(57)【要約】  コンピュータ・アレイ（１０）は、複数のコンピュータ（１２）を備える。複数のコンピュータ（１２）は、１つの大きなタスクを実行する。この１つの大きなタスクは、小さなタスクに分割される。小さなタスクそれぞれは、１若しくはそれ以上のコンピュータ（１２）に割り当てられる。各コンピュータ（１２）は、特定の機能を発揮するように形成される。個別の入力／出力回路（２６）は、外部コンピュータ（１２）に接続し、特定の入力／出力機能を発揮する。一実施例において、２５個のコンピュータ（１２）がコンピュータ・アレイ（１０）内で配列される。この実施形態は、中央集中コンピューテーショナル・コアと基台縁部近傍に配されるコンピュータを備える。基台縁部のコンピュータは入力及び／又は出力機能を司る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンピュータと、
該コンピュータに接続する複数のデータパスを備え、
前記複数のコンピュータのうち少なくともいくつかが他のコンピュータに割り当てられたタスクと異なるタスクを割り当てられることを特徴とするコンピュータ・アレイ。
【請求項２】
前記複数のコンピュータそれぞれが他のコンピュータに割り当てられるタスクと異なるタスクが割り当てられることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項３】
前記複数のコンピュータのうち少なくともいくつかが特定の入力機能を備えることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項４】
前記複数のコンピュータのうち少なくともいくつかが特定の出力機能を備えることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項５】
前記コンピュータ間の通信が非同期式であることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項６】
前記コンピュータ間の通信が、並列データラインを介して行われることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項７】
前記複数のコンピュータそれぞれが配線接続され、前記複数のコンピュータのうち少なくとも３つのコンピュータと通信可能であることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項８】
前記複数のコンピュータの総数が２５であることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項９】
前記複数のコンピュータが縦５横５の行列状に物理的に整列して配されることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項１０】
前記複数のコンピュータが縦６横４の行列状に物理的に整列して配されることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項１１】
前記行列状に配されたコンピュータの配列において、縦方向に整列するコンピュータの数と横方向に整列するコンピュータの数が等しいことを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項１２】
前記複数のコンピュータのうち少なくとも１つが外部メモリ源に直接通信可能であることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項１３】
前記複数のコンピュータのうち少なくとも１つが、外部メモリ源から前記複数のコンピュータのうち少なくともいくつかにデータを通信可能であることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項１４】
複数のコンピュータを用意する段階と、
該複数のコンピュータのうち少なくともいくつかに異なるタスクを割り当てる段階を備えることを特徴とするコンピュータ化されたジョブを実行する方法。
【請求項１５】
前記複数のコンピュータのうち少なくとも１つが、フラッシュメモリに通信することを割り当てられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記複数のコンピュータのうち少なくとも１つが、ランダムアクセスメモリに通信することを割り当てられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のコンピュータのうち少なくとも１つが、入力／出力機能を発揮することを割り当てられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記複数のコンピュータのうち１つが、残りのコンピュータに機能割り当てを発信することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
複数のコンピュータと、
該複数のコンピュータ間の複数のデータ接続を備え、
前記複数のコンピュータのうち少なくともいくつかが、異なる機能を発揮するようにプログラムされることを特徴とするコンピュータ・アレイ。
【請求項２０】
前記異なる機能が協働して１つのタスクを実行することを特徴とする請求項１９記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項２１】
前記機能それぞれが、前記コンピュータ・アレイが初期化されたときに各コンピュータにプログラムされることを特徴とする請求項１９記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項２２】
前記コンピュータ間の通信が非同期式であることを特徴とする請求項１９記載のコンピュータ・アレイ。
【請求項２３】
複数のコンピュータを用いて１つのタスクを実行する方法であって、
１つのタスクを複数のオペレーション要素に分割するとともに、複数のオペレーション要素それぞれを前記複数のコンピュータのうち１つに割り当てる段階と、
前記複数のコンピュータのうち少なくともいくつかに対して、前記オペレーション要素それぞれを実行するようにプログラムする段階を備えることを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記オペレーション要素が、全地球測位システムレシーバとして機能するために用いられるオペレーションであることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記タスク開始前に、前記コンピュータが各オペレーション要素を実行するようにプログラムする段階を備えることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
前記複数のコンピュータがコンピュータ・アレイ内に配列されることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ並びにコンピュータ・プロセッサの技術分野に関連する。より詳しくは、コンピュータを互いに接続し、結合されたコンピュータの全体的な処理速度並びに効率を最適化する方法並びに手段に関する。本発明に係るコンピュータ・アレイの主要な使用形態は、単一のマイクロチップ上に多数のコンピュータを組み合わせるものである。この形態において、複数のコンピュータが協働して、統合された１つのオブジェクトの実行を好適に行う。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ技術の分野において、処理速度は非常に重要な品質項目である。そして、より処理速度が速いコンピュータ及びプロセッサを作り出すことへの研究は、今も尚継続している。現在の技術水準において、達成しうる処理速度の最大値には限界がある。したがって、多数のプロセッサ或いは多数のコンピュータを利用して演算速度を向上させる試みがなされている。複数のコンピュータ・プロセッサ若しくはコンピュータを互いに接続させてタスク或いは計算を分割する技術は、本技術分野において公知である。このような技術によれば、タスク実行に費やす時間量を最小限化可能となる。この一例として、マルチスレッディング・アプリケーションを挙げることができる。マルチスレッディング・アプリケーションにおいて、異なるプログラム・スレッドが異なるプロセッサ上で演算される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の如く、コンピュータ処理の演算速度を向上させることは望ましいものであるが、従来技術において、多数のコンピュータの演算性能を実行するための最適化した処理速度をもたらす方法或いは装置は存在していない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、コンピュータ処理速度を向上させる装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、大きなコンピュータ処理能力を廉価に提供する装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、多数のコンピュータから構成されるコンピュータ・アレイの演算速度を向上させる装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、コンピュータによる大量のタスク処理を実行する装置及び方法を提供することである。
【０００５】
本発明の一実施形態として、コンピュータ・アレイが提供される。コンピュータ・アレイ中の各コンピュータはそれぞれメモリを備え、独立してコンピュータとしての機能を発揮する能力を備える。デジタル無線、デジタル・ステレオ・プリアンプ、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）受信ユニット、トランシーバ、音声認識装置或いは他の多くのこのような機能の実装といったタスクは、複数のサブオペレーションに分割され、各サブオペレーションはアレイのオペレーションの初期化をする際に、複数のコンピュータのうち１つに割り当てられる。
【０００６】
本明細書中で説明される本発明の実施形態において、コンピュータ・アレイは１つのダイ（半導体本体）上で実装される。ダイの縁部近傍に配される複数のコンピュータのうち少なくともいくつかのコンピュータは入力及び出力タスクを実行可能である。コンピュータ間の接続は、デバイスの実装を比較的単純化できるように設計される一方で、アレイを横切って通信するのに必要な「ホップ」数を最小限化している。
本明細書中で説明される実施形態において、コンピュータは縦５横５の行列状に配列される。各コンピュータは隣接する３つのコンピュータに直接的に接続する。この接続は並列接続である。尚、他の種類の接続及び他の接続数も本発明の要旨に含まれる。
【０００７】
別個のタスクを各コンピュータに割り当てることは、いくつかの若しくは全てのコンピュータに対して、多少のアイドルタイムを生じさせることとなるが、複雑性の排除並びに配列の固有の効率は、このようなアイドルタイムにより生ずる非効率性を補填するばかりか、タスク実行に係る全体の処理速度並びに簡便さを大きく向上させることとなることを、本発明者は見出した。
【０００８】
これらの目的及び他の目的並びに本発明の優位点は、本発明の実施形態に関する説明を参照することで当業者には容易に理解可能となる。また、産業上の利用可能性についても以下のいくつかの図面並びに説明で明確となる。以下に示される本発明の目的並びに利点は、本発明が潜在的に備える全ての利点を包括的に示すものではない。更に、１若しくはそれ以上の対象とする目的及び／又は利点が、特定の用途において存していなくても或いは要求されていなくても、本発明を実施することは可能である。
【０００９】
更に、本発明の様々な実施形態が、１若しくはそれ以上の説明される目的及び／又は利点（必ずしも全ての目的・利点という意味ではない）を達成することを当業者は以下の説明を参照することで理解可能となる。したがって、本明細書中で説明される目的及び／又は利点は、本発明の必須の構成ではなく、本発明を限定するものと解釈すべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明について、以下に図面を参照しつつ説明する。図面中、発明を構成する同一の要素若しくは同様の要素には同様の符号が付されている。本発明に関して、本発明の目的を達成するための形態の面から説明がなされるが、本発明の要旨或いは技術的範囲を逸脱することなしに、本明細書中の記載事項に基づいて様々な変更形態を構築することは可能である。本発明の方法に関する発明は、１若しくはそれ以上の機械式に読み取り可能なデータ蓄積デバイスを組み合わせることにより、実施される。このデータ蓄積デバイスは、コードを備える。そして、本発明は、適切な標準的なコンピュータ・ハードウェアを用いて、コンピュータ・ハードウェア内部に格納されたコードを実行する。
【００１１】
本明細書中で説明され、図面中に示される本発明の実施形態並びに変更形態は、単なる一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。特に記載しない限り、本発明の個々の特徴及び要素は、省略することができ或いは変更することができる。若しくは、他の既知の均等物を本発明の個々の特徴及び要素として用いることもできる。更には、将来的に開発された未知の代替物や将来的に発見された代替物を本発明の個々の特徴及び要素として利用可能となる。本発明の潜在的用途は非常に幅広く、また、本発明が多様な変更形態に対して適用可能であることから、本明細書に添付の請求の範囲に記載された本発明の要旨及び技術的範囲内において、本発明を様々な形態に変更可能である。
【００１２】
本明細書中において説明される本発明の実施形態は、個別のコンピュータからなるアレイである。本発明に係るコンピュータ・アレイは、図１にダイアグラムとして示される。図１においてコンピュータ・アレイ全体を現わす符号として「１０」が付されている。
コンピュータ・アレイ（１０）は、複数のコンピュータ（１２）を備える（図示例においては、２５個のコンピュータである）。また、図示例において、全てのコンピュータ（１２）が、単一のダイ（１４）上に配されている。本発明においては、各コンピュータ（１２）は、総じて、独立して機能するコンピュータであり、このことは、以下に詳述される。
コンピュータ（１２）は、複数の相互接続データライン（１６）により相互接続される（相互接続データライン（１６）の数については、以下に詳述される）。図示例においては、データライン（１６）は、非同期式の高速並列データラインであるが、他の相互接続手段（例えば、シリアルデータライン）を目的に応じて使用することも本発明の要旨の範囲である。コンピュータ・アレイ（１０）の本実施形態は、コンピュータ（１２）間のデータ通信が非同期式に行われるだけでなく、個々のコンピュータ（１２）が非同期モードで作動する。このことは、本発明にとっての必要な構成というべきものではないが、重要な有利な効果をもたらすものと考えられる。例えば、クロックシグナルがコンピュータ・アレイ（１２）全体に分配される必要がないので、大量の電力を節約することができる。当業者であれば、このことが重要な有利な点であることは理解可能である。更に、クロックシグナルを分配する必要がないことは、コンピュータ・アレイ（１２）の大きさを制限し、或いは、他の既知の困難性を招来する多くのタイミング問題を取り除く。
【００１３】
図１は、コンピュータ（１２）の配置に関するダイアグラムを示すことを意図したものではないが、図１は、コンピュータ（１２）の可能な相互接続の例を示している。図１に示す例において、一のコンピュータ（１２）は、隣接する他の３つのコンピュータ（１２）に接続し、この接続は、３つのデータライン（１６）により行われる。このデータライン（１６）の数は適切なものであると考えられる。なぜなら、ダイ（１４）上の金属層の必要量を最小限化するとともに十分なデータパスを確保できるためである。このデータパスにおいて、コンピュータ・アレイ（１０）の周縁を構成するコンピュータ（１２）のうち１つから、コンピュータ・アレイ（１０）内部を構成するほとんどのコンピュータ（１２）に通信する際に、最小のホップ数が必要とされる。ここで、「ホップ」との用語は、シグナルがコンピュータ（１２）のうち１つから他のもう１つのコンピュータ（１２）に移動するために横切る必要があるコンピュータ間の接続或いは移送手段を意味する。
【００１４】
図１にはフラッシュメモリ（１８）並びにＲＡＭ（２０）が示される。図示例において、フラッシュメモリ（１８）及びＲＡＭ（２０）は、外部メモリである。外部メモリとは、ダイ（１４）上に存しないメモリを意味する。しかしながら、フラッシュメモリ（１８）及びＲＡＭ（２０）のうちいずれか若しくは両方がダイ（１４）上に配される形態も十分に考えられることであり、この形態も本発明の要旨に含まれるものである。
フラッシュメモリ（１８）は、電源投入時にコンピュータ（１２）内に初期プログラムをロードするために用いられる。ＲＡＭ（２０）は従来技術と同様の形態で用いられる。
メモリコントローラ・コンピュータ（１２ａ）は、フラッシュメモリ（１８）及びＲＡＭ（２０）内のメモリへのアクセスを制御する。本明細書において説明される実施形態は、フラッシュメモリ（１８）がシリアルデータライン（２２）を用いてデータをメモリコントローラ・コンピュータ（１２ａ）に移送する。その一方で、ＲＡＭ（２０）が並列データバス（２４）を利用する。なぜなら、ＲＡＭ（２０）への接続が可能な限り速くなされることが望ましいためである。
【００１５】
メモリコントローラ・コンピュータ（１２ａ）の実施形態は、本発明の重要な特徴として説明される。一方で、本発明によれば、いくつかのコンピュータ（１２）は、互いに全く同一若しくは基本的に同一の構成を備えており、コンピュータ（１２）それぞれは、全く別個の異なる機能を発揮することとなる。本発明によれば、複数のコンピュータ（１２）は、その構造、回路及び設計において基本的に同一のコンピュータである。そして、作動特性も基本的に同一である。動作面からもたらされる若干の相違の例に関しては、本明細書中で説明される。しかしながら、本発明のコンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）は、全て基本的に同一のコンピュータからなるアレイである。言い換えれば、本発明のコンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）は、コンピュータの異種アレイというよりはむしろ同種アレイというべきものである。本発明のコンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）に用いられるコンピュータは、最初から異なる機能を発揮するように設計される。本発明の同種アレイ（１０，１０ａ）を構成するコンピュータ（１２）は基本的に全て同一であり、少数の追加の回路を追加することにより、特定の目的を達成するために用いられる。この形態に関しては、以下に詳述されることとなる。本発明の同種アレイの多くに共通する有利な点は汎用性が高いことである。本発明によれば、コンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）は非常に多くの異なる目的に使用される。更に、もしある実施形態が特定の目的に必要とされる場合若しくは望ましい場合、そのような変更形態は、装置製造工程において容易に作り出すことができる。
【００１６】
メモリコントローラ・コンピュータ（１２ａ）は、割り当てられた機能を実行するコンピュータ（１２）のうちの１つの例にすぎない。図１に示す如く、メモリコントローラ・コンピュータ（１２ａ）が、上述した３つのデータラインよりも多くのデータライン（１６）を備え、メモリコントローラ・コンピュータ（１２ａ）と残りのコンピュータ（１２）を接続することは有益である。
【００１７】
上記説明において簡潔に述べたように、コンピュータ・アレイ（１０）中の多くのコンピュータ（１２）は異なる機能を備える。したがって、ダイ（１４）の縁部近傍のコンピュータ（１２）が入力／出力機能を備えることは非常に有益である。なぜなら、もしこれらのコンピュータ（１２）がダイ（１４）の縁部に配されているならば、これらの外部コンピュータ（１２）から所望のピンへの接続が容易となるからである。内部コンピュータ（１２）（これらは、コンピュータ・アレイ（１０）の外側に存しないコンピュータを意味する）は、それ故、演算機能及び制御機能或いは入力／出力能力をほとんど要求しない他の機能を発揮するために用いられる。図１に示す如く、複数の入力／出力回路（２６）が対応するコンピュータ（１２）に接続し、入力／出力機能をもたらす。このことに関しては、以下に詳述される。様々な入力／出力回路（２６）は、入力／出力回路（２６）が担う役割それぞれに応じて、それぞれ異なるものとすることができるので、入力／出力回路に対して符号「２６ａ」乃至「２６ｐ」が付されている。
【００１８】
図２は、図１に示すコンピュータ（１２）のうち１つの一例を示すブロックダイアグラムである。図２に示す如く、コンピュータ（１２）は、プロセッサ（２８）、ＲＯＭ（３０）及びＲＡＭ（３２）を備える。上述の如く、コンピュータ（１２）はそれ故、割り当てられた機能を実行する能力を備える。割り当てられる機能は、コンピュータ・アレイ（１０）（図１参照）中の他の全てのコンピュータから独立した機能である。
【００１９】
図３は、コンピュータ・アレイ（１０ａ）の一実施形態を示すダイアグラム図であり、本発明のコンピュータ・アレイ（１０ａ）において適用可能なコンピュータ（１２）の配置を示す。図３に示すコンピュータ・アレイ（１０ａ）の実施形態は、図１に示すコンピュータ・アレイ（１０）の第１の実施形態とは、コンピュータ（１２）の配置の点で相違する。このことについては、以下に詳述される。図１に関連したものと同様に、図３に示す図は、配置図として理解されることを意図したものではなく、それ故、コンピュータ（１２）の必要な物理的配置位置を意味するものではない。しかしながら、図３に示す実施形態は、縦に５つのコンピュータ（１２）、横に５つのコンピュータ（１２）を整列させたコンピュータ（１２）の配列が、本発明のコンピュータ（１２）の配列として利用可能であることを示している。
この配置形態において、コンピュータ・アレイ（１０ａ）内に深く埋設されるコンピュータ（１２）の数はさほど多くはない。そして、２，３以上のホップが外部コンピュータ（１２）のうち１つから、他のコンピュータ（１２）を経由して、内部コンピュータ（１２）のうち１つにデータを中継するのに必要とされる。更に、２５というコンピュータ（１２）の台数は、ダイ（１４）上の利用可能なスペースを最大限利用するのに適切である。２５台のコンピュータ全てを必要としない多くの利用形態においても、ここで説明される実施形態に係るコンピュータ・アレイ（１０ａ）を使用することは、コストの観点から有益である。５行５列のコンピュータ・アレイ（１０ａ）の配列並びに２５台のコンピュータ（１２）の使用形態は、上述の如く、有益な配置並びに使用台数であると考えられるが、この配置並びに使用台数のみが有益であるということを意味するものではない。図１に関連して上記において説明されたように、６行４列の行列状に２４台のコンピュータ（１２）が配置される形態も、特有の利点をもたらすものである。
例えば、１２台のコンピュータ（１２）を用いたコンピュータ・アレイの場合において、このコンピュータ・アレイは、２行２列に配されたコンピュータからなるブロックを複数用いて構成することができる。この場合、各コンピュータ（１２）は、ブロック内の対向する位置にあるコンピュータの鏡像をなすように設計される。このことは、コンピュータの設計並びに相互接続のレイアウトのタスクを簡便化する。実際には、以下に詳述される要素は、４台以下のコンピュータから数千台のコンピュータまでのコンピュータが本発明にしたがって配列可能であることを意味するものである。図１に示す実施形態において、各コンピュータ（１２）が隣接するコンピュータに３本のデータライン（１６）を用いて接続しているが、各コンピュータ（１２）が隣接するコンピュータ（１２）全てに対して接続するデータライン（１６）を用いる配置形態も有用である。このような接続配置において、各コンピュータ（１２）に接続するデータライン（１６）の数は、コンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）内の各コンピュータ（１２）の配置に応じて変動する。
【００２０】
図３に示すコンピュータ・アレイ（１０ａ）の実施形態は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）のレシーバを構築するのに有用なタスクを割り当てられたコンピュータ（１２）を備える。図３に示す実施形態は、様々なタスクが様々なコンピュータ（１２）に割り当てられる形態の一例を示すにすぎない。図中に相互接続の形態は示されていないが、図１に示す相互接続と実質的に変わることがない相互接続が用いられている。ただし、図３に示す相互接続は、所望の特定のタスクを達成するために必要な形態或いは望ましい形態とされている。
【００２１】
図３に示す例において、コンピュータ・アレイ（１０ａ）は、演算中核部を備える。演算中核部は、コンピュータ（１２ｑ）乃至コンピュータ（１２ｖ）から構成される。演算中核部の周囲に配される周辺コンピュータ、即ち、コンピュータ（１２ａ）乃至コンピュータ（１２ｐ）は、総じて、入力／出力を実行する。このことに関しては、以下に詳述される。入力／出力回路（２６）は、図１においては別個に示されていたが、図３に示すダイアグラム図においては、別個に示されていない。このことは、入力／出力回路（２６）が、個々のコンピュータ（１２ａ）乃至コンピュータ（１２ｗ）のうち任意のものが適宜その役割をなすことを意味する。入力／出力回路（２６）が個別に示されているか、コンピュータ（１２ａ）乃至コンピュータ（１２ｗ）のうち一部の任意のコンピュータが入力／出力回路（２６）の役割を担うかは、単にダイアグラムの表示形態の差異にすぎない。
【００２２】
図３に示す例において、コンピュータ（１２ｉ）は、ＲＡＭ入力／出力デバイスとなるように設計されている。その一方で、コンピュータ（１２ｊ）はフラッシュメモリ入力／出力デバイスになるように設計されている。図１のコンピュータ・アレイ（１０）は、フラッシュメモリ（１８）とＲＡＭ（２０）から入力及び出力を執り行う単一のコンピュータ（１２）を備える形態であったが、図１に示す例と比較して、図３に示す実施形態は、図１に示す例の変更形態であることが分かる。図３のコンピュータ・アレイ（１０ａ）においては、フラッシュメモリ（１８）並びにＲＡＭ（２０）のタスクがコンピュータ（１２）間で分割されている。このような変更形態は、コンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）に適用可能な多くの変更形態の典型的なものである。
【００２３】
周辺コンピュータ（１２ａ）乃至周辺コンピュータ（１２ｐ）に関して再度説明する。コンピュータ（１２ａ）乃至コンピュータ（１２ｄ）は、外部デバイスへの入力及び出力を実行するように設計される。図示例において、コンピュータ（１２ａ）乃至コンピュータ（１２ｄ）は、それぞれ、ＬＡＮインターフェース、ＵＢＳインターフェース、ファイアワイヤ・インターフェース、無線インターフェースを実装する。当業者であれば、コンピュータ（１２ａ）乃至コンピュータ（１２ｄ）内のこれら機能それぞれの実装に必要とされるピン配列及びハードウェア・プロトコルには精通していると考えられる。
この実施形態の変更例として、コンピュータ（１２ａ）乃至コンピュータ（１２ｄ）のうち１つにビデオ出力を実装させることも可能である。
４以下の入力／出力を備えるいくつかの使用形態においても、コンピュータ（１２ａ）乃至コンピュータ（１２ｄ）が必要とされる場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、ＵＳＢインターフェースだけで、外部デバイスに対する十分な入力／出力が得られる場合である。
【００２４】
図３のＧＰＳレシーバの実施形態において、コンピュータ（１２ｅ）は、ハードウェア制御機能（即ちデジタル入力及びデジタル出力）をもたらす。このハードウェア制御機能は、コンピュータ・アレイ（１０ａ）外部の残りのレシーバ（図示せず）のパラメータを設定する。コンピュータ（１２ｆ）は、ハードウェア・モニタリング機能（即ち、アナログ入力及びアナログ出力）をもたらし、このハードウェア・モニタリング機能は、レシーバの操作的な特徴パラメータをモニタする。ハードウェア・モニタリング機能並びにハードウェア制御は、残りのＧＰＳレシーバがどの程度良好に動作しているか並びにコンピュータ・アレイ（１０ａ）外部の残りのレシーバの様々な動作コンフィギュレーションを設定或いは変更する手段をもたらすかを、コンピュータ・アレイ（１０ａ）が判定することを可能とする。
【００２５】
コンピュータ（１２ｏ）及びコンピュータ（１２ｐ）は、受信したＲＦシグナルをサンプリングするとともに処理する（アナログ−デジタル変換）ように設計されるとともにプログラムされる。コンピュータ（１２ｎ）は、サンプリング前の周波数下方変換（デジタル−アナログ変換）に対する基準周波数をもたらすように設計並びにプログラムされる。コンピュータ（１２ｗ）乃至コンピュータ（１２ｘ）は、ＧＰＳシグナルからの前方エラー訂正（ＦＥＣ：Forward Error Corrected）ビットストリームをデコードするように設計並びにプログラムされる。ＧＰＳシグナルに用いられるＦＥＣは、ＧＰＳレシーバの分野における当業者にはなじみの深いものである。
【００２６】
コンピュータ（１２ｙ）及びコンピュータ（１２ｈ）は、受信用復調の後のＧＰＳビットストリームの特徴を解読するために必要に応じて用いられる。本明細書中で説明されるコンピュータ（１２ｙ）及びコンピュータ（１２ｈ）の使用は、必要に応じて適宜なされるものである。なぜなら、暗号化並びにその解読は、通常ＧＰＳレシーバには必要とされないからである。ＧＰＳ信号のいくつかの部分は暗号化されるけれども、市販のレシーバは通常、これら暗号化された部分へのアクセスを有さない。しかしながら、ＧＰＳレシーバが軍事目的で使用される場合には、暗号化が必要とされる。コンピュータ（１２ｌ）は、追加のコンピュータ・アレイ（１０）と通信するように設計並びにプログラムされる。この追加のコンピュータ・アレイは必要に応じて若しくは所望に応じて適宜用いることができる。
【００２７】
図３中のコンピュータ・アレイ（１０ａ）の実施形態において、上記において説明されていないが、コンピュータ（１２）がスペア（通常使用されていない）として用いることができ、或いは、追加の入力及び／又は出力機能や他のコンピュータ（１２）の代理機能をもたらすものとして用いることもできる。
【００２８】
図４は、本発明のコンピュータ・アレイに係る方法（３６）の一実施形態を示すフローチャートである。このフローチャートは、コンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）の上述の説明を一層明確にするものである。
「相互接続されたコンピュータを用意する段階」（３８）の操作において、本明細書で上述されたコンピュータ（１２）は、コンピュータ・アレイ（１０）内に用意される。このコンピュータ・アレイ（１０）は、相互接続データライン（１６）を備える。
「タスクに合わせてコンピュータを設計する段階」（４０）の操作において、提供されたコンピュータ（１２）には、特徴的なデータライン（１６）及び特定用途にコンピュータ・アレイ（１０）を使用するのに必要とされる他の特徴が与えられる。もちろん、上述の操作（３８，４０）は、コンピュータ・アレイ（１０）を製造する前及び製造する間に実行される。
「タスクをコンピュータに割り当てる段階」（４２）の操作において、特定のタスクの一部をどのコンピュータ（１２）に実行させるのが最適であるのかが決定される。また、このようなタスクを割り当てるとともに実行するプログラムが作成される。
コンピュータ・アレイ（１０）が使用されるときに、「コンピュータを初期化する段階」（４４）の操作において、個々のタスクが、コンピュータ（１２）のコンピュータＲＡＭ（３２）にロードされ、オペレーションの実行が開始する。
【００２９】
上記に挙げられたコンピュータ・アレイに係る方法（３６）の操作は、コンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）の製造及び操作に関連して用いられる全ての操作を包括したものではない。一例として、コンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）の初期化の際に、テストルーチンを実行することもできる。
【００３０】
本発明の価値或いは要旨を変更することなしに、本発明に対して様々な改良を施すことができる。例えば、上記の特定の例において説明されたコンピュータ（１２）の台数或いは配置を、本発明の技術的範囲及び要旨の範囲内において、他の形態とすることができる。本明細書において、コンピュータ（１２）の配置並びに使用に関して特定の実施形態が示されてきたが、本発明のコンピュータ・アレイ（１０）に対して、本明細書中に記載されていない多様な用途が考えられる。実際に、本発明の方法並びに装置が、多種の用途に用いることが可能であるということは、本発明の１つの利点である。
【００３１】
上記した全ての事項は、本発明の利用可能な実施形態のいくつかの例を示すものにすぎない。したがって、本発明の技術的範囲及び要旨から逸脱することなしに、多様な他の改良並びに変更を加えることができることは明らかである。それ故、本明細書に記載の事項は、本発明を限定する事項として解釈されるべきものではなく、添付の請求の範囲に基づいて本発明の全体的な技術的範囲を解釈すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のコンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）並びにこれに関する方法は、コンピュータに関連する広範な分野に広く適用可能である。本発明は、多数の異なる且つ関連した機能を実行する必要のあるコンピュータ集中アプリケーションに特に有用である。本発明に係る集中処理型コンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）並びにこれに関連する方法の最適な用途のいくつかは、必要とされるタスクが分割される場合であると考えられる。この場合、各コンピュータ（１２）が、他のコンピュータと略等しい演算処理要求を有する。しかしながら、コンピュータ（１２）のいくつかが、時々或いは常時、コンピュータ（１２）の最大処理能力よりはるか下の処理能力を以って、処理を行う場合であっても、コンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）の全体的な効率及び処理速度は、タスクが同期して割り当てられる従来技術に係るコンピュータ・アレイの全体的な効率及び処理速度を総じて上回るものである。
【００３３】
多くの本発明の使用用途の場面で、１以上のコンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）を備えることは有益である。可能な実施形態の一例として、デジタル無線がＧＰＳ入力を必要とする場面を挙げることができる。この例において、ラジオが１つのコンピュータ・アレイ（１０）に実装される。コンピュータ・アレイ（１０）は、別異のコンピュータ・アレイから入力を受信する。この別異のコンピュータ・アレイはＧＰＳ機能を発揮する。
【００３４】
上記の実施例で述べたように、コンピュータ（１２）が、個々のタスクを実行するために最適化される。しかしながら、もしタスクが特定の用途に必要とされないならば、コンピュータ（１２）は、プログラマが構築することができる限りにおいて、他のタスクを実行するようにプログラムされることができる。
【００３５】
本発明に係るコンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）は、Forthコンピュータ言語を用いて実装され、このコンピュータ言語は、本発明を実装するのに要求されるタスクをすぐに分割できるように本来的に区分化されているものである。Color Forth言語は、近年のForth言語の変更形態であり、これも同様に利用可能である。
【００３６】
本発明のコンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）及びコンピュータ・アレイに係る方法（３６）は、即座に生産することができ、既存のタスク、入力／出力デバイス及びこれらに類するものに組み込むことができる。上述の如く、多くの利点がもたらされるので、本発明のコンピュータ・アレイ（１０，１０ａ）及びコンピュータ・アレイに係る方法（３６）は、産業上の利用可能性を備える。これらの理由並びに他の理由から、本発明の利用性並びに産業上の利用可能性は、十分なものであり、また長期間にわたって存続するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にしたがって構築されたコンピュータ・アレイの概略的ダイアグラムである。
【図２】図１のコンピュータのうち１つを例示するブロックダイアグラムである。
【図３】本発明にしたがって、特定の用途の目的で構築されたコンピュータ・アレイのダイアグラムである。
【図４】本発明の方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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