JPH1083383A - ニューロ演算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ある演算処理ユニットが正常に動作しなくなっ
たような場合でも、ニューロ演算装置全体の動作を停止
させないようにすること。 【解決手段】複数の演算処理ユニット１ｄ〜４ｄと、こ
れらを制御する演算処理制御ユニット２と、演算処理制
御ユニット２と各演算処理ユニット１ｄ〜４ｄとの間を
それぞれ接続するブロードキャストバス３と、各演算処
理ユニット１ｄ〜４ｄ間をリング状に接続するリングバ
ス４とを備えたニューロ演算装置において、演算処理制
御ユニット２に設けられ、各演算処理ユニット１ｄ〜４
ｄが正常に動作しているか否かを診断する診断手段７
と、診断手段７により演算処理ユニット１ｄ〜４ｄのい
ずれかが正常に動作していないと診断された場合に、当
該演算処理ユニットを切り離して、リングバス４を再構
成する切換手段９とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプラントの
制御などに用いられ、入力データに対して複数の演算処
理ユニットにより情報の変換を行なうニューロ演算装置
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、ニューラルネットワークの一例
を示す概念図である。図８の例では、３つのニューロン
１ａ〜３ａからなる入力層と、５つのニューロン１ｂ〜
５ｂからなる中間層と、２つのニューロン１ｃ、２ｃか
らなる出力層と、それぞれの階層のニューロンとその前
階層のニューロンとをそれぞれ接続するネットワーク１
とから、３層階層型ネットワークが構成されている。

【０００３】ニューラルネットワークにおいては、まず
入力データと出力データとを与えて、学習が行なわれ
る。この学習を行なう過程（以下、これを「学習過程」
という。）を通して、ニューロン間を接続するそれぞれ
のネットワーク１に値が与えられる（以下、これを「結
合値」という。）。

【０００４】次に、学習過程が行なわれると、入力デー
タと学習過程によって与えられた結合値とによって演算
が行なわれる。この演算を行なう過程（以下、これを
「演算過程」という。）を通して、入力データに対する
出力データが得られる。

【０００５】演算過程において、ニューロンは、前階層
の各ニューロンの出力値を入力値として受け取る。そし
て、ニューロンと前階層の各ニューロンとを接続するネ
ットワーク１に与えられた結合値を用いて、入力値に対
して演算を行ない、ニューロンの出力値が求まる。

【０００６】このように、ニューロンは、前階層の各ニ
ューロンから入力値を受け、前階層の各ニューロンが多
数の場合には、多数の入力を受ける。そして、それぞれ
の入力値に、それぞれに対応した結合値を用いて演算を
行ない、一つの出力値を求める。すなわち、ニューロン
は、多入力１出力素子である。そして、求められた出力
値は、後階層の各ニューロンに与えられる。

【０００７】図９は、この種のニューロ演算装置の構成
例を示すブロック図である。図９において、ニューロ演
算装置は、第１の演算処理ユニット１ｄと、第２の演算
処理ユニット２ｄと、第３の演算処理ユニット３ｄと、
第４の演算処理ユニット４ｄと、演算処理制御ユニット
２と、ブロードキャストバス３と、リングバス４と、演
算処理制御ユニット用記憶部５と、演算処理ユニット用
記憶部６とから構成される。なお、ここでは、演算処理
ユニットは４個用いられているが、この個数に限定され
るものではなく、他の個数によっても構成できることは
言うまでもない。

【０００８】ここで、第１から第４までの各演算処理ユ
ニット１ｄ〜４ｄは、ブロードキャストバス３によって
演算処理制御ユニット２に接続されている。また、各演
算処理ユニット１ｄ〜４ｄ間は、リング状に一巡するよ
うにリングバス４によって接続されている。

【０００９】一方、演算処理制御ユニット用記憶部５
は、演算処理ユニット１ｄ〜４ｄで演算されたニューロ
ンの出力値を保持する。演算処理ユニット用記憶部６
は、学習過程で得られた結合値を保持する。また、接続
されている演算処理ユニット１ｄ〜４ｄで行なわれる演
算の途中のデータなどを一時保持する。

【００１０】演算処理ユニット１ｄ〜４ｄは、演算処理
制御ユニット２から与えられるニューロンの出力値と、
接続されている演算処理ユニット用記憶部６が保持する
結合値とにより演算を行なう。

【００１１】演算処理制御ユニット２は、演算処理制御
ユニット用記憶部５に保持されているニューロンの出力
値を、演算処理ユニット１ｄ〜４ｄに与える。また、演
算処理制御ユニット２は、演算処理ユニット１ｄ〜４ｄ
で演算されたニューロンの出力値を、演算処理制御ユニ
ット用記憶部５に与える。演算処理制御ユニット２は、
演算処理ユニット１ｄ〜４ｄの演算処理を制御する。

【００１２】次に、このように構成された従来のニュー
ロ演算装置において行なわれる演算過程の動作を、先に
述べたニューラルネットワークの中間層及び出力層の場
合を例にあげて説明する。

【００１３】図１０は、中間層の演算を行なうニューロ
演算装置の構成例を示すブロック図である。図１０にお
いて、５つのニューロン１ｂ〜５ｂは、演算処理ユニッ
ト１ｄ〜４ｄに割り当てられる。ここで、中間層では、
ニューロン１ｂ〜５ｂの方が演算処理ユニットよりも数
が一つ多いため、ニューロン５ｂがニューロン１ｂと同
様に、第１の演算処置ユニット１ｄに重ねて割り当てら
れる。

【００１４】中間層での演算としては、まず演算処理制
御ユニット２は、演算処理制御ユニット用記憶部５に保
持されている入力層のニューロン１ａの出力値を、ブロ
ードキャストバス３を介して第１の演算処理ユニット１
ｄに与える。第１の演算処理ユニット１ｄには、ニュー
ロン１ｂが割り当てられている。これにより、第１の演
算処理ユニット１ｄは、演算処理ユニット用記憶部６か
ら、学習過程においてニューロン１ａとニューロン１ｂ
とを接続するネットワーク１に与えられた結合値を読み
出し、この結合値とニューロン１ａの出力値とを基に演
算を行ない、その得られた値を、第１の演算処理ユニッ
ト１ｄに接続されている演算処理ユニット用記憶部６に
保持する。

【００１５】同様に、演算処理制御ユニット２は、入力
層のニューロン１ａの出力値を、ブロードキャストバス
３を介して第２から第４までの演算処理ユニット２ｄ〜
４ｄにも与える。演算処理ユニット２ｄ〜４ｄには、ニ
ューロン２ｂ〜４ｂが割り当てられている。これによ
り、各演算処理ユニット２ｄ〜４ｄは、演算処理ユニッ
ト用記憶部６から、割り当てられているニューロン２ｂ
〜４ｂと入力層のニューロン１ａとを接続するネットワ
ーク１に与えられた結合値を読み出し、これらの結合値
とニューロン１ａの出力値とを基に演算を行ない、その
得られた値をそれぞれ対応する演算処理ユニット２ｄ〜
４ｄに接続されている演算処理ユニット用記憶部６に保
持する。

【００１６】次に、演算処理制御ユニット２は、演算処
理制御ユニット用記憶部５に保持されている入力層のニ
ューロン２ａの出力値を、ブロードキャストバス３を介
して第１から第４までの演算処理ユニット１ｄ〜４ｄに
与える。これにより、各演算処理ユニット１ｄ〜４ｄ
は、割り当てられているニューロン１ｂ〜４ｂと入力層
のニューロン２ａとを接続するネットワーク１に与えら
れた結合値を読み出し、これらの結合値とニューロン２
ａの出力値とを基に演算を行ない、その得られた値をそ
れぞれ対応する演算処理ユニット１ｄ〜４ｄに接続され
ている演算処理ユニット用記憶部６に保持する。

【００１７】最後に、演算処理制御ユニット２は、演算
処理制御ユニット用記憶部５に保持されている入力層の
ニューロン３ａの出力値を、ブロードキャストバス３を
介して、第１から第４までの演算処理ユニット１ｄ〜４
ｄに与える。これにより、各演算処理ユニット１ｄ〜４
ｄは、割り当てられているニューロン１ｂ〜４ｂと入力
層のニューロン３ａとを接続するネットワーク１に与え
られた結合値を読み出し、これらの結合値とニューロン
３ａの出力値とを基に演算を行なう。

【００１８】そして、このようにして得られた値から、
演算処理ユニット１ｄ〜４ｄは、割り当てられているニ
ューロン１ｂ〜４ｂの出力値を演算する。以上のような
動作によって、前階層の各ニューロンからの出力値とネ
ットワーク１の結合値とにより演算が行なわれ、第１か
ら第４までの各演算処理ユニット１ｄ〜４ｄに割り当て
られているニューロン１ｂ〜４ｂの最終的な出力値が求
められる。そして、これらの求められた出力値は、ブロ
ードキャストバス３を介して演算処理制御ユニット２に
与えられ、演算処理制御ユニット用記憶部５に保持され
る。

【００１９】以上、第１から第４までの各演算処理ユニ
ット１ｄ〜４ｄの演算は同時に、すなわち並列に行なわ
れる。一方、第１の演算処理ユニット１ｄには、ニュー
ロン５ｂも割り当てられているため、第１の演算処理ユ
ニット１ｄは、第１から第４までの各演算処理ユニット
１ｄ〜４ｄの演算が終わった後に、同様の演算を行なっ
てニューロン５ｂの出力値を求める。そして、この求め
られた出力値は、ブロードキャストバス３を介して演算
処理制御ユニット２に与えられ、演算処理制御ユニット
用記憶部５に保持される。

【００２０】従って、中間層のニューロン１ｂからニュ
ーロン４ｂまでの演算は同時に行なわれるが、ニューロ
ン５ｂの演算は、時分割で次の周期に行なわれる。図１
１は、出力層の演算を行なうニューロ演算装置の構成例
を示すブロック図である。

【００２１】図１１において、出力層のニューロン１ｃ
は、第１の演算処理ユニット１ｄに割り当てられ、出力
層のニューロン２ｃは、第２の演算処理ユニット２ｄに
割り当てられる。

【００２２】出力層での演算としては、まず演算処理制
御ユニット２は、演算処理制御ユニット用記憶部５に保
持されている中間層のニューロン１ｂ〜５ｂの出力値
を、ブロードキャストバス３を介して、第１の演算処理
ユニット１ｄ及び第２の演算処理ユニット２ｄにそれぞ
れ与える。

【００２３】第１の演算処理ユニット１ｄは、割り当て
られているニューロン１ｃと中間層のニューロン１ｂ〜
５ｂとを接続するネットワーク１に与えられている結合
値と、中間層のニューロン１ｂ〜５ｂの出力値とを基に
演算を行ない、ニューロン１ｃの出力値を求める。

【００２４】同様に、第２の演算処理ユニット２ｄは、
割り当てられているニューロン２ｃと中間層のニューロ
ン１ｂ〜５ｂとを接続するネットワーク１に与えられて
いる結合値と、中間層のニューロン１ｂ〜５ｂの出力値
とを基に演算を行ない、ニューロン２ｃの出力値を求め
る。

【００２５】そして、これらの求められたニューロン１
ｃ及びニューロン２ｃの出力値は、ブロードキャストバ
ス３を介して演算処理制御ユニット２に与えられ、演算
処理制御ユニット用記憶部５に保持される。

【００２６】なお、学習過程は、学習モデルに依存する
が、演算処理ユニットの間でデータを転送する必要が生
じる。この場合に、リングバス４を用いる。ところで、
以上説明した従来のニューロ演算装置においては、ネッ
トワークの規模が大きくなり、ニューロンが多くなった
場合に、演算処理ユニットの個数を多くして、並列に処
理する数を多くすることにより、全体の演算速度を向上
させることができる。

【００２７】しかしながら、このようなニューロ演算装
置においては、演算処理ユニットが一個でも正常に動作
しなくなると、ニューロ演算装置全体の動作を停止させ
なければならないという問題がある。そして、この傾向
は、演算処理ユニットの使用頻度が多くなればなるほど
強くなる。

【００２８】また、仮に何らかの診断手段を備えて、前
記演算処理ユニットが正常に動作していないことが診断
されたとしても、それに対する処置を何ら施していない
ことから、やはりニューロ演算装置全体の動作を停止さ
せなければならず、根本的な問題の解決とはなっていな
いのが実情である。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ニューロ演算装置においては、演算処理ユニットが一つ
でも正常に動作しなくなると装置全体の動作をダウンさ
せなければならないという問題があった。

【００３０】また、仮に何らかの診断手段を備えて、前
記演算処理ユニットが正常に動作していないことが診断
されたとしても、それに対する処置を何ら施していない
ことから、やはりニューロ演算装置全体の動作を停止さ
せなければならず、根本的な問題の解決とはなっていな
いのが実情である。

【００３１】本発明の目的は、ある演算処理ユニットが
正常に動作しなくなったような場合でも、装置全体の動
作を停止させないようにすることが可能なニューロ演算
装置を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項１に対応する発明では、所定の演算
処理を行なう複数の演算処理ユニットと、各演算処理ユ
ニットにおける演算処理を制御する演算処理制御ユニッ
トと、演算処理制御ユニットと各演算処理ユニットとの
間をそれぞれ接続するブロードキャストバスと、各演算
処理ユニット間をリング状に接続するリングバスとを備
えて成り、演算処理制御ユニットからの入力データに対
して各演算処理ユニットにより情報の変換を行ない、当
該変換結果を演算処理制御ユニットに与えるニューロ演
算装置において、演算処理制御ユニットに設けられ、各
演算処理ユニットが正常に動作しているか否かを診断す
る診断手段と、診断手段により演算処理ユニットが正常
に動作していないと診断された場合に、当該演算処理ユ
ニットを切り離して残りの正常な演算処理ユニット間を
リング状に接続するように、リングバスを再構成する切
換手段とを具備したニューロ演算装置を提供する。

【００３３】従って、請求項１に対応する発明のニュー
ロ演算装置においては、ある演算処理ユニットが演算処
理制御ユニットの診断手段によって正常に動作していな
いと診断された場合に、その演算処理ユニットを切り離
して、残りの正常な演算処理ユニット間をリング状に接
続するようにリングバスを再構成することにより、正常
な演算処理ユニットのみによる演算が可能になるため、
ニューロ演算装置全体の動作を停止させなくてもよい。

【００３４】次に、請求項２に対応する発明では、請求
項１に対応する発明のニューロ演算装置において、演算
処理制御ユニットに、診断手段により演算処理ユニット
が正常に動作していないと診断された場合に、その旨を
外部に報知する報知手段を付加したニューロ演算装置を
提供する。

【００３５】従って、請求項２に対応する発明のニュー
ロ演算装置においては、ある演算処理制御ユニットが、
演算処理制御ユニットの診断手段によって正常に動作し
ていないと診断された場合に、ニューロ演算装置全体の
動作を停止させなくてもよい。また、演算処理制御ユニ
ットに備えた報知手段により、正常に動作していない演
算処理ユニットが発生した旨を報知することができる。

【００３６】次に、請求項３に対応する発明では、請求
項２に対応するニューロ演算装置において、演算処理制
御ユニットに、報知手段による報知に基づいて、正常に
動作していない演算処理ユニットの異常が復旧した場合
に、再構成されたリングバスを異常前の元の接続状態に
戻すように切換手段を制御する復旧手段を付加したニュ
ーロ演算装置を提供する。

【００３７】従って、請求項３に対応する発明のニュー
ロ演算装置においては、演算処理制御ユニットに備えた
報知手段によって、正常に動作していない演算処理ユニ
ットが発生した旨が報知され、正常に動作していない演
算処理ユニットの異常が復旧した場合に、再構成された
リングバスを異常前の元の接続状態に戻すことにより、
異常前の演算性能を維持することができる。

【００３８】次に、請求項４に対応する発明では、請求
項１に対応するニューロ演算装置において、診断手段
は、各演算処理ユニットにおける演算処理の動作が停止
している状態下で、各演算処理ユニットの動作を診断す
るニューロ演算装置を提供する。

【００３９】従って、請求項４に対応する発明のニュー
ロ演算装置においては、演算処理の動作が停止している
状態下で、各演算処理ユニットの診断を行なうことによ
り、演算速度を遅延させることなく、演算処理ユニット
の診断を確実に行なうことができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１は、本実施形態によるニューロ
演算装置の構成例を示すブロック図であり、図９と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。

【００４１】まず、本実施形態におけるニューロ演算装
置の構成について説明する。すなわち、本実施形態にお
けるニューロ演算装置は、図１に示すように、図９にお
けるニューロ演算装置の演算処理制御ユニット２に、診
断手段７を備え、さらに第１の予備リングバス１ｅと、
第２の予備リングバス２ｅと、第３の予備リングバス３
ｅと、切換手段９を有する切換装置８とを付加した構成
となっている。

【００４２】演算処理制御ユニット２は、第１から第４
までの各演算処理ユニット１ｄ〜４ｄにおける演算処理
を制御する。また、演算処理制御ユニット２に備えた診
断手段７は、第１から第４までの各演算処理ユニット１
ｄ〜４ｄが正常に動作しているか否かを診断する。さら
に、演算処理制御ユニット２は、診断手段７の診断結果
に基づいて、切換装置８の切換手段９を制御する。

【００４３】切換装置８の切換手段９は、演算処理制御
ユニット２からの情報に基づき、診断手段７により第１
から第４までの各演算処理ユニット１ｄ〜４ｄが正常に
動作していないと診断された場合に、正常に動作してい
ない演算処理ユニットを切り離して残りの正常な演算処
理ユニット間をリング状に接続するように、リングバス
８を再構成する。

【００４４】ここで、演算処理制御ユニット２の診断手
段７は、各演算処理ユニット１ｄ〜４ｄが正常に動作し
ているか否かの判断を、演算処理の動作を停止している
状態下で、各演算処理ユニット１ｄ〜４ｄに対して行な
う。

【００４５】一方、第１の予備リングバス１ｅは、一端
が第１の演算処理ユニット１ｄと第２の演算処理ユニッ
ト２ｄとを接続するリングバス４に接続され、他端が切
換装置８に接続されている。

【００４６】第２の予備リングバス２ｅは、一端が第２
の演算処理ユニット２ｄと第３の演算処理ユニット３ｄ
とを接続するリングバス４に接続され、他端が切換装置
８に接続されている。

【００４７】第３の予備リングバス３ｅは、一端が第３
の演算処理ユニット３ｄと第４の演算処理ユニット４ｄ
とを接続するリングバス４に接続され、他端が切換装置
８に接続されている。

【００４８】切換装置８は、第１の演算処理ユニット１
ｄと第４の演算処理ユニット４ｄとに、リングバス４に
よって接続されている。また、切換装置８には、先に述
べたように、第１の予備リングバス１ｅの他端と、第２
の予備リングバス２ｅの他端と、第３の予備リングバス
３ｅの他端とが接続されている。すなわち、切換装置８
は、全ての演算処理ユニット１ｄ〜４ｄ間のリングバス
４と接続されている。

【００４９】次に、本実施形態のニューロ演算装置の動
作について説明する。図２〜図４は、本実施形態におけ
るニューロ演算装置の切換装置８の接続状態を示すブロ
ック図である。

【００５０】図２は、全ての演算処理ユニット１ｄ〜４
ｄが正常に動作していると診断された場合の切換装置８
の接続状態を示すブロック図である。図３は、第２の演
算処理ユニット２ｄが正常に動作していないと診断され
た場合の切換装置８の接続状態を示すブロック図であ
る。

【００５１】図４は、第４の演算処理ユニット４ｄが正
常に動作していないと診断された場合の切換装置８の接
続状態を示すブロック図である。いま、全ての演算処理
ユニット、すなわち第１から第４までの演算処理ユニッ
ト１ｄ〜４ｄが、演算処理制御ユニット２の診断手段７
によって正常に動作していると診断されている場合に
は、切換装置８の切換手段９は、図２の破線で示すよう
に、第１の演算処理ユニット１ｄと切換装置８とを接続
するリングバス４の切換装置８側端と、第４の演算処理
ユニット４ｄと切換装置８とを接続するリングバス４の
切換装置８側端とを接続する。

【００５２】この場合におけるニューロ演算処理によっ
て行なわれる演算過程の動作は、従来技術で述べた動作
と同様である。一方、いま演算処理制御ユニット２の診
断手段７によって、例えば第２の演算処理ユニット２ｄ
が正常に動作していないと診断されたとすると、演算処
理制御ユニット２は、切換装置８に診断手段７で得た情
報を与える。

【００５３】すると、切換装置８では、この情報に基づ
いて、切換手段９により、第１の予備リングバス１ｅの
他端と第２の予備リングバス２ｅの他端とを接続する。
この状態を、図３の破線で示す。これにより、正常に動
作していないと診断された第２の演算処理ユニット２ｄ
が切り離され、その後は、第１の演算処理ユニット１ｄ
と、第３の演算処理ユニット３ｄと、第４の演算処理ユ
ニット４ｄとによって、演算処理の動作が行なわれる。

【００５４】また、演算処理制御ユニット２が診断手段
７によって、例えば第４の演算処理ユニット４ｄが正常
に動作していないと診断されたとすると、演算処理制御
ユニット２は、切換装置８に診断手段７で得た情報を与
える。

【００５５】すると、切換装置８では、この情報に基づ
いて、切換手段９により、第１の演算処理ユニット１ｄ
と第４の演算処理ユニット４ｄとの間の接続を切り、第
１の演算処理ユニット１ｄと切換装置８とを接続するリ
ングバス４の切換装置８側端と、第３の予備リングバス
３ｅの他端とを接続する。

【００５６】この状態を図４の破線で示す。これによ
り、正常に動作していないと診断された第４の演算処理
ユニット４ｄが切り離され、その後は、第１の演算処理
ユニット１ｄと、第２の演算処理ユニット２ｄと、第３
の演算処理ユニット３ｄとによって、演算処理の動作が
行なわれる。

【００５７】次に、本実施形態のニューロ演算装置の効
果について説明する。すなわち、本実施形態において
は、演算処理制御ユニット２に診断手段７を付加し、第
１から第３までの予備リングバス１ｅ〜３ｅと、切換手
段９を持つ切換装置８とを備え、演算処理ユニット１ｄ
〜４ｄの内のいずれかが、演算処理制御ユニット２の診
断手段７によって正常に動作していないと診断された場
合に、この正常に動作していないと診断された演算処理
ユニットを切り離し、切換装置８の切換手段９で残りの
正常な演算処理ユニット間をリングバス４と予備リング
バス１ｅ〜３ｅとで再構成するようにしている。

【００５８】従って、残りの正常な演算処理ユニットの
みによる演算が可能になるため、先に述べた従来のよう
に、ニューロ演算装置全体の動作を停止させなくてもよ
くなる。

【００５９】さらに、演算処理制御ユニット２の診断手
段７は、演算処理の動作が停止している状態下で、演算
処理ユニット１ｄ〜４ｄの診断を行なうため、演算速度
を遅延させることなく確実に診断を行なうことができ
る。

【００６０】（第２の実施形態）図５は、本実施形態に
よるニューロ演算装置の構成例を示すブロック図であ
り、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００６１】まず、本実施形態におけるニューロ演算装
置の構成について説明する。すなわち、本実施形態にお
けるニューロ演算装置は、図５に示すように、図１にお
けるニューロ演算装置の演算処理制御ユニット２に、報
知手段１０と、復旧手段１１とを付加した構成となって
いる。

【００６２】ここで、報知手段１０は、診断手段７によ
り第１から第４までの演算処理ユニット１ｄ〜４ｄの内
のいずれかが正常に動作していないことが診断された場
合に、どの演算処理ユニットが正常に動作していないか
などの情報（以下、これを「報知情報」という。）を、
上位の制御装置や、図示しないＣＲＴ、スピーカなどの
外部警報装置などに与える。

【００６３】復旧手段１１は、報知手段１０からの報知
情報に基づいて、正常に動作していない演算処理ユニッ
トの異常を復旧した場合に、この切り離されていた演算
処理ユニットを再び演算処理に用いることができるよう
に、切換装置８の切換手段９を制御する。

【００６４】この復旧手段１１は、正常に動作していな
い演算処理ユニットの異常が復旧した旨の情報を外部の
入力装置などから受けたとき、または演算処理制御ユニ
ット２の診断手段７によって正常に動作していなかった
演算処理ユニットが正常に動作するようになったことを
検知したときに動作する。

【００６５】次に、本実施形態のニューロ演算装置の動
作について説明する。図６及び図７は、本実施形態にお
けるニューロ演算装置の切換装置８の接続状態を示すブ
ロック図である。

【００６６】図６は、全ての演算処理ユニット１ｄ〜４
ｄが正常に動作していると診断された場合の切換装置８
の接続状態を示すブロック図である。図７は、第２の演
算処理ユニット２ｄが正常に動作していないと診断され
た場合の切換装置８の接続状態を示すブロック図であ
る。

【００６７】なお、本実施形態のニューロ演算装置にお
いて、演算処理制御ユニット２の診断手段７の動作は、
前記第１の実施形態で説明した動作と同様であるので、
ここではその説明を省略する。

【００６８】いま、演算処理制御ユニット２の診断手段
７によって、例えば第２の演算処理ユニット２ｄが正常
に動作していないと診断されたとすると、切換装置８で
は切換手段９により、第１の予備リングバス１ｅの他端
と第２の予備リングバス２ｅの他端とを接続する。

【００６９】この状態を、図７の破線で示す。また、演
算処理制御ユニット２の報知手段１０は、報知情報を、
上位の制御装置や、図示しないＣＲＴ、スピーカなどの
外部警報装置などに与える。

【００７０】これにより、正常に動作していないと診断
された第２の演算処理ユニット２ｄの復旧や修復、交換
を行なうことができる。一方、第２の演算処理ユニット
２ｄの異常が復旧すると、演算処理制御ユニット２の復
旧手段１１は、第２の演算処理ユニット２ｄの異常が復
旧した旨の情報を、外部の入力装置などから受けて、ま
たは演算処理制御ユニット２の診断手段７によって正常
に動作していなかった第２の演算処理ユニット２ｄが正
常に動作するようになったことを検知して、動作する。

【００７１】すると、演算処理制御ユニット２の復旧手
段１１の動作により、切換装置８の切換手段９は、接続
状態を図７から、元の図６のように戻す。次に、本実施
形態のニューロ演算装置の効果について説明する。

【００７２】すなわち、本実施形態においては、第１の
実施形態における演算処理制御ユニット２に、さらに報
知手段１０を付加するようにしている。従って、前記第
１の実施形態で述べた効果に加えて、演算処理ユニット
１ｄ〜４ｄの内のいずれかが演算処理制御ユニット２の
診断手段７によって正常に動作していないと診断された
場合に、報知手段１０により、報知情報を得ることがで
きるため、正常に動作しない演算処理ユニットの異常を
復旧することが可能になる。

【００７３】また、演算処理制御ユニット２に復旧手段
１１を付加するようにしている。従って、切換装置８の
切換手段９によって接続状態を元に戻すことが可能にな
るため、演算処理に使用できる演算処理ユニットの数の
減少を防いで、異常前の演算性能を確実に維持すること
ができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に対応す
る発明のニューロ演算装置によれば、所定の演算処理を
行なう複数の演算処理ユニットと、各演算処理ユニット
における演算処理を制御する演算処理制御ユニットと、
演算処理制御ユニットと各演算処理ユニットとの間をそ
れぞれ接続するブロードキャストバスと、各演算処理ユ
ニット間をリング状に接続するリングバスとを備えて成
り、演算処理制御ユニットからの入力データに対して各
演算処理ユニットにより情報の変換を行ない、当該変換
結果を演算処理制御ユニットに与えるニューロ演算装置
において、演算処理制御ユニットに設けられ、各演算処
理ユニットが正常に動作しているか否かを診断する診断
手段と、診断手段により演算処理ユニットが正常に動作
していないと診断された場合に、当該演算処理ユニット
を切り離して残りの正常な演算処理ユニット間をリング
状に接続するように、リングバスを再構成する切換手段
とを具備したので、ある演算処理ユニットが演算処理制
御ユニットの診断手段によって正常に動作していないと
診断された場合に、その演算処理ユニットを切り離し
て、残りの正常な演算処理ユニット間をリングバスで再
構成して、正常な演算処理ユニットのみによる演算を行
なうことができるため、装置全体の動作を停止させずに
継続して演算処理を行なうことが可能なニューロ演算装
置が提供できる。

【００７５】請求項２に対応する発明のニューロ演算装
置によれば、請求項１に対応する発明のニューロ演算装
置において、演算処理制御ユニットに、診断手段により
演算処理ユニットが正常に動作していないと診断された
場合に、その旨を外部に報知する報知手段を付加したの
で、請求項１に対応する発明の効果に加えて、演算処理
制御ユニットの報知手段により、正常に動作していない
演算処理ユニットが発生した旨を報知することが可能な
ニューロ演算装置が提供できる。

【００７６】請求項３に対応する発明のニューロ演算装
置によれば、請求項２に対応する発明のニューロ演算装
置において、演算処理制御ユニットに、報知手段による
報知に基づいて、正常に動作していない演算処理ユニッ
トの異常が復旧した場合に、再構成されたリングバスを
異常前の元の接続状態に戻すように切換手段を制御する
復旧手段を付加したので、請求項２に対応する発明の効
果に加えて、演算処理制御ユニットの報知手段により、
正常に動作していない演算処理ユニットが発生した旨を
報知し、正常に動作していない演算処理ユニットの異常
を復旧した場合に、演算処理制御ユニットの復旧手段に
より再構成されたリングバスを異常前の元の接続状態に
戻して、異常前の演算性能を確実に維持することが可能
なニューロ演算装置が提供できる。

【００７７】請求項４に対応する発明のニューロ演算装
置によれば、請求項１に対応する発明のニューロ演算装
置において、診断手段は、各演算処理ユニットにおける
演算処理の動作が停止している状態下で、各演算処理ユ
ニットの動作を診断するようにしたので、請求項１に対
応する発明の効果に加えて、演算処理の動作が停止して
いる状態下で各演算処理ユニットの診断を行ない、演算
速度を遅延させることなく演算処理ユニットの診断を行
なうことが可能なニューロ演算装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態によるニューロ演
算装置の構成例を示すブロック図。

【図２】同実施形態において全ての演算処理ユニットが
正常に動作していると診断された場合の切換装置の接続
状態を示すブロック図。

【図３】同実施形態において第２の演算処理ユニットが
正常に動作していないと診断された場合の切換装置の接
続状態を示すブロック図。

【図４】同実施形態において第４の演算処理ユニットが
正常に動作していないと診断された場合の切換装置の接
続状態を示すブロック図。

【図５】本発明に係る第２の実施形態によるニューロ演
算装置の構成例を示すブロック図。

【図６】同実施形態において全ての演算処理ユニットが
正常に動作していると診断された場合の切換装置の接続
状態を示すブロック図。

【図７】同実施形態において第２の演算処理ユニットが
正常に動作していないと診断された場合の切換装置の接
続状態を示すブロック図。

【図８】ニューラルネットワークの一例を示す概念図。

【図９】従来のニューロ演算装置の構成例を示すブロッ
ク図。

【図１０】中間層の演算を行なうニューロ演算装置の構
成例を示すブロック図。

【図１１】出力層の演算を行なうニューロ演算装置の構
成例を示すブロック図。

【符号の説明】

１ａ〜３ａ…ニューロン １ｂ〜５ｂ…ニューロン １ｃ、２ｃ…ニューロン １…ネットワーク ２…演算処理制御ユニット １ｄ〜４ｄ…演算処理ユニット ３…ブロードキャストバス ４…リングバス ５…演算処理制御ユニット用記憶部 ６…演算処理ユニット用記憶部 ７…診断手段 ８…切換装置 ９…切換手段 １０…報知手段 １１…復旧手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の演算処理を行なう複数の演算処理
   ユニットと、前記各演算処理ユニットにおける演算処理
   を制御する演算処理制御ユニットと、前記演算処理制御
   ユニットと前記各演算処理ユニットとの間をそれぞれ接
   続するブロードキャストバスと、前記各演算処理ユニッ
   ト間をリング状に接続するリングバスとを備えて成り、
   前記演算処理制御ユニットからの入力データに対して前
   記各演算処理ユニットにより情報の変換を行ない、当該
   変換結果を前記演算処理制御ユニットに与えるニューロ
   演算装置において、 前記演算処理制御ユニットに設けられ、前記各演算処理
   ユニットが正常に動作しているか否かを診断する診断手
   段と、 前記診断手段により前記演算処理ユニットが正常に動作
   していないと診断された場合に、当該演算処理ユニット
   を切り離して残りの正常な演算処理ユニット間をリング
   状に接続するように、前記リングバスを再構成する切換
   手段とを具備したことを特徴とするニューロ演算装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載のニューロ演算装置
   において、 前記演算処理制御ユニットに、前記診断手段により演算
   処理ユニットが正常に動作していないと診断された場合
   に、その旨を外部に報知する報知手段を付加したことを
   特徴とするニューロ演算装置。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載のニューロ演算装置
   において、 前記演算処理制御ユニットに、前記報知手段による報知
   に基づいて、正常に動作していない演算処理ユニットの
   異常が復旧した場合に、前記再構成されたリングバスを
   異常前の元の接続状態に戻すように前記切換手段を制御
   する復旧手段を付加したことを特徴とするニューロ演算
   装置。
4. 【請求項４】 前記請求項１に記載のニューロ演算装置
   において、 前記診断手段は、前記各演算処理ユニットにおける演算
   処理の動作が停止している状態下で、前記各演算処理ユ
   ニットの動作を診断することを特徴とするニューロ演算
   装置。