JP2002082901A - バス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポステッドライト方式で発生する書込み待ち
行列に起因する共有バスアクセス性能の低下を、問題の
発生しないレベル以下に抑制できるバス制御装置を提供
する。 【解決手段】 マスタ１２が共有バス５０を占有してい
る期間中にマスタ１１から資源４２に連続して書込み要
求が発行された後読出し要求が発行される場合、書込み
検出装置６１が書込み要求を検出し、これに基づいて読
出し発生装置７１は書込み要求に続けてダミーの読出し
要求を挿入する。このため、書込みバッファ３１に書込
み要求の待ち行列がたまることがない。読出し要求は直
ちに資源４２に到達し、速やかにサイクルが終結される
ため、この期間にマスタ１２から資源４１へのアクセス
要求が有っても待たされることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用プログラマ
ブルコントローラ装置等の制御装置におけるバス制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロプロセッサ応用装置のうち、マ
ルチマスタシステム構成を取るものでは、ＰＣＩバスシ
ステムなどの共有バスを採用するものが有る。

【０００３】複数のマスタを有する共有バスにおいて、
特定のマスタがバスを占有し続けることは、他のマスタ
の処理効率を著しく低下させ、結果的にはシステム全体
の効率を低下させる。このため、できるだけ特定のマス
タがバスを占有しないように構成することが重要であ
る。このバス効率を改善する方法として、ポステッドラ
イトあるいは遅延書込みと呼ばれるものがある。

【０００４】これは、共有バス上に発行された書込み要
求を一旦バッファに蓄えておき、バスが空いたときに書
込みを行う方法である。この際、マスタは書込み要求が
バッファに蓄えられた時点でアクセスが完了するので、
バスの占有状況にかかわらず次の処理に取り掛かること
ができるためバス効率が向上する。

【０００５】このようなバス制御装置の従来の構成例を
図４に示す。同図において、１１、１２はマスタ、２
１、２２はバスインタフェース、３１、３２は書込みバ
ッファ、４１、４２は例えばメモリなどの資源、５０は
共有バス、５１、５２はローカルバスである。

【０００６】図５に、この従来の動作例をタイムチャー
ト形式で示す。同図において、１００はマスタ１１から
資源４２への書込み要求、１０１はマスタ１１から資源
４２への読出し要求、１０２はマスタ１２の共有バス占
有を示す。

【０００７】この動作を説明する。最初マスタ１２が共
有バスを占有している。この占有１０２期間中にマスタ
１１から資源４２に連続して書込み要求１００が発行さ
れ、続いてマスタ１１から資源４２に読出し要求１０１
が発行される。

【０００８】マスタ１１の読出し要求１０１発行時、書
込みバッファ３１に書込み要求１００の待ち行列が生成
されており、読出し要求１０１はこの待ち行列が解消さ
れない限り完了されないため長いアクセスサイクルとな
る。

【０００９】このとき、ローカルバス５１がマスタ１１
の読出し要求１０１により占有されているため、マスタ
１２から資源４１への書込みまたは読出しのアクセス要
求が有ったとしても、マスタ１１の読出し要求１０１が
完了しない限りマスタ１２のアクセス要求も待たされる
ことになる。（図５において、マスタ１２から資源４１
への書込みまたは読出しのアクセス要求は、リトライを
繰り返しても、マスタ１１の読出し要求１０１が完了す
るａの時点まで待たされることになる。）

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ポステッドライト方式では、いくつかの書込み要求をバ
ッファに溜め込み、書込み待ち行列を生成するが、読出
し要求が同じアドレスまたは同じ資源に発行された場
合、書込み待ち行列を全て解消してから読出し要求を行
う仕組みとなる。

【００１１】この際、読出し要求を発行したマスタは書
込み待ち行列の解消と読出し要求が処理されている期間
はずっと待ち状態となる。

【００１２】このとき、他のマスタが、前述の待ち状態
に入ったマスタの管理する資源に読出し要求を発行する
と、先のマスタの待ち状態が解消されるまでさらに待た
されることになる。

【００１３】この状況が、繰り返されるとシステム上の
全てのマスタがまったく動くことのできない期間が増大
していくという問題が無視できなくなる。

【００１４】リアルタイム制御システムにおいては、極
端に性能の低下する瞬間が有ると制御の不連続性を招い
たり、情報の送受のもれが生じたりする危険がある。

【００１５】このため、本問題の解決が重要になる。

【００１６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
為されたもので、ポステッドライト方式で発生する書込
み待ち行列に起因する共有バスアクセス性能の低下を、
問題の発生しないレベル以下に抑制できるバス制御装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、マルチマスタ機能を有し、マスタの書込み要求を一
旦バッファに蓄えることにより、書込み動作を遅らせる
ことができるようにしたバス制御装置において、バッフ
ァに蓄えられる書込み要求が所定の深さに達したとき、
書込み要求に続いて読出し要求を発行する手段を備えた
ことを特徴とする。

【００１８】即ち、この請求項１に記載の本発明におい
ては、書込み待ち行列に起因する処理能力の極端な低下
を制限する方法として、書込み待ち行列の深さを制限す
る手段を設ける。これは書込み待ち行列がある一定の深
さに達した時、ダミーの読出し要求を発行する手段によ
り実現される。

【００１９】上記の読出し要求が発行されると書込み待
ち行列は直ちに解消されるように動作する。この際の最
悪の待ち時間は、書込み待ち行列を格納するバッファの
容量によらず、設定された書込み待ち行列の深さとアク
セスを共有バスに発行可能なマスタの数によって制限す
ることができる。

【００２０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載のバス制御装置において、書込み要求に続いて読出し
要求を発行する手段が、マスタの書込み要求を検出する
書込み要求検出装置と、この書込み要求検出装置の検出
結果に基き、書込み要求に続いて読出し要求を発行する
読出し要求発行装置とを備えたものであることを特徴と
する。

【００２１】即ち、この請求項２に記載の本発明におい
ては、請求項１に記載のバス制御装置におけるダミーの
読出し要求を実現する方法として、書込み要求を検出す
る装置と、マスタの要求がなくても必要に応じ読出し要
求を発行できる装置を設ける。

【００２２】この構成で、書込み要求を検出した場合、
必要に応じ読み出し要求を発行することにより、自動的
に書込み待ち行列が解消されるため、書込み待ち行列が
危険なほど深くなる状態を回避できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。なお、以下の図におい
て、従来例の構成及び動作を示す図を含めて、同符号は
同一部分または対応部分を示す。

【００２４】本発明に係るバス制御装置の一実施形態の
構成を図１に示す。

【００２５】図１に示すように、本発明の一実施形態
は、図４に示す従来例の構成と比較して、書込み検出装
置６１、６２および読出し発生装置７１、７２を新たに
有することが特徴である。図１において、５３、５４は
書込み検出信号を示す。

【００２６】なお、本実施形態としての必要最小限の構
成では、図２のように書込み検出装置６２および読出し
発生装置７２が省かれる。この場合マスタ１１からのア
クセスに限り本実施形態の効果が得られることになる。

【００２７】図３に、本実施形態の動作をタイムチャー
ト形式で示す。同図において、１０３は読出し発生装置
７１の読出し要求を示す。

【００２８】この動作を説明する。最初マスタ１２が共
有バスを占有している。この占有１０２期間中にマスタ
１１から資源４２に連続して書込み要求１００が発行さ
れ、続いてマスタ１１から資源４２に読出し要求１０１
が発行される。

【００２９】上述のように、従来の動作例では、図５に
示したように、マスタ１１の読出し要求１０１発行時、
書込みバッファ３１に書込み要求１００の待ち行列が生
成されており、読出し要求１０１はこの待ち行列が解消
されない限り完了されないため長いアクセスサイクルと
なる。このとき、ローカルバス５１がマスタ１１の読出
し要求１０１により占有されているため、マスタ１２か
ら資源４１への書込みまたは読出しのアクセス要求が有
ったとしても、マスタ１１の読出し要求１０１が完了し
ない限りマスタ１２のアクセス要求も待たされることに
なる。

【００３０】一方、本実施形態では、マスタ１１から資
源４２への書込み要求１００が発行されると書込み検出
装置６１がこれを検出して、書込み検出信号５３を読出
し発生装置７１に出力し、読出し発生装置７１ではこの
書込み検出信号５３に基づいて資源４２へのダミーの読
出し要求１０３を発行するので、マスタ１１の書込み要
求１００に続いて必ず読出し発生装置７１のダミーの読
出し要求１０３が挿入される。このため、書込みバッフ
ァ３１には書込み要求１００の待ち行列がたまらない。
書込み要求１００に続くマスタ１１の読出し要求１０
１、及び書込み要求１００に続くダミーの読出し要求１
０３は発行されると直ちに資源４２に到達し、速やかに
サイクルが終結されるため、この期間にマスタ１２から
資源４１への書込みまたは読出しのアクセス要求が有っ
たとしてもマスタ１２のアクセス要求が待たされること
はない。（図３において、マスタ１２から資源４１への
書込みまたは読出しのアクセス要求は、リトライを繰り
返すこととなるが、ｂの時点でアクセス可能となる。）
なお、読出し発生装置７１からのダミーの読出し要求１
０３の発行は、読出し要求１０１の発行を検出する毎に
行うこととしてもよいが、書込みバッファ３１に蓄えら
れる書込み要求１００が所定の深さに達した時、発行さ
れることとすればよい。この際の最悪の待ち時間は、書
込み待ち行列を格納する書込みバッファ３１の容量によ
らず、設定された書込み待ち行列の深さとアクセスを共
有バス５０に発行可能なマスタの数によって制限するこ
とができる。なお、マスタの数が多いほど、設定する書
込み待ち行列の深さを浅くするのがよい。

【００３１】以上のように、本実施形態によれば、マス
タ１１から資源４２への連続した書込み要求により書込
みバッファ３１に書込み待ち行列が生成されることを抑
制することができ、マスタ１２が資源４１をアクセスす
る際の待ち時間をある一定限度に制限することを可能と
する効果がある。

【００３２】なお、上述の説明では、マスタ１１から資
源４２に連続して書込み要求１００が発行され、続いて
マスタ１１から資源４２に読出し要求１０１が発行され
る場合の動作について説明したが、マスタ１２から資源
４１に連続して書込み要求が発行され、続いてマスタ１
２から資源４１に読出し要求が発行される場合について
も同様の動作を行う。

【００３３】また、上述の実施形態においては、書込み
バッファに蓄えられる書込み要求が所定の深さに達した
とき、書込み要求に続いて読出し要求を発行する手段と
して、書込み検出装置６１、６２および読出し発生装置
７１、７２を設けたが、これらの書込み検出装置６１、
６２および読出し発生装置７１、７２を設ける代わり
に、マスタ１１、１２内にソフト的手段を設け、これに
より実行するように構成することもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、ポステッドライト
方式で発生する書込み待ち行列に起因する共有バスアク
セス性能の極端な低下という問題が、本発明を適用する
ことにより問題の発生しないレベル以下に抑制できる。

【００３５】従って、プログラマブルコントローラのよ
うなリアルタイム制御システムにおいて、本発明を適用
することにより、極端に性能の低下する瞬間が発生する
恐れを回避できるため、安定した制御を実現できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の構成を示すブロック
図。

【図２】 本発明の一実施形態における最小限の構成構
成を示すブロック図。

【図３】 本発明の一実施形態における動作状態を示す
タイムチャート。

【図４】 従来例の構成を示すブロック図。

【図５】 従来例の動作状態を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１１、１２…マスタ ２１、２２…バスインタフェース ３１、３２…書込みバッファ ４１、４２…資源 ５０…共有バス ５１、５２…ローカルバス ５３、５４…書込み検出信号 ６１、６２…書込み検出装置 ７１、７２…読出し発生装置 １００…マスタ１１から資源４２への書込み要求 １０１…マスタ１１から資源４２への読出し要求 １０２…マスタ１２の共有バス占有 １０３…読出し発生装置７１の読出し要求

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マルチマスタ機能を有し、マスタの書込み
   要求を一旦バッファに蓄えることにより、書込み動作を
   遅らせることができるようにしたバス制御装置におい
   て、バッファに蓄えられる書込み要求が所定の深さに達
   したとき、書込み要求に続いて読出し要求を発行する手
   段を備えたことを特徴とするバス制御装置。
2. 【請求項２】前記書込み要求に続いて読出し要求を発行
   する手段が、マスタの書込み要求を検出する書込み要求
   検出装置と、この書込み要求検出装置の検出結果に基づ
   き、書込み要求に続いて読出し要求を発行する読出し要
   求発行装置とを備えたものであることを特徴とする請求
   項１に記載のバス制御装置。