Brevet FR2511216A1 — publié le 19830211

Ia présente invention concerne un dispositif de traitement de données du type comprenant plusieurs éléments de traitement de données connectés ensemble en une:matrice rectangu Jl aire, telle que chaque élément peut transférer les données à ses quatre voisins les plus proches Des dispositifs de ce genre sont décrits par exemple dans les brevets britanniques NO 1445714, 1536933, 2020457 et 2019620. Un dispositif de ce genre peut facilement être réalisé à partir de plusieurs modules identiques dont chacun contient une sous-matrice des éléments de traite- ment Ces modules peuvent 8 trepar exemple des pastilles de circuits d'intégration poussée, ou des cartes de cir- cuits imprimés sur lesquelles sont montés des composants semi c onduc t e urs. En fait, le nonbre des bornes extérieures néces- saires sur chaque module dépend du nombre des éléments de traitement dans le module Par exempte, si le module contient une sous-matrice de 4 x 4 éléments de traitement il apparatt que seize bornes extérieures (quatre suivant chaque bord de La sous-matrice) sont nécessaires pour connecter Le module aux modules voisins Cela vient en plus des autres bornes qui sont nécessaires, par exemple pour dés signaux de commande, des adresses, des alimenta- tiens, etc. lais le nombre des bornes disponibles sur un type particulier de module est en général strictement limité (par exemple une pastille d'intégration poussée comporte un nombre limité de broches) Cela impose une limite su- périeure au nombre des éléments de traitement qui peuvent être incorporés dans le même module. Te Brevet N O 2 020 457 précité décrit une manière de palier ce problème Ce brevet décrit Lun moyen de re- duire le no-ibre de bornes nécessaires pour la connexion à des sousmatrices voisines en combinant deux bornes voisines sur des bords adjacents de la sous-matrice Par exemple, dans le mode particulier de réalisation décrit dans ce brevet, une seule borne (La borne N Wi) sert à transmettre des données vers Le nord ou vers l'ouest en fonction de La valeur d'un code d'aiguillage D'une façon similaire, une autre borne (la borne SE) transmet les données vers le sud ou vers 1 ' est Cette disposi- tion permet donc d'éconoiiser deux bornes par pastille. Un objet de l'invention est donc de proposer un moyen d'obtenir une plus grande économie sur le nom- bre de bbrnes qui sont nécessaires pour connecter les sous-matrices voisines. Selon un aspect, l'invention concerne donc un module de dispositif de traitement de données comprenant une matrice N x m éléments de traitement, chaque élément de traitement étant connecté à des éléments voisins dans la matrice, et dans lequel des connexions extérieures vers au moins deux des éléments sur un coté de la matrice se partagent des bornes extérieures communes avec un nom- bre égal d'éléments sur un côté voisin de la matrice. Selon un autre aspect de L'invention,un disposi- tif de traitement de données comporte plusieurs éléments de traitement connectés ensemble en une matrice rectangu- laire telle que chaque élément fonctionne pour transférer des données à ces éléments voisins, la matrice étant sub- divisée en plusieurs modules dont chacun contient une sous- matrice de N x N éléments de traitement, dans chaque mo- dule, les connexions vers au moins deux des éléments sur un côté de la sous-matrice se partageant des bornes ex- térieures communes avec un nombre égal d'éléments sur un côté voisin de la sous-matrice, et chaque borne partagée étant connectée extérieurement au module à deux bornes non partagées sur les modules voisins respectifs. D'autres caractéristiqueset avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la-lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se réfé- rant aux dessins annexés sur lesquels: La Figure 1 est une vue globale du dispositif, la Figure 2 représente plus en détail un 'module du dispositif, 2 5 1 1 2 1 6 la Figure 3 représente plus en détail l 'un dos éléments de traitement de données, et la Figure 4 illustre une variante du module. La Fig-ure 1 représente donc un dispositif de traitement de données comprenant plusieurs modules 10, chaque module consistant en une pastille d'intégration poussée Chaque-module comporte trois groupes de bornes 12, 14 et 16 pour effectuer une connexi on avec des mo- dules voisins, chaque groupe comprenant quatre bornes. Il faut noter que les llodules sont représentés sché;nati- quement avec une forme triangulaire, seulementpour la commodité de la représentation; en réa Lité, ils sont norulale;ment disposés dans un bottier normal de circuits d'intégration poussée. Les modules sont connectés ensemble en une mnatrice rectangulaire de rangées et de co Lonnes, comme représen- té Le groupe des bornes 12 de chaque module est connec- té par des circuits de branchement 18 avec le groupe 14 du module voisin dans la direction du Nord, et également avec le groupe 16 du module voisin dans la direction de l'Ouest (les termes "Nord", "Est", "Sud" et "Ouest" sont utilisés dans la présent description simplement pour dé- crire les relations logiques entre L es modules et les éléments et ne doivent pas etre considérés coomme impli- quant une disposition physique particuliere). fa Figure 2 représente plus en détail l un des mo- dules 10 Ce module contient une sus-matrice li 4 xt 4 d'élé- ments de traitement P Chaque élément peut Ltre similaire à celui décritdans les brevets précités et ne sera donc pas décrit en détail Chaque élément (à iexception de ceux qui se trouvent sur les bords de la sous-mtatrice) est connecté à ses quatre voisins les p Lus proches dans les directions du Nord, de l'Este du Sud et de l 'Cuest pour permettra le transfert de données entre eux La di- rection du transfert entre les éléments est gouvernée par un code d'aiguillage qui est diffusé en parallèle à tous les éléments Le code d'aiguillage consiste en d ux bits, dont la signification est la suivante: Code d'aiguillage Direction 0 O Nord 01 Est 10 Sud 11 Ouest Comme le montre la Figure 3, chaque élénent P con- tient un élément de traitement 28 et un multiplexeur 20 à quatre entrées 0, 1, 2, 3 connectées pour recevoir des données des quatre éléments voisins, respectivement dans la direction du Sud, de l'Ouest, du Nord et de l'Est. Le multiplexaur 20 est commandé par le code d'aiguillage sur la ligne 30, de manière qu'il sélectionne l'une de ses quatre entrées en fonction de la valeur binaire du code et des données de sortie vers l'élément de traitement 28 Par exemple, si le code d'aiguillage est 00, l'entrée 0 est sélectionnée de sorte que chaque élément reçoitdes données de son voisin du sud IL en résulte une cir- culation de données vers le Nord. L'éLément de traitement 28 émet des données sur la connexion 32 vers l'une des entrées de chacun de ses élé- ments voisins Lorsque les connexions transmettent des sig- naux dans les deux sens, une porte est incluse entre chaque connexibn bidirectionnelle et la sortie de l'élément de traitement Une porte de ce genre est représentée à titre d'exemple en 34 à la sortie d'une connexion dirigée vers l'Est Cette porte est commandée par les signaux de code d'aigui Llage sur une ligne 36 de manière qu'elle ne soit active que pour décaler les données dans une direction vers l'Est. En général, les connexions entre des éléments P d'un nodule 10 peuvent être constituées par deux connexions unidirectionnelles, auquel cas les portes 34 ne sont pas prévues dans ces connexions entre les éléments P Si des connexions bidirectionnelles sont prévues entre les élé- ments P, des portes 341 sont prévues à chaque sortie de l'élément de traitement Les connexions entre les modules 1 1216 sont bidirectionnelleset par conséquent, des portes 34 sont prévues entre les sorties des éléments P sur' les bords du module et les bornes 12, 14 et 16 reliées aux connexions 18 bidirectionnelles entre des modules. Pour en revenir à la figure 2, les quatre élé- mnents P sur le cÈté Est de la sous-matrice sont connec- tés respectivement aux bornes 16 tandis que ceux qui sont sur le bord Sud sont connectés respectivement aux bornes 14 Les bornes des cotés Nord et Ouest de la sous- matrice sont connectées respectivement anux bornes 12 par un groupe de quatre commutateurs bilatéraux 22. L Tes commutateurs 22 ont deux états, commandés par le second bit du code d'aiguillage Lorsque le code d'aiguillage représente le Nord ou le Sud (c'est-à-dire le second bit -O 0), les commutateurs connectent les bor- nes 12 au côté Nord de la sous-matrice Inversement, quand le code d'aiguillage représente L'Ouest ou l'Est (second bit = 1) les commutateurs connectent les bornes 12 au c 8 té Ouest. Les commutateurs 22 sont représentés symboli- quement comme des commutateurs mécaniques mais en pra- tique, ils sont des commutateurs électroniques réalisés d'une manière courante avec des composants logiques con- nus. Ainsi par exemple, quand le code d'aiguillbge est O (représentant le "Nord"), les données sont déca- lées de chaque élément vers son voisin Nord dans la même sous-matrice De plus, les données sont décalées à partir des éléments dans le bord Nord de chaque sous-matrice par les commutateurs 22, les bornes 12 et les oircuits de branchement 18 vers les bornes 14 du module voisin dans la direction du Nord Les multiplexeurs 20 dans les éléments sur le bord Sud du mnodule voisin sont régléspour accepter ces données. Il apparatt que le groupe de bornes 12 est ef- fectivement partagé entre les quatre éléments sur'le bord Nord de la sousmatrice et les quatre éléments sur le 11216 bord Ouest Cela réduit le nombre des bornes nécessaires pour la connexion avec les modules voisins de seize à douze Ce partage des bornes nécessite des connexions de branchement lq entre les modules de sorte que chaque con- nexion de branchement relie ensemble trois bornes de modules différents Hais il n'y a aucune ambi A Lidté sur la direc- tion dans laquelle les données doivent circuler car à un instant donné, une seule des trois bornes transmet des données et une seule en reçoit. Dans Le dispositif décrit ci-dessus, chacun des modules l O est une pastille d'intégration poussée tais dans une variante de réalisation, chaque module peut consister en une carte de circuits imprimés sur laquelle sont montés des composants de circuits intégrés formant les éléments de traitement P et les commutateurs 22 Dans ce cas, les éléments de traitement P peuvent être réalisés de la ma- nière décrite dans le Brebet n O 2 020 457 précité, selon lequel quatre éléments de traitement sont incorporés dans une même pastille d'intégration poussée. La Figure 4 représente un module contenant quatre pastilles 24 de ce genre Comme Le montre la figure, chaque pastille comporte six bornes au lieu des huit qui seraient normalement nécessaires pour une pastille de ce genre Ce résultat est obtenu en combinant la fonction des deux bornes en une simple broche Nord -Ouest Nil et en combinant de façon similaire les fonctions de deux autres bornes en une simp Le broche Sud Ouest S If La manière dont cela est fait est décribe plus en détail dans le brevet pré- cité. Le module comporte également un groupe de quatre commutateurs 26, de fonction équivalente à celle des commutateurs 22 de la Figure 2, bien que, dans ce cas, les commutateurs 26 consistent en des composants séparés montés sur la carte de circuits imprimés tandis que selon la figure 2, les commutateurs sont incorporés sur la même pastille que les éléments de traitement. Les connexions entre les éléments de traitement et entre les commnutateurs 26 et les bords de la sous-matrice des éléments de traitement sont équivalentes à celles re- présentées sur la Figure 2 Il faut noter que la broche NM de la pastille Nord-Ouest est connectée à deux commu- tateurs 26 différents car cette broche est partagée et par conséquent, e Lle se comnporte à la fois comme une bro- che sur le bord Nord de la sous-mtatrice et au Sud comme une borne sur le bord Ouest, Lien entendu, diverses modifications peuvenlt tre apportées par l'hommne de l'art aux modes de réalisation décrits et illustrés à titre d'exemples nullement Lim:i ta- tifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Module de dispositif de traitement de données coo:prenant une matrice de N x N éléments de traitement, chaque élément de traitement étant connectée aux éléments voisins dans la matrice, caractérisé en ce que des con- nexions extérieures vers au moins deux des éléments (P) sur un côté de la matrice se partagent des bornes extérieu- res communes ( 12) avec un nombre égal d'éléments (P) sur un côté voisin de la matrice. 2 Dispositif de traitement de données comprenant plusieurs éléments de traitement connectés ensemble en une matrice rectangulaire telle que chaque élément transfère des données à ses éléments voisins, la matrice étant sub- divisée en plusieurs modules dont chacun contient une sous- matrice N x N d'éléments de traitement, caractérisé en ce qu'au moins deux des éléments(P) sur un côté de la sous- matrice se partagent en commun des bornes extérieures ( 12) avec un nombre égal d'éléments (P) sur un côté voisin de la sous-matrice et en ce que chaque borne partagée ( 12) est connectée extérieurement au module (b O) à deux bornes ( 14, 16) non partagées de modules voisins respectifs (l O). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que les bornes extérieures partagées ( 12) sont connectées par des commutateurs ( 26) aux éléments de traite- ment (P) sur les bords voisins de la sous-mlatrice, les com- mutateurs ( 26) ayant pour fonction d'établir un circuit pour des données, sélectivement vers Les éléments (P) sur un côté et les éléments (P) sur le côté voisin. 4 Dispositif seion la revendication 3, caractéri- sé en ce que les éléments de traitement (P) et les commuta- teurs ( 26) sont constitués par un circuit intégré. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisé en ce que chaque élément de trai- tement (P) comporte un multiplexeur ( 20) destiné à sélec- tionner une entrée de données à partir de l'un sélectionné des éléments voisins (P). 6 Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 2 à 5, caractérisé en ce que les connexions entre les éléments de traitement (P) ont pour fonction de transmettre les données dans un sens et dans l'autre, des portes ( 34) étant prévues pour per:iettre la trans mission des données seulement dans une sélectionée des directions.