JP2000330929A - バースト転送制御方法およびデータ転送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】受付側の最大バースト転送量が可変するシステ
ムで、バースト転送サイズを最適化し、バスの使用効率
を向上する。 【解決手段】送信要求時に、イニシエータとなる入出力
制御装置１は入出力装置３からメモリ９に格納した送信
データ数が、バースト送信サイズ（ＴＸＤＣ）以上の場
合、ＴＸＤＣを送信カウンタ１５にセットしてＰＣＩコ
ントローラ１１を起動し、ＰＣＩバス５のデータ幅分ず
つ連続して送信カウンタ値まで、ターゲット側のＣＰＵ
２に転送する。受信要求時も同様。バースト転送中、タ
ーゲット側からディスコネクト要求が発生するとデータ
転送が中断されるので、イニシエータ側は再起動を行な
う。ＭＰＵ９は、送信、受信別々に起動回数とディスコ
ネクト回数を計測するＰＣＩモニタ１２を監視し、実起
動回数に対するディスコネクトの発生頻度がしきい値以
下になるまで、ＴＸＤＣ（またはＲＸＤＣ）からバスデ
ータ幅分を減算する更新処理を定期的に繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＣと入出力装置
など、同一バスに接続される装置間のデータ伝送システ
ムのバスインタフェースに関し、特に、受付側のバース
ト転送サイズが可変する装置に好適なバス転送制御方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＣ等のシステムバスとして普及してい
るＰＣＩバスは、バスを効率よく使用できるように、一
回のバストランザクションでデータバス分のデータを複
数回続けて転送するバースト転送方式を採用できる。し
かし、データ転送の要求側（イニシエータ）がバースト
転送を要求しても、データ転送の受付側（ターゲット）
がデータの受信または送信の準備ができない場合、ディ
スコネクトにより中断されてしまう。バースト転送が中
断されると、イニシエータは再度バストランザクション
を発生して残りのデータを転送する。

【０００３】このように、バースト転送がディスコネク
トにより中断され、残りのデータに対して新たなデータ
転送を再開すると、オーバーヘッドが発生してデータ転
送効率を低下する。これを回避するために、特開平１０
−１３３９９７号公報に記載のＤＭＡ制御装置では、バ
ースト転送の中止を１回又は予め定められた回数だけ連
続検出したら、以降のバースト転送サイズを中止時点の
転送サイズに変更している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、ターゲット側の転送可能なバースト転送サイズが不
明であっても、固定の場合には有効である。しかし、受
付側メモリのデータ保有状態や、システムの構造上によ
る送信と受信の処理構成の違い等から、バースト転送サ
イズが可変となるターゲットについては配慮されていな
い。例えば、受付側のメモリ状態がリフレッシュにより
転送中止され、最悪の場合は以後のイニシエータ側のバ
ースト転送サイズが１回に決定されてしまうなど、バー
スト転送サイズが最適化できないという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を克服し、バースト転送サイズが固定とならないター
ゲットに対して、転送サイズが最適化できるバースト転
送制御方法およびデータ転送システムを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、同一バスに接続された装置間でバースト転送を行
う際に、データ転送の要求側で設定されたバースト転送
データ量が受付側で転送しきれないときにデータ転送を
中断し、中断したところから新たにデータ転送を再開す
るバースト転送制御方法において、データ転送の実行回
数と中断回数を計測し、実行回数に対する中断回数の発
生頻度がしきい値（例えば、３０％）以上となる場合
に、前記バースト転送データ量を所定量下げて更新する
ことを特徴とする。

【０００７】前記発生頻度の算出は初期または前回の更
新から、前記実行回数が所定回数（例えば、１００回）
を超える場合または一定時間を経過している場合に実行
することを特徴とする。また、前記バースト転送データ
量を下げる所定量は、前記バスのデータ幅分とすること
を特徴とする。

【０００８】本発明の方法を適用するデータ転送システ
ムは、同一バス上に接続された複数の装置間で、データ
転送の要求側装置が一回のバースト転送量を設定して受
付側装置に対し連続してデータ転送を行い、受付側装置
が前記バースト転送量のデータを転送しきれない場合は
データ転送を中断し、中断したところから新たにデータ
転送を再開するバスインタフェースを備え、該インタフ
ェースはデータ転送の実行回数をカウントする手段とデ
ータ転送の中断回数をカウントする手段を設け、前記実
行回数に対する前記中断回数の比率がしきい値以上とな
る場合に、前記バースト転送量を下方更新することを特
徴とする。

【０００９】あるいは、前記バスインタフェースは、前
記バスを獲得した回数をカウントする手段と、前記バス
が切り離された回数をカウントする手段と、バス獲得回
数に対するバス切り離し回数の比率がしきい値以上とな
る場合、前記バースト転送量を下方更新することを特徴
とする。

【００１０】また、前記カウントする手段の各々はデー
タ転送の送信毎、受信毎に設け、前記バースト転送量を
送信と受信で別々に更新することを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、データ転送の実行回数に
対する中断回数の頻度を調べ、頻度が高ければ、以降の
バースト転送サイズを逐次的に低下する処理を定期的に
繰り返すので、バースト転送サイズの最適化が実現でき
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のデータ転送シス
テムの一実施例で、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）シ
ステムのバスインタフェースとなる入出力制御装置の構
成を示している。入出力制御装置１はＩＯバス６経由で
入出力装置３と、また、ＰＣＩバス５経由でＣＰＵ２や
他の入出力制御装置４と接続される。図示を省略してい
るが、他の入出力制御装置４も他の入出力装置と接続さ
れている。

【００１３】入出力制御装置１はＰＣＩバス５上でＣＰ
Ｕ２や他の入出力制御装置４と競合しながらバスを獲得
してイニシエータとなり、ターッゲトとなったＣＰＵ２
内の主メモリ２３とデータの送受信を行う。ＣＰＵ２が
ターッゲットとして動作するとき、バースト転送可能な
バースト転送サイズは他の入出力制御装置４との競合に
より変化する。また、主メモリ２３のリフッレッシュ周
期と重なると、バースト転送が打ち切られてしまい、結
果的にバースト転送サイズが変化する。

【００１４】入出力制御装置１はマイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）８、メモリ９、ＩＯコントローラ１０、ＰＣ
Ｉコントローラ１１、ＰＣＩモニタ１２から構成され、
各々はローカルバス７で接続されている。ＭＰＵ８はメ
モリ９に格納された制御プログラムに従い、ＩＯコント
ロラ１０及びＰＣＩコントローラ１１を制御し、ＩＯコ
ントローラ１０は入出力装置３とメモリ９の間、ＰＣＩ
コントローラ１１はメモリ９とＣＰＵ２の間でデータ転
送を行う。

【００１５】ＰＣＩコントローラ１１は送信バッファ１
７、受信バッファ１８を介してＣＰＵ２とバースト転送
を行う。一回の起動で実行されるバースト転送サイズ
は、ＭＰＵ８から設定される送信カウンタ１５、受信カ
ウンタ１６の値により決定される。つまり、送信カウン
タ１５、受信カウンタ１６に設定される最大値が送信バ
ッファ１７、受信バッファ１８のサイズとなる。バース
ト転送の途中でＣＰＵ２によりディスコネクトされた
時、ＰＣＩコントローラ１１は再度ＰＣＩバス５を獲得
して、残りのデータを転送する。

【００１６】ＰＣＩモニタ１２はＰＣＩバス５の状態を
監視し、ＰＣＩコントロラ１１の送信及び受信起動回数
を送信起動カウンタ１９、受信起動カウンタ２１でカウ
ントする。また、ＣＰＵ２によりディスコネクトされた
回数を送信ディスコネクトカウンタ２０、受信ディスコ
ネクトカウンタ２２でカウントする。これら各カウンタ
はＭＰＵ８から読み出し及びリセットが可能である。

【００１７】ＭＰＵ８がＰＣＩコントローラ１１の送信
カウンタ１５、受信カウンタ１６に設定するバースト転
送サイズの最大値は、メモリ９に記憶しているＴＸＤＣ
１３、ＲＸＤＣ１４により決定され、立ち上げ時に初期
設定される。ＭＰＵ８は、一定周期で送信起動カウンタ
１９、送信ディスコネクトカウンタ２０、受信起動カウ
ンタ２１、受信ディスコネクトカウンタ２２のカウント
値を読み出し、ディスコネクトの頻度がしきい値以上の
条件で、徐々にＴＸＤＣ１３、ＲＸＤＣ１４の設定値を
下げていく。これにより、システム構成や動作状態に適
応し、ディスコネクトの頻度が少なく効率のよいバース
ト転送が行なわれる。

【００１８】以下、本実施例によるバースト転送制御の
動作と要部構成を詳細に説明する。図２は、イニシエー
タがＰＣＩバス５を獲得してデータ転送を開始し、３サ
イクル（ここでは、単位データ幅（＝４バイト）×３＝
１２バイト）のバースト転送後にディスコネクトが発生
した状態を示している。また、図３はバースト転送制御
のため、本実施例で付加されたＰＣＩモニタ１２の各部
の回路図である。

【００１９】タイミング１はイニシエータ側（ここで
は、入出力制御装置１）のバス獲得要求信号ＲＥＱ＃の
アサートに対して、図示を省略したバス制御装置のバス
アービタからバス使用許可信号ＧＮＴ＃をアサートされ
ると、次回バスが使用可能となり、バスアイドル待ち状
態（ＦＲＡＭＥ＃、ＩＲＤＹ＃、ＴＲＤＹ＃が全てディ
アサート）となる。

【００２０】タイミング２はバスアイドルとなり、次サ
イクルよりデータ転送処理を開始する。即ち、ＦＲＡＭ
Ｅ＃、ＩＲＤＹ＃、ＴＲＤＹ＃のディアサートをＡＮＤ
ゲート３０で検出し、この出力信号であるバスアイドル
検出信号３１、ＲＥＱ＃、ＧＮＴ＃のアサートをＡＮＤ
ゲート３２で検出し、この出力である起動検出信号３３
をＤＴフリップフロップ３４により、次のタイミング３
まで保持する。

【００２１】タイミング３はＦＲＡＭＥ＃がアサートさ
れデータ転送が開始される。このサイクルで、ＡＤは転
送先のアドレス、Ｃ／ＢＥ＃はコマンド（メモリリー
ド、メモリライト、Ｉ／Ｏリード、Ｉ／Ｏライト等）を
示す。即ち、このタイミングのＣ／ＢＥ＃をデコーダ５
５でデコードすることにより、メモリライト系コマンド
検出信号３５、またはメモリリード系コマンド検出信号
３６を生成する。そして、起動検出保持信号３７とメモ
リライト系コマンド検出信号３５のアサートをＡＮＤゲ
ート３８で検出すると、この出力である送信起動カウン
トアップ信号３９により送信起動カウンタ１９がカウン
トアップされ、送信起動中を示すＪＫフリップフロップ
４０をセットする。

【００２２】タイミング４、５、６はＤＥＶＳＥＬ＃の
アサートによりターゲット側（ここでは、ＣＰＵ２）が
応答し、ＩＲＤＹ＃、ＴＲＤＹ＃のアサートによりイニ
シエータ側、ターゲット側共にデータ転送が可能である
ことを示し、ＡＤによりデータ転送を３サイクル実行し
ていることを示す。タイミング６で、ＦＲＡＭＥ＃はま
だアサートされているのでイニシエータ側はさらにデー
タ転送を終了せずに続けることを要求している。しか
し、ターゲット側は３サイクル以上のデータ転送が不可
能となるため、ＳＴＯＰ＃をアサートしてデータ転送の
打ち切りを要求し、ディスコネクトが発生している。

【００２３】即ち、ＦＲＡＭＥ＃、ＤＥＶＳＥＬ＃、Ｓ
ＴＯＰ＃がアサートされていることをＡＮＤゲート４４
で検出し、その出力であるディスコネクト検出信号４５
がアサートされ、ＤＴフリップフロップ４６、ＡＮＤゲ
ート４７により１クロック（ＣＬＫ）パルスとしてディ
スコネクト検出パルス信号４８がアサートされる。そし
て、ＡＮＤゲート５０がディスコネクト検出パルス信号
４８と送信起動中信号４９のアサートを検出すると、そ
の出力である送信ディスコネクトカウントアップ信号５
１により送信ディスコネクトカウンタ２０をカウントア
ップする。あるいは、ＡＮＤゲート５３がディスコネク
ト検出パルス信号４８と受信起動中信号５２のアサート
を検出すると、その出力である受信ディスコネクトカウ
ントアップ信号５４により受信ディスコネクトカウンタ
２２をカウントアップする。

【００２４】イニシエータはＦＲＡＭＥ＃とＩＲＤＹ＃
を同時にディアサートすることができない。そこで、タ
イミング７でＦＲＡＭＥ＃をディアサートし、タイミン
グ８でＩＲＤＹ＃をディアサートしてバスアイドルとな
る。これにより、バスアイドル検出信号３１がアサート
されて１回の転送サイクルが終了となると、送信または
受信起動中を示すＪＫフリップフロップ４０または４３
がリセットされる。以上のように、送信起動、受信起動
を区別し、また、送信ディスコネクト、受信ディスコネ
クトを検出し、カウントアップする。

【００２５】ところで、図２のタイミング７はディスコ
ネクトにより発生したオーバーヘッドで、バースト転送
の中断によって経過を余儀なくされる無駄なサイクルで
ある。本実施例の入出力制御装置１のＭＰＵ８は、バー
スト転送処理中のＰＣＩモニタ１２の各カウント値に基
づいて、ターゲット側の転送可能なバースト転送量を把
握し、転送の中断を極力、低減できるように以降のバー
スト転送量を決定する。

【００２６】図４は、バースト送信処理の概略フロー
で、ＭＰＵ８によるＰＣＩコントローラ１１の送信起動
の手順を示す。この処理手順は、送信起動中にディスコ
ネクトが発生し、再起動される場合も同様になる。

【００２７】データ送信要求の割込みが発生すると、入
出力装置３からＩＯコントローラ１０からメモリ９に送
られたデータ数、すなわち送信要求データ数が、設定さ
れているバースト転送サイズ（送信：ＴＸＤＣ）以上か
チェックする（ｓ１００）。そうであれば、ＴＸＤＣの
値をＰＣＩコントローラ１１の送信カウンタ１５にセッ
トして送信を起動する（ｓ１１０）。次に、送信要求デ
ータ数をＴＸＤＣだけ減算し（ｓ１２０）、ステップｓ
１００に戻る。送信要求データ数がＴＸＤＣ未満になる
と、送信要求データ数を送信カウンタ１５にセットし、
ＰＣＩコントローラ１１を送信起動して（ｓ１３０）、
終了する。なお、受信起動制御に対する処理も、送信の
場合の起動制御と同様である。

【００２８】本実施例ではバースト転送サイズ（ＴＸＤ
ＣまたはＲＸＤＣ）の設定値が、以下のように制御され
る。図５に、バースト転送サイズの変更処理の手順を示
す。本実施例の処理は、定周期割込みによって行われ、
送信と受信の双方について実行する。

【００２９】定周期割り込みにより、実送信起動回数
（送信起動カウンタ値−送信ディスコネクトカウンタ
値）が、例えば１００回を越えているかチエックし（ｓ
２００）、超えている場合は、実送信起動回数に対する
送信ディスコネクトカウンタ値の比率が、例えば３割を
超えているか判定する（ｓ２１０）。３割を超えている
場合は、送信のバースト転送サイズ：ＴＸＤＣを、現在
値から１サイクル転送分（ここでは、ＰＣＩバス５のデ
ータ幅である４バイト）を減算した値に更新する（ｓ２
２０）。その後、送信起動カウンタ１９、送信ディスコ
ネクトカウンタ２０をクリアする（ｓ２３０）。

【００３０】次に、実受信起動回数（受信起動カウンタ
値−受信ディスコネクトカウンタ値）が、例えば１００
回を越えているかチエックし（ｓ２４０）、超えている
場合は、実受信起動回数に対する受信ディスコネクトカ
ウンタ値の比率が、例えば３割を超えているか判定する
（ｓ２５０）。３割を超えている場合は、受信のバース
ト転送サイズ：ＲＸＤＣを、現在値から１サイクル転送
分（ここでは、４バイト）減算した値に更新する（ｓ２
６０）。その後、受信起動カウンタ２１、受信ディスコ
ネクトカウンタ２２をクリアし（ｓ２７０）、処理を終
了する。なお、起動回数はバス獲得回数、ディスコネク
トカウンタ値はバス切り離し回数とみてもよい。

【００３１】本割込み処理を定期的に実行すると、一定
実転送回数中における転送中止回数の割合が所定率を超
える度に、バースト転送サイズの最大値を１転送サイク
ル分ずつ減算し、転送中止の発生頻度が所定以下になる
までバースト転送サイズを変更して最適化する。これに
よれば、起動中にバースト転送サイズが可変するような
ターゲットでも、中断時の瞬間的な転送量に左右される
ことなく、実績に基づいて逐次的にバースト転送量を最
適化できるので、結果的にシステムの構成や動作に適応
したバースト転送サイズに変更でき、効率のよいバース
ト転送を実現できる。

【００３２】また、ＰＣシステム等では、送信はある程
度大容量のバッファを介して書き込みできるが、受信は
主メモリ等から直接リードするような構成が一般的であ
る。このような場合、ＰＣＩバスに接続される他の入出
力制御装置からのアクセスにより、ターゲット側のバー
スト転送サイズが可変して、受信時のバースト転送が中
断しやすい。しかし、本実施例によれば、送信と受信で
別々に最適化したバースト転送サイズの制御が可能にな
る。

【００３３】本実施例では、定周期割込みにより、実起
動回数が所定回数を越えている場合に、転送中止の発生
頻度を求めている。しかし、初期起動または前回の更新
から一定時間経過したときに割込みして、実起動回数に
対するディスコネクトカウンタ値の比率がしきい値（例
えば、３割）を超えているか判定してもよい。

【００３４】また、図１の他の入出力制御装置４に対し
ても、入出力制御装置１と同様な機能を設けていること
は言うまでもない。本実施によれば、複数の入出力制御
装置が、本実施例による最適なバースト転送サイズでデ
ータ転送を行うことにより、全体としてＰＣＩバスの使
用効率上げ、トータルスループットを向上することがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、転送可能なバースト転
送サイズが可変するデータ転送システムにおいて、一定
実転送回数中における転送中止回数の割合が所定率を超
える度にバースト転送サイズを減らし、転送中止の発生
頻度が所定率以下になるようにバースト転送サイズを最
適化するので、バースト転送制御の転送中止の頻度を一
定率以下に、あるいは実績上から最小化でき、データ転
送効率を向上できる。

【００３６】また、複数の入出力制御装置をＰＣＩバス
で接続するデータ転送システムにおいて、送信と受信で
別々に最適なバースト転送サイズを決定することができ
るので、バスの使用効率が向上し、トータルスループッ
トを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ転送システムの一実施例で、バ
ースト転送のバスインタフェースとなる入出力制御装置
の構成図。

【図２】本発明を適用するバースト転送動作を示すタイ
ムチャート。

【図３】図１の入出力制御装置内のＰＣＩモニタの一実
施例を示す回路図。

【図４】入出力制御装置の送信起動制御の処理を示すフ
ローチャート。

【図５】バースト転送サイズの最適化処理の一実施例を
示すフローチャート。

【符号の説明】

１…入出力制御装置、２…ＣＰＵ、３…入出力装置、４
…入出力制御装置、５…ＰＣＩバス、６…ＩＯバス、７
…ローカルバス、８…ＭＰＵ、９…メモリ、１０…ＩＯ
コントローラ、１１…ＰＣＩコントローラ、１２…ＰＣ
Ｉモニタ、１３…ＴＸＤＣ、１４…ＲＸＤＣ、１５…送
信カウンタ、１６…受信カウンタ、１７…送信バッフ
ァ、１８…受信バッファ、１９…送信起動カウンタ、２
０…送信ディスコネクトカウンタ、２１…受信起動カウ
ンタ、２２…受信ディスコネクトカウンタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武和 秀仁 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 小倉 真 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 Ｆターム(参考） 5B061 AA00 BA03 DD06 DD11 DD18 RR02 RR03 RR05 RR06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一バスに接続された装置間でバースト
   転送を行う際に、データ転送の要求側で設定されたバー
   スト転送データ量が受付側で転送しきれないときにデー
   タ転送を中断し、中断したところから新たにデータ転送
   を再開するバースト転送制御方法において、 データ転送の実行回数と中断回数を計測し、実行回数に
   対する中断回数の発生頻度がしきい値以上となる場合、
   前記バースト転送データ量を所定量下げて更新すること
   を特徴とするバースト転送制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記発生頻度の算出は初期または前回の更新から、前記
   実行回数が所定回数を超える場合または一定時間を経過
   している場合に実行することを特徴とするバースト転送
   制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記バースト転送データ量を下げる前記所定量は、前記
   バスのデータ幅分とすることを特徴とするバースト転送
   制御方法。
4. 【請求項４】 同一バス上に接続された複数の装置間
   で、データ転送の要求側装置が一回のバースト転送量を
   設定して受付側装置に対し連続してデータ転送を行い、
   受付側装置が前記バースト転送量のデータを転送しきれ
   ない場合はデータ転送を中断し、中断したところから新
   たにデータ転送を再開するバスインタフェースを備える
   データ転送システムにおいて、 前記インタフェースは、データ転送の実行回数をカウン
   トする手段とデータ転送の中断回数をカウントする手段
   を設け、前記実行回数に対する前記中断回数の比率がし
   きい値以上となる場合に、前記バースト転送量を下方更
   新することを特徴とするデータ転送システム。
5. 【請求項５】 同一バス上に接続された複数の装置間
   で、データ転送の要求側装置が一回のバースト転送量を
   設定して前記バスを獲得し、受付側装置に対し連続して
   データ転送を行い、受付側装置が前記バースト転送量の
   データを転送しきれない場合は前記バスを切り離してデ
   ータ転送を中断し、中断したところから新たに前記バス
   を獲得してデータ転送を再開するバスインタフェースを
   備えるデータ転送システムにおいて、 前記バスインタフェースは、前記バスを獲得した回数を
   カウントする手段と、前記バスが切り離された回数をカ
   ウントする手段と、バス獲得回数に対するバス切り離し
   回数の比率がしきい値以上となる場合、前記バースト転
   送量を下方更新することを特徴とするデータ転送システ
   ム。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、 前記カウントする手段の各々はデータ転送の送受信別に
   設け、前記バースト転送量を送信と受信で別々に更新す
   ることを特徴とするデータ転送システム。