JP2003517681A - 共用資源アービトレーション方法及び装置 - Google Patents

共用資源アービトレーション方法及び装置

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JP2003517681A
JP2003517681A JP2001545969A JP2001545969A JP2003517681A JP 2003517681 A JP2003517681 A JP 2003517681A JP 2001545969 A JP2001545969 A JP 2001545969A JP 2001545969 A JP2001545969 A JP 2001545969A JP 2003517681 A JP2003517681 A JP 2003517681A
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Abstract

(57)【要約】 メモリ等の共用資源を用いるためにエージェントを選択するアービター装置に関する。通常のラウンドロビンリストが、ブート動作中の選択プロセスにおいて用いられる。イニシャライゼーションプロセス中、動的リストが、システムリクワイアメントに応じて生成される。動的リスト選択プロセスは、幾つかある形式の如何なるものを採用しても良い。第１モードにおいて、プライオリティを持つリストされたエージェントのみを選択しても良く、それらの如何なるエージェントが、所与の選択サイクル中繰り返されても良い。第２モードにおいて、選択されたプライオリティエージェントがアイドルである場合、指定されたバディエージェントを選択しても良い。何れのモードにおいても且つプライオリティ選択ルールのセットに応じて、１つ以上の最低のプライオリティを持つデフォルトエージェントに、所与のリストエントリスロットに対して指定されたより高いプライオリティを持つエージェントがアイドルである場合、アクセスが与えられても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、広くは、共用資源アクセスアービトレーションに関し、とりわけ、
各々がデータ処理システム内のメモリ等の共用且つ共通の資源を用いようとする
、複数のエージェントまたはリクエスタのニーズの突合せにフレキシビリティを
与える方法及びシステムに関する。
【０００２】
【背景】
アービターは、多数のエージェントまたはリクエスタ間でのメモリや通信バス
等の共用資源へのアクセスの認可を制御する。メモリ資源の場合、そのようなリ
クエスタは、中央処理ユニット(CPUs)、スクリーンリフレッシュＤＭＡ（ダイレ
クトメモリアクセス）プロセッサ、３ＤドローイングブロックＤＭＡプロセッサ
、２ＤドローイングブロックＤＭＡプロセッサ、ＵＳＢインタフェース、イーサ
ネット（Ｒ）インタフェース等を含むであろう。それらの各ユニットは、共通資
源を求めて争うが、各エージェントまたはリクエスタのリクワイヤメントは、任
意の時点において遂行されるデータ処理の形式に応じて変化するかもしれない。
【０００３】 アービトレーションタスクを実行する既知の現在の方法は、典型的には、煩雑
でフレキシビリティのないスケジューリング技術を用い、ほかには、変化してい
くシステムの負荷に上手く適合しない極めて簡単な方式を用いている。そのよう
な技術の例は、当該技術分野において、“ラウンドロビン”、固定プライオリテ
ィ、マルチレベルプライオリティ、アービトレートされる資源の過去の勝者に基
づいて変化するリクエスタプライオリティ等々と呼ばれる。ある煩雑なアービト
レーションシステムは、任意の時点のシステムリクワイアメントに依存して、幾
つかの上述のアービトレーション方式の異なる方式間で動的に切り換えている。
【０００４】 変化していくシステムリクワイアメントに対する固有のフレキシビリティを所
与のエージェントまたは資源リクエスタのセットに与える一方、新しく割当てら
れたタスクを実行する必要性がある場合に他のエージェントの追加を依然可能に
するような簡単なアービトレーション方式を持つことが望ましいであろう。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、少なくとも二つのモードにおいて動作可能なリスト駆動型アービト
レーション方法を有する。ブートモードにおいて、全てのあり得るリクエスタを
有するリストが用いられ、アービターは、“ラウンドロビン”等の簡単な技術を
用いて、システムのイニシャライゼーションプロセス中に共用資源を割当てる。
イニシャライゼーション後、異なる、即ち、第２のリストを用いて、共用資源へ
のアクセスが許可されるであろう特定のエージェントを特定する。典型的にはブ
ートリストよりもより少ないユニークなエージェントを指定するであろう、この
第２のリストは、システム負荷のリクワイアメントに応じて大きなフレキシビリ
ティを可能にするように、指定されるエージェント及び該リストのインタープリ
テーション(interpretation)の両方に関して動的に変更させることができる。
【０００６】 本発明及びその利点のより完全な理解のために、以下の詳細な説明において添
付の図面を参照する。
【０００７】
【詳細な説明】
図１を参照すると、ブロック１０は、１つ以上のＣＰＵ、モニタ、１つ以上の
ディスクドライブ等（それらは当該技術分野において良く知られているので特に
示していない）を含むデータ処理システムを表している。ブロック１０内で、共
用メモリ資源ブロック１２が、アービター１４と共に特に示されている。資源１
２に対するエージェントまたはリクエスタが、エージェント０、１及びＮとして
図示されていて、更に、それぞれ１６、１８及び２０が付されている。各エージ
ェントは、要求及び認可リンクによりアービター１４に接続され、共通バス２２
によりメモり１２に接続されることが示されている。
【０００８】 図２にアービター１４がより詳細に示されている。アービター１４は、リスト
セレクタ３２及びプログラミングインタフェース３４に信号を供給する制御論理
ブロック３０を有している。リストセレクタ３２は、ブート即ち静的リスト３６
、動的即ち通常動作リスト３８、及び本発明のある好ましい実施例において所望
されるであろう任意の第２の動的リストを表す破線ブロック４０に接続されてい
る。リストセレクタ３２はまた、それぞれリード(lead)４４及び４６上のプライ
オリティエージェント指定子及びバディエージェント指定子を該リストセレクタ
に供給するための要求突合せブロック４２に接続されている。典型的には、リー
ド４４上で供給されるプライオリティエージェント指定子は、制御論理３０また
はプログラミングインタフェース３４により決定される如何なるリスト３６、３
８及び４０から得られるであろう。バディエージェント指定子は、その時点でア
クセスされている動的リストの特定のエントリアクセススロットから得られるで
あろう。制御論理３０は、より高いプライオリティのエージェントがアイドルで
ある場合に、もしあれば、あり得る代替エージェント(alternate agents)の何れ
を採択すべきかをブロック４２に知らせるために、リード４８上でモード選択信
号を要求突合せブロック４２に供給する。プログラミングインタフェースブロッ
ク３４はまた、ブロック４２及びデフォルトエージェントブロック５０に信号を
供給する。更に示されるように、要求突合せブロック４２は、各エージェントか
らの要求入力及び各エージェントへの認可出力を持つ。
【０００９】 図３の流れ図は、ブートモード決定ブロック７０で始まる。システムが依然イ
ニシャライズされている場合、プロセスは、図４に示されるようなブートリスト
から次の新しいブートエージェントを選択するブロック７２に進む。図４の各エ
ントリは、“ラウンドロビン”プロシージャで順次アクセスされる。言い換える
と、リスト上の最初のエントリから最後のエントリまで各エージェントが順序通
りアクセス要求のためにチェックされた場合に、プロセスはリスト上の最初の項
目に戻る。エージェントが共用資源１２へのアクセスを要求しているか否かを確
認するためのチェックが決定ブロック７４においてなされる。要求していない場
合、プロセスは、イニシャライゼーションが完了し、ブートモードが終了してい
るか否かを決定するために決定ブロック７６に進む。選択されたエージェントが
アクセスを要求していることがブロック７４において決定される場合、ブロック
７８においてアクセスが認可される。選択されたエージェントがメモリ１２の使
用を終えると、プロセスはブロック７６に続いていく。システムが依然ブートモ
ードにあることがブロック７６において決定される場合、プロセスは、リスト内
の新しいブートエージェントを選択するためにブロック７２に戻る。他方、イニ
シャライゼーションが完了していることがブロック７６において決定される場合
、プロセスは、ブートモードブロック７０に戻り、次いで、次のプライオリティ
エージェントを選択するブロック８０に進む。決定ブロック８２におけるプロセ
スは、そのエントリに対して選択されたプライオリティエージェントが資源１２
へのアクセスを要求しているかどうかを確かめる。
【００１０】 プライオリティエージェント及び関連付けられるバディエージェントが、図５
において一例の動的即ち通常リストに述べられている。図示のように、９個のエ
ントリの各々に対してエージェント１、２及び３の繰り返しがあることに留意さ
れたい。この例におけるエージェント４及び５は、より低いプライオリティを持
ち、故に、プライオリティエージェントの一つが一時的にアイドルである場合に
のみアクセスが認可される。
【００１１】 図３を参照すると、選択されたプライオリティエージェントがアクセスを要求
している場合、ブロック８４において認可されることに留意されたい。エージェ
ントがアクセスを完了している場合、本発明のある好ましい実施例においては決
定ブロック８６に入る。ブートモードの変更がない場合、プロセスは、図５のリ
ストから次のプライオリティエージェントを選択するためにブロック８６からブ
ロック８０に戻る。ブートの変更がある場合、プロセスはブロック７０に戻る。
【００１２】 図１、３及び５を参照すると、選択されたプライオリティエージェントが要求
していない（即ち、一時的にアイドルである）ことを決定ブロック８２が決定す
る場合、図１のプログラミングインタフェースブロック３４に従ってバディモー
ドがイネーブルであるかどうかを決定するために決定ブロック８８に入る。バデ
ィモードがイネーブルである場合、選択されたエントリに対してリストされてい
るバディエージェントがチェックされる。図５によると、選択されたエントリが
２である場合、プライオリティエージェントはエージェント３であり、バディエ
ージェントはエージェント５である。エージェント５がアクセスを要求している
場合、この要求はブロック９０において認可される。エージェント５が資源１２
へのアクセスを完了している場合、プロセスはブロック８６に進む。
【００１３】 ブロック８８における決定がバディの実施可能性(enablement)または選択され
たバディが要求するアクセスの何れかに対してＮＯである場合、プロセスは決定
ブロック９２に続く。決定ブロック９２においては、デフォルトの実施可能性が
、１つ以上のデフォルトエージェントがアクセスを要求しているか否かと共にチ
ェックされる。デフォルトの実施可能性及びアクセス要求がある場合、ブロック
８６に戻る前にブロック９４に従って認可されるであろう。デフォルトの実施可
能性またはデフォルトエージェントのアクセス要求の何れかがＮＯである場合、
プロセスはブロック９２からブロック８６に直接進む。
【００１４】 １つ以上のデフォルトエージェントがイネーブルであっても良い。このイネー
ブルの通知は、プログラミングインタフェース３４により論理３０及び要求ブロ
ック４２の両方に供給される。図２のアービター１４は、プライマリデフォルト
エージェント及び補助デフォルトエージェントの可能性を図示している。斯くし
て、アービター１４がどのエージェントに資源１２へのアクセスを認可すべきか
を選択するために動的リストを用いている場合、その時点におけるシステムリク
ワイアメントに応じて大きなフレキシビリティを与えることができることが上記
から明らかであろう。言い換えると、動的リストからの選択が単にプライオリテ
ィエージェントであっても良く、またプライオリティエージェントが一時的にア
イドルである場合指定されたバディエージェントを選択しても良い。更に、全て
のより高いプライオリティのエージェントが所与のアクセス選択時においてアイ
ドルである場合、１つ以上のデフォルトエージェントにアクセスが許可されても
良い。
【００１５】 上記から、バディエージェントがイネーブルではないが、二つのデフォルトエ
ージェントがイネーブルであるような線形動的モードの状況において、アクセス
が、図５における表の各エントリ位置に対して以下の表により決定されるように
決定しても良いであろう。 リストエーシ゛ェント 第1(最高)フ゜ライオリティ テ゛フォルトエーシ゛ェント0 第2フ゜ライオリティ テ゛フォルトエーシ゛ェント1 第3(最低)フ゜ライオリティ(補助テ゛フォルトエーシ゛ェント)
【００１６】 バディモードが用いられ、二つのデフォルトエージェントがイネーブルである
場合、以下の表を、図５の表の各エントリ位置に対するアクセスを決定するため
に用いても良い。 フ゜ライマリエーシ゛ェント 第1(最高)フ゜ライオリティ ハ゛テ゛ィエーシ゛ェント 第2フ゜ライオリティ テ゛フォルトエーシ゛ェント0 第3フ゜ライオリティ テ゛フォルトエーシ゛ェント1 第4(最低)フ゜ライオリティ
【００１７】 アービトレーション方法は、幾つかの異なるモードで動作することができる。
イニシャライゼーション中、共用資源へのアクセスを必要とするであろう各エー
ジェントに、図４に示される固定、即ち、静的リストに従ってアクセスが与えら
れる。イニシャライゼーションプロセス中、それらエージェントの多くは所与の
資源へのアクセスを要求しないであろうし、斯くして、セレクタは、何度もリス
ト中を繰返す一方で、多くのリストされたエージェントの幾つかのみに共用資源
へのアクセスを与えるであろう。イニシャライゼーションが完了すると、この変
更が決定ブロック７６において検出され、リストセレクタ３２は、ブロック３６
の静的リストを選択することを止め、一例が図５に示されている動的リスト３８
に変更する。
【００１８】 図５の例においては、エージェント１、２及び３が、メモリへのアクセスが保
証されなければならない“プライオリティ”エージェントとして示されている。
エージェント４及び５は、プライオリティエージェントがアクセスを要求してい
ない場合のみメモリへのアクセスが認可される、より低いプライオリティのエー
ジェントである。そのような状況において、エージェント６が、非常に低いプラ
イオリティであり、プライマリエージェント／バディエージェントの組がメモリ
にアクセスすることを必要としていない場合のみアクセスが認可されるデフォル
トエージェントとしてブロック５０において指定されても良い。
【００１９】 図２のアービターは、（現在は示されていないが）図５のリスト内に含まれる
１つ以上のデフォルトエージェントを持っても良い。これは、図２におけるブロ
ック５０の必要を無くすであろう。リストセレクタ３２は、付加的に、１つ以上
のデフォルトがプログラミングインタフェース３４及びシステムリクワイアメン
トに従ってイネーブルである場合のデフォルトエージェント出力を持つであろう
。
【００２０】 図３の流れ図は、システムの状態が変更され、動的リストを修正する必要があ
る場合にアービターをブートモードに戻すことを可能にする。このブートモード
状態への変更は、図３の決定ブロック８６において検出される。動的リストの修
正が完了すると、このアクション即ちステップがブロック７０において検出され
、アービター（及び、それ故、リストセレクタ３２）は新しく修正された動的リ
スト３８に基づくアクセスの割当に戻る。
【００２１】 本発明の更なる好ましい実施例は、モードの変更を手助けする（破線ブロック
４０として図２に示されている）第２の動的リストを用いることである。二つの
動的リストを用いた場合、現在用いられていない、即ち、選択されていないリス
トを変更する一方で、他方のリストを用いることができる。ひとたび選択されて
いないリストが正しく修正される、即ち、更新されると、アービターに“リスト
を切替えること”を伝えることができる。選択プロセスにおいて猶予のある、即
ち、適時の時点において、アービターはリストを変更し、ここで、新しく選択さ
れたリストをアービトレーションに用いつつ、過去に用いられていたリストを修
正に供することが可能となる。これは、“ピンポン”タイプの動作（即ち、一方
が用いられる一方で、他方が変更される）を提供する。
【００２２】 典型的には、図５のリストは、エージェントよりも多い数のエントリに対処す
るであろう。このようにして、二回以上リスト内に所与のエージェントを導入す
ることにより共用資源へのより多くのアクセスを当該エージェントに割当てるこ
とが可能となる。図示のように、図５は９個のエントリを図示している。バディ
モードがイネーブルではない場合、エージェント１を、最初の８エントリにおい
て１つおき（１、３、５、７）にリストし、中途のエントリ２、４、６及び８に
エージェント２及び３を導入することができるであろう。そのような状況におい
て、エントリ９をブランクのままとしても良い、即ち、現存していないエージェ
ントをリストすることができ、図３の流れ図は、当該エントリに対して要求がな
いと決定するであろう。しかしながら、エージェント１は５０％の時間アクセス
が許可されるであろう。
【００２３】 リストは、図示のように固定長であっても良く、また当該リスト内の最後の有
効なエントリを特定するためにエンドオブリスト指定(an end of list designat
ion)を含み、これにより、流れ図が、述べられたエンドオブリスト指定を検出し
た場合に該リストの始まりに戻るようにしても良い。
【００２４】 本発明を特定の実施例を参照して記載したが、それらの記載は限定的な意味合
いで捉えられるべきではない。本発明のその他の実施例、及び開示された実施例
の種々の修正及び再構成が、本発明の記載を参照した場合に当業者にとって明ら
かとなるであろう。それ故、請求の範囲は本発明の真の範囲及び精神内に入る如
何なるその様な修正例及び実施例を包含するであろうことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例において利用されるアービターが組み込まれたデ
ータ処理システムを表している。
【図２】本発明の一実施例が組み込まれたアービトレーションシステムのブ
ロック図である。
【図３】本発明の一実施例が組み込まれたデータ処理システムにおいて用い
られる流れ図である。
【図４】本発明の一実施例において利用される静的、即ち、ブートリストの
一例である。
【図５】本発明の一実施例において用いられる動的、即ち、通常動作リスト
の一例である。
【符号の説明】
１０…データ処理システム １２…共用メモリ資源ブロック １４…アービター １６、１８、２０…エージェント ３０…制御論理ブロック ３２…リストセレクタ ３４…プログラミングインタフェースブロック ３６…ブート（静的）リスト ３８…動的（通常動作）リスト ４０…第２動的リスト ４４、４６…リード ５０…デフォルトエージェントブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B060 CD13 KA01 5B061 BA01 BB01 BC02 BC03

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 共用資源を用いるために現在のエージェントを選択するアー
    ビトレーションプロトコル方法であって、 共用資源の次のアクセススロットのユーザを選択する際にアービターにより順
    次アクセスされる記憶されたリストから第１の包括的モードにおいて動作する一
    方、アービトレーションシステムをイニシャライズするステップ、及び 共用資源の次のアクセススロットのユーザを選択する際にアービターにより順
    次アクセスされる動的に生成されるエージェントリストから通常動作中第２の選
    択的モードにおいて動作するステップを有するアービトレーションプロトコル方
    法。
  2. 【請求項２】 前記第２のモードにおいて用いるエージェントリストであっ
    て、当該リスト内の少なくとも一つのプライオリティエージェントが更に代替バ
    ディエージェントを指定するようなエージェントリストを形成するステップ、 前記プライオリティエージェントによる前記共用資源へのアクセスを通常許可
    するステップ、及び 前記プライオリティエージェントが一時的にアイドルである場合指定された前
    記バディエージェントにアクセススロットをドネートする(donate)ステップを更
    に有する、請求項１に記載のアービトレーションプロトコル方法。
  3. 【請求項３】 前記第２のモードにおいて用いるエージェントリストであっ
    て、複数のプライオリティエージェントを含むエージェントリストを形成するス
    テップ、 前記プライオリティエージェントによる前記共用資源へのアクセスを通常許可
    するステップ、及び 現在選択されている前記プライオリティエージェントが前記共用資源へのアク
    セスを要求していない場合指定されたデフォルトエージェントにアクセスを認可
    するステップを更に有する、請求項１に記載のアービトレーションプロトコル方
    法。
  4. 【請求項４】 前記第２のモードにおいて用いるデフォルトエージェントを
    特定するステップ、及び 現在選択されている前記プライオリティエージェントも指定された前記バディ
    エージェントも前記共用資源へのアクセスを要求していない場合指定された前記
    デフォルトエージェントにアクセスを認可するステップを更に有する、請求項２
    に記載のアービトレーションプロトコル方法。
  5. 【請求項５】 前記第２のモードにおいて用いるエージェントリストであっ
    て、当該リスト内のユニークなプライオリティアクセスエージェントよりも多い
    エントリを持つエージェントリストを形成するステップを更に有し、それにより
    、当該リスト内の少なくとも一つのプライオリティエージェントがアービトレー
    ションサイクルにおいて２回以上の前記共用資源へのアクセスを持つ、請求項１
    に記載のアービトレーションプロトコル方法。
  6. 【請求項６】 前記記憶されたリストから前記第１の包括的モードにおいて
    動作する一方、前記共用資源の次のアクセススロットのユーザを選択する際にア
    ービトレータにより順次アクセスされるように用いられる前記動的に生成される
    エージェントリストのフォーマットを変更するステップを更に有する、請求項１
    に記載のアービトレーションプロトコル方法。
  7. 【請求項７】 第１及び第２の動的に生成されるエージェントリストを作成
    するステップ、及び 前記第１及び第２の動的に生成されるエージェントリストの一方から動作する
    一方、該第１及び第２の動的に生成されるエージェントリストの他方のフォーマ
    ットを変更するステップを更に有する、請求項１に記載のアービトレーションプ
    ロトコル方法。
  8. 【請求項８】 共用資源へのアクセスを制御するデータ処理システム内のア
    ービターであって、 固定リスト、 イニシャライゼーションプロセス中に作成され、通常動作時前記共用資源への
    アクセスが許可されるべき複数のエージェントを有する動的リスト、及び 順次、前記データ処理システムがイニシャライズされている間共用資源の次の
    アクセススロットのユーザを選択する際に前記固定リストをアクセスし、通常動
    作中共用資源の次のアクセススロットのユーザを選択する際に前記動的リストを
    アクセスするセレクタを有するアービター。
  9. 【請求項９】 システムの動作変更を検出する場合に前記動的リスト内にリ
    ストされるユニークなエージェントの数を変更する手段を更に有する、請求項８
    に記載のアービター。
  10. 【請求項１０】 システムの動作変更を検出する場合に、選択されたプライ
    オリティエージェントが前記共用資源の利用に関し一時的にアイドルである場合
    に前記動的リスト内の選択されるべきエージェントのインタープリテーションを
    変更する手段を更に有する、請求項８に記載のアービター。
  11. 【請求項１１】 前記動的リストが各アクセスロット内にプライオリティエ
    ージェント及び代替バディエージェントを含み、 当該アービターが更に、前記プライオリティエージェントが一時的にアイドル
    である場合指定された前記バディエージェントにスロットをドネートする(donat
    e)ドネーティングセレクタ(donating selector)を有する、請求項８に記載のア
    ービター。
  12. 【請求項１２】 現在のアクセススロット内にリストされているより高いプ
    ライオリティのエージェントが前記共用資源へのアクセスを要求していない場合
    指定されたデフォルトエージェントへのアクセスを認可するデフォルトセレクタ
    を更に有する、請求項８に記載のアービター。
  13. 【請求項１３】 前記動的リストが、該動的リスト内のユニークなプライオ
    リティアクセスエージェントよりも多いエントリを含み、それにより、当該リス
    ト内の少なくとも一つのプライオリティエージェントが全アービトレーションサ
    イクルにおいて２回以上の前記共用資源へのアクセスを持つ、請求項８に記載の
    アービター。
  14. 【請求項１４】 前記動的リスト内に含まれるユニークなエージェントのプ
    ライオリティフォーマット及び数の少なくとも一方を変更するように動作する動
    的リストモディファイア(dynamic list modifier)、及び 前記動的リストのフォーマットを改訂している間に前記固定リストを利用する
    ように動作するセレクションリバータ(selection reverter)を更に有する、請求
    項８に記載のアービター。
  15. 【請求項１５】 第２動的リストジェネレータ、 システムリクワイアメントに応じて第１及び第２の動的リストの一方または他
    方の使用の間で切替えるように動作するセレクションリバータ、及び 現在用いられていない前記動的リスト内に含まれるユニークなエージェントの
    プライオリティフォーマット及び数の少なくとも一方を変更するように動作する
    動的リストモディファイアを更に有する、請求項８に記載のアービター。
JP2001545969A 1999-12-16 2000-12-12 共用資源アービトレーション方法及び装置 Withdrawn JP2003517681A (ja)

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US09/464,248 US6678774B2 (en) 1999-12-16 1999-12-16 Shared resource arbitration method and apparatus
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