JP2000250853A - バス調整制御装置 - Google Patents

バス調整制御装置

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JP2000250853A
JP2000250853A JP11053496A JP5349699A JP2000250853A JP 2000250853 A JP2000250853 A JP 2000250853A JP 11053496 A JP11053496 A JP 11053496A JP 5349699 A JP5349699 A JP 5349699A JP 2000250853 A JP2000250853 A JP 2000250853A
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node
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master
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JP11053496A
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Hidekazu Uehara
秀和 植原
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Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定のノードのバスリクエストが必要以上に
待たされるのを回避し、各ノードが公平にバスを使用す
ることができる密結合バスシステムのバスアービトレー
ション方式の提供。 【解決手段】 リクエストカウンタの値を、カウンタ値
識別回路１７で監視し、特定のノードのリクエストカウ
ンタの値が予め設定しておいた値よりも大きくなった場
合、カウンタ値識別回路１７は当該特定のノードが長期
間バスを獲得できていないと判断し、バスリクエストマ
スク信号により、自ノードがシステムバスリクエスト線
１０１に発行しようとしていたバスリクエストの発行を
抑止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バス調整制御装置
に関し、特に、特定のノードのバスリクエストが必要以
上に待たされるのを回避し、各ノードが公平にバスを使
用できるようにすることを図ったバス調整制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】共通のシステムバスに複数のプロセッサ
が接続されているマルチプロセッサシステムでは、ある
一時点にシステムバスを使用できるノードは一つだけで
ある。従って、その時点毎に、どのノードが、システム
バスを使用するかということに関してノード間の調停作
業が必要となる。この調停作業のことをアービトレーシ
ョン（arbitration ）と呼ぶ。
【０００３】このアービトレーションは、次のような制
御を行う。 （１）各ノードからバス使用のリクエスト（以下、バス
リクエストという）を受信する。 （２）同時に二つ以上のノードからバスリクエストが来
ている時には、どのノードにバス使用権を与えるのかを
決定する。 （３）バス使用権を獲得したノードにその旨を通知す
る。
【０００４】そして、このアービトレーションを行う制
御方式は大きく分けて次のような２つの方式がある。 （１）〔集中アービトレーション方式〕 この方式は、マルチプロセッサシステムの各ノードとは
別にアービタが存在して各ノードのバスリクエストを集
中管理する方式である。 （２）〔分散アービトレーション方式〕 この方式は、アービタが各ノード内部に存在し、ノード
内の全アービタが同じアービトレーション結果を出すよ
うに制御することで各ノードへの結果通知作業を省いた
方式である。
【０００５】本発明は、このうち分散アービトレーショ
ン方式に適用されるものであり、この分散アービトレー
ション方式についての従来の技術を以下に説明する。
【０００６】分散アービトレーション方式では、複数の
ノードが同時にバスリクエストを発行した場合に、バス
を割り当てるための優先順位を決定する。この優先順位
の決定規則をアービトレーションアルゴリズムと呼ぶ。
このアービトレーションアルゴリズムは幾つもの方式が
存在し、どの方式を採用するかはシステムの特徴等を考
慮して設計者が決定する。
【０００７】ところで、アービトレーションアルゴリズ
ムを決めるにあたって一般的に考慮しなければならない
ことは、ある程度の公平さを保つことである。同時に複
数のノードがバスリクエストを発行した場合に、いつも
特定のノードばかりがバスの使用権を得たり、特定のノ
ードがいつもバスの使用権を得られないと言うのではシ
ステム全体としてのパフォーマンスに悪い影響を与えて
しまう。
【０００８】ここで考えられるアービトレーションアル
ゴリズムとして最も単純なのは、各ノードに固定的に優
先順位を割り当てる固定優先順位方式である。この方式
は、複数のノードから同時にバスリクエストが発行され
た場合、予め割り当てられている優先順位を比較し、優
先順位の高いノードにバス使用権を与える方式である。
しかしながら、この固定優先順位方式は、公平さという
観点からはかけ離れている。
【０００９】通常、公平さを保つためには、各ノードに
固定的に優先順位を与えるのではなく、アービトレーシ
ョンを行う毎に優先順位が順番に変更されるようなアル
ゴリズムを採用することが望ましい。
【００１０】このような優先順位が変更されるアービト
レーション方式としてよく使用されるものに、ラウンド
ロビン方式がある。この方式は、各ノードに優先順位を
付け、バスリクエストを発行したノードのうち優先順位
の高いノードがバスを獲得し、そのノードがバスを獲得
すると優先順位が順番に別のノードに移動していく方式
である。優先順位が全ノードを移動すると、再び自分の
ところに戻ってきてノード間でまわるように移動するこ
とからラウンドロビン方式と呼ばれている。
【００１１】また、ラウンドロビン方式以外でよく使用
されるものとして、ＬＲＵ(Least Recent Used) 方式が
ある。この方式は、バスを使用したノードの順番を記録
しておき、記録されている内で最も長期間バスを使用し
ていなかったノードが最も優先順位が高く、一番最近バ
スを使用したノードが最も優先順位が低くなるように優
先順位が移動する方式である。この方式では、バスリク
エストが発行されると、バスリクエストを発行したノー
ドのうち、最も長期間バスを獲得していなかったノード
がバスを獲得し、バスを獲得したノードは次のアービト
レーションでは最低の優先順位に順番が下げられる。
【００１２】しかしながら、ラウンドロビン方式にしろ
ＬＲＵ方式にしろ、単純に優先順位を移動していけば全
て公平さが保たれるというわけではない。実際のシステ
ムでは、各ノードそれぞれに特徴があり、ノードによっ
て、ある程度待たされてもシステム全体のパフォーマン
スに影響が少ないものと、速く処理しなればシステムの
パフォーマンスに大きな影響があるものが存在するため
である。
【００１３】このような場合、単純なラウンドロビン方
式やＬＲＵ方式に２レベル以上の優先順位を取り入れる
ことがある。図６は、このような２レベルのアービトレ
ーション方式を採用したコンピュータシステムの構成例
を示す図である。
【００１４】図６に示すように、システムバス上のノー
ドを、その特徴によりグループＡとグループＢに分け
る。ここでグループＡは速い処理が必要なノードで優先
順位が高く、グループＢは速い処理を必要としないノー
ドで優先順位が低いというように固定的に優先順位を付
ける。また、固定優先順位とは別にノードＡ１→Ｂ１→
Ａ２→Ｂ２の順に優先順位が循環するようなラウンドロ
ビン方式が採用されていたとする。
【００１５】グループＡ，Ｂから複数ノードが同時にバ
スリクエストを発行した場合には、固定優先順位が高い
グループＡの中で、巡回する優先順位が最も高いノード
がバスを獲得する。この場合、グループＢのノードがバ
スを獲得できるのは、グループＡのノードからのバスリ
クエストが同時に発行されていない場合に限られる。
【００１６】図７は、図６の構成に基づくアービトレー
ションの具体的な動作例を示す図である。この図では各
時間において左側にあるノードほど優先順位が高い。図
中、「ＲＥＱ」はノードがバスリクエストを発行したこ
とを示している。
【００１７】時間１では循環優先順位は高い方から順に
Ａ１→Ｂ１→Ａ２→Ｂ２となっている。バスリクエスト
はバス上の全ノードから発行されているため、ここでバ
スを獲得するのは固定優先順位が高いグループＡのう
ち、循環優先順位が最も高いノードＡ１となる。
【００１８】時間２になると循環優先順位は１つ移動
し、Ｂ１→Ａ２→Ｂ２→Ａ１となる。ここで循環優先順
位はＢ１が最も高いが、固定優先順位の高いＡ２がバス
リクエストを発行しているため、バスを獲得するのはＡ
２となる。以下、時間３，時間４でもバスリクエストを
発行しているノードの中での循環優先順位はＢ２が最も
高いが、グループＡのバスリクエストが発行されている
ためにＢ２はバスを獲得できない。
【００１９】グループＢのノードがバスを獲得できるの
は、グループＡからのバスリクエストが発行されなくな
る時間５，時間６になってからであり、この時にバスリ
クエストを発行していたグループＢの中で循環優先順位
の高い方のノードからバスを獲得できる。このように２
レベル以上の優先順位を採用することにより、システム
全体のパフォーマンス向上を見込むことができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分散方式のバスアービトレーション方式によると、グル
ープ間に不平等なバス割り当てを行っていることによる
弊害も存在する。例えば、上記例でいうと、グループＢ
はグループＡのノードがバスリクエストを発行していな
い場合にはバスを獲得できるが、これは逆に言えば、グ
ループＡが常にバスリクエストを発行していた場合に、
グループＢはいつまでもバスを獲得できないということ
である。
【００２１】しかし、グループＡがどの程度の割合でバ
スリクエストを発行するかということはプロセッサやシ
ステムバスの仕様に加え、ソフトウェアの動作にも依存
するために予想することが極めて困難である。従って、
例えば、グループＡからのバスリクエストが長時間切れ
目なく発行され続けた場合、グループＢのバスリクエス
トが必要以上に待たされ、かえってシステム全体のパフ
ォーマンスが低下したり、場合によってはバスリクエス
トが発行されないことによるタイムアウトが発生するこ
とにもなり得る。
【００２２】一般に、不平等で複雑なアービトレーショ
ンアルゴリズムを採用するほど、どのような順番でバス
を獲得するかという予想は難しく、実際に動作するまで
必要以上にバスリクエストが待たされることに気づかな
いということが起こりやすい。
【００２３】従って、本発明の目的は、特定のノードの
バスリクエストが必要以上に待たされるのを回避し、各
ノードが公平にバスを使用することができるバス調整制
御装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、共通のバスに複数のバスマスタが接続さ
れ、複数のバスマスタがそれぞれバスの使用権を主張し
た場合に生じるバス使用要求の競合を調整するバス調整
制御装置において、複数のバスマスタのそれぞれに設け
られ複数のバスマスタからのバス使用要求に応じて所定
の優先順位でバスの使用権を決定するバスアービトレー
ション手段と、複数のバスマスタのそれぞれに対応して
設けられ複数のバスマスタからのバス使用要求の回数を
計数する複数の計数手段と、複数の計数手段の計数値を
監視して所定のバス使用要求を抑止する計数値識別手段
と、を有することを特徴とするバス調整制御装置を提供
するものである。
【００２５】以上の構成において、計数値識別手段は、
特定のバスマスタのバス使用要求回数の計数値が所定の
設定値以上となったとき、自バスマスタのバス使用要求
を抑止することが望ましい。
【００２６】また、計数値識別手段は、自バスマスタ以
外のバスマスタのバス使用要求回数の計数値と自バスマ
スタのバス使用要求回数の計数値とがともに所定の設定
値以上となったとき、自バスマスタのバス使用要求の抑
止を行わないことが望ましい。
【００２７】更に、複数の計数手段は、バスの使用権が
決定したとき、バスの使用権が決定したバスマスタに対
応する計数手段のみリセットされることが望ましい。
【００２８】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、共通のバスに複数のバスマスタが接続され、複数の
バスマスタがそれぞれバスの使用権を主張した場合に生
じるバス使用要求の競合を調整するバス調整制御装置に
おいて、複数のバスマスタのそれぞれに設けられ複数の
バスマスタからのバス使用要求に応じて所定の優先順位
でバスの使用権を決定するバスアービトレーション手段
と、バスアービトレーション手段により自バスマスタに
バスの使用権が決定されたとき、バスに自バスマスタの
バス使用の命令を発行するバス命令発行手段と、複数の
バスマスタのそれぞれに対応して設けられ複数のバスマ
スタからのバス使用要求の回数を計数する複数の計数手
段と、複数の計数手段の計数値を監視する計数値識別手
段と、バスアービトレーション手段によるバスの使用権
の決定を変更するアービトレーション結果変更手段と、
を有することを特徴とするバス調整制御装置を提供する
ものである。
【００２９】以上の構成において、アービトレーション
結果変更手段は、自バスマスタにバス使用権が決定され
た場合であって、自バスマスタ以外のバス使用要求回数
の計数値が所定の設定値以上であったとき、自バスマス
タのバス使用の命令の発行を抑止することが望ましい。
【００３０】また、アービトレーション結果変更手段
は、自バスマスタ以外にバス使用権が決定された場合で
あって、自バスマスタのバス使用要求回数の計数値が所
定の設定値以上であったとき、自バスマスタのバス使用
の命令の発行の抑止を行わないことが望ましい。
【００３１】更に、複数の計数手段は、バスの使用権の
決定が変更されたとき、バスの使用権の決定が変更され
たバスマスタに対応する計数手段のみリセットされるこ
とが望ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３３】〔第１の実施の形態〕図１は、第１の実施
の形態によるバス調整制御装置のバスアービトレーショ
ン方式が適用されるコンピュータシステムの構成例を示
す図である。ここでは、４つのプロセッサそれぞれが１
つのノードを構成するような密結合マルチプロセッサシ
ステムの場合について説明するが、ノードはバスマスタ
となり得るノードなら、Ｉ／Ｏやメモリでも適用可能で
ある。
【００３４】図１では、４つのプロセッサは、直接、共
通のシステムバス１００に接続され、それぞれのプロセ
ッサ毎に一つのノードを形成している。即ち、プロセッ
サ１０がノード１を形成し、プロセッサ２０がノード２
を形成し、プロセッサ３０がノード３を形成し、プロセ
ッサ４０がノード４を形成している。この構成の場合、
バスアービトレーションを行なうアービトレーション回
路は各プロセッサ１０，２０，３０，４０の内部に存在
する。
【００３５】ここで、４つのプロセッサ１０，２０，３
０，４０を、その特徴に基づき、グループに分ける。即
ち、プロセッサ１０，２０，３０で形成されるノード
１，２，３をグループＡとし、プロセッサ４０で形成さ
れるノード４をグループＢとする。ここでは、グループ
Ａは速い処理が必要なノードで優先順位が高く、グルー
プＢは速い処理を必要としないノードで優先順位が低い
というように固定的に優先順位を付けるものとする。
【００３６】図２は、各プロセッサ１０，２０，３０，
４０とシステムバス１００との接続の詳細を示す図であ
る。図に示すように、システムバス１００には、各ノー
ド１，２，３，４からのバスリクエストを送受信するた
めにシステムバスリクエスト線１０１，１０２，１０
３，１０４が設けられ、このシステムバスリクエスト線
１０１，１０２，１０３，１０４は各ノード１，２，
３，４とそれぞれ接続されている。
【００３７】このシステムバスリクエスト線は、システ
ムバス上のノード数と同じ本数だけ存在し、各ノード
１，２，３，４は対応する１本のシステムバスリクエス
ト線をドライブすることによりバスリクエストを発行す
る。
【００３８】各プロセッサは自分がドライブする以外の
システムバスリクエスト線とも接続されていて信号の受
信ができるようになっており、これにより他ノードが発
行したバスリクエストを監視している。
【００３９】図３は、図１，図２におけるノード１のプ
ロセッサ１０の内部構成を示すブロック図である。な
お、この図では、各ノードのプロセッサ内部構成を説明
するためにノード１のプロセッサ１０の内部構成を代表
例として挙げたものであり、ノード２のプロセッサ２
０，ノード３のプロセッサ３０，ノード４のプロセッサ
４０の内部構成も、ノード１のプロセッサ１０の内部構
成と同様である。
【００４０】図に示すように、ノード１のプロセッサ１
０は、自ノードのバスリクエストを生成するバスリクエ
スト生成回路１１と、バスリクエスト生成回路１１で生
成されたバスリクエストおよび他のノード２，３，４か
らのバスリクエストをシステムバスリクエスト線１０
１，１０２，１０３，１０４から受信しアービトレーシ
ョンを行ってバス獲得信号を生成するバスアービトレー
ション回路１２と、各ノードに対応して設けられこれら
の各ノードのバスリクエストの発行回数を計数するリク
エストカウンタ１３，１４，１５，１６と、リクエスト
カウンタ１３，１４，１５，１６の値を監視しこの値に
より自ノードのバスリクエストをマスクするバスリクエ
ストマスク信号を生成するカウンタ値識別回路１７と、
から構成されている。
【００４１】以上の構成において、プロセッサ１０内部
のバスリクエスト生成回路１１は、システムバスリクエ
スト線１０１に接続されており、ノード１がシステムバ
スリクエスト線１０１にバスリクエストを送信できるよ
うになっている。
【００４２】また、プロセッサ１０は、全システムバス
リクエスト線１０１，１０２，１０３，１０４と接続さ
れていてバスリクエストを受信できるようになってお
り、自ノードに対応するシステムバスリクエスト線１０
１とは双方向で接続され、他ノードに対応するシステム
バスリクエスト線１０２，１０３，１０４とは受信専用
で接続されている。
【００４３】システムバスリクエスト線１０１，１０
２，１０３，１０４から受信した信号は、バスアービト
レーション回路１２に取り込まれてアービトレーション
を行いバス獲得信号を生成する。バス獲得信号は各ノー
ド毎に存在し、アービトレーションによりバスを獲得し
たノードに対応する信号だけがアサートされる。
【００４４】また、プロセッサ１０の内部には、各ノー
ドに対応するリクエストカウンタ１３，１４，１５，１
６が設けられている。ここで、ノード１リクエストカウ
ンタ１３は、自ノードのバスリクエスト発行回数を数え
るカウンタであり、ノード２，３，４の各リクエストカ
ウンタ１４，１５，１６は、他ノードのバスリクエスト
発行回数を数えるカウンタである。
【００４５】カウンタ値識別回路１７は、ノード１，
２，３，４のリクエストカウンタ１３，１４，１５，１
６の値を監視していて、この値により自ノードのバスリ
クエストをマスクするバスリクエストマスク信号を生成
する。
【００４６】以下、図３に基づいて、ノード１のプロセ
ッサ１０におけるバスアービトレーションの動作を説明
する。
【００４７】図３において、バスリクエスト生成回路１
１により生成されたバスリクエストは、自ノードに対応
するシステムバスリクエスト線１０１に送信される。
【００４８】プロセッサ１０は常に自ノードを含む全シ
ステムバスリクエスト線１０１，１０２，１０３，１０
４の信号を受信し、発行されたバスリクエストを監視し
ている。バスリクエストが発行されると、システムバス
リクエスト線１０１，１０２，１０３，１０４から受信
したバスリクエストにより発行元ノードに対応するリク
エストカウンタ１３，１４，１５あるいは１６をカウン
トアップする。
【００４９】バスリクエストは同時にバスアービトレー
ション回路１２に取り込まれ、複数のノードからバスリ
クエストがあった場合には、ここでアービトレーション
が行われバスの使用者を決定する。例えば、アービトレ
ーションによりノード１がバスの使用者と決定されたと
する。
【００５０】ノード１がバスの使用者に決定されると、
バス獲得信号によりバスを獲得したノードに対応するノ
ード１リクエストカウンタ１３がリセットされる。この
とき、バスを獲得できなかった他ノード２，３，４のリ
クエストカウンタ１４，１５，１６はリセットされな
い。このため、ノード２，３，４のリクエストカウンタ
１４，１５，１６は、対応するノードがバス使用権を獲
得するまでバスリクエストを発行する毎にカウントアッ
プされ続けることになる。
【００５１】一方、リクエストカウンタの値は、カウン
タ値識別回路１７により監視される。例えば、他ノード
にあたるノード２，３，４のいずれかのリクエストカウ
ンタの値（ここでは、ノード２のリクエストカウンタ１
４の値とする）が予め設定しておいた値よりも大きくな
った場合、カウンタ値識別回路１７は他ノードのうちノ
ード２が長期間バスを獲得できていないと判断し、バス
リクエストマスク信号により、自ノードがシステムバス
リクエスト線１０１に発行しようとしていたバスリクエ
ストの発行を抑止する。
【００５２】これにより、設定値よりも長期間バスを獲
得できないノード２だけがシステムバスにバスリクエス
トを発行することになり、アービトレーションでバスを
獲得できるようになる。
【００５３】ただし、他ノードのリクエストカウンタの
値と同時に自ノードのカウンタ値も設定値を越えていた
場合には、自ノードのバスリクエストの発行を抑止して
しまうと互いに相手のバス使用待ち状態となりデッドロ
ックを引き起こすため、この場合は、バスリクエストの
発行の抑止を行わない。
【００５４】バスリクエストマスク信号でバスリクエス
トの発行を抑止したことにより、長期間バスを獲得でき
なかったノード２のバスリクエストが発行されると、こ
のノード２に対応するリクエストカウンタ１４がリセッ
トされるため、バスリクエストの発行を抑止していたノ
ード１は再びバスリクエストを発行できるようになる。
【００５５】図４は、図１の構成に基づくアービトレー
ションの具体的な動作例を示す図である。図１の構成で
は、前述したように、２レベルのアービトレーションア
ルゴリズムを採用している。即ち、速い処理が必要なノ
ード１，２，３で優先順位が高いグループＡと、速い処
理を必要としないノード４で優先順位が低いグループＢ
よりなる。このため、グループＢのノード４がバスを獲
得できるのは、グループＡのノード１，２，３からのバ
スリクエストが発行されていない時のみとなる。なお、
グループＡのノード間ではラウンドロビン方式のアルゴ
リズムが採用されていて、ノード１→ノード２→ノード
３の順に優先順位が移動しているものとする。
【００５６】図４では、各ノードのリクエストカウンタ
の値と、バスリクエストの発行の有無およびバスを獲得
するノードを示している。図中、「ＲＥＱ」はノードが
バスリクエストを発行したことを示す。ここで、特定の
ノードがバスを獲得できなくなってから、他のノードが
バスリクエストを抑止するまでの時間が「５」に設定さ
れていたとする。
【００５７】時間１において各ノードのリクエストカウ
ンタの値は全て“０”である。このとき、全ノードから
バスリクエストが発行されたとすると、バスを獲得する
のはグループＡのノードのうち最もラウンドロビンの優
先順位が高いノードとなる。ここではノード１が最も優
先順位が高く、ノード１がバスを獲得する。時間１にお
いて、ノード１がバスを獲得すると、バスを獲得したノ
ード１のリクエストカウンタの値は“０”にリセットさ
れ、それ以外のノード２，３，４のカウンタ値がカウン
トアップされ“１”となる。
【００５８】時間１でバスを獲得したノード１も含めて
全ノードがバスリクエストを発行し続けたとすると、時
間２から時間５まではラウンドロビンの優先順位が移動
することにより、ノード２→ノード３→ノード１→ノー
ド２の順にバスを獲得し、バスを獲得する毎に対応する
リクエストカウンタの値がリセットされる。この間、固
定優先順位の低いグループＢのノード４はバスを獲得で
きないため、リクエストカウンタの値がアップしつづけ
る。
【００５９】このため、時間６ではグループＢのノード
４のリクエストカウンタの値は“５”となる。グループ
Ａのノード１，２，３はそれぞれの内部にあるノード４
のリクエストカウンタの値が設定値である“５”に達し
たことから，バスリクエストマスク信号により時間６に
おけるノード１，２，３のバスリクエストの発行を抑止
する。
【００６０】これにより、時間６においてバスリクエス
トを発行するノードはノード４だけとなり、ノード４が
バスを獲得する。時間６でノード４がバスを獲得したこ
とにより、ノード４のリクエストカウンタの値はリセッ
トされ、時間７では全てのノードがバスリクエストを発
行できるようになる。
【００６１】本実施の形態においては、以上に述べたよ
うに、システムバス上の各ノードが、バスに発行された
バスリクエストの回数を、発行したノード毎に数えるよ
うなリクエストカウンタを持つ。このリクエストカウン
タは、システムバスにバスリクエストが発行されると、
発行したノードに対応するリクエストカウンタをカウン
トアップし、アービトレーションによりシステムバスの
バス使用権が確定したときに、そのバス使用権を獲得し
たノードに対応するリクエストカウンタのみリセットす
る。
【００６２】このように制御することにより、リクエス
トカウンタは、ノードがバスリクエストを発行したにも
かかわらず、システムバスのバス使用権を獲得できず待
たされている回数をカウントする。各ノードは、自ノー
ドを含む全ノードに対応するリクエストカウンタを有し
ているので、各ノードは、自ノードおよび他ノードがシ
ステムバスのバス使用権を獲得できなかった回数を知る
ことができる。
【００６３】各ノードは他ノードのリクエストカウンタ
値を監視し、予め設定した回数を越えて特定のノードが
システムバスのバス使用権を獲得できない場合は、自ノ
ードからのバスリクエストを発行しないようにする。こ
れにより、設定値よりも長期間システムバスのバス使用
権を獲得できないノードだけがシステムバスにバスリク
エストを発行することになり、システムバスのバス使用
権を獲得することができる。
【００６４】このように、設定した回数を越えて特定の
ノードがバスを獲得できない時に、それ以外のノードが
システムバスへのバスリクエスト発行を抑止するように
したので、長期間バスを獲得できないノードを無くし、
各ノードが公平にバスを使用できるようになる。
【００６５】なお、カウンタ値識別回路内にある設定値
を変更すれば、バスリクエストが待たされる回数を簡単
に調節できるため、ソフトウェア動作も考慮した最適な
値を設定することができる。
【００６６】〔第２の実施の形態〕図５は、第２の実施
の形態によるバス調整制御装置のバスアービトレーショ
ン方式が適用されるコンピュータシステムにおけるノー
ド１のプロセッサ１０の内部構成を示すブロック図であ
る。
【００６７】なお、この図では、各ノードのプロセッサ
内部構成を説明するためにノード１のプロセッサ１０の
内部構成を代表例として挙げたものであり、ノード２の
プロセッサ２０，ノード３のプロセッサ３０，ノード４
の内部構成も、ノード１のプロセッサ１０の内部構成と
同様である。
【００６８】図３と同一の部分については同一の符号を
付したので重複する説明は省略するが、図に示すよう
に、このノード１のプロセッサ１０は、図３の構成に加
え、更に、バスアービトレーション回路１２により生成
されるバス獲得信号のうち自ノードに対応する信号がア
サートされた場合にこの信号を命令発行許可信号として
命令を発行するバス命令発行回路５１と、リクエストカ
ウンタ値を見てバスのアービトレーション結果を強制的
に変更するアービトレーション結果変更回路５２と、バ
スアービトレーション回路１２により生成されるバス獲
得信号とアービトレーション結果変更回路５２からの変
更命令を選択するセレクタ５３，５４，５５，５６と、
を有して構成されている。
【００６９】共通のシステムバスを持つような密結合バ
スシステムでは、通常、バスに命令を発行する場合、ま
ずバスリクエストを発行してバス使用要求を行い、バス
アービトレーション回路によりバスを獲得したノード
が、システムバスのアドレス・データ線に命令を発行す
る。即ち、バスアービトレーション回路により生成され
るバス獲得信号のうち自ノードに対応する信号がアサー
トされた場合に、この信号を命令発行許可信号として命
令を発行するようにしている。バスを獲得できなかった
ノードはバス獲得信号がアサートされないため、命令発
行許可信号がアサートされず命令が発行できない。
【００７０】この実施の形態では、この点に着目し、こ
の命令発行許可信号を抑止することで、長期間バスを獲
得できなかったノードがバスを使用できるように制御す
るようにしたものである。即ち、第１の実施の形態にお
いては、各ノードのリクエストカウンタの値によりバス
リクエスト発行を抑止することで長期間バスを獲得でき
ないノードがバスを使用できるように制御を行うように
したが、第２の実施の形態では、リクエストカウンタの
値を見て特定のノードが長期間バスを獲得できなくても
バスリクエスト抑止を行わず、バスのアービトレーショ
ン結果を強制的に変更することにより長期間バスを獲得
できないノードにバス使用許可を与えるようにしたもの
である。換言すれば、第１の実施の形態では、バスアー
ビトレーション回路の入口に入るバスリクエストを制御
したのに対して、第２の実施の形態では、バスアービト
レーション回路の出口であるアービトレーション結果を
変更するようにしている。
【００７１】図５に基づいてこれを詳細に説明する。自
ノードであるノード１がバスアービトレーションを獲得
していたとしても、他ノードであるノード２，３あるい
は４のリクエストカウンタの値が設定値を越えていた場
合、アービトレーション結果変更回路５２によりバス命
令発行回路５１からの命令発行許可信号を抑止してシス
テムバスのアドレス・データ線５００へのバス命令発行
を抑止する。
【００７２】反対に他ノードのノード２，３あるいは４
のいずれかがバスを獲得していて、自ノードのノード１
のリクエストカウンタ１３の値が設定値を越えていた場
合には、命令発行許可信号を強制的にアサートすること
によりバス命令発行回路５１からシステムバスのアドレ
ス・データ線５００へバス命令を発行する。
【００７３】また、この場合のように、アービトレーシ
ョン結果が変更された場合、アービトレーション結果変
更回路５２により強制的に決定されたバス使用ノードの
リクエストカウンタのみがリセットされる。これによ
り、特定のリクエストカウンタの値が設定値を越えてい
た場合には、アービトレーション結果に関わらずそのノ
ードの命令発行許可信号だけをアサートすることで長期
間バスを獲得できなかったノードがバスを使用できるよ
うに制御する。
【００７４】このように、特定のノードが長期間バスを
獲得できなくてもバスリクエスト抑止を行わず、リクエ
ストカウンタの値を見てバスのアービトレーション結果
を強制的に変更するようにしたので、長期間バスを獲得
できないノードにバス使用許可を与えることができる。
【００７５】なお、以上の各実施の形態において、リク
エストカウンタはバスアービトレーション回路とは別に
設置するため、バスアービトレーションのアルゴリズム
自体は固定優先方式、ラウンドロビン方式、ＬＲＵ方式
いずれでも自由に選択することができる。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のバス調整
制御装置によれば、複数のバスマスタのそれぞれに設け
られ複数のバスマスタからのバス使用要求に応じて所定
の優先順位でバスの使用権を決定するバスアービトレー
ション手段と、複数のバスマスタのそれぞれに対応して
設けられ複数のバスマスタからのバス使用要求の回数を
計数する複数の計数手段と、複数の計数手段の計数値を
監視して所定のバス使用要求を抑止する計数値識別手段
と、を備えるようにしたので、また、複数のバスマスタ
のそれぞれに設けられ複数のバスマスタからのバス使用
要求に応じて所定の優先順位でバスの使用権を決定する
バスアービトレーション手段と、バスアービトレーショ
ン手段により自バスマスタにバスの使用権が決定された
とき、バスに自バスマスタのバス使用の命令を発行する
バス命令発行手段と、複数のバスマスタのそれぞれに対
応して設けられ複数のバスマスタからのバス使用要求の
回数を計数する複数の計数手段と、複数の計数手段の計
数値を監視する計数値識別手段と、バスアービトレーシ
ョン手段によるバスの使用権の決定を変更するアービト
レーション結果変更手段と、を備えるようにしたので、
特定のノードのバスリクエストが必要以上に待たされる
のを回避し、各ノードが公平にバスを使用することがで
きる。特に、不平等で複雑なアービトレーションアルゴ
リズムを採用したシステム程有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態によるバス調整制御装置のバ
スアービトレーション方式が適用されるコンピュータシ
ステムの構成例を示す図である。
【図２】図１における各プロセッサとシステムバスとの
接続の詳細を示す図である。
【図３】図１，図２における１つのノードのプロセッサ
の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図１の構成に基づくアービトレーションの具体
的な動作例を示す図である。
【図５】第２の実施の形態によるバス調整制御装置のバ
スアービトレーション方式が適用されるコンピュータシ
ステムにおける１つのノードのプロセッサの内部構成を
示すブロック図である。
【図６】従来のラウンドロビン方式とＬＲＵ方式の２レ
ベルのアービトレーション方式を採用したコンピュータ
システムの構成例を示す図である。
【図７】図６の構成に基づくアービトレーションの具体
的な動作例を示す図である。
【符号の説明】
１０ プロセッサ（ノード１） １１ バスリクエスト生成回路 １２ バスアービトレーション回路 １３ ノード１リクエストカウンタ １４ ノード２リクエストカウンタ １５ ノード３リクエストカウンタ １６ ノード４リクエストカウンタ １７ カウンタ値識別回路 ２０ プロセッサ（ノード２） ３０ プロセッサ（ノード３） ４０ プロセッサ（ノード４） ５１ バス命令発行回路 ５２ アービトレーション結果変更回路 ５３ セレクタ ５４ セレクタ ５５ セレクタ ５６ セレクタ １００ システムバス １０１ システムバスリクエスト線 １０２ システムバスリクエスト線 １０３ システムバスリクエスト線 １０４ システムバスリクエスト線 ５００ システムバスアドレスデータ線

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 共通のバスに複数のバスマスタが接続さ
    れ、前記複数のバスマスタがそれぞれ前記バスの使用権
    を主張した場合に生じるバス使用要求の競合を調整する
    バス調整制御装置において、 前記複数のバスマスタのそれぞれに設けられ前記複数の
    バスマスタからの前記バス使用要求に応じて所定の優先
    順位で前記バスの使用権を決定するバスアービトレーシ
    ョン手段と、 前記複数のバスマスタのそれぞれに対応して設けられ前
    記複数のバスマスタからの前記バス使用要求の回数を計
    数する複数の計数手段と、 前記複数の計数手段の計数値を監視して所定のバス使用
    要求を抑止する計数値識別手段と、 を有することを特徴とするバス調整制御装置。
  2. 【請求項２】 前記計数値識別手段は、特定のバスマス
    タの前記バス使用要求回数の前記計数値が所定の設定値
    以上となったとき、自バスマスタの前記バス使用要求を
    抑止することを特徴とする請求項１に記載のバス調整制
    御装置。
  3. 【請求項３】 前記計数値識別手段は、前記自バスマス
    タ以外のバスマスタの前記バス使用要求回数の前記計数
    値と前記自バスマスタの前記バス使用要求回数の前記計
    数値とがともに所定の設定値以上となったとき、前記自
    バスマスタの前記バス使用要求の抑止を行わないことを
    特徴とする請求項１に記載のバス調整制御装置。
  4. 【請求項４】 前記複数の計数手段は、前記バスの使用
    権が決定したとき、前記バスの使用権が決定したバスマ
    スタに対応する計数手段のみリセットされることを特徴
    とする請求項１に記載のバス調整制御装置。
  5. 【請求項５】 共通のバスに複数のバスマスタが接続さ
    れ、前記複数のバスマスタがそれぞれ前記バスの使用権
    を主張した場合に生じるバス使用要求の競合を調整する
    バス調整制御装置において、 前記複数のバスマスタのそれぞれに設けられ前記複数の
    バスマスタからの前記バス使用要求に応じて所定の優先
    順位で前記バスの使用権を決定するバスアービトレーシ
    ョン手段と、 前記バスアービトレーション手段により自バスマスタに
    前記バスの使用権が決定されたとき、前記バスに前記自
    バスマスタのバス使用の命令を発行するバス命令発行手
    段と、 前記複数のバスマスタのそれぞれに対応して設けられ前
    記複数のバスマスタからの前記バス使用要求の回数を計
    数する複数の計数手段と、 前記複数の計数手段の計数値を監視する計数値識別手段
    と、 前記バスアービトレーション手段による前記バスの使用
    権の決定を変更するアービトレーション結果変更手段
    と、 を有することを特徴とするバス調整制御装置。
  6. 【請求項６】 前記アービトレーション結果変更手段
    は、前記自バスマスタに前記バス使用権が決定された場
    合であって、前記自バスマスタ以外の前記バス使用要求
    回数の前記計数値が所定の設定値以上であったとき、前
    記自バスマスタの前記バス使用の命令の発行を抑止する
    ことを特徴とする請求項５に記載のバス調整制御装置。
  7. 【請求項７】 前記アービトレーション結果変更手段
    は、前記自バスマスタ以外に前記バス使用権が決定され
    た場合であって、前記自バスマスタの前記バス使用要求
    回数の前記計数値が所定の設定値以上であったとき、前
    記自バスマスタの前記バス使用の命令の発行の抑止を行
    わないことを特徴とする請求項５に記載のバス調整制御
    装置。
  8. 【請求項８】 前記複数の計数手段は、前記バスの使用
    権の決定が変更されたとき、前記バスの使用権の決定が
    変更されたバスマスタに対応する計数手段のみリセット
    されることを特徴とする請求項５に記載のバス調整制御
    装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2007310532A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Renesas Technology Corp バスアクセス調停方法及び半導体集積回路
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JP2010198624A (ja) * 2004-07-27 2010-09-09 Fujitsu Component Ltd 情報処理システムの制御方法
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