JP2002229848A - 共有メモリを備えたプロセッサシステム - Google Patents
共有メモリを備えたプロセッサシステムInfo
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Abstract
トの向上が図れる共有メモリシステムを提供する。 【解決手段】 複数のプロセッサ100〜102と、共
有メモリシステム109とを具備するプロセッサシステ
ムにおいて、共有メモリ領域を複数の領域に分割し、各
プロセッサ100〜102に対して、データ書き込み用
領域を割り当てる。各プロセッサ100〜102は、自
己に割り当てられたデータ書き込み用領域にデータの書
き込みを行うとともに、他のプロセッサに割り当てられ
たデータ書き込み用領域からデータの読み出しを行うこ
とで、他のプロセッサとデータのやり取りを行う。ま
た、共有メモリシステム109は、各プロセッサ100
〜102のライトアクセスの比率又は優先度に応じ、前
記データ書き込み用領域のサイズを動的に増減させる。
Description
を備えたプロセッサシステムに関し、特に、プロセッサ
間での情報の送受信を行うための共有メモリシステムに
関する。
ば、特開平9−62563号公報に記載されたものが知
られている。前記公報に記載されている共有メモリシス
テムは、ローカル共有メモリまたは分散共有メモリと呼
ばれるタイプの共有メモリシステムであり、各プロセッ
サ毎に分散して共有メモリを設けるものである。そし
て、1つのプロセッサのローカル共有メモリの内容が変
更された場合は、その内容を共有バスシステムを介して
ブロードキャストすることにより、他のプロセッサのロ
ーカル共有メモリの内容も同様に変更する。
ステムでは、各プロセッサ毎に分散して共有メモリを設
け、共有バスシステムを介したブロードキャストにより
共有メモリシステムを実現しているため、ハードウェア
構成が大規模で複雑なものとなる。また、共有バスシス
テムを介したブロードキャスト中に、アクセスの競合が
発生すると、ブロードキャスト処理の間、待ちが発生
し、スループットが低下する。
化でき、スループットの向上が図れる共有メモリシステ
ムを提供することにある。
システムは、複数のプロセッサと、当該複数のプロセッ
サによってアクセスされる共有メモリシステムとを備え
たプロセッサシステムであって、前記共有メモリシステ
ムは、前記複数のプロセッサのそれぞれに対応する複数
のアクセスポートを有する多ポートメモリと、当該多ポ
ートメモリに対するアクセスを制御する共有メモリ制御
装置とを備え、前記多ポートメモリには、各プロセッサ
毎に、データ書き込み用領域が設けられており、予め定
めた条件が成立すると、前記データ書き込み用領域のサ
イズを増減させることを特徴とする。
のそれぞれに対して、前記共有メモリシステムにデータ
を書き込むための仮想アドレス領域を割り当て、前記共
有メモリ制御装置は、各プロセッサに割り当てられた仮
想アドレス領域がアクセスされた場合、前記多ポートメ
モリの対応するデータ書き込み用領域がアクセスされる
ように、前記共有メモリシステムをアクセスするための
仮想アドレスを、前記多ポートメモリをアクセスするた
めの物理アドレスにアドレス変換を行うようにしてもよ
い。
め定めた条件が成立すると、前記アドレス変換の方法を
変更するようにしてもよい。
のライトアクセスの比率に応じ、前記データ書き込み用
領域のサイズを動的に増減させるようにしてもよいし、
各プロセッサのライトアクセスの優先度に応じ、前記デ
ータ書き込み用領域のサイズを動的に増減させるように
してもよい。
リードポート及びライトポートによって構成するように
してもよいし、リードライトポートによって構成するよ
うにしてもよい。
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。
の構成を示す図である。
プロセッサ部106〜108と、共有メモリシステム1
09とを備える。なお、ここでは、プロセッサ部の数が
3の場合について説明するが、当然のことながら、プロ
セッサ部の数は3に限られない。
ッサ100〜102と、制御回路103〜105とを備
える。プロセッサ100〜102と制御回路103〜1
05とは、制御信号(CTL)110、アドレス信号
(ADR)111、データ信号(DATA)112等に
よって接続される。また、制御回路103〜105と共
有メモリシステム109とは、制御信号(CTL)11
3、アドレス信号(ADR)114、データ信号(DA
TA)115等によって接続される。
00〜102が、共有メモリシステム109にアクセス
する際の制御を行うものである。すなわち、プロセッサ
100〜102が共有メモリシステム109に対してリ
ードアクセスを行う場合は、制御回路103〜105を
介して、共有メモリシステム109からデータを読み出
す。また、プロセッサ100〜102が共有メモリシス
テム109に対してライトアクセスを行う場合は、制御
回路103〜105を介して、共有メモリシステム10
9へデータを書き込む。
セッサ部106〜108のそれぞれと接続され、主に、
プロセッサ間でデータのやり取りをするために使われ
る。なお、同図には示していないが、各プロセッサ部1
06〜108は、それぞれ、ローカルメモリを備えてい
る。
を示す図である。
09は、共有メモリ制御装置400と多ポートメモリ4
01とを備える。
サ部106〜108の多ポートメモリ401に対するア
クセスの制御を行うものである。すなわち、共有メモリ
制御装置400は、制御回路103〜105の出力する
信号に応じて、多ポートメモリ401へのリードアクセ
ス及びライトアクセスの制御を行う。
セス・カウンタ402を備える。アクセス・カウンタ4
02は、各プロセッサ部106〜108からのライトア
クセス数をカウントするものである。アクセス・カウン
タ402の利用方法については後述する。
サ数に応じた数のアクセスポートを持つ記憶部である。
図1に示したシステム構成の場合、多ポートメモリ40
1は、3つのアクセスポートを備える。各プロセッサ毎
に設けられるアクセスポートは、リードポートとライト
ポートとで構成してもよいし、1つのリードライトポー
トで構成するようにしてもよい。
サシステムの動作について説明する。
システム109内の多ポートメモリ401をアクセスす
る際、各プロセッサ100〜102が共有メモリシステ
ム109をアクセスするために使用するアドレス(以
下、仮想アドレスという)と、共有メモリ制御装置40
0が多ポートメモリ401にアクセスするために使用す
るアドレス(以下、物理アドレスという)とを対応させ
る必要がある。
モリ制御装置400が、仮想アドレスから物理アドレス
へのアドレス変換を行う。
ップの例を示す図である。
は、領域B206を有する。本実施形態では、多ポート
メモリ401の領域B206を、3つのプロセッサ10
0〜102によって共用する。
x201、by202、bz203に分割し、領域bx
201(物理アドレスbx0〜bx1)を、プロセッサ
100のデータ書き込み用領域として利用し、領域by
202(物理アドレスby0〜by1)を、プロセッサ
101のデータ書き込み用領域として利用し、領域bz
203(物理アドレスbz0〜bz1)を、プロセッサ
102のデータ書き込み用領域として利用する。
3つの領域bx201、by202、bz203にそれ
ぞれ書き込まれたデータを適宜読み出すことにより、他
のプロセッサからのデータを受信する。
1、by202、bz203の大きさは固定ではなく、
動的に変化させることができる。各領域のサイズを動的
に変化させる動作については後述する。
リマップの例を示す図である。同図は、各プロセッサ間
でデータをやり取りするために利用される共有メモリ領
域を示している。
つの領域Ax301、Ay302、Az303に分けら
れる。各領域Ax301、Ay302、Az303は、
それぞれ、領域B206と同じ大きさを有している。
x1)は、プロセッサ100のデータ書き込み用領域と
して割り当て可能な領域であり、領域Ay302(仮想
アドレスay0〜ay1)は、プロセッサ101のデー
タ書き込み用領域として割り当て可能な領域であり、領
域Az303(仮想アドレスaz0〜az1)は、プロ
セッサ102のデータ書き込み用領域として割り当て可
能な領域である。
04(仮想アドレスax0〜axn)をプロセッサ10
0のデータ書き込み用領域として割り当て、領域Ay3
02中の領域ay305(仮想アドレスay0〜ay
n)をプロセッサ101のデータ書き込み用領域として
割り当て、領域Az303中の領域az306(仮想ア
ドレスaz0〜azn)をプロセッサ102のデータ書
き込み用領域として割り当てている。
に対応させ、領域ay305を領域by202に対応さ
せ、領域az306を領域bz203に対応させる。
システム109の領域ax304に対してライトアクセ
スを行うと、多ポートメモリ401においては、領域b
x201に対してライトアクセスが行われる。
テム109の領域ay305に対してライトアクセスを
行うと、多ポートメモリ401においては、領域by2
02に対してライトアクセスが行われる。
テム109の領域az306に対してライトアクセスを
行うと、多ポートメモリ401においては、領域bz2
03に対してライトアクセスが行われる。
メモリシステム109の領域ax304に対してリード
アクセスを行うと、多ポートメモリ401においては、
領域bx201に対してリードアクセスが行われ、プロ
セッサ100が書き込んだデータを読み出すことができ
る。
モリシステム109の領域ay305に対してリードア
クセスを行うと、多ポートメモリ401においては、領
域by202に対してリードアクセスが行われ、プロセ
ッサ101が書き込んだデータを読み出すことができ
る。
モリシステム109の領域az306に対してリードア
クセスを行うと、多ポートメモリ401においては、領
域bz203に対してリードアクセスが行われ、プロセ
ッサ102が書き込んだデータを読み出すことができ
る。
06の最終仮想アドレスaxn、ayn、aznは、共
有メモリアクセス制御装置400内の境界アドレスレジ
スタに保持される。各プロセッサ100〜102は、こ
の境界アドレスレジスタを参照することにより、各プロ
セッサ100〜102に割り当てられたデータ書き込み
用領域の範囲を認識することができる。
9を構成する多ポートメモリ401は、プロセッサ数に
応じた数のアクセスポートを有するため、アクセスのコ
ンフリクトを低減させることができる。
ステム109にリードアクセスを行う場合に、他のプロ
セッサ101,102が共有メモリシステム109に対
してリードアクセスを行っていても、並列にアクセス可
能である。
テム109にリードアクセスを行う場合に、他のプロセ
ッサ101,102が共有メモリシステム109に対し
てライトアクセスしている場合は、領域by202及び
領域bz203において競合が生じる可能性がある。競
合が生じた場合、共有メモリアクセス制御装置400
は、プロセッサ100のリードアクセスサイクルを引き
伸ばし、他のプロセッサ101,102のライトアクセ
スが終了した後、プロセッサ100のデータ読み出しを
行わせる。
へのライトアクセスは、プロセッサ101の領域by2
02へのライトアクセス及びプロセッサ102の領域b
z203へのライトアクセスのどちらか一方または両方
と並列して行うことが可能である。
へライトアクセスを行う場合に、領域bx201に対し
て他のプロセッサ101,102がリードアクセスして
いる場合、競合が生じる可能性がある。競合が生じた場
合、共有メモリアクセス制御装置400は、他のプロセ
ッサ101,102のリードアクセスサイクルを引き伸
ばし、プロセッサ100のライトアクセス終了後に、他
のプロセッサ101,102のデータ読み出しを行わせ
る。
イズを動的に変更する動作について説明する。
02における処理状況等に応じて、各プロセッサ100
〜102に割り当てるデータ書き込み用領域の大きさを
変更し、システム全体としてのスループットの向上を図
ることができる。
〜102に対して、予め定められたサイズ、例えば、す
べてに同じ大きさのデータ書き込み用領域を割り当て
る。そして、プロセッサ100〜102のライトアクセ
ス量の比率が所定のしきい値以上変化したとき、その変
化に応じて、各プロセッサ100〜102に割り当てる
データ書き込み用領域のサイズを変化させる。すなわ
ち、ライトアクセス量に格差が生じた場合、ライトアク
セス量の少ないプロセッサに割り当てている領域のサイ
ズを小さくし、その分、ライトアクセス量の多いプロセ
ッサに割り当てている領域のサイズを大きくする。
セス量の比率の変化を検出するため、アクセス・カウン
タ402によって、各プロセッサ100〜102からの
ライトアクセス数をカウントし、単位時間あたりのライ
トアクセス量を求める。
〜102のライトアクセス量の比率が、
100からのライトアクセスがL回、プロセッサ101
からのライトアクセスがM回、プロセッサ102からの
ライトアクセスがN回としたとき、あらかじめ定めたし
きい値kに対して、
変化があったと判断し、各プロセッサ100〜102に
割り当てるデータ書き込み用領域の大きさを動的に変化
させる。例えば、プロセッサ102のデータ書き込み用
領域を小さくし、その分、プロセッサ100のデータ書
き込み用領域を大きくする。
更を行った後の多ポートメモリ401のメモリマップの
例を示す図である。
り当てられていた領域bz203が、2つの領域、すな
わち、領域205(物理アドレスbz0〜bzn)と領
域204(物理アドレスbzn+1〜bz1)に分割さ
れる。そして、領域204がプロセッサ100のデータ
書き込み用領域の追加領域として割り当てられる。その
結果、プロセッサ100のデータ書き込み用領域は、領
域201に領域204を追加したものとなり、プロセッ
サ102のデータ書き込み用領域は、領域205にな
る。なお、プロセッサ101のデータ書き込み用領域は
不変とする。
更を行った後のプロセッサ100〜102のメモリマッ
プを示す図である。
における領域204の追加に対応して、プロセッサ10
0のデータ書き込み用領域ax304に、領域310
(仮想アドレスaxn+1〜axi)が追加される。一
方、プロセッサ102のデータ書き込み用領域az30
6からは、領域311(仮想アドレスazi+1〜az
n)が除かれる。
込み用領域のサイズを変更すると、変更後の各領域の最
終仮想アドレスaxi、ayi、aziを、境界アドレ
スレジスタに格納する。各プロセッサ100〜102
は、この境界アドレスレジスタを必要に応じて参照する
ことにより、サイズ変更後のデータ書き込み用領域の範
囲を認識することができる。
リ制御装置400は、領域304に対するアクセスの際
は、仮想アドレスを、領域bx201の対応する物理ア
ドレスに変換してライトアクセスを行い、領域310に
対するアクセスの際は、仮想アドレスを、領域204の
対応する物理アドレスに変換してライトアクセスを行
う。
312(仮想アドレスaz0〜azi)に対するアクセ
スの際は、仮想アドレスを、領域205の対応する物理
アドレスに変換してライトアクセスを行う。
ば、プロセッサ100〜102のライトアクセス量に比
例して動的にデータ書き込み用領域のサイズを変化さ
せ、ライトアクセスの多いプロセッサからの転送スルー
プットを向上させ、ライトアクセスの少ないプロセッサ
からの転送スループットは必要最小限にとどめることに
より、システム全体としてのスループットの低下を抑え
ながら、ハードウエア構成を簡略化できる。
に応じて、各プロセッサに割り当てるデータ書き込み用
領域の大きさを動的に変化させていたが、次に、各プロ
セッサからのライトアクセスの優先度の変化に応じて、
データ書き込み用領域のサイズを動的に変化させる場合
について説明する。
アクセス・カウンタ402に加えて、又は、アクセス・
カウンタ402の代わりに、優先度レジスタを備える。
この優先度レジスタには、各プロセッサ100〜102
のライトアクセスの優先度を示す値が設定される。例え
ば、初期状態では、各プロセッサ100〜102に対し
て同じ値を設定しておき、各プロセッサ100〜102
は、自分が行うライトアクセスの優先度を変えたい場
合、優先度レジスタに所望の優先度を示す値を設定す
る。
変化したとき、例えば、前述した式(1)に示すように
変化したとき、共有メモリ制御装置400は、各プロセ
ッサ100〜102に割り当てるデータ書き込み用領域
の大きさを動的に変化させる。
データ書き込み用領域の大きさを動的に変化させる動作
については、前述したライトアクセス量の変化に応じて
動的に変化させる場合と同様にして行われる。
ライトアクセスの優先度に比例して動的にデータ書き込
み用領域のサイズを変化させ、優先度の高いプロセッサ
からの転送スループットを向上させ、優先度の低いプロ
セッサからの転送スループットは必要最小限にとどめる
ことにより、システム全体としてのスループット低下を
抑えながら、ハードウエア構成を簡略化できる。
れば、共有メモリを用いたプロセッサ間通信において、
各プロセッサがデータ書き込みをできる領域を動的に変
更することができ、スループットの低下を抑えながら、
ハードウエア構成を簡略化することができる。
す図である。
ある。
示す図である。
る。
後)の例を示す図である。
示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数のプロセッサと、当該複数のプロセ
ッサによってアクセスされる共有メモリシステムとを備
えたプロセッサシステムであって、 前記共有メモリシステムは、 前記複数のプロセッサのそれぞれに対応する複数のアク
セスポートを有する多ポートメモリと、 当該多ポートメモリに対するアクセスを制御する共有メ
モリ制御装置とを備え、 前記多ポートメモリには、各プロセッサ毎に、データ書
き込み用領域が設けられており、 予め定めた条件が成立すると、前記データ書き込み用領
域のサイズを増減させることを特徴とするプロセッサシ
ステム。 - 【請求項2】 前記複数のプロセッサのそれぞれに対し
て、前記共有メモリシステムにデータを書き込むための
仮想アドレス領域を割り当て、 前記共有メモリ制御装置は、各プロセッサに割り当てら
れた仮想アドレス領域がアクセスされた場合、前記多ポ
ートメモリの対応するデータ書き込み用領域がアクセス
されるように、前記共有メモリシステムをアクセスする
ための仮想アドレスを、前記多ポートメモリをアクセス
するための物理アドレスにアドレス変換を行うことを特
徴とする請求項1に記載のプロセッサシステム。 - 【請求項3】 前記共有メモリ制御装置は、前記予め定
めた条件が成立すると、前記アドレス変換の方法を変更
することを特徴とする請求項2に記載のプロセッサシス
テム。 - 【請求項4】 各プロセッサのライトアクセスの比率に
応じ、前記データ書き込み用領域のサイズを動的に増減
させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に
記載のプロセッサシステム。 - 【請求項5】 各プロセッサのライトアクセスの優先度
に応じ、前記データ書き込み用領域のサイズを動的に増
減させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項
に記載のプロセッサシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001027858A JP2002229848A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 共有メモリを備えたプロセッサシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001027858A JP2002229848A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 共有メモリを備えたプロセッサシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002229848A true JP2002229848A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18892451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001027858A Pending JP2002229848A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 共有メモリを備えたプロセッサシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002229848A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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- 2001-02-05 JP JP2001027858A patent/JP2002229848A/ja active Pending
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