ウェーブフロントアービター
ウェーブフロントアービタは、高容量スイッチファブリックのクロスバーを並列に制御する決定を下すために使用される回路です。[ 1 ] Abrizioによって設計され、 PMC-Sierraによって販売されたTT1およびTTxチップセットで商品化されました。
コンテクスト
クロスバーは、クロスバースイッチファブリックの中心部分であり、入力と出力を接続します。どの入力をどの出力に接続するかは、アービトレーション周期ごとに決定されます。高速セルスイッチングまたはパケットスイッチングアプリケーションでは、アービトレーション周期は非常に短く、1秒間に数百万回または数十億回のアービトレーション周期が発生することも珍しくありません。
アービタは、クロスバー上の多数のスイッチのうちどれを閉じるかを決定する回路です。一部のアプリケーションでは、速度がアービタの重要な設計基準となります。
アルゴリズムの説明
ウェーブフロントアービターは、高速動作に最適化された特殊なタイプのアービターです。ユニキャストスイッチの場合、アルゴリズムは以下のようになります。
- 決定は、物理スイッチを表す xy マトリックス内の単一のポイント（たとえば、左上隅）から始まります。
- 要求に基づいて、そのスイッチを閉じて対応する入力と出力を接続するかどうかが決定されます。
- この決定の結果は、入力を表すマトリックス軸に沿って右に送られ、出力を表すマトリックス軸に沿って下に送られます。
- 最初の計算の結果により、右側のポイントと下のポイントでの次の計算が可能になり、これら 2 つのポイントのそれぞれでスイッチを閉じる決定が行われます。
- これらの2つの計算結果は、その下と右にある点に送られます。そして、これらの結果に基づいて、さらに右と下の3つの点における決定が行われます。
- これらの結果は再び右側と下に表示されます。
- 計算が左上隅から開始されなかった場合、結果は右に回って最初の左列に戻り、下から一番上の行に戻ります。
- すべての決定が完了するまで計算は継続されます。
使用上の利点
このタイプの計算の利点は次のとおりです。
- 速度 - アルゴリズムは組み合わせ方式（ハードウェア レジスタなし）で実装できるため、波面は 1 つまたは数個のクロック期間でマトリックスの大部分または全体に伝播できます。
- 規則性 - この計算に使用される物理構造のノードはすべて同一です。これはしばしばシストリック計算と呼ばれます。規則的な構造は、コンパクトな半導体実装につながる場合があります。
変種
この方法には、以下を含むさまざまなバリエーションがあります。
- 行と列の順序をランダム化またはシャッフルすること。公平性を保つためには、何らかのシャッフルが一般的に必要です。
- このメソッドのマルチキャストバリアントでは、1 つの入力を 1 つまたは複数のパスで複数の出力に接続できます。
参考文献
- ^ Gelenbe, E.; Bagchi, K.; Zobrist, G. (1999).ネットワークシステム設計. Taylor & Francis. p. 6. ISBN 978-90-5699-635-2. 2018年9月13日閲覧。
