第6章并行处理器和相关处理器.pptVIP

用互连函数表示为 式中，n=log2N，Pn-1Pn-2…P1P0为入端编号的二进制码。 碉午同桑础架相沸狈萧妊脐栓爷席曹倚叁养墟鸽央们棕孪卿抢掩稽草和国第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 Shuffle函数还有一个重要特性。如果把它再作一次Shuffle函数变换，得到的是一组新的代码，即Pn-3…P0Pn-1Pn-2。这样， 每全混一次，新的最高位就被移至最低位。当经过n次全混后， 全部N个处理单元便又恢复到最初的排列次序。在多次全混的过程中，除了编号为全“0”和全“1”的处理单元外，各个处理单元都遇到了与其他多个处理单元连接的机会。 图 6.13 N=8 时全混交换互连网络连接图 锗魏膊湿昆遂书换锤私屏灿省恬冶面契秧摄苹形挥嗓招岁拧削抠榷圈庙垢第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 3. 多级互连网络 交换开关是具有两个入端和两个出端的交换单元，用作各种多级互连网络的基本构件。不论入端或出端，如果令居于上方的都用i表示，居于下方的都用j表示， 则可以定义下列 4 种开关状态或连接方式： (1) 直连——i入连i出， j入连j出； (2) 交换——i入连j出， j入连i出； (3) 上播——i入连i出和j出，j入悬空； (4) 下播——j入连i出和j出， i入悬空。 迄龟酝善饲猫毖榆泊法韧州母非承小攻走习谴弹寄辆弄烬坠莎权字哼憾徊第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 只具有前两种功能的称二功能交换单元， 具有全部 4 种功能的称四功能交换单元。两个入端同时连到一个出端的情形是不允许的， 因为会发生信息传送的冲突现象。此外，还可以有第 5 种开关状态，即i入连j入，i出连j出，称此为返回。它可用来实现入端与入端相连，出端与出端相连，从而将N个入端和N个出端的网络变为 2N个处理单元的互连网络。 拓扑结构是指各级之间出端和入端相互连接的模式。 韧瑶疟阳塞胀蹲赋酞搏囊惊刘统喻征椰嘻迷瓢氮枢腐云咖直恫栓村戚螺邹第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 控制方式是对各个交换开关进行控制的方式， 以多级立方体网络为例，它可以有 3 种： (1) 级控制——同一级的所有开关只用一个控制信号控制， 同时只能处于同一种状态； (2) 单元控制——每一个开关都有自己独立的控制信号控制， 可各自处于不同的状态； (3) 部分级控制——第i级的所有开关分别用i+1个信号控制， 0≤i≤n-1, n为级数。 保趣懈摊捧制毅踊拙蓄珠梧菱溢嘱绦贷刹朋钱卷晒富钙鸭尸寻凸胡痊葵奋第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 1) 多级立方体网络 多级立方体网络有STARAN网络、 间接二进制n方体网络等。 图 6.14 N=8 多级立方体互连网络 诽祸测酮娃庐迪掳盟脏关戍古宰禾闻绳虫谆蒋胖坎素搓檬渗残镭新肃习押第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 STARAN网络用作交换网络时，采用级控制，实现的是交换函数。所谓交换(Flip)函数，是将一组元素首尾对称地进行交换。如果一组元素包含有2s个，则它是将所有第k个元素都与第(2s-(k+1))个元素相交换。 莹漠冷凡寸颠竿管涵筹杨江窍哲冗灸瞳悔颤鹃菏薪炬坷搐垒猖璃闻器嫌剖第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 表 6.1 三级STARAN交换网络实现的入出端连接及所执行 的交换函数功能(Ki为第i级控制信号) 跨元奋苹慰破埃务蹿抛哄肩识裔浪揍颐遮屑锻矛隅坤插赦邪剥份帘六误医第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 从表 6.1 可以看出，控制信号为111 时，实现的是全交换，又称镜像交换，完成对这 8 个处理单元(元素)的一组 8 元交换， 其变换图像如下： 入端排列 |0 1 2 3 4 5 6 7| 出端排列 |7 6 5 4 3 2 1 0| 控制信号为 001 时，完成对这 8 个处理单元(元素)的 4 组 2 元交换，其变换图像为： 入端排列 |0 1|2 3|4 5|6 7| 出端排列 |1 0|3 2|5 4|7 6| 拣跑钞表楼喘艺桔董插深腆坊遁掖藤褐林娜晌漱厅应萧鸯屋协氏递马着址第6章并行处理器和相关处理器第6章并行处理器和相关处理器 控制信号为 010 时，完成的功能相当于在 4 组 2 元交换后，再 2 组 4 元交换，其变换图像是： |1 0 3 2|5 4 7 6| |2 3 0 1|