JPS6227813A - 位相同期方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、基本動作クロックで動作する複数の装置を含
むシステムにおいて、各装置間の基本動作クロックの位
相を一致させるための位相同期方式に関する。

〔発明の背景〕

従来１例えばマルチプロセッサシステムにおいては、一
般に各中央処理袋を動作させる基本動作クロックを、各
中央処理装置に共通的に設けた基本動作クロック作成部
で作成し、各中央処理装置に供給することで中央処理装
置間の同期をとっていた。第４図はその構成例であり、
発振器１から供給されるシステムクロックにより、基本
動作クロック作成部２０が各中央処理装置３０を動作さ
せる基本動作クロックを作成し、各中央処理装置３０に
供給する例を示している。

このような構成は、共通部である基本動作クロック作成
部の規模を小さくするために採られたももであるが、集
積回路技術の進展に伴い、物理的な大きさを決定する要
因が論理規模ばかりでなく。

入出力端子数に依存する傾向が大きくなると、第４図で
例示した構成では、基本動作クロックを各部に分配する
必要上、基本動作クロック作成部２０の出力端子数が、
基本動作クロックの供給を受ける中央処理装置３０の数
により決まってしまい、基本動作クロック作成部２０の
物理的小規模化の限界が規定され、システムとしての小
型化の阻害要因になると共に、更にはコスト増の要因と
なる怒れも出てくる。

このような欠点を取り除くための一つの方策として１例
えば第５図に示すように、中央処理装置対応に基本動作
クロック作成部を設ける構成が考えられる。第５図は、
例えば中央処理ユニット２においては、基本動作クロッ
ク作成部２１が発振器１のシステムクロックにより中央
処理袋［２２の基本動作クロックを作成し、該中央処理
装置２２に供給することを示している。他の中央処理ユ
ニットについても同様である。

第５図のような構成を採れば、基本動作クロック作成部
からは、自分の中央処理ユニット内の中央処理装置にの
み基本動作クロックを供給すれば良いことになり、該中
央処理ユニット内での最適化が可能となり、入出力端子
数の削減に伴いシステムとしての小型化、更にはＶＬＳ
　Ｉ化の推進が容易となる。また、中央処理ユニットを
単位としたビルディングブロック構成を採れば、マルチ
プロセッサシステムに適するばかりでなく、シングルプ
ロセッサシステムからマルチプロセッサシステムへの拡
張も容易となり、同一のハード構成で。

幅の広い計算機ラインアップが可能となる。

しかしながら、第５図に示したような構成を採る場合に
は、中央処理装置間の同期をとるため。

基本動作クロック相互間の位相同期のとり方が問題とな
る。

第５図に示したような同一周期の基本動作クロックで動
作する複数の装置を含むシステムに於いて、該装置間の
基本動作クロックの位相を合わせる方法としては、例え
ば特開昭５９−１２３９号公報に示されるように、２つ
の装置の基本動作クロックについてその位相差を検出す
る手段を設け、該位相差検出手段の出力で一方の基本動
作クロック発生手段に対する入力を停止することにより
他方の基本動作クロックを遅延させ、相互の位相間、　
　係を順次遷移させ、最終的に基本動作クロック相互の
位相を合わせる方法が知られている。しかしながら、こ
の方法は、各装置間の基本動作クロックの位相差を検出
する必要上、システムを構成する装置数により位相糸検
出手段の構成が異なり、また、装置数が多くなるに従っ
て位相差検出手段が複雑になる傾向がある。更に位相関
係を順次遷移させて同期をとるため、基本動作クロック
が低速であったり、或いは散発的に発生したりするよう
な場合に同期がとれるまでに時間がかかる等の傾向もあ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、基本動作クロックで動作する複数の装
置を含むシステムにおいて、該システムを構成する装置
数に依存することなく迅速に装置間の同期をとる手段を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は装置対応に基本動作クロック作成部を設けると
共に、各装置の基本動作クロック作成部を縦続に接続し
、前段の基本動作クロック作成部では、当該基本動作ク
ロックの特定状態毎に同期用信号を作成して後段の基本
動作クロック作成部に供給し、後段の基本動作クロック
作成部では、前段基本動作クロック作成部からの前記同
期用信号を制御信号として当該基本動作クロックを特定
状態に設定することにより、各装置の基本動作クロック
相互の位相を合わせることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図により説明
する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図であり、２つの
中央処理ユニットからなるシステムに本発明を適用した
場合を示している。

中央処理ユニット２は、基本動作クロック作成部２１と
中央処理装置２２から構成され、基本動作クロック作成
部２１は、発振器ｌのシステムクロックから該基本動作
クロック作成部２１内で使用する基本動作クロックを作
成する基本クロツク作成回路２１１．前記基本クロック
から基本動作クロックを作成する基本動作クロック作成
回路２１２、基本動作クロック作成部間の同期をとるた
めの同期用信号を作成する同期用信号作成回路２１３、
該同期用信号を出力する同期用信号出力端子２１５．後
述する制御信号に基づいて基本クロック作成回路２１１
を特定の状態に設定する位相同期回路２１４、該制御信
号を入力する制御信号入力端子２１６から構成されてい
る。同様に、中央処理ユニット３は基本動作クロック作
成部３１と中央処理装置３２から構成され、基本動作ク
ロック作成部３１は基本クロック作成回路３１１゜基本
動作クロック作成回路３１２、同期用信号作成回路３１
３、同期用信号出力端子３１５、位相同期回路３１４、
制御信号入力端子３１６から構成されている。

第１図では、中央処理ユニット２の基本動作クロック作
成部２１が基本動作クロック相互の位相同期を行うマス
ク側、中央処理ユニット３の基本動作クロック作成部３
１がスレーブ側となる場合を示している。即ち、マスク
側の基本動作クロック作成部２１の同期用信号出力端子
２１５とスレーブ側の基本動作クロック作成部３１の制
御信号入力端子３１６とを接続することにより、マスク
側の基本クロック作成回路２１１のタイミングに基すい
て同期用信号作成回路２１３で作成された同期用信号を
、スレーブ側の位相同期回路３１４が制御信号として受
信し、基本クロック作成回路３１１を所定の状態に設定
する。この動作により、スレーブ側の基本クロック作成
回路３１１の状態がマスク側の基本クロック作成回路２
１１の状態と同一になれば、両者の位相同期が確立され
たことになる。而して、マスク側の基本クロック作成回
路２１１の出力からスレーブ側の基本クロック作成回路
３１１に状態設定信号が入力されるまでには、同期用信
号作成回路２１３１位相同期回路３１４、及び、同期用
信号出力端子２１５と制御信号入力端子３１６とを接続
する配線パターンが存在するので、これらの要素を考慮
して状態設定信号を作成すれば良いことになる。

なお、第１図に於いては、基本動作クロック作成回路と
同期用信号作成回路、即ち、２１２と２１３及び３１２
と３１３を別ブロックとして表現しであるが、両ブロッ
クを一体化した構成でも問題なく、また、同期用信号と
して基本動作クロックを利用する構成でも問題ないこと
は明白である。

位相同期回路２１４．３１４と基本クロック作成回路２
１１，３１１や、基本クロック作成回路２１１．３１１
と基本動作クロック作成回路２１２゜３１２についても
同様のことが言える。更に、同期用信号作成回路２１３
．３１３の入力を基本動作クロック作成回路２１２．３
１２の入力側からとっているが、例えば、基本動作クロ
ック作成回路２１２．３１２の出力側からとる構成でも
問題ないことも明白である。

次に、第２図と第３図を用いて本発明の一実施例の動作
をより詳細に説明する。第２図は、第１図に於いて、マ
スタ／スレーブ側の基本クロック作成回路２１１，３１
１を４ビツトカウンタ４１１．５１で、マスク側の同期
用信号作成回路２１３をアンドゲート４２で、スレーブ
側の位相同期回路３１４をエツジトリガタイプのブリッ
プフロップ５３で構成した場合を示している。なお、第
２図では動作説明に直接関係する部分のみを示し、第１
図におけるマスク側の位相同期回路２１４やスレーブ側
の同期用信号作成回路３１３．及び、マスタ／スレーブ
側の基本動作クロック作成回路２１２．３１２は省略し
である。第３図は位相同期がとれる時点の第２同各部の
動作を説明するためのタイムチャートである。

マスク側の基本クロック作成回路２１１を構成する４ビ
ツトカウンタ４１は発振器ｌから供給されるシステムク
ロックによりカウント動作を行う。

同期用信号作成回路２１３を構成するアンドゲート４２
は、前記カウンタ４１のカウント値ＩＩ　１４　ＩＩで
パルス（同期用信号）を発生すべく構成されている。尚
、該アンドゲート４２の入力側の丸印は否定論理を表現
するものである。カウンタ４１のカウント値ＩＩ　ｌ　
４１１で発生した同期用信号は制御信号としてスレーブ
側の位相同期回路３１４に送られる。該位相同期回路３
１４では、それを構成するエツジトリガタイプのフリッ
プフロップ５３が。

素子遅延及び配線遅延等で遅延時間を持って送られてき
た前記同期用信号を、前記カウンタ４１のカウント値″
１５″′、即ち、■マスタクロック遅れたタイミングで
保持・出力する。このようにして前記カウンタ４１のカ
ウント値Ｉｔ　１５　＄１のタイミングで発生した信号
は、スレーブ側の基本クロック作成回路３１１の状態設
定用信号として該基本クロック作成回路３１１を構成す
る４ビツトカウンタ５１のロード端子に供給される。こ
の状態設定用信号は素子遅延等及び配線遅延等で遅延時
間が生じ、結局、前記カウンタ４１のカウント値″０′
″のタイミングで、スレーブ側の基本クロック作成回路
３１１を構成する４ビツトカウンタ５１は該カウンタ５
１のデータ入力ＤＯ〜３に設定された値４１０７１に初
期設定される。第３図の矢印が前記カウンタ５１を１１
０７１に初期設定する時点を示している。

以上のようにして、マスタ側のカウンタ４１のカウント
値が′０″の時点でスレーブ側のカウンタ５１も０″に
ロードされるため、第３図で示した矢印より前の時点で
スレーブ側のカウンタ５１のカウント値がどのような値
であろうとも、該矢印の時点でマスク側とスレーブ側の
同期がとれることになる。しかも、以上の同期動作はマ
スク側で同期用信号が発生すれば即座に実施されるため
。

同期引込み動作の迅速性も保証されることになる。

第１図は中央処理ユニットが２と３の２台からなる場合
であるが、３台の場合は、中央処理ユニット３の基本動
作クロック作成部３１をマスタ側として、その同期用作
成回路３１３で作成した同期用信号を端子３１５により
、後段の中央処理ユニットにおける基本動作クロック作
成部の位相同期回路に供給するようにすればよい。或い
は、中央処理ユニット２をシステム全体のマスタとして
、その同期用信号作成回路２１３で作成した同期用信号
を端子２１５により、後段即ち３台目以降の中央処理ユ
ニットにおける基本動作クロック作成部の位相同期回路
に、中央処理ユニット３に対して同様に供給すればよい
。もちろん、これら２つの方法を組み合わせることも可
能である。いずれの場合でも、以下、同様にして、任意
の数の装置からなるシステムに適用することが可能であ
る。

また、同期用信号作成回路と位相同期回路の数は。

基本動作クロックの供給を受ける装置の数と必ずしも一
致する必要のないことも容易に理解されるところである
。即ち、上記前者の方法に於いては、初段装置の位相同
期回路及び最終段装置の同期用信号作成回路は必須では
なく、上記後者の方法に於いては、前段即ちマスク側の
位相同期回路及び後段即ちスレーブ側の同期用信号作成
回路は必須ではない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、独立に作成した複
数の装置の基本動作クロックを迅速に。

かつ装置の数によらない回路構成で同期化することがで
きるため、装置の増設が低コストで、か？容易に実現で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図における主要部分の詳細図、第３図は第２図の動作を
説明するためのタイミングチャート、第４図及び第５図
は従来の構成例を示す図である。 ■・・・発振器、　　２，３・・・中央処理ユニット、
２１．３１・・・基本動作クロック。 ２２．３２・・・中央処理装置、 ２１１．３１１・・・基本クロック作成回路、２１２．
３１２・・・基本動作クロック作成回路、２１３．３１
３・・・同期用信号作成回路、２１４．３１４・・・位
相同期回路。 第　１　図 第　　４　　図 第　　５ｔ１１ 手続ネ１目正書（方式） 昭和６０年１１月７日 昭和６０年特許願第１６７１９９号　−２、発明の名称 位相同期方式 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 住所　　東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地名称　
　（５１０）　　株式会社　日立製作所代表者　　　三
田勝茂 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和６０年１０月９日（発送日　昭和６０年１０月２９
Ｂ）６、補正の対象　　　　　図　面 ７、補正の内容 第２図を別紙の通りに補正する。 ８、添付書類の目録

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力クロックにより基本動作クロックを作成する
   手段と該基本動作クロックで動作する手段とからなる装
   置を複数個有するシステムにおいて、各装置の基本動作
   クロック作成手段を縦続に接続し、前段の基本動作クロ
   ック作成手段では当該基本動作クロックの特定状態毎に
   同期用信号を作成して後段の基本動作クロック手段作成
   に供給し、後段の基本動作クロック作成手段では、前段
   基本動作クロック作成手段からの前記同期用信号を制御
   信号として当該基本動作クロックを特定状態に設定する
   ことにより、各装置の基本動作クロック相互の位相を合
   せることを特徴とする位相同期方式。