JPH0562384B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は処理システム、とくに、それに使用さ
れる情報転送の競合防止回路に関する。

背景技術 コンピユータなどの処理システムに使用される
バス方式は、システムを構成する各構成要素すな
わちモジユールを相互に接続する共通信号母線す
なわちバスを有し、バス上においてデータ転送を
起動するマスタモジユールと、このデーダ転送の
起動を受け入れるスレーブモジユールとの間でデ
ータ転送が行なわれる。

周知のようにバス方式には、同期式および非同
期式がある。同期式は、非同期式に比較して低速
の回路素子を使用でき、したがつて消費電力が少
ない長所がある。しかし、各モジユールに共通な
クロツクに同期して回路動作が進行してゆくた
め、そのデーダ転送速度はクロツク速度（周波
数）に依存する。したがつて、多量のデータを短
時間で転送するには、高速のクロツクを使用しな
ければならない。

たとえば画像データを扱う処理システムでは、
画像の解像度が高いほど全体の情報量が多くな
る。また多数の画像を扱うためには、システム全
体の処理能力が大きくなければならない。このよ
うにシステムの処理能力を増すには、システム内
のデーダ転送の高速性も一つの要因である。

従来のバス転送方式では、複数のモジユールが
競合してバスを起動するのを調整するための調停
（アービトレーシヨン）回路がバスに接続されて
いた。この調停回路はバスに共通して配設され、
各モジユールからバスに対する起動を監視してい
る。複数のモジユールが同時にバスを起動する
と、それらを所定の優先順位に従つて調整し、そ
れらのうち最優先にある単一のモジユールに対し
てバス要求を許可する信号を返送している。

このように調停回路がバスシステムの共通装置
として集中していることは、システム全体の信頼
性を低下させ、調停回路の障害が直ちにシステム
ダウンにつながる危険性がある。また、バス要求
許可の信号を返送するなど、装置構成および信号
処理が複雑になる問題があつた。また、従来のバ
ス転送方式では、優先順位の高い他のモジユール
からバス要求が発生することによつて、特に優先
順位の低いモジユールでは、継続してデーダ転送
を行なうことが困難であつた。

目 的 本発明はこのような要求に鑑み、障害が処理シ
ステム全体のシステムダウンを引き起すことのな
い簡略な構成の情報転送の競合防止回路を提供す
ることを目的とする。

発明の開示 本発明によれば、処理システムを構成する複数
の構成単位の間で共通転送路を介してクロツクに
同期して情報転送を行なう処理システムにおける
情報転送の競合防止回路において、この競合防止
回路は各構成単位に対応して設けられ、複数の構
成単位における自己の構成単位の優先順位を規定
し自己の構成単位から他の構成単位に対して共通
転送路の使用を要求する第１の信号を出力する第
１の信号線と、自己の構成単位より優先順位の高
い構成単位からの第１の信号線の状態を監視しそ
れらの第１の信号線の少なくともいずれかに第１
の信号が存在するときは第２の信号を発生する監
視手段と、監視手段が第２の信号を発生しないと
き、クロツクに同期して自己の構成単位について
情報転送を進行させる制御手段とを含む。

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図に示す処理システムにおいて、システム
を構成する各構成単位（要求）すなわちモジユー
ル１２，１４および１６が共通信号転送路（母
線）すなわちバス１０に共通に接続されている。
たとえばモジユール１２は、本実施例ではシステ
ムメモリ１８とバスインタフエース（BIF）２０
を有するメモリモジユールである。またモジユー
ル１４は、本実施例では入出力装置（Ｉ／Ｏ）２
２とBIF２０を有するＩ／Ｏモジユールである。
Ｉ／Ｏ２２は、通常の入出力装置のみならず、外
部記憶装置や通信回線インタフエースなどを含
む。

モジユール１６は、本実施例では中央処理系と
BIF２０を有する中央処理系モジユールである。
中央処理系は、中央処理装置２４、ローカルメモ
リ２６およびＩ／Ｏ２８が内部バス３０によつて
相互にBIF２０に接続されている。

これらのモジユール１２，１４および１６は、
本発明の理解にあたつては論理的な構成単位、す
なわち論理モジユールとして把握され、これは物
理的に単一のユニツトで構成されてもよく、また
物理的に分離した複数のユニツトで構成されても
よい。また、各モジユールはそれぞれ複数用意さ
れてもよく、また単数であつてもよい。したがつ
て、中央処理系モジユール１６も複数接続されて
もよく、また、中央処理系モジユール１６内の
CPU２４が複数あつてもよい。勿論、Ｉ／Ｏモ
ジユール１４のＩ／Ｏ２２にCPUが含まれてい
てもよい。

バス１０と各モジユール１２，１４および１６
に含まれるBIF２０などによつてバスシステムが
構成される。各モジユール間の接続線は本実施例
で、第２図に示すように、バスクロツクBCLK、
アドレスバスAB、コマンドレスポンスCR、デ
ータバスDB、データレスポンスDRおよびアー
ビトレーシヨン（調停）バスARBなどからなる。
なお、これらの接続線は必ずしもそれぞれ単一の
接続線からなるものではなく、複数本の接続線を
含むものがある。

モジユール１２，１４および１６のうち、バス
１０上においてデーダ転送を起動するモジユール
をマスタモジユールと称し、第２図では符号３０
で示す。また、このマスタモジユール３０による
デーダ転送の起動を受け入れるモジユールをスレ
ーブモジユールと称し、符号３２で示す。

同図に点線３４および３６で示すように、本実
施例では、マスタモジユール３０からスレーブモ
ジユール３２をアドレス指定すると、コマンドレ
スポンスをスレーブモジユール３２からマスタモ
ジユール３０に返送する。また、マスタモジユー
ル３０とスレーブモジール３２の間でデータを転
送すると、データレスポンスをスレーブモジユー
ル３２からマスタモジユール３０に返送する。

バスクロツクBCLKは、本システムに含まれる
いずれかのモジユールから供給される。または、
これらのモジユールとは独立したクロツク源から
供給してもよい。

アドレスバスABは本実施例では、第３図に示
すように、バス識別線ID、コマンド線CMD、ア
ドレス線ADR、およびマスク線MSKからなり、
そのデータフオーマツトを第４図に示す。これか
らわかるように、バス識別IDは、３ビツトから
なり、たとえば「000」で空き（IDLE）、「111」
で割込みを示す。また、コマンドCMDも３ビツ
トからなり、たとえば「000」で読出し
（READ）を示し、、データがスレーブモジユー
ルからマスタモジユールへ転送され、「001」で書
込み（WRITE）を示し、データがマスタモジユ
ールからスレーブモジユールへ転送される。

アドレスADRは24ビツトからなり、システム
内のすべてのモジユールを含むFFFFFF(H)の論
理アドレス空間を指定できる。本実施例では、デ
ータバスDBは16ビツト、すなわち２バイトから
なり、アドレスバスADのマスク線MSKは、そ
のアドレス指定に基づいて転送されるデータ16ビ
ツトの上位および下位バイトの選択的マスクを行
なうための２ビツトを有する。

アービトレーシヨンバスARBは、第５図に示
すように、本実施例では１本のホールド線
HOLDと、16本のバス要求線BR0〜BR15とから
なる。優先度は、BR0〜BR15、HOLDの順に高
くなる。すなわちHOLD線が最優先である。た
とえばモジユールＡの優先順位は３位であり、モ
ジユールＢのそれはモジユールＡより高く２位で
あるとすると、第５図に示すように、モジユール
ＡはBR１３に、モジユールＢはBR１４に割り
当てられる。ホールド線HOLDは各モジユール
に共通に接続されている。

また各モジユールは、自己のモジユールより順
位の高いモジユールのBR線をモニタするように
接続されている。つまり、モジユールＡはBR１
４，BR１５およびHOLDの状態をモニタする。
またモジユールＢはBR１５およびHOLDの状態
をモニタする。

たとえば、モジユールＡのBIF２０におけるア
ービトレーシヨン制御回路１００は、たとえば第
６図に示すように構成される。この制御回路１０
０は、各モジユール１２，１４および１６にそれ
ぞれ設けられ、NORゲート１０２、NANDゲー
ト１０４、および３つのフリツプフロツプ（FF）
１０６，１０８，１１０からなる。NORゲート
の入力には、HOLD線、および自己より優先順
位の高いモジユールのBR線、すなわちこの場合
はBR１４，BR１５が入力され、その出力１１
２がNANDゲート１０４の入力に接続されてい
る。後者の他の入力には自己のバス要求BR１３
が入力される。

３つのフリツプフロツプ１０６，１０８および
１１０には、システムクロツクBCLKが供給さ
れ、これらはクロツクBCLKに応動してシフトす
るシフトレジスタを構成している。その各段の出
力が調停処理におけるそれぞれのタイミングを規
定する信号として利用される。たとえば初段１０
６の出力１１４は、そのモジユールからアドレス
ADR、コマンドCMDなどを送出するタイミング
を規定するものである。これについては後に詳述
する。

第７図を参照すると、本システムによるバスの
獲得、およびモジユール間の調停処理は図示のフ
ローに従つて行なわれる。たとえば第１５図Ｅお
よびＦに示すように、時刻t1でモジユールＡが、
これに続く時刻t2でモジユールＢがそれぞれ他の
モジユールに対してバス１０を使用するデータ転
送の要求を立てたとすると２００、これらの要求
発生（２０２、第８図）の次にそれぞれ到来する
バスクロツクBCLKに応動して２０４、これらの
モジユールは信号BRを有意にする２０６。

この例では、まずモジユールＡが信号BR１３
を有意にする。その際、モジユールＡは、自己の
モジユールより優先順位の高い全モジユールの
BR線をモニタし２２４、他の高優先順位のモジ
ユールからそのときバス要求BRが出ていれば、
待ち合せる（２４２、第１０図）。したがつてこ
の例では、モジユールＢは、これに続く次のクロ
ツクで信号BR１４を有意にし、その間モジユー
ルＡがバスマスタをとる２２６。バスサイクル獲
得処理２４４を行なつたモジユールＡは、信号
BRをオフにして２４８デーダ転送処理に移行す
る。そこでモジユールＢがバスマスタとなるの
は、さらに次のクロツク周期においてとなる。

たとえば時刻t3およびt4で転送要求が生起する
と、次のクロツクで両モジユールが同時に信号
BRを有意にする。この例ではモジユールＢがＡ
より優先順位が高いので、すなわちモジユールＢ
はそれより順位の低いモジユールＡの信号BRを
モニタしないので、次のクロツク周期ではモジユ
ールＢがバスマスタとなる。したがつてモジユー
ルＡがバスマスタとなれるのは、さらに次のクロ
ツク周期である。

同じモジユールが継続して２バイトづつデータ
転送を行ないたいときは２４８、前回の転送周期
に続けて次の周期で信号線HOLDを有意にする
（ホールドリクエスト２５０）。第１６図に示すよ
うに、モジユールＡがバスマスタとなつて２クロ
ツク周期にわたつてデーダ転送を行なうときは、
次のクロツク周期でモジユールＡから信号線
HOLDを有意にする。これによつて、そのとき、
たとえこれより優先順位の高い他のモジユールＢ
からバス要求BRがあつても、それは信号HOLD
が解除されるまで待合せを受ける。

本システムの動作を第１７図に示すREAD動
作を例にとつて説明する。これからわかるよう
に、本システムでは通常の場合、バスクロツク
BCLKの６周期を使用してデータ転送を行なう。
データバスDBの全体的なフローは第１１図に示
すような流れをとる。その転送条件指定段階３０
０ではまず、第１７図Ｂに示すように、時刻t10
においてマスタモジユール３０でデーダ転送の要
求が発生すると、これに続くクロツク周期で前述
のようにしてバス要求BRをセツトし（同Ｃ）、
バスマスタを獲得する（同Ｄ）。

続くクロツク周期でマスタモジユール３０は、
アドレスバス処理フローとして第１２図３０４に
示すように、バスID、コマンドCMD、およびア
ドレスADRを送出する（第１７図Ｄ，Ｆおよび
Ｇ）。この例では、READコマンドを送出するの
で、コマンドビツトは「000」である。

自己の論理アドレスに該当するアドレスを受け
たスレーブモジユール３２からは、次のクロツク
周期においてコマンドレスポンスCRがマスタモ
ジユール３０に返送される（第１７図Ｈ）。スレ
ーブモジユール３２が、その他の動作に占有され
ているときは、マスタモジユール３０へコマンド
レスポンス「10」を送出し、スレーブモジユール
３２が動作中である事を知らせる。この場合、マ
スタモジユール３０は、当該デーダ転送を放棄
し、後にバスマスタ獲得の再試行を行なう。ま
た、マスタモジユール３０から送出したアドレス
が論理アドレス空間を外れていたとき又は、当該
アドレスにスレーブモジユールが接続されていな
いときは、このバスクロツク周期においてコマン
ドレスポンスCRが返送されないことになる。こ
の場合、マスタモジユールはコマンドレスポンス
CRが「00」で無応答と認識し、エラー処理を行
なう。

コマンドレスポンスCRを受信するとマスタモ
ジユール３０は、コマンドレスポンス処理３２０
を行ない、次のクロツク周期でマスクMSKを送
出する（第１７図Ｉ）。さらに、これに続くバス
クロツク周期においてマスタモジユール３０は、
デーダ転送を行なう（同Ｊ）。

説明中の例はREAD動作であるので（３４４
第１３図）、スレーブモジユール３２からマスタ
モジユール３０へデータが転送される３４８。勿
論WRITE動作のときは、マスタモジユール３０
からスレーブモジユール３２へデータが転送され
る（３４６、第１８図Ｊ）。

スレーブモジユール３２からは次のクロツク周
期で、READ動作であればデータの受信結果を
示すデータレスポンスDRがマスタモジユール３
０に返送される（第１７図Ｋ）。WRITE動作で
あれば、データの送信終了を示すデータレスポン
スDRがマスタモジユール３０に返送される（第
１８図Ｋ）。これに応じてマスタモジユール３０
は、データレスポンス処理３６０を行なう。

以上の動作についてスレーブモジユール３２の
側の処理をレスポンスバスの処理フローとして示
したのが第１４図である。これからわかるように
スレーブモジユール３２では、コマンドCMDの
受信により転送条件が指定されると４００、コマ
ンドを解析してその結果をマスタモジユール３０
へ返送する４２０。これに応動してマスタモジユ
ール３０ではコマンドレスポンス処理３２０を実
行し、スレーブモジユール３２との間でデーダ転
送を行なう４６０。スレーブモジユール３２で
は、READの場合は受信データの正常性を検査
してステータスをマスタモジユール３０へ送出す
る。またWRITEの場合は、データ送出完了でス
テータス情報をマスタモジユール３０へ送出す
る。マスタモジユール３０ではこれに応動してデ
ータレスポンスエラー処理を行なう５００。

効 果 このように本発明によれば、調停回路が各モジ
ユールに分散され、バスに接続された各調停回路
が全体として協動することによつてその機能を全
うしている。したがつて、１つの調停回路の障害
が直ちに処理システム全体のシステムダウンを引
き起すことはない。また各モジユールは、自己よ
り優先順位の高いモジユールのバス要求信号をモ
ニタしており、バス要求の許可を受けるような構
成をとつていないので、そのたへの信号線と処理
が不要であり、装置構成が簡略である。さらに、
第１の信号線のいずれよりも高い優先順位を表わ
す複数の構成単位に共通に設けられた第３の信号
線に自己の構成単位について行なわれた情報転送
の次の所定の期間における継続を要求する第３の
信号を出力することによつて、自己の構成単位よ
りも高い順位の第１の信号が発生していても獲得
した共通転送路の占有権利を次の所定の期間に継
続して行使することができる。これによつて、た
とえば、優先順位の高い構成単位からの要求信号
を排除することができる。つまり共通転送路を獲
得して情報転送中の構成単位は、第３の信号を出
力することによつて次の所定の期間においても情
報転送を行なうことができる。したがつて、たと
えば、優先順位の低い構成単位であつても転送デ
ータの複数バイトの連続転送ができる。この結
果、特に優先順位の低い構成単位における情報転
送のスループツトが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による情報転送の競合防止回路
を適用した処理システムの例を示すブロツク図、
第２図、第３図および第５図はバスシステムの構
成を示す説明図、第４図はアドレスバスのフオー
マツトを示す説明図、第６図は第１図に示す各モ
ジユールに含まれる調停回路の例を示す回路機能
図、第７図ないし第１４図は、第１図に示す装置
の動作を説明するため動作フロー図、第１５図な
いし第１８図は、第１図に示す装置の動作を説明
するためタイミング図である。 主要部分の符号の説明、１０…バス、２０…バ
スインタフエース、３０…マスタモジユール、３
２…スレーブモジユール、１００…調停回路、
ARB…調停バス、BR…バス要求線、HOLD…ホ
ールド線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バスクロツクで規定された所定の期間毎に共
   通転送路を占有して、該バスクロツクに同期して
   前記所定の期間毎の情報転送を行なうように動作
   を規定された共通転送路に、複数の構成単位が接
   続された処理システムにおける競合防止回路であ
   つて、前記構成単位のそれぞれに備えられ、前記
   共通転送路の占有動作を自立的に行なう競合防止
   回路において、 該競合防止回路はそれぞれ、 前記複数の構成単位における自己の構成単位の
   優先順位を規定し、自己の構成単位から他の構成
   単位に対して、前記共通転送路の前記所定の期間
   の使用を要求する第１の信号を出力する第１の信
   号線と、 自己の構成単位より優先順位の高い構成単位か
   らの第１の信号線の状態を監視する監視手段であ
   つて、それらの第１の信号線の少なくともいずれ
   かに第１の信号が存在するときは自己の構成単位
   の第１の信号を無効とするための第２の信号を発
   生する監視手段と、 自己の第１の信号が有効であるか否かを判定し
   て、該第１の信号が有効であるときに、前記所定
   の期間前記共通転送路を占有し、前記バスクロツ
   クに同期して自己の構成単位について情報転送を
   進行させる制御手段と、 第１の信号線のいずれより高い優先順位を有し
   て前記複数の構成単位に共通に設けられ、自己の
   構成単位について前記所定の期間の情報転送が行
   なわれた際、該所定の期間の次の所定の期間にお
   ける情報転送の継続を要求する第３の信号を出力
   する第３の信号線とを含み、 前記監視手段は、第１の信号線の状態とともに
   第３の信号線の状態を監視し、 自己の構成単位から第３の信号が出力された前
   記所定の期間の、少なくとも次の所定の期間は、
   他の構成単位の第１の信号を無効として、前記制
   御手段に前記次の所定の期間における情報転送を
   前記他の構成単位に優先して継続させることを特
   徴とする競合防止回路。