JP2002198987A

JP2002198987A - ハブおよびポート付き転送コントローラのアクティブ・ポート

Info

Publication number: JP2002198987A
Application number: JP2001328899A
Authority: JP
Inventors: Sanjive Agarwala; アガーワラサンジャイブ; David A Comisky; エイ、コミスキィデイビッド; Charles Fuoco; フオコチャールズ; Raguram Damodaran; ダモダランラグラム
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2002-07-12
Also published as: EP1202183A3; US20020078269A1; US6985982B2; EP1202183A2

Abstract

(57)【要約】【課題】多様なデータ発信元および送信先を含むデー
タ処理システム用のデータ転送コントローラを提供す
る。【解決手段】転送コントローラはハブ１００およびポ
ートを備え、データ・ポートの１つ４１１はアクティブ
・データ・ポートである。このアクティブ・データ・ポ
ート４１１は、他のデータ・ポート５０９とのデータ転
送要求５０１においてそれ自身の発信元情報，送信先情
報およびデータ量を供給できる。このデータ転送要求
は、発信元パイプライン１３０，送信先パイプライン１
４０およびデータ・ルータ１５０によって他のデータ転
送要求と同じように処理される。アクティブ・データ・
ポート４１１は、アクティブ読出しにおいてそれ自身を
データ送信先として、また、アクティブ・データ書込み
においてそれ自身をデータ発信元として指定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の技術分野は、データ
処理システム内のデータ転送制御であり、更に詳細に
は、多様なタイプのデータ発信元およびデータ送信先が
含まれる場合のデータ処理システムにおけるデータ転送
制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイレクト・メモリ・アクセス（ＤＭ
Ａ）コントローラはディジタル信号処理（ＤＳＰ）の分
野で頻繁に使用されている。そのようなコントローラ
は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）から実時間データ・ト
ランザクションのタスクを解放することによって、強化
されたシステム性能を提供することができる。２０００
年４月６日付で出願された優先権主張を伴う米国特許出
願番号第０９／５４３，８７０号を有する、「ハブおよ
びポート・アーキテクチャ付き転送コントローラ」と題
する１９９９年４月１０日付けの英国特許出願番号第９
９０１９９６．９号に述べられているハブおよびポート
・アーキテクチャ付き転送コントローラ（ＴＣＨＰ）
は、並列化，パイプライン化および改善ハードウエア・
アーキテクチャによって以前のＤＭＡ方式よりも進歩し
た柔軟性および性能を提供する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのような柔軟性およ
び改善されたシステム性能に拘わらず、すべてのＤＭＡ
コントローラは共通問題に直面している。ＤＭＡは基本
的にはメモリ・トランザクションを実行するように構成
されているため、任意のアドレッシング可能リソースを
別のコントローラと共有することがシステム設計の大き
な負担になっている。歴史的に、この問題に対しては、
そのようなアドレッシング可能リソースのポートを多重
化することや、非常に簡単なものから非常に複雑なもの
に亘るアービトレーション方式を採用することで対処し
てきた。

【０００４】メモリ・ポートの多重化は、ＤＭＡコント
ローラおよびＣＰＵのような２つ以上のバス・マスタに
よるアクセスをサポートする最も簡単な方法である。簡
単ではあるが、そのようなポート方式に対して支払われ
るコストは、物理的面積（ポート多重化メモリがそれと
同等な単一ポート・メモリよりも広くなるため）と性能
（そのようなポート方式がアクセスの待ち時間を増加さ
せ、したがって最大アクセス速度が低下する）とであ
る。

【０００５】単一ポート式アドレッシング可能リソース
に対するアービトレーションは、それに固有の欠点を有
する。システム中のマスタの数が非常に多くなると、ア
ービトレーション方式は、典型的には、非常に複雑にな
るか非常に非効率的になる。また、リソースに対して多
くの要求者が殺到すると、最も低い優先順位の要求者
は、しばしば、リソースに対するアクセスを獲得するよ
うに試みても長時間にわたって阻止される。

【０００６】ダイレクト・メモリ・アクセス（ＤＭＡ）
レベルでは、マスタ周辺機器との間でリソースを共有で
きるようにするという更なる課題がある。ＤＭＡは典型
的にはそれ自身のアクセスに関してマスタであろうとす
るので、周辺機器は、ＤＭＡやＤＭＡがアクセスするア
ドレッシング可能なリソースとの間で自由にデータを入
出力することができないかもしれない。潜在的なアービ
トレーション遅延を考慮するために、そのような周辺機
器は、しばしば、バッファリングのオーバーヘッドを覚
悟しなければならず、また、データを失わないことを保
証するために複雑なハンドシェーク方式を採用しなけれ
ばならない。

【０００７】事態を更に複雑化するが、各種のメモリ・
ポートおよび周辺機器がロックアップ状態に陥らないこ
とを保証するために、多くの境界条件を検証する必要が
しばしば生ずる。これの古典的な例は、周辺機器がデー
タをそれの境界から送信先へプッシュ・アウトしようと
し、同時にその送信先がＤＭＡによって読み出されてい
る場合である。ＤＭＡによる読出しが完了できないの
で、インタフェースは機能停止せざるを得ない。しかし
ながら、インタフェースが機能停止すると、読出しは決
して完了せず、したがって、システムがロックアップす
る。

【０００８】各種のＤＭＡ設計に組み込まれたそのよう
な問題に対する１つのアプローチは、マスタとなるコン
トローラ用の別のポートを用意するものであり、それ
は、コントローラがＤＭＡのアドレッシング・マシンの
レジスタに直接アクセスすることを可能にさせる。その
ようなポートを含めることは、システムの複雑さを非常
に低下させる。その理由は、一旦ＤＭＡのアドレッシン
グ・マシンがロードされると、実行されるアクセスは別
のＤＭＡアクセスのように見えるためである。これによ
って、ＤＭＡ内またはＤＭＡの外部の共有リソース用に
（例えば、ＤＭＡとＣＰＵとの間に）存在するどのよう
なアービトレーション方式も、同様にこの種のアクセス
に対して十分である。このように、各リソースにアービ
トレーションや付加ポートを追加する必要なしに、ＤＭ
Ａ以外のコントローラによるアドレッシング可能リソー
スへのアクセスに対するサポートを提供することができ
る。

【０００９】初期のダイレクト・メモリ・アクセスは、
集中化された転送コントローラのいくつかの成功したバ
ージョンへと進歩し、最近では、ハブおよびポート・ア
ーキテクチャ付き転送コントローラへと進歩した。ハブ
およびポート・アーキテクチャ付き転送コントローラ
は、２０００年４月６日付の優先権主張を伴う米国特許
出願番号第０９／５４３，８７０号を有する「ハブおよ
びポート・アーキテクチャ付き転送コントローラ」と題
する１９９９年４月１０日付けの英国特許出願番号第９
９０１９９６．９号に述べられている。

【００１０】最初の転送コントローラ・モジュールは、
テキサス・インスツルメンツ社のＴＭＳ３２０Ｃ８０デ
ィジタル信号プロセッサ用として開発された。この転送
コントローラは、４個のディジタル信号プロセッサと１
個のＲＩＳＣ（縮小命令セット・コンピュータ）プロセ
ッサとから、直接外部アクセスとも呼ばれるキャッシュ
および長距離データ転送を提供するために必要なアドレ
ス発生論理と従来のコントローラのダイレクト・メモリ
・アクセス機能を統合した。

【００１１】ＴＭＳ３２０Ｃ８０の転送コントローラ・
アーキテクチャは、１組のアドレス発生およびパラメー
タ・レジスタだけがあればよい点で、ダイレクト・メモ
リ・アクセスとは基本的に異なる。従来のダイレクト・
メモリ・アクセス・ユニットは、多数組の多重チャンネ
ルを必要とした。しかしながら、１組のレジスタは、す
べてのダイレクト・メモリ・アクセス要求者によって利
用され得る。ダイレクト・メモリ・アクセス要求は、そ
のデバイスの周辺機器における符号化入力の組を介して
転送コントローラへ送信される。また、各ディジタル信
号プロセッサは、転送コントローラに対して要求を提出
することができる。外部符号化入力は、「外部発信パケ
ット転送」（ＸＰＴ）と呼ばれる。ディジタル信号プロ
セッサが開始した転送は、「パケット転送」（ＰＴ）と
呼ばれる。ＲＩＳＣプロセッサもまた、転送コントロー
ラに対してパケット転送要求を提出することができる。

【００１２】ハブおよびポート付き転送コントローラは
いくつかの新しい概念を導入した。第１の概念は、ユニ
フォーム・パイプライン化である。ハブおよびポート・
アーキテクチャ付き転送コントローラを含む新しいディ
ジタル信号プロセッサ・デバイスは、多数の外部ポート
を有し、それらはすべてハブには同じように見える。し
たがって、周辺機器およびメモリは、ハブに影響される
ことなく自由に交換できる。第２の新概念は、転送の同
時実行である。すなわち、Ｎ個までの転送がデバイスの
多重ポート上に並列に発生する。ここで、Ｎはハブおよ
びポート・コア付き転送コントローラのチャンネル数で
ある。ハブおよびポート・コア付き転送コントローラの
各チャンネルは、機能的には、１組のレジスタとみなせ
る。このレジスタの組は、転送に関する現在の発信元ア
ドレスおよび送信先アドレスとワード数と他のパラメー
タとを追跡する。各チャンネルは同じであり、したがっ
て、ハブおよびポート付き転送コントローラによってサ
ポートされるチャンネルの数は自由に変更できる。

【００１３】最後に、ハブおよびポート付き転送コント
ローラは、専用キュー・メモリにおいて転送をキューす
る機構を含む。ＴＭＳ３２０Ｃ８０転送コントローラで
は、一時にプロセッサ当り１つの未処理の転送のみが許
可された。ハブおよびポート付き転送コントローラによ
って提供されるキュー・メモリを介して、プロセッサ
は、ディジタル信号プロセッサを機能停止させる前に、
キュー・メモリ・サイズまで多数の転送要求を発行す
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、２０００年４
月６日付の優先権主張を伴う米国特許出願番号第０９／
５４３，８７０号を有する１９９９年４月１０日付けの
英国特許出願番号第９９０１９９６．９号の主題である
「ハブおよびポート付き転送コントローラ」に適用され
るような、各種メモリ・ポート・ノードをつなぐデータ
転送を取り扱う。ハブおよびポート付き転送コントロー
ラは、複雑なディジタル・システムにおけるデータ転送
技術における重要な基本的進歩であり、多くの有用な特
徴を提供する。その１つは、集中化された転送コントロ
ーラに対して仮想的に無制限個のプロセッサ／メモリ・
ノードの接続を可能にさせる内部メモリ・ポートであ
る。集中化された転送コントローラは、ノードが転送コ
ントローラそれ自身からどのくらい離れているかまたは
接近しているかにほとんど関係ない性能でノードからノ
ードへデータを転送することができなければならない。
本発明によって解決される問題をはっきりさせるため
に、ハブおよびポート付き転送コントローラの特徴，ア
ーキテクチャおよび機能構築ブロックについて概観する
ことが有用である。

【００１５】アクティブ・ポートは、それが実行する各
トランザクションについてそれ自身の発信元アドレスお
よび送信先アドレスを供給する周辺機器またはコントロ
ーラ・デバイスである。ＤＳＰ応用におけるアクティブ
・ポートの一例は集積ＰＣＩコントローラであろう。イ
ンタフェースの片側に標準ＰＣＩ接続があり、それは、
他のバックプレーン・デバイスかたぶんホスト中央処理
ユニット（ＣＰＵ）を含むもっと大きなシステムの一部
であろう。インタフェースの反対側（すなわち、デバイ
ス内部）には、ハブおよびポート付き転送コントローラ
内のインタフェースがあり、それは、ＰＣＩ読出しおよ
び書込みコマンドをデバイス読出しおよび書込みコマン
ドに変換する。

【００１６】考慮されるべき２つのタイプの転送があ
る。すなわち、アクティブ読出しとアクティブ書込みと
である。読出しおよび書込みは、標的デバイスの外部デ
バイスという面においてここで説明される。すなわち、
アクティブ書込みは、アクティブ・ポートからシステム
・メモリ空間への書込みである。アクティブ読出しは、
アクティブ・ポートによるシステム・メモリ空間の読出
しである。

【００１７】最も単純なアクティブ書込みは、ハブおよ
びポート付き転送コントローラで次のように行われる。
最初に、アドレスがアクティブ・ポートに書き込まれ
る。このことは、通常、デバイス・ピンから行われる。
ＣＰＵがこれを供給することを可能にする提供は、ロッ
クアップ状態を解消するのに有利である。アクティブ書
込み用のアドレスは、アクティブ・ポートを介してシス
テムに書き込まれるべきデータに対する最終送信先を指
定する。アクティブ・ポートへデータが書き込まれると
きに、それは一時的に記憶場所に保存される必要があ
る。その間に、データをそれの最終送信先へ移動させる
要求が、ハブおよびポート付き転送コントローラに入力
される。

【００１８】アクティブ読出しコマンドは、アクティブ
・ポートへのアドレス書込みから再び始まる。これは、
通常、デバイス・ピンから行われる。ＣＰＵが同様なロ
ーディング機能を備えることが必要で望ましいと考えら
れている。このアドレスは、システム・メモリ空間内で
の発信元データに対するアドレスを表す。アクティブ読
出しでは、転送要求は、何らかのデータ・サブサイクル
が行われる前に、ハブおよびポート付き転送コントロー
ラに入力される。アクティブ書込みの場合はそうでない
ことに注意されたい。

【００１９】本発明のこれらの態様および他の態様が図
面に示されている。

【００２０】

【発明の実施の形態】ハブおよびポート・アーキテクチ
ャ付き転送コントローラは、ディジタル信号プロセッサ
・チップ中のデータの効率的通過を最適化する。図１
は、ハブおよびポート付き転送コントローラの原理構造
のブロック図を示す。それは、一つのハブ１００および
多重ポート１１１〜１１５のシステムからなる。ハブの
中心には、ハブおよびポート付き転送コントローラ・ハ
ブ制御ユニット１０９があり、それは、要求およびステ
ータス情報に応じて動作して転送コントローラの全体活
動を支配する。

【００２１】ハブおよびポート付き転送コントローラ
は、入力１０３に転送要求パケットを与える１組のノー
ドを有する転送要求バスと共同して機能する。これらの
転送要求バス・ノードは、プロセッサ−メモリ・ノード
やデータを送受信する他のオンチップ機能である転送要
求者１１６からの転送要求パケットを個々に受信する。

【００２２】次に、転送コントローラは、付加バス（１
組のノード１１８を有するデータ転送バス）を使用して
要求者ノード１１６で実際のデータを読み書きする。デ
ータ転送バスは、特別な内部メモリ・ポート１１５から
のコマンド，書込みデータおよび読出しデータを運び、
また、入力１０４において読出しデータをデータ・ルー
タ１５０を介して転送コントローラ・ハブへ戻す。

【００２３】転送コントローラは、それのフロントエン
ド部に、入力１０３において転送要求パケットの形の転
送要求を受信する要求キュー・マネージャ１０１を有す
る。要求キュー・マネージャ１０１は、必要に応じてそ
れらを優先付けし記憶しディスパッチする。

【００２４】要求キュー・マネージャ１０１は、転送コ
ントローラ・ハブ・ユニット１００内で、データ転送要
求パケットを受信しそれらを処理するチャンネル要求レ
ジスタ１２０に接続されている。この過程で、要求キュ
ー・マネージャ１０１は、まず、転送要求パケットを優
先付けし、それらをＮ個のチャンネル要求レジスタ１２
０の１つに割り当てる。Ｎ個のチャンネル要求レジスタ
１２０の各々は１つの優先順位を表す。

【００２５】転送要求パケットの直接処理に利用できる
チャンネルがなければ、それはキュー・マネージャ・メ
モリ１０２に記憶される。キュー・マネージャ・メモリ
１０２は、好ましくは、ランダム・アクセス・メモリ
（ＲＡＭ）である。次に、転送要求パケットは、チャン
ネルが利用できるようになった時よりも遅い時点で、割
り当てられる。チャンネル・レジスタは、等価的に発信
元（読出し）動作および送信先（書込み）動作用のアド
レス計算ユニットである発信元１３０および送信先１４
０の制御パイプラインとインタフェースする。

【００２６】これらのパイプラインからの出力は、転送
コントローラ・ポートＩ／Ｏサブシステム１１０を介し
てＭ個のポートに送信される。Ｉ／Ｏサブシステム１１
０は１組のハブ・インタフェース・ユニットを含み、そ
れらはＭ個までの外部ポート・ユニットを駆動できる。
図１には４個のそのような外部ポートが外部ポート１１
１〜１１４として示されている。外部ポート・ユニット
（「アプリケーション・ユニット」とも呼ばれる。）
は、メイン・プロセッサ・クロック周波数でまたは別の
外部デバイス・クロック周波数でクロックされる。外部
デバイス・クロック周波数は、メイン・プロセッサ・ク
ロック周波数よりも低かったり高かったりする。ポート
がそれ自身の周波数で動作すれば、コア・クロックに対
する同期が必要になる。

【００２７】ポートにおける読出し書込み動作の一例と
して、外部ポート・ノード１１２からの読出しに続いて
外部ポート・ノード１１４への書込みが発生する場合を
考える。まず、発信元パイプラインは、読出しのために
ポート１１２をアドレッシングする。データは、データ
・ルータ・ユニット１５０を介して転送コントローラ・
ハブに戻される。後のサイクルでは、送信先制御パイプ
ラインは、ポート１１４をアドレッシングし、ポート１
１４でデータを書き込む。ここで述べる外部ポートは、
転送要求を開始することはせず、チップ上のどこかで要
求された読出しおよび書込みに単に参加するだけであ
る。プロセッサ−メモリ（転送要求者）ノード１１６に
関連する読出しおよび書込み動作は、転送要求バス１１
７上の転送要求パケットとして開始される。キュー・マ
ネージャ１０１は、上述したようにこれらを処理する。
後のサイクルでは、発信元パイプライン出力（読出しコ
マンド／アドレス）が生成され、それは内部メモリ・ポ
ートにおいて読出しの形でデータ転送バス１１８へ送ら
れる。このコマンドは、データ転送バス上を１つのノー
ドから次のノードへパイプライン式に進む。アドレッシ
ングされたプロセッサ・ノードに到達すると、読出し要
求は、プロセッサ−メモリ・ノードにデータ・ルータ１
５０に戻すために読出しデータをバス上へ置かせる。後
のサイクルでは、送信先パイプライン出力が、対応する
書込みコマンドおよびデータを内部メモリ・ポートへ受
け渡し、アドレッシングされたプロセッサ・ノードにお
ける書込みのためにデータ転送バス上へ渡す。

【００２８】チャンネル・パラメータ・レジスタ１０５
およびポート・パラメータ・レジスタ１０６は、転送コ
ントローラ・ハブ・パイプラインが与えられた転送を処
理するためのステータス情報のほかに、すべての必要な
パラメータ・データを保持する。両パイプラインは記憶
情報のいくつかを共有する。他の部分は一方のパイプラ
イン又は他方のパイプラインに特に関連する。

【００２９】図２は、転送コントローラ・ハブ・ユニッ
ト境界（具体的には、チャンネル要求レジスタ２００〜
２０５，チャンネル・パラメータ・レジスタ１０５およ
びポート・パラメータ・レジスタ１０６）へのインタフ
ェースを示す。チャンネル・パラメータ・レジスタ１０
５およびポート・パラメータ・レジスタ１０６は、例え
ば、転送のタイプ，モード情報，ステータスおよび転送
プロセスにとって重要な多くの他の情報に関する重要な
データを記憶する。

【００３０】チャンネル要求レジスタは、読出し／予備
的書込みコマンド２２１を生成するために発信元パイプ
ライン２０４’で使用される情報を受け渡す。同様に、
チャンネル要求レジスタは、書込みコマンド／書込みデ
ータ・ワード２２２を生成するために送信先パイプライ
ン２０５’で使用される情報を受け渡す。ポートからの
読出し応答データ２２３は、データ・ルータ・ユニット
２０６を介して送信先パイプラインに戻される。

【００３１】図２はまた、転送コントローラ実現のため
に考え得るパイプラインを示す。特定の実施では、１つ
以上のステージを組み合せるが、個々のパイプライン・
ステージ内で完了されるべき作業は、本質的には、次の
ようなものである。

【００３２】

【表１】

【００３３】転送コントローラ・ハブは、任意の与えら
れたクロック・サイクルでポートに対して２つの動作を
実行できる。これらの２つの動作は、発信元パイプライ
ン出力ステージでの予備的書込みまたは読出しと、送信
先パイプライン出力ステージでの書込みとである。これ
らの２つの動作は１つのポートで同時に発生し得る。同
じポートの読出しキューもまた、前サイクルからの「読
出し」データの１ワードをデータ・ルータに送出でき
る。したがって、１つのポートは、与えられたクロック
・サイクルで３つもの動作を行うことができる。１つの
クロック・サイクルにおいて、深さＮをそれぞれ有する
発信元パイプラインおよび送信先パイプラインは、それ
らの出力ステージでの１つの動作と、最初のＮ−１ステ
ージを通過する付加的なＮ−１個の動作とを有する。例
えば、６ステージ・パイプラインでは、合計で１２個の
動作が進行する。発信元パイプラインおよび送信先パイ
プラインの両方のＡ０ステージ，Ａ１ステージおよびＣ
ステージでは、１つのトランザクションがそれぞれ進行
する。発信元パイプラインの各ステージでのトランザク
ションは読出しまたは予備的書込みの任意の組合せでよ
く、他方、送信先パイプラインは書込みのみを処理でき
る。

【００３４】２０００年４月６日付の優先権主張を伴う
米国特許出願番号第０９／５４３，８７０号を有する
「ハブおよびポート・アーキテクチャ付き転送コントロ
ーラ」と題する１９９９年４月１０日付けの英国特許出
願番号第９９０１９９６．９号に述べられたように、ハ
ブおよびポート付き転送コントローラは、アクティブ・
ポートの接続を簡略化するいくつかのファシリティを含
む。議論する価値のある２つの主要なファシリティは、
ハブ・インタフェース・ユニット（ＨＩＵ）と転送要求
（ＴＲ）バスとである。

【００３５】ＨＩＵ機構は、一般に、アクティブでない
ポート用として、より古典的なやり方でポートに対する
データ・バッファリングを実行する。例えば、外部メモ
リ・インタフェースは、普通、ＤＳＰシステム内のアド
レスを支配しようとしない。むしろ、そのような周辺機
器は、普通、ハブおよびポート付き転送コントローラか
らの通常の読出しコマンドおよび書込みコマンドに応答
するだけである。

【００３６】ＨＩＵ機構は、そのような場合にデータお
よびコマンド用のバッファを提供する。これは、アクセ
スをバースト・トランザクションとして実行することに
よって高性能を可能とさせる。すなわち、ＨＩＵは、普
通、単一的要素ではなくデータ群に対するバッファを含
む。これは、１つのハブおよびポート付き転送コントロ
ーラ・コマンドが多数個のデータに対して発行されるこ
とを可能にさせる。メモリ技術（特に、ＤＳＰ応用で広
く使用されるダイナミックＲＡＭ）が進歩するにつれ
て、アクセスの待ち時間によって引き起こされる性能劣
化を克服するために、ここに述べたような多重アクセス
を実行することが益々重要になっている。このことは半
導体物理からも要求される。すなわち、１つのマシン・
サイクル中にデバイスの小領域でさえも信号の伝搬が許
容されないことがしばしば起こる。

【００３７】図３は、クロック・ドメインＡ３０８お
よびクロック・ドメインＢ３０９の２つのクロック・
ドメインに分離されたＨＩＵのハイレベル・ブロック図
を示す。これらの２つのクロック・ドメインは、この例
では、コア・プロセッサ・クロック３１４（クロック・
ドメインＡ）とアプリケーション・ユニット（ＡＵ）・
クロック３２１（クロック・ドメインＢ）とを採用して
いる。図３はコンフィギュレーション信号３０１も示し
ており、それは、コンフィギュレーション制御バスから
発し、アプリケーション・ユニット３３０を含むすべて
のコンフィギュレーション可能装置にコンフィギュレー
ション制御データを供給する。コンフィギュレーション
動作は装置の実際のアプリケーション使用の前に実行さ
れる。コンフィギュレーション制御ハードウエアは、普
通、通常のアプリケーション使用中は休止している。Ｈ
ＩＵの中核機能ブロックは、各クロック・ドメインＡ，
Ｂに分離されたＨＩＵ制御論理ブロック３０４，３１
４’と、ＨＩＵ読出し要求キュー３０５と、ＨＩＵ書込
み要求キュー３０６と、ＨＩＵ出力マルチプレクサ３０
７と、ＨＩＵ応答キュー３０３とを含む。これらのＨＩ
Ｕの中核機能ブロックは、ハブおよびポート付き転送コ
ントローラ側ではハブとの間で、また、ポート側ではア
プリケーション・ユニット３３０との間で、データ，コ
マンドおよびステータス信号（例えば、有効，アクノリ
ッジ）をやり取りする。

【００３８】コマンド，アドレスおよびデータ情報は、
ＨＩＵの読出し要求キュー３０５および書込み要求キュ
ー３０６へハブから送られる。ＨＩＵ制御論理３０４／
３１４’は、これらの組の情報を処理し、通常動作では
データと一緒にまたコンフィギュレーション・サイクル
の間はコンフィギュレーション・データと一緒にＡＵ３
３０へ送信されるコマンド，有効およびアクノリッジ信
号を発生する。読出し動作中のアプリケーション・ユニ
ット３３０は、それの読出しデータ，有効およびアクノ
リッジ信号をＨＩＵへ受け渡す。

【００３９】ＡＵインタフェースは、一種の外部周辺イ
ンタフェースから別のものへそれの用途の変形が考えら
れる特注設計機能ブロックである。このことは、ＡＵの
制御論理が広く可変であることを意味するが、制御信号
およびＨＩＵによって提供されるインタフェースは多様
な特注ＡＵ仕様と互換である。ＡＵデータ経路構造もま
た、一種の周辺機器インタフェースから別のものに変わ
る。

【００４０】図４は、図１と似ているが、図１の外部ポ
ート１１１はアクティブ・ポート４１１で置換されてい
る。この機構は、スケーリング可能転送要求ＴＲバス・
インタフェースを介してハブおよびポート付き転送コン
トローラとアクティブ・ポートとの統合を簡略化する。
アクティブ・ポート４１１が、図１に示した従来の外部
ポート１１１のように、転送コントローラ・ハブへの同
じ基本相互接続を維持していることに注目されたい。ア
クティブ・ポート４１１は、特別な転送要求ノード１６
０における任意の他の転送要求ノードと同じように転送
要求を開始する。そのような転送要求は、発信元，送信
先および転送されるべきデータ量を指定しなければなら
ない。転送要求ノード１６０は、他の転送要求ノード１
１６とは異なり、データ転送バス１１８への相互接続を
必要としない。アクティブ・ポート４１１におけるデー
タ転送は、ＨＩＵおよびそれのハブ・インタフェースを
介してのみ発生する。このインタフェースは、アクティ
ブ・ポートがすべての転送オプションのほかにトランザ
クションの発信元アドレスおよび送信先アドレスの両方
を直接に供給することを許容する。このファシリティを
利用して、ハブおよびポート付き転送コントローラのす
べてのＤＭＡリソースがアクティブ・ポート４１１に提
供される。アクティブ・ポート４１１は、ハブおよびポ
ート付き転送コントローラがアクセスできる任意のアド
レッシング可能領域にアクセスでき、また、ハブおよび
ポート付き転送コントローラに備わっている任意のアド
レッシング・モードまたは特別転送オプションを利用で
きる。

【００４１】図５および図６は、アクティブ読出しおよ
びアクティブ書込みに関連する処理をそれぞれ示す。Ｈ
ＩＵは、もともと、従来型のより受動的な形式のポート
用として設計された。ＨＩＵ内のバッファリング機構
は、理想的には、上述したようにアクティブ・ポート用
の一時記憶ファシリティとして動作するのに適してい
る。例えば、アクティブ書込みを実行する場合、アクテ
ィブ・ポートは、図３に示されたＨＩＵ応答キュー・バ
ッファ３０３を周辺機器内の分離バッファではなくて一
時記憶バッファとして利用することができる。同様に、
アクティブ読出しに関して、図３に示されたＨＩＵ書込
み予約局キュー３０６は適切なバッファリングを提供で
きるため、アクティブ・ポートはデータをバーストとし
てシステム中を効率的に動かすことができる。

【００４２】アクティブ・ポートは任意の他の周辺機器
のようなＨＩＵへインタフェースするので、このポート
はそれがアクセスするアドレッシング可能リソースの重
要な物理的属性から解放されることにも注意されたい。
各アドレッシング可能リソースに対する転送のすべての
優先付け，パイプライン化および最適化は、ハブおよび
ポート付き転送コントローラによってそれの通常動作の
一部として直接的に提供される。これは、アクティブ・
ポートとハブおよびポート付き転送コントローラとを含
むシステムに関する設計および検証労力を大幅に簡略化
する。

【００４３】アクティブ・ポートは、それが実行する各
トランザクションに関するそれ自身の発信元および送信
先アドレス・ストリームを供給できる周辺機器またはコ
ントローラ装置である。ＤＳＰ応用でのアクティブ・ポ
ートの一例は集積ＰＣＩコントローラであろう。インタ
フェースのピン側には標準的なＰＣＩ接続があり、それ
は、他のバックプレーン・デバイスまたはたぶんホスト
ＣＰＵを含むもっと大きなシステムの一部分であろう。
デバイス内部のインタフェース側では、アクティブ・ポ
ートはハブおよびポート付きデバイス転送コントローラ
へのインタフェースであって、それはＰＣＩ読出しおよ
び書込みコマンドをデバイス読出しおよび書込みコマン
ドへ変換する。

【００４４】転送はおおよそ次のように実行される。ホ
スト・プロセッサは、データをそれ自身のメモリ空間か
らＤＳＰ内部メモリへＰＣＩバスを介して転送しようと
する。ホストは、それ自身のＰＣＩコントローラ・デバ
イスをセットアップすることによってこの転送を開始し
てそのトランザクションを実行する。ＰＣＩコントロー
ラは、ＤＳＰのＰＣＩインタフェースにおいて指令され
たＰＣＩバス上のアドレス・サブサイクルをまず実行す
ることによって、この転送を開始する。ＤＳＰＰＣＩイ
ンタフェースは、このアドレス・サブサイクルを受け入
れるとともに、変換またはウインドウ関数を任意に実行
してＰＣＩ空間内のこのアドレスをＤＳＰメモリ空間へ
変換する。ＰＣＩ周辺機器は、この変換されたアドレス
を用いてＤＳＰ内部メモリ空間をアドレッシングする。
このように、ＰＣＩ周辺機器はトランザクション用のア
ドレスを能動的に供給する。

【００４５】考慮されるべき２つのタイプの転送があ
る。すなわち、アクティブ読出しとアクティブ書込みと
である。ここで用いるアクティブの読出しおよび書込み
は、目標デバイスの外にあるデバイスから見たものとし
て捉えている。すなわち、アクティブ書込みはアクティ
ブ・ポートからＤＳＰメモリ空間への書込みである。ア
クティブ読出しはアクティブ・ポートによるＤＳＰメモ
リ空間の読出しである。したがって、上の例はアクティ
ブ書込みの一例である。

【００４６】アクティブ書込みでは、アドレスがアクテ
ィブ・ポートにまず書き込まれる。これはデバイス・ピ
ンから発生することが最も多い。しかしながら、ＤＳＰ
がアドレスを供給することを可能にさせることが有利で
ある。これは特定のロックアップ状態を解消するのに望
ましい。アクティブ書込み用のアドレスは、アクティブ
・ポートを介してＤＳＰメモリ空間へ書き込まれるべき
データの最終送信先を指定する。データがアクティブ・
ポートに書き込まれるとき、それは記憶ファシリティに
一時的に保存されなければならず、その間に、要求がハ
ブおよびポート付き転送コントローラに入力されてその
データをそれの最終送信先へ移動する。この転送要求に
おいて、データの発信元は外部アドレスではなくて内部
記憶空間である。ハブおよびポート付き転送コントロー
ラがこのアクセスを実行するとき、データは、内部記憶
空間から読み出され、アクティブ・ポートへ書き込まれ
た上述のアドレスによって指定される最終送信先へ書き
込まれる。

【００４７】図５は、転送コントローラ・ハブとアクテ
ィブ読出しシーケンスを実行するアクティブ・ポートと
の間のコマンド信号およびデータの流れを示す。アクテ
ィブ読出しでは、アクティブ・ポート４１１は送信先ポ
ートでもある。このトランザクションは、アクティブ・
ポート４１１が転送要求バス１１７を介して転送コント
ローラ・ハブ１００へデータ読出し要求５０１を入力す
ることで始まる。この要求は、他のＴＲ要求と優先付け
され、ハブおよびポート付き転送コントローラ・チャン
ネル・レジスタ１２０へ最終的にロードされる。

【００４８】転送コントローラ・ハブ１００は送信先ポ
ートＨＩＵ５０５へ予備的書込みコマンド５０４を発行
する。ＨＩＵ５０５は、この場合には送信先ポートでも
あるアクティブ・ポート４１１へのインタフェースであ
り、到着データ用の空間を確保する。一旦空間が送信先
ポートに確保されれば、発信元パイプラインＳＲＣ１３
０は発信元ポート５０９に読出しコマンド５０８を発行
する。読出しデータ５１１は発信元ポート５０９からデ
ータ・ルータ１５０に戻される。データ・ルータ１５０
は読出しデータ５１４をアクティブ・ポートＨＩＵ５０
５へ供給する。アクティブ・ポートＨＩＵ５０５は、こ
のコマンドを処理し、アクティブ・ポート４１１に書込
みコマンド５１２を入力する。アクティブ・ポート４１
１は、アクノリッジ信号５１３を発生してアクティブ読
出しを完了する。予備的書込みコマンド５０４はアクテ
ィブ・ポート４１１には見えないことに注意されたい。

【００４９】図６は、転送コントローラ・ハブとアクテ
ィブ書込みシーケンスを実行するアクティブ・ポートと
の間のコマンド信号およびデータの流れを示す。アクテ
ィブ・ポート４１１は、転送要求ＴＲインタフェース１
１７を介して転送コントローラ・ハブ１００へデータ書
込み要求６０１を入力することによってアクティブ書込
みトランザクションを開始する。アクティブ・ポート４
１１は、この場合には発信元ポートでもある。このデー
タ書込み要求６０１は、他のＴＲ要求と優先付けされ、
転送コントローラのチャンネル・レジスタ１２０へ最終
的にロードされる。到着データ用の空間を確保するため
に、予備的書込みコマンド６０４が送信先ポート６０９
に発信元パイプラインＳＲＣ１３０によって発行され
る。一旦送信先ポートに空間が確保されれば、発信元パ
イプラインＳＲＣ１３０はＨＩＵ５０５に対して読出し
コマンド６０８を発行する。ＨＩＵ５０５は、そのコマ
ンドを処理し、アクティブ・ポート４１１に読出しコマ
ンド６１０を入力する。アクティブ・ポート４１１は、
ＨＩＵ５０５に読出しデータ６１１を供給することによ
って応答する。ＨＩＵ５０５は、データ・ルータ・ユニ
ット１５０に読出しデータ６２１を供給する。データ・
ルータ１５０は、送信先パイプラインＤＳＴ１４０に送
信先ポート６０９へ書込みコマンド６１２を供給させ
る。その後、データ・ルータ１５０は、書込みコマンド
６１２と一緒に送信先ポート６０９へ書込みデータ６１
３を供給することができる。

【００５０】アクティブ書込みは、普通、デバイス・ピ
ンから実行される。しかしながら、ＤＳＰにも同様なロ
ーディング機能を許可することが必要でありまた望まし
いと考えられている。このアドレスは、ＤＳＰメモリ空
間内の発信元データに対するアドレスを表す。アクティ
ブ読出しでは、転送要求が、何らかのデータ・サブサイ
クルが実行される前にハブおよびポート付き転送コント
ローラへ入力される。アクティブ書込みではそのような
ことがなく、データはそれがアクティブ・ポートへ返さ
れる前にそれの発信元アドレスからフェッチされるよう
に要求されることに注目されたい。アクティブ書込み転
送では、送信先アドレスは、普通、性能上の理由でしば
しば必須である内部記憶機能である。データが記憶バッ
ファに一時的に留まることを許可することによって、ア
クティブ・ポートは、データを失う危険を冒すことな
く、マシンを機能停止することを許容される。

【００５１】ＨＩＵ機構は、一般に、ポートがアクティ
ブでないとき、従来のやり方でポート用のデータ・バッ
ファリングを実行する。例えば、外部メモリ・インタフ
ェースは、普通、ＤＳＰシステム内のアドレスを支配し
ようとしない。むしろ、そのような周辺機器は、普通、
ハブおよびポート付き転送コントローラからの通常の読
出しおよび書込みコマンドに応答するだけである。ＨＩ
Ｕ機構は、そのような場合にデータおよびコマンド用の
バッファを提供し、アクセスをバースト・トランザクシ
ョンとして実行することによってハイレベルの性能を発
揮させる。このように、ＨＩＵは、典型的には、単一要
素よりもデータ群用のバッファを含む。これは、単一の
コマンドが多数のデータに対して発行されることを可能
にさせる。メモリ技術が進歩するにつれて、アクセスの
待ち時間によって引き起こされる性能劣化を克服するた
めに、このような多重アクセスを実行することが益々重
要になってきた。これは、特に、ＤＳＰ応用に広く使用
されるダイナミックＲＡＭの場合である。これは、更
に、単一マシンサイクル内でデバイスの小領域さえも横
切って信号が伝搬できないという半導体物理による要求
となる。

【００５２】アクティブ・ポートとハブおよびポート・
アーキテクチャ付き転送コントローラとの統合を簡略化
する第２の機構は、それの転送要求（ＴＲ）バス・イン
タフェースである。このインタフェースは、アクティブ
・ポートがトランザクションの発信元アドレスおよび送
信先アドレスの両方を直接供給することを許容し、ま
た、すべての転送オプションを採用することを許容す
る。このファシリティを利用することで、ハブおよびポ
ート付き転送コントローラのすべてのＤＭＡリソースが
そのアクティブ・ポートに提供される。アクティブ・ポ
ートは、ハブおよびポート付き転送コントローラがアク
セスできる任意のアドレッシング可能領域にアクセス
し、ハブおよびポート付き転送コントローラに備わる任
意のアドレッシング・モードまたは特別転送オプション
を利用することができる。

【００５３】各アドレッシング可能リソースに対する転
送のすべての優先付け，パイプライン化および最適化
は、ハブおよびポート・アーキテクチャ付き転送コント
ローラによってそれの正常動作の一部として直接提供さ
れる。これは、アクティブ・ポートとハブおよびポート
付き転送コントローラとを含むシステムに関する設計お
よび検証労力を大幅に簡略化する。

【００５４】図５および図６は、起こるメモリ・トラン
ザクションのタイプに注目することの重要さを示してい
る。ハブおよびポート付き転送コントローラによるアク
ティブ・ポートの読出しは、そのポートによるアクティ
ブ書込み要求への応答として実行される。ハブおよびポ
ート付き転送コントローラによるアクティブ・ポートへ
の書込みは、そのポートによるアクティブ読出し要求へ
の応答として実行される。これは、アクティブ・コマン
ドが開始された時点でデータが物理的に存在する場合の
結果である。アクティブ書込みの場合には、アクティブ
・ポートがデータを有するので、ハブおよびポート付き
転送コントローラはそれを読み出さなければならない。
アクティブ読出しの場合には、データは、ＤＳＰシステ
ム・メモリ空間のどこかにあり、ハブおよびポート付き
転送コントローラによってアクティブ・ポートへ書き込
まれなければならない。両タイプの転送は、上述した転
送要求ＴＲインタフェースを用いてアクティブ・ポート
から直接供給される。

【００５５】本発明は、プッシュＨＩＵと呼ばれる新し
いタイプのＨＩＵを可能とする。プッシュＨＩＵは、２
０００年４月６日付けの優先権主張を伴う米国特許出願
番号第０９／５４３，８７０号を有する「ハブおよびポ
ート・アーキテクチャ付き転送コントローラ」と題する
１９９９年４月１０日付けの上述の英国特許出願番号第
９９０１９９６．９号に述べられたＨＩＵと類似してい
る。プッシュＨＩＵは、従来のＨＩＵとほとんど同じよ
うに機能し、転送コントローラ・ハブからの読出しおよ
び書込みコマンドを処理し、ＨＩＵの周辺機器側でバッ
ファを提供する。プッシュＨＩＵでは、データは、アク
ティブ・ポートに読出しコマンドが発行される前に、ア
クティブ・ポートからＨＩＵにプッシュされる。

【００５６】本来のＨＩＵの定義から、応答キューは基
本的にはＦＩＦＯである。データは、読出しコマンドに
応答してＦＩＦＯへ書き込まれ、ポートによって処理さ
れ、ハブおよびポート付き転送コントローラから読み出
された。すべての読出しデータは、応答キュー内で順に
処理され、それによって、ＦＩＦＯ定義が維持される。

【００５７】プッシュ構成は、先入れ−先出し順序を維
持する。データは、アクティブ・ポートによって応答キ
ュー中へプッシュされ、後のある時点でハブおよびポー
ト付き転送コントローラによって先入れ−先出し式に読
み出されるであろう。これに関する重要な要素は、ＨＩ
Ｕが読出しコマンドを処理するやり方の変更である。基
本的ＨＩＵでは、読出しコマンドはコマンド・キューに
置かれた。読出しコマンドは、それがポートへ発行され
得るようになるまで、コマンド・キューに留められた。
コマンド発行に関して考慮すべきことは、以前に発行さ
れた読出しとの順序と、書込みコマンドとの優先度と、
戻されるデータ用の到着空間を提供するのに十分な応答
キュー空間を割り当てることとである。読出しコマンド
は、プッシュＨＩＵでは異なって扱われる。プッシュＨ
ＩＵの読出しコマンドは、アクティブ・ポート自身から
の要求の結果である。したがって、データは既にＨＩＵ
応答キューに存在していると想定することができる。プ
ッシュＨＩＵが転送コントローラ・ハブから読出しコマ
ンドを受信するとき、それはそのコマンドを直接処理
し、データをハブへ返す。この場合、読出しコマンドが
プッシュＨＩＵのポート側に発行されることはない。

【００５８】書込みコマンドはアクティブ・ポート読出
しに応答してＨＩＵを介してアクティブ・ポートへ発行
されることを思い出して欲しい。アクティブ・ポートは
データを待っているので、書込みに関しては元のＨＩＵ
機構に変更はない。ＨＩＵ書込み予約局は、飛来するデ
ータに対する一時記憶として役立ち、アクティブ・ポー
トへのバースト書込みを可能にさせる。これも、ハブお
よびポート付き転送コントローラのアーキテクチャによ
り実現される１つの最適化である。アクティブ・ポート
は、ＨＩＵのバッファ管理プロトコルと関連付けられる
必要はない。プッシュＨＩＵを使用することによって、
アクティブ書込みの制御の流れが図６に示したものから
変更される。

【００５９】図７は、ポート付き転送コントローラ・ハ
ブとプッシュＨＩＵを介してアクティブ書込みを実行す
るアクティブ・ポートとの間のコマンド信号およびデー
タの流れを示す。トランザクションは、アクティブ・ポ
ート７０６がＴＲバス１１７を介して要求７０１を入力
することで開始される。プッシュ・データ７０３は、こ
の時点でアクティブ・ポート７０６からＨＩＵインタフ
ェース７０５へ送られる。転送要求パケットは、通常の
処理を受け、他の待機中の要求と優先付けされるキュー
・マネージャＲＡＭ１０１を介して送られる。後のクロ
ック・サイクル中に、この転送要求は発信元パイプライ
ンＳＲＣ１３０および送信先パイプラインＤＳＴ１４０
へロードされる。発信元パイプラインＳＲＣ１３０は、
この場合にはアクティブ・ポートＨＩＵであるプッシュ
ＨＩＵ７０５を介して発信元アクティブ・ポート７０６
へ読出しコマンド７０４を発行する。このＨＩＵはプッ
シュＨＩＵであるので、ＨＩＵ７０５は、読出しコマン
ドを傍受し、それを処理し、データ・ルータ１５０およ
び送信先パイプラインＤＳＴ１４０へ読出しデータ７１
１を戻す。これは、先にＨＩＵ７０５へプッシュされた
プッシュ・データ７０３に対応する。その後、ハブおよ
びポート付き転送コントローラは、書込みデータ７１３
を書込みコマンド７１２を介して送信先ポート７０９へ
ルーティングさせることができる。読出しコマンド７０
４はプッシュ構成ではアクティブ・ポート７０６には見
えないことに注意されたい。

【００６０】アクティブ・ポートが適正な動作を保証す
るために提供しなければならないいくつかの重要な要素
がある。プッシュＨＩＵ７０５における機能停止状態
は、プッシュ書込みデータがアクティブ・ポート７０６
から受け入れられるのを阻止する。プッシュ・データ
は、バースト化による特性改善のためには、作動中に追
跡（tracked in flight）されるべきである。アクティ
ブ読出しデータ（ＨＩＵ書込みデータ）は、消去（flus
hes）を実行するために追跡されるべきである。これら
の問題の各々に取り組んで、ハブおよびポート付き転送
コントローラおよびＨＩＵ機構を用いて各々を取り扱う
方法を提示することが重要である。

【００６１】プッシュＨＩＵ７０５は、それがプッシュ
・データを受け入れられないことを表示するために、ア
クティブ・ポート７０６に機能停止信号７１９を戻す必
要がある。この信号は、プッシュＨＩＵ７０５の応答キ
ューが満杯になったときにアサートされる。これは、ハ
ブおよびポート付き転送コントローラがプッシュ書込み
を十分高速で実行できない場合に発生する。機能停止信
号７１９がアサートされると、アクティブ・ポート７０
６はそれ以上のプッシュ書込みを試みようとしない。こ
れは、プッシュＨＩＵ７０５の応答キューが溢れること
を防止する。この信号は、直接的であり、応答キューＦ
ＩＦＯステータス・フラグから直接得られる。アクティ
ブ読出しに関しては、アクティブ・ポートへの書込みが
発生し、そのような機能停止状態は必要でない。それ
は、アクティブ・ポートがデータを待っているからであ
る。

【００６２】アクティブ書込みの機能停止状態を監視す
ることに加えて、アクティブ・ポートは、飛来データ追
跡に対する用意を含めることによって性能向上を図るこ
とができる。飛来データ追跡は、プッシュＨＩＵ７０５
へどのくらい多くのデータが書き込まれたかを追跡する
能力を意味する。最も普通の方法は、アクティブ・ポー
トによって管理されるカウンタを利用するものであり、
それは次のように機能する。プッシュＨＩＵ７０５の応
答キュー３０３（図３）がアクティブ・ポート７０６用
の書込みＦＩＦＯとして働く。このように、アクティブ
書込みは、図３のＷＲ＿ＦＩＦＯ＿ＥＬ＿ＣＴカウンタ
３４０と呼ばれるカウンタによって追跡される。ＷＲ＿
ＦＩＦＯ＿ＥＬ＿ＣＴカウンタ３４０は、プッシュＨＩ
Ｕ７０５にワードが書き込まれる度に１つずつ増分され
る。このように、カウンタ３４０は、常にプッシュＨＩ
Ｕ７０５のＦＩＦＯへ書き込まれるワードの数を追跡す
る。

【００６３】カウンタ３４０を利用していくつかの性能
最適化を行うことができる。それらの中で最も重要なも
のは、バースト転送を実行する能力である。例えば、プ
ッシュＨＩＵ７０５へ書き込まれるデータ・ワード毎に
個々の要求をサブミットする代わりに、アクティブ・ポ
ート７０６は、機能停止状態を減らし理想的には解消す
るように多数のワードがキューに溜まるまで待機する。
典型的には、この状態は、ＷＲ＿ＦＩＦＯ＿ＥＬ＿ＣＴ
カウンタ３４０の状態変化を検出することによって検出
できる。

【００６４】バースト・アクセス能力を備えることに加
えて、カウンタ３４０はまた、消去動作を実行するため
に特に重要である。消去動作は、アクティブ・ポートが
書込みを停止したときに発生する。アクティブ動作中に
はＭ個のワードがＦＩＦＯに書き込まれる度に転送が発
行されることに注目されたい。アクティブ書込みが最終
的に停止すると、０からＮ個のうちのいずれかのワード
がプッシュＨＩＵ７０５の応答キュー３０３に残され、
また、読出しコマンドが発行されていない０からＭ−１
個のうちのいずれかのワードが残される。アクティブ書
込みデータのすべてにコミットするために、コミットさ
れなかったすべてのデータに対して最終要求を発行する
必要がある。これは、ＷＲ＿ＦＩＦＯ＿ＥＬ＿ＣＴカウ
ンタ３４０から直接メモリへコミットされないワードの
数を抽出することによって簡単に提供できる。この最終
要求を発行すると、ＷＲ＿ＦＩＦＯ＿ＥＬ＿ＣＴカウン
タ３４０は、すべて“０”にリセットされ、次に発生す
るはずの書込みコマンドに備えてセットアップされる。

【００６５】ＲＤ＿ＦＩＦＯ＿ＳＵＢカウンタ３４１
（図３）は、ＷＲ＿ＦＩＦＯ＿ＥＬ＿ＣＴカウンタ３４
０に類似しており、バースト要求のサブミットおよびフ
ラッシング中にゲートを与えるために利用される。アク
ティブ読出し中の消去は、ポートが読出しの実行を停止
したときに発生する。これが起こったときには、プッシ
ュＨＩＵ７０５中にはポートによってアクノリッジされ
なかったデータが存在しており、いくつかの付加的なデ
ータは、それをプッシュＨＩＵ７０５へ入れなかった先
に発行された要求からまだ作動中である。データ量はＭ
ワードと２Ｍワードとの間である。

【００６６】一旦読出し消去状態が検出されると、アク
ティブ・ポート７０６はＲＤ＿ＦＩＦＯ＿ＳＵＢカウン
タ３４１のカウント数だけのオフの書込みデータをアク
ノリッジしなければならない。これは、アクティブ・ポ
ート７０６が実際に新しい書込みコマンドがプッシュＨ
ＩＵ７０５に到達するのを待つことを要求する。これ
は、サブミットされたもののプッシュＨＩＵ７０５にま
だ到着していない未処理のコマンドが存在するであろう
ためである。アクティブ・ポート７０６が消去動作が完
了するまで任意の将来のアクティブ読出しを機能停止す
ることは重要である。これはプッシュＨＩＵ７０５のデ
ータ・ポインタの破壊を防止する。

【００６７】これらの書込みに関するデータは実際には
重要でない。それは、それが使用されるかもしれないと
期待して予め読み出された余分なデータを表すからであ
る。したがって、このデータは無視することができる。
一旦読出し消去が完了すると、ＲＤ＿ＦＩＦＯ＿ＳＵＢ
カウンタ３４１は“０”にリセットされ、次の書込みコ
マンドのためにそれを準備する。

【００６８】ハブおよびポート付き転送コントローラ
は、アクティブ・ポートの統合を直接行うためのいくつ
かの重要な特徴を含む。スケーリング可能ＴＲ機構は、
多重アクティブ・ポートがハブおよびポート付き転送コ
ントローラのアーキテクチャを変更することなしに互い
に関連付けて使用されることを可能にさせる。２つの簡
単なカウンタ機構を利用することにより、アクティブ・
ポートは、ハブおよびポート付き転送コントローラを使
用してデータを失うことなしにデバイス内部でメモリ・
アクセスを実行することができる。ハブおよびポート機
構付き転送コントローラは、ポートがシステム・アーキ
テクチャに関する情報を保持する必要なしに、サポート
された最大性能をアクティブ・ポートに提供する。

【００６９】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。（１）データ転送コントローラであって、各々がデータ
発信元，データ送信先および転送されるべきデータ量を
指定するデータ転送要求を受信し優先付けしディスパッ
チすることができる要求キュー・コントローラと、該要
求キュー・コントローラに接続され、かつ、ディスパッ
チされたデータ転送要求を受信するデータ転送ハブと、
各ポートに対して同じように構成されかつ前記データ転
送ハブに接続された内部インタフェースと動作時に前記
ポートに接続される外部メモリ／デバイス用に構成され
た外部インタフェースとを有する複数のポートであっ
て、前記内部インタフェースおよび前記外部インタフェ
ースが、それらの間でのデータ転送を行うように接続さ
れている、複数のポートと、を含み、前記データ転送ハ
ブが、現在実行されているデータ転送要求の下で、前記
データ発信元に対応する発信元ポートから前記データ送
信先に対応する送信先ポートへの前記転送されるべきデ
ータ量に対応する量のデータ転送を制御することがで
き、前記複数のポートのうちの少なくとも１つが、デー
タ発信元，データ送信先および転送されるべきデータ量
を指定することができる前記要求キュー・コントローラ
に接続されたアクティブ・データ・ポートからなる、デ
ータ転送コントローラ。

【００７０】（２）前記アクティブ・データ・ポート
が、該アクティブ・データ・ポートを前記データ送信先
として指定するデータ転送要求を発生することができ、
前記データ転送ハブが、前記データ発信元への読出しコ
マンドを発生し、前記アクティブ・データ・ポートへ読
出しデータを転送する、第１項に記載のデータ転送コン
トローラ。

【００７１】（３）前記データ転送ハブが、前記アクテ
ィブ・ポートへ前記読出しデータを転送する前に、前記
アクティブ・データ・ポートへの予備的書込みコマンド
を発生し、前記アクティブ・データ・ポートが、該アク
ティブ・データ・ポートがデータを受信する準備ができ
たときに、前記予備的書込みコマンドの受信に続いて前
記データ転送ハブへのアクノリッジ信号を発生する、第
２項に記載のデータ転送コントローラ。

【００７２】（４）前記アクティブ・データ・ポート
が、該アクティブ・データ・ポートを前記データ発信元
として指定するデータ転送要求を発生することができ、
前記データ転送ハブが、前記アクティブ・データ・ポー
トへの読出しコマンドを発生し、前記データ送信先へ読
出しデータを転送する、第１項に記載のデータ転送コン
トローラ。

【００７３】（５）前記アクティブ・データ・ポートの
前記内部インタフェースが、前記データ転送ハブのデー
タ読出しコマンドに応答して前記アクティブ・データ・
ポートの前記外部インタフェースへデータ読出しコマン
ドを供給する、第４項に記載のデータ転送コントロー
ラ。

【００７４】（６）前記アクティブ・データ・ポートの
前記内部インタフェースが、先入れ−先出しバッファを
含み、前記外部インタフェースが、前記アクティブ・デ
ータ・ポートによる前記データ転送要求の発生に応じて
前記先入れ−先出しバッファへデータを書き込み、前記
内部インタフェースが、前記データ転送ハブからの前記
読出しコマンドの受信に応じて前記先入れ−先出しバッ
ファから読出しデータを供給する、第４項に記載のデー
タ転送コントローラ。

【００７５】（７）前記アクティブ・ポートの前記内部
インタフェースが、前記先入れ−先出しバッファが一杯
になったとき、前記アクティブ・ポートの前記外部イン
タフェースへの機能停止信号を発生し、前記外部インタ
フェースが、該機能停止信号の受信に応じて前記先入れ
−先出しバッファへのデータ書込みを止める、第６項に
記載のデータ転送コントローラ。

【００７６】（８）データ転送方法であって、各々がデ
ータ発信元，データ送信先および転送されるべきデータ
量を指定するデータ転送要求を受信し優先付けしディス
パッチするステップと、現在実行されているデータ転送
要求の下で、前記データ発信元に対応する複数のポート
から選ばれた１つの発信元ポートから、前記データ送信
先に対応する前記複数のポートから選ばれた１つの送信
先ポートへ、前記転送されるべきデータ量に対応する量
のデータを転送するステップと、を含み、前記複数のポ
ートのうちの少なくとも１つが、データ発信元，データ
送信先および転送されるべきデータ量を指定することが
できるアクティブ・データ・ポートである、データ転送
方法。

【００７７】（９）前記アクティブ・ポートが、該アク
ティブ・データ・ポートを前記データ送信先として指定
するデータ転送要求を発生することができ、前記方法
が、前記読出しデータを前記アクティブ・ポートへ転送
する前に、前記アクティブ・データ・ポートへ予備的書
込みコマンドを供給するステップと、前記アクティブ・
データ・ポートがデータを受信する準備ができたとき
に、前記予備的書込みコマンドの受信に続いて前記アク
ティブ・データ・ポートからアクノリッジ信号を供給す
るステップとをさらに含む、第８項に記載のデータ転送
方法。

【００７８】（１０）前記アクティブ・データ・ポート
が、該アクティブ・データ・ポートを前記データ発信元
として指定するデータ転送要求を発生することができ、
前記方法が、前記アクティブ・データ・ポートによる前
記データ転送要求の発生に応じて先入れ−先出しバッフ
ァへデータを書き込むステップと、前記アクティブ・デ
ータ・ポートからの読出しコマンドの受信に応じて前記
先入れ−先出しバッファから読出しデータを供給するス
テップとをさらに含む、第８項に記載のデータ転送方
法。

【００７９】（１１）前記先入れ−先出しバッファが一
杯になったときに機能停止信号を発生するステップと、
該機能停止信号の発生に応じて前記先入れ−先出しバッ
ファへのデータ書込みを止めるステップと、をさらに含
む、第１０項に記載のデータ転送方法。

【００８０】（１２）ハブ（１００）およびポート（１
１１，１１２，１１３，１１４，１１５）・アーキテク
チャ付き転送コントローラにおいて、データ・ポートの
１つ（４１１）はアクティブ・データ・ポートである。
このアクティブ・データ・ポート（４１１）は、別のデ
ータ・ポート（５０９，６０９，７０９）とのデータ転
送要求（５０１，６０１，７０１）においてそれ自身の
発信元情報，送信先情報およびデータ量を供給すること
ができる。このデータ転送要求は，発信元パイプライン
（１３０），送信先パイプライン（１４０）およびデー
タ・ルータ（１５０）によって他のデータ転送要求と同
じように処理される。アクティブ・データ・ポート（４
１１）は、アクティブ読出しにおいてそれ自身をデータ
送信先として指定する（図５）。または、アクティブ・
データ・ポート（４１１）は、アクティブ・データ書込
みにおいてそれ自身をデータ発信元として指定する（図
６）。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハブおよびポート・アーキテクチャ付き転送コ
ントローラの基本原理構造と関連機能とを示す機能ブロ
ック図である。

【図２】転送コントローラ・ハブ・ユニット・パイプラ
イン・ステージおよび外部ポートに対するチャンネル要
求レジスタ・インタフェースを示す図である。

【図３】ハブ・インタフェース・ユニットとそれのＴＣ
ＨＰハブおよびアプリケーション・ユニットまたはアク
ティブ・ポートへのインタフェースとのハイレベル・ブ
ロック図である。

【図４】１つのアクティブ・ポートを採用する転送コン
トローラＴＣＨＰと転送要求バスへのそれのインタフェ
ースとを示すブロック図である。

【図５】転送コントローラ・ハブとアクティブ読出しシ
ーケンスを実行するアクティブ・ポートとの間のコマン
ド信号およびデータの流れを示す図である。

【図６】転送コントローラ・ハブとアクティブ書込みシ
ーケンスを実行するアクティブ・ポートとの間のコマン
ド信号およびデータの流れを示す図である。

【図７】転送コントローラのハブとプッシュ・ハブ・イ
ンタフェース・ユニットを介してアクティブ書込みを実
行するアクティブ・ポートとの間のコマンド信号および
データの流れを示す図である。

【符号の説明】

１００ハブ１０１要求キュー・マネージャ１０２キュー・マネージャ・メモリ１０５チャンネル・パラメータ・レジスタ１０６ポート・パラメータ・レジスタ１０９ハブ制御ユニット１１０転送コントローラ・ポートＩ／Ｏサブシステム１１１〜１１５ポート１１６転送要求者１１７転送要求バス・ノード１１８データ転送バス・ノード１２０チャンネル要求レジスタ１３０発信元制御パイプライン１４０送信先制御パイプライン１５０データ・ルータ２００〜２０５チャンネル要求レジスタ２０４’ 発信元パイプライン２０５’ 送信先パイプライン２０６データ・ルータ・ユニット３０１コンフィギュレーション信号３０３ＨＩＵ応答キュー３０４ＨＩＵ制御論理３０５ＨＩＵ読出し要求キュー３０６ＨＩＵ書込み要求キュー３０７ＨＩＵ出力マルチプレクサ３０８クロック・ドメインＡ３０９クロック・ドメインＢ３１４コア・プロセッサ・クロック３１４’ ＨＩＵ制御論理３２１アプリケーション・ユニット・クロック３３０アプリケーション・ユニット４１１アクティブ・ポート５０１データ読出し要求５０５ＨＩＵ５０８読出しコマンド５０９発信元ポート５１１読出しデータ５１２書込みコマンド５１３確認応答信号５１４読出しデータ６０１データ書込み要求６０４予備的書込みコマンド６０８読出しコマンド６０９送信先ポート６１０読出しコマンド６１１読出しデータ６１２書込みコマンド６１３書込みデータ６２１読出しデータ７０１要求７０３プッシュ・データ７０４読出しコマンド７０５ＨＩＵインタフェース７０６アクティブ・ポート７１１読出しデータ７１２書込みコマンド７１３書込みデータ７１９機能停止信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デイビッドエイ、コミスキィアメリカ合衆国イリノイ、セントチャールズ、クローヴァーフィールドサークル７エヌ660 (72)発明者チャールズフオコアメリカ合衆国テキサス、アレン、ミスティメドウドライブ 401 (72)発明者ラグラムダモダランアメリカ合衆国テキサス、プラノ、エスタカドレイン 3324 Ｆターム(参考） 5K032 CA12 CB00 5K033 CB17 DB13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データ転送コントローラであって、各々がデータ発信元，データ送信先および転送されるべ
きデータ量を指定するデータ転送要求を受信し優先付け
しディスパッチすることができる要求キュー・コントロ
ーラと、該要求キュー・コントローラに接続され、かつ、ディス
パッチされたデータ転送要求を受信するデータ転送ハブ
と、各ポートに対して同じように構成されかつ前記データ転
送ハブに接続された内部インタフェースと動作時に前記
ポートに接続される外部メモリ／デバイス用に構成され
た外部インタフェースとを有する複数のポートであっ
て、前記内部インタフェースおよび前記外部インタフェ
ースが、それらの間でのデータ転送を行うように接続さ
れている、複数のポートと、を含み、前記データ転送ハブが、現在実行されているデータ転送
要求の下で、前記データ発信元に対応する発信元ポート
から前記データ送信先に対応する送信先ポートへの前記
転送されるべきデータ量に対応する量のデータ転送を制
御することができ、前記複数のポートのうちの少なくとも１つが、データ発
信元，データ送信先および転送されるべきデータ量を指
定することができる前記要求キュー・コントローラに接
続されたアクティブ・データ・ポートからなる、データ転送コントローラ。
【請求項２】データ転送方法であって、各々がデータ発信元，データ送信先および転送されるべ
きデータ量を指定するデータ転送要求を受信し優先付け
しディスパッチするステップと、現在実行されているデータ転送要求の下で、前記データ
発信元に対応する複数のポートから選ばれた１つの発信
元ポートから、前記データ送信先に対応する前記複数の
ポートから選ばれた１つの送信先ポートへ、前記転送さ
れるべきデータ量に対応する量のデータを転送するステ
ップと、を含み、前記複数のポートのうちの少なくとも１つが、データ発
信元，データ送信先および転送されるべきデータ量を指
定することができるアクティブ・データ・ポートであ
る、データ転送方法。