JP2000330961A - マルチcpuシステム - Google Patents

マルチcpuシステム

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JP2000330961A
JP2000330961A JP11154569A JP15456999A JP2000330961A JP 2000330961 A JP2000330961 A JP 2000330961A JP 11154569 A JP11154569 A JP 11154569A JP 15456999 A JP15456999 A JP 15456999A JP 2000330961 A JP2000330961 A JP 2000330961A
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cpu
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JP11154569A
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Junichi Takai
純一 高井
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホストCPUと複数の端末CPUをカスケー
ド接続し、ホストCPUと各端末CPUとの間での1対
1通信では、高速通信が難しい。 【解決手段】 回線aはホストCPUと端末CPU間の
1対1通信での情報の授受に使用し、回線bはホストC
PUから各端末CPUへの指令情報と、各端末CPUか
らホストCPUへの状態変化通知情報の伝達に使用す
る。回線bを使った接続制御により、ホストCPUが1
つの端末CPUを指定し、この指定に応じて、端末CP
U側がホストCPUに対する送信側のポートを回線aに
接続して、1対1の通信を行う。各端末CPUは、回線
bにより、ホストCPUからの下り情報を取り込むと共
に、次の端末CPUに向けてそのまま送出する。各端末
CPUから前記ホストCPUへの上り情報は、回線aに
ついてのみ、自局と接続するか、下からの情報をバイパ
スするかを選択できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝送路を介してカ
スケード結合される装置間の情報伝達を行いながら、制
御対象全体を制御するマルチCPUシステムに係り、特
に、ツイストペア線の伝送路を介した装置間の情報通信
方式に関する。
【0002】
【従来の技術】装置間の情報伝達の媒体として、安価な
ツイストペア線などの電気的な伝送路を使用するシステ
ムであって、かつ、1つのホスト・サーバCPU装置
(以下ホストCPU)の下に複数のクライアント端末C
PU装置(以下端末CPU)がカスケードに配置される
ようなシステムを構築する場合、現在の技術でこれを実
現する場合、図2のような構成となる。
【0003】図2において、000はホスト・サーバC
PU,100、(n−1)00,n00はそれぞれ端末
CPU1、端末CPU(n−1)、端末CPUnであ
る。また、002はホストCPUに付属する下方通信モ
デム(#0L)、101は端末CPU1に付属する上方
通信モデム(#1U)、102は端末CPU1に付属す
る下方通信モデム(#1L)である。以下同様で、n0
1は、端末CPUnに付属する上方通信モデム(#n
U)である。
【0004】端末CPU装置の内部は、図3のように接
続される。図3は、図2における端末CPU#1を例と
して取り上げている。同図において、100は、端末C
PU1装置の全体、110は、装置内のCPU部分でソ
フトウェア(S/W)処理を実行する部分、111はC
PUのバスである。112は上方との通信モデム#1U
に接続されるシリアル・ポート#1U,113は、下方
との通信モデム#1Lに接続されるシリアル・ポート#
1Lである。他の端末CPU部も同様である。
【0005】図2に示す構成では、ホストから下方への
通信の場合、モデム#0Lから流された情報は、一旦、
端末CPU1の上方通信モデム#1Uが受け取り、これ
をシリアル・ポート#1Uを介してCPU1が受け取っ
て、S/W処理を行い、シリアル・ポート#1Lとモデ
ム#1Lを介して下方に流す処理(中継処理)が行われ
る。このため、例えば、目的とする端末CPUが、末端
の#nであったとすると、(n−1)回の中継処理が介
在することとなり、情報伝達の時間が非常に長いものと
なる。各端末CPU部で発生するS/Wの中継処理遅延
時間は、情報の転送パケットの大きさに比例して大きく
なる。(1パケットの情報量が小さい場合は、モデムの
遅延に相殺される場合もある。)これは、逆の場合も同
じであって、上り方向の情報伝達にも各端末CPUでの
中継処理時間が加算される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のような構成(図
2)において、ホストCPUと端末CPUが、1対nの
情報通信する場合を想定する。
【0007】ここで、「ある時間においては、ホストC
PUと特定の1台の端末CPUが接続されて高速に情報
の授受を行うようにしたい(1対1の通信)。この情報
授受の量は非常に大きい。その他の端末では、ある頻度
で状態変化(以下、状変)が発生する。各端末CPUで
起こる状変はサイズが小さく頻度は比較的少ないが、こ
れが発生した場合には、ホストCPUは短時間でこれを
認知しなければならない。」と言う条件を満たさなけれ
ばならなくなったとすると、図2の形態の構成ではこれ
を実現することは不可能である。
【0008】これは次のような原因による。
【0009】(1)ホストCPUと1対1で通信を行う
端末が、端末#1であれば、高速なデータの授受が行え
るが、端末#2以降の端末との通信の場合は、間に介在
する端末では、通信のパケット単位に、S/W的な中継
処理を行う必要があり、遠い端末になればなるほどこの
遅延が加算されて大きくなる。よって、1対1の通信と
は言え、高速な情報授受を行うことはできない。これは
双方向の情報伝送について言えることである。
【0010】(2)端末CPU側で発生した状変の情報
も、各端末の中継処理を受けて順次上方に伝えられる
が、こちらは、パケットが小さいために中継処理による
遅延は小さい。しかし、状変は何時発生するか分からな
いので、ホストと特定の端末間で行われている1対1の
情報伝送通信と重なる恐れがある、この重なりが起こっ
た場合、状変情報の伝達は、1対1通信のパケットの切
れ目が発生するまで待たされることになる。このパケッ
トの切れ目が遅延の許容値以内に発生すればよいが、こ
れを超える危険は多大である。
【0011】上記の(2)の問題は、回線数を増やし、
1対1の通信とは別の回線で状変情報を流すようなシス
テムとすることで解決できる。これを示すのが図4であ
る。また、図4における各端末CPU装置内部は図5の
ように接続される。
【0012】図4において、000はホスト・サーバC
PU,100、(n−1)00,n00はそれぞれ端末
CPU1、端末CPU(n−1)、端末CPUnであ
る。また、002はホストCPUに付属する下方通信モ
デムの1チャンネル(#0AL)、101は端末CPU
1に付属する上方通信モデムの1チャンネル(#1A
U)、102は端末CPU1に付属する下方通信モデム
の1チャンネル(#1AL)である。以下同様で、n0
1は、端末CPUnに付属する上方通信モデムの1チャ
ンネル(#nAU)である。また、004はホストCP
Uに付属する下方通信モデムの2チャンネル目(#0B
L)、103は端末CPU1に付属する上方通信モデム
の2チャンネル目(#1BU)、104は端末CPU1
に付属する下方通信モデムの2チャンネル目(#1B
L)である。以下同様で、n03は、端末CPUnに付
属する上方通信モデムの2チャンネル目(#nBU)で
ある。
【0013】また、図5中、100は、端末CPU1装
置の全体、110は、装置内のCPU部分でS/Wを実
行する部分、111はCPUのバスである。112は上
方との通信モデム#1AUに接続されるシリアル・ポー
トの1チャンネル目#1AU,113は下方との通信モ
デム#lAに接続されるシリアル・ポートの1チャンネ
ル目#1ALである。また、114は上方との通信モデ
ム#1BUに接続されるシリアル・ポートの2チャンネ
ル目#1BU,115は下方との通信モデム#1BLに
接続されるシリアル・ポートの2チャンネル目#1BL
である。他の端末CPU部も同様である。
【0014】このような構成のシステムとした場合、各
CPU装置において、1チャンネルを1対1の情報交換
に、2チャンネル目を状変の通知用に用いることによっ
て、上記の(2)の問題を回避できる。つまり、状変検
出時の情報交換のために専用の回線を増やした形になる
ため、各端末で非同期に発生する状変の通知は、システ
ム内で、ホストCPUと何れかの端末CPUとの間で行
われている1対1の情報通信の状態に関わらず、一定の
遅延時間内で処理することができる。
【0015】しかしこの場合、図4および図5からも明
らかなように、ホストCPU部のモデムとシリアル・ポ
ートが2ch、各端末CPU部では4chずつのモデム
とシリアル・ポートが必要となることが分かる。更に、
この方法を採った場合においても、解決されるのは上記
の(2)の問題だけであり、(1)の問題(ホストCP
Uと何れかの端末CPUとの間で行われている1対1の
情報通信の遅延が大きくなる)については殆ど効果を出
すことはできない。
【0016】本発明の目的は、1対1の情報通信の遅延
時間を短縮できるマルチCPUシステムを提供すること
にある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、装置間の情報
伝達の媒体として、安価なツイストペア線などの電気的
な伝送路を使用し、1つのホストCPU装置の下に複数
の端末CPU装置がカスケードに配置されるようなシス
テムにおいて、ホストCPUと任意の1台の端末CPU
との間の高速な1対1通信(大容量)を実現し、同時に
任意の端末で随時発生する状態変化について、ホストC
PUが極力短時間でこれを認知することを可能にした情
報伝送方式を実現するものであり、以下の構成を特徴と
する。
【0018】(第1の発明)1つのホストCPU装置か
ら伝送路を介して複数の端末CPU装置をカスケード接
続し、ホストCPU装置と1台の端末CPU装置との間
での1対1通信およびホストCPU装置から各端末CP
U装置への一括通信を行うマルチCPUシステムにおい
て、ホストCPU装置と端末CPU装置間の1対1通信
での情報の授受に使用する第1の回線と、ホストCPU
装置から各端末CPU装置への指令情報と、各端末CP
U装置からホストCPU装置への状態変化通知情報の伝
達に使用する第2の回線と、前記第2の回線を使った接
続制御により、ホストCPU装置が1つの端末CPU装
置を指定し、この指定に応じて、端末CPU装置側がホ
ストCPU装置に対する送信側のポートを前記第1の回
線に接続して、1対1の通信を行う手段とを備えたこと
を特徴とする。
【0019】(第2の発明)前記各端末CPU装置は、
ホストCPU装置からの下り情報を取り込むと共に、次
の端末CPU装置に向けてそのまま送出する手段を備え
たことを特徴とする。
【0020】(第3の発明)前記各端末CPU装置から
前記ホストCPU装置への上り情報は、前記第1の回線
についてのみ、自局と接続するか、下からの情報をバイ
パスするかを選択できるようにし、自局が選択されてい
る時以外は、これをバイパスして伝送する手段を備えた
ことを特徴とする。
【0021】(第4の発明)1つのホストCPU装置か
ら伝送路を介して複数の端末CPU装置をカスケード接
続し、ホストCPU装置と1台の端末CPU装置との間
での1対1通信およびホストCPU装置から各端末CP
U装置への一括通信を行うマルチCPUシステムにおい
て、前記ホストCPU装置と端末CPU装置間を1回線
を使って1対1通信を行い、該1回線には前記ホストC
PU装置と端末CPU装置間で大量のデータを扱う情報
通信の第1のチャンネルと、システム全体の制御を行う
第2のチャンネルを設けたことを特徴とする。
【0022】(第5の発明)前記ホストCPU装置と端
末CPU装置間は、前記第2のチャンネルによる接続制
御で通信相手を指定し、この指定に応じて前記第1のチ
ャンネルを使ってホストCPU装置と端末CPU装置間
で1対1の通信を行うことを特徴とする。
【0023】(第6の発明)前記ホストCPU装置及び
端末CPU装置は、前記第1のチャンネルの情報と第2
のチャンネルの情報とを時分割で多重化して1回線で伝
送し、内部で2つのチャンネル情報に分離することを特
徴とする。
【0024】(第7の発明)前記ホストCPU装置及び
端末CPU装置は、前記第1のチャンネルの情報と第2
のチャンネルの情報とを時分割で多重化し、優先させる
チャンネルのマルチプレクサの前段にFIFOバッファ
メモリを設けて時間的待ち合わせを行い、他方のチャン
ネルのデータパケットの空きを検出したときに自らのデ
ータパケットを送出する手段、または他方のチャンネル
の空きが一定時間内に発生しない場合に強制的にデータ
パケットを送出する手段を備えたことを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本発明によ
る、情報伝送方式の実施形態を図1に示す。同図は、各
端末CPU装置内の回路構成の様子(端末CPU#1の
例)を示している。システム全体のCPU間の接続状態
は、図4と同様である。
【0026】図1において、100は、端末CPU#1
装置の全体、110は、装置内のCPU部分でS/Wを
実行する部分、111はCPUのバスである。112は
上方との通信モデム「#1AU」に接続されるシリアル
・ポートの1チャンネル目「#1AU]である。また、
114は上方との通信モデム「#1BU」に接続される
シリアル・ポートの2チャンネル目「#1BU」、11
5は下方との通信モデム「#1BL」に接続されるシリ
アル・ポートの2チャンネル目「#1BL」である。更
に、116はS/Wによる書き込み操作で出力ビットの
状態を変化させることのできるDOレジスタであり、1
16aは、その出力信号「Sel」である。116のD
Oレジスタは、初期リセット時には、「L」レベルに初
期化されるものとする。117は、「Sel」信号入力
が「H」レベルの時に出力がイネーブルとなるバッファ
回路、118は、「Sel」信号入力が「L」レベルの
時に出力がイネーブルとなるバッファ回路である。この
構成は他の端末CPU部も同様である。
【0027】さて、このような回路構成を持った端末C
PUがn台と、ホストCPU1台で図4と同様のシステ
ムを組んだとする。ここで、システムの動作を以下のよ
うに規定する。
【0028】(1)回線aは、ホストCPUと特定端末
CPU間の1対1通信の情報の授受に使用する。
【0029】(2)回線bは、ホストCPUから各端末
CPUへの指令情報と、各端末からホストCPUへの状
変通知情報の伝達に使用する。
【0030】(3)ホストCPUと特定端末CPU間の
1対1通信の権利(通信先の情報)は、ホストCPUが
管理する。
【0031】(4)それぞれの回線を使用する情報伝送
のためのパケットには、相手先のユニークな局番号を示
すアドレス情報が含まれているものとする。この情報
は、単一の局アドレスの他に、全局を指定するための全
局アドレスも定義されている。
【0032】今、システム全体を初期化するために、回
線bを使用して、ホストCPUから全局アドレスを指定
して、「初期化コマンド」が発行されたとする。回線b
上に流された情報は、モデム「#1BU」を介して端末
CPUに取り込まれる。取り込まれた情報は、シリアル
・ポート「#1BU」を介して、端末CPU装置のCP
U本体に与えられると共に、モデム「#1BL」の送信
側に与えられ、下方回線bに送出されて、物理的に次位
に繋がれた端末装置に伝えられる。
【0033】このように、ホストCPUから回線bに流
された制御情報は、各端末CPU局に取り込まれると同
時に次の端末局に向けて流される(バイパスされる)た
め、物理的なネストの時間遅れはあるものの短時間で、
末端の端末CPUまで到達する。
【0034】今、「初期化コマンド」は、全局アドレス
を付加して流されたので、全ての端末CPU局がこれを
取り込み、それぞれの端末装置を初期化(リセット)す
る。これにより、図1の116に相当するDOレジスタ
はクリアされ、「Sel」信号は「L」レベルに、な
る。この状態では、回線a側のモデム「#1AL」の受
信データが、モデム「#1AU」の送信側に与えられて
おり、シリアル・ポート「#1AU」の送信データは、
モデム「#1A∪」とは切り離されている。
【0035】この状態では、全ての端末CPU装置で
は、下の局からの回線aの情報を一つ上の局に伝えるモ
ードになっている。
【0036】ここで、ホストCPUが、端末CPUmと
1対1通信を行う必要があると判断した場合を考える。
ホストCPUは、端末CPUmの局アドレスを付加した
「通信開始コマンド」のパケットを回線bに送出する。
このコマンドは、回線bを流れそ末端の局まで到達する
が、端末CPUmのみがこれによって、ホストCPUと
の間の1対1情報通信の権利を得る。
【0037】端末CPUm装置は、S/W的に、DOレ
ジスタ(図1の116)を操作して、「Sel」信号の
レベルを「H」レベルに変更する。このとき、その他の
端末は変化しない。
【0038】これにより、端末CPU装置のシリアル・
ポート「#1AU」が回線a(上り)に接続された状態
になる。
【0039】回線aの下り情報は、各端末CPUのモデ
ム「#1AU」に取り込まれた後、シリアル・ポート
「#1AU」を介して、それぞれのCPUに与えられる
と同時に、モデム「#1AL」の送出側にバイパスされ
ているので、物理的なネストの時間遅れはあるものの短
時間で、末端の端末CPUまで到達する。
【0040】これ以降、ホストCPUと、端末CPUm
装置の間での1対1の情報通信操作が可能な状態となっ
ている。
【0041】ホストCPUは、端末CPUm装置との通
信を終了し、他の端末装置との通信を始める場合には、
その旨を、回線b上のコマンドを用いて通知する。この
コマンドは、各端末CPUにて判断され、端末CPUm
装置は、DOレジスタの「Sel」信号を「L」レベル
に戻して、シリアル・ポート「#1AU」を上りの回線
aから切り離す。
【0042】接続を指定された端末CPU装置は、上記
と端末CPUmの接続の場合と同様に、「Sel」信号
の操作によって自らの局を回線aの上り回線に接続す
る。
【0043】このようなアルゴリズムにより、接続情報
の制御を回線bを用いて行い、回線aを実際の大量のデ
ータ通信に使用することによって、従来、このような構
成では不可能であった、高速な1対1(全体では1対
N)の情報交換を行うことができる。つまり、従来の問
題点(1)を解決することができる。
【0044】一方、このような、ホストCPUと端末C
PU間の1対1の情報伝送中に、何れかの端末CPU装
置において、緊急な状態変化が発生した場合を考える。
この場合、回線bの上り回線を用いて、ホストCPUに
伝達すればよく、回線bでは、ホストCPUによる接続
情報の制御コマンドの発行とバッティングする可能性は
あるが、情報量は少ないことから、十分に規定内の時間
でこれをホストCPUに伝達することが可能である。こ
れにより、従来の問題点(2)の解決も同時に図ること
ができる。
【0045】(第2の実施形態)前記の実施形態におい
て、図1に示すものは、端末CPU装置内のハードウェ
ア量は大きく削減された上、システム内での情報伝送の
パフォーマンスを高めることができた訳であるが、シス
テム全体を見た場合、その構成は、基本的に回線数の増
設になる。
【0046】すなわち、ホストCPUについては2台の
モデム装置が必要になり、カスケード接続される中間の
端末CPU装置ではそれぞれ4台のモデムが必要になる
し、末端の端末では2台のモデム装置が必要となること
になり、システム全体として、非常に多くのモデム装置
がを必要となる。
【0047】また、目的の機能の実現のために、回線数
は、増設(2回線)となっており、回線数に制約のある
箇所への導入が難しいという不利な点が残されている。
【0048】本実施形態は、回線数を増設することな
く、1回線だけを使用したシステムにおいて、当該のメ
リットを引き出すことを可能とするものであり、以下に
詳細に説明する。
【0049】本実施形態は、装置間の情報伝達の媒体と
して、安価なツイストペア線などの電気的な伝送路を使
用するシステムであって、かつ、1つのホストCPU装
置の下に複数の端末CPU装置がカスケードに配置され
るようなシステムにおいて、ホストCPUと特定の1台
の端末CPUとの間の高速な(遅延の少ない)1対1通
信(大容量)を実現し、同時に任意の端末で随時発生す
る状態変化について、ホストCPUが極力短時間でこれ
を認知することを可能にした情報伝送方式である。
【0050】図6は、本実施形態を示す情報伝送方式で
あり、各端末CPU装置内の回路構成の様子(端末CP
U#1の例)を示している。システム全体のCPU間の
接続状態は、図2と同様である。
【0051】図6において、100は端末CPU#1装
置の全体、110は装置内のCPU部分でS/Wを実行
する部分、111はCPUのバスである。112は、マ
ルチメディア・データなど情報量の多いチャンネル1の
ための上方側シリアル・ポート「#1AUL」である。
また、114は制御情報など比較的情報量の少ないチャ
ンネル2の上方側シリアル・ポート「#1BU」、11
5は同じく情報量の少ないチャンネル2の下方側のシリ
アル・ポート「#1BL」である。更に、116はS/
Wによる書き込み操作で出力ビットの状態を変化させる
ことのできるDOレジスタであり、116aはその出力
信号「Sel」である。116のDOレジスタは、初期
リセット時には、「L」レベルに初期化されるものとす
る。
【0052】117は、「Sel」信号入力が「H」レ
ベルの時に出力がイネーブルとなるバッファ回路、11
8は、「Sel」信号入力が「L」レベルの時に出力が
イネーブルとなるバッファ回路である。更に、119
は、IN端子(119a信号)から受信信号を入力し、
情報の内容を選別して、OUTA側(119b信号)ま
たは、OUTB側(119c信号)の何れかに得り分け
て出力するデマルチプレクサ回路である。
【0053】120は、逆に、INA端子(120a信
号)または、INB端子(120b信号)に与えれた送
信信号を入力し、その何れか一方をOUT端子(120
c信号)に出力するマルチプレクサ回路である。
【0054】また、121は、IN端子(121a信
号)から受信信号を入力し、情報の内容を選別して、O
∪TA側(121b信号)または、OUTB側(121c
信号)の何れかに振り分けて出力するデマルチプレクサ
回路である。
【0055】更に、200は上方のサーバ、または端末
CPUに接続される上方回線用のモデム「#1U」、2
01は下方の端末CPUと接続される下方回線用のモデ
ム「#1L」である。このような構成は他の端末CPU
部も同様である。
【0056】図6において、上方回線と、下方回線は、
共に1回線となり、図1に示すシステム構成に比して回
線数を削減していることが分かる。従って、この回線上
には、図1において2つの回線に分けて伝送されていた
情報が時分割して多重された形で伝送されることにな
る。
【0057】次に、図7に、本実施形態によるシステム
構成時の、ホストCPU側の回路構成例を示す。ホスト
CPU側は、上方回線が存在せず、下方回線のみとなる
ため、回路構成は単純になる。同図において、000
は、ホストCPU#0装置の全体、010は、装置内の
CPU部分でS/Wを実行する部分、011はCPUの
バスである。012は、マルチメディア・データなど情
報量の多いチャンネル1のための下方側シリアル・ポー
ト「#0AL」である。また、013は、制御情報など
比較的情報量の少ないチャンネル2の下方側シリアル・
ポート「#0BL」である。
【0058】更に、014は、IN端子(014a信
号)から受信信号を入力し、情報の内容を選別して、O
UTA側(014b信号)または、O∪TB側(014c
信号)の何れかに振り分けて出力するデマルチプレクサ
回路である。
【0059】015は、逆に、INA端子(015a信
号)または、INB端子(015b信号)に与えれた送
信信号を入力し、その何れか一方をOUT端子(015
c信号)に出力するマルチプレクサ回路である。
【0060】さて、図2に相当するシステムは、図6に
示す端末CPU側の回路構成と、図7に示すホストCP
U側の回路構成との組み合わせにて実現される。ここ
で、図6に示すような回路構成を持った端末CPUがn
台と、図7に示すような回路構成を持ったホストCPU
1台で図2と同様のシステムを組んだとする。
【0061】ここで、システムの動作を以下のように規
定する。
【0062】(1)チャンネル1は、ホストCPUと特
定端末CPU間の1対1通信の情報(「上り情報」と
「下り情報」)の授受に使用する。チャンネル1上の情
報パケットには、専用のフラグ(スタート・フラグとエ
ンド・フラグ)を付加する。
【0063】(2)チャンネル2は、ホストCPUから
各端末CPUへの指令情報(「制御情報」)と、各端末
からホストCPUへの通知情報(「通知情報」)の伝達
に使用するもので、チャンネル1に比較すると情報量は
少ない。チャンネル2上の情報パケットには、専用のフ
ラグ(スタート・フラグとエンド・フラグ)を付加す
る。なお、チャンネル1と2は異なるフラグを用いる。
【0064】(3)ホストCPUと特定端末CPU間の
1対1通信の権利(通信先の情報)は、ホストCPUが
管理する。
【0065】(4)それぞれのチャンネル上の情報伝送
パケットには、相手先のユニークな局番号を示すアドレ
ス情報が含まれているものとする。この情報は、単一の
局アドレスの他に、全局を指定する、全局アドレスも定
義されている。
【0066】上記の動作条件において、ホストCPU装
置から送信される情報は、全て単一のCPUによって処
理されるために、チャンネル1とチャンネル2の情報が
全く同一の時刻に回線上に流れることはないので、図7
の015回路のマルチプレクサでは、図8に示すよう
な、マルチプレックス動作(2つの情報を1つの回線に
多重して送出する)が行われる。チャンネル1台の「下
り情報」とチャンネル2台の「制御情報」は、順序良く
1つの回線上に送出される。
【0067】端末CPU装置では、この回線上の情報を
図6の119回路のデマルチプレクサにて受信する。こ
こでは、チャンネル毎に定義された、専用のフラグに
て、「下り情報」パケットであるか、「制御情報」パケ
ットであるかを判断し、「下り情報」パケットは119
b端子側(112回路のシリアル・ポート#1AU側)
に、「制御情報」パケットは119c端子側(114回
路のシリアル・ポート#1BU側)に振り分けて送出す
る、図9にデマルチプレクスの状態を示す。
【0068】ホストCPUおよび各端末CPU装置にお
ける「マルチプレクサ」と「デマルチプレクサ」は、こ
れと同様に、チャンネル1とチャンネル2の情報を、多
重/分離する働きをする。その様子は、図8と図9に示
す状態と同じである。
【0069】これにより、端末CPU装置では、チャン
ネル1側に「下り情報」が、チャンネル2側に「制御情
報」が与えられる。同時に、ホストCPUから与えれた
回線情報(119a信号)は、端末CPU装置内でバイ
パスされ、多重されたそのままの信号状態で、201の
下方回線モデムの送信側に与えられ、更に下方の端末に
も同じ信号として流される。これによって、下方の端末
CPU装置以降にも順次同一の情報が与えられる。
【0070】このように、この構成では、全ての端末C
PUに全て同一の情報を与えることができるので、予
め、それぞれのチャンネルに流される情報には、相手先
のユニークな局アドレスを付加するという規定により、
指定された特定の端末CPU装置が必要な情報パケット
を取り込むことができる。
【0071】一方、下方の端末CPU装置から、ホスト
CPU装置に対して送られる「通知情報」については、
端末CPU装置内のチャンネル2用の上方シリアルポー
ト(図6の114回路相当)によって送出される。この
情報パケットは、120のマルチプレクサ回路の120
b端子側に入力され、チャンネル1側の120a端子入
力と多重化されて、上方回線に送出される。この場合の
多重の方法については、チャンネル1の情報よりも、チ
ャンネル2の情報の方が優先度が高いとし、チャンネル
2の情報が流れてきた場合、いずれか一方のチャンネル
の情報は破壊されてもよいものとする。
【0072】チャンネル1側の情報と、チャンネル2側
の情報の発生は完全に非同期となるので、この2つの情
報には、衝突が存在し、チャンネル1の情報の方が大量
であるとすると、その場合には、チャンネル1の情報が
壊される可能性が強い。但し、システム全体の運用上か
らは、各チャンネル共に情報の欠損を上位のソフトウェ
ア・プロトコルを利用し、再送などの手段によってこれ
をリカバリすることが可能である。
【0073】さて、このような手段で、ある端末CPU
装置から1つ上方にある、他の端末CPU装置(または
サーバ装置)に送られたチャンネル2の「通知情報」
は、図6の121のデマルチプレクサ回路(または、図
7の015のデマルチプレクサ回路)に受け取られ、情
報パケットに添付されたフラグの種類から、チャンネル
1の「上り情報」なのかチャンネル2の「通知情報」な
のかの判断を受け、それぞれのチャンネルに振り分けら
れる。この動作は、各端末CPU装置でもホストCPU
装置でも同じである。
【0074】ここで「通知情報」と判断されたデータ
は、端末CPU装置では、図6のチャンネル2用下方シ
リアル・ポート#1BLによって受け取られ、同装置の
CPUによってソフトウェア処理を受けた後、チャンネ
ル2用上方シリアル・ポート#1B∪を用いて更に上方
の端末CPUまたはホストCPUに伝えられる。ホスト
CPU装置では、図7のチャンネル2用シリアルポート
#0BLが受け取り、ホストCPU自体がこれを受け取
って処理する。
【0075】このような動作を行うシステムにおいて、
今、システム全体を初期化するために、チャンネル2を
使用して、ホストCPUから全局アドレスを指定して、
「初期化コマンド」が発行されたとする。
【0076】前述のように、ホストCPUから回線に流
された「制御情報」は、各端末CPU局に取り込まれる
と同時に次の端末局に向けて流される(バイパスされ
る)ため、物理的なネストの時間遅れはあるものの短時
間で、末端の端末CPUまで到達する。
【0077】今、「初期化コマンド」は、全局アドレス
を付加して流されたので、全ての端末CPU局がこれを
取り込み、それぞれの端末CPU装置を初期化(リセッ
ト)する。
【0078】これにより、図6、116に相当するDO
レジスタはクリアされ「Sel」信号は「L」レベルに
なる。この状態では、118のバッファがアクティブ、
117のバッファはインアクティブであるから、121
回路のデマルチプレクサの121b端子側のデータが1
20のマルチプレクサ回路に与えられている。従って、
この状態では、全ての端末CPU装置では、下の局から
のチャンネル1の情報「上り情報」を一つ上の局に伝え
るモードになっている。
【0079】ここで、ホストCPUが、端末CPUmと
1対1通信を行う必要があると判断した場合を考える。
ホストCPUは、端末CPUmの局アドレスを付加した
「通信開始コマンド」のパケットをチャンネル2に送出
する。このコマンドは、回線を流れて末端の局まで到達
するが、端末CPUmのみがこれによって、ホストCP
Uとの間の1対1情報通信の権利を得る。
【0080】端末CPUm装置は、S/W的に、DOレ
ジスタ(図6の116)を操作して、「Sel」信号の
レベルを「H」レベルに変更する(その他の端末は変化
なし)。これにより、端末CPUm装置のシリアル・ポ
ート「#1AU」が120のマルチプレクサに接続され
た状態になる。
【0081】回線上の下り情報は、各端末CPUのモデ
ム「#1U」に取り込まれた後、デマルチプレクスされ
てシリアル・ポート「#1BU」に与えられ、それぞれ
のCPUに伝えられると同時に、モデム「#1L」の送
出側にバイパスされているので、物理的なネストの時間
遅れはあるものの短時間で、末端の端末CPUまで到達
する。
【0082】これ以降、ホストCPUと、端末CPUm
装置の間での1対1の情報通信操作が可能な状態となっ
ている。
【0083】ホストCPUは、端末CPUm装置との通
信を終了し、他の端末装置との通信を始める場合には、
その旨を、チャンネル2上の「制御情報」を用いて通知
する。この「制御情報」は、各端末CPUにて判断さ
れ、端末CPUm装置は、DOレジスタの「Sel」信
号を「L」レベルに戻して、シリアル・ポート「#1A
U」を上り情報用のマルチプレクサから切り離す。
【0084】接続を指定された端末CPU装置は、上記
と端末CPUmの接続の場合と同様に、「Sel」信号
の操作によって自らの局を上り情報用のマルチプレクサ
に接続する。
【0085】このようなアルゴリズムにより、接続情報
の制御をチャンネル2を用いて行い、チャンネル1を実
際の大量のデータ通信に使用することによって、従来、
このような構成では不可能であった、高速な1対1(全
体では1対N)の情報交換を行うことができ、従来の問
題点(1)を解決できる。
【0086】一方、このような、ホストCPUと端末C
PU間の1対1の情報伝送中に、何れかの端末CPU装
置において、緊急な状態変化が発生した場合を考える
と、これについては、チャンネル2の上り「通知情報」
を用いて、ホストCPUに伝達すればよく、チャンネル
2では、ホストCPUによる接続情報の「制御情報」の
発行とバッティングする可能性はあるが、情報量は少な
いことから、十分に規定内の時間でこれをホストCPU
に伝達することが可能である。これにより、従来の問題
点(2)の解決も同時に図ることができる。更に、本方
式では、これらの問題の解決に際し、使用する回線数を
増やすことなく、1回線のみを使用する形態にて実現可
能となる。
【0087】(第3の実施形態)前記の第2の実施形態
においては、図6および図7の回路構成例を使用したシ
ステムにおいて、所望する優位性を確保することができ
たが、各端末CPU装置から、上方に伝達されるチャン
ネル2上の「通知情報」と、システム内の何れか1つの
端末CPUからホストCPUに伝達される「上り情報」
とは、全く非同期に発生するため、ある端末CPU装置
内の送信用マルチプレクサ回路部分で、双方が同時に発
生する可能性がある。この場合、いずれか一方の情報を
優先させることになると、他方の情報が欠損する恐れが
ある。この場合、データ量が多く、1つのパケットが大
きいチャンネル1に比べ、チャンネル2の情報は少ない
と仮定しており、かつチャンネル2には、状変情報な
ど、重要かつ欠損が許されない情報が含まれるとする
と、チャンネル2を優先させる必要がある。
【0088】この場合、両者のぶつかりがあった場合、
チャンネル1の情報を破壊してでも、チャンネル2の情
報を正確に伝達する必要がある。
【0089】ここで、チャンネル1の情報と、チャンネ
ル2の情報がぶつかった場合に必ず、チャンネル1の情
報を破壊するのでは、データ欠損の頻度が高くなってし
まうような場合、これをリカバリする方法を考える。
【0090】図10に、これを実現するための本実施形
態の回路例を端末CPU装置内の回路の場合で示す。同
図において、122部と123部以外は、図7と等価で
ある。
【0091】122は、チャンネル2のための上方側シ
リアルポート「#1BU」からの送信信号(122a信
号)をIN端子に入力して、順次蓄積し、OUT端子
(122b信号)に順次出力するためのFIFO(Fi
rstinFirstout)バッファ・メモリであ
る。また、123は、タイムアウト検出タイマ回路であ
り、123a信号によるトリガを受けてから、一定時間
以上リセットされないと、123bのタイムアウト信号
を発生させる回路である。
【0092】同回路の動作は、基本的に第2の実施形態
の場合と同じであるが、送信用マルチプレクサ回路12
0の両方の入力端子、120aと120bにチャンネル
1とチャンネル2のデータが同時に入力されるような場
合の動作を異にする。
【0093】例えば、本回路構成において、チャンネル
2のデータが発生する以前に、チャンネル1のデータが
既にマルチプレクサから送出し始めていたとする。この
可能性は非常に高い。
【0094】ここで、チャンネル2のデータが発生した
場合、マルチプレクサ回路は、このチャンネル2のデー
タを順次FIFOメモリに格納していき、チャンネル1
のデータ・パケットの切れ目が発生したら、格納してい
たFIFOからチャンネル2のデータを引き出して、こ
れを送出するようにする。
【0095】すると、先に送出を開始していたチャンネ
ル1のデータは破壊されることなく、チャンネル2のデ
ータと多重されることになる。この様子を図11に示
す。
【0096】但し、ここで、チャンネル2の「通知情
報」が、ある一定時間内に検出を必要とするような状変
情報のようなものであった場合、チャンネル1のパケッ
トの切れ目を待っているとこの時間をオーバしてしまう
可能性がある。その場合については、チャンネル1の情
報を破壊してでも、強制的にチャンネル2の情報を流し
てやる必要がある。
【0097】そこで、123としてタイムアウト・タイ
マを設けている。チャンネル1のデータを送出中に、チ
ャンネル2のデータ送信要求が起こった場合、チャンネ
ル2の情報をFIFOに格納し始めると共に123aの
信号により、123のタイムアウト・タイマ回路に起動
を掛ける。タイムアウト・タイマ123には、チャンネ
ル2の情報を待たせることのできる最大の時間をセット
しておき、この時間以内に、チャンネル1のデータ・パ
ケットの切れ目が発生した場合には、FIFOからチャ
ンネル2のデータを読み出しながら、送出を開始する。
【0098】一方、チャンネル1のデータが非常に長く
連続し、タイムアウト・タイマ123がタイムアップし
ても、パケットの切れ目がなかった場合、123bのタ
イムアウト信号により、送信用マルチプレクサは、FI
FOからチャンネル2のデータを読み出し、強制的にチ
ャンネル2のデータの送信に切り替えてしまう。
【0099】これにより、送信中であったチャンネル1
のデータは破壊されてしまうが、前述の通り、上位のソ
フトウェアによってこれは復旧させることができる。
【0100】第2の実施形態のようにチャンネル間でデ
ータがぶつかり、データが破壊された場合でも、ソフト
的な復旧は期待できるが、余計な復旧処理に忙殺される
と、システムのスループットが落ちるので、基本的には
破壊されるデータは極力少ない方がよいことは確かであ
る。従って、これを最小に留めるための本実施形態によ
る対処が有効となる。理論的には、総合的なスループッ
トが適切であれば、本実施形態の対策によって、壊され
るチャンネル1のデータを極僅かに抑えることができる
はずである。
【0101】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、装置間
の情報伝達の媒体として、安価なツイストペア線などの
電気的な伝送路を使用し、1つのホストCPU装置の下
に複数の端末CPU装置がカスケードに配置されるよう
なシステムにおいて、以下の効果がある。
【0102】(1)「ある時間においては、ホストCP
Uと特定の1台の端末CPUが接続されて高速に情報の
授受を行うようにしたい(1対1の通信)。この情報授
受の量は非常に大きい。その他の端末では、ある頻度で
状態変化が発生する。各端末CPUで起こる状変はサイ
ズが小さく頻度は比較的少ないが、これが発生した場合
には、ホストCPUは短時間でこれを認知しなければな
らない。」と言う条件を満たすことができる。
【0103】(2)以上により、安価なツイストペア線
などの電気的な伝送路を使用する条件下においても、カ
スケード接続された1対Nのホスト−端末システムを構
築し、マルチメディア情報などの大容量データを含んだ
双方向の情報伝送を実現することができる。
【0104】(3)上記のような特徴を有するシステム
を、回線を増設することなく、1回路(2本1対)のメ
タリック・ケーブルの回路で実現できる。2回路による
方式に比べると、中継に必要なモデム装置の台数を半減
させることが可能である。
【0105】(4)第2の実施形態では、回線数削減の
ために、ある程度の割合で破壊されて欠損するデータが
存在し、ソフトウェアによるリカバリの必要があるが、
これを極小に抑さえるために、第3の実施形態では、デ
ータ・パケットの破壊を極小に抑さえることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す端末CPU装置の構成
図。
【図2】CPU装置のカスケード接続構成図。
【図3】従来の端末CPU装置の内部構成例。
【図4】従来のCPU装置のカスケード接続構成図。
【図5】従来の端末CPU装置の構成例。
【図6】本発明の他の実施形態を示す端末CPU装置の
構成図。
【図7】本発明の他の実施形態を示すホストCPU装置
の構成図。
【図8】他の実施形態におけるデータ・マルチプレック
ス処理。
【図9】他の実施形態におけるデマルチプレックス処
理。
【図10】本発明の他の実施形態を示す端末CPU装置
の構成図。
【図11】他の実施形態におけるデータのマルチプレッ
クス処理。
【符号の説明】
000…ホスト・サーバ 100、(n−1)00、n00…端末CPU装置 110…CPU 101〜104、200、201…モデム 012、013、112〜115…シリアル・ポート 116…DOレジスタ 014、015、119、121…デマルチプレクサ 015、120…マルチプレクサ 122…FIFO 123…タイマ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つのホストCPU装置から伝送路を介
    して複数の端末CPU装置をカスケード接続し、ホスト
    CPU装置と1台の端末CPU装置との間での1対1通
    信およびホストCPU装置から各端末CPU装置への一
    括通信を行うマルチCPUシステムにおいて、 ホストCPU装置と端末CPU装置間の1対1通信での
    情報の授受に使用する第1の回線と、 ホストCPU装置から各端末CPU装置への指令情報
    と、各端末CPU装置からホストCPU装置への状態変
    化通知情報の伝達に使用する第2の回線と、 前記第2の回線を使った接続制御により、ホストCPU
    装置が1つの端末CPU装置を指定し、この指定に応じ
    て、端末CPU装置側がホストCPU装置に対する送信
    側のポートを前記第1の回線に接続して、1対1の通信
    を行う手段とを備えたことを特徴とするマルチCPUシ
    ステム。
  2. 【請求項2】 前記各端末CPU装置は、ホストCPU
    装置からの下り情報を取り込むと共に、次の端末CPU
    装置に向けてそのまま送出する手段を備えたことを特徴
    とする請求項1に記載のマルチCPUシステム。
  3. 【請求項3】 前記各端末CPU装置から前記ホストC
    PU装置への上り情報は、前記第1の回線についての
    み、自局と接続するか、下からの情報をバイパスするか
    を選択できるようにし、自局が選択されている時以外
    は、これをバイパスして伝送する手段を備えたことを特
    徴とする請求項1または2に記載のマルチCPUシステ
    ム。
  4. 【請求項4】 1つのホストCPU装置から伝送路を介
    して複数の端末CPU装置をカスケード接続し、ホスト
    CPU装置と1台の端末CPU装置との間での1対1通
    信およびホストCPU装置から各端末CPU装置への一
    括通信を行うマルチCPUシステムにおいて、 前記ホストCPU装置と端末CPU装置間を1回線を使
    って1対1通信を行い、該1回線には前記ホストCPU
    装置と端末CPU装置間で大量のデータを扱う情報通信
    の第1のチャンネルと、システム全体の制御を行う第2
    のチャンネルを設けたことを特徴とするマルチCPUシ
    ステム。
  5. 【請求項5】 前記ホストCPU装置と端末CPU装置
    間は、前記第2のチャンネルによる接続制御で通信相手
    を指定し、この指定に応じて前記第1のチャンネルを使
    ってホストCPU装置と端末CPU装置間で1対1の通
    信を行うことを特徴とする請求項4に記載のマルチCP
    Uシステム。
  6. 【請求項6】 前記ホストCPU装置及び端末CPU装
    置は、前記第1のチャンネルの情報と第2のチャンネル
    の情報とを時分割で多重化して1回線で伝送し、内部で
    2つのチャンネル情報に分離することを特徴とする請求
    項4または5に記載のマルチCPUシステム。
  7. 【請求項7】 前記ホストCPU装置及び端末CPU装
    置は、前記第1のチャンネルの情報と第2のチャンネル
    の情報とを時分割で多重化し、優先させるチャンネルの
    マルチプレクサの前段にFIFOバッファメモリを設け
    て時間的待ち合わせを行い、他方のチャンネルのデータ
    パケットの空きを検出したときに自らのデータパケット
    を送出する手段、または他方のチャンネルの空きが一定
    時間内に発生しない場合に強制的にデータパケットを送
    出する手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載の
    マルチCPUシステム。
JP11154569A 1999-03-18 1999-06-02 マルチcpuシステム Pending JP2000330961A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100456274C (zh) * 2006-03-29 2009-01-28 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 易于扩展的多cpu***
US8532582B2 (en) 2009-05-08 2013-09-10 Fujitsu Limited Method for controlling communication, communication system, and communication apparatus

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