JP2000298644A - バスブリッジ調停方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １次バスに接続するバスブリッジ配下の２次
バス上のエージェントと１次バス上に直接接続した１次
バスエージェント間の１次バス調停を平等にする為の手
段を、外部回路や信号追加をすることなく提供する。 【解決手段】 １次バスの調停を行うホストブリッジ２
０３にバスブリッジ２０８の構成情報を記録する手段２
１５と、記録内容に応じてリクエストを内部生成するリ
クエスト生成回路２１６と、リクエスト生成回路の出力
から許可信号を１次バスのエージェントに一意に生成す
る調停回路２１４を設け、１次バス調停において１エー
ジェントであるバスブリッジの重みをホストブリッジ内
で設定することで、１次バスエージェントと２次バスエ
ージェント間の調停を平等にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バスブリッジを介
して接続される１次バスと２次バスの調停方式に関し、
特に、バス調停における１次バスと２次バス間の優先順
位を均等にすることにより２次バスに接続された２次バ
スエージェントの性能低下の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような、バスブリッジを用いてバス
を拡張するシステムにおける調停方式は、一般的に１次
バスと２次バスは各々独立した調停回路を用いており、
バスブリッジは１次バスに接続された１エージェントと
して１次バス側でのバス調停に参加する方式がとられて
いる。この方式では、１次バスに対してバス要求を行
う、バスブリッジを含むｍ個の１次バスエージェントが
接続され、ブリッジ配下の２次バス側にｎ個のバス要求
を行う２次バスエージェントが接続された場合でも、バ
スブリッジは１次バスのエージェントの一つとして１次
バス側での調停に参加するためバスブリッジが確実に１
次バスを獲得できる確率はｍ回に１回になる。また、バ
スブリッジ配下の２次バスに接続されたエージェントの
一つが２次バスの使用権を確実に獲得できる確率ｎ回に
１回である。

【０００３】従って、従来１次バスと２次バスとをあわ
せ見たとき、バスブリッジ配下の２次バスエージェント
の１つが１次バスの使用権を獲得できるのは、（ｍ×
ｎ）回に１回の確率となってしまっているが、近年ＩＯ
性能が向上していく中でＩＯ拡張の１有効手段としてブ
リッジによるＩＯ拡張を実施した場合の性能低下を極力
抑えることが要求されている。

【０００４】この要請に応えるために、例えば、特開平
１０−１７７５４４号公報に開示されているように、複
数の１次バスエージェント及び２次バスエージェントに
対する１次バスの使用許可を平等にするために、１次バ
スに接続された複数の１次バスの許可を調停する１次バ
スブリッジと、２次バスに接続された複数の２次装置の
間で１次バスの許可を調停する２次バスブリッジを含む
装置において、１次装置及び２次装置に対する１次バス
の使用許可を平等にする論理装置を提供することが提案
されている。

【０００５】この先行技術文献に開示された手法は、図
１に示すように、１次バス１０４を調停する１次バスブ
リッジ１０３と、１次バスブリッジ１０３と複数の２次
バスエージェント１１２、１１３、１１４、１１５の間
で１次バス１０４の許可を調停する２次バスブリッジ１
０９を含む装置において、１次バスエージェント１０
５、１０６、１０７、１０８と２次バスエージェント１
１２、１１３、１１４、１１５に対する１次バス１０４
の許可を平等にするための論理装置１１０を、１次バス
ブリッジ１０３のもつ１次バス調停回路と２次バスブリ
ッジ１０９のもつ２次バス調停回路の他に準備する事に
より、１次バス１０４に接続された複数の１次バスエー
ジェントと２次バスに接続された複数の２次バスエージ
ェント間の調停を平等にしようとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来技
術では、１次バス１０４の調停回路をもつ１次バスブリ
ッジ１０３と２次バス１１１の調停回路をもつ２次バス
ブリッジ１０９とを有するシステムに対して、１次バス
ブリッジ１０３と２次バスブリッジ１０９、さらには２
次バスに接続される複数のエージェント１１２、１１
３、１１４、１１５に各々接続される論理装置１１０を
用意する必要があるため、例えばＰＣＩシステムへの適
用を考えると、２次バスブリッジとしてのＰＣＩ−ＰＣ
Ｉブリッジをシステムのオンボード上で実現することは
可能であるが、ＰＣＩ―ＰＣＩブリッジをアドオンボー
ド上で実現しようとする場合には、上記接続を実現する
ための制御信号の追加により、ＰＣＩスペックでうたわ
れているピンアウトの制約を守ることが不可能である。

【０００７】さらには、近年コンピュータ装置の小型化
のなかで部品点数は削減の傾向にあるが、この従来技術
では、１次バスブリッジ１０３と２次バスブリッジ１０
９の他に、２次バスへの接続エージェント１１２、１１
３、１１４、１１５に接続された論理装置１１０を用意
することが前提となっているため、それに伴う論理部品
点数の増加が発生してしまうという問題もある。

【０００８】本発明の主な目的は、１次バスと１次バス
に接続された２次バスブリッジの配下に接続された２次
バスを調停レベルにおいて同等に扱う方法を最小のハー
ドウェア構成で実現可能とすると同時に、業界標準のバ
ススペックを変更することなく提供することにある。

【課題を解決するための手段】本発明によるバスブリッ
ジ調停方式は、２次バスブリッジを含む複数の１次バス
エージェントが接続される１次バスと、２次バスブリッ
ジを介して１次バスの使用権を要求する複数の２次バス
エージェントが接続される２次バスを含むコンピュータ
システムにおいて、１次バスの調停を行う１次バスブリ
ッジに、２次バスエージェント数に応じたリクエスト設
定を可能とする調停機構を設けたことを特徴としてい
る。

【０００９】この１次バスブリッジ内の調停機構は、シ
ステムの構成情報を構築する際に、認識されたバスブリ
ッジ配下の２次バスエージェント数を記録する手段と、
記録された２次バスエージェント数に応じて１次バスの
調停時における１次バスの１エージェントである２次バ
スブリッジの重みを変える手段を備えることにより、シ
ステム構成に依存した１次バスの調停動作を可能とす
る。

【００１０】従って、従来技術にあるような１次バス調
停回路と２次バス調停回路と２次バスエージェントに接
続された外部論理回路を付加することなく、１次バスエ
ージェントと２次バスエージェントの１次バス使用権に
おける不平等をなくし、２次バスエージェントにおける
性能を向上させ均整のとれたシステム構築が可能にな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の実施の形態につき詳細に説明する。

【００１２】図２を参照すると、本発明の一実施の形態
としてのコンピュータシステムのブロック図が示されて
いる。本コンピュータシステムは、システムバス２０２
に接続されるプロセッサ２００及びメモリ２０１、シス
テムバス２０２と１次バス２０４に接続され、１次バス
２０４の複数のエージェント２０５、２０６、２０７と
プロセッサ２００及びメモリ２０１の間の制御を行う１
次バスブリッジ２０３、１次バス２０４と２次バス２０
９に接続され、２次バスの複数のエージェント２１０、
２１１、２１２、２１３と１次バス２０４の間の制御を
行う２次バスブリッジ２０８を有する。

【００１３】この２次バス２０９に接続された２次バス
エージェント２１０、２１１、２１２、２１３からのメ
モリ要求信号は２次バスブリッジ２０８に入力され、２
次バスブリッジ２０８によって１次バスへのメモリ要求
信号が生成される。その出力は、１次バスブリッジ２０
３によって他の１次バスエージェント２０５、２０６、
２０７からのメモリ要求信号と併せて処理され、１次バ
スの所有権が決定される。

【００１４】１次バスブリッジ２０３には、その内部の
調停回路２１４の他に構成設定レジスタ２１５とリクエ
スト生成回路２１６が付加されている。この構成設定レ
ジスタ２１５は、システムの初期設定時等に１次バス２
０４に２次バスブリッジ２０８が接続されているという
情報と、２次バスエージェント数ｎを設定することがで
きる。またリクエスト生成回路２１６は、構成設定レジ
スタ２１５の設定内容に従い、本来１本の信号線として
入力される２次バスブリッジ２０８からの要求信号を１
次バスブリッジ２０３の内部調停回路２１４にｎエージ
ェントとして伝える手段を有する。

【００１５】かくして、１次バスブリッジ２０３の調停
回路２１４は、１次バスに接続されたｍ＝４個の１ｓｔ
バスエージェントのうち、２次バスブリッジ２０８を２
次バスエージェント数であるｎ＝４エージェントとして
調停を行う。これにより、エージェント数ｍの１次バス
の調停とエージェント数ｎの２次バスの調停を個別にラ
ウンドロビン方式で行う場合、１次バスエージェントが
ｍ回に１回は１次バス所有権を獲得できるのに対し、２
次バスエージェントはｍ×ｎ＝４×４回に１回しか１次
バス所有権を得られなかったのが、信号線や外部回路を
追加することなく１次バスエージェント、２次バスエー
ジェントに関係なく、（ｍ＋ｎ−１）回に１回の割合で
の１次バス所有権獲得を保証することが可能となる。

【００１６】図３を参照すると、図２の１次バスブリッ
ジ２０３の調停回路２１４、設定レジスタ２１５、リク
エスト生成回路２１６は以下のように構成されている。
すなわち、システム初期設定時にエージェントＤ２０８
がブリッジ機能をもち配下にエージェントＥ２１０、エ
ージェントＦ２１１、エージェントＧ２１２、エージェ
ントＨ３１２の４エージェントが接続されているという
構成情報を構成設定レジスタ２１５に設定すると、リク
エスト生成回路は、エージェントＤ２０８からのバス要
求信号ＲＥＱＤに４エージェント分の重みがあると判別
し、調停回路２１４に対して、バス要求信号ＲＥＱＤ
１、ＲＥＱＤ２、ＲＥＱＤ３、ＲＥＱＤ４の４信号に変
換して伝える。これに対して、ブリッジデバイスとして
の機能を持たないエージェントＡ２０５、エージェント
Ｂ２０６、エージェントＣ２０７のバス要求信号ＲＥＱ
Ａ、ＲＥＱＢ、ＲＥＱＣは各々１エージェント分として
調停回路２１４に入力する。

【００１７】かくして、調停回路２１４は、１ｓｔバス
の接続エージェント数４に対して７エージェントからの
バス要求を処理することになる。すなわち、調停回路２
１４は、バス要求信号ＲＥＱＡ１に対する許可信号とし
てＧＮＴＡを、バス要求信号ＲＥＱＢ１に対する許可信
号としてＧＮＴＢを、バス要求信号ＲＥＱＣ１に対する
許可信号としてＧＮＴＣを、バス要求信号ＲＥＱＤ１、
ＲＥＱＤ２ＲＥＱＤ３、ＲＥＱＤ４に対する許可信号と
してＧＮＴＤを調停結果として出力する。これにより、
１次バス使用権は７回のバス調停サイクルのうち４回は
エージェントＤに与えられることになる。

【００１８】図の設定レジスタの構成並びにリクエスト
生成回路は、当業者にとって幾つもの作り方が考えら
れ、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構
成は省略する。

【００１９】以下、本実施の形態の動作につき説明す
る。１次バスブリッジの調停動作について図４を用いて
説明する。ここでは、時計回りに優先順位が遷移してい
くラウンドロビン方式の調停動作を一例として説明す
る。

【００２０】ここで、１次バス調停の初期状態において
バス使用優先権はエージェントＡ２０５に与えられてい
る。従って、エージェントＡ２０５からのバス要求に対
し調停回路２１４は優先的にバスの使用を許可する。エ
ージェントＡ２０５がバスの使用を完了すると次にバス
使用優先権はエージェントＢ２０６に移行する。バスの
使用優先権はエージェント間を順次移行していくが、本
発明によりブリッジ機能をもつエージェントＤは、エー
ジェントＤ配下の２ｎｄバスエージェント数である４エ
ージェント分として構成レジスタに設定されているた
め、調停回路２１４はバス使用優先権をエージェントＤ
で４回分足止めする。このことは言い換えれば、２次バ
スエージェントであるエージェントＥ２１０、エージェ
ントＦ２１１、エージェントＧ２１２、エージェントＨ
２１３が１次バスに直接接続された１次バスエージェン
トと同じレベルで１次バスの調停を受けていることにな
る。

【００２１】ところで、このバス優先権遷移は、あくま
で１次バスと２次バスの全エージェントがバス使用権を
獲得するための要求を行った場合に、調停回路２１４が
バス使用許可を出す順番であって、例えばエージェント
Ａ２０５がバスを獲得しトランザクション実行中に、エ
ージェントＣ２０７がバス要求を出していてエージェン
トＢ２０６からのバス要求が無い場合には、エージェン
トＢ２０６へのバス使用許可はスキップされ、エージェ
ントＣ２０７にバス使用権が与えられることになる。こ
のことは、ブリッジ配下の４エージェントのうち１エー
ジェントがバスマスタ動作を一切行わない場合に、調停
に関するエージェント間の重み付けがことなってしまう
可能性があることを暗示している。

【００２２】すなわち、図３においてエージェントＥ２
１０がバスマスタとして機能しない場合を例にとると、
２ｎｄバス上でバス要求を発行するエージェントはエー
ジェントＦ２１１、エージェントＧ２１２、エージェン
トＨ２１３の３エージェントとなるが、エージェントＤ
２０８配下のエージェント数である４だけをみて設定レ
ジスタ２１５を設定すると、エージェントＡ２０５、エ
ージェントＢ２０６、エージェントＣ２０７がそれぞれ
１エージェントに対し１要求ラインの重みであるのに対
し、エージェントＦ２１１、エージェントＧ２１２、エ
ージェント２１３は３エージェントに対して４つの要求
ラインを割り当てられる可能性がある。

【００２３】しかしながら、これは各エージェントがバ
スマスタとして機能するか、しないかを情報としてもつ
ことにより設定レジスタで制御可能である。これは、広
く普及しているＰＣＩバスシステムを例にあげても、コ
ンフィギュレーション空間へのアクセスによってバスマ
スタ動作の確認を行うことが可能であるように、決して
特異性のある情報ではなく、本ケースにおけるバス調停
における不均衡を回避することが容易であることは自明
である。

【００２４】このように、本発明では、バスブリッジを
含むコンピュータシステムにおいて、２次バスブリッジ
配下の２次バスエージェントがバスブリッジを介して１
次バスを使用する場合の１次バスエージェント、２次バ
スエージェント間の１次バス調停の不平等を抑える効果
に加えて、１次バスの調停機構の中でこれを実現しよう
としているので、外部回路や信号線を追加することなく
バス間の不平等抑止を得ることが出来るという効果があ
る。また、バスへの要求信号の重み付けをレジスタ設定
によって制御するためシステム構成に応じた調停方式を
とることが可能である。

【００２５】なお、上記形態では、１次バスと２次バス
は必ずしも同一スペックのバスである必要はない。また
システム形態は上記形態にとどまるものではなく１次バ
スには複数のバスブリッジを接続してもよいし、更に階
層的にバスブリッジを使用してもよい。更に、バスエー
ジェント数に制限されるものでもない。

【００２６】なお、本発明が上記各実施例に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適
宜変更され得ることは明らかである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バスブリッジを介して接続される１次バスと２次バスの
調停方式に関して、１次バス側の調停回路におけるバス
ブリッジの重みを設定可能とする手段を設けるという基
本構成に基づき、バスブリッジを介して階層的に接続さ
れる複数のバス構成をとるコンピュータシステムにおい
て、どの階層のバスに接続されるかに依存していた調停
不均衡を回避する方法を、既存の標準バススペックのピ
ンアウト変更や外部回路を用意することなく、実現可能
とする調停方式が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術のブロック図である。

【図２】本発明を適用したコンピュータシステムのブロ
ック図である。

【図３】本発明の更に詳細なブロック図である。

【図４】本発明におけるバス優先権の遷移図である。

【符号の説明】 ２０３ １次バスブリッジ ２０４ １次バス ２０５、２０６、２０７ １次バスエージェント ２０８ ２次バスブリッジ ２０９ ２次バス ２１０、２１１、２１２、２１３ ２次バスエージェ
ント ２１５ 設定レジスタ ２１６ リクエスト生成回路 ２１４ 調停回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次バスブリッジを含む複数の１次バスエ
   ージェントが接続される１次バスと、２次バスブリッジ
   を介して１次バスの使用権を要求する複数の２次バスエ
   ージェントが接続される２次バスを含むコンピュータシ
   ステムにおいて、１次バスの調停を行う１次バスブリッ
   ジに、２次バスエージェント数に応じたリクエスト設定
   を可能とする調停機構を設けたことを特徴とするバスブ
   リッジ調停方式。
2. 【請求項２】調停機構は、１次バスへのバスブリッジ接
   続の有無と１次バス使用権を要求するバスブリッジ配下
   の２次バスエージェント数を設定するための設定レジス
   タを含むことを特徴とする、請求項１に記載のバスブリ
   ッジ調停方式。
3. 【請求項３】調停機構は、１本のバス要求信号を、複数
   のバス要求信号に変換して出力することで要求信号１本
   の重みを個々に変えるリクエスト生成回路を含むことを
   特徴とする、請求項１に記載のバスブリッジ調停方式。
4. 【請求項４】リクエスト生成回路が、バスブリッジから
   のバス要求信号から２次バスエージェント数のバス要求
   信号に変換した複数のバス要求信号に対する許可信号を
   バスブリッジへの許可信号として出力することを特徴と
   する、請求項３に記載のバス調停方式。