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ネットワークシステムおよびネットワークシステムにおける電源制御方法

国内特許コード P110002027
整理番号 S2008-0676-N0
掲載日 2011年3月28日
出願番号 特願2008-181408
公開番号 特開2010-020598
登録番号 特許第5294449号
出願日 平成20年7月11日(2008.7.11)
公開日 平成22年1月28日(2010.1.28)
登録日 平成25年6月21日(2013.6.21)
発明者
  • 西川 博昭
  • 岩田 誠
  • 石井 啓之
出願人
  • 国立大学法人 筑波大学
  • 学校法人東海大学
  • 高知県公立大学法人
発明の名称 ネットワークシステムおよびネットワークシステムにおける電源制御方法
発明の概要 【課題】情報流通環境を低消費電力化すること。
【解決手段】データ駆動型プロセッサ(2)の各パイプラインステージ(11)に設けられ且つパケットの流れの上流側および下流側のパイプラインステージ(11)の状態に応じてパケットの転送を制御するデータ転送制御回路(14a)であって、前記各パイプラインステージ(11)に対して電源を供給する電源供給線(16)による電源供給及び供給停止の切り替えを行う切り替え素子(16d)に対して、前記下流側のパイプラインステージ(11)に電源が必要ない場合に、前記切り替え素子(16d)を制御して下流側のパイプラインステージ(11)への電源供給を停止する前記データ転送制御回路(14a)と、を有する端末(T1~T4)どうしの通信により形成される自律分散型通信網(N)を備えたネットワークシステム(S)。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来の計算機において、高速で並列処理が可能なデータ駆動型プロセッサの開発が行われている。前記データ駆動型プロセッサ(Data-Driven Processor)は、プログラム中のすべての命令について、必要な入力データがすべて揃った時点で実行可能とするデータ駆動原理に基づいて、作成されている。
このようなデータ駆動原理を使用した技術として、下記の特許文献1,2記載の技術が従来公知である。



特許文献1(特開2004-13602号公報)には、データ駆動プロセッサが複数のプロセッシングエレメント(PE)を有し、各プロセッシングエレメント(PE)にデータが分割されたパケットが入力される構成が記載されている。特許文献1記載の構成では、プロセッシングエレメント(PE)が、発火制御部(FC)、関数処理部(FP)、プログラム記憶部(PS)等を有し、入力されてくるパケットに基づいて発火制御部(FC:Firing Control)において全てのパケットを受信してデータが揃ったか否か判別される。そして、全てのパケットが揃うと発火条件が成立したとして、発火制御部(FC)から関数処理部(FP:Functional Processor)にパケットが送信されて演算が行われ、その結果がプログラム記憶部(PS:Program Storage)に送信される。プログラム記憶部(PS)は、送信されたデータと、命令メモリ(IM)に指定された新たな命令とに応じて、新たな命令に応じたパケットを生成し、指定された宛先である別のプロセッシングエレメント(PE)に、パケット送信する。



また、特許文献1には、各プロセッシングエレメント(PE)が、自己同期式エラスティックパイプラインによるスーパーパイプライン構造を有することが記載されている。すなわち、プロセッシングエレメント(PE)内の発火制御部(FC)、関数処理部(FP)、プログラム記憶部(PS)等の各機能ブロックが、複数のパイプラインステージで構成されている。そして、各パイプラインステージが、パケットを保持するデータラッチ(DL:Data Latch)、保持されたパケットを処理する論理回路(LC:Logic Circuit)、及び、データラッチへの同期信号(クロック信号、トリガー信号)を供給する自己同期式転送制御機構(STCM:Self-timed Transfer Control Mechanism)とを備えている。そして、各パイプラインステージにおいて、パケットの流れの上流側および下流側のパイプラインステージの状態(データが空、または、データ処理中)に応じて、自律的にパケットの転送タイミングが決定されている。



特許文献2(特開2005-108086号公報)には、データ駆動型プロセッサに関する技術が記載されている。特許文献2記載の発明では、第1スイッチ(SW1)で接続された各プロセッシングエレメント(PE)において、データ依存関係に基づいて命令が発行されて並列処理されるデータ駆動パケットと、プログラムカウンタに基づいて逐次的に命令発行されて逐次処理される制御駆動パケットとが同一のパイプライン上で処理可能構成が記載されている。



特許文献2記載の各プロセッシングエレメント(PE)は、入力パケットに基づいて命令をフェッチする命令フェッチ部(IF:Instruction Fetch)と、命令フェッチ部(IF)でフェッチされて発行された命令をデコードする命令デコード部(ID:Instruction Decode)と、命令デコード部(ID)から出力された命令を分岐させる第2スイッチ(SW2)と、第2スイッチ(SW2)から送信されたパケットに基づいて発火条件を判別する発火制御部(FC)と、発火条件が成立した場合に発火制御部(FC)から送信されたパケットに基づいて命令を実行(数値の計算や、メモリの読み書き、アドレス・分岐先の計算等)する実行ユニット(EX:Execution)と、実行ユニット(EX)で処理された命令が分岐の計算等の制御駆動命令である場合にレジスター(REG)への書き込みを実行するライトバック部(WB:Write Back)と、を有している。



【特許文献1】
特開2004-13602号公報(「0019」~「0035」)
【特許文献2】
特開2005-108086号公報(「0025」~「0057」)

産業上の利用分野


本発明は、データ駆動型プロセッサを使用したネットワークシステムおよび前記ネットワークシステムにおける電源制御方式に関し、特に、低消費電力化されたネットワークおよびネットワークシステムにおける電源制御方式に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
処理されるデータが分割されたパケットが全て受信されたか否かを判別することにより発火条件が成立したか否かを判別する発火制御部と、前記発火条件が成立した場合に前記発火制御部から送信されたデータに応じた処理を実行するデータ処理部と、を少なくとも有するデータ駆動型プロセッサと、
前記発火制御部およびデータ処理部により構成された複数のパイプラインステージであって、受信したパケットを保持するデータラッチと、データラッチから送信されたパケットを処理する論理回路とを有する前記各パイプラインステージと、
各パイプラインステージに設けられ且つパケットの流れの上流側および下流側のパイプラインステージの状態に応じてパケットの転送を制御するデータ転送制御回路であって、前記各パイプラインステージに対して駆動電力を供給する電源供給線に設けられて前記電源供給線による駆動電力供給及び供給停止の切り替えを行う切り替え素子に対して、前記下流側のパイプラインステージに電源が必要ない場合に、前記切り替え素子を制御して下流側のパイプラインステージへの駆動電力供給を停止する前記データ転送制御回路であって、下流側のパイプラインステージの論理回路で処理が行われる場合に前記切り替え素子を制御して下流側のパイプラインステージに対して駆動電力を供給すると共に、下流側のパイプラインステージの論理回路で処理が行われておらず且つデータラッチでデータが保持されている場合に前記切り替え素子を制御して下流側のパイプラインステージに対して前記駆動電力よりも小さいデータ保持用電力を供給する前記データ転送制御回路と、
を有する端末相互間の自律分散型通信を介して情報が送受信されることを特徴とするネットワークシステム。

【請求項2】
前記論理回路における処理負荷に基づいて、前記駆動電力の電圧を変化させることにより、前記論理回路の処理速度と消費電力を変化させることを特徴とする請求項1に記載のネットワークシステム。

【請求項3】
前記パイプラインステージがCMOS回路で構成されており、前記論理回路における処理負荷に基づいて、前記駆動電力の電圧と、パイプラインステージを構成するCMOSトランジスタの基板バイアス電圧を変化させることにより、前記論理回路の処理速度と消費電力を変化させることを特徴とする請求項1または2に記載のネットワークシステム。

【請求項4】
端末間の通信を無線通信で行うことを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載のネットワークシステム。

【請求項5】
処理されるデータが分割されたパケットが全て受信されたか否かを判別することにより発火条件が成立したか否かを判別する発火制御部と、前記発火条件が成立した場合に前記発火制御部から送信されたデータに応じた処理を実行するデータ処理部と、を少なくとも有するデータ駆動型プロセッサと、
前記発火制御部およびデータ処理部により構成された複数のパイプラインステージであって、受信したパケットを保持するデータラッチと、データラッチから送信されたパケットを処理する論理回路とを有する前記各パイプラインステージと、
を有する端末相互間の自律分散型通信を介して情報が送受信されることを特徴とするネットワークシステムにおける電源制御方法であって、
各パイプラインステージの状態に基づいて、各パイプラインステージに電源が必要ない場合に、パイプラインステージへの電源供給を停止すると共に、下流側のパイプラインステージの論理回路で処理が行われる場合に下流側のパイプラインステージに対して駆動電力を供給すると共に、下流側のパイプラインステージの論理回路で処理が行われておらず且つデータラッチでデータが保持されている場合に下流側のパイプラインステージに対して前記駆動電力よりも小さいデータ保持用電力を供給することを特徴とするネットワークシステムにおける電源制御方法。

【請求項6】
記論理回路における処理負荷に応じて前記パイプラインステージに供給する駆動電力の電圧を変化させることを特徴とする請求項5に記載のネットワークシステムにおける電源制御方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008181408thum.jpg
出願権利状態 登録
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