マルチプロセッサLSIに適したオンチップ・ネットワーク　――ダイレクト・データフロー・インターコネクト

1.　バス・インターフェースの問題

　マイクロプロセッサのインターフェースというと，バス構造（アドレス，データ，コントロール）をとるのが一般的です．これは，米国Intel社の8080，米国Motorola社（現Freescale Semiconductor社）の6800といった8ビットCPUの時代からあまり変わっていません．これらのバスに直結できる各種周辺LSIがCPUメーカのみならず多くの会社で開発されて流通し，デファクト・スタンダードになっています．

　システムLSIにおいても，例えば英国ARM社はAMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）というバスを開発し，公開しています．このAMBAバスに直結するIP（intellectual property）コアは，数多く開発されて流通し，デファクト・スタンダードになっています．ここでもプロセッサ・バス（インターフェース）という概念が踏襲されています．

　典型的なシステムLSIの構成を図1に示します．この図で示すオンチップ・ネットワーク部分が，おのおののコンポーネント（プロセッサやメモリ，ハードウェア・モジュールなど）を接続する媒体です．バス構造が一般的ですが，クロスバ・スイッチやメッシュ構造など，複雑なオンチップ・ネットワークを採用したシステムLSIも設計されています．設計エンジニアが独自に開発することもできますが，デファクト・スタンダードのバスをそのまま利用するというケースが多いようです．

図1　 一般的なシステムLSIの構造
オンチップ・ネットワークによってプロセッサやメモリ，ハードウェア・モジュールなどを接続する．バス構造が一般的だが，クロスバ・スイッチやメッシュ構造など，複雑なオンチップ・ネットワークを採用したシステムLSIも設計されている．