JP2001216256A - アクセス権調停方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のデータ処理装置により共有される補助
データ処理装置を効率良く使用でき、しかも補助データ
処理装置へのアクセス権が一つのデータ処理装置によっ
て必要以上に占有されてしまうことのないアクセス権調
停方法及び装置を提供する。 【解決手段】 プロセッサＰｉの処理要求信号ＲＱｉ
は、コプロセッサに対するライト信号ＷＲｉ又はリード
信号ＲＤｉの送出開始で設定され、リード信号ＲＤｉの
送出終了で解除される。但し、既にプロセッサＰｊの処
理要求信号ＲＱｊが設定済みであれば、ホールド信号Ｈ
ＯＬＤｉによりプロセッサＰｉをホールドする。選択信
号ＳＬｊがアクティブにされコプロセッサへのアクセス
権を有するプロセッサＰｊには、処理要求信号ＲＱｊが
アクティブである間、即ちコプロセッサＣＰに対する一
連の動作（データ書込，処理実行，結果データ読出）が
完了するまで連続してアクセス権が付与される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のデータ処理
装置にて補助データ処理装置を共有する際に、データ処
理装置間で補助データ処理装置へのアクセス権を調停す
るアクセス権調停方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数のプロセッサ（データ処
理装置）を並列動作させるマルチプロセッサシステムで
は、各プロセッサが共通に使用するデータを格納するた
めのメモリや浮動小数点演算装置等の高価なコプロセッ
サ（補助データ処理装置）といった周辺装置を共有する
場合がある。以下、このような周辺装置を共有周辺装置
という。

【０００３】この場合、複数のプロセッサが、同じ共有
周辺装置への書込を同時に行う等してデータが破壊され
てしまうことのないように、共有周辺装置へのアクセス
権をいずれかのプロセッサに排他的に付与するための調
停が必要となる。このようなアクセス権の調停は、各プ
ロセッサから共有周辺装置へのアクセス要求を受け付け
て、アクセス要求が競合した場合に、アクセス権を与え
るプロセッサを選択すると共に、競合する他のプロセッ
サに対して動作停止を指示するためのホールド信号を送
出する調停回路を設けてハードウェア的に調停を行う方
法と、共有周辺装置の使用状態を示すフラグを設け、ア
クセスの競合が発生しないように各プロセッサがフラグ
の照会，操作を行うことでソフトウェア的に調停を行う
方法とが知られている。

【０００４】ところで、共有周辺装置としてコプロセッ
サ（例えば浮動小数点演算装置等）を用いる場合、プロ
セッサによる被演算データの書込、コプロセッサによる
演算処理の実行、プロセッサによる演算結果データの読
出という一連の処理が必要となる。この一連の処理の途
中に、他のプロセッサからコプロセッサに対して新たな
データの書込が行われると、処理シーケンスが狂ってし
まい、正しい処理結果が得られない場合がある。

【０００５】しかし、ハードウェア的な調停方法では、
各プロセッサは共有周辺装置へのアクセスを１回終了す
る毎に、一旦アクセス権を解放し、改めてアクセス要求
を行うのが一般的である。つまり、共有周辺装置として
コプロセッサを用いる場合には、一連の動作が終了する
までの間、単一のプロセッサにアクセス権を占有させる
ための仕組みが必要となる。

【０００６】これを実現するものとして、例えば特開平
５−２８９９８７号公報には、アクセス終了後、一定の
優先期間内に、同じプロセッサから連続してアクセス要
求が出された場合に、そのプロセッサに対して引き続き
アクセス権を与えるよう制御する装置が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような装
置では、コプロセッサでの演算時間、即ち被演算データ
の書込後、演算結果データの読出が可能となるまでの時
間間隔が長くなると、上述の優先期間をオーバーしてし
まい、演算結果データの読出を行う前にコプロセッサの
アクセス権が、他のプロセッサにアクセス権が移ってし
まう場合があるという問題があった。

【０００８】なお、このような事態は優先期間を十分に
長くすれば防止できる。しかし、この装置では、他のプ
ロセッサにアクセス権を移すには、必ず優先期間の間待
機しなければならないため、優先期間を長くするほど無
駄な待機時間が増大してしまう。また、優先期間を長く
すると、連続アクセスを必要としない場合にも、単一の
プロセッサがアクセス権を占有する可能性が高くなり、
競合する他のプロセッサがホールド状態に保持される時
間が増大してしまうため、システム全体としての処理効
率が低下してしまうという問題があった。

【０００９】更に、このようなアクセス権の占有が発生
した場合には、一定時間内に応答を返す必要のある処理
等、リアルタイム性が要求される処理を実行する際の障
害となり、処理の応答性が低下するという問題もあっ
た。一方、ソフトウェア的に調停する場合、フラグの操
作のみで、特定のプロセッサに任意期間だけアクセス権
を占有させることが可能であるが、アクセス権を獲得，
解放する際には、必ずフラグの照会，操作のための処理
が必要となるため、その分、処理効率が低下してしまう
という問題があった。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するために、
複数のデータ処理装置により共有される補助データ処理
装置を効率良く使用でき、しかも補助データ処理装置へ
のアクセス権が一つのデータ処理装置によって必要以上
に長く占有されてしまうことのないアクセス権調停方法
及び装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の発明である請求項１記載のアクセス権調停方法では、
データ処理装置毎に、補助データ処理装置に対する書込
信号の送出開始により設定され、同じく補助データ処理
装置に対する読出信号の送出完了により解除される処理
要求を生成する。そして、処理要求の設定時に、既に他
のデータ処理装置の処理要求が設定されている場合、こ
の新たに設定された処理要求に対応するデータ処理装置
をホールド状態にする。

【００１２】更に、処理要求が設定されているデータ処
理装置のうち非ホールド状態にあるものを、補助データ
処理装置へのアクセス権を有する第１のデータ処理装置
として、この第１のデータ処理装置の処理要求の解除時
に、他の処理要求が存在すればそのいずれか一つを選択
し、選択した処理要求に対応する第２のデータ処理装置
をホールド状態から解放する。これにより、補助データ
処理装置へのアクセス権は、第１のデータ処理装置から
第２のデータ処理装置に移る。

【００１３】つまり、本発明のアクセス権調停方法で
は、補助データ処理装置への書込信号により処理要求を
設定し、この処理要求に基づいてアクセス権を付与した
データ処理装置に、以後、そのデータ処理装置からの読
出信号の送出が完了するまでの間、補助データ処理装置
へのアクセス権を無条件で占有させている。

【００１４】従って、本発明によれば、補助データ処理
装置から正常な処理結果を得るために必要な一連の動作
（入力データの書込で開始され出力データの読出で終
了）の途中で、他のデータ処理装置により新たな入力デ
ータが補助データ処理装置に書き込まれてしまうことが
なく、補助データ処理装置を使用する各データ処理装置
は、補助データ処理装置から信頼性の高い処理結果（出
力データ）を得ることができる。

【００１５】また、本発明によれば、連続アクセスを行
うか否かの判断のために、従来装置のような優先期間を
設ける必要がなく、必要最小限の時間でアクセス権の調
停が行われるため、複数のデータ処理装置に、補助デー
タ処理装置を効率良く利用することができる。しかも、
補助データ処理装置に対する一連の動作が終了する毎に
アクセス権が解放されるため、特定のデータ処理装置が
必要以上にアクセス権を占有し続けてしまうことを確実
に防止できる。

【００１６】更に、本発明では、アクセス権の調停を、
各データ処理装置からの書込信号及び読出信号に基づい
て行っており、他に調停専用の信号を用いる必要がない
ため、当該方法を実現するための装置構成を簡易化でき
る。次に、請求項２記載のアクセス権調停装置では、請
求項１記載の方法を実現するものであり、処理要求生成
手段が上述の処理要求を生成し、その処理要求に従っ
て、ホールド設定手段及びホールド解放手段が、上述の
ようにデータ処理装置のホールド状態を制御することに
より、アクセス権の調停を行う。

【００１７】従って、本発明のアクセス権調停装置によ
れば、請求項１記載の方法と同様の効果を得ることがで
きる。ところで、補助データ処理装置は、必ずしも、入
力データの書込で開始され出力データの読出で終了する
一連の処理を必要とするものではなく、ステータスレジ
スタの読込等、データの読込だけが行われる場合も考え
られる。つまり、処理要求の設定を書込信号だけで行っ
ていると、このようなデータの読込だけを行う場合に
は、ダミーの書込信号を送出しなければならず、処理効
率の低下を招いてしまう。

【００１８】そこで、このように補助データ処理装置か
らデータの読込のみを行う場合がある時には、請求項３
記載のように、処理要求生成手段は、読出信号の送出開
始によっても処理要求の設定を行うように構成すること
が望ましい。これにより、書込信号を伴わない単独の読
出信号に対してもアクセス権の調停が行われることにな
る。

【００１９】次に、請求項４記載のアクセス権調停装置
では、第１のデータ処理装置の処理要求の解除後、予め
設定された一定期間内に、この第１のデータ処理装置の
処理要求が設定された場合、ホールド解放禁止手段が、
ホールド解放手段の動作を禁止することにより、第１の
データ処理装置に連続してアクセス権を与えている。

【００２０】従って、本発明のアクセス権調停装置によ
れば、補助データ処理装置に読出信号を送出後、一定期
間内に、補助データ処理装置に書込信号を送出すること
により、同一データ処理装置により補助データ処理装置
を連続的に使用することが可能となる。なお、本発明に
おける上記一定期間は、従来装置の優先期間とは異な
り、補助データ処理装置の動作とは無関係に設定できる
ため、必要最小限の長さ（例えば１クロック期間）があ
ればよく、処理効率を大きく劣化させてしまうことがな
い。

【００２１】但し、このようなホールド解放禁止手段を
設けた場合、従来装置と同様に、特定のデータ処理装置
により補助データ処理装置へのアクセス権が占有され続
けてしまう可能性がある。これに対して、請求項５記載
のアクセス権調停装置では、第１のデータ処理装置にア
クセス権が連続して与えられた場合、第１の連続アクセ
ス制限手段が、その連続回数をカウントし、このカウン
ト値が上限回数に達すると、ホールド解放禁止手段の動
作を禁止する。

【００２２】つまり、本発明のアクセス権調停装置によ
れば、同一データ処理装置に対してアクセス権が連続し
て付与される回数が、上述の上限回数に制限されるた
め、アクセス権が必要以上に占有されてしまうことを確
実に防止できる。また、請求項６記載のアクセス権調停
装置では、第２の連続アクセス制限手段が、アクセス権
を有するデータ処理装置（第１のデータ処理装置）と、
装置指定手段にて指定されたデータ処理装置とが不一致
である場合、ホールド解放禁止手段の動作を禁止する。

【００２３】つまり、本発明のアクセス権調停装置によ
れば、装置指定手段にて指定されたデータ処理装置に対
してのみ、補助データ処理装置へのアクセス権の連続付
与が可能となるため、重要な処理（例えばリアルタイム
処理）等を実行しているデータ処理装置を装置指定手段
にて指定することにより、システム全体から見た各デー
タ処理装置の実行状態を最適化することができる。

【００２４】なお、装置指定手段の指定内容は、請求項
７記載のように、指定変更手段によって変更できるよう
に構成してもよい。具体的には、例えば、請求項８記載
のように、予め設定された切換順序に従って定期的に変
更するようにしてもよいし、外部からの設定や、所定の
データ処理装置からの指示により任意に変更できるよう
にしてもよい。

【００２５】特に、予め設定された切換順序に従って定
期的に変更する場合、請求項９記載のように、順序変更
手段によって切換順序を変更できるように構成していも
よい。この場合、補助データ処理装置へのアクセス権
を、各データ処理装置に対して様々な割合で割り当てる
ことができ、その時々に応じて個々のデータ処理装置の
処理状態を柔軟に変更することができる。

【００２６】次に、請求項１０記載のアクセス権調停装
置では、処理要求の優先度を設定する要求優先度設定手
段を備え、ホールド解除手段は、対象となる処理要求が
複数存在する場合、要求優先度指定手段にて指定された
優先度が最も高い処理要求に対応するデータ処理装置
を、ホールド状態から解放する。

【００２７】従って、本発明のアクセス権調停装置で
は、次にアクセス権を付与すべきデータ処理装置を、処
理要求の優先度に従って決めることができる。なお、要
求優先度指定手段は、例えば、請求項１１記載のよう
に、処理要求の発生順に従って優先度を設定するように
構成すればよい。また、処理要求の生成元であるデータ
処理装置に対応させて固定的な優先度を設定してもよ
い。

【００２８】ところで、請求項１記載のアクセス権調停
方法では、処理要求の解除を読出信号の送出完了時点で
行っているが、例えば、補助データ処理装置が、出力デ
ータの読出と他のデータ処理装置による次に処理すべき
入力データの書込とを同時に実行可能なように構成され
ている場合には、請求項１２記載のように、処理要求の
解除を、読出要求の送出開始時点で行ってもよい。

【００２９】この場合、請求項１記載の方法と同様の効
果に加え、読出，書込の並列動作が可能となる分だけ、
補助データ処理装置をより効率よく各データ処理装置に
使用させることができる。そして、請求項１３記載のア
クセス権調停装置は、請求項１２記載の方法を実現する
ものであり、従って、請求項１２記載の方法と全く同様
の効果を得ることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面と
共に説明する。 ［第１実施形態］図１は、本発明が適用されたマルチプ
ロセッサシステムの概略構成を表すブロック図である。

【００３１】図１に示すように、マルチプロセッサシス
テムは、それぞれ独立に動作するデータ処理装置として
の一対のプロセッサＰ０，Ｐ１と、両プロセッサＰ０，
Ｐ１が共有する補助データ処理装置としてのコプロセッ
サＣＰと、プロセッサＰ０，Ｐ１のいずれかにコプロセ
ッサＣＰへのアクセス権を与えるための調停を行う調停
装置１０とを備えている。そして、調停装置１０は、個
別バスＢＳｉ（ｉ＝０，１）を介して各プロセッサＰｉ
に接続されていると共に、共通バスＢＳＣを介してコプ
ロセッサＣＰに接続されている。

【００３２】このうち、個別バスＢＳｉは、各プロセッ
サＰｉとの間でデータＤＴｉを入出力するためのデータ
バス、及び各プロセッサＰｉが供給するアドレス信号Ａ
Ｄｉ，リード信号ＲＤｉ，ライト信号ＷＲｉを取り込む
ための各種制御信号線からなり、一方、共通バスＢＳＣ
は、コプロセッサＣＰとの間でデータＤＢＣを入出力す
るためのデータバス、及びコプロセッサＣＰに対してア
ドレス信号ＡＤＣ，リード信号ＲＤＣ，ライト信号ＷＲ
Ｃを供給するための各種制御信号線からなる。

【００３３】更に、調停装置１０は、各プロセッサＰｉ
に対して動作停止を指示するためのホールド信号ＨＯＬ
Ｄｉを出力し、また外部より当該調停装置１０の動作モ
ードを指定するための動作モード設定信号ＭＯＤを入力
するよう構成されている。なお、本実施形態では、動作
モード設定信号ＭＯＤにより、コプロセッサＣＰへのア
クセス要求の競合時に、同一プロセッサＰｉへのアクセ
ス権の連続付与を許すか否かを表す優先指定がプロセッ
サ毎に設定される他、優先指定が設定された場合にアク
セス権の連続付与回数を制限するか否かを表す連続制限
指定、更に制限する場合その上限回数Ｃmax 等が設定さ
れる。

【００３４】ここで図２は、調停装置１０の内部構成を
表すブロック図である。図２に示すように、調停装置１
０は、リード信号ＲＤ０，ＲＤ１，ライト信号ＷＲ０，
ＷＲ１から処理要求信号ＲＱ０，ＲＱ１を生成する処理
要求生成回路１２と、処理要求信号ＲＱ０，ＲＱ１及び
動作モード設定信号ＭＯＤに基づいて、アクセス権を与
えるべきプロセッサを選択し、これに対応した選択信号
ＳＬ０．ＳＬ１を生成する選択回路１４と、処理要求信
号ＲＱ０，ＲＱ１及び選択信号ＳＬ０，ＳＬ１に基づい
てホールド信号ＨＯＬＤ０，ＨＯＬＤ１の設定，解除を
行うホールド制御回路１６と、選択信号ＳＬ０，ＳＬ１
に従って、個別バスＢＳ０，ＢＳ１と共通バスＢＳＣと
の接続状態の切換、即ちを行うバス切換回路１８とを備
えている。但し、本実施形態において各信号ＷＲｉ，Ｒ
Ｄｉ，ＲＱｉ，ＳＬｉ，ＨＯＬＤｉは、いずれもハイレ
ベルがアクティブ、ローレベルが非アクティブであるも
のとする。

【００３５】そして、処理要求生成回路１２は、ライト
信号ＷＲｉ及びリード信号ＲＤｉの論理和を生成する論
理和回路ＯＲｉと、リード信号ＲＤｉを反転させる反転
回路ＩＮＶｉと、論理和回路ＯＲｉの出力の立上りエッ
ジにてセットされ、反転回路ＩＮＶｉの出力の立上りエ
ッジにてリセットされるＳＲフリップフロップ回路ＳＦ
ｉとからなる。

【００３６】つまり、処理要求生成回路１２では、各プ
ロセッサＰｉに対応して、それぞれ、ライト信号ＷＲｉ
又はリード信号ＲＤｉの送出開始タイミング（立上りエ
ッジ）でハイレベルとなり、リード信号ＲＤｉの送出終
了タイミング（立下りエッジ）でロウレベルとなる処理
要求信号ＲＱｉが生成される。

【００３７】次に、ホールド制御回路１６は、処理要求
信号ＲＱ０の立上りエッジにて、処理要求信号ＲＱ１の
信号レベルをラッチし、選択信号ＳＬ０がアクティブの
時にリセットされるよう接続されたフリップフロップ回
路ＦＦ０と、処理要求信号ＲＱ１の立上りエッジにて処
理要求信号ＲＱ０の信号レベルをラッチし、選択信号Ｓ
Ｌ１がアクティブの時にリセットされるよう接続された
フリップフロップ回路ＦＦ１とからなる。そして、これ
ら各フリップフロップ回路ＦＦｉの出力が、ホールド信
号ＨＯＬＤｉとして出力される。

【００３８】つまり、ホールド信号ＨＯＬＤｉは、処理
要求信号ＲＱｉが設定された（アクティブとなった）時
に、他方の処理要求信号ＲＱｊ（ｊ≠ｉ）が設定されて
いなければ、非アクティブのまま保持され、一方、他方
の処理要求信号ＲＱｊが既に設定されている場合には、
アクティブに変化する。これにより、プロセッサＰｉは
ホールド状態に遷移する。また、アクティブに設定され
たホールド信号ＨＯＬＤｉは、選択信号ＳＬｉがアクテ
ィブになることにより非アクティブに戻る。これによ
り、プロセッサＰｉはホールド状態から解放される。

【００３９】また、バス切換回路１８は、選択信号ＳＬ
ｉがアクティブである場合に、個別バスＢＳｉと共通バ
スＢＳＣとを接続するように動作するものであり、その
構成は周知のものであるため、詳細な説明は省略する。
次に、選択回路１４について説明する。但し、選択回路
１４は、論理回路の組合せにより様々な方法にて簡単に
実現できるため、ここでは、その動作のみを、図３，図
４に示すフローチャート、及び図５，図６に示すタイミ
ング図に沿って説明する。

【００４０】まず、プロセッサＰｉがライト信号ＷＲｉ
又はリード信号ＲＤｉを送出することにより、処理要求
信号ＲＱｉがアクティブに変化した時に起動される処理
について説明する。本処理が起動されると、図３に示す
ように、まずＳ１１０では、他方の処理要求信号ＲＱｊ
（つまり、ｉ＝０ならばｊ＝１、ｉ＝１ならばｊ＝０）
が設定されているか否かを判断し、他方の処理要求信号
ＲＱｊが設定されていなければ、即ち他方のプロセッサ
Ｐｊと競合していなければ、Ｓ１２０に移行し、選択信
号ＳＬｉをアクティブとする（図５中の参照）。

【００４１】この選択信号ＳＬｉにより、バス切換回路
１８では、個別バスＢＳｉと共通バスＢＳＣとが接続さ
れ、更に、ホールド制御回路１６のフリップフロップ回
路ＦＦｉがリセット状態（即ちホールド信号ＨＯＬＤｉ
が非アクティブ状態）に保持されることにより、コプロ
セッサＣＰへのアクセス権がプロセッサＰｉに与えられ
ることになる。

【００４２】続くＳ１３０では、同一プロセッサに対す
るアクセス権の連続付与回数を示すカウント値Ｃを１に
設定して本処理を終了する。一方、先のＳ１１０にて、
他方の処理要求信号ＲＱｊが設定されていると判定され
た場合、即ち、既にプロセッサＰｊがコプロセッサＣＰ
に対するライト信号ＷＲｊ又はリード信号ＲＤｊを送出
している場合には、そのまま本処理を終了する（図５中
の参照）。但し、この時、ホールド制御回路１６の動
作により、ホールド信号ＨＯＬＤｉがアクティブとな
り、プロセッサＰｉはホールド状態に遷移する。

【００４３】次に、アクセス権を有するプロセッサＰｉ
から送出されたリード信号ＲＤｉが非アクティブに変化
することにより、処理要求信号ＲＱｉが解除された（非
アクティブに変化した）時に起動される処理について説
明する。本処理が起動されると、図４に示すように、ま
ずＳ２１０では、解除された処理要求信号ＲＱｉに対応
するプロセッサＰｉが、モード設定信号ＭＯＤにより優
先指定されているか否かを判断し、優先指定されていな
ければ、Ｓ２６０に移行して、選択信号ＳＬｉを非アク
ティブに設定する（図５中の参照）。

【００４４】これにより、バス切換回路１８における個
別バスＢＳｉと共通バスＢＳＣとの接続が解除され、プ
ロセッサＰｉに与えられていたコプロセッサＣＰへのア
クセス権が解放されることになる。続くＳ２７０では、
他の処理要求信号ＲＱｊが設定されているか否か、即ち
プロセッサＰｉと競合してホールド状態とされていたプ
ロセッサＰｊが存在するか否かを判断し、他の処理要求
信号ＲＱｊが設定されていなければ（図５中の参
照）、そのまま本処理を終了する。

【００４５】一方、他の処理要求信号ＲＱｊが設定され
ている場合には、Ｓ２８０に移行し、選択信号ＳＬｊを
アクティブとする（図５中の参照）。これにより、バ
ス切換回路１８では、個別バスＢＳｊと共通バスＢＳＣ
とが接続され、更に、ホールド制御回路１６の動作によ
りホールド信号ＨＯＬＤｊが非アクティブに変化して、
プロセッサＰｊがホールド状態から解放されることによ
り、コプロセッサＣＰへのアクセス権がプロセッサＰｊ
に与えられる。

【００４６】続くＳ２９０では、先のＳ１３０と同様
に、連続アクセス回数を表すカウント値Ｃを１にセット
して本処理を終了する。先のＳ２１０にて、解除された
処理要求信号ＲＱｉに対応するプロセッサＰｉが優先指
定されていると判定された場合には、Ｓ２２０に移行す
る。

【００４７】Ｓ２２０では、モード設定信号ＭＯＤによ
りアクセス権連続付与回数が制限されているか否かを判
断し、制限されていなければＳ２４０に移行する。Ｓ２
４０では、予め設定された一定期間（本実施形態では１
クロック期間）ＴＣの間、先に解除された処理要求信号
ＲＱｉを監視し、この一定期間ＴＣ内に、処理要求信号
ＲＱｉが再設定されたか否かを判断する。

【００４８】そして、再設定されなかった場合には、Ｓ
２６０に移行して、先に説明した通り、選択信号ＳＬ
ｉ，ＳＬｊの設定，解除、カウント値Ｃのクリアを行う
（他の処理要求信号ＲＱｊが設定されていない場合（Ｓ
２７０−ＮＯ）は図５中の〜’、他の処理要求信号
ＲＱｊが設定されている場合（Ｓ２７０−ＹＥＳ）は図
５中の〜’参照）。

【００４９】これにより、他の処理要求信号ＲＱｊが設
定されていれば、コプロセッサＣＰへのアクセス権は、
処理要求信号ＲＱｉの解除後、一定期間ＴＣが経過して
から、プロセッサＰｊに移ることになる。またＳ２４０
にて処理要求信号ＲＱｉが再設定されたと判定された場
合には、Ｓ２５０に移行して、カウント値Ｃをインクリ
メントした後、本処理を終了する（図６中の〜’参
照）。これにより、コプロセッサＣＰへのアクセス権
は、処理要求信号ＲＱｊの有無に関わらず、引き続きプ
ロセッサＰｉが保有することになる。

【００５０】先のＳ２２０にて、アクセス権連続付与回
数が制限されていると判定された場合には、Ｓ２３０に
移行して、カウント値Ｃが、アクセス権連続付与回数の
制限値Ｃmax より小さいか否かを判断する。そして、カ
ウント値Ｃが制限値Ｃmax より小さければ（Ｃ＜Ｃma
x）、Ｓ２４０に移行して、先に説明した通り、処理要
求信号ＲＱｉの再設定の有無に応じた処理を行う（再設
定が有る場合（Ｓ２４０−ＹＥＳ）は図６中の〜
’、再設定が無い場合（Ｓ２４０−ＮＯ）は図６中の
〜’参照）。

【００５１】一方、カウント値Ｃが制限値Ｃmax に達し
ている（Ｓ２３０−ＮＯ）場合、処理要求信号ＲＱｉの
監視を行うことなく、Ｓ２６０に移行して、先に説明し
た通り、選択信号ＳＬｉ，ＳＬｊの設定，解除、カウン
ト値Ｃのクリアを行う（図６中の参照）。

【００５２】これににより、他の処理要求信号ＲＱｊが
設定されていれば、コプロセッサＣＰへのアクセス権
は、処理要求信号ＲＱｉの解除後、一定期間ＴＣの間待
機することなく、直ちにプロセッサＰｊに移ることにな
る。なお、本実施形態において処理要求生成回路１２が
処理要求生成手段、ホールド制御回路１６がホールド設
定手段、Ｓ２７０，Ｓ２８０がホールド解放手段、Ｓ２
４０がホールド解放禁止手段、Ｓ２２０，Ｓ２３０が第
１の連続アクセス制限手段、Ｓ２１０が第２の連続アク
セス制限手段に相当する。

【００５３】以上説明したように、本実施形態の調停装
置１０では、コプロセッサＣＰへのライト信号ＷＲｉ又
はリード信号ＲＤｉの送出開始で設定され、リード信号
ＲＤｉの送出終了で解除される処理要求信号ＲＱｉを、
各プロセッサＰｉ毎に生成し、この処理要求信号ＲＱｉ
に基づいて、コプロセッサＣＰへのアクセス権を付与す
べきプロセッサＰｉを選択し、一旦アクセス権を付与す
ると、処理要求信号ＲＱｉが解除されるまでの間、アク
セス権を占有させるようにされている。

【００５４】従って、本実施形態の調停装置１０によれ
ば、コプロセッサＣＰから正常な処理結果を得るために
必要な一連の動作（入力データの書込で開始され出力デ
ータの読出で終了）の途中で、コプロセッサＣＰのアク
セス権が他のプロセッサに移ってしまうことがなく、ア
クセス権を有するプロセッサＰｉは、コプロセッサＣＰ
から信頼性の高い処理結果を得ることができる。

【００５５】また、本実施形態の調停装置１０によれ
ば、処理要求信号ＲＱｉがアクティブである間、即ちコ
プロセッサＣＰに対する一連の動作が行われている間
は、無条件で同一プロセッサにアクセス権を付与してい
るため、１回のアクセス毎に連続アクセスの可否を判定
する従来装置と比較して、コプロセッサＣＰを効率良く
使用することができる。

【００５６】しかも、動作モード設定信号により優先指
定の設定を行わない場合には、この一連の動作が終了す
る毎にアクセス権の解放が行われるため、特定のプロセ
ッサＰｉが必要以上にアクセス権を占有し続けてしまう
ことを確実に防止できる。また本実施形態では、優先指
定の設定を行う場合にも、連続アクセスを許可するか否
かを判定する一定期間ＴＣを、コプロセッサＣＰの動作
とは無関係に短く設定できるため、この判定のために無
駄になる待機時間を最小限に抑えることができ、更に、
本実施形態では、アクセス権の連続付与回数の上限を制
限することもできるため、特定のプロセッサＰｉによる
不要なアクセス権の占有を確実に防止できる。

【００５７】なお、本実施形態では、プロセッサにアク
セス権の連続付与を許可するか否かを指定するための優
先指定を、動作モード設定信号ＭＯＤによりプロセッサ
毎に個別に設定できるようにされているが、いずれか一
方のプロセッサＰｉのみを優先指定し、しかも、一定時
間が経過する毎に、優先指定されるプロセッサＰｉを交
互に切り換えるように構成してもよい。

【００５８】この場合、図６（ｂ）に示すように、アク
セス権を有するプロセッサが優先指定されている時には
（図中）、アクセス権の連続付与が行われ、一定時間
が経過して、優先指定が切り替わった後に処理要求信号
ＲＱｉが解除されると、他の処理要求信号ＲＱｊが設定
されていれば、一定期間ＴＣを待つことなく、直ちに、
この処理要求信号ＲＱｊに対応するプロセッサＰｊに対
してアクセス権が付与される（図中）ことになる。

【００５９】但し、優先指定の切換は、同等な時間を割
り当ててもよいし、不均等にしてもよく、更に、優先指
定の割当時間の比率を、動作モード設定信号ＭＯＤによ
り設定できるように構成してもよい。そして、この場
合、優先指定したプロセッサを記憶する記憶装置が装置
指定手段、この記憶装置の内容を書き換える処理が指定
変更手段に相当する。 ［第２実施形態］次に第２実施形態について説明する。

【００６０】第１実施形態では、一つのコプロセッサＣ
Ｐを二つのプロセッサＰ０，Ｐ１にて共有する場合の調
停装置１０について説明したが、本実施形態では、一つ
のコプロセッサＣＰをｎ＋１個のプロセッサＰ０〜Ｐｎ
にて共有する場合の調停装置２０について説明する。

【００６１】図７に示すように、本実施形態の調停装置
２０は、第１実施形態の調停装置１０と同様に、処理要
求生成回路２２，選択回路２４，ホールド制御回路２
６，バス切換回路２８とからなる。処理要求生成回路２
２は、リード信号ＲＤｉ及びライト信号ＷＲｉから処理
要求信号ＲＱｉを生成する個別の回路は、第１実施形態
の処理要求生成回路２２と全く同様であり、これがプロ
セッサの数に合わせてｎ＋１個設けられている。

【００６２】ホールド制御回路２６は、ホールド信号Ｈ
ＯＬＤｉ毎に、フリップフロップ回路ＦＦｉを備え、処
理要求信号ＲＱｉの立上りエッジにてデータ入力端子に
印加された信号レベルをラッチし、選択信号ＳＬｉにて
リセットされることは、第１実施形態のホールド制御回
路１６と全く同じであるが、フリップフロップ回路ＦＦ
ｉのデータ入力端子には、論理和回路ＯＲ１ｉを介し
て、処理要求信号ＲＱｉ以外の全ての処理要求信号ＲＱ
ｊ（ｊ≠ｉ）の論理和が印加されるように構成されてい
る。つまり、処理要求信号ＲＱｉの設定時に、他のプロ
セッサＰｊの処理要求信号ＲＱｊが、いずれか一つでも
設定されていれば、プロセッサＰｉへのホールド信号Ｈ
ＯＬＤｉがアクティブとなる。

【００６３】バス切換回路２８は、個別バスＢＳ０〜Ｂ
Ｓｎの数が多いだけで、第１実施形態のバス切換回路１
８と同様に、選択信号ＳＬｉがアクティブである場合
に、個別バスＢＳｉと共通バスＢＳＣとを接続するよう
に動作する。そして、選択回路は、Ｓ１１０，Ｓ２７０
のＲＱｊを、ＲＱｉ以外の全ての処理要求とし、Ｓ２８
０では、ＲＱｊのうち、最も優先度の高い処理要求信号
ＲＱｋに対応した選択信号ＳＬｋを、アクティブにする
ものとして考える以外は、全く同様である。

【００６４】但し、ここでは、処理要求信号ＲＱの優先
度は、早くに設定されたものほど、高く設定されるもの
とする。この処理要求信号ＲＱの優先度を設定する処理
が本発明の要求優先度設定手段に相当する。このように
構成された本実施形態の調停装置２０では、ｎ＋１個の
プロセッサＰ０〜Ｐｎに対してコプロセッサＣＰのアク
セス権を調停することができること以外は、第１実施形
態の調停装置１０と全く同様の効果を得ることができ
る。

【００６５】ところで、本実施形態の調停装置２０のよ
うに、調停すべきプロセッサＰ０〜Ｐｎが多数存在する
場合、いずれか一つのプロセッサＰｉのみを優先指定と
し、その優先指定を順次切り替えるように構成すること
ができる。この優先指定切換処理（本発明の指定変更手
段に相当する）の一例を、図８に示すフローチャートに
沿って説明する。

【００６６】即ち、Ｓ３１０では、予め設定された所定
時間が経過したか否かを判断し、経過していなければ、
同ステップを繰り返し実行することで待機する。そし
て、所定時間が経過すると、Ｓ３２０に移行して、優先
指定すべきプロセッサを表す指定値ｐをインクリメント
し、続くＳ３３０では、この指定値がプロセッサの数を
表すｎより大きいか否かを判断し、大きければＳ３４０
に移行して指定値ｐを０にリセット後にＳ３１０に戻
り、一方、小さければそのままＳ３１０に戻る。

【００６７】これにより、所定時間の間、新たに設定さ
れたｐにて表されるプロセッサＰｐが優先指定されるこ
とになる。この場合、優先指定の切換は、常に一定順序
に行われることになるが、例えば、予め複数の切換順を
書き込んだテーブルを用意しておき、テーブルに従って
切り替えを行うと共に、動作モード設定信号ＭＯＤによ
り、どの切換順を使用するか指定するように構成した
り、状況の変化に応じて切換順を適宜変更できるように
構成してもよい。この切換順を変更する処理が本発明の
順序変更手段に相当する。

【００６８】また、本実施形態では、処理要求信号ＲＱ
０〜ＲＱｎが競合している場合に、その発生順に優先度
を付与しているが、この優先度を上述の優先指定とリン
クさせてもよい。 ［第３実施形態］次に第３実施形態について説明する。

【００６９】本実施形態の調停装置３０は、第１実施形
態の調停装置１０と一部構成が異なっているだけである
ため、構成の相違する部分を中心に説明する。但し、第
１実施形態において、コプロセッサＣＰは、データの入
出力を同じデータバスを用いて行っているが、本実施形
態にて使用するコプロセッサＣＰａは、入力データを保
持するための入力レジスタＲＧＩと、出力データを保持
するための出力レジスタＲＧＯとが独立して設けられて
おり、両レジスタＲＧＩ，ＲＧＯへの同時アクセス、即
ち、先の処理での処理結果である出力データの読出と、
次に処理すべき入力データの書込とを同時に行うことが
可能なように構成されている。

【００７０】また、コプロセッサＣＰへのアクセスを行
う場合、各プロセッサＰ０，Ｐ１は、必ず被演算データ
の書込と演算結果データの読出とを対にして行うものと
し、コプロセッサに対してリード信号が単独で供給され
ることがないものとする。図９に示すように、本実施形
態の調停装置３０では、バス切換回路１８ａが、コプロ
セッサＣＰａにアドレス信号ＡＤＣ，リード信号ＲＤ
Ｃ，ライト信号ＷＲＣを供給すると共に、コプロセッサ
ＣＰａへの入力データＷＤＴと、コプロセッサＣＰａか
らの出力データＲＤＴとを、別々のデータバスを介して
入出力するように構成されている。また、選択信号ＳＬ
０，ＳＬ１が同時にアクティブにされている場合、リー
ド信号ＲＤ及びライト信号ＷＲに従って、個別バスＢＳ
０，ＢＳ１の一方を入力データＷＤＴ用のデータバス
に、他方を出力データＲＤＴ用のデータバスに同時に接
続するよう構成されている。

【００７１】また、処理要求生成回路１２ａは、ライト
信号ＷＲｉの立上りエッジにてセットされリード信号Ｒ
Ｄｉの立上りエッジにてリセットされるＳＲフリップフ
ロップ回路ＳＦｉのみからなる。そして、選択回路１４
ａは、図１０に示すように、処理要求信号ＲＱｉが解除
された場合、これと同時に選択信号ＳＬｉが非アクティ
ブになるのではなく、リード信号ＲＤ０の送出終了タイ
ミング（立下りエッジ）までアクティブを保持するよう
にされている（図中の期間Ｘ参照）。

【００７２】これにより、処理要求信号ＲＱｉの解除時
に、他の処理要求信号ＲＱｊが設定されていれば、二つ
の選択信号ＳＬｉ，ＳＬｊが同時にアクティブとなり、
プロセッサＰｉによるコプロセッサＣＰからのデータの
読出と、プロセッサＰｊによるコプロセッサＣＰへのデ
ータの書込とが同時に行われることになる。

【００７３】以上説明したように、本実施形態の調停装
置３０によれば、コプロセッサＣＰに対して、結果デー
タの読出と、次に処理すべきデータの書込とを同時に行
うことができるため、コプロセッサＣＰの利用効率を向
上させることができる。また、処理要求生成回路１２ａ
の構成が簡易なものとなるため、装置の小型化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マルチプロセッサシステムの構成を表すブロ
ック図である。

【図２】 第１実施形態の調停装置の内部構成を表すブ
ロック図である。

【図３】 処理要求信号の設定時における選択回路の動
作を表すフローチャートである。

【図４】 処理要求信号の解除時における選択回路の動
作を表すフローチャートである。

【図５】 調停装置各部の動作を表すタイミング図であ
る。

【図６】 調停装置各部の動作を表すタイミング図であ
る。

【図７】 第２実施形態の調停装置の構成を表すブロッ
ク図である。

【図８】 優先指定切換処理の内容を表すフローチャー
トである。

【図９】 第３実施形態の調停装置の構成を表すブロッ
ク図である。

【図１０】 調停装置各部の動作を表すタイミング図で
ある。

【符号の説明】

１０，２０，３０…調停装置、１２，１２ａ，２２…処
理要求生成回路、１４，１４ａ，２４…選択回路、１
６，２６…ホールド制御回路、１８，１８ａ，２８…バ
ス切換回路、ＢＳ０，ＢＳ１…個別バス、ＢＳＣ…共通
バス、ＣＰ，ＣＰａ…コプロセッサ、ＦＦ０〜ＦＦｎ…
フリップフロップ回路、ＩＮＶ０〜ＩＮＶｎ…反転回
路、ＯＲ０〜ＯＲｎ，ＯＲ１０〜ＯＲ１ｎ…論理和回
路、Ｐ０〜Ｐｎ…プロセッサ、ＲＧＩ…入力レジスタ、
ＲＧＯ…出力レジスタ、ＳＦ０〜ＳＦｎ…ＳＲフリップ
フロップ回路

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力データが書き込まれると該入力デー
   タに従った処理結果を出力データとして生成する補助デ
   ータ処理装置を、複数のデータ処理装置にて共有する際
   に、該データ処理装置間で前記補助データ処理装置への
   アクセス権を調停するアクセス権調停方法であって、 前記データ処理装置毎に、前記補助データ処理装置に対
   して前記入力データを書き込むための書込信号の送出開
   始により設定され、前記出力データを読み出すための読
   出信号の送出完了により解除される処理要求を生成し、 該処理要求の設定時に、既に他のデータ処理装置の処理
   要求が設定されている場合、新たに設定された処理要求
   に対応するデータ処理装置をホールド状態にし、 前記処理要求が設定されているデータ処理装置のうち非
   ホールド状態にあるものを、前記補助データ処理装置へ
   のアクセス権を有する第１のデータ処理装置として、該
   第１のデータ処理装置の処理要求の解除時に、他の処理
   要求が存在すればそのいずれか一つを選択し、該選択し
   た処理要求に対応する第２のデータ処理装置をホールド
   状態から解放することにより、該第２のデータ処理装置
   に前記補助データ処理装置へのアクセス権を与えること
   を特徴とするアクセス権調停方法。
2. 【請求項２】 入力データが書き込まれると該入力デー
   タに従った処理結果を出力データとして生成する補助デ
   ータ処理装置を、複数のデータ処理装置にて共有する際
   に、該データ処理装置間で前記補助データ処理装置への
   アクセス権を調停するアクセス権調停装置であって、 前記データ処理装置毎に、前記補助データ処理装置に対
   して前記入力データを書き込むための書込信号の送出開
   始により設定され、前記出力データを読み出すための読
   出信号の送出完了により解除される処理要求を生成する
   処理要求生成手段と、 該処理要求設定手段による処理要求の設定時に、既に他
   のデータ処理装置の処理要求が設定されている場合、新
   たに設定された処理要求に対応するデータ処理装置をホ
   ールド状態にするホールド設定手段と、 前記処理要求設定手段により処理要求が設定されたデー
   タ処理装置のうち非ホールド状態にあるものを、前記補
   助データ処理装置へのアクセス権を有する第１のデータ
   処理装置として、該第１のデータ処理装置の処理要求の
   解除時に、他の処理要求が存在すればそのいずれか一つ
   を選択し、該選択した処理要求に対応する第２のデータ
   処理装置をホールド状態から解放することにより、該第
   ２のデータ処理装置に前記補助データ処理装置へのアク
   セス権を与えるホールド解放手段と、 を備えることを特徴とするアクセス権調停装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のアクセス権調停装置にお
   いて、 前記処理要求生成手段は、前記読出信号の送出開始によ
   っても処理要求の設定を行うことを特徴とするアクセス
   権調停装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載のアクセス権
   調停装置において、 前記第１のデータ処理装置の処理要求が解除された後、
   予め設定された一定期間内に、該第１のデータ処理装置
   の処理要求が再度設定された場合に、前記ホールド解放
   手段の動作を禁止するホールド解放禁止手段を備えるこ
   とを特徴とするアクセス権調停装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のアクセス権調停装置にお
   いて、 前記第１のデータ処理装置にアクセス権が連続して与え
   られた場合、その連続回数をカウントし、該カウント値
   が予め設定された上限回数に達すると、前記ホールド解
   放禁止手段の動作を禁止する第１の連続アクセス制限手
   段を備えることを特徴とするアクセス権調停装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は請求項５記載のアクセス権
   調停装置において、 前記データ処理装置のいずれかを指定する装置指定手段
   と、 該装置指定手段の指定と前記第１のデータ処理装置とが
   不一致である場合、前記ホールド解放禁止手段の動作を
   禁止する第２の連続アクセス制限手段と、 を備えることを特徴とするアクセス権調停装置。
7. 【請求項７】 前記装置指定手段の指定内容を変更する
   指定変更手段を備えることを特徴とする請求項６記載の
   アクセス権調停装置。
8. 【請求項８】 前記指定変更手段は、予め設定された切
   換順序に従って前記指定内容を定期的に変更することを
   特徴とする請求項７記載のアクセス権調停装置。
9. 【請求項９】 前記指定変更手段が前記指定内容の変更
   に用いる前記切換順序を変更する順序変更手段を備える
   ことを特徴とする請求項８記載のアクセス権調停装置に
   おいて、
10. 【請求項１０】 請求項２ないし請求項９いずれか記載
    のアクセス権調停装置において、 前記処理要求の優先度を設定する要求優先度設定手段を
    備え、 前記ホールド解除手段は、前記処理要求が複数存在する
    場合、前記要求優先度設定手段にて設定された優先度が
    最も高い処理要求に対応するデータ処理装置を、ホール
    ド状態から解放することを特徴とするアクセス権調停装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載のアクセス権調停装置
    において、 前記要求優先度設定手段は、前記処理要求の発生順に従
    って優先度を設定することを特徴とするアクセス権調停
    装置。
12. 【請求項１２】 入力データが書き込まれると該入力デ
    ータに従った処理結果を出力データとして生成し、且つ
    前記出力データの読出と次に処理すべき入力データの書
    込とを同時に実行可能な補助データ処理装置を、複数の
    データ処理装置にて共有する際に、該データ処理装置間
    で前記補助データ処理装置へのアクセス権を調停するア
    クセス権調停方法であって、 前記データ処理装置毎に、前記補助データ処理装置に対
    して前記入力データを書き込むための書込信号の送出開
    始により設定され、前記出力データを読み出すための読
    出信号の送出開始により解除される処理要求を生成し、 該処理要求の設定時に、既に他のデータ処理装置の処理
    要求が設定されている場合、新たに設定された処理要求
    に対応するデータ処理装置をホールド状態にし、 前記処理要求が設定されているデータ処理装置のうち非
    ホールド状態にあるものを、前記補助データ処理装置へ
    のアクセス権を有する第１のデータ処理装置として、該
    第１のデータ処理装置の処理要求の解除時に、他の処理
    要求が存在すればそのいずれか一つを選択し、該選択し
    た処理要求に対応する第２のデータ処理装置をホールド
    状態から解放することにより、該第２のデータ処理装置
    に前記補助データ処理装置へのアクセス権を与えること
    を特徴とするアクセス権調停方法。
13. 【請求項１３】 入力データが書き込まれると該入力デ
    ータに従った処理結果を出力データとして生成し、且つ
    前記出力データの読出と次に処理すべき入力データの書
    込とを同時に実行可能な補助データ処理装置を、複数の
    データ処理装置にて共有する際に、該データ処理装置間
    で前記補助データ処理装置へのアクセス権を調停するア
    クセス権調停装置であって、 前記データ処理装置毎に、前記補助データ処理装置に対
    して前記入力データを書き込むための書込信号の送出開
    始により設定され、前記出力データを読み出すための読
    出信号の送出開始により解除される処理要求を生成する
    処理要求生成手段と、 該処理要求設定手段による処理要求の設定時に、既に他
    のデータ処理装置の処理要求が設定されている場合、新
    たに設定された処理要求に対応するデータ処理装置をホ
    ールド状態にするホールド設定手段と、 前記処理要求設定手段により処理要求が設定されたデー
    タ処理装置のうち非ホールド状態にあるものを第１のデ
    ータ処理装置として、該第１のデータ処理装置の処理要
    求の解除時に、他の処理要求が存在すればそのいずれか
    一つを選択し、該選択した処理要求に対応する第２のデ
    ータ処理装置をホールド状態から解放するホールド解放
    手段と、 を備え、前記処理要求が設定され且つ非ホールド状態に
    あるデータ処理装置に対して前記補助データ処理装置へ
    のアクセス権を与えることを特徴とするアクセス権調停
    装置。