JP2002509315A - ソース同期および共通クロック・プロトコルによるデータ転送 - Google Patents

ソース同期および共通クロック・プロトコルによるデータ転送

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Abstract

(57)【要約】 コンピュータ・システム(100)において、バス・エージェント(102〜105)の間でデータを転送する方法および装置を提供する。本発明は、制御信号(428、426)を第1のエージェント(102〜105)から第2のエージェント(102〜105)へ、第1の転送プロトコルを介して伝送すること、および、この制御信号(428、426)に対応するデータ(308)を第1のエージェント(102〜105)から第2のエージェント(102〜105)へ、第2の転送プロトコルを介して伝送することを含む。一実施形態では、制御信号(428、426)が第1のエージェント(102〜105)から第2のエージェント(102〜105)へ、バス・クロック(600)に関する同期伝送を介して伝送され、データが、バス・クロック(600)に関する非同期伝送を介して伝送される。同期伝送は共通クロック・データ転送プロトコルであり、非同期伝送はソース・クロック・データ転送プロトコルである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の分野) 本発明は、コンピュータ・システムにおけるデータ転送の分野に関する。
【0002】 (発明の背景) 現代のコンピュータ・システムは一般に、それぞれシステム・バスに結合され
た多数のエージェントを含んでいる。一般に、エージェントは、各エージェント
をバスに結合する多数のピンを備えた集積回路パッケージである。エージェント
には、たとえば、プロセッサ、メモリ・デバイス、大容量記憶デバイスなどが含
まれることがある。コンピュータ・システムが適切に動作するために、エージェ
ントはバスを介して互いに有効に通信することができなければならない。
【0003】 既存のコンピュータ・システムは一般に、データをコンポーネントまたはエー
ジェントの間で事前に定めたクロッキング・スキームに従って転送する。システ
ム・バス・クロックは一般に、送信デバイスから受信デバイスへデータをクロッ
クする。したがって、データを1つのデバイスから別のデバイスへ転送するには
、システム・バス・クロックの少なくとも1つの完全なクロック・サイクルを要
する。
【0004】 しかし、データ転送速度を上げるために、データをソース同期式で転送するこ
ともできる。ソース同期転送では、ストローブがデータ転送と共に送信される。
このストローブは、一般にシステム・バス・クロックの周期よりも短い時間周期
で、データを受信デバイス内にラッチする。
【0005】 ソース同期ラッチ・プロトコルは、より大きい周波数でバスを動作させる。た
とえば、共通クロック転送では1チャンクを駆動するのに要する時間で、バス上
では2チャンクのデータを駆動することができる。
【0006】 結果として、転送される信号数に対応して増加することのなく、データを転送
する帯域幅を増大させるために、ソース同期プロトコルを使用してデータを転送
し、共通クロック・プロトコルを使用して制御信号を転送するシステムを提供す
ることが有利となる。
【0007】 (発明の概要) 本発明は、コンピュータ・システムにおいてバス・エージェントの間でデータ
を転送する方法および装置を提供する。本発明は、制御信号を第1のエージェン
トから第2のエージェントへ、第1の転送プロトコルを介して転送すること、お
よび、この制御信号に対応するデータを第1のエージェントから第2のエージェ
ントへ、第2の転送プロトコルを介して転送することを含む。
【0008】 (詳細な説明) コンピュータ・システムにおいて、共通クロック・プロトコルを介して制御信
号を転送し、ソース同期プロトコルを介してデータを転送する方法および装置を
説明する。制御信号の転送は、システム・バス・クロックによってクロックされ
、データの移行は、データ・ソースによって転送されたストローブによってクロ
ックされる。
【0009】 図1は、マルチ・プロセッサ・コンピュータ・システムのブロック図であり、
本発明の実施形態で使用できるものである。コンピュータ・システム100は、
バス101に結合された、プロセッサ、バス・ブリッジ、メモリ・デバイス、周
辺デバイスなどの異なるエージェントの間の通信のためのプロセッサ・メモリ・
バス101を含む。プロセッサ・メモリ・バス101は、調停バス、アドレスバ
ス、データバスおよび制御バス(図示せず)を含む。一実施形態では、各プロセ
ッサ102、103、104および105は、一般にレベル1(L1)キャッシ
ュ・メモリと呼ばれ、一時的にデータおよび命令を格納する小容量で極度に高速
な内部キャッシュ・メモリ(図示せず)を関連するプロセッサと同じ集積回路上
に含む。また、より大容量のレベル2(L2)キャッシュ・メモリ106がプロ
セッサ105に結合され、プロセッサ105が使用するためのデータおよび命令
を一時的に格納する。他の実施形態では、メモリ106などのL2キャッシュを
、プロセッサ102〜105のいずれか1つに結合することができる。
【0010】 プロセッサ・メモリ・バス101でメモリおよび入力/出力(I/O)サブシ
ステムへのアクセスを行うことができる。メモリ・コントローラ122がプロセ
ッサ・メモリ・バス101に結合され、プロセッサ102〜105のための情報
および命令を格納するランダム・アクセス・メモリ(RAM)または他の動的記
憶デバイス121(一般にメイン・メモリと呼ばれる)へのアクセスを制御する
。表示デバイス132、キーボード・デバイス133、カーソル制御デバイス1
34、ハード・コピー・デバイス135、および大容量記憶デバイス136が、
システムI/Oバス131およびプロセッサ・メモリ・バス101へ、バス・ブ
リッジ124を介して結合される。ブリッジ124がプロセッサ・メモリ・バス
101およびシステムI/Oバス131へ結合されている。ブリッジ124は、
プロセッサ・メモリ・バス101またはI/Oバス131のいずれかにあるデバ
イスが他のバス上のデバイスとの間でデータにアクセスあるいはデータを転送す
るための、通信経路またはゲートウェイとなっている。ブリッジ124は、シス
テムI/Oバス131とプロセッサ・メモリ・バス101との間のインタフェー
スである。I/Oバス131は、情報を周辺デバイス132〜136の間で通信
する。
【0011】 プロセッサ102〜105、バス・ブリッジ124、大容量記憶デバイス12
5、およびメモリ・コントローラ122は、それぞれバス・コントローラ138
を含む。バス・コントローラ138は、それを含むエージェントがプロセッサ・
メモリ・バス101の制御を有するとき、プロセッサ・メモリ・バス101を介
した通信を制御する。
【0012】 本発明の一実施形態では、プロセッサ・メモリ・バス101でのバスの動作が
、オペレーション、トランザクション、およびフェーズと階層的に編成される。
オペレーションは、自然に整列された記憶場所を読み取ることなど、ソフトウェ
アに対してアトミックに見えるバスのプロシージャである。オペレーションを実
行するには通常1つのトランザクションが必要であるが、多数のトランザクショ
ンが必要になることもある。それは、要求および応答が異なるトランザクション
である遅延応答の場合、あるいは、ソフトウェアがアトミックになると予想する
非線形のメモリ操作の場合である。この実施形態では、トランザクションは、応
答フェーズ中の要求バス調停からトランザクション(たとえば、標準または暗黙
のライトバック応答)の完了まで、単一の要求に関するバスの動作のセットであ
る。
【0013】 一実施形態では、トランザクションは最大6つの異なるフェーズからなる。し
かし、あるフェーズは、トランザクションおよび応答のタイムに基づいて任意選
択である。あるいは、追加のフェーズを追加することもできる。フェーズは特定
の信号グループを使用して、特定タイプの情報を通信する。ある実施態様では、
これらのフェーズは次のようになる。 調停フェーズ 要求フェーズ エラー・フェーズ スヌープ・フェーズ 応答フェーズ データ転送フェーズ
【0014】 一実施形態では、データ転送フェーズは任意選択であり、トランザクションが
データを転送中の場合に使用される。データ・フェーズは、(たとえば、書込み
トランザクションの)要求を開始する時点でデータが使用可能である場合、要求
開始である。データ・フェーズは、(たとえば、読取りトランザクションの)ト
ランザクション応答を生成する時点でデータが使用可能である場合、開始される
応答である。トランザクションは、開始データ転送要求と開始データ転送応答を
共に含むことができる(たとえば、暗黙のライトバックへ変換される書込み)。
【0015】 本発明の一実施形態では、調停フェーズ、要求フェーズ、エラー・フェーズ、
スヌープ・フェーズ、および応答フェーズに関して転送された信号は、共通クロ
ック・プロトコルを介して転送される(すなわち、システム・バスによってクロ
ックされる)。これについては、以下でより詳細に説明する。しかし、データ転
送フェーズ中に転送されたデータは、クロック・サイクルにつきより大量のデー
タを転送するためにソース同期プロトコルを介して転送される。これについても
、以下でより詳細に説明する。
【0016】 異なるトランザクションからの異なるフェーズは重なり合うことができるので
、バスの使用をパイプライン化してバスの性能を向上させることができる。図2
は、2つのトランザクションの重なり合うフェーズの一例を示す。図2を参照す
ると、トランザクションは調停フェーズで開始し、ここで要求エージェントがバ
スの所有者となる。調停フェーズは、次のトランザクションを駆動中のエージェ
ントがまだバスを所有しない場合にのみ、発生することが必要である。ある実施
態様では、所有権は、バスの要求エージェントへ、所有権が要求されてから調停
フェーズの2クロック・サイクル以上で授与される。
【0017】 第2のフェーズは要求フェーズであり、ここでバスの所有者が要求およびアド
レス情報をバス上で駆動する。ある実施態様では、要求フェーズは、バスの所有
権が授与された後の1つまたは複数のクロック・サイクルであり(調停フェーズ
があるとすれば)、2クロック・サイクルの長さである。第1のクロックで、ア
ドレス信号が、トランザクション・タイプ、およびメモリ・アクセスのスヌーピ
ングを開始するために十分な情報と共に与えられる。第2のクロックでは、デー
タ転送がデータ・バスの幅より小さい場合にデータのどのバイトを転送すべきか
を識別するために使用されるバイト・イネーブル、遅延応答が要求へ与えられる
イベントにおいてトランザクションを一意的に識別するために使用されるトラン
ザクション識別子、および要求されたデータ転送の長さが、他のトランザクショ
ン情報と共に駆動される。
【0018】 トランザクションの第3のフェーズは、エラー・フェーズである。エラー・フ
ェーズは、要求によって引き起こされたパリティ・エラーなどのいかなる即時エ
ラーをも示す。エラーが発見された場合、エラー信号が、エラー・フェーズ中に
、トランザクション内でこのエラーを検出したエージェントによってアサートさ
れる。一実施形態によれば、エラーが示されたとき、トランザクションは即時に
落とされ(つまり、トランザクションがそれ以上パイプラインで進行しない)、
そのトランザクションを発行したエージェントによって再駆動することができる
。エージェントがトランザクションを再発行するかどうかは、エージェント自体
に応じて決定される。ある実施態様では、エラー・フェーズは要求フェーズ後の
3クロック・サイクルである。
【0019】 一実施形態では、エラー・フェーズ内のエラーのためにキャンセルされていな
いあらゆるトランザクションが、スヌープ・フェーズを有する。スヌープ・フェ
ーズは、トランザクション内でアクセスされたキャッシュ・ラインが有効でない
か、有効であるか、あるいはいずれかのエージェントのキャッシュ内で修正され
た(不正)かを示す。ある実施態様では、スヌープ・フェーズは要求フェーズか
ら4クロック・サイクル以上である。
【0020】 バスのスヌープ・フェーズはスヌープ・イベントがバス上で発生するスヌープ
・ウィンドウを決める。スヌープ・イベントは、バスを介してスヌープ結果を転
送および/または受信するエージェントを参照する。スヌープ・フェーズ中に駆
動する必要があるスヌープ結果を有するエージェントは、これらのスヌープ結果
をスヌープ・イベントとしてスヌープ・ウィンドウ中に駆動する。バスに結合さ
れたすべてのスヌーピング・エージェントは、結果を駆動するエージェントを含
めて、これらのスヌープ結果をスヌープ・イベントとしてスヌープ・ウィンドウ
中に受信する。ある実施態様では、スヌープ・ウィンドウは単一のバス・クロッ
クである。
【0021】 応答フェーズは、トランザクションが失敗したか成功したか、応答が即時か遅
延か、トランザクションが再試行されるかどうか、または、トランザクションが
データ・フェーズを含むかどうかを示す。トランザクションが応答開始データフ
ェーズを含む場合、これは応答フェーズと一致するデータ転送フェーズに入る。
【0022】 トランザクションがデータ・フェーズを有していない場合、このトランザクシ
ョンは応答段階で完了する。要求エージェントが、転送する書込みデータを有し
ているか、あるいは要求された読取りデータを有している場合、トランザクショ
ンはデータ・フェーズを有し、これは前者の場合に応答フェーズを越えて拡張す
ることができ、後者の場合に応答フェーズと一致するかあるいはそれを越えて拡
張する。データ・フェーズは、トランザクションがデータ転送を要求する場合に
のみ発生する。データ・フェーズは(たとえば、メモリ・コントローラまたは別
のプロセッサによって)応答開始または要求開始にすることができる。
【0023】 バスは、バス・トランザクションを2つの独立したトランザクションに分割す
ることによって、遅延トランザクションを調整する。第1のトランザクションは
、要求エージェントによる要求および応答エージェントによる応答を含む。応答
は、応答エージェントが応答する準備ができている場合、要求データ(または完
了信号)を送信することを含む。この場合、バス・トランザクションが終了する
。しかし、応答エージェントがバス・トランザクションを完了する準備ができて
いない場合、応答エージェントが遅延応答を、バスを介して応答フェーズ中に送
信することができる。遅延応答を送信することによって、他のトランザクション
を発行し、このトランザクションの完了によって延滞されないようにすることが
できる。応答エージェントが遅延バス・トランザクションを完了する準備ができ
たとき、応答エージェントはバスの所有権を調停し、バス上で要求されたデータ
(または完了信号)を含む遅延応答トランザクションを送信する。
【0024】 この実施形態では、バスがパイプラインの性質を有するので、多数のトランザ
クションを、バスの異なるフェーズに、異なる時間に置くことができる。たとえ
ば、あるトランザクションをスヌープ・フェーズに置くことができ、第2のトラ
ンザクションはエラー・フェーズにあり、第3のトランザクションは要求フェー
ズにあるということが可能である。したがって、エラー信号および要求信号は、
異なるトランザクションに対応していても、共に同時にバス上で発行することが
できる。
【0025】 本発明の一実施形態では、最大16のトランザクションをバス上でいかなる特
定の時間でも未処理にすることができ、最大16のトランザクションをいかなる
特定の時間でも遅延した応答に対して待つことができる。
【0026】 また、本発明の一実施形態は、暗黙のライトバックもサポートしており、これ
は読取りまたは書込みトランザクションの一部である。暗黙のライトバックは、
要求エージェントが、バスに結合されたキャッシュ内に修正された状態で格納さ
れているキャッシュ・ラインの要求をバスに出したときに発生する。たとえば、
エージェントはバスを介して8バイトのデータ(または、キャッシュ・ライン以
下のある他の量のデータ)の書込みトランザクションを実行することができるが
、これらの8バイトを含むキャッシュ・ラインは、修正された状態で、別のエー
ジェントのキャッシュ内に格納されている。この状況では、キャッシュ・ライン
を修正された状態で含むキャッシュ(または、このキャッシュに結合されたエー
ジェント)が、「ヒット修正」信号をバス上に、このトランザクションのスヌー
プ・フェーズ中に発行する。要求エージェントは8バイトの書込みデータをバス
上に配置し、これが目標エージェントによって検索される。次いで、このトラン
ザクションの応答フェーズと一致して、キャッシュ・ラインを修正された状態で
含むキャッシュが、このキャッシュ・ラインをバスに書き込む。このキャッシュ
・ラインは、ある実施態様では32または64バイトである。次いで、要求エー
ジェントによって書き込まれなかったキャッシュ・ライン内のデータのいずれも
が、元のデータ転送からの書込みデータと併合される。
【0027】 暗黙のライトバックは、読取りトランザクションで発生することもある。たと
えば、要求エージェントは、バス上のメモリ・コントローラを目標とするがスヌ
ーピング・エージェントのキャッシュ・メモリ内の修正されたキャッシュ・ライ
ンもヒットする、読取りトランザクションを実行することができる。この例では
、スヌーピング・エージェントがソース・エージェントとなり、要求されたデー
タを暗黙のライトバックとしてメモリ・コントローラに提供し、メモリ・コント
ローラはライトバック・データをメイン・メモリに格納する。この例ではまた、
要求エージェントが暗黙のライトバック・データをバスから取る(データの「つ
かみ取り」と呼ばれる)。しかし、代替実施形態では、メモリ・コントローラが
つかみ取りを実行することができ、この場合はキャッシュ・ラインが要求エージ
ェントによってバスから取られ、メモリ・コントローラによってバスから取られ
ることも取られないこともある。
【0028】 図3は、本発明の一実施形態による、制御信号を転送するための共通クロック
・トランザクション中にバス上で発生することを示すタイミング図である。本明
細書のタイミング図では、正方形の記号は信号が駆動されること示し、円の記号
は信号がサンプリングされる(ラッチされる、あるいは取り込まれる)ことを示
し、三角形の記号は信号が受信あるいは観察されることを示す。
【0029】 本明細書では、信号名に、ADS#など大文字を使用する。1組の関連信号の
信号は、アドレス・ビット4でA4など、数値の接尾辞によって区別される。あ
る範囲の数値接尾辞を包含する1組の信号は、たとえば、データ・ビット0から
63まででD[63−0]と示される。接尾辞「#」は、信号がアクティブで低
いことを示す。接尾辞「#」がついていない場合は、信号がアクティブで高いこ
とを示す。ある信号がアクティブである論理レベルは、特定の実施形態について
のみ選択されるものであり、本発明に必須のものではない。「アサートされた」
という用語は、信号がそのアクティブな論理レベルに駆動されることを示す。「
アサート解除された」という用語は、信号がそのインアクティブな論理レベルに
駆動されることを示す。
【0030】 バス・クロック信号BCLK600は、その立上りエッジでアクティブである
。クロック・サイクルT1の開始点で、信号A#602がバス上にアサートされ
る。T2の開始点で、BCLK600が信号A#602をラッチする。T3の開
始点で、A#602のラッチングに応答してB#604がアサートされる。A#
602は、T2で、状態をその本来のインアクティブな状態に変更する。図3か
ら、A#602がアサートされてから2BCLK600サイクル後に、A#60
2に応答してB#604がアサートされることが分かる。
【0031】 図4は、一実施形態による、データを転送するためのソース同期データ転送を
示すタイミング図である。結果として、本発明では、共通クロック・プロトコル
を介してデータを転送することに比較して、バス・クロック・サイクルにつきよ
り大量のデータの転送が可能である。4チャンクのデータの例に示すように、D
1、D2、D3およびD4が送受信される。BCLK600は、図3に示す共通
クロック・トランザクションとまったく同じようにその標準周波数で動作する。
図4に示すソース同期プロトコルによれば、データが送信され、ストローブST
Bp[3:0]#310およびSTBn[3:0]#312でラッチされて、妥
当な信号フライト時間で、共通クロック転送速度の2倍の転送速度が可能となる
。ソース同期ラッチ・プロトコルは、バスを、BCLK600の周波数の2倍で
操作する。2チャンクのデータがバス上へ、共通クロック転送では1チャンクを
駆動するのに要する時間で駆動される。したがって、帯域幅を2倍にして、これ
に対応して転送信号数が増加することのないようにすることができる。
【0032】 表IVで説明するように、共にアクティブである信号DRDYS#428およ
びDRDY#426は、送信側がデータをソース同期128ビット・モードで送
信中であることを示す。D#302は、駆動側が見るようなデータ信号を含む。
D#308は、受信側が見るようなデータ信号を含む。STBp[3:0]#3
04およびSTBn[3:0]#306は、ストローブ信号の駆動側が見るよう
なストローブ信号である。STBp[3:0]#310およびSTBn[3:0
]#312は、データおよびストローブ信号の受信側が見るようなストローブ信
号である。バス・クロックの立上りエッジと50%ポイントでは共に、駆動側が
新しいデータを送信する。バス・クロックの25%ポイントおよび75%ポイン
トでは共に、駆動側が中心の差動ストローブSTBp[3:0]#304および
STBn[3:0]#306を送信する。受信側は、データをストローブと共に
決定的に取り込む。
【0033】 一実施形態では、駆動側がD[63:0]#302を駆動する前にSTBp[
3:0]#304を事前駆動する。駆動側は、立上りおよび立下りエッジを、S
TBp[3:0]#304およびSTBn[3:0]#306上に、データを中
心に送信する。駆動側は、最後のデータが送信された後でストローブをアサート
解除する。受信側は、有効なデータを、BCLK600に非同期な、両方のスト
ローブ信号と共に取り込む。BCLK600に同期する信号(DRDYS#42
8およびDRDY#426)は、受信側に対して、有効なデータが送信されたこ
とを示す。図4は、両方のエージェントで128ビットのデータ転送が可能であ
る場合に、BCLK600に関して、図3に示す共通クロック・プロトコルによ
る場合の半分の時間で、データを転送できることを示す。
【0034】 図5は、本発明の一実施形態によるエージェントをより詳細に示すブロック図
である。エージェント400は、データ幅標識401、内部制御論理402、バ
ス・コントローラ138、データ・バッファ404および406、およびマルチ
プレクサ403、405および408を含む。
【0035】 データ幅標識401は、エージェント400がサポートするデータ転送幅の標
識である。一実施形態では、データ幅標識401は、エージェント400がサポ
ートするデータ転送を符号化する2ビット値である。一実施形態によるデータ幅
標識401は、事前に構成された値である。標識401は、エージェント400
の特定のピンを、システム・リセット周期でサンプリングされる特定の所定の電
圧レベルに結合させるなど、幅広い範囲の従来のいかなる方法でも事前に構成す
ることができる。他の実施形態では、データ幅標識401を再構成可能にするこ
とができる。たとえば、データ幅標識401をメモリ・デバイスに格納すること
ができ、あるいは、ソフトウェアによって書き込むことができる構成レジスタの
一部にすることができる。バス・コントローラ138は、エージェント400と
バス101の間のインタフェースとなる。バス・コントローラ138は、様々な
制御およびアドレス信号をバス101の間で転送し、バス101へ、かつバス1
01からのデータの転送も制御する。図示のように、バス101は64ビットの
幅のデータ・バスを有する。他の実施形態では、他のバス幅を使用することがで
きる。
【0036】 本発明で使用する信号の概要を、以下の表Iに示す。これらの信号の相互作用
については、以下でより完全に論ずる。表Iは、本発明で使用する信号の概要で
あるが、エージェント400またはバス101によって転送される信号の網羅的
なリストではなく、本発明にもっとも適切な信号を含むものである。
【表1】
【表2】
【0037】 エージェント400は、2組のデータ・バッファ404および406も含む。
エージェント400は、2組の入力バッファ406および2組の出力バッファ4
04を含む。しかし、代替実施形態では、異なる2組のバッファを有するのでは
なく、入力にも出力にも使用することができる、より多くあるいはより少ないデ
ータ・バッファを含むことができる。
【0038】 データ・バッファ404は、エージェント400から別のエージェントへバス
101を介して転送中のデータを、一時的に格納する。本発明の一実施形態によ
れば、各データ・バッファ404は4つの別々のバッファ404a、404b、
404cおよび404dを含み、それぞれが64ビットのデータを格納すること
ができる。各データ・バッファ404は、マルチプレクサ403へ入力される。
マルチプレクサ403はバス・コントローラ138によって制御されるので、バ
ス・コントローラ138が、データのどの64ビット部分がデータ・ラインD[
63:32]#418およびD[31:0]#419へいずれかの特定の時に提
供されるかを、制御することができる。次いでマルチプレクサ403の出力が第
2のマルチプレクサ405へ入力され、マルチプレクサ405もバス・コントロ
ーラ138によって制御される。マルチプレクサ405は64ビットのデータを
マルチプレクサ403から取り、上位32ビットまたは下位32ビットのいずれ
かをデータ・ラインD[31:0]#419上へ配置する。一実施形態では、デ
ータ・ラインD[31:0]#419上に配置された32ビットのグループが、
バス・コントローラ138から受信された制御信号に依存しており、これらの信
号は、以下でより詳細に論ずるように、トランザクションのデータ転送幅に依存
している。また、一実施形態によれば、マルチプレクサ403からの上位32ビ
ットは、データ・ラインD[63:32]#418上へも配置されるので、この
上位32ビットが、64ビット幅のデータ転送のためにデータ・バス上で使用可
能となる。
【0039】 データ・バッファ406は、別のエージェントからエージェント400へバス
101を介して転送中のデータを、一時的に格納する。本発明の一実施形態によ
れば、各データ・バッファ406は4つの別々のバッファを含み、それぞれが6
4ビットのデータを格納することができる。バッファ406およびマルチプレク
サ408は、本質的にバッファ404およびマルチプレクサ403および405
と同じものであるが、ただしこれらは反対方向に働くことが異なる(つまり、こ
れらは、データをバスへ転送するのではなく、バスからデータを格納するように
動作する)。データがD[31:0]#ライン419および場合によってはD[
63:32]#ライン418から受信され、マルチプレクサ408を介してデー
タ・バッファ406の1つに入れられる。マルチプレクサ408は、64ビット
のデータをバッファ406へ提供するか、あるいは32ビットのデータを上位ま
たは下位32ビットとしてバッファ406へ提供する。これはバス・コントロー
ラ138からの制御信号に基づいて行われ、これらの信号は、以下でより詳細に
論ずるように、トランザクションのデータ転送幅に依存している。
【0040】 さらに、データがバス・クロックに非同期で転送されたことを考慮すると、こ
のデータはエージェント400によって、クロック・サイクル境界に交差するウ
ィンドウ内で受信されることになる。したがって、受信されたデータは、エージ
ェント400によってアクセスされるまで、バッファ406内のデスキュー・ラ
ッチ(図示せず)にラッチされる。さらに、バス・コントローラ138が一般に
共通クロック信号を使用して、いつこのデータがエージェント400からアクセ
スされるかを決定することによって、受信されたデータをエージェント400の
クロックと再同期させる。再同期化を実行するための一実施形態のより詳細な説
明は、特許出願「Source Synchronous Interface
Between Master and Slave Using a De
skew Latch」、出願日1997年5月6日、第08/852,438
号で見ることができる。
【0041】 本発明の一実施形態では、エージェントがデータを転送する際に、ソース同期
プロトコルと共通クロック・プロトコルのどちらを介するかを動的に変更するこ
とができる。つまり、バス・トランザクションに関係するすべてのエージェント
がソース同期転送プロトコルをサポートしている場合、データはそれに従って転
送される。そうでない場合、データは共通クロック・プロトコルを介して転送さ
れる。
【0042】 たとえば、本発明の一実施形態では、エージェント400が要求をバス上に発
行中のとき、エージェント400は、エージェント400がサポートするデータ
転送幅を指示する。一実施形態では、要求フェーズの第2のクロック・サイクル
でアサートされたREQ[4:3]#を使用して、この指示がREQ[4:0]
#414で符号化される。この実施態様でサポートされる特定のデータ転送幅の
符号化を、以下の表IIに示す。「0」はインアクティブな信号を示し、「1」
はアクティブな信号を示す。
【表3】
【0043】 エージェント400によって与えられる適切な指示は、データ幅標識401に
基づいている。一実施形態では、データ幅標識401が、表IIに示す4つの符
号化の1つを格納し、これをバス・コントローラ138によって直接バス上に配
置することができる。エージェント400が、バスに結合された別のエージェン
トによって発行された要求の目標である場合、エージェント400も、目標エー
ジェントとして、エージェント400がサポートするデータ転送幅を指示する。
一実施形態では、この指示は、DRDY#426、DRDYS#428、TRD
Y#420およびTRDYS#422の1つまたは複数の組み合わせを使用して
行われる。これらの信号によって提供される指示の概要を、要求エージェントが
サポートするものとして示したものに基づいて、以下の表IIIに示す。
【表4】
【0044】 DRDY#426およびDRDYS#428信号は、転送が共通クロック・プ
ロトコルに従うか、ソース同期プロトコルに従うかも示す。これを以下の表IV
に要約する。
【表5】
【0045】 本発明の実施形態では、異なるエージェントが最大32、64または128ビ
ットの転送をサポートし、上記の表IIIで論じたような信号を使用するが、ト
ランザクションに関与するエージェントは、バス・コントローラ138内で、要
求エージェントがサポートするものとして示されたデータ転送幅が32または6
4ビットであるか、64または128ビットであるかのレコードを維持する。応
答開始トランザクションでは、DRDY#426およびDRDYS#428のレ
コードが保持される。要求開始トランザクションまたは暗黙のライトバック・ト
ランザクションでは、TRDY#420およびTRDYS#422信号のレコー
ドが保持される。このレコードが保持されることによって、TRDY#420お
よびTRDYS#422をアサートして、元の要求に応じて64ビットまたは1
28ビットのいずれかの転送を示すことができる。スヌーピング・エージェント
が、TRDY#420およびTRDYS#422信号を監視する。エージェント
400がバス上で、エージェントのキャッシュ内の修正されたキャッシュ・ライ
ンをヒットする要求をスヌープした場合、エージェント400は後にライトバッ
ク・データをバス上に配置中となるが、エージェント400でサポートするデー
タ転送データ幅を示す。一実施形態では、この指示が、DRDY#426および
DRDYS#428信号の1つまたは複数を使用して提供される。TRDY#4
20信号およびTRDYS#422信号が、上述のように、目標エージェントに
よってアサートされる。これらの信号によって提供される指示の概要を、要求エ
ージェントと目標エージェントが共にサポートするものとして示したデータ転送
幅に基づいて、以下の表Vに示す。
【表6】
【0046】 図6は、ソース同期プロトコルに従った、64バイト読取りトランザクション
と暗黙のライトバックのイベントを示すタイミング図である。この実施形態では
、データ・バスが64ビット幅なので、トランザクションがそれぞれ64ビット
の別々の8チャンクの転送を必要とする。
【0047】 図6の例では、要求エージェントがADS#410をT1でアサートして、6
4バイトの読取りトランザクションを開始する。T2で、要求エージェントがあ
るビットの要求信号{REQ}414をアサートして、64バイトの長さ、およ
びそれが64ビット/128ビットのエージェントであることを示す。T5のス
ヌープ・フェーズ中に、HITM#416がスヌーピング・エージェントによっ
てアサートされる。T7で、応答エージェントがTRDYS#422およびTR
DY#420をアサートして、ライトバック・データを受け入れる準備ができて
いること、および128ビットのデータ・トランザクションをソース同期モード
で実行できることを示す。応答または目標エージェントが、受信した元の要求に
基づいて適切なTRDY#/TRDYS#信号を駆動する責任を負うため、スヌ
ーピング・エージェントからこの負担がなくなる。T8で、スヌーピング・エー
ジェントが、アサートされたTRDYS#422およびTRDY#420と、ア
サート解除されたDBSY#424をサンプリングする。T9で、スヌーピング
・エージェントが、DBSY#424およびSBSY#484をアサートするこ
とによってデータ・フェーズを開始する。スヌーピング・エージェントは、T9
の75%ポイントで、STBp[3:0]#480を事前駆動する。
【0048】 スヌーピング・エージェントは、DRDYS#428およびDRDY#426
をアサートし、有効なデータを、D[63:0]#608の立上りエッジ、およ
びT10とT13の間のBCLK600の50%ポイントで駆動することによっ
て、有効データ転送を開始する。2つの64ビット・チャンクのデータが、BC
LK600の1クロック周期で、バス上へ駆動される。スヌーピング・エージェ
ントは、立上りおよび立下りエッジを、STBp[3:0]#480とSTBn
[3:0]#482上で、T10とT13の間のBCLK600の25%および
75%ポイント(各データ転送の中心)で駆動する。スヌーピング・エージェン
トは、立上りエッジをSTBp[3:0]#480上で、T14の25%ポイン
トで駆動して、バスを次のエージェントへ引き渡す。
【0049】 スヌーピング・エージェントがストローブを駆動してから約1クロック・サイ
クル後、中心のストローブが要求および応答エージェントに到達してデータを取
り込む。到達する各ストローブの対で、新しいチャンクのデータが、要求および
応答エージェントのバッファ内に取り込まれる。T11で、要求および応答エー
ジェントがDRDYS#428およびDRDY#426をサンプリングし、デー
タが送信されたことを知る。そのしばらく後、要求エージェントおよび応答エー
ジェントが、データをBCLK600ドメイン内にラッチする。したがって、図
6は、ソース同期プロトコルを使用して、128ビットのデータを64ビットの
バスの1クロック周期で送信するバス・エージェントを示す。
【0050】 上述の明細書では、本発明を、特定の例示的実施形態を参照して説明した。た
とえば、本発明を、特定のシステム構成、信号符号化、およびデータ転送幅を参
照して説明した。様々な修正および変更は、以下の特許請求の範囲で述べるよう
な本発明の幅広い精神および範囲から外れることなく、本明細書で説明したよう
な特定の細部に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による多数のエージェント・コンピュータ・システムのブロック図であ
る。
【図2】 本発明の一実施形態によるトランザクション・フェーズの図である。
【図3】 共通クロック・ラッチ・プロトコルを示すタイミング図である。
【図4】 本発明の一実施形態によるソース同期ラッチ・プロトコルを示すタイミング図
である。
【図5】 本発明の一実施形態によるエージェントのブロック図である。
【図6】 本発明の一実施形態による、ソース同期転送を使用した、暗黙のライト・バッ
クを伴う読取り64バイト・トランザクションを示すタイミング図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,L U,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO ,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG, SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,U G,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 サムパス,ディリップ・ケイ アメリカ合衆国・94086・カリフォルニア 州・サニーベイル・ヴィンセント ドライ ブ・1255・アパートメント 108番 (72)発明者 プラサド,ビンディ・エイ アメリカ合衆国・94024・カリフォルニア 州・ロス アルトス・フォーリンリーフ レーン・2060 Fターム(参考) 5B077 AA12 BA09 FF12 MM02

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンピュータ・システムにおいてバス・エージェントの間で
    データを転送する方法であって、 制御信号を第1のエージェントから第2のエージェントへ、第1の転送プロト
    コルを介して転送するステップと、 前記制御信号に対応するデータを、前記第1のエージェントから前記第2のエ
    ージェントへ、第2の転送プロトコルを介して転送するステップと を含む方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の転送プロトコルがバス・クロックに関する同期転
    送であり、 前記第2の転送プロトコルが前記バス・クロックに関する非同期転送である請
    求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記同期転送が第1のデータ幅を有し、前記非同期転送が第
    2の異なるデータ幅を有する請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記非同期転送の前記第2のデータ幅が、前記同期転送の前
    記第1のデータ幅よりも大きい請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記同期転送が共通クロック・データ転送プロトコルであり
    、 前記非同期転送がソース・クロック・データ転送プロトコルである請求項2に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 データ転送を同期的に実行する前記ステップが、 前記データ転送を含む複数の各データ・チャンクに対応する少なくとも1つの
    ストローブを転送するステップと、 ストローブを使用して、データ・チャンクを、前記データ転送を受信するエー
    ジェントのバッファ内にラッチするステップとを含む請求項2に記載の方法。
  7. 【請求項7】 データ・チャンクに対応するストローブが、前記バス・クロ
    ック速度の2倍の速度で転送される請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 データ・チャンクが前記データ・バスと同じ幅である請求項
    7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記第1の複数のデータ幅が128ビットを含み、非同期デ
    ータ転送が前記バス・クロックの1サイクルにつき128ビットの転送を含む請
    求項6に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記第1の複数のデータ幅が256ビットを含み、非同期
    データ転送が前記バス・クロックの1サイクルにつき256ビットの転送を含む
    請求項6に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記バスが64ビット幅である請求項10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 コンピュータ・システムにおけるバス・エージェントの間
    でデータを転送する装置であって、 制御信号を第1のエージェントから第2のエージェントへ、第1の転送プロト
    コルを介して転送するように動作可能なバスを含み、 前記バスはさらに、前記制御信号に対応するデータを、前記第1のエージェン
    トから前記第2のエージェントへ、第2の転送プロトコルを介して転送するよう
    に動作可能である装置。
  13. 【請求項13】 前記第1の転送プロトコルがバス・クロックに関する同期
    転送であり、 前記第2の転送プロトコルが前記バス・クロックに関する非同期転送である請
    求項12に記載の装置。
  14. 【請求項14】 前記同期転送が第1のデータ幅を有し、前記非同期転送が
    第2の異なるデータ幅を有する請求項13に記載の装置。
  15. 【請求項15】 前記非同期転送の前記第2のデータ幅が、前記同期転送の
    前記第1のデータ幅よりも大きい請求項14に記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記同期転送が共通クロック・データ転送プロトコルであ
    り、 前記非同期転送がソース・クロック・データ転送プロトコルである請求項13
    に記載の装置。
  17. 【請求項17】 データを同期的に転送するために、前記バスがさらに、前
    記データ転送を含む複数の各データ・チャンクに対応する少なくとも1つのスト
    ローブを転送するように動作可能であり、前記ストローブを使用して、データ・
    チャンクを、前記データ転送を受信するエージェントのバッファ内にラッチする
    請求項13に記載の装置。
  18. 【請求項18】 データ・チャンクに対応するストローブが、前記バス・ク
    ロック速度の2倍の速度で転送される請求項17に記載の装置。
  19. 【請求項19】 データ・チャンクが前記データ・バスと同じ幅である請求
    項18に記載の装置。
  20. 【請求項20】 前記第1の複数のデータ幅が128ビットを含み、非同期
    データ転送が前記バス・クロックの1サイクルにつき128ビットの転送を含む
    請求項17に記載の装置。
  21. 【請求項21】 前記第1の複数のデータ幅が256ビットを含み、非同期
    データ転送が前記バス・クロックの1サイクルにつき256ビットの転送を含む
    請求項17に記載の装置。
  22. 【請求項22】 前記バスが64ビットの幅である請求項21に記載の装置
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