JP2002091903A

JP2002091903A - バスシステム

Info

Publication number: JP2002091903A
Application number: JP2000280126A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Gunji; 芳郎郡司
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】他のバスマスタのパフォーマンス低下を防止す
ることができるバスシステムを提供する。【解決手段】刻々と変化する各バスマスタの共有バス占
有時間に応じて、各バスマスタのバス使用優先率を動的
に変化させることにより、各バスマスタの共通バス占有
時間の割合が一定になるようにし、バスアクセス実行時
間が長く、バスアクセス頻度の多い状態となったバスマ
スタによるバスの長期占有を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコントローラ向け共
有バスシステムにおける、バス調停方法の制御方式に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマイクロプロセッサシステムやデ
ータ転送装置ではプロセッサやメモリ、入出力装置間で
データのやり取りを行う場合、多くは共有バスが使用さ
れている。共有バスでデータの転送を行う際には、バス
を時分割使用するため、バスの使用権の調停を行う必要
がある。この調停のためには調停装置（アービタ）が必
要になる。データ転送を行う装置（バスマスタ）がアー
ビタに対しバス使用要求を発行し、アービタからバス使
用許可を得てから実際にバスアクセスを実行する。共有
バス上では複数のバスマスタによるバスアクセスを実行
することはできないので、複数のバスマスタからのバス
使用要求が発行された場合には、アービタがこれを調停
して必ずある一つのバスマスタに対してのみバス使用許
可を与えている。

【０００３】バスへのアクセス競合を調停するバスアー
ビタの構成方法には、先着順制御方法、巡回順制御方
法、固定優先順制御方法、可変優先順制御方法、これら
を組み合わせた方法など様々あり、システム特性に応じ
てシステム全体のデータ転送やデータ処理などの効率が
最も良くなるようにしている。

【０００４】従来のこの種のバス調停方式を使用したバ
ス動作について説明する。図4は従来例を示す概念ブロ
ック図である。図5、図6は図4のバス動作を説明するた
めのタイミング図である。図4の従来例において、共通
バス４に接続された第1バスマスタ１、第2バスマスタ
２、第3バスマスタ３の共通バス４に対するバスアクセ
スの優先度は第3バスマスタ３＞第2バスマスタ２＞第1
バスマスタ１とする。この状態で各バスマスタ１、２、
３が図5のタイミングで図2のアービタ５に対してバス使
用要求を発行したとする。

【０００５】まず、最初の調停点である図4のバス調停1
では、バス使用要求信号ＢＲＥＱ１１００のみ発生して
いるので、図4のアービタ５は第１バスマスタ１に対し
てバス使用許可信号ＢＡＣＫ１１０３のみを、図5のよ
うにバス調停１の後アサート出力する。これを受けて図
4の第１バスマスタ１は共通バス４に対するバスアクセ
スを第1バスマスタ１バスアクセス実行時間だけ実行
し、必要なデータ処理やデータ転送等を行なう。そして
バスアクセス終了時に、バス使用要求信号ＢＲＥＱ１
１００を図5のようにディセーブルする。すると図4のア
ービタ５も、第１バスマスタ１に対するバス使用許可信
号ＢＡＣＫ１１０３を図5のようにディセーブルし、次
の調停ポイントであるバス調停２に移行する。

【０００６】バス調停2ではバス使用要求信号ＢＲＥＱ
２１０１とＢＲＥＱ３１０２が発生しているので、図
4のアービタ５は第２バスマスタ２と第３バスマスタ３
との間でバス調停を行なうが、バスアクセスの優先順位
が第３バスマスタ３＞第２バスマスタ２であるので、第
３バスマスタ３に対してバス使用許可信号ＢＡＣＫ３１
０５のみを、図5のようにバス調停２の後アサート出力
する。これを受けて図4の第３バスマスタ３は共通バス
４に対するアクセスを第3バスマスタ３バスアクセス実
行時間だけ実行し、必要なデータ処理やデータ転送等を
行なう。そしてバス調停3に移る。

【０００７】バス調停3ではバス使用要求信号ＢＲＥＱ1
１００が発生しているので、図4のアービタ５は第1バ
スマスタ１に対して図5のようにバス使用許可信号ＢＡ
ＣＫ1１０３を発行する。しかし、バス調停3後の第1バ
スマスタ１が共有バス４を占有している時に、図5のよ
うにバス使用要求信号ＢＲＥＱ3 １０２が発行され、バ
ス調停4が発生する場合がある。この時、図4のアービタ
５は第1バスマスタ１と第3バスマスタ３との間でバス調
停を行い、バスアクセスの優先度が第3バスマスタ３＞
第1バスマスタ１であるので、図5のように第1バスマス
タ１に対してのバス使用許可信号ＢＲＥＱ1 １０３をデ
ィセーブルし、第1バスマスタ１のバスアクセスを中断
させ、代わりに第3バスマスタ３に対して図4のバス使用
許可信号ＢＡＣＫ3 １０５を発行する。これを受けて図
4の第3バスマスタ３は共通バス４に対するアクセスを第
3バスマスタ３バスアクセス実行時間だけ実行し、必要
なデータ転送を行う。そして次のバス調停に移る。

【０００８】以後このようにして同様の動作が引き続き
行なわれることにより、この従来例でのバスシステム
は、複数のバスマスタ間のバス調停と共通バスに対する
アクセス実行を行なうことができる。

【０００９】なお、この種の装置として関連するものに
は例えば特開平９−２３１１６５号公報、特開平９−３
３０２９１号公報等が挙げられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のバスシ
ステムにおいては、図4の第1バスマスタ１がバスアクセ
ス中にそれよりもバスアクセスの優先度の高い第3バス
マスタ３がバス使用要求信号ＢＲＥＱ3 １０２を発行す
ると、第1バスマスタ１がバスアクセス中であるにもか
かわらず、第3バスマスタ３にバス使用許可信号ＢＡＣ
Ｋ3 １０５が発行されるため、第1バスマスタ１のバス
アクセスは中断され、第3バスマスタ３が第3バスマスタ
３バスアクセス実行時間バスを占有し、バスアクセスが
終了するまで、第1バスマスタのバスアクセスは待たさ
れることになり、優先度の高い図4の第3バスマスタ３の
バスアクセス実行時間が長いほど、第1バスマスタ１の
バス待ち時間も長くなる問題がある。

【００１１】また、従来のバスシステムにおいて、図6
のように、一時的にでもバスアクセスの優先度が高い図
4の第3バスマスタ３のバスアクセス頻度が高くなる状態
が発生した場合、第3バスマスタ３よりもバスアクセス
の優先度の低い第1バスマスタ１や第2バスマスタ２のバ
スアクセスは、第3バスマスタ３のバスアクセスが発生
するたびに中断させられてしまい、場合によっては優先
率の低いバスマスタは共通バス４にまったくアクセスす
ることができなくなるといった問題もある。

【００１２】特に、各バスマスタによる共通バスへのア
クセスが頻発した場合、ＭＰＵがバス使用権を取得でき
ずＭＰＵが停止状態に陥ることがある。また、バスマス
タが例えば通信用途として用いられる場合、システム外
の通信装置等からデータが送られてくる。このデータは
共通バスの状態とは無関係に送られてくるため大量のデ
ータ転送時にこのバスマスタがバス使用権を取得できな
い場合、データあふれなど野問題が発生する。

【００１３】更に、これらの問題に対し、従来のバス調
停方法によって各バスマスタのバスアクセスの優先度を
制御して解決する場合においても、各バスマスタのバス
アクセス実行時間やアクセス頻度といった各バスマスタ
の特性は考慮されておらず、バスシステム全体として必
ずしも使用効率が最適化されないという問題がある。

【００１４】本発明は、このような従来の問題点を解決
するものであり、他のバスマスタのパフォーマンス低下
を防止することができるバスシステムを提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の実施態様は、上
記目的を達成するため、刻々と変化する各バスマスタの
共有バス占有時間や各バスマスタの使用用途に応じて、
各バスマスタのバス使用優先率を動的に変化させること
により、各バスマスタの共通バス占有時間の割合が一定
になるようにし、更にバスアクセス実行時間が長く、バ
スアクセス頻度の多い状態となったバスマスタのバスの
長期占有によるＭＰＵ停止や他のバスマスタのアクセス
不能を防ぐようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。

【００１７】図1は本発明の一実施形態を示したバスシ
ステム概念図である。図1において本発明は、ＭＰＵ１
４、メモリ１５を有する共通バス４に接続され、共通バ
ス４に対してバスアクセスを行う第1バスマスタ１、第2
バスマスタ２、第3バスマスタ３と、前記バスマスタ
１、２、３から共通バス使用要求信号ＢＲＥＱ1（１０
０）、ＢＲＥＱ2（１０１）、ＢＲＥＱ3（１０２）を受
け、前記バスマスタ１、２、３からのバス使用要求を設
定された優先度に合わせて調停し、前記バスマスタ１、
２、３に対してバス使用許可信号ＢＡＣＫ1（１０
３）、ＢＡＣＫ2（１０４）、ＢＡＣＫ3（１０５）を発
行するアービタ５と、前記バス使用許可信号１０３、１
０４、１０５の状態を監視し、前記アービタ５の制御を
行うアービタ制御手段６とにより構成されている。

【００１８】図7は図1のバスシステムの動作を説明する
ためのタイミング概念図である。図7において各実線は
それぞれ図1の第1バスマスタ１、第2バスマスタ２、第3
バスマスタ３が発行するアービタ５へのバス使用要求信
号ＢＲＥＱ1（１００）、ＢＲＥＱ2（１０１）、ＢＲＥ
Ｑ3（１０２）及び、前記バスマスタ1、2、3に対するア
ービタ５からのバス使用許可信号ＢＡＣＫ1（１０
３）、ＢＡＣＫ2（１０４）、ＢＡＣＫ3（１０５）のア
サート／ディアサートタイミングである。各信号はロー
アクティブ信号として記載している。図7の下部の2つの
帯は各タイミングでどのバスマスタが共通バス４を占有
しているか、及び各タイミングで設定されているバス使
用優先度を示す。上段の帯が前者を下段の帯が広野を示
している。また、点線はアービタ５がバス調停を行うタ
イミングを示している。

【００１９】本実施例での前記バスマスタ１、２、３
は、バスアクセスを行う前に前記アービタ５に対してバ
ス使用要求信号ＢＲＥＱ1（１００）、ＢＲＥＱ2（１０
１）、ＢＲＥＱ3（１０２）を発行する。前記アービタ
５によりバス調停が行われ、バス使用許可信号ＢＡＣＫ
1（１０３）、ＢＡＣＫ2（１０４）、ＢＡＣＫ3（１０
５）の何れか1つがそのバス使用許可信号１００、１０
１、１０２に対応した前記バスマスタ１、２、３に発行
され、バス使用許可信号１０３又は１０４又は１０５を
受けた前記バスマスタ１、２、３がバスアクセスを開始
する。前記バスマスタ１、２、３はバスアクセスが終了
すると、バスを開放しバス要求信号１００、１０１、１
０２をネゲートする。前記アービタ５はバス要求信号１
００、１０１、１０２がネゲートされると、前記バスマ
スタ１、２、３に対するバス使用許可信号１０３、１０
４、１０５をネゲートする。本発明では、前記バス使用
許可信号１０３、１０４、１０５がアサートされている
時間を、各バスマスタが共通バスを占有しているバスア
クセス時間とする。

【００２０】前記アービタ５は、共通バス４に接続さ
れ、前記バスマスタ１、２、３からのバス使用要求信号
１００、１０１、１０２を受け、予め設定してある優先
度順位に基づき、前記バスマスタ１、２、３に対するバ
ス使用許可信号１０３、１０４、１０５のうちどれか1
つをアサートする。バス調停を行う際の前記優先度順位
は前記アービタ制御手段６により指定され、前記アービ
タ５は前記アービタ制御手段６の指示による優先度順位
に基づき、バスの調停を行う。

【００２１】本実施例での前記アービタ制御手段６はア
ービタ５と接続され、前記アービタ５が前記バスマスタ
１、２、３に対して発行するバス使用許可信号１００、
１０１、１０２を監視し、バス使用許可信号１０３、１
０４、１０５の状態推移状況からアービタ５がバス調停
を行う際の優先順位を判定し、アービタ５に対してそれ
を指示する。前記アービタ制御手段６の概念図を図9に
示す。図9において、前記アービタ制御手段６はアービ
タ５が発行している前記各バスマスタ１、２、３へのバ
ス使用許可信号１０３、１０４、１０５を監視するバス
使用許可監視手段７と、バス調停時にどのバスマスタに
バス使用許可を与えるかを決めるバス使用優先度の順位
を判断する優先度判断手段８と、前記バス使用優先度を
アービタ５に指示するアービタ指示手段９と、により構
成されている。

【００２２】前記バス使用許可監視手段７は、前記アー
ビタ５が前記バスマスタ１、２、３に発行する前記バス
使用許可信号１０３、１０４、１０５をある一定期間一
定周期毎に監視し、各バスマスタ１、２、３に発行され
るバス使用許可信号１０３、１０４、１０５のアサート
時間を比較することにより、前記各バスマスタ１、２、
３がその一定期間中、バスアクセスにより共通バス４を
占有した割合を検知することができる構成とする。更
に、前記バス使用許可監視手段７は前記優先度判断手段
８に定期的に各バスマスタが一定期間中に共通バス４を
占有した割合を監視報告信号１０６として報告する構成
とする。前記監視報告信号１０６による報告は一定周期
毎に行われる構成とし、報告が終了した時点で、前記バ
ス使用許可監視手段７が検知した、前記各バスマスタ
１、２、３が、ある一定期間中バスアクセスのために共
通バス４を占有していた割合の情報はクリアされる。そ
の後、新たに前記バス使用許可信号１０３、１０４、１
０５を監視し始める。このようにバス使用許可信号１０
３、１０４、１０５の監視は周期的に、ある一定期間行
われる構成とする。このような構成とすることにより、
監視する信号はバス使用許可信号１０３、１０４、１０
５のみと少なくでき、更に監視する期間が一定期間のた
め保存する情報は少なくてすむため、回路規模を小さく
することが可能である。

【００２３】上記とは別のバス使用許可監視手段の実現
方法として、各バスマスタが共通バスを占有できる時間
的上限を設け、何れかのバスマスタの共通バス占有時間
がその上限に達した時点で前記監視報告信号１０６を発
行する方法がある。この実現方法の場合、特定のバスマ
スタによる共通バスの長期占有を未然に防ぐことが可能
になる。

【００２４】本実施例でのバス使用許可監視手段の実現
方法としては前者の周期的監視方法について以下説明す
る。

【００２５】前記優先度判断手段８は前記バス使用許可
監視手段７からの定期的に発行される前記監視報告信号
１０６によってもたらされる、ある一定期間中、前記各
バスマスタ１、２、３が共通バス４を占有した割合の情
報をもとに、前記アービタ５が行うバス調停におけるバ
ス使用優先度を決定する。図2に優先度判断手段８の概
略図を示す。図2において、優先度判断手段８はアービ
タ５が行うバス調停における各バスマスタ１、２、３の
バス使用優先度の基準値を保存する優先度基準保存手段
１１と、各バスマスタによる共通バスアクセスが多発し
たことによりＭＰＵが共通バスへアクセスすることが不
能になり、ＭＰＵが停止してしまうことを防ぐために、
上記バス使用許可監視手段が共通バスを監視する期間に
ＭＰＵが共通バスを占有すべき時間基準を記憶するバス
占有時間計数手段と、通信用、I／O用といった各バスマ
スタの種類、使用用途を判定する自動判定手段と、バス
使用許可監視手段７からの監視報告信号１０６によりも
たらされるある一定期間中の各バスマスタ１、２、３が
共通バス４を占有した割合の情報を比較し、その比較結
果から前記バスアービタ５が行うバス調停のバス使用優
先度を決定し、前記バスアービタ指示手段９に報告する
割合比較手段１０と、により構成させている。

【００２６】前記割合比較手段１０は、前記バス使用許
可監視手段７から発行される監視報告信号１０６を受
け、各バスマスタ１、２、３がある一定期間中共通バス
４を占有した割合を比較し、アービタ５が行うバス調停
におけるバス使用優先度を決定する。例えば、図1の第1
バスマスタ１、第2バスマスタ２、第3バスマスタ３のあ
る一定期間中共通バス４を占有した割合の比率が第2バ
スマスタ２＞第1バスマスタ１>第3バスマスタ３であっ
た場合、前記割合比較手段１０は、各バスマスタのバス
使用優先度を第2バスマスタ２＞第1バスマスタ１>第3バ
スマスタ３と決定する。更に、決定したバス使用優先度
を前記アービタ指示手段９に通知するため、優先度判断
信号１０７を発行する。

【００２７】前記優先度基準保存手段１１に保存される
アービタ５が行うバス調停における各バスマスタ１、
２、３のバス使用優先度の基準値は、ユーザーにより指
定される。この基準値はユーザによる変更がない限り一
定であり、前記割合比較手段１０が各バスマスタの一定
期間にバスを占有していた割合を比較する際の、判断基
準となる。例えば、図1の第1バスマスタ１のバス占有割
合と第2バスマスタ２のバス占有時間の割合とが等しい
場合、この二つのバスマスタ１、２のバス使用優先度が
同一となるのを防ぐ必要がある。この時バス使用優先度
の基準値が第2バスマスタ２＞第1バスマスタ１と保存さ
れている場合、前記割合比較手段１０はこの基準を参照
し、バス使用優先度を第2バスマスタ２＞第1バスマスタ
１と決定する。

【００２８】前記バス占有時間計数手段１２は、ＭＰＵ
１４が共通バス４を占有すべき時間の割合を保存し、参
照できる機能を有する。この設定値はユーザーにより指
定され変更がない限り一定である。この設定値は前記割
合比較手段１０が各バスマスタ１、２、３のバス使用優
先度を判定する際の判断基準となる。例えば、前記バス
使用許可監視手段７によりＭＰＵ１４の共通バス４占有
時間の割合がバス占有時間計数手段１２の設定値より小
さい場合、ＭＰＵ１４のバス使用優先度を設定値より多
くの割合バスを占有しているバスマスタのバス使用優先
度よりも高く設定することにより、ＭＰＵのバス占有時
間が一定以上となるようにする。

【００２９】前記自動判定手段１３は前記バスマスタ
１、２、３の使用用途を認識し、前記割合比較手段１０
が各バスマスタのバス使用優先度を判定する判断基準と
なる。例えば、第1バスマスタ１が通信用途等特定用途
用として使用されている場合、前記バス使用許可監視手
段７により第1バスマスタ１のバス占有時間の割合が多
くなった場合、一時的に、第1バスマスタのバス使用優
先度が高くなるよう前記割合比較手段に働きかける。

【００３０】前記アービタ指示手段９は、前記優先度判
断手段８から発行される優先度判断信号１０７を受け、
アービタ５に対してアービタ指示信号１０８を発行する
構成とする。アービタ指示信号１０８の発行タイミング
はアービタ５がいずれのバス使用許可信号１０３、１０
４、１０５もアサートしていない時となるようにする。
そのためアービタ指示手段９は図１に示すように、アー
ビタリクエスト信号１０９とアービタレディ信号１１０
を利用してアービタ指示信号１０８の受け渡しを行う。
まず、アービタリクエスト信号１０９をアービタ５に対
して発行し、アービタ指示信号１０８を受け渡しの要求
を行う。アービタリクエスト信号１０９を受け取ったア
ービタ５は次のバス調停を保留し、バスアクセスの発生
を抑制する。バス調停を保留したアービタ５はアービタ
指示手段９に対して図1のアービタレディ信号１１０を
発行し、アービタレディ信号１１０を受け取ったアービ
タ指示手段９は図1のアービタ５に対しアービタ指示信
号１０８を発行する。前記アービタ指示手段をこのよう
な構成とすることにより、あるバスマスタがバスを使用
している時に優先度が変更されることにより、転送途中
のサイクルが中断されることを防ぎ、バス動作中でもダ
イナミックに前記アービタに設定されているバス使用優
先度を変更することが可能となる。

【００３１】前記アービタ指示手段９の別の実施例とし
て図8を示す。図8では前記アービタ指示手段９が各バス
使用許可信号１０３、１０４、１０５のアサート状態を
監視できる構成とする。アービタ指示手段９は前記アー
ビタ指示信号１０８を、各バス使用許可信号１０３、１
０４、１０５がすべてディアサートの時に発行する構成
とする。これにより上記と同様に、あるバスマスタがバ
スを使用している時に優先度が変更されることにより誤
動作が発生することはなくなる。

【００３２】以上が本発明を実施するのに必要な手段で
ある。

【００３３】以下、本発明におけるバスシステムの動作
の詳細を説明する。

【００３４】図1において、アービタ５に設定されてい
る各バスマスタ１、２、３のバス使用要求に対するバス
使用優先度の順位の初期値は第3バスマスタ３＞第2バス
マスタ２＞第1バスマスタ１とし、図2の優先度基準保存
手段１１に記憶されている。また、バス使用優先度の低
いバスマスタがバスアクセス中に、そのバスマスタより
もバス使用優先度の高いバスマスタがアービタ５に前記
バス使用要求信号１００、１０１、１０２を発行した場
合には、一旦バスアクセスを中断し、バス使用権をバス
使用優先度の高いバスマスタに譲ることとする。

【００３５】また、図7の下部に示されている監視期間
Ｔ1、Ｔ2は図1の前記バス使用許可監視手段７が各バス
使用許可信号１０２、１０４、１０５のアサート期間を
監視している期間を示す。

【００３６】この状態で、第1バスマスタ１、第2バスマ
スタ２、第3バスマスタ３が共通バス４にバスアクセス
を行うため、バス使用要求信号ＢＲＥＱ1（１００）、
ＢＲＥＱ2（１０１）、ＢＲＥＱ3（１０２）がそれぞれ
図7に示すタイミングで図1に示すアービタ５に対して発
行されたとする。まずはじめに調停が行われることにな
る図７のバス調停1では、バス使用要求信号ＢＲＥＱ1
（１００）のみアサートされているので、図1のアービ
タ５は第1バスマスタ１に対してバス使用許可信号ＢＡ
ＣＫ1（１０３）を図７のようにアサートする。バス使
用許可信号ＢＡＣＫ1（１０３）を受け取った第1バスマ
スタ１は共通バス４に対してバスアクセスを行い、必要
なデータ処理やデータ転送を行う。バスアクセスが終了
すると、第1バスマスタ１は共通バス４を開放し、バス
使用要求信号ＢＲＥＱ1（１００）を図7のようにディア
サートする。図1のバス使用要求信号ＢＲＥＱ1（１０
０）のディアサートを検知したアービタ５は、第1バス
マスタ１に対するバス使用許可信号ＢＡＣＫ1（１０
３）を、図7のタイミングでディアサートし、次のバス
調停2へ移行する。この時、図1のアービタ制御手段６に
ある図９のバス使用許可監視手段７は、バス使用許可信
号ＢＡＣＫ1（１０３）のアサート時間を検知し、これ
を第1バスマスタ１のバスアクセス時間として認識す
る。図７の実施例では第1バスマスタ１のはじめのバス
アクセスにより、第1バスマスタのアクセス時間はＷＴ1
1となる。

【００３７】図７のバス調停2では、バス使用要求信号
ＢＲＥＱ1（１００）とＢＲＥＱ3（１０２）がアサート
されているため、アービタ５はバス調停を行う。この時
点における優先度は初期値通り、第3バスマスタ３＞第1
バスマスタ１であるため、アービタ５は第3バスマスタ
３に対してバス使用許可信号ＢＡＣＫ3（１０５）をア
サートする。バス使用許可信号ＢＡＣＫ3（１０５）を
受けた第3バスマスタ３はバスアクセスを開始するが、
第1バスマスタ１はバス使用許可信号ＢＡＣＫ1（１０
０）がアサートされないため、バス使用要求信号ＢＲＥ
Ｑ１（１００）をアサートし続け、共通バス４が空状態
となるまで待機する。この時、図1のアービタ制御手段
６にある図９のバス使用許可監視手段７はバス使用許可
信号ＢＡＣＫ３（１０５）のアサート時間を検知し、こ
れを第３バスマスタ３のバスアクセス時間ＷＴ31として
認識する。第3バスマスタのバスアクセスが終了後、次
の調停3に移行する。

【００３８】調停3では、調停2から引き続き第1バスマ
スタ１によりバス使用要求信号ＢＲＥＱ1（１００）が
アサートされている。また、それに加え第2バスマスタ
２によりバス使用要求信号ＢＲＥＱ2（１０１）がアサ
ートされている。アービタ５はこの時点で設定されてい
る優先度である、第2バスマスタ２＞第1バスマスタ１に
従い、第2バスマスタ２に対して、バス使用許可信号Ｂ
ＡＣＫ2（１０４）をアサートする。バス使用許可信号
ＢＡＣＫ2（１０４）を受けた第2バスマスタ２はバスア
クセスを行い、図1のアービタ制御手段６内の図９のバ
ス使用許可監視手段７は、バス使用許可信号ＢＡＣＫ2
（１０４）のアサート時間（ＷＴ21）を第2バスマスタ
２のバスアクセス時間として認識する。第1バスマスタ
１は引き続きバス使用許可信号ＢＲＥＱ1（１００）を
アサートし続けることとなる。第2バスマスタ２のバス
アクセス終了後、次の調停4に移行する。

【００３９】調停4では、調停3から引き続き第1バスマ
スタ１によりバス使用要求信号ＢＲＥＱ1（１００）が
アサートされている。また、それに加え第3バスマスタ
３によりバス使用要求信号ＢＲＥＱ3（１０２）が再度
アサートされている。アービタ５はこの時点で設定され
ている優先度である、第3バスマスタ３＞第1バスマスタ
１に従い、第3バスマスタ３に対して、バス使用許可信
号ＢＡＣＫ3（１０５）をアサートする。バス使用許可
信号ＢＡＣＫ3（１０５）を受けた第3バスマスタ３はバ
スアクセスを行い、図1のアービタ制御手段６内の図９
のバス使用許可監視手段７は、バス使用許可信号ＢＡＣ
Ｋ3（１０５）のアサート時間（ＷＴ32）を第3バスマス
タ３のバスアクセス時間として認識する。第1バスマス
タ１は引き続きバス使用許可信号ＢＲＥＱ1（１００）
をアサートし続けることとなる。第3バスマスタ３のバ
スアクセス終了後、次の調停5に移行する。

【００４０】図7の実施例でバス調停1からバス調停5の
手前までが図９のバス使用許可監視手段７が図1のバス
使用許可信号１０３、１０４、１０５を監視する1監視
期間Ｔ１となっている。バス使用許可監視手段７はこの
期間Ｔ1内で各バス使用許可信号１０３、１０４、１０
５がアサートされた時間の割合を図9の優先度判定手段
８に監視報告信号１０６として報告する。図7の実施例
では、各バス使用許可信号１０３、１０４、１０５がア
サートされた時間の割合は、ＢＡＣＫ1（１０３）：Ｂ
ＡＣＫ2（１０４）：ＢＡＣＫ3（１０５）＝ＷＴ11：Ｗ
Ｔ21：（ＷＴ31+ＷＴ32）である。ここで、仮にＷＴ11
＝ＷＴ21＝ＷＴ31＝ＷＴ32であるとするならば、割合は
ＢＡＣＫ1（１０３）：ＢＡＣＫ2（１０４）：ＢＡＣＫ
3（１０５）＝1：1：2となる。このバス使用許可信号１
０３、１０４、１０５のアサート時間割合の情報が図9
の監視報告信号１０６として優先度判定手段８に報告さ
れる。

【００４１】次に、監視報告信号１０６は図9の優先度
判定手段内の図2の割合比較手段１０に渡される。図３
は割合比較手段１０の動作フローを示した図である。監
視報告信号１０６を受け取った割合比較手段１０は各バ
ス使用許可信号１０３、１０４、１０５のアサートされ
た時間割合を比較する。アサート時間の割合が大きい前
記バス使用許可信号に対応する前記バスマスタのバス使
用優先度を小さく、アサート時間の割合が小さい前記バ
ス使用許可信号に対応する前記バスマスタのバス使用優
先度が大きく設定される。ここで、図７の実施例のよう
にアサート時間割合が同じ前記バス使用許可信号が複数
存在する場合、バス使用優先度が同一となるバスマスタ
が存在することになる。このままだと、同一のバス使用
優先度のバスマスタから同タイミングでバス使用要求が
発生した場合、バス衝突や誤動作が発生する恐れがあ
る。そこで、本実施例では、同一のバス使用優先度が図
1のアービタ５に設定されることを防止するため、図2の
基準優先度保存手段に記憶されている基準バス使用優先
度（ここでは第3バスマスタ＞第2バスマスタ＞第1バス
マスタ）に従い、バス使用優先度が決定される。図７の
実施例ではバス使用許可信号ＢＡＣＫ1（１０３）とＢ
ＡＣＫ2（１０４）のアサート時間割合が等しくなって
いるが、これらバス使用許可信号１０３、１０４に対応
する第1バスマスタ１、第2バスマスタ２の基準バス使用
優先度は第2バスマスタ２＞第1バスマスタ１であるの
で、各バスマスタ１、２、３の優先度は第2バスマスタ
２＞第1バスマスタ１＞第3バスマスタ３となる。この
後、バス占有時間計数手段１２によりＭＰＵ１４の共通
バス４占有時間の割合からその優先度を設定し、更に自
動判定手段１３により、特定用途のバスマスタに対する
優先度の設定を行う。このバス使用優先度の情報が、図
２の優先度判断信号１０７によりアービタ指示手段に伝
えられる。

【００４２】図２の優先度判断信号１０７を受けたアー
ビタ指示手段９は優先度判断手段８により決定されたバ
ス使用優先度を図1のアービタ５に対してアービタ指示
信号１０８により指示する。本実施例では、アービタ指
示手段９は図２のアービタリクエスト信号１０９をアー
ビタ５に対して発行し、アービタ指示信号１０８を受け
渡しの要求を行う。アービタリクエスト信号１０９を受
け取ったアービタ５は次のバス調停を保留し、バスアク
セスの発生を抑制する。バス調停を保留したアービタ５
はアービタ指示手段９に対して図２のアービタレディ信
号１１０を発行し、アービタレディ信号１１０を受け取
ったアービタ指示手段９は図1のアービタ５に対しアー
ビタ指示信号１０８を発行する。アービタ指示信号１０
８を受け取ったアービタ５は以降のバス調停を図１のア
ービタ制御手段６により決定されたバス使用優先度に従
い執り行う。

【００４３】図1の実施例では、アービタ制御手段６に
より図7の調停5の手前の直線で示されたタイミングでア
ービタ５のバス使用優先度設定の変更が行われる。図７
の実施例では第3バスマスタ３＞第2バスマスタ２＞第1
バスマスタ１であった優先順位が第2バスマスタ２＞第1
バスマスタ１＞第3バスマスタ３の優先順位に変更され
る。その後、次のバス調停5に移行する。

【００４４】バス調停5では第1バスマスタ１により継続
してバス使用要求信号ＢＲＥＱ1（１００）がアサート
されており、加えて第3バスマスタ３によりバス使用要
求信号ＢＲＥＱ3（１０２）もアサートされている。ア
ービタ５は第1バスマスタ１と第3バスマスタ３のバス使
用要求に対するバス調停を行うが、この時のアービタに
設定されているバス使用優先度は調停5の手前にて第2バ
スマスタ２＞第1バスマスタ１＞第3バスマスタ３と変更
されているので、アービタ５は第1バスマスタ１に対し
てバス使用許可信号ＢＡＣＫ1（１０３）をアサートす
る。その後、次のバス調停6に移行する。

【００４５】バス調停6では、継続して第3バスマスタ３
からバス使用要求信号ＢＲＥＱ3（１０２）がアサート
されており、更に第2バスマスタ２よりバス使用要求信
号ＢＲＥＱ2（１０１）がアサートされている。ここで
のバス使用優先度はバス調停5と同様、第2バスマスタ２
＞第1バスマスタ１＞第3バスマスタ３であるので、アー
ビタ５は第2バスマスタ２に対してバス使用許可信号Ｂ
ＡＣＫ2（１０４）をアサートする。

【００４６】このように、本実施形態によるバスシステ
ムは、図1のバス使用許可信号１０３、１０４、１０５
の状態を監視し、一定期間毎の各バス使用許可信号１０
３、１０４、１０５がアサートされる割合によりアービ
タ５がバス調停時にどのバスマスタ１、２、３に共通バ
ス４の使用権を与えるか判断する基準である、各バスマ
スタのバス使用優先度を動的に変更することを可能とす
ることにより、各バスマスタ１、２、３が共通バス４を
占有する割合を一定に保ち、各バスマスタ１、２、３が
共通バス４に一様にアクセスすることができる。これに
より、ある特定の前記バスマスタによる共通バスの長期
占有や、それに伴う優先度の低いバスマスタの長期アク
セス不能といったシステム効率低下を回避することが可
能である。

【００４７】また、バス使用優先度の基準値を図2の優
先度基準保存手段１１に格納し、割合比較手段１０にお
いて、バス使用許可監視手段７で監視したバス使用許可
信号１０３、１０４、１０５のアサート時間の割合を比
較する時の各バス使用優先度の重み付として使用するこ
とにより、バス使用許可監視手段７で監視したバス使用
許可信号１０３、１０４、１０５のアサート時間の割合
が複数個同じ値であった場合、複数のバス使用優先度が
同レベルとなることにより発生するバス衝突や誤動作こ
とを避けることができることを特徴とする。

【００４８】また、図９のアービタ指示手段９がアービ
タ５にアービタ指示信号１０８により変更されたバス使
用優先度を報告する時に、アービタ指示手段９が図9の
アービタリクエスト信号１０９をアービタ５に通知し、
それを受けたアービタ５が次のバス調停を保留し、バス
アクセスの発生を抑制した後にアービタレディ信号１１
０をアービタ指示手段９に通知する。アービタ指示手段
９は、アービタレディ信号１１０を受け取った後、優先
度判定信号１０７により変更されたバス使用優先度をア
ービタ５に報告する。これにより、任意のタイミングに
バス使用優先度の変更が発生しても、バス衝突や誤動作
を起こすことなく確実にバス使用優先度の変更を動的に
行うことが可能である。

【００４９】以上述べたように、本発明の実施例によれ
ば、システムに含まれる複数のバスマスタがバス調停に
基づき共通バスをアクセスする際に、各バスマスタが行
うバスアクセスのバスアクセス実行時間と各バスマスタ
の共通バスに対するアクセス頻度を監視し、各バスマス
タのバスアクセス実行時間とバスアクセス頻度及びバス
マスタの使用用途、ＭＰＵのバス占有時間に応じたバス
使用優先度を動的に設定可能とする手段を設けることに
より、ある特定のバスマスタによるバスの長期占有や、
それに伴うＭＰＵ停止や優先度の低いバスマスタの長期
アクセス不能といったシステム効率低下を軽減すること
ができるバスシステムを実現することが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、他のバスマスタのパフ
ォーマンス低下を防止することができるバスシステムを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バスシステムの構成を示すブロック図である。

【図２】優先度判定手段８の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】監視報告信号１０６が優先度判定手段８に発行
された時の優先度判定手段８の動作を示すフローチャー
トである。

【図４】従来のバスシステムの構成を示すブロック図で
ある。

【図５】従来のバスシステムの動作を説明するためのタ
イミングチャートである。

【図６】従来のバスシステムの問題点を説明するための
タイミングチャートである。

【図７】バスシステムの動作と効果を説明するためのタ
イミングチャートである。

【図８】アービタ指示信号１０８をアービタ５に発行す
る方法の一実施形態を示すブロック図である。

【図９】アービタ制御手段６の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１…第1バスマスタ、２…第2バスマスタ、３…第3バス
マスタ、４…共通バス、５…アービタ、６…アービタ制
御手段、７…バス使用許可監視手段、８…優先度判定手
段、９…アービタ指示手段、１０…割合比較手段、１１
…優先度基準保存手段、１２…バス占有時間計数手段、
１３…自動判定手段、１４…ＭＰＵ、１５…メモリ、１
００…共通バス使用要求信号ＢＲＥＱ１、１０１…共通
バス使用要求信号ＢＲＥＱ２、１０２…共通バス使用要
求信号ＢＲＥＱ３、１０３…共通バス使用許可信号ＢＡ
ＣＫ１、１０４…共通バス使用許可信号ＢＡＣＫ２、１
０５…共通バス使用許可信号ＢＡＣＫ３、１０６…監視
報告信号、１０７…優先度判定信号、１０８…アービタ
指示信号、１０９…アービタリクエスト信号、１１０…
アービタレディ信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共通バスに接続された複数のバスマスタ
が、共通バスに対してバスアクセスを行うコントローラ
向けのバスシステムにおいて、共通バスに接続され、外部からの複数のバス使用要求を
受け、予め決められたバス使用優先度に基づき複数のバ
ス使用要求の中から、ただ1つを選択し、選択した要求
の発行者に対してバスの使用許可を発行する共通バス調
停手段と、共通バスに接続され、共通バスをアクセスする際に前記
共通バス調停手段にバス使用要求を発行し、共通バス調
停手段よりバス使用許可を受けた後、共通バスにバスア
クセスを行うバスマスタと、前記共通バス調停手段が前記各バスマスタに発行する前
記バス使用許可の発行状況を監視することにより、各バ
スマスタが共通バスを占有している時間の割合を認知
し、その結果を報告するバス使用許可監視手段と、前記バス使用許可監視手段が報告する前記バス使用許可
の発行状況からもたらされる、前記各バスマスタのバス
占有時間情報と、各バスマスタの使用用途、ＭＰＵのバ
ス占有率から、前記バス使用優先度を判定し、その結果
を報告する優先度判定手段と、前記優先度判定手段からの前記バス使用優先度に関する
報告を受け、前記バス調停手段がバス調停を実行してい
ない時に、前記バス調停手段にバス使用優先度をダイナ
ミックに設定するアービタ指示手段とを備えることを特
徴とするバスシステム。
【請求項２】バスマスタの共有バス占有時間や前記各
バスマスタの使用用途に応じて、前記各バスマスタのバ
ス使用優先度を判定する優先度判定手段と、該優先度判
定手段から送られた優先度を動的に変化させるアービタ
指示手段とを備えたことを特徴とするバスシステム。