KR960014177B1 - 병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치

제1도는 종래의 병렬데이터처리 컴퓨터시스템의 동작을 설명하는 계통도.

제2도는 본 발명에 따른 병렬데이터처리시스템의 동작을 설명하는 계통도.

제3도는 제2도에 도시된 단일의 병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치의 내부블럭구성도.

제4도는 제3도에 도시된 단일의 병렬데이터처리시스템의 데이터 통신장치의 동작을 설명하는 상세블럭구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

CA,CB,CC CD : 단위 컴퓨터 10 : 중앙처리장치

11 : 데이터저장수단 12 : DMAC

13,14 : 통신프로토콜 제어장치 15,16 : 데이터버퍼

17 : 전송요구신호발생부 18 : 수신준비신호발생부

19 : 어드레스디코더

본 발명은 병렬데이터처리 시스템에 관한 것으로, 특히 직접 메모리 억세스방식을 채용하여 단위 컴퓨터간의 데이터통신속도를 고속화하도록 된 병렬데이터 처리시스템의 데이터 통신장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 대량의 데이터를 고속으로 처리하기 위한 방식으로 복수의 컴퓨터 또는 프로세서가 통시채널을 매개하여 상호 결합되어 구성된 병렬데이터처리 컴퓨터시스템이 제안되어 있는바, 제1도는 그러한 병렬 데이터처리 컴퓨터시스템의 일예를 나타낸다. 즉, 예컨대 단위컴퓨터(CA)에서 다른 단위컴퓨터(CB,CC 또는 CD)로 데이터를 전송하는 경우, 기존의 단위 컴퓨터간의 통신방식으로서 직렬전송방식이 채용되는 경우 데이터의 전송시간은 전송될 데이터의 양에 비례하여 증가된다. 예를 들면, 단위컴퓨터(CA)로부터 단위 컴퓨터(CB)로 데이터 0X6d(01101101)를 직렬전송방식을 채용하여 전송하는 경우에는 각 비트를 순차 전송해야만 되므로, 각 데이터비트의 전송에 t라는 시간이 소요된다고 가정하면 8비트의 전송에는 8t의 시간이 소요된다. 따라서, 제1도에 도시된 직렬 통신방식의 병렬데이터 처리 컴퓨터시스템의 경우에는 다수의 단위컴퓨터를 이용하여 데이터의 병렬처리가 이루어지면 통신오버헤드(Communication Overhead)에 의해 처리능(performance)이 4배로 확보되지는 않는다.

상기한 점으로부터, 데이터처리속도를 증대시키기 인해 파이프라인(pipeline)방식으로 데이터를 처리하는 방안이 고려될 수 있지면, 그러한 방식에서는 데이터처리량에 따른 주제어장치의 부하가 증대되므로 병렬데이터처리 컴퓨터시스템의 전체적인 구성이 복잡해지게 된다.

본 발명은 상기항 종래기술을 감안하여 이루어진 것으로, 직접 메모리억세스(DNA)제어방식을 이용하여 단위컴퓨터간의 데이터전송이 병렬로 행해지도록 하여 다수의 비트를 단시간에 전송, 수신할 수 있도록 함으로써 데이터 처리속도를 대폭 향상시킨 병렬 데이터처리 시스템의 데이터통신장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면 다수의 단위컴퓨터의 조합에 의해 데이터를 병렬처리하도록된 병렬데이터처리시스템에 있어서, 각 단위 컴퓨터에 설치되어 중앙처리장치에 대해 데이터저장수단의 직접 억세스를 요구하고 다른 단위컴퓨터와의 데이터교환이 가능한 복수의 통신채널을 갖춘 직접 메모리억세스 제어수단(DMAC : Dierdt Memory Access Controller), 상기 DMAC에 의한 다른 단위컴퓨터와의 데이터전송에 필요한 데이터통신프로토콜을 제어하는 프로토콜제어수단, 상기 프로토콜제어수단에 소용되는 데이터 전송요구신호를 발생하는 전송요구신호 발생수단, 상기 프로토콜제어수단에 소용되는 데이터전송요구신호를 발생하는 전송요구신호 발생수단, 상기 프로토콜제어수단으로부터의 전송인식신호에 따라 전송데이터의 래치 및 출력을 수행하는 전송데이터버퍼수단, 다른 단위컴퓨터로 전송되는 데이터수신을 위한 수신데이터버퍼수단, 상기 중앙처리장치의 제어하에 데이터수신준비상태신호를 발생하는 수신준비신호발생수단을 갖추어 구성된 병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치가 제공된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치에서는 복수의 데이터 송,수신 체널을 채용한 DMAC에 의해 단위컴퓨터간으 데이터전송이 병렬로 행해지게 되므로 데이터전송속도가 개선될 수 있다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 병렬데이터처리시스템의 구성을 설명하는 계통도로서, 각 단위컴퓨터(CA,CB,CC,CD)사이에는 복수의 전송데이터(예칸대 16비트)가 병렬로 상호 전송되도록 결합되고, 각 단위 컴퓨터(CA,CB,CC,CD)는 대표적으로 2개의 단위컴퓨터(CA,CB)의 데이터통신시퀀스를 설명하는 제3도에 개략적으로 도시된 구성을 갖추게 된다. 즉, 제3도에서 참조부호 10과 20은 해당 단위컴퓨터(CA,CB)의 전체적인 제어를 담당하는 중앙처리장치(CPU)이고, 11과 21은 예컨대 하드디스크라든지 외부데이터저장수단으로 이루어진 데이터저장수단이다.

또, 12와 22는 각 단위컴퓨터(CA,CB)에서 데이터병렬처리를 담당하는 DMAC이고, 13과 14, 23과 24는 해당 단위컴퓨터와 다른 단위컴퓨터와의 데이터통신을 필요한 통신프로토콜을 제어하는 프로토콜제어장치로서 데이터교환을 위한 통신프로토콜에 따라 데이터의 송신과 수신동작을 제어하는 구성을 갖게 된다. 15와 16, 25와26은 전송데이터 또는 수신데이터가 일시격납되는 데이터버퍼를 나타낸다.

제4도는 제3도에 도시된 단위컴퓨터의 상세한 내부블럭구성을 설명하는 도면으로, 각 단위컴퓨터는 동일하게 구성되므로 이하에서는 대표적으로 단위컴퓨터(CA)의 구성을 참조하여 그 데이터통신수단과 수신단의 동작을 설명하기로 한다.

먼저, 제4(a)도를 참조하면 단위컴퓨터(CA)전체의 기능을 제어하는 중앙처리장치(CPU : 10)에는 시스템버스(10a)와 어드레스버스(10b) 및 데이터버스(10c)를 통해 예컨대 하드디스크라든지 외부데이터저장수단으로 이루어진 데이터저장수단(11)과 접속되는 한편, 상기 버스(10a, 10b, 10c)를 매개하여 병렬데이터억세스를 위한 DMAC(14)가 접속된다. 이 DMA(14)는 다른 단위컴퓨터의 데이터통신을 위해 복수의 통신채널(CH0. CH1, CH2, CH3)을 갖추어 데이터의 송신과 수신이 이루어지게 된다. 이 DMAC(14)의 후단에는 제4도(b)에 도시된 바와 같이 다른 단위컴퓨터와의 통신스퀀스 즉, 해당 단위컴퓨터(CA)와 다른 단위컴퓨터사이에서 데이터의 송신 또는 수신에 관한 통신프로토콜(데이터전송요구신호 SENDREQ의 전송, 데이터수신요청신호(RECVREQ)의 전송등)의 제어를 수행하여 DMAC(14)에서의 직접 메모리억세스(DMA)방식으로 데이터의 송신과 수신의 제어를 담당하는 통신프로토콜제어장치(13:14)가 회로적으로 접속된다. 이 제4(b)도에 도시된 SCPRO는 수신측 단위컴퓨터에서 전송되어 오는 데이터의 수신이 이루어지게 되면 수신측 단위컴퓨터의 DMAC에서 자동적으로 전송종료를 나타내는 DONE신호가 발생되는 바, 그 신호와 RECVACK를 이용하여 발생되는 신호로서, 데이터수신을 종료하기 위해 수신준비완료를 나타내는 신호(PQ)를 비활성상태로 해주는 작용을 하게된다. 또, DTACK0는 CPU(10)가 데이터저장수단(11)을 포함한 주변장치에 대해 데이터의 독출/기록을 수행하는 도중에 그 CPU(10)와 주변장치사이에서 발생되는 응답속도의 차이를 보상하기 위해 사용되는 신호이다. 즉, CPU(10)가 독출신호를 전송하면 주변장치가 데이터를 정확하게 데이터버스에 전송한 상태를 CPU(10)에게 알려주기 위해 전송하는 신호이다. 따라서, CPU(10)는 그 DTACK신호의 수취시 데이터를 독취하게 된다.

제4(c)도는 전송데이터가 버퍼링되는 전송데이터전용의 데이터버퍼(15)와 수신데이터가 바퍼링되는 수신데이터전용의 데이터버퍼(16)를 나타낸 도면으로, 데이터저장수단(12)에서 독취된 데이터(D0~D15)는 통신프로토콜제어장치(14)에서 인가되는 SCEN0신호에 의해 데이터버퍼(15)에 저장된다. 여기서, 상기 SCEN신호는 DMAC(12)가 시스템버스(10a, 10b, 10c)를 포착한 상태에서 데이터저장수단(11)으로부터 데이터를 하여 제4도(d)를 참조하여 설명하는 데이터전송용 버퍼에 전송데이터를 버퍼링하는 경우에 적용되는 신호이다. 이러한 상태에서, 그 데이터버퍼(15)가 SENACKQ0신호에 의해 개방되면 그 데이터버퍼(15)에 격납된 전송데이터 (SD0~SD15)가 수신측 단위 컴퓨터로 전송된다. 또, 데이터버퍼(16)는 RECVACK0신호에 의해 개방되어 다른 단위컴퓨터로부터 데이터를 수신하여 버퍼링 또는 일시저장하게 된다.

또, 제4도(d)에 도시된 전송요구신호발생부(17)는 상기 통신프로토콜제어장치(13)에서 발생되는 SCCK0신호에 의해 클럭제어되어 SENDREQ0신호를 발생하게 되는 데, 상기 SCCK0신호는 데이터의 전송시 DMAC(12)가 시스템버스(10a, 10b, 10c)를 포착하게 되면 ACK신호와 DTACK에 의해 액티브로우상태로 되어 제4도(d)를 참조하여 설명하는 D-플립플롭의 클럭신호로 작용하여 SENDREQ신호가 얻어지도록 하게 된다. 제4도(e)에 도시된 수신준비신호발생부(18)는 제4도(a)에 도시된 어드레스디코더(19)에서 제공되는 SCLR0신호에 의해 통신프로토콜제어장치(13)에서 제공되는 READY0신호에 의해 클리어되어 데이터 수신준비완료를 나타내는 PQ0를 출력하게 된다. 이 PQ0신호는 수신측에서 특정한 주소에 대해 독출 또는 기록을 위한 동작이 이루어지게 되면 후술하는 어드레스디코더에서 인가되는 신호(SCLR0)가 DTACK0신호와 논리와 처리됨으로써 발생되어 수신측에서의 데이터 수신준비완료를 나타내는 신호이다.

상기한 구성에 따르면, 본 발명에 채용된 DMAC(12)는 데이터 송신과 수신을 위한 복수의 채널이 갖추어진 예컨대 MC 68450 IC가 사용되지만, 그 IC소자와 대응되는 신호의 처리가 가능한 부품 또는 소자이면 바람직하게 사용가능하게 된다. 또, 그 DMAC(12)에서 복수의 채널중 채널(CH0)은 데이터를 전송하는 데이터전송전용채널로 사용하는 반면 채널(CH1)은 데이터수신전용 채널로 설정하게 된다.

우선 CPU(10)는 전송될 데이터가 저장된 데이터저장수단(11)에 저장된 상태에서 DMAC(12)의 채널(CH0)을 인에이블상태로 설정하게 되고, 그에 따라 DMAC(12)는 상기 CPU(10)와 데이터저장수단(11)과 연결된 시스템버스(10a)를 이용하여 버스요구신호를 CPU(10)에 전송하게 된다. 그러면 CPU(10)에서는 버스의 사용을 허가하는 신호(BR)와 버스허가 인식신호(BGACK)를 DMAC(16)에 전송하게 되고, 그에 따라 DMAC(16)는 시스템버스를 포착한 다음 인식신호(ACK0)를 액티브로우상태로 설정하게 된다.

이후, DMAC(16)는 신호(ACK0, DTACK)를 이용하여 SCCK0신호가 활성화상태로 되도록 제어한 다음, 전송될 데이터를 디스크저장수단(11)로부터 독취하여 SCEN0신호를 이용해서 전송데이터버퍼(15)에 저장하게 된다 이와 동시에, 데이터전송요구신호발생부(17)에서는 SENDREQ0신호가 발생되어 통신프로토콜제어장치(13)를 통해 REQ0신호로서 수신측 단위컴퓨터로 전송된다(제4도(f) 참조).

수신측 단위컴퓨터에서는 데이터의 수신이 준비된 경우, 즉 READY0가 로우레벨로 되어 PRQ신호가 활성화된 상태이면 REQ1신호가 발생되는 수신측 단위컴퓨터의 DMAC의 데이터수신전용채널의 REQ1신호단이 액티브로우상태로 되고, 이러한 상태에서 수신측 DMAC가 수신측 CPU에 대해 BR, BG신호를 이용하여 시스템버스를 요구해서 수신측 단위컴퓨터에 갖추어진 데이터저장수단에 대한 정보의 기록에 관한 준비가 완료되면 수신측 DMAC의 ACK1신호단이 활성화상태로 되는 한편 RECVACK0 신호가 발생되어 해당 단위컴퓨터(CA)의 송신단의 SENDACK1에 도달된다(제4도(f) 참조).

따라서, 송신측 단위컴퓨터(CA)에서는 SENDACK0를 이용하여 전송데이터버퍼(15)를 개방하여 16비트의 데이터를 전송하게 되고, 그에 따라 수신측 단위컴퓨터에서는 RECVACK0신호를 송신측 단위컴퓨터(CA)에 전달함과 더불어 수신측의 수신데이터전용 데이터버퍼를 개방하여 데이터를 수신하게 된다.

상기한 과정을 전송해야 하는 16비트 단위 데이터의 양만큼 반복수행하여 전체 데이터의 전송이 종료되면 DMAC(16)에서는 DONE 신호가 발생되어 수신준비신호발생부(18)를 세트시켜 RP00를 비활성상태로 하여 다음의 데이터수신준비가 되도록 CPU(10)의 제어하에 활성화될 때까지 그 비활성화상태가 유지되도록 제어된다.

즉, 수신단에서 재차 채널(CH1)을 통해 데이터를 수신하기 위해서는 PQ0신호를 활성화상태로 해야지만, 수신단에서 데이터의 수신이 준비되지 않은 경우에는 송신측에서 전송된 전송요구에 응답하지 않게 되므로 데이터의 전송이 행해지지 않고, 그에 따라 동기가 맞지 않는 데이터 전송으로 인한 손실이 방지된다.

한편, 이상의 설명에서는 단위컴퓨터(CA)의 데이터전송전용의 채널(CH0)로부터 다른 단위컴퓨터로 데이터를 전송하는 경우를 예로 하였지만, 그 단위컴퓨터(CA)가 수신측으로 설정되는 경우에는 데이터수신전용의 채널(CH1)을 이용하여 상기한 데이터전송동작과 반대의 동작이 이루어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치에 의하면, 단위컴퓨터사이에서 데이터 전송속도가 향상되고, 동기의 비일치시에는 데이터의 송수신이 금지되므로 데이터의 손실도 방지될 수 있다.

Claims (4)

1. 다수의 단위컴퓨터(CA,CB,CC,CD)의 조합에 의해 데이터를 병렬처리하도록 된 병렬데이터처리시스템에 있어서, 각 단위컴퓨터에 설치되어 중이처리장치(10)에 대해 데이터저장수단(11)의 직접억세스를 요구하고 다른 단위컴퓨터와의 데이터교환이 가능한 복수의 통신채널(CH0, CH1)을 갖춘 직접메모리억세스제어수단(DMAC;12)상기 DMAC에 의한 단위컴퓨터와의 데이터전송에 필요한 데이터통신 프로토콜을 제어하는 프로토콜제어수단(13;14); 상기 프로토콜제어수단에 소용되는 데이터전송요구신호를 발생하는 전송요구신호발생수단(17); 상기 프로토콜제어수단으로부터의 전송인식신호에 따라 전송데이터의 래치 및 출력을 수행하는 전송데이터버퍼수단(15); 다른 단위컴퓨터로부터 전송되는 데이터수신을 위한 수신데이터버퍼수단(16); 상기 중앙처리장치의 제어하에 데이터수신중비상태신호를 발생하는 수신준비신호발생수단(18)을 갖추어 구성된 것을 특징으로하는 병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 직접메모리억세스제어수단(12)의 채널(CH0)는 데이터 전송전용채널이고, 채널(CH1)은 데이터수신전용 채널인 것을 특징으로 하는 병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치.
3. 제1항에 있어서, 각 단위 컴퓨터(CA,CB,CC,CD)간의 데이터송신 및 수신 동작의 동기를 정합시키기 위한 데이터전송클리어신호를 발생하는 어드레스니코더수단(19)이 더 구비되어 구성된 것을 특징으로 하는 병렬데이터처리시스템의 데이터 통신장치.
4. 제1항과 제3항에 있어서, 상기 데이터수신준비상태신호는 상기 어드레스디코더수단(19)에서 발생되는 데이터전송클리어신호와 상기 중앙처리장치에서 전송되는 DTACK신호를 통신프로토콜제어장치(13;14)에서 OR처리함으로써 발생되는 것을 특징으로하는 병렬데이터처리시스템의 데이터통신장치.