(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルで構成され、各セルは一部の隣接セルと接続線を介して接続され、送信元となるセルは送信先となるセルを指定する経路指定情報を順次出力し、該経路指定情報を受信した送信先までの経路上の各セルは受信した経路指定情報に従って接続されている隣接セルを順次選択し、該隣接セルに該経路指定情報を設定する論理回路のメッセージ通信方法において、
送信元となるセルは、通信を行うために使用される通信経路を設定する際には、経路指定情報として半固定通信経路とそれ以外の通信経路とを区別して設定し、
半固定通信経路以外の経路設定が解除された後に送信先のセルと通信を行う際には、送信元のセルから送信先のセルまでの間の上記半固定通信経路情報以外の経路指定情報のみを出力するとともに、メッセージを送信することで、通信経路の設定および通信を行い、
上記通信経路が不要になった時点で、上記半固定通信経路情報以外の経路設定のみを解除することを特徴とするセル間のメッセージ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のセルが接続された回路において、セル間で通信を行う際の通信オーバヘッドを削減するためのセル間のメッセージ通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩ等で実現されている論理回路では、１つ以上のセルで構成される機能ブロック間の通信は、送信元機能ブロックと送信先機能ブロックとの間に静的に構成される信号線を介して行われていた。しかし、送信元と送信先との間に信号線を静的に設定する場合、機能ブロック間の信号線が同一平面上で交差しないようにすることが必要である。
この問題を解決するために、従来提案された方法としては、信号線を配線するリソースである配線面を複数設け、交差する信号線を異なる配線面に配線していた。しかし、この方法では、配線面を増加させることにより機能ブロック間の配線は容易になるが、面数の増加が製造コストを増大させてしまう結果となる。
【０００３】
一方、機能ブロック間での通信頻度が少なければ、必要に応じて通信経路を確保することで充分であるという点に着目し、送信元から送信先を指定する経路指定情報を順次出力し、送信先までの経路上に経路指定情報に従って経路情報を設定することで、通信路を動的に確保する論理回路が提案されている。すなわち、動的に通信経路を確保して通信を行う例としては、例えば特願平９−３３２７３７号明細書および図面に記載の『論理回路の動的な構成方法』、あるいは特願平９−３３４０６４号明細書および図面に記載の『論理回路の機能ブロック間通信方法』がある。これらの通信方法では、ＰＣＡ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｃｅｌｌ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）を基本構成として実現している。
【０００４】
図７は、上記公報に記載の基本構成であるセルの構成図である。
ＰＣＡは、相互に接続された均一なセル４で構成され、各セル４は組み込み部５とプラスティック部６とから構成される。組み込み部５は、予め定義された固定機能からなり、隣接セル４間の組み込み部５と相互に接続されている。プラスティック部６は、セル単位での書き換えが可能なプログラマブル論理であり、隣接したセル４のプラスティック部６と相互に接続されている。組み込み部５を介してプラスティック部６に構成情報を書き込むことにより、プラスティック部６は隣接したセル４との接続を入出力とする論理ゲートや記憶素子として機能する回路となる。従来の再構成可能なハードウェアでは、論理回路の全部ないし一部の書き換えは、プロセッサ等を介して外部から行っていたが、ＰＣＡでは、内部に生成された回路が組み込み部５の機能を用いて自律的にＰＣＡ上の利用されていないセル４の書き換えを行うため、一般のソフトウェアで実現可能なプログラマビリティ（データ構造の変更／追加、命令の書き換え）をＰＣＡ内に閉じて実現することができる。組み込み部５は、複数個の命令に対して予め定義された機能を実行する。例えば、読み出した構成データの前に構成データ入力命令を付加するとともに、末尾に当該組み込み部５に設定されている経路設定命令（Ｅ，Ｗ，Ｓ，Ｎ）または接続オープン命令を付加することで、プラスティック部６からの情報の読み出し、メッセージ通信等が可能になる。
【０００５】
図２は、従来の動的に通信経路を確保して通信を行うための経路決定方法の説明図であり、図３は、図２における機能ブロック１からセル１１に対して送信される経路指定情報およびメッセージのフォーマット図であり、図４は、図２におけるセル１１からセル１２に対して送信される経路指定情報およびメッセージのフォーマット図である。
ＰＣＡ上での書き換えにより生成／削除される単位が、図２の機能ブロック１および機能ブロック２である。いま、機能ブロック１のセル２１から機能ブロックのセル５６までの間に通信経路を確保し、機能ブロック１から機能ブロック２にメッセージを送信する例を説明する。ここで、入力方向からの経路情報が設定されていないセルに経路指定情報‘Ｎ’が入力された場合には、経路指定情報が入力した方向から上側の方向のセルへの経路を選択するとともに、当該入力から上側のセルへの経路を設定して、その経路指定情報を消費する（つまり、‘Ｎ’を取り除く）。同じように、‘Ｅ’の場合には、右側のセル、‘Ｓ’の場合には下側のセル、‘Ｗ’の場合には左側のセルを、それぞれ経路として選択するとともに経路を設定する。セルに設定された経路は、設定された経路上に設定を解除する‘Ｃ’命令が転送されるまで保存され、入力された情報は設定されている経路の方向に転送される。ここで、機能ブロック１のセル２１からは、セル１１に対して図３の左から右の順番で経路指定情報およびメッセージが出力される。セル１１では、セル２１から入力された先頭の経路指定情報が‘Ｓ’であることから、下側のセル（セル１２）への経路が選択／設定されるとともに、その経路指定情報は消費されて、セル１２には図４に示す経路指定情報およびメッセージが転送される。
【０００６】
図２には、セル１３およびセル３６から出力される経路指定情報およびメッセージが、それぞれ８，９で示されている。ここでは、セル１３から下側に２つ転送された後、右側に４つ転送されるとセル５６に到達するので、経路指定情報８は‘ＳＳＥＥＥＥ’であり、またセル３６から右側に１つ転送されるとセル５６に到達するので、経路指定情報９は‘Ｅ’である。このように、各セルで経路情報を使用してメッセージ通信のための通信経路が確保されるとともに、セル５６へ機能ブロック１のメッセージを送信することができる。ここで、図３に示す‘機能ブロック１からのメッセージ’の後に付加されている‘Ｃ’は、経路指定情報により確保した通信経路を解放するための制御に使用される制御情報である。すなわち、各セルは制御情報‘Ｃ’を受信すると、当該セルに設定されている経路の方向に制御情報‘Ｃ’を転送した後、‘Ｃ’を転送するために使用した経路の設定を解除する。この経路を解除するための制御情報‘Ｃ’は、この例のようにメッセージの直後に付加される場合もあるが、機能ブロック１から機能ブロック２に対して複数のメッセージ転送を引き続き行う場合には、制御情報を付加せずに経路を確保しておくことで、通信経路を再度確保するための処理を削減することも可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような使用方法は例外的であって、制御情報‘Ｃ’を付加せずに経路指定情報とメッセージを送信する方法では、通信経路を占有することになるだけでなく、機能ブロックが１つの機能ブロックに対してしかメッセージを送ることができなくなる、という問題がある。
従って、従来の方法では、基本的には通信経路の再利用性を高めるために、メッセージの最後に制御情報‘Ｃ’を付加してメッセージ送信時毎に通信経路の確保／解放を行っていた。このようにメッセージの送信時毎に経路の設定／解除を行う場合には、送信元が出力するメッセージが（経路指定情報）＋（メッセージ本体）＋（‘Ｃ’）となるために、情報Ｘを転送するための時間をＴ（Ｘ）とすると、メッセージを転送するためのスループットは、下式（１）のようになる。
Ｔ（メッセージ本体）／｛Ｔ（経路指定情報）＋Ｔ（メッセージ本体）＋Ｔ（‘Ｃ’）｝              ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
このスループットの低下は、遠隔に配置された機能ブロック間の通信や、メッセージ本体が経路指定情報に比べて小さい場合に顕著となる。さらに、メッセージ本体は経路指定情報に引き続いて送信元から出力されるため、送信元から送信先までの通信遅延時間はメッセージ本体を転送する遅延時間に加えて、経路指定情報を転送する時間分だけ増加することになる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、メッセージの出力に先立って出力する通信経路を設定する情報を大幅に削減して、機能ブロック間の使用可能なスループットを殆んど低下させることなく、通信遅延を小さくすることが可能なセル間のメッセージ通信方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によるセル間のメッセージ通信方法では、機能ブロック間での多くの送信先は不特定多数の機能ブロックではなく、予め限定された機能ブロックに対して行われるという性質を用いて、各機能ブロックで通信を行うために使用される通信経路の共通の経路情報（半固定経路）を予め設定しておき、特定の機能ブロックに対して通信を行う場合には、送信元である機能ブロックから当該機能ブロックへの半固定経路以外（通常）の経路指定情報のみを出力することで通信経路の設定を行い、通信経路が不要になった時点で半固定経路以外（通常）の経路設定のみを解除可能にする。
これにより、通信が完了した後には、送信先に通常の通信経路のみを解除することが可能であり、各機能ブロック間で共通に利用可能な通信経路（半固定経路）の設定は保存されるという効果がある。また、メッセージの出力に先立って出力する通信経路設定のための情報が大幅に削減されるため、機能ブロック間の使用可能なスループットは殆んど低下することなく、通信遅延を小さくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例を示すセル間のメッセージ通信経路を確保する方法の説明図である。
ここでは、機能ブロック１のセル２１から機能ブロック２のセル５６、または機能ブロック３のセル３９との間に通信経路を確保して、機能ブロック１から機能ブロック２または機能ブロック３にメッセージを送信する例を示している。
この例のように、機能ブロック１のメッセージ送信先が機能ブロック２または機能ブロック３のいずれかに限定される場合には、セル２１からセル１５のＮ方向への通信経路、セル２６のＷ方向の入力からセル５６までの通信経路、およびセル１７のＮ方向の入力からセル３９までの通信経路の３つを予め設定しておく。つまり、機能ブロック２と機能ブロック３の両方の共通の通信経路の部分と、機能ブロック２のみの通信経路の部分と、機能ブロック３のみの通信経路の部分の３つに分けて半固定的に設定しておき、転送の都度、共通の通信経路の後にいずれかの通信経路を選択して指定すればよい。このように、予め設定しておく通信経路を他と区別するために、半固定通信経路と呼ぶことにする。機能ブロック１から機能ブロック２にメッセージを送信する場合には、機能ブロック１は経路情報‘Ｅ’に引き続いてメッセージ本体を出力し、その後に半固定通信経路以外の経路設定を解除する制御情報‘Ｘ’を送信する。すなわち、共通の通信経路の後は右側へ転送される機能ブロック２の通信経路を選択するので、‘Ｅ’のみの経路情報でよく、それに続けてメッセージ本体を転送すればよいので、極めて短かい情報でよいことになる。
【００１１】
セル１１では、入力（この場合、セル２１と接続している入力）から経路情報Ｓ方向の出力への半固定通信経路が設定されているので、経路情報は消費されることなく、セル２１が出力したままで次のセル１２に転送される。セル１５の出力までは経路指定情報を含めて同様に転送されるが、セル１６のＮ方向からの入力に対する経路が設定されていないので、Ｎ方向からＥ方向に経路が設定され、経路設定情報‘Ｅ’はこのセルで消費される。セル１６に経路が設定されたことにより、メッセージ本体はセル５６に転送されることになる。メッセージ本体の末尾に付加された制御情報‘Ｘ’は、上述により設定されたセル２１からセル５６までのセルを順次転送され、セル１６に設定されている経路設定のみを解除する。すなわち、セル１６からセル２６までの経路のみが、制御情報‘Ｘ’により解除されることになる。
全く同様にして、機能ブロック１から機能ブロック３にメッセージを送信する場合には、機能ブロック１は経路情報‘Ｓ’に引き続いてメッセージ本体を出力し、その後に半固定通信経路以外の経路設定を解除する制御情報‘Ｘ’を送信すればよい。すなわち、共通の通信経路の後は下側へ転送される機能ブロック３への通信経路を選択するので、‘Ｓ’のみの経路情報でよく、それに続けてメッセージ本体を転送すればよいので、極めて短かい情報でよいことになる。そして、制御情報‘Ｘ’により解除されるのは、半固定通信経路以外のセル１６からセル１７までの経路のみである。
【００１２】
次に、制御情報‘Ｘ’により設定が解除されない半固定通信経路と制御情報‘Ｘ’により解除される経路とを区別するための一方法について説明する。
先ず、半固定通信経路を他の通信経路と区別して設定するための方法としては、経路設定情報‘Ｅ’、‘Ｓ’、‘Ｓ’、‘Ｎ’に対応して、それぞれ‘Ｅ＋’、‘Ｗ＋’、‘Ｓ＋’、‘Ｎ＋’という経路設定情報を追加する方法がある。
各セルに‘Ｅ＋’、‘Ｗ＋’、‘Ｓ＋’、‘Ｎ＋’のいずれかの経路設定情報が入力されると、それぞれ経路設定情報‘Ｅ’、‘Ｗ’、‘Ｓ’、‘Ｎ’が入力された場合と同一の処理を行うとともに、設定された経路情報が半固定通信経路であることを示す状態を設定する。そして、制御情報‘Ｘ’が入力された時には半固定通信経路であることを示す状態が設定されていれば、入力された制御情報‘Ｘ’を設定されている経路の方向に転送する処理のみを行い、半固定通信経路であることを示す状態が設定されていない場合には、制御情報‘Ｃ’が入力された場合と同様の処理を行う。
【００１３】
図５は、図１に示す半固定通信経路をセル２１から設定するためのメッセージのフォーマット図であり、図６は、図１に示す半固定通信経路を機能ブロック１からセル１１に対して送信するためのメッセージのフォーマット図である。
新たに追加した経路指定情報を使用して、図１に示す半固定通信経路をセル２１から設定するためのメッセージは、図５（ａ）（ｂ）に示すようなフォーマットで送信される。（ａ）を出力することにより、機能ブロック１への半固定通信経路が設定され、その後、（ｂ）を出力することにより、機能ブロック３への半固定通信経路が設定される。すなわち、機能ブロック１のセル２１は、設定メッセージ‘Ｓ＋，Ｓ＋，Ｓ＋，Ｓ＋，Ｓ＋，Ｅ，Ｅ＋，Ｅ＋，Ｅ＋，Ｘ’のメッセージを出力することにより、半固定通信経路がセル１１から下側に５つ、セル１６から右側に通常の通信経路が１つ、次にセル２６から右側に半固定通信経路が３つ、それぞれ設定される。次に、制御情報‘Ｘ’によりセル１６の右側だけの通常の通信経路１つが解除される。その後、機能ブロック１のセル２１は、設定メッセージ‘Ｓ，Ｓ＋，Ｓ＋，Ｅ＋，Ｅ＋，Ｘ’のメッセージを出力することにより、通常の通信経路がセル１６から下側に１つ、セル１７から下側に半固定通信経路が２つ、次にセル１８から右側に半固定通信経路が２つ、それぞれ設定される。次に、制御情報‘Ｘ’によりセル１６の下側の通常の通信経路１つのみが解除される。
上述のように設定した半固定通信経路を用いて、機能ブロック１のセル２１は、機能ブロック２および機能ブロック３にメッセージをそれぞれ図６（ａ）（ｂ）に示すように送信する。すなわち、機能ブロック２に対しては、設定メッセージ‘Ｅ’によりセル１６から右側へ通常の通信経路を１つだけ設定した後、半固定通信経路を介してメッセージ本体を送信し、制御情報‘Ｘ’によりセル１６の右側の通常の通信経路１つだけを解除する。さらに、機能ブロック３に対しては、設定メッセージ‘Ｓ’によりセル１６から下側へ通常の通信経路を１つだけ設定した後、半固定通信経路を介してメッセージ本体を送信し、制御情報‘Ｘ’によりセル１６の下側の通常の通信経路１つだけを解除する。
【００１４】
以上のように、機能ブロックへのメッセージ送信のために設定した通信経路の一部を解除することが可能になり、他の機能ブロックへのメッセージ送信のために解除の対象とならなかった通信経路を以後のメッセージ送信の際に利用することが可能になる。これにより、送信元の機能ブロックがメッセージ送信の度に出力する通信経路設定情報の量を削減することが可能になるため、通信経路を設定することによるスループットの低下を削減することができる。なお、実施例では、半固定通信経路を設定するために、各方向毎に経路設定情報を定義したが、“半固定設定”と通常の経路設定情報とを組み合わせて、“半固定設定”が入力されると、その直後の経路設定情報に従って経路を設定するとともに、半固定通信経路であることを示す状態を設定する方法もある。また、半固定通信経路であることを示す状態を複数種類設け、通信経路の使用状況等に応じて選択的に半固定通信経路の解除を行う方法もある。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各機能ブロック間で共通に利用可能な通信経路（半固定経路）を予め設定しておくため、送信元の機能ブロックは送信先への通常の通信経路を設定する経路設定情報のみをメッセージの出力に先立って出力するだけで通信経路の設定が可能になり、通信が完了した後は送信先に通常の通信経路のみを解除することが可能となる。その結果、各機能ブロック間で共通に利用できる通信経路の設定を保存することが可能になるため、メッセージの出力に先立って出力する通信経路設定情報が大幅に削減され、機能ブロック間の使用可能なスループットを殆んど低下させず、かつ通信遅延も小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すセル間のメッセージ通信方法の説明図である。
【図２】従来のセル間のセル間のメッセージ通信方法の説明図である。
【図３】図２における機能ブロック１からセル１１に対して送信される経路指定情報およびメッセージのフォーマット図である。
【図４】図２におけるセル１１からセル１２に対して送信される経路指定情報およびメッセージのフォーマット図である。
【図５】本発明における機能ブロックへの半固定通信経路の設定メッセージのフォーマット図である。
【図６】本発明における機能ブロックからセル１１に対して送信されるメッセージのフォーマット図である。
【図７】ＰＣＡの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１…機能ブロック１、２…機能ブロック２、３…機能ブロック３、
４…セル、５…組み込み部、６…プラスティック部、
７…本発明の経路指定情報とメッセージ内容、
８，９…従来における経路指定情報とメッセージ内容。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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