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JPS644218B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS644218B2
JPS644218B2 JP3708680A JP3708680A JPS644218B2 JP S644218 B2 JPS644218 B2 JP S644218B2 JP 3708680 A JP3708680 A JP 3708680A JP 3708680 A JP3708680 A JP 3708680A JP S644218 B2 JPS644218 B2 JP S644218B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microprocessor
processor
data
input
bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP3708680A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56135262A (en
Inventor
Toshio Hasegawa
Takao Nishitani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP3708680A priority Critical patent/JPS56135262A/en
Publication of JPS56135262A publication Critical patent/JPS56135262A/en
Publication of JPS644218B2 publication Critical patent/JPS644218B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/76Architectures of general purpose stored program computers
    • G06F15/80Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors
    • G06F15/8007Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors single instruction multiple data [SIMD] multiprocessors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multi Processors (AREA)
  • Information Transfer Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマルチプロセツサ方式の実時間信号
処理装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a multiprocessor type real-time signal processing device.

近年の情報処理技術、計測制御技術等の進歩に
伴い、実時間で高速な信号処理を行ないたいと言
う要求が各方面で生じている。この信号処理とい
うのは、入力信号に対してある種のまとまつた演
算を実行することである。この複雑な演算を行な
うには従来は大型計算機を用いて処理している。
しかし、入力信号数が増えたり高速な演算処理を
するためには、時間的に並列に入力信号を演算処
理しなければならないので、複数個の大型計算機
が必要となり、コストが非常に大きなものとな
る。また、制御も複雑なものになり、このような
大型計算機の演算に割り当てられる時間が不十分
な場合も生じる。
With the recent advances in information processing technology, measurement control technology, etc., there is a demand in various fields for high-speed signal processing in real time. This signal processing is the execution of a certain set of operations on input signals. Conventionally, large-scale computers have been used to perform these complex operations.
However, in order to increase the number of input signals and perform high-speed arithmetic processing, the input signals must be processed in parallel in time, which requires multiple large-scale computers, resulting in extremely high costs. Become. Furthermore, the control becomes complicated, and there may be cases where the time allotted to such a large-scale computer is insufficient.

一方、半導体技術、とりわけLSI技術の発展に
より1個または数個のチツプである程度の信号処
理を高速に実行することのできるマイクロプロセ
ツサと称される集積回路部品が開発されている。
マイクロプロセツサの詳細に関しては、たとえば
昭和53年5月10日電子通信学会発行、監修相磯秀
夫「マイクロコンピユータとその応用」を参照さ
れたい。このマイクロプロセツサは1つのもつ演
算能力としては大型計算機に比して小さいが各演
算専用にプログラムすることができるので演算処
理を非常に高速で実行できる。このようなプロセ
ツサを複数個用いることにより従来の大型計算機
で行なわれているような信号処理を行なうことが
考えられており、これを一般にマルチプロセツサ
方式と称する。このマルチプロセツサ方式による
信号処理では、従来の大型計算機に行なわせてい
たある種のまとまつた演算は細かい基本演算に分
割され、例えば、ひとつのプロセツサでは対数、
平方根、指数関数演算更にはFFT演算のような
処理を一単位としてその演算を専用に実行するこ
とになる。複数個のプロセツサである種のまとま
つた演算を行なう場合、高速な実時間信号処理に
適しかつ演算の変更等の柔軟性拡張性を持つよう
にするにはそれらのプロセツサをどのように接続
したらよいかが問題となる。
On the other hand, with the development of semiconductor technology, particularly LSI technology, integrated circuit components called microprocessors have been developed that can perform a certain amount of signal processing at high speed with one or several chips.
For details on microprocessors, please refer to ``Microcomputers and their Applications'' published by the Institute of Electronics and Communication Engineers on May 10, 1973, supervised by Hideo Aiso. This microprocessor has a smaller computing power than a large computer, but it can be programmed specifically for each operation, so it can execute operations at very high speed. It has been considered that a plurality of such processors can be used to perform signal processing similar to that performed in conventional large-scale computers, and this is generally referred to as a multiprocessor system. In signal processing using this multiprocessor system, certain types of complex operations that were traditionally performed by large computers are divided into small basic operations.For example, a single processor can perform logarithmic,
Processing such as square roots, exponential function calculations, and even FFT calculations will be performed as a unit and the calculations will be executed exclusively. When performing a certain type of computation using multiple processors, how should these processors be connected in order to be suitable for high-speed real-time signal processing and to have flexibility and expandability such as changing the computation? The question is how.

従来より用いられているマルチプロセツサの構
成法として代表的なものを第1図と第2図に示
す。マルチプロセツサの構成法の詳細に関しては
たとえば、電子通信学会誌1977年2月号P125〜
P135を参照されたい。第1図は一般に多重バス
方式といわれる構成である。第1図において、参
照数字1はプロセツサ、参照数字2はバスコント
ローラ、参照数字3は入出力バス、参照数字4は
共通バスを表わす。複数個のプロセツサP、バス
コントローラCを複数本のバス4で結んだ構成と
なつている。第2図は一般に環状バス方式といわ
れる構成である。第2図においては、1はプロセ
ツサ、2はバスコントローラ、3は入出力バス、
5は環状バスを表わす。複数個のプロセツサP、
バスコントローラCを通常の一本の環状のバス5
で結んだ構成である。
Typical multiprocessor configuration methods that have been used in the past are shown in FIGS. 1 and 2. For details on how to configure a multiprocessor, see, for example, the Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers, February 1977 issue, p.125~
Please refer to page 135. FIG. 1 shows a configuration generally called a multiplex bus system. In FIG. 1, reference numeral 1 represents a processor, reference numeral 2 represents a bus controller, reference numeral 3 represents an input/output bus, and reference numeral 4 represents a common bus. The configuration is such that a plurality of processors P and a bus controller C are connected by a plurality of buses 4. FIG. 2 shows a configuration generally called a circular bus system. In Figure 2, 1 is a processor, 2 is a bus controller, 3 is an input/output bus,
5 represents a circular bus. multiple processors P,
The bus controller C is connected to a regular one-ring bus 5.
It is a composition connected by.

しかし、これらの構成はいずれも柔軟性に富ん
だ汎用計算機をねらつたものであるため、高速な
実時間信号処理を実現するには不適である。すな
わち、従来の各構成においては入出力のデータ伝
送を同一バスで用いるため各プロセツサにおける
入出力時間が独立に必要である。また、同一バス
上のプロセツサ間においては一つのプロセツサの
データ入力あるいは出力時間中は他のプロセツサ
の入力あるいは出力行為がさまたげられる場合が
生じる。そのため、バスの使用効率が悪くデータ
伝送時間が長くなり、実時間信号処理ではその分
演算時間が短くなる。まず、第2図に示す環状バ
ス方式においては、時間的に並列処理しなければ
ならず、しかも処理するデータ数が多いような場
合には、バスが一本であるためにバス使用におけ
る競合が問題となり、データの伝送に多くの時間
をとられる。また、第1図に示す多重バス方式に
おいては、バスの競合は減少するが、プロセツサ
およびバスコントローラにバスを選択したり、複
数のバスからの要求の中から一つを選択するよう
な機構が必要であるためバス間のデータの授受の
制御が非常に複雑でありまた時間もかかる。しか
もプロセツサの数の増設、演算方法の変更に対し
てはハード的な困難を伴いデータの送受の制御が
更に複雑となり、拡張性に対しては特に難があ
る。
However, since all of these configurations are aimed at flexible general-purpose computers, they are unsuitable for realizing high-speed real-time signal processing. That is, in each conventional configuration, input and output data transmission is performed using the same bus, so that each processor requires independent input and output time. Furthermore, between processors on the same bus, there are cases where one processor's data input or output time is interrupted by another processor's input or output action. As a result, bus usage efficiency is poor and data transmission time becomes long, and in real-time signal processing, calculation time is shortened accordingly. First, in the circular bus method shown in Figure 2, time-parallel processing is required, and when there is a large number of data to be processed, there is competition in bus usage because there is only one bus. This becomes a problem and requires a lot of time to transmit data. In the multiple bus system shown in Figure 1, bus contention is reduced, but the processor and bus controller do not have a mechanism for selecting a bus or for selecting one request from multiple buses. Since this is necessary, controlling the transfer of data between buses is extremely complicated and time consuming. Moreover, increasing the number of processors or changing the calculation method involves hardware difficulties, and the control of data transmission and reception becomes more complicated, making expandability particularly difficult.

本発明の目的はマルチプロセツサ方式において
高速で大量な実時間信号処理が実現できしかも演
算の拡張・変更によるプロセツサの増設およびプ
ロセツサ間の信号の行き先の変更等に対しても容
易に対応できその制御も簡単なプロセツサ間の接
続構成をもつマルチプロセツサ方式の実時間信号
処理装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to realize high-speed, large-scale real-time signal processing using a multiprocessor system, and to easily cope with the addition of processors and changes in the destination of signals between processors by expanding and changing calculations. It is an object of the present invention to provide a multiprocessor type real-time signal processing device having a connection configuration between processors that is easy to control.

本発明の装置は、複数個の独立なプロセツサか
らなるプロセツサ列を複数個行方向に配置し、前
記プロセツサ列内のプロセツサの出力を次の行の
プロセツサ列内の任意のプロセツサへ入力を与え
る機能を有するデータパスにより各プロセツサ列
間を接続し、複数個のプロセツサからなるプロセ
ツサ列を前記データパスとが交互になるよう順次
くり返された構成を有する。データは最初のプロ
セツサ列に入力され順次各プロセツサ列で信号処
理が行なわれ最終段のプロセツサ列から処理済の
データが得られる。
The device of the present invention has a function of arranging a plurality of processor columns each consisting of a plurality of independent processors in the row direction, and supplying the output of a processor in the processor column as an input to an arbitrary processor in the processor column of the next row. Each processor row is connected by a data path having a plurality of processors, and the processor rows each having a plurality of processors are sequentially repeated so as to alternate with the data path. Data is input to the first processor column, signal processing is performed in each processor column sequentially, and processed data is obtained from the final processor column.

一般に、実時間信号処理はその特質として一つ
のまとまつた複雑な演算を、基本演算が時間的に
継続に何段かつながつたものとみることができ
る。すなわち、多くの基本演算が並列に行なわれ
るのではなく、一つの演算結果を用いて次の演算
を行ないまたその演算結果を用いて次の演算を行
なうといつた形になつている。このような演算は
基本演算ごとにプロセツサを決めて、このプロセ
ツサをいくつか一方向に継続につなげて演算処理
すれば高速な演算が期待できる。また、継続に行
なわれる演算の中には時間的に並列に演算処理で
きるものやプロセツサの演算処理能力により何個
かのプロセツサを並列に用いて演算処理しなけれ
ばならないものもある。更に、高速な信号処理を
実現するためにはプロセツサ内における演算時間
を短縮することはもちろんであるが、プロセツサ
間のデータ伝送をいかに短時間で行なうかが重要
な問題となる。したがつて、実時間信号処理に適
した構成すなわちプロセツサ間のデータの流れが
一方向になるように制御しやすく、並列処理にも
適した構成をとる必要がある。しかもプロセツサ
間のデータ伝送が短縮でき、かつ制御の簡単にな
る構成を考える必要がある。
In general, real-time signal processing can be characterized as a single, complex operation, which consists of several stages of basic operations connected over time. That is, instead of many basic operations being performed in parallel, the result of one operation is used to perform the next operation, and the result of that operation is used to perform the next operation. For such calculations, high-speed calculations can be expected if a processor is determined for each basic calculation, and several processors are connected continuously in one direction to process the calculations. Further, among the operations that are continuously performed, there are operations that can be processed in parallel in time, and operations that must be processed using several processors in parallel depending on the processing capacity of the processor. Furthermore, in order to realize high-speed signal processing, it is of course necessary to shorten the calculation time within the processor, but an important issue is how to transmit data between processors in a short time. Therefore, it is necessary to have a configuration suitable for real-time signal processing, that is, a configuration that is easy to control so that the data flow between processors is unidirectional, and is also suitable for parallel processing. Moreover, it is necessary to consider a configuration that can shorten data transmission between processors and simplify control.

次にこの発明について図面を用いて説明する。
第3図に本発明の一実施例をブロツク図で示す。
第3図において、6はプロセツサの入力用バス、
7はプロセツサ出力用バス、8は入力端子、9は
出力端子、10は第1段目プロセツサ、11は第
1段目データパス、12は第2段目プロセツサ、
13は第2段目データパス、14は最終段プロセ
ツサを表わす。破線は同じ構成のくり返しを表わ
し、以下の図でも同様である。データパスDP1
1および13とは演算処理に従つてプロセツサ各
段間のデータの送受を実現するものである。その
構成は前段のプロセツサからの出力データを次段
の任意のプロセツサに入力することができる結合
方式のものであればよく、後述するように、各種
の方式が考えられる。本発明におけるデータの流
れは、実時間信号処理の特徴に従いプロセツサか
らデータパスへと順次、非可逆的な一方向に送ら
れる。第3図において、入力端子8から入力され
たデータは時間的には左から右に送られ、演算処
理された結果が出力端子9に出力される。したが
つて、第3図の各プロセツサでは6が入力用バス
となりそこから前段のプロセツサからのデータが
入力され、出力用バス7から次段のプロセツサに
演算処理後のデータが出力される。以後このよう
なマルチプロセツサ方式の構成をパイプライン構
成と称する。
Next, this invention will be explained using the drawings.
FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of the present invention.
In FIG. 3, 6 is a processor input bus;
7 is a processor output bus, 8 is an input terminal, 9 is an output terminal, 10 is a first stage processor, 11 is a first stage data path, 12 is a second stage processor,
13 represents a second stage data path, and 14 represents a final stage processor. Dashed lines represent repetitions of the same configuration, and are the same in the following figures. Data path DP1
1 and 13 realize data transmission and reception between each stage of the processor according to arithmetic processing. The configuration may be of a combination type that allows output data from a previous processor to be input to any next processor, and various types can be considered, as will be described later. The data flow in the present invention is sequential, irreversible, and unidirectional from the processor to the data path in accordance with the characteristics of real-time signal processing. In FIG. 3, data input from an input terminal 8 is sent from left to right in terms of time, and the result of arithmetic processing is output to an output terminal 9. Therefore, in each of the processors shown in FIG. 3, numeral 6 serves as an input bus through which data from the previous stage processor is input, and data after arithmetic processing is outputted from the output bus 7 to the next stage processor. Hereinafter, such a multiprocessor type configuration will be referred to as a pipeline configuration.

以下にパイプライン構成によるマルチプロセツ
サ方式の働きについて詳述する。プロセツサはそ
の扱えるデータ数及び記憶素子容量などにより一
つのプロセツサで実行できる演算能力が限定され
る。したがつて、処理しようとする演算の大き
さ、方法及び速度によつてパイプライン構成の段
数及び各段で並列処理を行なうプロセツサの個数
が決まる。そこで実時間信号処理におけるデータ
の流れに従い、プロセツサを演算順序に従つて配
置し、その各段のプロセツサ列間のデータ伝送を
行なう。データ伝送は各段間で前段の各プロセツ
サから次にくるプロセツサ列のどのプロセツサか
を指定すればよいので、一本のバスに全プロセツ
サが接続されていてデータの送り先の指定対象が
すべてのプロセツサであるような場合に比べ制御
が簡単になる。第3図において、入力端子8から
入力されたデータは第1段目のプロセツサ10の
列により並列に演算処理される。第2段目のプロ
セツサ列の各プロセツサ12は第1段目のデータ
パス11により前段の各プロセツサ10の出力の
うち必要な結果が供給される。データパス11は
前段の各プロセツサ10からの出力データを演算
に従つて次段の任意のプロセツサ12に入力する
ことが可能なものを考えているので、前段の一つ
のプロセツサ10からの出力を次段の複数個のプ
ロセツサ12に供給したり、前段の複数個のプロ
セツサ10からの出力を次段の一つのプロセツサ
12に供給したりすることができる。また計算の
種類、方法により途中の段で結果の一部が得られ
ることもある。以上のようにして非常に複雑な計
算でも段数及び各段のプロセツサの個数を演算に
従つて増設することにより実現でき、その拡張も
容易である。また、演算方法、演算順序の変更に
対してもハード的にはプロセツサの差し替えだけ
で容易に対応できる。
The operation of the multiprocessor system using the pipeline configuration will be explained in detail below. The computing power that can be executed by a single processor is limited depending on the amount of data that it can handle and the capacity of its storage elements. Therefore, the number of stages in the pipeline configuration and the number of processors that perform parallel processing at each stage are determined by the size, method, and speed of the operation to be processed. Therefore, according to the flow of data in real-time signal processing, the processors are arranged in the order of operations, and data is transmitted between the rows of processors at each stage. For data transmission between each stage, it is only necessary to specify which processor in the next processor row is to be sent from each processor in the previous stage, so all processors are connected to one bus and the data destination can be specified to all processors. Control is easier than in the case where In FIG. 3, data input from the input terminal 8 is processed in parallel by a row of processors 10 in the first stage. Each processor 12 in the second stage processor row is supplied with necessary results from among the outputs of the preceding stage processors 10 by the first stage data path 11. The data path 11 is designed to be able to input the output data from each processor 10 in the previous stage to any processor 12 in the next stage according to the calculation, so the output from one processor 10 in the previous stage is It is possible to supply a plurality of processors 12 in a previous stage, or to supply output from a plurality of processors 10 in a previous stage to one processor 12 in a next stage. Also, depending on the type and method of calculation, some results may be obtained at intermediate stages. As described above, even very complicated calculations can be realized by increasing the number of stages and the number of processors in each stage according to the calculation, and expansion is easy. Furthermore, changes in the calculation method and order of calculations can be easily handled by simply replacing the processor.

次にこのパイプライン構成によるマルチプロセ
ツサ方式の演算処理時間について述べる。従来の
構成においては入出力データを同一バスを用い
て、更には複数個のプロセツサが同一バスを用い
てバスコントローラにより制御していた。したが
つて、各プロセツサでの入出力時間がそれぞれ必
要であり、またプロセツサ間でのバス使用におけ
る競合が存在するため、データの入出力時間が長
くなり高速な実時間信号処理という観点からは時
間のむだがあつた。ところが、パイプライン構成
においてはデータの入力側と出力側は分離されて
いる。そのためデータの入力、出力を演算処理能
力の許す範囲でそれぞれ独立に実行することがで
きるので、各プロセツサ自身にはデータの入出力
での待ち時間がない。また、各データパスは全く
分離されているため、それぞれのデータパスはそ
のデータパスにつながるプロセツサ間の競合を除
いて独立にデータ伝送できるため効率的なデータ
伝送方式が実現できる。
Next, the calculation processing time of the multiprocessor method using this pipeline configuration will be described. In the conventional configuration, the same bus is used for input/output data, and furthermore, a plurality of processors use the same bus and are controlled by a bus controller. Therefore, each processor requires its own input/output time, and there is contention for bus usage between processors, so the data input/output time becomes long, which is a time consuming problem from the perspective of high-speed real-time signal processing. The waste was hot. However, in the pipeline configuration, the data input side and the data output side are separated. Therefore, data input and output can be executed independently to the extent permitted by arithmetic processing capacity, so each processor itself does not have to wait for data input/output. Furthermore, since each data path is completely separated, each data path can transmit data independently, excluding contention between processors connected to that data path, making it possible to realize an efficient data transmission system.

ここで、第3図で用いたデータパスの具体例に
ついて以下に説明する。データパスに関しては前
述した機能をもつものならばどのような構成のも
のでもよい。従来の例で説明した多重バス方式、
環状バス方式の他、単一バスにより複数個のプロ
セツサが接続される単一バス方式、各プロセツサ
間をすべて専用の結合路で接続するマルチポート
方式及びクロスバススイツチと同じようにスイツ
チによりすべてのプロセツサを結合するマトリツ
クススイツチ方式のような接続法のいずれを用い
てもよい。しかし、構成の簡単さ、回路規模の大
きさ、制御の容易さ、融通性および拡張性等の多
方面から見て実現しやすいと考えられるデータパ
スの構成を次に説明する。
Here, a specific example of the data path used in FIG. 3 will be described below. Regarding the data path, any configuration may be used as long as it has the above-mentioned functions. The multiple bus method explained in the conventional example,
In addition to the circular bus method, there is also a single bus method in which multiple processors are connected by a single bus, a multiport method in which each processor is connected through a dedicated connection path, and a cross bus switch in which all processors are connected by a switch. Any connection method such as a matrix switch method for coupling processors may be used. However, a data path configuration that is considered to be easy to implement from various viewpoints such as simplicity of configuration, large circuit scale, ease of control, flexibility, and expandability will be described next.

その1つは第4図の構成によるものである。図
ではプロセツサ列間の一つのデータパスを例に説
明している。第4図において、6は入力用バス、
7は出力用バス、15はデータパスで結ばれる前
段のプロセツサ、16は次段のプロセツサ、17
は共通バスである。結線方法は前段のプロセツサ
15の出力用バス7と次段のプロセツサ16の入
力用バス6を順次共通バス17で結んだものであ
る。この構成に適合するデータ伝送方式としてパ
ケツト交換方式を用いたデータ伝送方式がある。
パケツト交換方式に関しては、たとえば、電子通
信学会誌1978年4月号P.381〜P.385に詳しく説明
してあるので、ここでは説明を略す。パケツト交
換方式によるデータ伝送では前段のプロセツサ1
5では出力データに次段のプロセツサ16の宛名
を付けて送出し、次段のプロセツサ16ではこの
宛名を読みとり自分のプロセツサ宛のデータを取
り込む。
One of them is the configuration shown in FIG. The figure illustrates one data path between processor rows as an example. In Fig. 4, 6 is an input bus;
7 is an output bus, 15 is a previous stage processor connected by a data path, 16 is a next stage processor, 17
is a common bus. The connection method is such that the output bus 7 of the processor 15 at the previous stage and the input bus 6 of the processor 16 at the next stage are sequentially connected by a common bus 17. There is a data transmission method that uses a packet switching method as a data transmission method that is compatible with this configuration.
The packet switching system is explained in detail in, for example, pages 381 to 385 of the April 1978 issue of the Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers, so the explanation will be omitted here. In data transmission using the packet switching method, processor 1 at the front stage
In step 5, the output data is sent with an address to the next processor 16, and the next processor 16 reads this address and takes in the data addressed to its own processor.

第5図は第4図と同じ構成に含まれるが双方向
性のバスを用いないで一方向性の伝送路で表わし
たものである。第5図において、15はデータパ
スで結ばれる前段のプロセツサ、16は次段のプ
ロセツサ、18はプロセツサ列の入力側を結ぶ伝
送路、19はプロセツサ列の出力側を結ぶ伝送
路、20は前段のプロセツサの出力側と次段のプ
ロセツサの入力側を結ぶ伝送路である。同じ段の
各プロセツサ15の出力データを次段の各プロセ
ツサ16まで順次送る構成になつている。このと
き、各プロセツサ15および16では必要に応じ
て経由する信号をある時間保持できる構成であつ
てもよい。パケツト交換方式によるデータ伝送で
第4図のデータパスを用いるか第5図のデータパ
スを用いるかは、信頼性、フアンアウトの制限お
よびデータ出力制御の複雑さなどにより決めれば
よい。このパケツト交換方式によるデータ伝送は
演算の変更等には融通性があり、データの伝送時
間も短くできるが、制御はやや複雑である。
FIG. 5 includes the same configuration as FIG. 4, but is represented by a unidirectional transmission path without using a bidirectional bus. In FIG. 5, 15 is the previous stage processor connected by a data path, 16 is the next stage processor, 18 is a transmission line connecting the input side of the processor array, 19 is a transmission line connecting the output side of the processor array, and 20 is the previous stage processor. This is a transmission line that connects the output side of one processor to the input side of the next processor. The configuration is such that output data from each processor 15 at the same stage is sequentially sent to each processor 16 at the next stage. At this time, each of the processors 15 and 16 may be configured to hold the passing signal for a certain period of time as necessary. Whether to use the data path shown in FIG. 4 or the data path shown in FIG. 5 for data transmission using the packet switching method may be determined based on reliability, fan-out limitations, complexity of data output control, etc. Data transmission using this packet switching method is flexible in changing calculations, and the data transmission time can be shortened, but control is somewhat complicated.

データパスのもう一つの実現例は第6図の構成
によるものである。第6図において、6は入力用
バス、7は出力用バス、15はデータパスで結ば
れる前後のプロセツサ、16は次段のプロセツ
サ、21は出力側共通バス、22は入力側共通バ
ス、23は交換回路を表わす。前段の各プロセツ
サ16の入力用バス6は入力側共通バス22によ
りそれぞれ結線されている。交換回路23は前後
の各プロセツサ15からの出力データを収集し、
一度メモリに蓄え次段のプロセツサ列内の各プロ
セツサの取込み順に並び換えた後、次段の各プロ
セツサ16への入力信号として送り出す機能をも
つている。この交換回路23を介して前段の出力
側共通バス21と次段の入力側共通バス22とが
結合されている。この構成は簡単であるが交換回
路に入出力する時間がかかる点が欠点である。
Another implementation example of the data path is according to the configuration shown in FIG. In FIG. 6, 6 is an input bus, 7 is an output bus, 15 is a front and rear processor connected by a data path, 16 is a next-stage processor, 21 is a common bus on the output side, 22 is a common bus on the input side, 23 represents a switching circuit. The input buses 6 of each of the preceding processors 16 are connected by an input common bus 22, respectively. The switching circuit 23 collects output data from each of the front and rear processors 15,
It has a function of once storing the data in a memory and rearranging it in the order in which each processor in the next stage processor row receives it, and then sending it out as an input signal to each processor 16 in the next stage. The output side common bus 21 at the previous stage and the input side common bus 22 at the next stage are coupled via this switching circuit 23. Although this configuration is simple, the drawback is that it takes a long time to input and output the switching circuit.

以上、データパスの構成およびそのときのデー
タ伝送方式について具体例を第4,5および6図
を参照して説明した。いずれも一長一短はある
が、第1図および第2図に示した従来のマルチプ
ロセツサの構成に比してデータ伝送の高速性、融
通性および回路規模の点で優れている構成となつ
ている。
Specific examples of the configuration of the data path and the data transmission method at that time have been described above with reference to FIGS. 4, 5, and 6. Although each has advantages and disadvantages, this configuration is superior to the conventional multiprocessor configurations shown in Figures 1 and 2 in terms of data transmission speed, flexibility, and circuit size. .

以上説明したように、本発明によれば、高速な
実時間信号処理が可能であり、演算変更等による
プロセツサの増設に対しても、プロセツサ間の信
号の行き先変更に対しても、拡張性および融通性
に富み、また、制御も容易な信号処理が実現でき
る。
As explained above, according to the present invention, high-speed real-time signal processing is possible, and scalability is improved even when adding processors due to changes in calculations, etc., and when changing the destination of signals between processors. It is possible to realize signal processing that is highly flexible and easy to control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は従来のマルチプロセツサ
方式の構成を示すブロツク図であり、第3図は本
発明の一実施例を示すブロツク図および第4図、
第5図ならびに第6図は本発明に用いられるデー
タパスの例を示すブロツク図である。 図において、1……プロセツサ、2……バスコ
ントローラ、3……入出力バス、4……共通バ
ス、5……環状バス、6……プロセツサの入力バ
ス、7……プロセツサの出力バス、8……入力端
子、9……出力端子、10……第1段目プロセツ
サ、11……第1段目データパス、12……第2
段目プロセツサ、13……第2段目データパス、
14……最終段プロセツサ、15……データパス
で結ばれる前段のプロセツサ、16……次段のプ
ロセツサ、17……共通バス、18……プロセツ
サ列の入力側を結ぶ伝送路、19……プロセツサ
列の出力側を結ぶ伝送路、20……前段のプロセ
ツサの出力側と次段のプロセツサの入力側を結ぶ
伝送路、21……出力側共通バス、22……入力
側共通バス、23……交換回路。
1 and 2 are block diagrams showing the configuration of a conventional multiprocessor system, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIGS. 5 and 6 are block diagrams showing examples of data paths used in the present invention. In the figure, 1... Processor, 2... Bus controller, 3... Input/output bus, 4... Common bus, 5... Circular bus, 6... Processor input bus, 7... Processor output bus, 8 ...Input terminal, 9...Output terminal, 10...1st stage processor, 11...1st stage data path, 12...2nd stage processor
Stage processor, 13...Second stage data path,
14...Final stage processor, 15...Previous stage processor connected by data path, 16...Next stage processor, 17...Common bus, 18...Transmission line connecting input sides of processor rows, 19...Processor Transmission line connecting the output side of the column, 20...Transmission line connecting the output side of the previous stage processor and the input side of the next stage processor, 21...Output side common bus, 22...Input side common bus, 23... exchange circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 マイクロプロセツサを複数個用いて実時間信
号処理を実行するマルチプロセツサ方式の実時間
信号処理装置において、複数個の独立なマイクロ
プロセツサからなるマイクロプロセツサ列を複数
個行方向に配置し、前記マイクロプロセツサ列内
の各マイクロプロセツサの出力を次の行のマイク
ロプロセツサ列内の任意のマイクロプロセツサの
入力に与える機能を有するデータパスにより各マ
イクロプロセツサ列間を接続し、これにより複数
個のマイクロプロセツサからなるマイクロプロセ
ツサ列と前記データパスとが交互になるよう順次
くり返される構成を持ち、最初のマイクロプロセ
ツサ列にデータを入力し順次各マイクロプロセツ
サ列で信号処理を行ない最終段のマイクロプロセ
ツサ列から処理済のデータを得ることを特徴とす
るマルチプロセツサ方式の実時間信号処理装置。 2 前記データパスが、マイクロプロセツサ列内
の複数個のマイクロプロセツサの各々の出力をそ
れぞれ接続するための出力共通バスと、次段のマ
イクロプロセツサ列内の複数個のマイクロプロセ
ツサの各々の入力をそれぞれ接続するための入力
共通バスと、前段のマイクロプロセツサ列内の各
マイクロプロセツサの出力データを蓄えるための
メモリを有し次段のプロセツサ列内の各マイクロ
プロセツサの取込み順に並び換え次段のマイクロ
プロセツサ列内の入力データとして送出するよう
前記出力共通バスと前記入力共通バスとの間に置
かれた交換回路とを備えたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のマルチプロセツサ方式の
実時間信号処理装置。 3 前記、データパスが、マイクロプロセツサ列
内の複数個のマイクロプロセツサのそれぞれの出
力と次段のマイクロプロセツサ列内の複数個のマ
イクロプロセツサのそれぞれの入力とを接続する
共通バスで構成されたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のマルチプロセツサ方式の実時
間信号処理装置。
[Scope of Claims] 1. In a multiprocessor type real-time signal processing device that executes real-time signal processing using a plurality of microprocessors, a plurality of microprocessor rows each consisting of a plurality of independent microprocessors are used. The microprocessors are arranged in rows, and each microprocessor is connected to the microprocessor by a data path that has the function of supplying the output of each microprocessor in the microprocessor row to the input of any microprocessor in the microprocessor row in the next row. The microprocessor rows consisting of a plurality of microprocessors and the data path are sequentially repeated so that they are alternately connected, and data is input to the first microprocessor row and then sequentially. A multiprocessor type real-time signal processing device characterized in that each microprocessor row performs signal processing and processed data is obtained from the final stage microprocessor row. 2. The data path includes an output common bus for connecting the outputs of each of the plurality of microprocessors in the microprocessor row, and each of the plurality of microprocessors in the next stage microprocessor row. It has a common input bus for connecting the inputs of each processor, and a memory for storing the output data of each microprocessor in the previous stage microprocessor row. Claim 1, further comprising a switching circuit disposed between the output common bus and the input common bus so as to send out the data as input data in the microprocessor array at the next stage. A multiprocessor-type real-time signal processing device as described in . 3. The data path is a common bus that connects the output of each of the plurality of microprocessors in the microprocessor bank to the input of each of the plurality of microprocessors in the next stage microprocessor bank. A multiprocessor type real-time signal processing device according to claim 1, wherein the multiprocessor type real-time signal processing device is configured.
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