DE2916065C2

DE2916065C2 - Datenverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE2916065C2
Application number: DE2916065A
Authority: DE
Inventors: David John Hitchin Hertfordshire Hunt; Stewart Fiddian Baldock Hertfordshire Reddaway
Original assignee: Fujitsu Services Ltd
Current assignee: Fujitsu Services Ltd
Priority date: 1978-05-03
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1984-07-12
Also published as: DE2916065A1; US4270169A; FR2425115A1; FR2425115B1; JPS54144844A; JPS5833978B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei derartigen Datenverarbeltungseinrlchtungen führen alle Moduleinheiten grundsätzlich die gleiche Folge von Operationen aus (und zwar abhängig von möglichen Modifikationen durch Aktivitätsbits Innerhalb der individuellen Moduleinheiten oder von Steuersignalen, die für bestimmte Gruppen von Moduleinheiten spezifisch sind), jedoch an unterschiedlichen Daten. In einer solchen Datenverarbeitungseinrichtung können so viele Arbeitsvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden wie Moduleinheiten vorhanden sind, so daß der Datendurchsatz sehr hoch sein kann. Die Moduleinheiten können dabei durch Datenpfade miteinander verbunden sein, die es ermöglichen, daß Nachbarmoduleinheiten Daten übertragen. Beispielswelse wird in einer zweidlmensionalen rechteckförmigen Gruppierung jede Moduleinheit mit den vier nächsten Nachbarn in der Nord-, Ost-, Süd- und Westrichtung verbunden. Wegen der sich wiederholenden Struktur ist eine derartige Datenverarbeitungseinrichtung Insbesondere zur Anwendung für die integrierte Schaltungstechnik geeignet. Vorzugsweise kann jede Moduleinheit als getrennte Integrierte Schaltung für die Serienfertigung ausgebildet werden, oder es kann eine Untergruppe von Moduleinheiten als einzelne Integrierte Schallung gebildet werden. Bei der Integrierten Schaltungstechnik sind zwar die Kosten pro Tor sehr gering, die Kosten pro Stift jedoch verhältnismäßig hoch. Aus diesem Grunde 1st es erwünscht, die Anzahl von Verbindungen an jeder Integrierten Schaltung so gering wie möglich zu halten.

Eine Datenverarbeitungseinrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus GB-PS 14 45 714 bekannt. Hierbei entspricht ein Processing-Element einer Moduleinheit und ein Signal Row Response einem Relhenausgangssignal.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Datenverarbeitungseinrichtung die Anzahl von Verbindungen zu verringern, die erforderlich sind, um Reihenausgangssignale zu erzeugen.

Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung 1st Gegenstand des Anspruches 2.

Dadurch, daß mit der Datenverarbeitungseinrichtung nach der Erfindung die Moduleinheiten so angeordnet werden können, daß sie in abwechselnden Spalten um 180° gedreht werden, läßt sich die Anzahl von Verbindungen, die erforderlich sind, um ein Reihenausgangssignal zu erzielen, im Vergleich zu einer Anordnung, in der die Moduleinheiten alle auf die gleiche Art angeordnet sind, reduzieren. Die Erzeugung der Reihenausgangssignale ist dabei nicht auf Moduleinheiten mit einer quadratischen Anordnung von Verarbeitungselementen beschränkt, sondern die Moduleinheiten können auch rechteckförmige Anordnungen von Verarbeitungselementen haben, oder beispielsweise auch aus einem einzigen Verarbeitungselement bestehen.

Wenistens einer der Stife, die jeweils mit einem Zweigpfad verbunden ist, wird dabei zwischen zwei oder mehr unterschiedlichen Datenpfaden geteilt, so daß auf diese Welse die Anzahl von erforderlichen Stiften verringert werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine integrierte Schaltung, die eine Untergruppe von Verarbeitungselementen darstellt,

FI g. 2 die Art und Welse, in der die Moduleinheiten mit Integrierten Schaltungen zur Ausbildung der Datenverarbeitungseinrichtung geschaltet sind,

Fig. 3 eine Decodierschaltung auf jeder Moduleinheit mit integrierter Schaltung,

FI g. 4 bis 7 verschiedene Torschaltungen auf der Moduleinheit mit integrierter Schaltung, und
Fig. 8 die Art und Welse, In der die Reihenausgangssignale abgeleitet sind.

Flg. 1 zeigt eine Moduleinheit mit Integrierter Schaltung, die vier Verarbeitungselemente PEH, PEIl, PE21 und PE22 enthält, welche in einer Untergruppe zu 2 χ 2 angeordnet sind. Bei einer vollständigen Datenverarbeitungseinrlchtung ist jede Moduleinheit mit den vier am nächsten benachbarten in der Nord-, Ost-, Süd- und Westrichtung verbunden. Verbindungen zwischen Verarbeitungselementen auf der gleichen integrierten Schaltung (z. B. zwischen PEIl und PE12) werden mit Hilfe von Internen Verbindungen der Integrierten Schaltung selbst gebildet. Verbindungen zu Elementen auf anderen Moduleinheiten müssen jedoch über äußere Stifte auf der Moduleinheit hergestellt werden.
Es scheint auf den ersten Blick, als ob acht Stifte für diesen Zweck erforderlich wären, nämlich zwei von jedem der Elemente einer Moduleinheit. Tatsächlich jedoch sind nur sechs Stifte (die als N, O, SO. S, W und NW bezeichnet sind) auf jeder Moduleinheit vorgesehen, so daß sich eine Verringerung von zwei Stiften pro Moduleinheit ergibt.

Dabei Ist zu berücksichtigen, daß jede Moduleinheit mehrere andere Stifte zusätzlich zu den in Fig. 1 gezeigten aufweist, und zwar für den Energieeingang,

für Steuercodes usw.

In Flg. 2 sind eine große Anzahl von Moduleinheiten, deren eine In Fi g. 1 gezeigt ist, miteinander zu einer zweldimensionalen rechteckförmlgen Anordnung zusammengeschaltet. Alle Moduleinheiten sind im Aufbau Identisch. Wie gezeigt, sind die Moduleinheiten in aufeinanderfolgenden Spalten um 180° gedreht, so daß für die Moduleinheiten in den geradzahligen Spalten der TV-Stlfi tatsächlich nach Süden zeigt. Der Grund hierfür wird später erläutert. Jeder »Diagonal«-Stlft (NW oder 50) ist mi* dem nächsten nichtdlagonalen Stift auf jeder der beiden benachbarten Moduleinhciten, die diesem Diagonal-Stift am nächsten liegen, verbunden. Somit ergibt sich, daß die Verbindungen zu diesen Diagonalstiften drei Verzweigungen haben.

Fig. 2 zeigt, wie ein Kenncode auf alle Moduleinheiten überfragen wird. Dieser Code besteht aus zwei Bits Al, Rl, deren Bedeutung wie folgt ist:

Al	R2	Richtung
0	0	Nord
0	1	Ost
1	0	Süd
1	1	West

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist das Bit Λ1 für die geradzahligen Spalten invertiert. Dies berücksichtigt die Tatsache, daß die Moduleinheiten in diesen Spalten um 180° gedreht sind.

In Fig. 3 ist eine Decodierschaltung geneigt, die auf jeder Moduleinheit vorhanden ist. Diese Schaltung decodiert den Kenncode Rl, Rl (Rl, Rl im Falle der geradzahligen Spalten), damit eine binäre »1« auf dem entsprechenden von vier Steuerleitern NORD, OST, SÜD und WEST erzeugt wird. Der Decodierer nimmt auch ein Steuersignal ROUTE auf. Wenn ROUTE=X, wird der Decodierer wirksam, wenn ROUTE = O wird er unwirksam und alle vier Steuerleitungen werden auf »0« gehalten.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen die vier Verarbeitungselemente PEIl bis PEIl auf der Moduleinheit sowie die Verknüpfungen, die die Verbindungen zwischen diesen Verarbeitungselementen und den Stiften N, O, SO, S, W und NW steuern (der innere Aufbau eines jeden Verarbeitungselementes 1st nicht Gegenstand vorliegender Erfindung und wird hier nicht weiter erläuteit. Er kann jedoch ähnlich wie in GB-PS 14 45 714 beschrieben sein). Jedes Verarbeitungselement weist zwei Ausgänge A und B auf. Der Ausgang A erzeugt Daten, die zu benachbarten Verarbeitungselementen geführt werden, während der Ausgang B Daten zur Ausbildung von Reihenausgangssignalen erzeugt, was weiter unten erläutert wird. Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung kann ein einziger Ausgang diesen beiden Funktionen dienen.

Nach Fig. 4 wird der Eingang in das Vcrarbeltungselement PEIl aus einer der drei Quellen ausgewählt.

a) Wenn NORD=I, wird der Ausgang All aus dem Verabeitungselement PEIl ausgewählt.

b) Wenn WEST= 1, wird der Ausgang All aus dem Verarbeitungselement PEIl ausgewählt.

c) Wenn SÜD= 1 oder OST= 1, wird der Eingang aus dem /Vl-K-Stift ausgewählt.

Zusätzlich wird, wenn WEST= 1 oder NORD= 1, der Ausgang All aus dem Verarbeitun£selement PEIl dem Stift NW aufgegeben, um Ihn zu den Veraibeitungselementen auf benachbarten Moduleinheiten zu führen.

Die Verknüpfungsschaltungen für die anderen EIemente PEM, PElX und PEIl sind in den Fig. 5 bis 7 gezeigt und sind ähnlich den in F i g. 4 gezeigten. Es 1st deshalb nicht erforderlich, diese Figuren im einzelnen zu beschreiben. Die In den Fig. 4 bis 7 gezeigten Schaltungen gewährleisten, daß Daten in die richtige Richtung zwischen benachbarten Verarbeitungselementen entsprechend dem Wert des Richtungscodes geführt werden. Wenn beispielsweise der Richtungscode Rl, Rl gleich (0, 0) ist, wird der Ausgang eines jeden Verarbeitungselementes in den Eingang seines nördlichen Nachbarn geführt. Es ergibt sich, daß für jede Verbindung mit drei Zweigen zu jedem bestimmten Zeitpunkt nur ein Zweig Daten senden und nur einer Daten aufnehmen darf, während der dritte Zweig unwirksam gemacht wird und somit nicht in der Lage ist, zu senden oder zu empfangen.

Anstatt Daten zwischen benachbarten Elementen zu führen, kann es erwünscht sein, einen Satz von Reihenausgangssignalen, und zwar ein Signal für jede Reihe, zu erzeugen. Jedes solche Ausgangssignal besteht aus der UND-Funktion der Ausgänge B aus alien Verarbeitungselementen In der in Frage kommenden Reihe. Diese Betriebsart wird dadurch ausgewählt, daß ROUTE = O eingestellt wird. Wenn nach Fig. 4 ROUTE = O, wird ein UND-Glied 41 wirksam gemacht, das ermöglicht, daß die UND-Funktion der Ausgänge ßll und 512 aus den Verarbeitungselementen P£ll und PEU über das ODER-Glied 42 zum /VW-Stift gegeben wird. In ähnlicher Weise wird, wie in Flg. 6 gezeigt, wenn ROUTE = O, ein UND-Glied 61 wirksam gemacht und ermöglicht, daß die UND-Funklionen der Ausgänge £21 und S22 über das ODER-Glied 62 dem W-Stift aufgegeben werden. Somit erscheint die UND-Funktion der Ausgänge der beiden Elemente PfIJ und PEIl in der oberen Reihe der 2x2 Untergruppe auf dem AW-Stift, während die UND-Funktion der Ausgänge der beiden Elemente PEIl, PEIl in der unteren Reihe der Untergruppe am W-Stift erscheint.

Fig. 8 zeigt eine Reihe von Moduleinheiten mit integrierter Schaltung und die Art und Weise, in der ihre Reihenausgangssignale gebildet werden. Weil die Moduleinheiten in abwechselnden Spalten um 180° gedreht sind, sind die Ansprechstifte NW und W der Moduleinheiten in benachbarten Spalten bereits miteinander über die Datenpfade verbunden, die zum Führen von Daten zwischen Moduleinheiten verwendet werden. Das Signal, das auf einem jeden solchen Pfad auftritt, ist die verdrahtete UND-Funktion des Ausgangs der beiden Ansprechstifte, mit denen es verbunden ist, und ist somit die UND-Funktion der ß-Ausgänge aus vier Verarbeitungselementen. Die Ausgänge aus den Schaltungen sind beispielsweise vom Typ »offener Kollektor«, so daß eine solche verdrahtete Logik möglich wird.

Wie In Fig. 8 gezeigt, werden diese UND-Funktionen aus jeder Reihe alle miteinander in UND-Schaltungen 81 verknüpft, und zwar jeweils eine für jede Reihe, so daß die Reihenausgangssignale in der gewünschten Wel"^p erzeugt werden.

Die Drehung der Moduleinheiten mit integrierter Schaltung um 180" In abwechselnd aufeinanderfolgenden Spalten ermöglicht, daß die UND-Verknüpfung von vier Elementen In einer Reihe ohne besondere Verdrahtung außen an der Moduleinheil gebildet wird und

damit die Anzahl von Eingängen in die UND-Schaltungen 81 vermindert. Man hat festgestellt, daß die Verringerung der Komplexität in den UND-Schaltungen die zusätzlichen Inverter (Fig. 2), die für die Drehung um 180° erforderlich sind, mehr als kompensiert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungseinrichtung mit einer Vielzahl von im wesentlichen identischen Moduleinheiten, wobei jede Moduleinheit ein oder mehrere Verarbeitungselemente und eine Vielzahl von Anschlüssen besitzt, die Moduleinheiten miteinander in Reihen und Spalten über Datenpfade zwischen den Anschlüssen verbunden sind, um eine Übertragung von Daten zwischen benachbarten Moduleinheiten in jeder Reihe oder Spalte durchführen zu können, und wenigstens einer der Anschlüsse an jeder Moduleinheit ferner dazu dient, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das mit Ausgangssignalen der anderen Moduleinheiien derselben Reihe verknüpft wird, damit ein Reihenausgangssignal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduleinheiten in abwechselnden Spalten_bei entsprechend wechselnder Steuerung (Rl bzw. Ri) von Übertragungsrichtungen (N, S, E, W) der zwischen benachbarten Moduleinheiten zu übertragenden Daten um 180° gedreht so angeordnet sind (Fig. 2 und Fig. 8), daß in Paaren von Spalten die Anschlüsse (NW, W) die die genannten Ausgangssignale erzeugen, miteinander über die Datenpfade so verbunden sind, daß eine verdrahtete UND-(ODER)-Verknüpfung der Ausgangssignale entsteht.

2. Datenverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale durch offene Kollektorschaltungen erzeugt werden.