1」の場合には、そのtま
バッファのデータを読む■■。
(11)  リードアクセス(I) ところで7ラグ部12が「1」を出力しているときに、
プロセッサ13が必要とするデータがメモリ11に存在
しないとき、プロセッサ13は送信パケットバッファ6
上に、前記(1)と同様に、リードアクセス要求のパケ
ットを作成し、必要なデータを共有メモリ1よシ得るこ
とKなる。必要とするデータの有無は2例えばメモリ1
1に保持されているデータのアドレスを、アドレス保持
部(後述する第7図参照)に参照すればよい。
(1)  ライトアクセス プロセッサ13がライトアクセス要求を行う場合、第6
図(a)に示す如く、パケットの7−)グfを「1」に
したブロードキャスト・パケットを送信する0゜このと
きデータアドレス部には共有メモリ内のデータアドレス
、データ部には勿論共有メモリ1へのライトデータが記
入されている。そしてプロセッサ13のノードNDでは
ヘッダ解析部5がとのプp−ドキャスト・パケットの戻
ってきたことを監視し◎、それを確認したときライトア
クセスを終了する。なおこの間、プロセッサ13はメモ
リ11に対するリードアクセスを禁止される。ところで
、プロセッサ13以外の他のノードでは、第6図(b)
に示す如く、仁のブロードキャスト・パケットの7ラグ
fが「1」であることをヘッダ解析部が解読するので、
ブロードキャスト・パケットを受信したとき◎そのノー
ドにおけるバッファメモリの7ラグ部のフラグを「0」
としてバッファメモリのデータを無効化する0゜このラ
イトアクセスの場合、各ノードのパックアメモリのフラ
グを「0」としてデータの無効化を表示する操作と共有
メモリのデータを変更する操作は非可分な操作で実現さ
れる。すなわち、他のプロセッサのバッファ・メモリを
無効化シ、マた共有メモリのデータを変更し終るまで別
のアク七ス紘発生しない。そしてライトアクセス要求元
のノードにブロードキャスト・パケットが戻ったときラ
イトアクセスは終了する。
(C)  他の実施例 前記の実施例の場合には、共有メモリ1内の一部が書き
替えられたとき各ノードのメモリを同時に無効化してい
る。このような場合、バッファ・メモリによっては保持
していないデータが変更されたときでも一律に無効化す
るよシも、実際に書き替えられたデータが記入されてい
るメモリのみ無効化する方がよい。
そのため1本発明の第2実施例では、第7図に示す如く
、アドレス保持部14を設けてメモリ11に保持されて
いるデータのアドレス情報を保持しておく。そしてヘッ
ダ解析部15でそのフラグfが「1」の書き替えを示す
ブロードキャスト・パケットを解読したとき、第3図に
示す如く、その受信者アドレス部分く記入されているデ
ータアドレスをアドレス保持部14に保持したアドレス
と比較して、書き替え部分がそのノードのメモリ11に
保持されたデータに含まれていることを認識した場合r
lc79グ部12を「oj Kl、て無効化する。
勿論リードアクセス要求のとき、アクセス先はわかるの
で自ノードのメモリ11に保持されているデータのアド
レスをプロセッサ13から記入してもよいし、第7図に
示す如く、リードアクセス要求に対する応答パケットの
一部1例えば受信者アドレスにデータアドレスを記入し
ておき、これをヘッダ解析部15がアドレス保持部14
に記入するようにしてもよい0 なお前記説明においてパケット送信はリード/ライトア
クセス要求時にプロセッサから作成された例について説
明したが、これのみに限定されるものでは力<、専用の
ネットワーク・ノー−ドウエアによシ行うこともできる
。またネットワークとしてリング型のものについて説明
したが、勿論これのみに限定されず、バス型のネットワ
ークでも使用できる。
〔発明の効果〕
本発明によればネットワークを使用してマルチプロセッ
サ共有メモリ方式を構成し、特にライトアクセス時のバ
ッファ状態制御をノー−ドウエアによって高速に実現す
ることができるので、共有メモリやプロセッサ間の距離
を数m以内に制限する必要がなく、物理的に分散して配
置することが可能となる。そのため従来のように略同−
の場所にまとめて設置する必要がなくなシ、災害などの
外部からの物理的障害に対して信頼性のあるものを得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図。 第2図は本発明におけるノードの構成。 第3図はパケットの1例。 第4図はプロセッサ側のノードにおけるバッファ・メモ
リの説明図。 第5図はリードアクセスのフローチャート。 第6図はライトアクセスのフローチャート。 第7図は本発明の他の実施例。 第8図は従来例を示す。 1・・・共有メモリ。 2・・・アービタ。 3・・・受信部。 4・・・受信パケットeバッファ。 5・・・ヘッダ解析部! 68.+送信パケット・バッファ。 7・・・送信部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数のプロセッサと、これらのプロセッサからアクセス
    可能な共有メモリを備えたデータ処理方式において、 同時に1つのパケットしか伝送できないネットワークN
    Wと、 このネットワークNWに接続された複数のノード(ND
    0、ND1、ND2・・・)と、 前記ノードの1つにアービタ(2)と共有メモリ(1)
    を配置し、 他のノードにプロセッサと、共有メモリ(1)のデータ
    をコピーするメモリ(11)と、該メモリ(11)に記
    入されたデータの有効性を表示するフラグ手段(12)
    を設けたことを 特徴とするネットワークによる共有メモリ方式。
JP61047086A 1986-03-04 1986-03-04 ネツトワークによる共有メモリ方式 Expired - Lifetime JPH0756647B2 (ja)

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JPS62204362A true JPS62204362A (ja) 1987-09-09
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01109403A (ja) * 1987-10-09 1989-04-26 Instron Corp 複数の制御要素の相互作用的制御を行なうための回路
JPH02123453A (ja) * 1988-11-02 1990-05-10 Mitsubishi Electric Corp ネットワーク・システムのデータ転送方式

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