JP2005276136A - Bus device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数のマスタと複数のスレーブをバスで接続し、マスタとスレーブ間でデータ転送するバス装置に関するものである。 The present invention relates to a bus device in which a plurality of masters and a plurality of slaves are connected by a bus, and data is transferred between the master and the slaves.
単一バス系統のバス装置では、あるマスタから要求されたデータ転送が実行中であると、実行中のデータ転送が終了するまで他のマスタからのデータ転送要求は待ち状態になるように制御される。このため、データ転送要求の待ち状態の頻度やタイミングによってバス装置全体の性能が低下する可能性がある。 In a bus device of a single bus system, if a data transfer requested by a master is being executed, the data transfer request from another master is controlled to wait until the data transfer being executed is completed. The For this reason, the performance of the entire bus device may be deteriorated depending on the frequency and timing of the waiting state for the data transfer request.
このような不具合を解消するため、従来では、データ転送のためのバス系統を複数設けることで、複数のマスタから転送要求されたデータを同時に多重転送するバス装置が提案されてきた。 In order to solve such problems, conventionally, a bus apparatus has been proposed in which a plurality of bus systems for data transfer are provided to simultaneously multiplex transfer data requested to be transferred from a plurality of masters.
上述したようなバス装置として、例えば特許文献1に開示されるものがある。特許文献1のバス装置では、複数のマスタの各々に多重転送のための専用バス系統が設けられ、スレーブとこれらバス系統との間にスイッチ部が設けられている(以下、従来例1と称する)。上記スイッチ部によりスレーブがバス系統を選択することができ、各バスの系統を同時に使用することが可能である。これによりデータ多重転送を実現している。 An example of the bus device as described above is disclosed in Patent Document 1. In the bus device of Patent Document 1, each of a plurality of masters is provided with a dedicated bus system for multiplex transfer, and a switch unit is provided between the slave and these bus systems (hereinafter referred to as Conventional Example 1). ). The switch unit allows the slave to select the bus system, and the bus systems can be used simultaneously. Thus, data multiplex transfer is realized.
また、この他に、特許文献1では、各マスタと複数のバス系統との間にスイッチ部を設けて、マスタ及びスレーブにおいてもバスの系統を選択する構成(以下、従来例2と称する)も開示されている。このように構成することで、最大バス系統数分の多重転送を実現することができる。 In addition to this, in Patent Document 1, a switch unit is provided between each master and a plurality of bus systems, and a bus system is selected also in the master and slaves (hereinafter referred to as Conventional Example 2). It is disclosed. By configuring in this way, multiple transfers for the maximum number of bus systems can be realized.
従来のバス装置は、データ多重転送のために膨大な配線量が必要であったり、バス系統を減らすとその分多重化が不十分になってしまうという課題があった。 The conventional bus device has a problem that an enormous amount of wiring is required for data multiplex transfer, and if the bus system is reduced, multiplexing becomes insufficient accordingly.
例えば、従来例1によるバス装置では、複数のマスタごとにデータ転送のためのバス系統を設けるため、データの多重転送が可能である反面、バス信号に対応する配線量が膨大になり、装置全体のコストが高くなってしまう。 For example, in the bus device according to the conventional example 1, a bus system for data transfer is provided for each of a plurality of masters, so that multiple data transfer is possible, but the amount of wiring corresponding to bus signals becomes enormous, and the entire device The cost of will become high.
また、従来例2は、マスタがスイッチ部によりバスのデータ転送系統を選択することができるため、従来例1に比べ、バスの系統数を減らすことができる。しかしながら、従来例2の構成では、データ転送系統数がnであった場合、最大多重化はnまでであるため、装置全体の性能を十分に高くすることができない。 Further, in the conventional example 2, the master can select the data transfer system of the bus by the switch unit, so that the number of bus systems can be reduced compared to the conventional example 1. However, in the configuration of Conventional Example 2, when the number of data transfer systems is n, the maximum multiplexing is up to n, and thus the performance of the entire apparatus cannot be sufficiently increased.
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、マスタ及びスレーブのバスとの接続部にそれぞれ設けたスイッチ部によりバスを分割してデータ転送に割り当てることで、転送系統数より多くのデータ転送を同時に実行することができ、且つ従来と比較してバス系統における配線量を減少させることができるバス装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and by dividing the bus by the switch units provided at the connection parts with the master and slave buses and assigning the data transfer, the number of transfer systems can be increased. It is an object of the present invention to provide a bus device that can execute data transfer simultaneously and can reduce the amount of wiring in a bus system as compared with the prior art.
この発明に係るバス装置は、バスを介して互いに接続する複数のマスタ装置及び複数のスレーブ装置を備えたバス装置において、複数のマスタ装置及び複数のスレーブ装置とバスとの各接続点に設けられ、これら装置によるデータ転送に応じて接続点でバスを分割してデータ転送経路を形成するスイッチ部を備えるものである。 A bus device according to the present invention is provided at each connection point between a plurality of master devices, a plurality of slave devices, and a bus in a bus device including a plurality of master devices and a plurality of slave devices connected to each other via a bus. A switch unit is provided that divides the bus at the connection point according to data transfer by these devices to form a data transfer path.
この発明によれば、バスを介して互いに接続する複数のマスタ装置及び複数のスレーブ装置を備えたバス装置において、複数のマスタ装置及び複数のスレーブ装置とバスとの各接続点に設けられ、これら装置によるデータ転送に応じて接続点でバスを分割してデータ転送経路を形成するスイッチ部を備えるので、転送系統数より多くのデータ転送を同時に実行することができ、且つ従来と比較してバス系統における配線量を減少させることができるという効果がある。 According to the present invention, in a bus device including a plurality of master devices and a plurality of slave devices connected to each other via a bus, the bus devices are provided at connection points between the plurality of master devices and the plurality of slave devices and the bus. Since it has a switch unit that divides the bus at the connection point according to data transfer by the device to form a data transfer path, more data transfer than the number of transfer systems can be executed at the same time, and compared to the conventional bus There is an effect that the amount of wiring in the system can be reduced.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるバス装置の構成を示す図である。実施の形態1によるバス装置は、複数のマスタ11〜1n及びこれらマスタをバス3にそれぞれ接続するスイッチ部411〜4n1並びに複数のスレーブ21〜2m及びこれらマスタをバス3にそれぞれ接続するスイッチ部412〜4m2からなり、これらマスタ及びスレーブ並びにスイッチ部にそれぞれ信号線を介して接続するアービタ5によってデータ転送が制御される。但し、n,mは自然数である。バス3は、マスタとスレーブとの間でのデータ転送に関するコマンド、アドレス、データを転送する。
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing a configuration of a bus device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. The bus device according to the first embodiment includes a plurality of
図2は、図1中のマスタ及びスレーブ周辺の構成を示す図であり、例えば1系統のバス3に複数のマスタ及び複数スレーブを接続した場合の構成を示している。マスタ11〜1n及びスレーブ21〜2mは1系統のバス3にそれぞれ接続しており、その接続点にスイッチ部411〜4n1,412〜4m2がそれぞれ設けられる。これらスイッチ部411〜4n1,412〜4m2を介してマスタ11〜1nとスレーブ21〜2mとの間でデータ転送61〜6nが実行される。なお、図では、マスタ11〜1nとスレーブ21〜2mが順番に並んで配置されている例を示したが、任意の並び順であっても構わない。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration around the master and slave in FIG. 1, and shows the configuration when a plurality of masters and a plurality of slaves are connected to one
マスタ11〜1nは例えばCPU等であり、スレーブ21〜2mとしては例えば上記CPU等との間でデータのやり取りが行われるRAMやROM等の記憶装置が考えられる。スイッチ部411〜4n1,412〜4m2は、バス3における信号の流れを開閉して所望のマスタとスレーブとの間でデータ転送させる構成であればよく、例えば図3に示すようなものが考えられる。
The
図3では、図2中のスイッチ421を例にして示している。図示の例によるスイッチ421は、2つのPMOSトランジスタ4211,4212を直列に接続し、マスタ12への信号線をその接点に設けて構成される。PMOSトランジスタ4211,4212のゲートは、アービタ5からの信号線に接続している。これにより、アービタ5から上記信号線を介して伝送された制御信号でPMOSトランジスタ4211,4212がオンオフ制御される。また、他のスイッチ部411,431〜4n1,412〜4m2も同様の構成であるものとする。
FIG. 3 shows the
例えば、スイッチ部412において、アービタ5からの制御信号でPMOSトランジスタ4211がオフ状態になり、PMOSトランジスタ4212がオン状態になった場合を考える。このとき、マスタ12は、PMOSトランジスタ4212側のバス3でデータ転送可能となり、PMOSトランジスタ4211側のバス3とは分離される。
For example, consider the case where the
なお、図3では、スイッチ部の機能についての理解を容易にするために簡略化した構成を示したもので、これに限定されるものではなく、バス3における信号の流れをオンオフすることが可能な回路であればよい。
Note that FIG. 3 shows a simplified configuration for facilitating understanding of the function of the switch unit, and the present invention is not limited to this, and the signal flow in the
次に動作について説明する。
マスタ11〜1nは、データ転送をするにあたり、図1に示すように、転送先のスレーブを識別するスレーブID及びデータ転送要求であるrequest信号からなるデータ転送要求信号をアービタ5に出力する。
Next, the operation will be described.
As shown in FIG. 1, the
アービタ5では、マスタからのデータ転送要求信号に基づいて当該要求に応じた転送経路が存在するか否かを判断し、この結果をsw_busy信号として当該マスタに出力する。例えば、データ転送要求信号中のスレーブIDで特定されたスレーブや当該要求を行ったマスタに対応するスイッチ部が他のデータ転送によって使用されており、当該要求に応じたデータ転送経路を構成することができない場合、当該転送経路が存在しないと判断する。
Based on the data transfer request signal from the master, the
この場合、アービタ5は、スイッチ部が他のデータ転送で使用されており、当該データ転送要求に応じた転送経路が存在しない旨を、sw_busy信号をH(ハイ)レベルにしてマスタに出力する。一方、データ転送要求に応じた転送経路が存在する場合、sw_busy信号をL(ロウ)レベルにしてマスタに出力する。
In this case, the
また、アービタ5は、データ転送要求に応じた転送経路が存在しない場合、request2信号をL(ロウ)レベルにして、当該要求信号中のスレーブIDで特定されたスレーブに出力する。一方、データ転送要求に応じた転送経路が存在する場合、request2信号をH(ハイ)レベルにして上記スレーブに出力する。このとき、スレーブは、データ転送を了解した旨のAck信号をデータ転送要求したマスタに出力し、データ転送が実行される。
Further, when there is no transfer path corresponding to the data transfer request, the
次に、複数のマスタと複数のスレーブとの間でのデータ転送要求が同時になされた場合の処理について説明する。ここでは、図4(a)に示すように、マスタ11からスレーブ21へのデータ転送、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送、マスタ13からスレーブ22へのデータ転送が、図4(b)に示すように互いの転送処理が終了する前に実行要求された場合を例にして説明する。
Next, processing when data transfer requests are simultaneously made between a plurality of masters and a plurality of slaves will be described. Here, as shown in FIG. 4A, data transfer from the
マスタ11,12,13は、スレーブ21,23,22へのデータ転送を実行するにあたり、上述したようなデータ転送要求信号(Hレベルのrequest信号、スレーブID)をアービタ5に出力する。なお、マスタはデータ転送が完了するまでHレベルのrequest信号を出力し続ける。これにより、アービタ5が、他のデータ転送要求があった場合に、マスタからのrequest信号のレベルに基づいて既存のデータ転送の有無を判断できるようにしている。
When the
アービタ5は、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送要求があると、スレーブIDで特定したスレーブ23とマスタ12との間のスイッチ部421,422,431,432が他のデータ転送に使用されているか否かを判断する。
When there is a data transfer request from the
図4(b)では、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送要求が最も早くなされ、他のデータ転送によってスイッチ部が使用されていないので、アービタ5は、スイッチ部421,422,431,432がオン状態になるよう制御する。例えば、図3に示す構成であれば、スイッチ部421,422,431,432のPMOSトランジスタをオン制御してマスタ12からスレーブ23までのデータ転送経路を設定する。また、スイッチ部421,432の他のPMOSトランジスタをオフ制御してバス3を分割してマスタ12からスレーブ23までのデータ転送経路を他の転送経路とは独立に形成する。
In FIG. 4B, since the data transfer request from the
これにより、アービタ5は、データ転送要求に応じた転送経路が存在する旨を示すLレベルのsw_busy信号をマスタ12に出力すると共に、Hレベルのrequest2信号をスレーブ23に出力する。Hレベルのrequest2信号を受けると、スレーブ23は、上記転送経路を介してデータ転送を了解した旨のAck信号をマスタ12に出力し、データ転送が実行される(図4(b)中のData欄参照)。
As a result, the
このあと、図4(b)に示すように、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送が終了する前に、マスタ11からスレーブ21へのデータ転送要求がなされると、アービタ5は、スレーブIDで特定したスレーブ21とマスタ11との間のスイッチ部411,412が他のデータ転送に使用されているか否かを判断する。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, if a data transfer request from the
図4(b)の例では、他のデータ転送によってスイッチ部411,412が使用されていないので、アービタ5は、これらがオン状態になるよう制御する。このとき、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送に影響を与えないように、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送経路をバス3から分割するようにスイッチ部の制御がなされる。
In the example of FIG. 4B, since the
例えば、図3に示す構成であれば、スイッチ部412のマスタ11側のPMOSトランジスタをオン制御すると共に、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送に影響を与えないように、スイッチ部412のマスタ12側のPMOSトランジスタをオフ制御する。これにより、バス3を分割してマスタ12からスレーブ23へのデータ転送経路とは独立にマスタ11からスレーブ21までのデータ転送経路が形成されることになる。
For example, in the configuration shown in FIG. 3, the PMOS transistor on the
次に、アービタ5は、データ転送要求に応じた転送経路が存在する旨を示すLレベルのsw_busy信号をマスタ11に出力すると共に、Hレベルのrequest2信号をスレーブ21に出力する。Hレベルのrequest2信号を受けると、スレーブ21は、上記転送経路を介してデータ転送を了解した旨のAck信号をマスタ11に出力する。このようにして、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送と同時にマスタ11からスレーブ21へのデータ転送が実行される(図4(b)中のData欄参照)。つまり、バス3によるデータ転送系統数+1のデータ転送が同時に実行されることになる。
Next, the
続いて、図4(b)に示すように、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送、及び、マスタ11からスレーブ21へのデータ転送が終了する前に、マスタ13からスレーブ22へのデータ転送要求がなされると、アービタ5は、スレーブIDで特定したスレーブ22とマスタ13との間のスイッチ部431,422が他のデータ転送に使用されているか否かを判断する。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, the data transfer request from the
このとき、スイッチ部431,422は、マスタ12からスレーブ23へのデータ転送で使用されているので、アービタ5は、当該スイッチ部が使用されている間、Hレベルのsw_busy信号をマスタ13に出力する(図4(b)参照)。マスタ13は、Hレベルのrequest信号をアービタ5に出力して要求を続けるが、アービタ5からHレベルのsw_busy信号が出力されている間はデータ転送待ち状態に入る。
At this time, since the
このあと、アービタ5は、マスタ12からのrequest信号がLレベルとなり、マスタ12とスレーブ23との間のデータ転送が完了したものと判断されると、これに応じてマスタ13からスレーブ22までのデータ転送経路を設定するようにスイッチ部431,422をオン状態に制御し、Lレベルのsw_busy信号をマスタ13に出力する。
Thereafter, when the request signal from the
例えば、図3に示す構成であれば、スイッチ部431のスレーブ22側のPMOSトランジスタをオン制御すると共に、スレーブ23側のバス3領域と分離するため、スイッチ部431のスレーブ23側のPMOSトランジスタをオフ制御する。また、スイッチ部422のマスタ13側のPMOSトランジスタをオン制御すると共に、マスタ12側のバス3領域と分離するため、スイッチ部422のマスタ12側のPMOSトランジスタをオフ制御する。これにより、バス3を分割してマスタ13からスレーブ22までのデータ転送経路が形成される。即ち、他のデータ転送経路とは独立にマスタ13からスレーブ22までのデータ転送経路が設定されることになる。
For example, in the configuration shown in FIG. 3, the PMOS transistor on the
また、アービタ5は、Lレベルのsw_busy信号をマスタ13に出力すると同時に、Hレベルのrequest2信号をスレーブ22に出力する。Hレベルのrequest2信号を受けると、スレーブ22は、上記転送経路を介してデータ転送を了解した旨のAck信号をマスタ13に出力する。このようにして、マスタ11からスレーブ21へのデータ転送と同時にマスタ13からスレーブ22へのデータ転送が実行される(図4(b)中のData欄参照)。
Further, the
以上のように、この実施の形態1によれば、マスタ11〜1n及びスレーブ21〜2mのバス3との接続点にスイッチ部411〜4n1,412〜4m2をそれぞれ設け、これらスイッチ部によりデータ転送要求に応じた転送経路をバス3から分割することで、1系統のデータ転送系統であっても複数のデータ転送を同時に実行することができ、且つ従来と比較してバス系統における配線量を減少させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the
なお、図3に示す構成を有するスイッチ部において、互いに隣り合うスイッチ部については、いずれか一方のPMOSトランジスタを省略してもよい。例えば、図2に示すよう、スイッチ部412,421は、互いにPMOSトランジスタ同士で接続されることになるため、これらトランジスタのうちのいずれか一方を削除しても構わない。
In the switch section having the configuration shown in FIG. 3, any one of the PMOS transistors may be omitted for the switch sections adjacent to each other. For example, as shown in FIG. 2, since the
例えば、スイッチ部421のPMOSトランジスタ4211を削除しても、スイッチ部412のPMOSトランジスタが、データ転送経路を設定するにあたり必要に応じてバス3を分割することが可能となる。このように、本発明によるスイッチ部は、図3に示したようなPMOSトランジスタを使用したものでなくとも、必要に応じてバス3を分割することができる構成であればよい。
For example, even if the
また、図3に示すスイッチ部の構成では、2つのPMOSトランジスタ4211,4212をオンオフ制御するための信号線がそれぞれ必要であったが、図5に示すように、1本の信号線でアービタ5とシリアル・パラレル変換回路4213とを接続し、シリアル・パラレル変換回路4213から2本の信号線でPMOSトランジスタ4211,4212をオンオフ制御するように構成してもよい。
Further, in the configuration of the switch section shown in FIG. 3, signal lines for controlling on / off of the two
この構成では、アービタ5が、1本の信号線を介してスイッチ部421のPMOSトランジスタ4211,4212をオンオフ制御するための制御信号をシリアルに送信し、シリアル・パラレル変換回路4213が受信する。シリアル・パラレル変換回路4213では、受信した制御信号に関するシリアル信号をパラレル信号に変換して対応するPMOSトランジスタ4211,4212に出力する。このように構成することで、スイッチ部とアービタ5との間での配線数を削減することができ、装置全体のコストを低減することができる。
In this configuration, the
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2によるバス装置の構成を示す図であり、2系統のバスに複数マスタ及び複数スレーブが接続されている。実施の形態2によるバス装置は、複数のマスタ11〜1n及びこれらマスタをバス31,32にそれぞれ接続するスイッチ部411〜4n1,413〜4n3並びに複数のスレーブ21〜2m及びこれらマスタをバス31,32にそれぞれ接続するスイッチ部412〜4m2,414〜4m4からなる。また、上記実施の形態1と同様に上記マスタ及びスレーブ並びにスイッチ部にそれぞれ信号線を介して接続するアービタ5によってデータ転送71,72,73が制御される。但し、n,mは自然数である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a bus device according to
スイッチ部411〜4n1,412〜4m2,413〜4n3,414〜4m4及びバス31,32を介してマスタ11〜1nとスレーブ21〜2mとの間でデータ転送71〜7nが実行される。なお、図では、マスタ11〜1nとスレーブ21〜2mが順番に並んで配置されている例を示したが、任意の並び順であっても構わない。
また、マスタ11〜1nは例えばCPU等であり、スレーブ21〜2mとしては例えば上記CPU等との間でデータのやり取りが行われるRAMやROM等の記憶装置が考えられる。スイッチ部411〜4n1,412〜4m2,413〜4n3,414〜4m4は、バス31,32における信号の流れを開閉して所望のマスタとスレーブとの間でデータ転送させる構成であればよく、例えば図7に示すようなものが考えられる。
The
図7では、図6中のスイッチ414を例にして示している。図示の例によるスイッチ414は、6つのPMOSトランジスタ4141〜4146から構成され、バス32上にPMOSトランジスタ4141,4142を直列に接続し、バス系統31への信号線上にPMOSトランジスタ4143,4144を直列に接続し、直列接続した各PMOSトランジスタ対を跨ぐようにPMOSトランジスタ4145,4146がそれぞれ接続される。
In FIG. 7, the
PMOSトランジスタ4141〜4146の各ゲートは、アービタ5からの信号線に接続している。これにより、アービタ5から上記信号線を介して伝送された制御信号でPMOSトランジスタ4141〜4146がオンオフ制御される。また、他のスイッチ部411〜4n1,412〜4m2,413〜4n3,414〜4m4も同様の構成であるものとする。
Each gate of the
例えば、スイッチ部414において、アービタ5からの制御信号でPMOSトランジスタ4142,4143,4145,4146をオフ状態とし、PMOSトランジスタ4141,4144をオン状態にした場合を考える。このとき、スレーブ21は、PMOSトランジスタ4141側のバス32でデータ転送可能となり、バス系統31やPMOSトランジスタ4142側のバス32とは分離される。
For example, consider a case where the
なお、図7では、スイッチ部の機能についての理解を容易にするために簡略化した構成を示したもので、これに限定されるものではなく、バス31,32における信号の流れをオンオフすることが可能な回路であればよい。つまり、本実施の形態によるスイッチ部は、上記実施の形態1と同様にバスを分割する機能を有し、かつ、バス系統31からスレーブ21に転送される信号がバス系統32に影響を与えない機能を有する。
Note that FIG. 7 shows a simplified configuration for easy understanding of the function of the switch unit, and the present invention is not limited to this, and the signal flow in the
次に動作について説明する。
マスタ11〜1nは、データ転送をするにあたり、上記実施の形態1で示したように、転送先のスレーブを識別するスレーブID及びデータ転送要求であるrequest信号からなるデータ転送要求信号をアービタ5に出力する。
Next, the operation will be described.
When transferring data, the
アービタ5では、マスタからのデータ転送要求信号に基づいて当該要求に応じた転送経路が存在するか否かを判断し、この結果をsw_busy信号として当該マスタに出力する。例えば、データ転送要求信号中のスレーブIDで特定されたスレーブや当該要求を行ったマスタに対応するスイッチ部が他のデータ転送によって使用されており、当該要求に応じたデータ転送経路を構成することができない場合、当該転送経路が存在しないと判断する。
Based on the data transfer request signal from the master, the
この場合、アービタ5は、スイッチ部が他のデータ転送で使用されており、当該データ転送要求に応じた転送経路が存在しない旨を、sw_busy信号をH(ハイ)レベルにしてマスタに出力する。一方、データ転送要求に応じた転送経路が存在する場合、sw_busy信号をL(ロウ)レベルにしてマスタに出力する。
In this case, the
また、アービタ5は、データ転送要求に応じた転送経路が存在しない場合、request2信号をL(ロウ)レベルにして、当該要求信号中のスレーブIDで特定されたスレーブに出力する。一方、データ転送要求に応じた転送経路が存在する場合、request2信号をH(ハイ)レベルにして上記スレーブに出力する。このとき、スレーブは、データ転送を了解した旨のAck信号をデータ転送要求したマスタに出力し、データ転送が実行される。ここまでの基本動作は、上記実施の形態1と同様である。
Further, when there is no transfer path corresponding to the data transfer request, the
次に、複数のマスタと複数のスレーブとの間でのデータ転送要求が同時になされた場合の処理について説明する。ここでは、図8に示すように、マスタ12からスレーブ21へのデータ転送B及びマスタ13からスレーブ22へのデータ転送Cが実行されている途中に、マスタ11からスレーブ23へのデータ転送要求aがなされた場合を説明する。
Next, processing when data transfer requests are simultaneously made between a plurality of masters and a plurality of slaves will be described. Here, as shown in FIG. 8, a data transfer request a from the
マスタ11,12,13は、スレーブ21,23,22へのデータ転送を実行するにあたり、上述したようなデータ転送要求信号(Hレベルのrequest信号、スレーブID)をアービタ5に出力する。なお、マスタはデータ転送が完了するまでHレベルのrequest信号を出力し続ける。これにより、アービタ5が、他のデータ転送要求があった場合に、マスタからのrequest信号のレベルに基づいて既存のデータ転送の有無を判断できるようにしている。
When the
先ず、アービタ5は、マスタ12からスレーブ21へのデータ転送要求bがあると、スレーブIDで特定したスレーブ21とマスタ12との間のスイッチ部421,423,414が他のデータ転送に使用されているか否かを判断する。
First, when there is a data transfer request b from the
他のデータ転送によってスイッチ部が使用されていないと、アービタ5は、スイッチ部421,423,414がオン状態になるよう制御する。例えば、図7に示す構成であれば、スイッチ部421,423,414のPMOSトランジスタをオン制御してマスタ12からスレーブ21までのデータ転送経路を設定する。
If the switch unit is not used by another data transfer, the
このとき、アービタ5は、他のデータ転送に影響を与えないようにするため、バス31,32を分割してマスタ12からスレーブ21までのデータ転送経路を割りあてるべくスイッチ部421,423,414のPMOSトランジスタのオンオフ制御を実行する。
At this time, the
これにより、アービタ5は、データ転送要求bに応じた転送経路が存在する旨を示すLレベルのsw_busy信号をマスタ12に出力すると共に、Hレベルのrequest2信号をスレーブ21に出力する。Hレベルのrequest2信号を受けると、スレーブ21は、上記転送経路を介してデータ転送を了解した旨のAck信号をマスタ12に出力し、データ転送Bが実行される。
As a result, the
また、マスタ13からスレーブ22へのデータ転送要求cがあると、アービタ5は、スレーブIDで特定したスレーブ22とマスタ13との間のスイッチ部431,433,424が他のデータ転送に使用されているか否かを判断する。
When there is a data transfer request c from the
これらスイッチ部は他のデータ転送によって使用されていないので、アービタ5は、スイッチ部431,433,424がオン状態になるよう制御する。例えば、図7に示す構成であれば、スイッチ部431,433,424のPMOSトランジスタをオン制御してマスタ13からスレーブ22までのデータ転送経路を設定する。
Since these switch units are not used for other data transfer, the
このとき、アービタ5は、他のデータ転送に影響を与えないようにするため、バス31,32から分割してマスタ13からスレーブ22までのデータ転送経路を形成すべくスイッチ部431,433,424のPMOSトランジスタのオンオフ制御を実行する。
At this time, the
これにより、アービタ5は、データ転送要求cに応じた転送経路が存在する旨を示すLレベルのsw_busy信号をマスタ13に出力すると共に、Hレベルのrequest2信号をスレーブ22に出力する。Hレベルのrequest2信号を受けると、スレーブ22は、上記転送経路を介してデータ転送を了解した旨のAck信号をマスタ13に出力し、データ転送Cが実行される。
As a result, the
このあと、データ転送B,Cが終了する前に、マスタ11からスレーブ23へのデータ転送要求aがなされると、アービタ5は、スレーブIDで特定したスレーブ23とマスタ11との間のスイッチ部411〜434が他のデータ転送に使用されているか否かを判断する。
Thereafter, when a data transfer request a from the
ここで、スイッチ部411,412,422,432,434は、他のデータ転送B,Cに使用されていない。そこで、アービタ5は、これらがオン状態になるよう制御する。このとき、データ転送B,Cに影響を与えないように、マスタ11からスレーブ23へのデータ転送経路は、バス31,32を分割して形成する。
Here, the
例えば、図7に示す構成のスイッチ部411であれば、バス32への信号線から分離されるようにバス32側のPMOSトランジスタをオフ制御し、マスタ11及びスイッチ部412側のPMOSトランジスタをオン制御する。また、スイッチ部412では、スレーブ21を介した転送経路から分離されるようにスレーブ21側のPMOSトランジスタをオフ制御し、スイッチ部411,421側のPMOSトランジスタをオン制御する。
For example, in the case of the
スイッチ部422では、スレーブ22を介した転送経路から分離されるようにスレーブ22側のPMOSトランジスタをオフ制御し、スイッチ部421,431側のPMOSトランジスタをオン制御する。
In the
スイッチ部432では、転送経路がバス32へのコーナーとなってバス31から分離されるようスイッチ部431及びバス32側のPMOSトランジスタのみをオン制御する。さらに、スイッチ部434では、スレーブ22側の転送経路から分離されるようにスイッチ部433側のPMOSトランジスタをオフ制御し、スイッチ部432及びスレーブ23側のPMOSトランジスタをオン制御する。
In the
一方、スイッチ部421,431は、データ転送B,Cにそれぞれ使用されている。このとき、アービタ5は、当該スイッチ部の切り替えによってデータ転送要求aに対応した転送経路を設定できるか否かを判定する。例えば、図7に示す構成のスイッチ部であれば、PMOSトランジスタのオンオフ制御によって転送経路を複数パターン設定することができる。
On the other hand, the
特に、PMOSトランジスタ4145は、PMOSトランジスタ4141,4142がオフ状態であるときにオン制御することで、バス系統31及びスレーブ21間の経路と分離してバス32を他の転送経路に使用することができる。また、PMOSトランジスタ4146も、PMOSトランジスタ4142,4143がオフ状態であるときにオン制御することで、バス32と独立してバス系統31及びスレーブ21間の経路を他の転送経路に使用することができる。
In particular, the
上記判定処理においてデータ転送B,Cに使用されているスイッチ部をどのように切り替えてもデータ転送要求aに対応した転送経路を設定できないと判定される場合、アービタ5は、これらスイッチ部が使用されている間、Hレベルのsw_busy信号をマスタ11に出力する。マスタ11は、Hレベルのrequest信号をアービタ5に出力して要求を続けるが、アービタ5からHレベルのsw_busy信号が出力されている間はデータ転送待ち状態に入る。
If it is determined in the above determination process that the transfer path corresponding to the data transfer request a cannot be set no matter how the switch sections used for the data transfers B and C are switched, the
図8の例において、アービタ5は、データ転送B,Cに使用されているスイッチ部421,431の切り替えによって構築可能な転送経路のパターンを判断し、これらスイッチ部について上述したようなPMOSトランジスタのオンオフ制御で図8下段に示したような転送経路がデータ転送要求aに対応した転送経路として設定することができると判定する。
In the example of FIG. 8, the
このあと、アービタ5は、データ転送Bにおいて、マスタ13からスレーブ22までのデータ転送経路をバス31,32から分離すべくスイッチ部421のPMOSトランジスタがオンオフ制御されているところ、当該データ転送Bによる転送経路から独立して、つまり、バス31,32を分割してデータ転送要求aに対応した転送経路が形成されるようスイッチ部421を切り替える。
Thereafter, in the data transfer B, the
ここで、スイッチ部421,431が、図7において、「バス系統31に接続」を「マスタ12(マスタ13)に接続」と、「スレーブ21に接続」を「スイッチ部423(スイッチ部433)に接続」と、「バス32」を「バス31」と読み替えた構成である場合を考える。
Here, the
このとき、スイッチ部421において、マスタ12からスイッチ部423への経路をバス31,32から分離するように、例えばPMOSトランジスタ4146のみがオン制御されていたところ、アービタ5は、PMOSトランジスタ4145もオン状態にする。同様に、スイッチ部431において、マスタ13からスイッチ部433への経路をバス31,32から分離するように、例えばPMOSトランジスタ4146のみがオン制御されていたところ、アービタ5は、PMOSトランジスタ4145もオン状態にする。これにより、データ転送要求aに対応した転送経路の一部であるスイッチ部421からスイッチ部431間の経路が設定される。
At this time, in the
次に、アービタ5は、データ転送要求aに応じた転送経路が存在する旨を示すLレベルのsw_busy信号をマスタ11に出力すると共に、Hレベルのrequest2信号をスレーブ23に出力する。Hレベルのrequest2信号を受けると、スレーブ23は、上記転送経路を介してデータ転送を了解した旨のAck信号をマスタ11に出力する。このようにして、データ転送B,Cと同時にマスタ11からスレーブ23へのデータ転送Aが実行される。つまり、バス31,32によるデータ転送系統数+1のデータ転送が同時に実行されることになる。
Next, the
以上のように、この実施の形態2によれば、マスタ11〜1n及びスレーブ21〜2mのバス31,32との接続点にスイッチ部411〜4n1,413〜4n3,412〜4m2,414〜4m4をそれぞれ設け、これらスイッチ部によりデータ転送要求に応じた転送経路をバス31,32から分割することで、データ転送系統数を超えるデータ転送要求があっても、これら要求に応じたデータ転送を同時に実行することができ、且つ従来と比較してバス系統における配線量を減少させることができる。
As described above, according to the second embodiment, the
なお、図7に示す構成を有するスイッチ部において、互いに隣り合うスイッチ部については、いずれか一方のPMOSトランジスタを省略してもよい。例えば、図6に示すよう、スイッチ部413,414は、互いにPMOSトランジスタ同士で接続されることになるため、これらトランジスタのうちのいずれか一方を削除しても構わない。
In the switch section having the configuration shown in FIG. 7, any one of the PMOS transistors may be omitted for the switch sections adjacent to each other. For example, as shown in FIG. 6, since the
例えば、スイッチ部413のPMOSトランジスタ4142を削除しても、スイッチ部414のPMOSトランジスタ4141が、データ転送経路を設定するにあたり必要に応じてバス32を分割することが可能となる。このように、本発明によるスイッチ部は、図7に示したようなPMOSトランジスタを使用したものでなくとも、必要に応じてバス31,32を分割することができる構成であればよい。
For example, even if the
また、図7に示すスイッチ部の構成では、6つのPMOSトランジスタ4141〜4146をオンオフ制御するための信号線がそれぞれ必要であったが、1本の信号線でアービタ5とシリアル・パラレル変換回路とを接続し、シリアル・パラレル変換回路から6本の信号線でPMOSトランジスタ4141〜4146をオンオフ制御するように構成してもよい。
Further, in the configuration of the switch section shown in FIG. 7, signal lines for controlling the on / off of the six
この構成では、アービタ5が、1本の信号線を介してスイッチ部のPMOSトランジスタ4141〜4146をオンオフ制御するための制御信号をシリアルに送信し、シリアル・パラレル変換回路が受信する。シリアル・パラレル変換回路では、受信した制御信号に関するシリアル信号をパラレル信号に変換して対応するPMOSトランジスタに出力する。このように構成することで、スイッチ部とアービタ5との間での配線数を削減することができ、装置全体のコストを低減することができる。
In this configuration, the
なお、上記実施の形態2では、2系統のバスに対して同時に3つ以上のデータ転送を可能にする例を示したが、図9に示すように3系統のバスを設けて多重転送するように構成してもよく、上記と同様の効果を得ることが可能であることは容易に推測できる。 In the second embodiment, an example has been shown in which three or more data transfers can be simultaneously made to two buses. However, as shown in FIG. It can be easily assumed that the same effect as described above can be obtained.
図9は、図6の構成にさらにバス33を加えた3系統のバスを有するバス装置であり、マスタ11〜13とバス33との接続点にスイッチ部415,425,435を設け、スレーブ21〜23とバス33との接続点にスイッチ部416,426,436を設けている。スイッチ部415,425,435,416,426,436は、例えば図7に示すような構成を有してアービタ5により複数のデータ転送要求に応じた各転送経路を互いに独立して設定することができる。
FIG. 9 is a bus device having three buses in which the
図示の例では、上記実施の形態2と同様に、スイッチ部411,413のオンオフ制御によりマスタ11のバス32を介したデータ転送経路a1が、スイッチ部421,412,431,422,424,426のオンオフ制御によりマスタ12とスレーブ22との間でのデータ転送経路b1が、スイッチ部431,433,435,416のオンオフ制御によりマスタ13とスレーブ21との間でのデータ転送経路c1が、スイッチ部415,413,423,414,433,424,434,436のオンオフ制御によりスレーブ23のバス32,33を介したデータ転送経路d1が設定されている。
In the illustrated example, as in the second embodiment, the data transfer path a1 through the
また、本発明の特徴であるマスタ及びスレーブとバス系統との各接続点にデータ転送ごとに転送経路をバス系統から分離できるスイッチ部を設ける構成であれば、バス系統数は1〜3に限らず4以上であってもよい。 In addition, the number of bus systems is limited to 1 to 3 as long as a switch unit capable of separating the transfer path from the bus system for each data transfer is provided at each connection point between the master and slave and the bus system, which is a feature of the present invention. It may be 4 or more.
以上のように、この発明に係るバス装置は、マスタ及びスレーブのバスとの接続部にそれぞれ設けたスイッチ部によりバスを分割してデータ転送に割り当てることで、複数のデータ転送を同時に実行することができ、且つ従来と比較してバス系統における配線量を減少させることができるので、バスを介して複数のプロセッサ装置(CPU等)と複数の記憶装置がデータをやり取りするマルチプロセッサシステムに適用可能である。 As described above, the bus device according to the present invention executes a plurality of data transfers at the same time by dividing the bus by the switch units provided at the connection portions with the master and slave buses and allocating them to the data transfer. Can be reduced and the amount of wiring in the bus system can be reduced compared to the conventional one, so it can be applied to multiprocessor systems in which multiple processor devices (CPU, etc.) and multiple storage devices exchange data via the bus. It is.
11〜1n マスタ(マスタ装置)、21〜2m スレーブ(スレーブ装置)、3,31〜33 バス、411〜4n1,412〜4m2,413〜4n3,414〜4m4,415,416,425,426,435,436 スイッチ部、4211,4212,4141〜4146 PMOSトランジスタ、4213 シリアル・パラレル変換回路、5 アービタ、61〜6n,71〜73,a1,b1,c1,A,B,C データ転送、a,b,c データ転送要求。 11 to 1n master (master device), 21 to 2m slave (slave device), 3, 31 to 33 bus, 411 to 4n1, 412 to 4m2, 413 to 4n3, 414 to 4m4, 415, 416, 425, 426, 435 , 436 switch unit, 4211, 4212, 4141-4146 PMOS transistor, 4213 serial-parallel conversion circuit, 5 arbiter, 61-6n, 71-73, a1, b1, c1, A, B, C data transfer, a, b , C Data transfer request.
Claims (3)
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