JPH05324497A

JPH05324497A - 実時間データ処理装置

Info

Publication number: JPH05324497A
Application number: JP4154371A
Authority: JP
Inventors: Eiji Yokoi; 英二横井
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1993-12-07

Abstract

(57)【要約】【目的】処理完了期限までのデータ処理の完了を保証
する。【構成】処理要求装置８から処理内容番号入力ラッチ
１１を経由して伝達する処理内容番号１０を、蓄積手段
２に蓄積する。そのとき、処理要求発生時刻も蓄積す
る。蓄積手段２から実行手段７の出力指示７１により出
力される処理内容番号１０を、制御手段６に送る。同時
に蓄積手段２から出力される処理要求発生時刻を、減算
手段３に送る。減算手段３で処理要求発生時刻からの経
過時間を、計時手段１の現在時刻との比較により求め、
比較手段５で処理余裕時間検出手段４の処理余裕時間と
比較する。この比較結果により経過時間が処理余裕時間
を超えるときは、制御手段６により実行手段７のデータ
処理を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部の処理と関係を持
ちながら、かつ外部の処理によって定められる時間要件
に従って処理を行なう実時間データ処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等のデータ処理装置は、所
定時間内にデータ処理を完了させなければならない場合
がある。例えば、通信関係のデータ処理装置において
は、パケット通信におけるパケットが所定時間内に処理
されなかった場合、そのパケットは廃棄されるか適当な
ものと置き換えられる。即ち、処理要求発生から所定時
間内に処理結果が得られなかった場合、その処理結果が
無効とされる。また、処理要求のデータが所定時間内に
処理不可能な場合、その処理は必ずしも実行しなくても
よいか又は他の手段で求めてもよいものとして扱われ
る。ここに、他の手段とは、例えば、所定時間内に確実
に処理し得る単純な手段である。

【０００３】従来、この種の装置では、処理要求を受信
すると、ＦＩＦＯ（先入れ先出し）、リングバッファ
（巡回待ち行列）等の手段又は装置に処理要求を蓄積す
る。そして、待ち行列を作って保留し、処理装置が処理
実行可能になると、古い処理要求から順に処理を行なっ
ていた。図２は、従来の装置における処理手順を説明す
るタイムチャートである。この図は、（ａ）処理要求発
生、（ｂ）処理実行、（ｃ）処理完了期限を時間軸上に
示した例である。（ａ）処理要求発生については、まず、処理Ａの要求が
発生し（時点ｔ１）、その０．２５msec後に処理Ｂの要
求が発生し（時点ｔ２）、以後、１msec間隔で処理Ｃ、
Ｄ、Ｅが発生したとする。

【０００４】（ｂ）処理実行については、各処理Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、それぞれ１msecを必要とするものと
する。そして、処理Ａの要求発生時に処理Ａの実行を開
始し（時点ｔ１）、処理Ａの実行終了後すぐに処理Ｂの
実行を開始する（時点ｔ３）。以後、同様に処理Ｃ、
Ｄ、Ｅを連続して実行する（時点ｔ６、ｔ９、ｔ１
２）。（ｃ）処理完了期限については、各処理Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅは、いずれも処理要求発生から１．２５msec以内
に処理を完了しなければならないものとする（時点ｔ
４、ｔ５、ｔ８、ｔ１１、ｔ１３）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、次のような問題があった。即ち、図
２において、処理Ａは、処理要求発生と同時に実行開始
され（時点ｔ１）、１msec後に完了する（時点ｔ３）。
従って、処理完了期限（時点ｔ４）に間に合う。ところ
が、処理Ｂは、処理要求発生から０．７５msec経過した
時に実行開始され（時点ｔ３）、１msec後に完了する
（時点ｔ６）。従って、処理完了期限（時点ｔ５）に間
に合わない。この結果、処理Ｂは、無効とされる。その
後、処理Ｃも、処理要求発生から０．７５msec経過した
時に実行開始され（時点ｔ６）、１msec後に完了する
（時点ｔ９）。従って、処理完了期限（時点ｔ８）に間
に合わない。この結果、処理Ｃも、無効とされる。同様
に、処理Ｄ、Ｅも処理完了期限（時点ｔ１１、ｔ１３）
に間に合わず無効とされる。このため、処理Ａ以外は、
すべて無効とされてしまい、実質的な処理能力が著しく
低下してしまうという問題があった。

【０００６】本発明は、以上の点に着目してなされたも
ので、処理完了期限に間に合わないような処理は始めか
ら実行開始しないようにして無駄な処理を省くことによ
り、実質的な処理能力の向上を図った実時間データ処理
装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の実時間データ処
理装置は、現在時刻を出力する計時手段と、要求された
処理及び要求時に前記計時手段から出力される要求発生
時刻を蓄積する蓄積手段と、前記計時手段の出力する現
在時刻から前記蓄積手段に蓄積された要求発生時刻を減
算して要求時からの経過時間を求める減算手段と、前記
蓄積手段に蓄積される処理についての処理開始までの余
裕時間を検出する処理余裕時間検出手段と、前記減算手
段の出力する経過時間と当該処理余裕時間検出手段によ
り検出された余裕時間とを比較する比較手段と、当該比
較手段による比較の結果、前記経過時間が前記余裕時間
を超えるか否かにより前記蓄積手段に蓄積された処理を
制御する制御手段と、当該制御手段の制御に応じて前記
経過時間が前記余裕時間以内のときに所定のデータ処理
を実行し、前記経過時間が前記余裕時間を超えるときに
前記所定のデータ処理を中止するか当該データ処理以外
の他のデータ処理を実行するかのいずれかを行なう実行
手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明の実時間データ処理装置においては、処
理要求装置からの処理要求の発生時に、処理内容番号
と、そのときの処理要求発生時刻とが蓄積手段に蓄積さ
れる。当該蓄積手段に蓄積された処理内容番号は、蓄積
された順に取り出され、実行手段により当該処理内容番
号に対応したデータが処理される。その際、減算手段に
より処理要求発生時刻からの経過時間が計算される。こ
の経過時間は、比較手段により、処理余裕時間検出手段
が検出した処理余裕時間と比較される。そして、この経
過時間が処理余裕時間を超過するときは、制御手段によ
り実行手段のデータ処理の実行が中止される。一方、こ
の経過時間が処理余裕時間以内のときは、実行手段のデ
ータ処理の実行が開始される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。本発明では、実時間データ処理装置におけ
るデータ処理の制御に際し、「処理余裕時間」という概
念が導入される。まず、この概念について説明する。図
３は、処理余裕時間の概念の説明図である。本実施例で
は、処理要求内容によって処理時間と、処理要求発生か
ら処理完了期限までの時間が決まっているとする。この
場合における処理要求発生時刻から処理完了期限までの
間の時間から処理時間を引いた時間は、処理要求発生か
ら処理実行開始までの余裕時間となる。この余裕時間
を、「処理余裕時間」としてデータ処理の制御の基準に
用いることにする。

【００１０】例えば、図３において、処理要求発生時刻
Ｔ０から処理余裕時間以内の処理実行可能時刻Ｔ１で処
理実行可能になったとすると、その時点から処理時間を
消費しても処理完了期限Ｔ４に間に合う。一方、処理要
求発生時刻Ｔ０から処理余裕時間を超えた処理実行可能
時刻Ｔ２で処理実行可能になったとすると、その時点か
ら処理時間を消費したのでは処理完了期限Ｔ４には間に
合わない。より具体的には、図２において、処理Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのすべてについて処理要求発生から処理
完了までの時間が１．２５msecと決められている。ま
た、処理時間は、いずれの処理も１．０msecであること
がわかっている。従って、図２の場合の処理余裕時間
は、０．２５msecである。

【００１１】図２において、処理Ａは、処理要求発生時
刻がｔ１であり、この処理要求発生時刻ｔ１で処理実行
も可能となる。従って、その時点から処理時間１msecを
消費しても処理完了期限ｔ４に間に合う。一方、処理Ｂ
は、処理要求発生時刻がｔ２であるが、その時点では処
理Ａが実行中であるので、処理実行は可能とならない。
処理Ｂの処理余裕時間は０．２５msecであるが、処理Ａ
の実行は処理Ｂの処理要求発生時刻ｔ２から０．７５ms
ec経過しなければ完了しない。従って、処理Ｂは処理要
求発生時刻ｔ２から０．２５msecを超えた時点でそれ以
後に処理実行を開始しても処理完了期限ｔ５には間に合
わないことが予測される。図４は、本発明の装置におけ
る処理手順を説明するタイムチャートである。この図に
おいて、時間軸上の各時点を示す符号ｔ１、ｔ２等は、
図２に対応する時点については同一符号を用いている。

【００１２】図４において、処理Ａについては図２と同
様に実行するが、処理Ｂについてはその処理要求発生時
刻ｔ２から０．２５msec経過した時刻ｔ１５で処理しな
いことを決定する。これにより、処理Ａの実行が完了し
た時点ｔ３には実行中の処理は存在しなくなる。従っ
て、処理Ｃの処理要求発生時刻ｔ４において、処理Ｃは
実行可能となる。即ち、処理Ｃは処理余裕時間０．２５
msec以内に実行可能となり、実行開始される。そして、
１msecの処理時間を経過した後、処理が完了する。この
結果、処理Ｄの処理要求発生時刻ｔ７において、処理Ｄ
は実行可能となる。即ち、処理Ｄは処理余裕時間０．２
５msec以内に実行可能となり、実行開始される。そし
て、１msecの処理時間を経過した後の時点ｔ１０で、処
理が完了する。

【００１３】従って、処理Ｅの処理要求発生時刻ｔ１０
において、処理Ｅは実行可能となる。即ち、処理Ｅも処
理余裕時間０．２５msec以内に実行可能となり、実行開
始される。そして、１msecの処理時間を経過した後の時
点ｔ１６で、処理が完了する。このようにして、処理
Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、いずれも処理完了期限内に完了す
る。

【００１４】図１は、本発明の実時間データ処理装置の
一実施例のブロック図である。図示の装置は、計時手段
１と、蓄積手段２と、減算手段３と、処理余裕時間検出
手段４と、比較手段５と、制御手段６と、実行手段７と
を備えている。計時手段１は、クロック信号を分周し、
所定時間間隔で現在時刻２０を出力する。この現在時刻
２０は、蓄積手段２と減算手段３とに入力される。蓄積
手段２は、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）から
成り、処理内容番号入力ラッチ１１にラッチされている
処理内容番号１０を入力し、蓄積する。この処理内容番
号１０は、処理Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等に対応したもので
ある。例えば、番号“１”、“２”、“３”、“４”、
“５”を各処理Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応させる。実行
手段７は、処理内容番号１０を蓄積順に取り出してその
処理内容番号１０に対応した処理を実行する。このよう
にして、実行手段７によるデータの実行を処理内容番号
１０により制御する。尚、このような処理内容番号１０
によらなくても、実行するデータ自体を蓄積手段２に蓄
積するようにしてもよいことはもちろんである。

【００１５】また、蓄積手段２は、この処理内容番号１
０の入力時の現在時刻２０を当該処理内容番号１０に対
応して蓄積する。例えば、図４の例では、処理Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅに対応して時刻ｔ１、ｔ２、ｔ４、ｔ７、ｔ
１０をそれぞれ蓄積する。そして、蓄積手段２は、処理
内容番号１０を処理余裕時間検出手段４及び制御手段６
に出力する際に減算手段３に出力する。減算手段３は、
減算回路等の演算回路から成り、実行手段７から蓄積手
段２に出力指示７１が出力されたとき、計時手段２０か
ら入力される現在時刻２０と、蓄積手段２から入力され
る要求発生時刻２１との差を計算する。これにより、処
理要求が発生してからの経過時間３０を求める。

【００１６】処理余裕時間検出手段４は、ＲＡＭ又はＲ
ＯＭ（リード・オンリ・メモリ）から成り、処理Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応して図３の処理余裕時間を格納し
ている。図４の例では、処理余裕時間は、いずれも１ms
ecである。比較手段５は、比較回路又は減算回路等の演
算回路から成り、減算手段３から入力される経過時間３
０と、処理余裕時間検出手段４から入力される処理余裕
時間４０とを比較する。これにより、経過時間３０が処
理余裕時間４０を超えているか否かを判別する。この比
較結果５０は、制御手段６に出力される。制御手段６
は、比較手段５から入力される比較結果５０に応じて蓄
積手段２から入力された処理内容番号１０を実行手段７
に出力するか、又は蓄積手段２への出力指示７１を出力
する。即ち、制御手段６は、処理要求発生からの経過時
間が処理余裕時間を超えているときは、次の処理内容番
号の出力指示７１を蓄積手段２に出力する。これによ
り、蓄積手段２から出力された処理内容番号１０は無視
され、減算手段３、処理余裕時間検出手段４及び比較手
段５は、次の処理に関する実行制御を開始する。一方、
処理要求発生からの経過時間が処理余裕時間内のとき
は、蓄積手段２から出力された処理内容番号をそのまま
実行手段７に出力する。

【００１７】実行手段７は、制御手段６から入力される
処理内容番号１０に対応したデータを、処理要求装置８
からバス９を介して取り出して実行する。この場合のデ
ータは、実行手段７の実行により常に処理完了期限に間
に合うものとされる。尚、これに限らず、処理要求発生
からの経過時間が処理余裕時間を超える場合に制御手段
６から実行手段７にその旨及びその処理内容番号が送ら
れるようにし、実行手段７が実行時間の短い別の処理を
実行するようにしても差し支えない。次に、上述した装
置の動作を説明する。図５は、図１の装置の動作を説明
するタイムチャートである。処理要求装置８は、処理す
べきデータが発生すると、そのデータに対応した処理内
容番号１０を出力する。この処理内容番号１０は、処理
内容番号入力ラッチにラッチされる。

【００１８】実行手段７から所定時間間隔で出力される
入力指示７０が入力されると、蓄積手段２に処理内容番
号入力ラッチ１１内の処理内容番号１０が蓄積される。
そして、このときの現在時刻、即ち処理要求発生時刻が
蓄積される。これにより、処理Ａの処理内容番号が蓄積
され、これらに対応した処理要求発生時刻ｔ１が蓄積さ
れる。

【００１９】実行手段７から出力指示７１が入力される
と、蓄積手段２から処理Ａの処理内容番号１０及び処理
要求発生時刻ｔ１が出力される。減算手段３は、現在時
刻から処理要求発生時刻ｔ１を減算する。処理Ａについ
ては処理要求発生と同時に実行手段７が実行可能となる
ので、処理要求発生時刻ｔ１において出力指示７１が出
力される。また、比較手段５は、減算手段３の結果と、
処理Ａの処理余裕時間とを比較する。ここに、比較手段
５の動作タイミングは、図５に示すように、減算手段３
及び処理余裕時間検出手段４の確定する時点に設定され
る。この場合、減算手段３の結果である経過時間は、ほ
ぼ０msecであるので、制御手段６は、処理Ａの処理内容
番号を実行手段７に送る。これにより、実行手段７は、
処理Ａのデータを処理要求装置８からバス９を介して取
り出し、実行する。この結果、処理Ａは、所定時間内に
実行される。実行手段７が処理Ａを実行している途中で
処理Ｂの処理要求が発生する。この処理Ｂの処理内容番
号及び処理要求発生時刻ｔ２は処理Ａの場合と同様に蓄
積手段２に蓄積される。実行手段７は、処理Ａの実行を
完了すると、次の出力指示７１を出力する。

【００２０】実行手段７から次の出力指示７１が入力さ
れると、蓄積手段２から処理Ｂの処理内容番号１０及び
処理要求発生時刻ｔ２が出力される。減算手段３は、現
在時刻から処理要求発生時刻ｔ２を減算する。処理Ｂに
ついては処理Ａの実行完了時に実行手段７が実行可能と
なるので、処理要求発生時刻ｔ２から相当の時間が経過
した後に出力指示７１が出力される。また、比較手段５
は、減算手段３の結果と、処理Ａの処理余裕時間とを比
較する。この場合、減算手段３の結果である経過時間
は、ほぼ１msecであり、処理余裕時間０．２５msecを超
える。従って、制御手段６は、次の出力指示７１を実行
手段７に送る。これにより、実行手段７は、処理Ｂを無
視する。

【００２１】次の出力指示７１が入力されると、蓄積手
段２は空であるので、何も出力されない。そして、約
０．２５msec経過後、処理Ｃの処理要求が発生する。こ
の処理Ｃの処理内容番号及び処理要求発生時刻ｔ４は、
処理Ａ、Ｂの場合と同様に蓄積手段２に蓄積される。こ
のとき、実行手段７は、実行可能であるので、所定時間
毎に出力信号７１を出力しており、この出力信号７１の
入力により、蓄積手段２から処理Ｃの処理内容番号１０
及び処理要求発生時刻ｔ４が出力される。減算手段３
は、現在時刻から処理要求発生時刻ｔ４を減算する。処
理Ｃについては処理要求発生より前に実行手段７が実行
可能となっているので、処理要求発生時刻ｔ４において
出力指示７１が出力される。また、比較手段５は、減算
手段３の結果と、処理Ｃの処理余裕時間とを比較する。
この場合、減算手段３の結果である経過時間は、ほぼ０
msecであるので、制御手段６は、処理Ｃの処理内容番号
を実行手段７に送る。これにより、実行手段７は、処理
Ｃのデータを処理要求装置８からバス９を介して取り出
し、実行する。この結果、処理Ｃは、所定時間内に実行
される。実行手段７が処理Ｃの実行をほぼ完了する頃、
処理Ｄの処理要求が発生する。この処理Ｄの処理内容番
号及び処理要求発生時刻ｔ７は、処理Ａ、Ｂ、Ｃの場合
と同様に蓄積手段２に蓄積される。実行手段７は、処理
Ｃの実行を完了すると、次の出力指示７１を出力する。

【００２２】次の出力指示７１が入力されると、蓄積手
段２から処理Ｄの処理内容番号１０及び処理要求発生時
刻ｔ７が出力される。減算手段３は、現在時刻から処理
要求発生時刻ｔ７を減算する。処理Ｄについては、処理
要求発生とほぼ同時に実行手段７が実行可能となってい
るので、処理要求発生時刻ｔ７において出力指示７１が
出力される。また、比較手段５は、減算手段３の結果
と、処理Ｄの処理余裕時間とを比較する。この場合、減
算手段３の結果である経過時間は、ほぼ０msecであるの
で、制御手段６は、処理Ｄの処理内容番号を実行手段７
に送る。これにより、実行手段７は、処理Ｄのデータを
処理要求装置８からバス９を介して取り出し、実行す
る。この結果、処理Ｄは、所定時間内に実行される。実
行手段７が処理Ｄの実行をほぼ完了する頃、処理Ｅの処
理要求が発生する。この処理Ｅの処理内容番号及び処理
要求発生時刻ｔ１０は、処理Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの場合と同
様に蓄積手段２に蓄積される。実行手段７は、処理Ｄの
実行を完了すると、次の出力指示７１を出力する。次の
出力信号７１により、処理Ｄの場合と全く同様に処理Ｅ
が実行される。

【００２３】図６は、本発明の実時間データ処理装置を
ディジタルプロセッサで実現する場合の制御プログラム
の処理手順を説明するフローチャートである。図示の制
御プログラムを実行するディジタルプロセッサととも
に、図１の計時手段１、蓄積手段２、処理余裕時間検出
手段４を用意する。一方、図１の減算手段３、比較手段
５、制御手段６の機能は、図６のプログラムで実現され
る。図６のプログラムは、計時手段１が所定周期で発生
する信号によるタイマ割込みにより所定時間間隔で実行
される。まず、処理要求装置から処理要求があったか否
かを判別する（ステップＳ１）。処理要求があったとき
は、蓄積手段に、処理あるいは処理内容番号、及び処理
要求発生時刻を蓄積する（ステップＳ２）。

【００２４】次に、処理手段が実行可能か否かを判別す
る（ステップＳ３）。実行可能でなければ、処理要求の
蓄積のみを行なう（ステップＳ１、Ｓ２）。処理手段が
実行可能であれば、要求発生からの経過時間を算出する
（ステップＳ４）。そして、経過時間が処理余裕時間を
超えているか否かを判別する（ステップＳ５）。経過時
間が処理余裕時間を超えているときは、蓄積手段から取
り出した処理の実行を中止する（ステップＳ６）。経過
時間が処理余裕時間以内のときは、蓄積手段から取り出
した処理の実行を開始する（ステップＳ７）。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の実時間デ
ータ処理装置によれば、処理余裕時間の概念を導入し、
処理要求発生からの経過時間が処理余裕時間を超えると
きはデータ処理を中止するか又は別の処理を行なうよう
にしたので、処理完了期限に間に合わない処理は実行し
ないようにすることができ、無駄な処理の実行を省くこ
とができる。この結果、次の処理要求のデータの実行開
始時刻を早めることができ、処理完了期限に間に合わせ
るようにすることができる。従って、有効に処理される
データについての処理能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実時間データ処理装置の一実施例のブ
ロック図である。

【図２】従来の装置における処理手順を説明するタイム
チャートである。

【図３】処理余裕時間の概念の説明図である。

【図４】本発明の装置における処理手順を説明するタイ
ムチャートである。

【図５】図１の装置の動作を説明するタイムチャートで
ある。

【図６】本発明の実時間データ処理装置をディジタルプ
ロセッサで実現する場合の制御プログラムの処理手順を
説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１計時手段２蓄積手段３減算手段４処理余裕時間検出手段５比較手段６制御手段７実行手段８処理要求装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現在時刻を出力する計時手段と、要求された処理及び要求時に前記計時手段から出力され
る要求発生時刻を蓄積する蓄積手段と、前記計時手段の出力する現在時刻から前記蓄積手段に蓄
積された要求発生時刻を減算して要求時からの経過時間
を求める減算手段と、前記蓄積手段に蓄積される処理についての処理開始まで
の余裕時間を検出する処理余裕時間検出手段と、前記減算手段の出力する経過時間と当該処理余裕時間検
出手段により検出された余裕時間とを比較する比較手段
と、当該比較手段による比較の結果、前記経過時間が前記余
裕時間を超えるか否かにより前記蓄積手段に蓄積された
処理を制御する制御手段と、当該制御手段の制御に応じて前記経過時間が前記余裕時
間以内のときに所定のデータ処理を実行し、前記経過時
間が前記余裕時間を超えるときに前記所定のデータ処理
を中止するか当該データ処理以外の他のデータ処理を実
行するかのいずれかを行なう実行手段とを備えたことを
特徴とする実時間データ処理装置。