JP2004046782A

JP2004046782A - 緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法及び仲裁装置

Info

Publication number: JP2004046782A
Application number: JP2002357966A
Authority: JP
Inventors: Jung-Hyun Kim; 金　▲ジュン▼　▲ヒュン▼
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-02-12
Also published as: US7058742B2; US20040010646A1; KR20040006345A; KR100475735B1

Abstract

【課題】優先順位の低いマスタプロセッサにもバス使用権限を付与することにより、データ遺失を防止し、共有バスを効率的に使用できる緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法及び仲裁装置を提供する。
【解決手段】緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法において、多数のマスタのうち緊急を要するマスタからバス使用要求信号と共に緊急要求信号をアービタに送出したとき、前記アービタで緊急要求信号を送ったマスタにバス占有信号を伝送して共有バスの使用権限を付与する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共有バス仲裁方法及び仲裁装置に係るもので、特に共有バスを用いて通信するマスタプロセッサにおいて共有バス使用要求のときに緊急要求信号を送って優先順位の低いマスタプロセッサでもバス使用権限を付与することができる緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法及び仲裁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、一つのシリアルバスに多数個のマスタプロセッサを連結してバスを共有して通信をするシステムにおいて、データを伝送するために一つのマスタプロセッサのみに使用権限を与えている。マイクロコントローラのように単一チップに集積化されたシステムはいろんな機能ブロックから構成され、このようなシステムはチップサイズの小型化を図るためにデータバスを共有する構造をもつのが一般的である。そして、マイクロコントローラのようなシステムは一般に集積化されたそれぞれの機能ブロックがデータバスを共有できるように仲裁役割を行う仲裁器を含んでいる。そして、バスを共有する各バスマスタにはその重要度に従いバス占有率が相対的に高いものと低いものとに区分され、このように互いに異なった重要度をもつバスマスタ間の仲裁は固定優先順位仲裁方法が多く適用されている。
【０００３】
図３は従来の共有バスの使用権限を付与するシステムのマスタとアービタ間の連結構成図である。
共有バス１０と、この共有バス１０にそれぞれ連結され第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１−ＲｅｑｕｅｓｔＮを送ってバス占有信号Ｇｒａｎｔ１−ＧｒａｎｔＮを受信したときに共有バス１０を占有して通信をする第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎと、この第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎから第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮを受けて、指定された優先順位に従いバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを前記第１マスタ〜第ｎマスタ　２０−１〜２０−Ｎに出力するアービタ３０と、から構成される。
【０００４】
第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎはそれぞれの第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮを発生してアービタ３０にそれぞれ送出する。アービタ３０は第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎから第１乃至〜第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮを受けて、指定された優先順位に従いバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを前記第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎのうち一つに出力する。第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎのうちバス占有信号Ｇｒａｎｔを受けたマスタは共有バス１０を占有して通信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の共有バスの使用権限を付与するシステムは、共有バスを用いようとするマスタの数が多い場合、優先順位の低いマスタが必要とされる時点においてバスの使用権限を受けないことにより、データが遺失されてバス使用効率が劣るという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、共有バスの使用権限を付与するシステムにおいてバス使用要求信号を送るときに緊急要求信号を同時に送って緊急なマスタにバス使用権限を付与する緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法及び仲裁装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法は、多数のマスタのうち緊急を要するマスタからバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔと共に緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴをアービタに送出したとき、前記アービタで緊急要求信号を送ったマスタにバス占有信号Ｇｒａｎｔを伝送して共有バスの使用権限を付与することを特徴とする。
【０００８】
前記緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴは該当マスタのバス使用に対する緊急の程度を示す信号で、一つの信号でなく幾つかの信号で構成することもできる。緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴとバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔを組合わせて緊急の程度を示すことができる。
【０００９】
前記バス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔと共に前記緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴを前記アービタに送出したマスタが２個以上ある場合、その優先順位の最も高いマスタにバス占有信号Ｇｒａｎｔを伝送することが好ましい。
【００１０】
前記緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴを前記アービタに送出せずにバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔだけを前記アービタに送ったマスタが２個以上ある場合、予め指定した優先順位に従い優先順位の最も高いマスタにバス占有信号Ｇｒａｎｔを伝送することが好ましい。
【００１１】
本発明による緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁装置は、共有バスにそれぞれ連結されバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ及び緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴをそれぞれ送って、バス占有信号ＧＲＡＮＴを受信したときに共有バスを占有して通信を行う多数のマスタと、この多数のマスタからバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ及び緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴを受けて、前記多数のマスタのうち緊急要求信号を送ったマスタに指定された優先順位及び緊急の程度に従いバス占有信号Ｇｒａｎｔを伝送するアービタと、から構成されることを特徴とする。
【００１２】
前記アービタは、前記多数のマスタからそれぞれ送出されたバス使用要求信号及び緊急要求信号を組合わせて緊急の程度に従いそれに該当するバス使用要求信号と優先順位グループ選択信号を出力する多数のデコーダと、この多数のデコーダから出力された最上位優先順位グループ選択信号を受けてバス占有信号を生成して出力する多数のアービタロジックと、前記多数のデコーダから出力された優先順位グループ選択信号を受けてバス占有選択信号を出力する選択ロジックと、この選択ロジックから出力されたバス占有選択信号により前記多数のアービタロジックで生成したバス占有信号のうち一つを選択出力するＭＵＸと、から構成されることを特徴とする。
【００１３】
前記アービタは、前記バス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔと共に前記緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴが前記多数のマスタのうち２個以上のマスタから受信されたとき、優先順位の最も高いマスタにバス占有信号Ｇｒａｎｔを伝送することを特徴とする。
【００１４】
前記アービタは、前記多数のマスタのうち２個以上のマスタから前記緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴが受信されずバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔだけを受信したとき、予め指定された優先順位に従い優先順位の最も高いマスタにバス占有信号Ｇｒａｎｔを伝送することを特徴とする。
【００１５】
前記アービタは、前記多数のマスタからそれぞれ送出されたバス使用要求信号及び緊急要求信号を組合わせて緊急の程度に従いそれに該当する優先順位グループ選択信号とバス使用要求信号を出力する多数のデコーダと、この多数のデコーダから出力された最上位優先順位グループ選択信号を受けてバス占有信号を生成して出力する多数のアービタロジックと、多数のバス使用要求信号を受けてバス占有選択信号を出力する選択ロジックと、この選択ロジックから出力されたバス占有選択信号により前記多数のアービタロジックで生成したバス占有信号のうち一つを選択出力するＭＵＸと、から構成されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を用いて詳しく説明する。その説明において、関連の公知機能或いは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にすると判断される場合はその詳しい説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態による共有バスの使用権限を付与するシステムのマスタとアービタ間の連結構成図である。
共有バス１０と、この共有バス１０にそれぞれ連結され第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮ及び第１乃至第ｎ緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴ＿１〜ＵＲＧＥＮＴ＿Ｎを送ってバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを受信したときに共有バス１０を占有して通信を行う第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎと、この第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎから第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮ及び第１乃至第ｎ緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴ＿１〜ＵＲＧＥＮＴ＿Ｎを受けて、指定された優先順位及び緊急の程度に従い第１乃至第ｎバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを前記第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎに出力するアービタ３０と、から構成される。
【００１８】
図２は本発明の実施形態によるアービタ３０の詳細構成図である。
第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎから送出された第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮ及び第１乃至第ｎ緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴ＿１〜ＵＲＧＥＮＴ＿Ｎを組合わせて、それに該当するバス使用要求信号と優先順位グループ選択信号を出力する第１乃至第ｎデコーダ３１−１〜３１−ｎと、この第１乃至第ｎデコーダ３１−１〜３１−ｎから出力された最上位優先順位グループ選択信号を受けてバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを生成して出力する第１乃至第ｎアービタロジック３２−１〜３２−ｎと、前記第１乃至第ｎデコーダ３１−１〜３１−ｎから出力された優先順位グループ選択信号を受けてバス占有選択信号を出力する選択ロジック３３と、この選択ロジック３３から出力されたバス占有選択信号により前記第１乃至第ｎアービタロジック３２−１〜３２−ｎで生成したバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮのうち一つを選択出力するＭＵＸ３４と、から構成される。
【００１９】
上述の図１及び図２を参照して本発明の好ましい実施形態の動作を詳しく説明する。
第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎはそれぞれの第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮ及び第１乃至第ｎ緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴ＿１〜ＵＲＧＥＮＴ＿Ｎを発生してアービタ３０にそれぞれ送出する。アービタ３０は第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎから第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮ及び第１乃至第ｎ緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴ＿１〜ＵＲＧＥＮＴ＿Ｎを受けて指定された優先順位及び緊急程度に従いバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを前記第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎのうち一つに出力する。第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎのうちバス占有信号Ｇｒａｎｔを受けたマスタは共有バス１０を占有して通信をする。
【００２０】
前記アービタ３０に第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮおよび第１乃至第ｎ緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴ＿１〜ＵＲＧＥＮＴ＿Ｎが受信されたときに、優先順位及び緊急程度に従いバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを第１乃至第ｎマスタ２０−１〜２０−ｎに伝送する動作を図２を参照して詳しく説明する。
【００２１】
第１乃至第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎは共有バス１０を使用するためのバス占有権限の優先順位が予め指定されている。このとき、第１乃至第ｎデコーダ３１−１〜３１−ｎは第１マスタ〜第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎから送出された第１乃至第ｎバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮを組合わせて、それに該当するバス使用要求信号と優先順位グループ選択信号を出力する。優先順位グループは最上位グループ、中位グループ、及び最下位グループからなる。第１乃至第ｎアービタロジック３２−１〜３２−ｎは第１乃至第ｎデコーダ３１−１〜３１−ｎから出力された最上位優先順位グループ選択信号を受けてバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを生成して出力する。一方、選択ロジック３３は前記第１乃至第ｎデコーダ３１−１〜３１−ｎから出力された優先順位グループ選択信号を受けてバス占有選択信号をＭＵＸ３４に出力する。ＭＵＸ３４は選択ロジック３３から出力されたバス占有選択信号により前記第１乃至第ｎアービタロジック３２−１〜３２−ｎで生成したバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮのうち一つを選択出力する。
【００２２】
例えば、第１マスタ２０−１が最優先順位に指定された場合、第１マスタ２０−１で第１バス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１を発生して第１デコーダ３１−１に送られると、第１デコーダ３１−１はラインＭａｓｔｅｒ１にハイ信号を出力し、第２乃至第ｎデコーダ３１−２〜３１−ｎは残りのラインＭａｓｔｅｒ２〜ＭａｓｔｅｒＮにロー信号を出力することにより、第１アービタロジック３２−１では第１乃至第ｎバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを出力する。このとき、選択ロジック３３は第１デコーダ３１−１から出力されたハイ信号を受けて第１バス占有信号Ｇｒａｎｔ１を選択するための信号を出力する。従って、ＭＵＸ３４は第１アービタロジック３２−１から出力された第１バス占有信号Ｇｒａｎｔ１を選択出力して第１マスタ２０−１に印加する。したがって、第１マスタ２０−１は共有バス１０を占有して通信をする。
【００２３】
このようにして指定された優先順位に従い第１乃至第ｎマスタ２０−１〜２０−ｎがバス占有をしている途中で、優先順位の低いマスタ、例えば、第２マスタ２０−２が最下位優先順位に指定されたと仮定してその第２マスタ２０−２は、優先順位が最下位であるため共有バス１０を占有することが困難である。このとき、第２マスタ２０−２でバス占有を要求するときは、第２マスタ２０−２で第２バス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ２と第２緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴ２を発生して第２デコーダ３１−２に印加する。すると、第２デコーダ３１−２はラインＭａｓｔｅｒ２にハイ信号を出力し、第１、第３乃至第ｎデコーダ３１−１，３１−３〜３１−ｎは残りのラインＭａｓｔｅｒ１，３〜ＭａｓｔｅｒＮにロー信号を出力する。従って、第１アービタロジック３２−１では第１乃至第ｎバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを出力する。このとき、選択ロジック３３は第２デコーダ３１−２から出力されたハイ信号を受けて第２バス占有信号Ｇｒａｎｔ２を選択するための信号を出力する。従って、ＭＵＸ３４は第１アービタロジック３２−１から出力された第２バス占有信号Ｇｒａｎｔ２を選択出力して第２マスタ２０−２に印加する。したがって、第２マスタ２０−２は共有バス１０を占有して通信する。
【００２４】
このように、第１乃至第ｎマスタ２０−１〜２０−Ｎのうち２個以上のマスタでバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔが同時に発生された場合は、予め指定された優先順位に従いバス占有信号Ｇｒａｎｔを該当のマスタに出力し、バス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔと緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴが同時に発生したマスタがある場合は、その該当マスタにバス占有信号Ｇｒａｎｔを送って共有バス１０を占有するようにする。また、バス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔと緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴが同時に２個以上のマスタで発生された場合は、予め決められた優先順位に従い優先順位の最も高いマスタにバス占有信号Ｇｒａｎｔを送って共有バス１０を占有するようにする。
【００２５】
また、各マスタは一番高い優先順位を一定比率以上だけ要求できないように設計して、バスの使用を全てのマスタに均一に付与するようにする。これと共に使用頻度の高いマスタは比率を高くし、使用頻度の低いマスタは比率を低くしてマスタの特性による優先順位を効率的にする。
【００２６】
本発明の一実施形態で選択ロジック３３は第１乃至第ｎデコーダ３１−１〜３１−ｎの出力を受けて、バス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮのうち一つを選択出力するようにしているが、バス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔ１〜ＲｅｑｕｅｓｔＮを受けてバス占有信号Ｇｒａｎｔ１〜ＧｒａｎｔＮを選択することも本発明の範囲を外れない限り具現することができる。
【００２７】
又、緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴは該当マスタのバス使用に対する緊急程度を示す信号で、一つの信号でなく幾つかの信号で構成することもできる。緊急要求信号ＵＲＧＥＮＴとバス使用要求信号Ｒｅｑｕｅｓｔを組合わせて緊急程度を示すことができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、優先順位が予め決められた多数のマスタにおいてその優先順位の低いマスタが緊急な優先順位を必要とするとき、バス使用要求信号と緊急要求信号を一緒に送って共有バスを使用することにより、データ遺失を防止し共有バスを効率的に使用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による共有バスの使用権限を付与するシステムのマスタとアービタ間の連結構成図である。
【図２】本発明の実施形態によるアービタの詳細構成図である。
【図３】従来の共有バスの使用権限を付与するシステムのマスタとアービタ間の連結構成図である。
【符号の説明】
１０　共有バス
２０−１〜２０−Ｎ　第１マスタ〜第ｎマスタ
３０　アービタ
３１−１〜３１−ｎ　第１乃至第ｎデコーダ
３２−１〜３２−ｎ　第１乃至第ｎアービタロジック
３３　選択ロジック
３４　ＭＵＸ

Claims

緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法において、
多数のマスタのうち緊急を要するマスタからバス使用要求信号と共に緊急要求信号をアービタに送出したとき、前記アービタで緊急要求信号を送ったマスタにバス占有信号を伝送して共有バスの使用権限を付与することを特徴とする緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法。
前記バス使用要求信号と共に前記緊急要求信号を前記アービタに送出したマスタが２個以上ある場合、その優先順位の最も高いマスタにバス占有信号を伝送することを特徴とする請求項１に記載の緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法。
前記緊急要求信号を前記アービタに送出せずにバス使用要求信号ばかりを前記アービタに送ったマスタが２個以上ある場合、予め指定された優先順位に従いその優先順位の最も高いマスタにバス占有信号を伝送することを特徴とする請求項１に記載の緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁方法。
緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁装置において、
共有バスにそれぞれ連結されバス使用要求信号及び緊急要求信号をそれぞれ送ってバス占有信号を受信したときに共有バスを占有して通信する多数のマスタと、
この多数のマスタからバス使用要求信号及び緊急要求信号を受けて前記多数のマスタのうち緊急要求信号を送ったマスタに指定された優先順位及び緊急程度に従いバス占有信号を伝送するアービタと、
から構成されることを特徴とする緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁装置。
前記アービタは、
前記多数のマスタからそれぞれ送出されたバス使用要求信号及び緊急要求信号を組合わせて緊急の程度に従いそれに該当するバス使用要求信号と優先順位グループ選択信号を出力する多数のデコーダと、
この多数のデコーダから出力された最上位優先順位グループ選択信号を受けてバス占有信号を生成して出力する多数のアービタロジックと、
前記多数のデコーダから出力された優先順位グループ選択信号を受けてバス占有選択信号を出力する選択ロジックと、
この選択ロジックから出力されたバス占有選択信号により前記多数のアービタロジックで生成したバス占有信号のうち一つを選択出力するＭＵＸと、
から構成することを特徴とする請求項４に記載の緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁装置。
前記アービタは前記バス使用要求信号と共に前記緊急要求信号が前記多数のマスタのうち２個以上のマスタから受信されたとき、優先順位の一番高いマスタにバス占有信号を伝送することを特徴とする請求項５に記載の緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁装置。
前記アービタは前記多数のマスタのうち２個以上のマスタから前記緊急要求信号が受信されずバス使用要求信号ばかりを受信したとき、予め指定された優先順位に従いその優先順位の最も高いマスタにバス占有信号を伝送することを特徴とする請求項４に記載の緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁装置。
前記アービタは、
前記多数のマスタからそれぞれ送出されたバス使用要求信号及び緊急要求信号を組合わせて緊急の程度に従いそれに該当する優先順位グループ選択信号とバス使用要求信号を出力する多数のデコーダと、
この多数のデコーダから出力された最上位優先順位グループ選択信号を受けてバス占有信号を生成して出力する多数のアービタロジックと、
多数のバス使用要求信号を受けてバス占有選択信号を出力する選択ロジックと、
この選択ロジックから出力されたバス占有選択信号により前記多数のアービタロジックで生成したバス占有信号のうち一つを選択出力するＭＵＸと、
から構成することを特徴とする請求項４に記載の緊急チャンネルを用いた共有バス仲裁装置。