JP2007048289A - 資源要請と関連あるＱｏＳ情報に基づいて共有された資源に対する接近を仲栽するシステム、方法及びコンピュータプログラム媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】資源要請と関連あるＱｏＳ情報に基づいて共有された資源に対する接近を仲栽するシステム、方法及びコンピュータプログラム媒体を提供する。
【解決手段】仲裁システムは、少なくとも一つの共有された資源と、それぞれが前記少なくとも一つの共有された資源に接近するための資源要請メッセージを生成し、前記資源要請メッセージはＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ）情報を含む複数の要請ユニット、そして前記資源要請メッセージに含まれた前記ＱｏＳ情報に基づいて少なくとも一つの共有された資源に対する要請に優先順位を付与する仲裁ユニットを含む。また関連ある方法及びコンピュータプログラム媒体が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は資源要請と関連あるＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ‐ｏｆ‐ｓｅｒｖｉｃｅ）情報とに基づいて、共有された資源に対する接近を仲栽するシステム、方法及びコンピュータプログラム媒体に関する。

データプロセッシングシステムで、 システムバス、メモリバンクなどのような資源（ｒｅｓｏｕｒｃｅ）は多数の競合要請装置および／またはプロセス（マスタ）との間で共有される。その結果、資源に対する接近要請が同時におよび／または競争的に発生する時、そのような資源に対する接近は各マスタが資源に対する接近手順を判別するために仲裁されるべきである。

一形態のＱｏＳ標準は、データバンド幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）及びレイテンシ（ｌａｔｅｎｃｙ）を含む。従って、仲裁器はプロセッサがメモリシステムに対する接近に対して非常に高い優先順位を有するように割り当てることにより、プロセッサが低いレイテンシでメモリシステムに対する接近を可能にする。他の例として、仲裁器はビデオシステムにシステムバスに対する所定のバンド幅を割り当てることによってビデオ画像が要求される所定フレーム内で更新（ｕｐｄａｔｅ）することができるようにする。

本発明の目的は、マスタまたは要請器が共有資源に対する接近を要請する時、公正にマスタまたは要請器に共有資源に対する接近を仲栽する仲裁システム、方法及びプログラム貯蔵媒体を提供することである。

本発明の他の目的は、ネットワークを介してマスタまたは要請器と仲裁ユニットが連結される場合、ネットワークによる遅延を考慮してマスタまたは要請器の共有資源に対する接近要請の優先順位を付与する仲裁システム、方法及びプログラム貯蔵媒体を提供することである。

上述の目的を達成するための本発明の一実施形態によれば、仲裁システムは：少なくとも一つの共有された資源と、それぞれが前記少なくとも一つの共有された資源に接近するための資源要請メッセージを生成し、前記資源要請メッセージはＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ）情報を含む複数の要請ユニット、そして前記資源要請メッセージに含まれた前記ＱｏＳ情報に基づいて少なくとも一つの共有された資源に対する要請に優先順位を付与する仲裁ユニットを含む。

一実施形態において前記ＱｏＳ情報は初期要請時間及び期待レイテンシ時間を含む。

他の実施形態において、前記ＱｏＳ情報は前記初期要請時間と前記期待レイテンシ時間の和を含む。

他の実施形態において、前記ＱｏＳ情報は前記期待レイテンシ時間と結合する前記初期要請時間を含む。

他の実施形態において、前記ＱｏＳ情報は要求データ帯域幅をさらに含む。

一実施形態において、前記複数の要請ユニットはネットワークを含んで前記仲裁ユニットと連結される。

他の実施形態において、前記複数の要請ユニットは前記ネットワークを介してマルチポートインターフェイスを経由して前記仲裁ユニットに連結される。

他の実施形態において、前記複数の要請ユニットは前記ネットワークを介して単一ポートインターフェイスを経由して前記仲裁ユニットに連結される。

他の実施形態において、前記ネットワークはコンピュータネットワークおよび／または少なくとも一つのバスネットワークを含む。

他の実施形態において、前記仲裁ユニットは前記複数の要請ユニットからの資源要請メッセージを貯蔵するための少なくとも一つのバッファを含む。

一実施形態において、前記仲裁ユニットは前記資源要請メッセージと関連ある要請の少なくとも一部を実行した後、前記複数の要請ユニット各々へ承認メッセージを伝送する。

一実施形態において、前記承認メッセージは前記複数の要請ユニットのそれぞれへの到着時間または前記仲裁ユニットへの前記資源要請メッセージ到着時間を含む。

他の実施形態において、前記仲裁ユニットは前記少なくとも一つの共有された資源によって前記資源要請メッセージと関連ある要請の受諾を示す承認メッセージを前記複数の要請ユニット各々へさらに伝送する。

他の実施形態において、前記仲裁ユニットは前記資源要請メッセージと関連ある要請が実行されれば、前記複数の要請ユニット各々へ受諾メッセージを伝送する。

他の実施形態において、前記ＱｏＳ情報は前記複数の応答ユニットのそれぞれに対応する初期応答時間および期待レイテンシを含み、前記複数の応答ユニットのそれぞれはＱｏＳ情報を発生するＱｏＳユニットを含む。前記ＱｏＳユニットは、前記受信メッセージの受信と関連ある時間と前記初期要請時間及び前記期待レイテンシ時間の差である補償値を決めるレイテンシ補償ロジック、そして前記期待レイテンシ時間に前記補償値を加えて次の資源要請メッセージで用いられる前記期待レイテンシ時間を訂正する出力ロジックを含む。

他の実施形態において、前記ＱｏＳ情報は要求データ帯域幅をさらに含む。

他の実施形態において、前記出力ロジックは加重値を利用して前記期待レイテンシ時間を自動訂正する。

他の実施形態において、前記複数の要請ユニット及び前記仲裁ユニットによって共通で用いられるタイマをさらに含む。

他の実施形態において、前記複数の要請ユニット及び前記仲裁ユニットのそれぞれにタイマが含まれる。

上述では本発明の望ましい実施形態によるシステムを言及したが、本発明はシステム、方法そしてコンピュータプログラム媒体として実現することができる。

要請装置から発生した要請時間を考慮して要請装置に対するサービス優先順位を決定する事によって、要請装置から共有装置に伝送される要請信号の遅延が発生しても要請装置のサービス品質を満足させることができる。

また、複数の要請装置が共有資源に接近要請をする時、要請装置の要請発生時間のみならず期待レイテンシをも考慮してサービス優先順位を仲裁することによって要請装置のサービス品質をさらに充実させることができる。

本発明はシステム、方法および／またはコンピュータプログラム媒体を含む。従って、本発明はハードウエアおよび／またはソフトウエア（ファームウエア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、常駐ソフトウエア（ｒｅｓｉｄｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ）、マイクロコードなど）を含む。

また、本発明はコンピュータで使用可能またはコンピュータの読み出し可能であるプログラムコードを内蔵するコンピュータで使用可能またはコンピュータの読み出し可能貯蔵媒体を含むコンピュータプログラム媒体を提供する。本明細書で、コンピュータ使用可能またはコンピュータの読み出し可能である媒体は命令実行システム、装置または器具と連結して用いることができ、プログラムを貯蔵し、保管し、通信し、伝搬し、伝送することができる。

コンピュータ使用可能またはコンピュータの読み出し可能である媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線または半導体システム、装置、器具または電波媒体などとすることができる。またコンピュータ読み出し可能である媒体は、電気的に一回またはそれ以上記録可能であり、携帯用コンピュータディスケット、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、光繊維（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ）、そして携帯用コンパクトディスクメモリ（ＣＤ‐ＲＯＭ）などとすることができる。コンピュータ使用可能またはコンピュータ読み出し可能である媒体は、プログラムが印刷された紙または他の適当な媒体とすることができ、プログラムは光スキャン媒体などによって電気的にキャプチャ（ｃａｐｔｕｒｅ）、コンパイル（ｃｏｍｐｉｌｅ）、解釈（ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅ） または他の適当な方式によって処理することができ、必要によってコンピュータメモリに貯蔵することができる。

本発明の方法、システム、そしてコンピュータプログラム媒体のフローチャートおよび／またはブロックダイアグラムを参照して本発明を説明する。本発明のフローチャートおよび／またはブロックダイアグラムは本発明の一実施形態を示しており、これに限定されない。このようなコンピュータプログラム命令は一般コンピュータ、特殊目的コンピュータまたは他のプログラム可能であるデータプロセッシング装置のプロセッサに提供されて命令がプロセッサ、または他のプログラム可能であるデータプロセッシング装置によって実行され、フローチャートおよび／またはブロックダイアグラムまたはブロックに図示された機能を実現するための手段および／または回路を生成する。

このようなコンピュータプログラム命令はコンピュータ使用可能またはコンピュータ読み出し可能であるメモリに貯蔵され、特定の方式で機能／動作するようにコンピュータまたは他のプログラム可能であるデータ処理装置を指示する。コンピュータ使用可能またはコンピュータ読み出し可能であるメモリに貯蔵された命令はフローチャートおよび／またはブロック図またはブロックで定義された機能／動作を実現する命令を含む製造物を生成する。

コンピュータプログラム命令はコンピュータまたは他のプログラム可能であるデータ処理装置にローディングされて、一連の動作手順に従ってコンピュータまたは他のプログラム可能である装置で実行されることによって、コンピュータまたは他のプログラム可能である装置上で実行される命令がフローチャートおよび／またはブロックダイアグラムまたはブロック内に定義された機能／動作を実現するための段階を提供する。

本発明の他の実施形態でＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ）情報に基づいて共有された資源に接近するための仲裁が実現される。望ましく、ＱｏＳ情報は要請器と仲裁ユニットおよび／または共有された資源を連結するバスおよび／またはコンピュータシステムネットワークの実際レイテンシ情報を含む。

以下、本発明の望ましい実施形態を添付する図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照すれば、本発明の望ましい実施形態による仲裁システムは複数のマスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０を含む。複数のマスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０は共有された資源１５０に対する接近を制御するために構成された仲裁ユニット１４０と通信することができるように連結される。

図１に図示されたように、マスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０は多数個具備することができる。また、図１には一つの共有された資源が図示されているが、一つに限らず多数の共有資源１５０を本発明の多様な実施形態によって含ませることができることはよく理解できるであろう。

マスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０は共有された資源１５０に対する接近のために資源要請メッセージ（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ、ＲＥＱ）を発生する。本発明の実施形態で、資源要請メッセージはＱｏＳ情報を含むが、これに限定されず、初期要請時間、期待レイテンシ時間および／または要請されたデータ帯域幅を多様な実施形態では含ませることができる。

例えば、期待レイテンシは、マスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０が要請信号を仲裁ユニットに伝送してから応答信号（ＧＲＡＮＴ）を受信する時までの時間である。本発明の他の実施形態で、仲裁ユニット１４０は資源要請メッセージと関連ある要請の一部が完了した時、資源要請メッセージと関連ある要請の受諾後または資源要請メッセージと関連ある要請が完了した時、応答信号（ＧＲＡＮＴ）をマスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０に伝送する。

仲裁ユニット１４０はマスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０に割り当てされた優先順位に基づいてマスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０からの要請の手順を再配列するために一つまたはそれ以上のバッファを含む。他の実施形態による仲裁ユニット１４０は単一または複数のマスタまたは要請ユニットにサービスするために単一または複数のバッファを用いることができる。それぞれのマスタまたは要請ユニットは専用バッファを含むことができ、単一バッファは全てのマスタまたは要請ユニット全体に対するサービスを提供するために用いることができ、または複数のバッファを用いることができるが、それぞれのマスタ及び要請ユニット１１０、１２０、１３０に個別的に割り当てされないこともある。仲裁ユニット１４０は資源要請メッセージに含まれたＱｏＳ情報に基づいて資源要請に対する優先順位を定める。それで、仲裁ユニット１４０は関連あるＱｏＳ情報に基づいてマスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０からの資源要請手順の優先順位を定めることによってマスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０が共有資源１５０に対して接近することを制御することができる。

マスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０が応答メッセージ（ＧＲＡＮＴ）をＱｏＳ情報内に定義された期待レイテンシ内で受信する時、マスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０の要求するＱｏＳは満足される。ＱｏＳ情報は初期要請時間と期待レイテンシ時間とを含むので、仲裁器１４０は資源要請メッセージが仲裁ユニット１４０に到逹する前に、資源要請メッセージが処理されるまでに所要される時間を累積する。マスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０が一つまたはそれ以上のバス、ネットワーク、プロセッシングユニット、貯蔵ユニットなどによって仲裁ユニット１４０から分離されれば、マスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０から伝送された資源要請メッセージが仲裁ユニット１４０に到逹する時間が相当である。望ましくは、要請と関連あるＱｏＳ情報にマスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０を仲裁ユニット１４０に連結するバスまたは他のシステムネットワークの実際レイテンシを反映することによって仲裁ユニット１４０が共有資源１５０に対する要請の優先順位を定める時、そのような遅延を反映することである。

マスタまたは要請ユニット１１０、１２０、１３０それぞれはタイマまたはクロックを含み、仲裁ユニット１４０もタイマまたはクロックを含む。仲裁ユニット１４０が共通の時間基準に基づいて資源要請に対する優先順位を定めることができるように、このようなタイマまたはクロックは同期化されるべきである。他の実施形態で、仲裁システム全体に単一クロックまたはタイマを用いることができる。

図２を参照すれば、本発明の他の実施形態による仲裁システム２００は、ネットワーク２６０を介して共有資源２５０と連結される複数のマスタまたは要請ユニット２１０、２２０、２３０を含む。マスタまたは要請ユニット２１０、２２０、２３０それぞれは資源要請メッセージに対するＱｏＳ情報を発生するためのモジュール及びタイマを含む。本発明の多様な実施形態で、ネットワーク２６０はコンピュータネットワーク、少なくとも一つのバスネットワーク、またはコンピュータネットワークと少なくとも一つのバスネットワークとの組合せとすることができる。図２に図示された実施形態で、仲裁ユニット２７０は共有資源２５０の一部である。他の実施形態で、仲裁ユニット２７０及びバッファ２９０は共有資源２５０と分離されたモジュールとすることができる。仲裁ユニット２７０及びマスタまたは要請ユニット２１０、２２０、２３０それぞれはクロックまたはタイマを含み、クロックまたはタイマは互いに同期される。

上述のように、マスタまたは要請ユニット２１０、２２０、２３０が一つまたはそれ以上のバス、ネットワーク、プロセッシングユニット、貯蔵ユニットなどによって仲裁ユニット２４０から分離されることによって、マスタまたは要請ユニット２１０、２２０、２３０から伝送されたメッセージが仲裁ユニット２７０に到逹する前に無視することができない時間が経過する。望ましくは、仲裁ユニット２７０は共有資源２５０の共有ユニット２８０に対する要請の優先順位を定める時、そのような遅延を含む。典型的な従来の仲裁システムは仲裁ユニットに要請が到逹する時間をレイテンシ判別のための開示時間で用い、ネットワーク２６０と関連ある遅延を含む実際レイテンシを累積しなかった。

図２を参照すれば、複数のマスタまたは要請ユニット２１０、２２０、２３０はネットワーク２６０を介して単一バッファ２９０と連結された単一ポートインターフェイスを経由して仲裁ユニット２７０と連結される。図１及び図２の仲裁システムと同様に動作する本発明の他の実施形態による仲裁システムが図３に図示されている。図３に図示された仲裁システムはメモリの接近を仲栽するが、これは一実施形態を示しているだけであり、本発明はこれに限定されず、多様な共有装置またはプロセスに対する接近仲裁で変形することができる。

図４Ａ及び図４Ｂは本発明の多様な実施形態による仲裁ユニットに提供されるＱｏＳ情報のフォーマットを示している。図４Ａは仲裁ユニットにＱｏＳ情報が提供される時、合算される初期要請時間及び期待レイテンシを示している。図４Ｂは仲裁ユニットにＱｏＳ情報が提供される時、初期要請時間及び期待レイテンシの結合（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅ）を示している。

本発明の実施形態による仲裁システム、方法の動作が後述される。図５Ａ及び図５Ｂは本発明の多様な実施形態による仲裁システム及び方法の動作を示すタイミング図である。図５Ａを参照すれば、時間はｔクロックサイクル単位で表示される。タイマはクロックサイクル０ｔでリセットされ、時間は各クロックサイクルで増加する。時刻１００ｔで、第１マスタ及び要請器は期待レイテンシが５０ｔであるＱｏＳ情報を含む資源要請メッセージを仲裁ユニットに伝送する。第２マスタ及び要請器は時刻１１０ｔで資源要請メッセージを仲裁ユニットに伝送する。第２資源要請内のＱｏＳ情報は５０ｔである期待レイテンシを含む。たとえば二番目に伝送された第２マスタ及び要請器からの資源要請メッセージは、１２０ｔに仲裁ユニットに到着し、一番目に伝送された第１マスタ及び要請器からの資源要請メッセージは１３０ｔに仲裁ユニットに到着する。第１要請器からの要請の最大サービス時間範囲は１５０ｔ（“初期要請時間”＋“期待レイテンシ”）であるが、第２要請器からの要請の最大サービス時間範囲は１６０ｔである。第１要請器の要請に対するサービス時間範囲が少なく残っているから、仲裁ユニットは１４０ｔで第２要請器の要請以前に第１要請器の要請を承認する。

図５を参照すれば、第１マスタまたは要請器は時刻１００ｔで期待レイテンシが７０ｔである資源要請メッセージを伝送する。この資源要請メッセージの仲裁ユニットに対する最大サービス時間範囲は１７０ｔである。第２マスタまたは要請器は１２０ｔで期待レイテンシが２０ｔである資源要請メッセージを伝送し、この時、最大サービス時間範囲は１４０ｔである。仲裁ユニットは第１マスタまたは要請器から１１０ｔに要請を受信し、第２マスタまたは要請器から１４０ｔに要請を受信する。仲裁ユニットは１５０ｔに第２要請器の要請を承認する。なぜなら、第１マスタまたは要請器からの要請が仲裁ユニットに先に受信されても第２要請器の要請はすでに１４０ｔで時間が経過して第１マスタまたは要請器からの要請に比べて高い優先順位を有するからである。

図５Ａ及び図５Ｂで“Ｘ”は次の要請に対するサービスの開始時間を示し、これは以前要請に対するサービスが完了するまでに必要とする時間であるから、固定された値を有しない。

図６は本発明の一実施形態によるマスタまたは要請器で用いるＱｏＳユニットを示す図である。ＱｏＳ発生ユニット６００は機能ロジック６１０、レイテンシ補償ロジック６２０、期待レイテンシレジスタ６３０、マルチプレクサ６４０、そしてタイマ６５０を含む。ＱｏＳ発生ユニット６００で用いる略字は次の通りである。

ＬＡＴ：初期期待レイテンシ値、事前に所定値に設定することができる
Ｃ：レイテンシ補償値
Ｓ：期待レイテンシスィッチ制御信号
Ｅ＿ＬＡＴ：期待レイテンシ値
Ｔ：要求時間値
ＱｏＳ：Ｅ＿ＬＡＴ＋Ｔ
ＲＥＱ：資源要請メッセージ
ＧＲＡＮＴ：仲裁ユニットからの承認メッセージ

本発明の実施形態によるＱｏＳ発生ユニット６００の動作を図７に図示されたフローチャートを参照して説明する。段階７００で、レイテンシ補償ロジック６３０によってＣ及びＳが０でリセットされる。段階７０１で、ＲＥＱが活性状態であるか否かが判別される。もし、ＲＥＱが活性状態でなければ、動作は段階７０１に止まり、活性状態であれば、段階７０２に進行してＣ及びＳがレイテンシ補償ロジック６３０から出力される。段階７０３でＱｏＳは初期応答時間であるＥ＿ＬＡＴ＋Ｔ１として貯蔵される。段階７０４で、承認メッセージ（ＧＲＡＮＴ）が受信されるまで動作が停止する。段階７０５で、承認到着時間Ｔ２が入力され、段階７０６でＴ２とＴ１との差が実際レイテンシ値Ｐ＿ＬＡＴとして計算される。図１で説明したように、仲裁ユニットは資源要請メッセージと関連ある要請の一部が実行された後、または資源要請メッセージと関連ある要請の全体が実行された後、マスタまたは要請器に承認信号を伝送する。ここで、本発明の多様な実施形態で、時間Ｔ２は資源要請メッセージが仲裁ユニットに到着した時間または承認メッセージ（ＧＲＡＮＴ）がマスタまたは要請器に到着した時間である。例えば、もし、要請が共有資源に書き込み（ｗｒｉｔｅ）する動作である場合、時間Ｔ２は資源書き込み要請メッセージが仲裁ユニットに到着した時間であり、書き込みデータは共有ユニットに資源書き込み要請メッセージが伝送されるのと同時にまたはそれより先にネットワークに伝達されることができる。例えば、書き込みデータは仲裁ユニット内の書き込みバッファに貯蔵することができる。もし、要請が共有資源から読み出し（ｒｅａｄ）する動作である場合、時間Ｔ２はマスタまたは要請器に承認メッセージ（ＧＲＡＮＴ）が到着した時間であり、読み出しデータは承認メッセージ（ＧＲＡＮＴ）がマスタまたは要請器に伝送されるのと同時にまたは先にネットワークで伝達されることができる。

レイテンシ補償値Ｃは期待レイテンシ値Ｅ＿ＬＡＴと実際レイテンシ値Ｐ＿ＬＡＴとの間の差によって計算される。他の実施形態では、後に従う資源要請メッセージに対して期待レイテンシが減少または増加される程度を調節することができるように、発生加重値αを結果に加えることができる。段階７０８で期待レイテンシ値が実際レイテンシ値より大きいか否かが判別される。もし、期待レイテンシ値が実際レイテンシ値より大きければ、要請はＱｏＳ要求内にサービスされる。その結果、次の資源要請メッセージに対して期待レイテンシ値Ｅ＿ＬＡＴが補償値Ｃに加わるようにＳは０に設定される。この時、補償値Ｃは正数であるから、ＱｏＳ要求を緩和する効果を得ることができる。なぜなら、以前要請が非常に速く完了されたからである。一方、段階７０８で期待レイテンシ値が実際レイテンシより大きくなければ、要請はＱｏＳ要求内にサービスされなかったことを意味する。それで、Ｓは１に設定されて次の資源要請メッセージに対する期待レイテンシ値に負数補償値Ｃが加わるように選択される。なぜなら、以前要請が要求されるＱｏＳ時間範囲内に実行されなかったから、補償値Ｃを負数で設定してＱｏＳ要求を緊急にさせる効果を得ることができる。前述の加重値αは期待レイテンシ値が調節される速度を調節するために用いられ、ＱｏＳ要求はゆっくりとまたは急速に変更することができる。

図８は本発明の他の実施形態による仲裁システム及び方法の動作を示すフローチャートである。段階 ８００でマスタまたは要請器及び仲裁ユニットなどのような多様な構成要素が共通時間基準を共有するようにする一つまたはそれ以上のタイマが初期化される。段階８０５で要請器は要請サービスのためのＱｏＳ情報を含む資源要請メッセージを構成する。段階８１０でＱｏＳ情報を含む資源要請メッセージは仲裁ユニットに送信される。段階８１５で仲裁ユニットはＱｏＳ情報に基づいて資源に対する接近要請を考慮して要請の優先順位を決める。段階８２５で仲裁ユニットは要請に割り当てされた優先順位に基づいて資源が要請に対するサービスを実行することを許可し、承認メッセージ（ＧＲＡＮＴ）を要請器に伝送する。段階８３０で要請器は現在要請に対するサービスが完了された後、期待レイテンシと実際レイテンシとの差に基づいて現在資源に対する次の要請の期待レイテンシ値を調節する。

図９はマスタまたは仲裁ユニットと仲裁ユニットとが共通グローバルタイマまたはクロック９０５を共有する仲裁システム９００を示している。図２及び図３に図示された実施形態でタイマ／クロックは共通時間基準を共有して同期された。グローバルタイマまたはクロックを用いることによって複数のクロックまたはタイマを同期化することは不必要である。図９に図示された仲裁システムの構成及び動作は図１及び図２に図示された仲裁システムの動作と同様である。図９に図示された形態で、仲裁システムはメモリに対する接近を仲裁するが、本発明はこれに限定されず、多様な共有装置またはプロセスに適用することができる。

上述のような本発明の実施形態で仲裁ユニットはＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ‐ｏｆ‐ｓｅｒｖｉｃｅ）情報に基づいて共有された資源に対する接近を制御する。さらに、ＱｏＳ情報は要請器と仲裁ユニットおよび／または共有された資源を連結するバスおよび／またはコンピュータシステムネットワークの実際レイテンシ情報を含む。

図７及び図８に図示されたフローチャートは仲裁システムの動作のための方法、システム及びコンピュータプログラム媒体の構成、機能及び動作を示している。ここで、各段階はモジュール、セグメントまたはコードの一部で表現され、特定ロジック機能で実現するための一つまたはそれ以上の実行可能である命令を含む。他の実施形態で、段階内機能は図７及び図８に図示された手順で実行される。例えば、連続された二つの段階は順次的に、同時にまたは逆順に実行されることができる。

例示的な望ましい実施形態を利用して本発明を説明したが、本発明の範囲は開示された実施形態に限定されないことをよく理解されたい。むしろ、本発明の範囲には多様な変形形態及びその類似の構成が全て含まれる。従って、特許請求の範囲はそのような変形形態及びその類似の構成全てを含むように可能な限り幅広く解釈されるべきである。

本発明の望ましい実施形態による仲裁システムを示すブロック図である。 本発明の他の実施形態による仲裁システムを示すブロック図である。 本発明のまた他の実施形態による仲裁システムを示すブロック図である。 本発明の実施形態による仲裁ユニットに提供されるＱｏＳ情報のフォーマットを示すブロック図である。 本発明の実施形態による仲裁ユニットに提供されるＱｏＳ情報のフォーマットを示すブロック図である。 本発明の望ましい実施形態による仲裁システム及び方法の動作を示すタイミング図である。 本発明の望ましい実施形態による仲裁システム及び方法の動作を示すタイミング図である。 本発明の実施形態による要請装置で用いられるＱｏＳユニットを示すブロック図である。 本発明の実施形態によるＱｏＳ情報を発生する動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に他の仲裁システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態による仲裁システムを示すブロック図である。

符号の説明

１００、２００、３００ 仲裁システム
１１０、１２０、１３０ マスタ
２１０、２２０、２３０ 要請ユニット
１４０ 仲裁ユニット
１５０ 共有資源
２５０ 共有資源
２６０ バスネットワーク
２７０ 仲裁器
２８０ 共有ユニット
２９０ バッファ

Claims (53)

1. 仲裁システムにおいて、
   少なくとも一つの共有された資源と、
   それぞれが前記少なくとも一つの共有された資源に接近するための資源要請メッセージを生成し、前記資源要請メッセージはＱｏＳ情報を含む複数の要請ユニットと、
   前記資源要請メッセージに含まれた前記ＱｏＳ情報に基づいて少なくとも一つの共有された資源に対する要請に優先順位を付与する仲裁ユニットとを含むことを特徴とする仲裁システム。
2. 前記ＱｏＳ情報は、初期要請時間及び期待レイテンシ時間を含むことを特徴とする請求項１に記載の仲裁システム。
3. 前記ＱｏＳ情報は、前記初期要請時間と前記期待レイテンシ時間との和を含むことを特徴とする請求項２に記載の仲裁システム。
4. 前記ＱｏＳ情報は、前記期待レイテンシ時間と結合する前記初期要請時間を含むことを特徴とする請求項２に記載の仲裁システム。
5. 前記ＱｏＳ情報は、要求データ帯域幅をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の仲裁システム。
6. 前記複数の要請ユニットは、ネットワークを含んで前記仲裁ユニットと連結されることを特徴とする請求項１に記載の仲裁システム。
7. 前記複数の要請ユニットは、前記ネットワークを介してマルチポートインターフェイスを経由して前記仲裁ユニットに連結されることを特徴とする請求項６に記載の仲裁システム。
8. 前記複数の要請ユニットは、前記ネットワークを介して単一ポートインターフェイスを経由して前記仲裁ユニットに連結されることを特徴とする請求項６に記載の仲裁システム。
9. 前記ネットワークは、コンピュータネットワークおよび／または少なくとも一つのバスネットワークを含むことを特徴とする請求項６に記載の仲裁システム。
10. 前記仲裁ユニットは、前記複数の要請ユニットからの資源要請メッセージを貯蔵するための少なくても一つのバッファを含むことを特徴とする請求項１に記載の仲裁システム。
11. 前記仲裁ユニットは、前記資源要請メッセージと関連ある要請の少なくとも一部を実行した後、前記複数の要請ユニットのそれぞれに承認メッセージを伝送することを特徴とする請求項１に記載の仲裁シテム。
12. 前記承認メッセージは、前記複数の要請ユニットのそれぞれへの到着時間または前記仲裁ユニットへの前記資源要請メッセージ到着時間を含むことを特徴とする請求項１１に記載の仲裁システム。
13. 前記仲裁ユニットは、前記少なくとも一つの共有された資源によって前記資源要請メッセージと関連ある要請の受諾を示す承認メッセージを前記複数の要請ユニットのそれぞれにさらに伝送することを特徴とする請求項１１に記載の仲裁システム。
14. 前記仲裁ユニットは、前記資源要請メッセージと関連ある要請が実行されれば、前記複数の要請ユニットのそれぞれに受諾メッセージを伝送することを特徴とする請求項１１に記載の仲裁システム。
15. 前記ＱｏＳ情報は、前記複数の応答ユニットのそれぞれに対応する初期応答時間および期待レイテンシを含み、前記複数の応答ユニットのそれぞれはＱｏＳ情報を発生するＱｏＳユニットを含み、
    前記ＱｏＳユニットは、
    前記受信メッセージの受信と関連ある時間と前記初期要請時間及び前記期待レイテンシ時間との差である補償値を決めるレイテンシ補償ロジックと、
    前記期待レイテンシ時間に前記補償値を加えて次の資源要請メッセージで使われる前記期待レイテンシ時間を訂正する出力ロジックを含むことを特徴とする請求項１１に記載の仲裁システム。
16. 前記ＱｏＳ情報は、要求データ帯域幅をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の仲裁システム。
17. 前記出力ロジックは、加重値を利用して前記期待レイテンシ時間を 自動訂正することを特徴とする請求項１５に記載の仲裁システム。
18. 前記複数の要請ユニット及び前記仲裁ユニットによって共通で用いられるタイマをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の仲裁システム。
19. 前記複数の要請ユニット及び前記仲裁ユニットのそれぞれにタイマが含まれることを特徴とする請求項１に記載の仲裁システム。
20. 仲裁方法において、
    要請ユニットで少なくとも一つの共有された資源に対する接近のための資源要請メッセージを発生する段階を含み、
    前記資源要請メッセージはＱｏＳ情報を含むことを特徴とする仲裁方法。
21. 資源要請メッセージに含まれた前記ＱｏＳ情報に基づいて、前記少なくとも一つの共有された資源に対する要請に優先順位を付与する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の仲裁方法。
22. 前記優先順位の付与段階は、仲裁ユニットで要請に対する優先順位を付与し、
    前記資源要請メッセージをネットワークを介して前記仲裁ユニットに伝送する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の仲裁方法。
23. 前記要請ユニット及び前記仲裁ユニットに対する共通タイマを用いる段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の仲裁方法。
24. 前記要請ユニット及び前記仲裁ユニットのそれぞれに具備されたタイマを用いる段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の仲裁方法。
25. 前記ネットワークはコンピュータネットワークおよび／または少なくとも一つのバスネットワークを含むことを特徴とする請求項２２に記載の仲裁方法。
26. 前記ＱｏＳ情報は初期要請時間及び期待レイテンシ時間を含むことを特徴とする請求項２０に記載の仲裁方法。
27. 前記ＱｏＳ情報は、要請データ帯域幅をさらに含むことを特徴とする請求項２６に起債の仲裁方法。
28. 前記ＱｏＳ情報は、前記初期要請時間及び前記期待レイテンシ時間の和を含むことを特徴とする請求項２６に記載の仲裁方法。
29. 前記ＱｏＳ情報は、前記要請時間と連結された前記期待レイテンシ時間を含むことを特徴とする請求項２６に記載の仲裁方法。
30. 前記資源要請メッセージと関連ある要請の少なくとも一部を実行した後、前記要請ユニットに承認メッセージを伝送する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の仲裁方法。
31. 前記承認メッセージは、前記要請ユニットに到着する時間または前記資源要請メッセージが前記仲裁ユニットに到着する時間を含み、
    前記仲裁ユニットは、前記資源要請メッセージに含まれた前記ＱｏＳ情報に基づいて少なくとも一つの共有された資源に対する要請の優先順位を付与することを特徴とする請求項３０に記載の仲裁方法。
32. 前記承認信号送信段階は、
    前記少なくとも一つの共有された資源に前記資源要請メッセージと関連ある要請を受諾する時、前記要請ユニットに前記承認メッセージを伝送する段階を含むことを特徴とする請求項３０に記載の仲裁方法。
33. 前記資源要請メッセージと関連ある要請が完了した時、前記承認メッセージを前記要請ユニットに伝送する段階を含むことを特徴とする請求項３０に記載の仲裁方法。
34. 前記ＱｏＳ情報は、初期要請時間及び期待レイテンシ時間を含み、
    前記承認メッセージの受信と関連ある時間そして前記初期要請時間と前記期待レイテンシ時間との和との間の差に基づいて補償値を決める段階と、
    次資源要請メッセージに対する期待レイテンシ時間を補正するために前記補償値を前記期待レイテンシ時間に加える段階とをさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の仲裁方法。
35. 前記ＱｏＳ情報は、要請されたデータ帯域幅をさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の仲裁方法。
36. 加重値を利用して前記期待レイテンシ時間を自動補正する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の仲裁方法。
37. 請求項２０に記載の仲裁方法を実行するためのコンピュータの読み出し可能プログラムコードが内蔵されたコンピュータの読み出し可能貯蔵媒体を含むことを特徴とするコンピュータプログラム媒体。
38. 少なくとも一つの共有された資源に接近するための要請である資源要請メッセージを用いる要請器を含み、前記資源要請メッセージは前記要請器の初期要請時間を含むことを特徴とする仲裁システム。
39. 仲裁ユニットをさらに含み、
    前記要請器はネットワークを介して仲裁ユニットに前記資源要請メッセージを伝送することを特徴とする請求項３８に記載の仲裁システム。
40. 前記ネットワークは、コンピュータネットワークおよび／または少なくとも一つのバスネットワークを含むことを特徴とする請求項３９に記載の仲裁システム。
41. 前記仲裁ユニットは、前記要請器の前記初期要請時間に基づいてネットワーク遅延を判断することを特徴とする請求項３９に記載の仲裁システム。
42. 前記資源要請メッセージは、ＱｏＳ情報を含み、前記ＱｏＳ情報は前記初期要請時間及び期待レイテンシ時間を含むことを特徴とする請求項３８に記載の仲裁システム。
43. 前記ＱｏＳ情報は、要請データ帯域幅をさらに含むことを特徴とする請求項４２に記載の仲裁システム。
44. 前記ＱｏＳ情報は、前記初期要請時間および前記期待レイテンシ時間の和を含むことを特徴とする請求項４２に記載の仲裁システム。
45. 前記ＱｏＳ情報は、前記初期要請時間に連結された期待レイテンシを含むことを特徴とする請求項４２に記載の仲裁システム。
46. 要請器の少なくとも一つの共有資源に対する接近要請のための資源要請メッセージを用いる段階を含み、前記資源要請メッセージは前記要請器の初期要請時間を含むことを特徴とする仲裁方法。
47. ネットワークを介して要請器から仲裁ユニットに前記資源要請メッセージを伝送する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載の仲裁方法。
48. 前記要請器の前記初期要請時間に基づいて前記仲裁ユニットでのネットワーク遅延を判別する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４７に記載の仲裁方法。
49. 前記資源要請メッセージは、ＱｏＳ情報を含み、前記ＱｏＳ情報は前記初期要請時間及び期待レイテンシ時間を含むことを特徴とする請求項４６に記載の仲裁方法。
50. 前記ＱｏＳ情報は、要請データ帯域幅をさらに含むことを特徴とする請求項４９に記載の仲裁方法。
51. 前記ＱｏＳ情報は、前記初期要請時間及び前記期待レイテンシ時間の和を含むことを特徴とする請求項４９に記載の仲裁方法。
52. 前記ＱｏＳ情報は、前記初期要請時間に連結された前記期待レイテンシ時間を含むことを特徴とする請求項４９に記載の仲裁方法。
53. 請求項４６に記載の仲裁方法を実行するためのコンピュータの読み出し可能プログラムコードを内蔵するコンピュータの読み出し可能貯蔵媒体を含むことを特徴とするコンピュータプログラム媒体。

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