JP2003006146A - バス調停回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バスマスタのバス使用の優先順位を予め設定
することなく、システムの機能停止や不成立を防止しつ
つ、バス使用要求の調停を可能とする。 【解決手段】 バス調停回路１０のバス使用率測定手段
１１において、それぞれのバスマスタからのバス使用要
求率が測定され、比較器１２−２へ送られる。比較器１
２−２において、バス使用率測定手段１１からのバス使
用要求率の測定値と、設定値記憶部１２−１から取り出
されたバス使用要求率の閾値とが比較される。比較の結
果、バスマスタ２０−１のバス使用要求率の測定値が閾
値よりも高いときは、マスクパルス率がそのバス使用要
求率の測定値にもとづいて決定され、マスクパルス発生
部１２−３へ送られる。マスクパルス発生部１２−３に
おいて、マスクパルス率にもとづきマスクパルスが生成
され、バスマスタ２０−１以外のバスマスタ２０−２〜
２０−ｎへ送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のデバイスが
バスを共用する場合に、競合したバスの使用を調停する
バス調停回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気回路、電子回路、電子素子等により
構成されるバスマスタが複数接続されたバスには、これ
らバスマスタからのバス使用要求を調停してバスの使用
権を一つのバスマスタにのみ与えるバス調停回路が設け
られることが多い。このバス調停回路における調停方法
には、次のようなものがある。

【０００３】たとえば、予め各バスマスタにバス使用権
の優先順位を設定することにより、この優先順位にもと
づいて一のバスマスタを決定し、この一のバスマスタに
バス使用権を与えるものがある。また、他の調停方法と
しては、予め各バスマスタにバス使用の優先順位を設定
しておき、バス占有率が閾値以上となったバスマスタに
ついて、その優先順位を変動させるものがある。

【０００４】さらに他の調停方法としては、予め各バス
マスタにバス使用の優先順位を設定しておき、優先順位
の高いバスマスタに対して、一定期間、バスの使用を制
限することにより、優先順位の低いバスマスタに対して
も、バスの使用を確保するものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バス調停回路における調停方法のうち、予め優先順位が
設定されたものにおいては、バス使用要求が競合した場
合、上位順位のバスマスタに対してバスの使用を許可
し、一方、下位順位のバスマスタに対しては不許可とし
ていた。このため、下位順位のバスマスタの中には、一
定時間内に所定回数分のバスの使用を確保できなくなる
ものもあった。したがって、下位順位のバスマスタを含
むシステムの機能が停止したり、また、システムとして
成立しなくなるという問題が起こっていた。

【０００６】また、バス占有率にもとづき優先順位を変
動させるものについては、バス使用要求が二以上のバス
マスタから同時にあった場合にのみ、優先順位を可変さ
せることとしていた。これは、上位順位のバスマスタか
らバスアクセスがあるごとに、下位順位のバスマスタか
らのバスアクセスを停止させるようにすると、この下位
順位のバスマスタが一度もバスアクセスできないという
事態が発生することも考えられるためであった。

【０００７】この事態を回避するため、バス占有率にも
とづき優先順位を変動させるものについては、上位順位
のバスマスタに対してバスの使用を許可すると、次は必
ず他のバスマスタに対してバスの使用を許可していた。
したがって、一のバスマスタに対して連続してバスの使
用を許可することができないという問題があった。

【０００８】さらに、優先順位の高いバスマスタの使用
を一定期間制限するものについては、予め優先順位が設
定されているため、下位順位のバスマスタから要求率の
高いバス使用要求が送られてきたとしても、上位順位の
バスマスタから送られてきたバス使用要求の要求率を意
識的に下げることができなかった。

【０００９】つまり、バス使用要求が競合したときに
は、優先順位にもとづいてバスの使用を許可するバスマ
スタが決定されるため、下位順位のバスマスタからのバ
ス使用要求の要求率が、上位順位のバスマスタからのバ
ス使用要求の要求率より高くなったときは、下位順位の
バスマスタに関する要求率を下げることとしていた。こ
のため、優先順位の高いバスマスタの使用が制限されて
いない間は、バスの使用を許可すべき下位順位のバスマ
スタに対して使用許可ができない場合も起こり得た。

【００１０】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たものであり、いずれのバスマスタに対してもバスの使
用を確保してシステムの機能停止や不成立を防止すると
ともに、一つのバスマスタに対して連続したバスの使用
を許可でき、かつ、優先順位を予め設定することなく、
バス使用要求の要求率の高いバスマスタによるバスの使
用を可能とするバス調停回路の提供を目的とする。

【００１１】なお、複数のデバイス（バスマスタ）から
の使用要求を調停する装置の従来技術の一例が特開２０
００−２５９５５６号公報にバス調停装置として開示さ
れている。この公報に開示のバス調停装置は、デバイス
のマスク時間を設定するマスク設定手段と、マスク時間
を計時する計時手段と、設定時間経過後に、優先順位の
高いデバイスを、現在バスを使用許可しているデバイス
から他のデバイスへ変更する変更手段とを有した構成と
してある。

【００１２】このような構成を有する従来のバス調停装
置は、優先順位の高いデバイスのバス使用許可時間を制
限することにより、下位順位のデバイスがバスを使用で
きる機会を定常的に確保することを目的としている。し
たがって、本従来例においても上記目的を達成すること
はできなかった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載のバス調停回路は、複数のバ
スマスタから送られてきたバス使用要求を調停して、一
のバスマスタにバスの使用を許可するバス調停回路であ
って、複数のバスマスタからのバス使用要求の要求率を
測定するバス要求率測定回路と、前記要求率にもとづ
き、バスの使用を許可する一のバスマスタを決定すると
ともに、この一のバスマスタ以外の他のバスマスタへ、
バスの使用を許可しない旨を示す使用不許可信号を送る
バス使用制御手段とを有した構成としてある。

【００１４】バス調停回路をこのような構成とすると、
バス使用要求の要求率にもとづいて一のバスマスタを決
定し、この一のバスマスタに対してはバス使用を許可
し、一方、他のバスマスタに対してはバス使用を許可し
ないようにすることができる。このため、複数のバスマ
スタにバス使用の優先順位を設けずとも、バス使用要求
に対する調停が可能となる。

【００１５】そして、このバス使用の優先順位ではな
く、バス使用要求の要求率によりバス使用を許可するバ
スマスタが決定されるため、いずれのバスマスタに対し
てもバスの使用を確保する機会を与えることができる。
したがって、バスマスタを含むシステムの機能停止や不
成立を防止できる。

【００１６】さらに、バス使用要求の要求率にもとづい
てバス使用の許可不許可が判断されることから、他のバ
スマスタに対して使用不許可信号が送られている間に一
のバスマスタからのバス使用要求の要求率が連続して高
い場合は、この一のバスマスタに対するバス使用許可を
続けて行うことができる。

【００１７】また、請求項２記載のバス調停回路は、バ
ス使用制御手段が、バス使用要求の要求率の閾値を記憶
する設定値記憶部と、バス要求率測定回路で測定された
要求率の測定値と設定値記憶部から取り出した閾値とを
比較して、一のバスマスタを決定する比較器と、この比
較器で決定された一のバスマスタ以外の他のバスマスタ
へ、マスクパルスを使用不許可信号として送るマスクパ
ルス発生部とを有した構成としてある。

【００１８】バス調停回路をこのような構成とすれば、
バス使用要求率の値と閾値とを比較することができるた
め、要求率の高低を判断できる。これにより、閾値を超
過した要求率に関するバスマスタに対してはバス使用を
許可し、一方、他のバスマスタに対してはマスクパルス
を送ってバス使用を不許可とする旨を伝えることができ
る。

【００１９】このため、バス使用要求の要求率の非常に
高い一のバスマスタがある場合には、他のバスマスタの
バス使用権を一定期間マスクすることで、その一のバス
マスタの優先順位を一時的にあげることができる。した
がって、予め優先順位を設定しているために、下位順位
のバスマスタがバスを使用する機会を得ることができな
いという弊害を回避できる。

【００２０】また、請求項３記載のバス調停回路は、バ
ス調停回路が、複数のバスマスタにバスを使用するため
の優先順位を予め設定することなく、一のバスマスタを
決定し、かつ、複数のバスマスタからのバス使用要求が
競合していないときには、バス使用要求の受け付け順に
バスの使用を許可する構成としてある。

【００２１】バス調停回路をこのような構成とすると、
バス使用要求が競合していないときには、バス使用要求
の要求順にバス使用を許可し、一方、バス使用要求が競
合したときは、決定した一のバスマスタのみにバス使用
を許可して、他のバスマスタにはバス使用を許可しない
ようにすることができる。

【００２２】すなわち、予めバスマスタのバス使用の優
先順位を予め設けなくても、バス使用要求の要求順又は
要求率により、複数のバス使用要求を調停できる。した
がって、優先順位の設けられていない公平な状態におい
てバス使用を調停するため、バス使用要求の要求率が高
ければ、そのバスマスタに対してバスの使用を許可する
ことができる。つまり、バス使用要求の要求率が高けれ
ば、いずれのバスマスタに対しても、バスの使用を許可
され得る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。まず、本発明のバス調停
回路及び周辺装置等の実施形態について、図１及び図２
を参照して説明する。図１は本実施形態におけるバス調
停回路の周辺装置等の構成を、図２はそのバス調停回路
の内部構成をそれぞれ示すブロック図である。

【００２４】図１に示すように、バス調停回路１０に
は、バスマスタ２０−１〜２０−ｎ及びバス３０が接続
されている。ここで、バスマスタ２０−１〜２０−ｎ
は、電気回路、電子回路、電子素子（デバイス素子）等
からなり、バス調停回路１０へ、バス３０の使用許可を
要求するバス使用要求を送る。

【００２５】バス３０は、複数のバスマスタ２０−１〜
２０−ｎ間の制御信号を送受信する経路である。このバ
ス３０には、送受信される信号や制御プログラム等が格
納されたメモリ４０が接続されている。なお、同図のバ
スマスタ２０−１〜２０−ｎとバス調停回路１０との間
において、点線の矢印はマスクパルス信号を、実線の矢
印はバス使用要求をそれぞれ示す。

【００２６】バス調停回路１０は、図２に示すように、
バス使用率測定手段１１と、バス使用制御手段１２とを
有している。バス使用率測定手段１１は、一定期間にお
けるバスマスタ２０−１〜２０−ｎからのバス使用要求
をサンプリングして、バス使用要求の要求率（バス使用
要求率）を算出する。

【００２７】バス使用要求率とは、所定時間のうち、バ
ス使用要求の出力された時間の割合をいう。バス使用率
測定手段１１で算出されたバス使用要求率（バス使用率
測定手段１１における測定結果）は、後述するバス使用
制御手段１２の比較器１２−２へ送られる。

【００２８】バス使用制御手段１２は、バス要求率測定
回路における測定結果にもとづき、一のバスマスタ以外
の他のバスマスタへ、バス使用要求を受け付けない旨を
示す使用不許可信号を送る機能を有している。このバス
使用制御手段１２は、設定値記憶部１２−１と、比較器
１２−２と、マスクパルス発生部１２−３とを有してい
る。

【００２９】設定値記憶部１２−１は、バス使用要求率
の閾値を記憶する。このバス使用要求率の閾値は、予め
設定されたものであり、かつ、その後の変更が可能であ
る。比較器１２−２は、バス使用率測定手段１１から送
られてきたバス使用要求率の測定値と、設定値記憶部１
２−１から取り出したバス使用要求率の閾値とを比較す
る。

【００３０】そして、比較器１２−２は、比較の結果、
バス使用要求率の測定値が閾値を超過しているときに、
このバスマスタを優先的にバスの使用を許可するものと
して決定する。つまり、この比較器１２−２で決定され
たバスマスタのみが高優先（ＨｉｇｈＰｒｉｏｒｉｔ
ｙ）とされ、他のバスマスタはすべて優劣なく公平とさ
れる。

【００３１】さらに、比較器１２−２は、この決定した
バスマスタについてのバス使用要求の測定値にもとづい
てマスクパルス率を決定する。このマスクパルス率の決
定は、予め設けられたテーブル（可変）にもとづき、バ
ス使用要求率の高さに応じて行われる。

【００３２】決定されたマスクパルス率は、比較器１２
−２からマスクパルス発生部１２−３へ送られる。な
お、比較器１２−２における比較は、バスマスタ２０−
１〜２０−ｎからのバス使用要求ごとに行われる。この
ため、バス使用を許可するバスマスタ及びマスクパルス
を送信するバスマスタは、バスマスタの状況に応じてダ
イナミックに決定・変更される。

【００３３】マスクパルス発生部１２−３は、比較器１
２−２から送られてきたマスクパルス率にもとづき、マ
スクパルス（使用不許可信号）を生成してバスマスタ２
０−１〜２０−ｎへ送る。このマスクパルスを受け取っ
たバスマスタは、バス調停回路１０でのバス使用要求の
受け付けが拒否される。

【００３４】また、マスクパルス発生部１２−３は、比
較器１２−２でバス使用を許可するバスマスタとして決
定されたバスマスタに対して使用許可信号を送る。この
使用許可信号を受け取ったバスマスタは、バス３０との
接続及び信号の送受信が可能となる。

【００３５】次に、バス調停回路の動作について、図１
及び図２を参照して説明する。バス調停回路１０のバス
使用率測定手段１１において、それぞれのバスマスタ２
０−１〜２０−ｎから送られてきたバス使用要求率が測
定され、この測定結果が比較器１２−２へ送られる。比
較器１２−２において、バス使用率測定手段１１から送
られてきたバス使用要求率の測定値と、設定値記憶部１
２−１から取り出されたバス使用要求率の閾値とが比較
される。

【００３６】比較の結果、バス使用要求率の測定値が閾
値よりも高い場合は、このバス使用要求を送信してきた
バスマスタをバスの使用を許可するバスマスタとして決
定する。なお、本発明において、バスの使用を許可され
るバスマスタをバスマスタ２０−１とする。

【００３７】そして、比較器１２−２において、マスク
パルス発生部１２−３で生成されるマスクパルスのマス
クパルス率が、バス使用要求率の測定値にもとづいて決
定され、マスクパルス発生部１２−３へ送られる。マス
クパルス発生部１２−３において、マスクパルス率にも
とづきマスクパルスが生成され、バスマスタ２０−１以
外のバスマスタ２０−２〜２０−ｎへ送られる。

【００３８】マスクパルスを送信することにより、バス
調停回路１０は、バスマスタ２０−１〜２０−ｎからの
バス使用要求を、そのマスクパルスの送信期間中受け付
けないようにすることができる。なお、バスの使用を許
可するバスマスタ２０−１が決定されても、このバスマ
スタ２０−１にバス３０を１００％専有させることはで
きないため、予め専有の限界値を設定しておくことが望
ましい。

【００３９】次に、バス調停回路における調停の動作及
びバス調停回路とバスマスタとの間で入出力される信号
の変化について、図３を参照して説明する。同図は、バ
ス調停回路とバスマスタとの間で入出力される信号の変
化を示すタイミングチャートである。

【００４０】なお、以下の説明においては、三つのバス
マスタ（バスマスタ２０−１（Ｍ１）、バスマスタ２０
−２（Ｍ２）及びバスマスタ２０−３（Ｍ３））がバス
調停回路１０に接続されているものとする。また、同図
においてＲＥＱは、バスマスタ２０−１〜２０−３から
バス調停回路１０へ送られるバス使用要求信号を示す。

【００４１】さらに、ＡＣＫは、バス調停回路１０から
バスマスタ２０−１〜２０−３への使用許可信号を、Ｍ
ＡＳＫは、バス調停回路１０からバスマスタ２０−１〜
２０−３への使用不許可信号をそれぞれ示す。また、同
図に表す時間中、バスマスタ２０−１からのバス使用要
求のみが、バス使用要求の閾値を超えたものとする。

【００４２】同図中のＣＬＫ３において、バスマスタ２
０−１（Ｍ１）から出力されたバス使用要求のバス使用
要求率が、ＣＬＫ６付近においてバス使用要求率の閾値
を超えたとする（同図の（１））。この閾値の超過にも
とづき、バス調停回路１０からバスマスタ２０−１以外
のバスマスタ２０−２及び２０−３へ、使用不許可信号
が送られる（（２）及び（３））。そして、バスマスタ
２０−１へ使用許可信号が送られる（（４））。

【００４３】次いで、ＣＬＫ７でバスマスタ２０−２か
らバス使用要求が、また、ＣＬＫ９でバスマスタ２０−
３からバス使用要求が、それぞれバス調停回路１０へ送
られたとする（（５）及び（６））。ところが、バス調
停回路１０からバスマスタ２０−２及びバスマスタ２０
−３へは使用不許可信号が送られているため、バス調停
回路１０においては、バスマスタ２０−２及びバスマス
タ２０−３からのバス使用要求を受け付けることができ
ない。

【００４４】さらに、バスマスタ２０−２及びバスマス
タ２０−３へ使用不許可信号が送られている間に、バス
マスタ２０−１からバス調停回路１０へ、再度バス使用
要求が送られたとする（（７））。そして、このバス使
用要求の要求率にもとづきバスマスタ２０−１がバスの
使用を許可するバスマスタとして決定されたとすると、
バスマスタ２０−１に対して使用許可信号が続けて送ら
れる（（８））。

【００４５】その後、使用不許可信号による使用不許可
状態が解除されたバスマスタ２０−２及びバスマスタ２
０−３は、バス使用要求の送出順にバスの使用が可能と
なる。すなわち、バスマスタ２０−２及びバスマスタ２
０−３は、それぞれＣＬＫ１７及びＣＬＫ１８におい
て、バスの使用が可能となる（（９）及び（１０））。

【００４６】バス調停回路における動作及び構成をこの
ような手順及び構成とすれば、一つのバスマスタに対し
て連続したバス使用の許可を可能とするとともに、いず
れのバスマスタに対しても、バス使用の機会を与えるこ
とができる。なお、本発明のバス調停回路は、たとえ
ば、バスマスタ２０−１が非常にＢＵＳＹである場合
に、このバスマスタ２０−１にバス３０を最優先で使用
させる調停手法として有効である。

【００４７】そして、予め優先順位を設定せず、かつ、
バスマスタ２０−１〜２０−３からのバス使用要求のい
ずれについてもバス使用要求の閾値を超過しなかった場
合は、図４に示すように、バス使用要求の要求順にバス
の使用が許可される。すなわち、バスマスタ２０−１
（Ｍ１）に対して使用を許可した後、バスマスタ２０−
２（Ｍ２）及びバスマスタ２０−３（Ｍ３）がアサート
される。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、バス使
用要求の要求率にもとづいてバス使用を許可する一のバ
スマスタが決定され、さらに他のバスマスタに対しては
マスクパルス（使用不許可信号）が送られるため、複数
のバスマスタにバス使用の優先順位を予め設定しなくて
も、複数のバス使用要求を調停できる。

【００４９】すなわち、バスマスタからのバス使用要求
が競合しない場合は、その要求順にバスの使用を許可
し、一方、競合した場合は、要求率の高いバス使用要求
を出力したバスマスタに対してのみバス使用を許可し、
他のバスマスタに対してはバス使用を許可しないように
することができる。

【００５０】したがって、予め設定されるバス使用の優
先順位ではなく、バス使用要求率にもとづいてバス使用
を許可するバスマスタが決定されるため、バス使用のま
ったくできないバスマスタをなくすことができ、かつ、
このバスマスタを含むシステムの機能停止や不成立を防
止できる。

【００５１】また、バス使用要求の要求率にもとづいて
バス使用の許可不許可が判断されるため、たとえば、他
のバスマスタに対して使用不許可信号が送られている間
に、一のバスマスタからの二以上のバス使用要求の要求
率が連続して高い場合には、この一のバスマスタに対す
るバスの使用許可を続けて行うことができる。

【００５２】さらに、バス調停回路に、バス使用要求率
の測定値と閾値とを比較する比較器と、この比較器にお
ける比較の結果にもとづき使用許可信号及び使用不許可
信号を出力するマスクパルス発生部とを設けることによ
り、バス使用要求率の測定値と閾値との比較の結果にも
とづいて、バス使用許可の決定及び他のバスマスタへの
マスクパルスの送信を行うことができる。

【００５３】したがって、バス使用要求の要求率の非常
に高い一のバスマスタがある場合には、他のバスマスタ
へ使用不許可信号を送って、一定期間バスの使用をマス
キングすることにより、その一のバスマスタの優先順位
を一時的にあげることができる。このことから、予め優
先順位を設定しているために、下位順位のバスマスタが
バスを使用する機会を得ることができないという弊害を
回避できる。

【００５４】また、バス調停回路が、複数のバスマスタ
にバスを使用するための優先順位を予め設定することな
く、一のバスマスタを決定し、かつ、複数のバスマスタ
からのバス使用要求が競合していないときには、バス使
用要求の受け付け順にバスの使用を許可することによ
り、予めバスマスタのバス使用の優先順位を設定しなく
ても、バス使用要求の要求順や要求率により、複数のバ
ス使用要求を調停できる。したがって、優先順位の設け
られていない公平な状態においてバス使用を調停するた
め、いずれのバスマスタに対しても、バス使用要求の要
求率が高い場合には、バスの使用を許可することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバス調停回路及び周辺装置等の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明のバス調停回路の内部構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明のバス調停回路及び周辺装置等において
入出力される信号の変化を示すタイミングチャートであ
る。

【図４】使用不許可信号を送出しないバス調停回路及び
周辺装置等において入出力される信号の変化を示すタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１０ バス調停回路 １１ バス使用率測定手段 １２ バス使用制御手段 １２−１ 設定値記憶部 １２−２ 比較器 １２−３ マスクパルス発生部 ２０−１〜２０−ｎ バスマスタ ３０ バス ４０ メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のバスマスタから送られてきたバス
   使用要求を調停して、一のバスマスタにバスの使用を許
   可するバス調停回路であって、 前記複数のバスマスタからの前記バス使用要求の要求率
   を測定するバス要求率測定回路と、 前記要求率にもとづき、前記バスの使用を許可する前記
   一のバスマスタを決定するとともに、この一のバスマス
   タ以外の他のバスマスタへ、前記バスの使用を許可しな
   い旨を示す使用不許可信号を送るバス使用制御手段とを
   有したことを特徴とするバス調停回路。
2. 【請求項２】 前記バス使用制御手段が、 前記バス使用要求の要求率の閾値を記憶する設定値記憶
   部と、 前記バス要求率測定回路で測定された前記要求率の測定
   値と前記設定値記憶部から取り出した前記閾値とを比較
   して、前記一のバスマスタを決定する比較器と、 この比較器で決定された前記一のバスマスタ以外の他の
   バスマスタへ、マスクパルスを前記使用不許可信号とし
   て送るマスクパルス発生部とを有したことを特徴とする
   請求項１記載のバス調停回路。
3. 【請求項３】 前記バス調停回路が、 前記複数のバスマスタに前記バスを使用するための優先
   順位を予め設定することなく、前記一のバスマスタを決
   定し、かつ、前記複数のバスマスタからの前記バス使用
   要求が競合していないときには、前記バス使用要求の受
   け付け順に前記バスの使用を許可することを特徴とする
   請求項１又は２記載のバス調停回路。