JP2019046011A - 通信機器、通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＣＩデバイス接続した構成において、１組のデバイスツリーの中に複数のホストを存在させることできる通信機器および通信システムを提供する。【解決手段】この発明に係る通信機器は、プライマリバスとセカンダリバスとを接続するブリッジと、プライマリバスに接続するホストとを備える通信機器であって、前記ブリッジは、通信モードを定めるモード初期設定信号の出力あるいは入力の入出力方向を制御する初期設定部を備えるようにした。これにより、プライマリバスとセカンダリバスによらず、モード初期設定信号の方向を決定することで、モード初期設定を正常に処理することが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、プライマリバスとセカンダリバスに接続する通信機器、通信システムに関する。

計算機システムや通信システムなど様々な装置においてＣＰＵや通信Ｉ／Ｆを搭載したＬＳＩデバイスなどを相互に接続する場合に、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスが用いられている。

特開２００７−５８７８６号公報

PCI Special Interest Group（1998）. PCI-to-PCI Bridge Architecture Specification Revision 1.1.

プライマリバスとＰＣＩブリッジを介して接続するセカンダリバスの構成において、従来、ＰＣＩブリッジがトランザクションを排他的に処理することによりパフォーマンスを向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、ＰＣＩバスでは、１つのホストを頂点としたデバイスツリー構造であることが前提であり、処理能力の向上等を目的として、１組のデバイスツリーの中に複数のホストを存在させることは想定していない。

非特許文献１によれば、ＰＣＩブリッジが、セカンダリ側へのＰＣＩバスのモード初期設定信号を出力する規則になっている。
１つのデバイスツリーの中に複数のホストがある場合、互いのＰＣＩブリッジが異なるモード初期設定信号を発行すると不正なモードで動作するため、各々の機器はＰＣＩバスにアクセスができなくなる。
このため、高速化など処理能力の向上等を目的として、１組のデバイスツリーの中に複数のホストを存在させることはできない。

この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、１組のデバイスツリーの中に複数のホストを存在させることが可能な通信機器、通信システムを提供することを目的とする。

この発明に係る通信機器は、プライマリバスとセカンダリバスとを接続するブリッジと、プライマリバスに接続するホストとを備える通信機器であって、前記ブリッジは、通信モードを定めるモード初期設定信号の出力あるいは入力の入出力方向を制御する初期設定部を備える。

この発明に係る通信機器によれば、１組のデバイスツリーの中に複数のホストを存在させることができるので、処理を複数のホストに負荷を分散させ、処理の高速化、高負荷の処理を実現することが可能となる。

実施の形態１に係る通信システムの通信機器の構成図である。 実施の形態１に係るモード初期設定信号が出力することを説明する図である。 実施の形態１に係るモード初期設定信号を入力することを説明する図である。 実施の形態１に係る通信機器Ａの動作を説明する図である。 実施の形態１に係る通信機器Ｂの動作を説明する図である。 実施の形態１に係る入出力モード判定回路の論理結果の一例である。 実施の形態２に係る通信システムの通信機器の構成図である。 実施の形態２に係る通信システムの通信機器の構成図である。 複数のホストを存在させた通信システムの通信機器の構成図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る通信システム１０００を示すシステム構成図である。
通信システム１０００は、通信機器Ａ１００（以下、機器Ａ１００という）、通信機器Ｂ２００（以下、機器Ｂ２００という）、機器Ａ１００と機器Ｂ２００が接続されるプライマリバス１０２、２０２、セカンダリバス１０７から成る。
図１において、機器Ａ１００は、ホスト１０１、ＰＣＩブリッジ１０３、ホスト１０１とＰＣＩブリッジ１０３を接続するプライマリバス１０２から構成される。
ＰＣＩブリッジ１０３は初期設定回路１０４を備え、初期設定回路１０４はディレクション信号１０５を入力し、モード初期設定信号１０６を入力あるいは出力する。ディレクション信号１０５の生成方法はプルアップ、プルダウン等でよい。モード初期設定信号１０６の入力あるいは出力の決定は、入出力モード判定回路１２０で行う。ディレクション信号は、後述のとおり、モード初期設定信号の入出力方向を制御する際の論理演算の一信号となる方向信号の一例である。

機器Ｂ２００は、ホスト２０１、ＰＣＩブリッジ２０３、ホスト２０１とＰＣＩブリッジ２０３を接続するプライマリバス２０２から構成される。
ＰＣＩブリッジ２０３は初期設定回路２０４を備え、初期設定回路２０４はディレクション信号２０５を入力し、モード初期設定信号２０６を入力あるいは出力する。ディレクション信号２０５の生成方法はプルアップ、プルダウン等でよい。モード初期設定信号１０６の入力あるいは出力の決定は、入出力モード判定回路２２０で行う。

機器Ａ１００のＰＣＩブリッジ１０３と機器Ｂ２００のＰＣＩブリッジ２０３は、セカンダリバス１０７を介し接続される。
セカンダリバス１０７にはモード初期設定信号１０６、２０６が伝送される。

ＰＣＩバスは、バス起動時にバス上の１つのデバイスがモード初期設定信号を出力し、バス上のその他のデバイスがモード初期設定信号を入力することにより、バスのモードが決定される。
モード初期設定信号には、例えばＰＥＲＲ#、ＤＥＶＳＥＬ#、ＳＴＯＰ#、ＴＲＤＹ#、ＲＳＴ#で表される信号が含まれ、これらの信号の論理組み合わせにより、バス上の動作周波数やプロトコルモードなどが決定される。

図９は従来の課題を説明する図であり、複数のホストを存在させた通信システムの通信機器の構成図である。
図９において通信機器６００はホスト６０１を備え、図１の機器Ａ１００と同様に、ＰＣＩブリッジ、ホスト６０１とＰＣＩブリッジを接続するプライマリバスを有する。また、通信機器６５０も同様にホスト６５１を備え、その他、ＰＣＩブリッジ、ホスト６５１とＰＣＩブリッジを接続するプライマリバスを有する。通信機器６００と通信機器６５０は、各ＰＣＩブリッジがセカンダリバスを介して接続される。
この場合、複数のホスト（ホスト６０１とホスト６５１）がＰＣＩバスのモード初期設定信号を各々出力することになる。このため、ホスト６０１とホスト６５１が互いに異なるモード初期設定を出力すると、不正なモードで動作することとなり、各通信機器はＰＣＩバスにアクセスできなくなるという課題が生じていた。

本実施の形態に係る通信機器においては、予めユーザが設定したディレクション信号１０５を機器Ａ１００のＰＣＩブリッジ１０３に入力するようにした。また、機器Ｂ２００においても、予めユーザが設定したディレクション信号２０５を機器Ｂ２００のＰＣＩブリッジ２０３に入力するようにした。

図２は、実施の形態１に係るディレクション信号１０５とモード初期設定信号１０６の関係の一例を示した図である。
機器Ａ１００は、ユーザが設定したディレクション信号１０５を入力するポートを有しており、ディレクション信号１０５と後述する初期モードセレクト信号１１０の論理演算によりモード初期設定信号１０６を出力する状態の場合に、初期設定回路１０４はモード初期設定信号１０６を出力する。

図３は、実施の形態１に係るディレクション信号２０５とモード初期設定信号２０６の関係の一例を示した図である。
機器Ｂ２００は、同じくユーザが設定したディレクション信号２０５を入力するポートを有しており、ディレクション信号２０５と後述する初期モードセレクト信号２１０の論理演算によりモード初期設定信号２０６を入力する状態の場合に、初期設定回路２０４は
モード初期設定信号２０６を入力する。

このように、1組のデバイスツリーの中に複数のホストが存在する場合であっても、特定のホスト（実施の形態１では、機器Ａ１００のホスト１０１）のみがモード初期設定信号１０６を出力し、他のホスト（機器Ｂ２００のホスト２０１）がモード初期設定信号２０６を入力する設定とすることで、ＰＣＩバスを介して通信を正常なモードで通信することができる。

次に、機器Ａ１００と機器Ｂ２００の間で通信モードの設定を共通にし、通信を開始するまでの動作の詳細について、図４〜図６を用いて説明する。

まず、機器Ａの動作について、図４に従い説明する。

（１）ユーザは機器Ａ１００の電源を起動する（Ｓ１０１）。

（２）次に、起動した機器Ａのホスト１０１（例えばＣＰＵ）は、ＰＣＩブリッジ１０３の信号ピン（M66EN、PCIXCAP）の接続情報を入力する（Ｓ１０２）。
ＰＣＩバスのピンアサインにおいて、M66EN、PCIXCAPは動作周波数等の通信モードの判定に用いる信号ピンである。信号ピンの接続情報とは、例えば信号ピン（M66EN）がグランド接地状態であるか、開放状態であるか、信号ピン（PCIXCAP）がグランド接地状態であるか、開放状態であるか、プルダウンであるかなど、信号ピンのステータスを示す情報である。

（３）ホスト１０１は、入力した信号ピン（M66EN、PCIXCAP）の接続情報により、動作周波数などの通信モードを決定する（Ｓ１０３）。
例えば、ホスト１０１はM66ENとPCIXCAPの接続情報により動作周波数（33MHz/66MHz）を決定する。

（４）次に、ホスト１０１は、ホスト１０１に接続するＰＣＩブリッジ１０３の初期設定回路１０４に対し、入力モード／出力モードを選択する初期モードセレクト信号１１０（図示せず）を出力する（Ｓ１０４）。
先述の非特許文献１によれば、ホスト１０１は初期設定回路１０４に対し、モード初期設定信号を出力するモード（出力モード）を選択する初期モードセレクト信号１１０を出力することになっている。

（５）次に、初期設定回路１０４は、ユーザが定めた本発明に係るディレクション信号１０５を入力する（Ｓ１０５）。
このディレクション信号１０５は、ホスト１０１が出力する初期モードセレクト信号１１０と共に、ＰＣＩブリッジ１０３の入力モード/出力モードの決定に使用される信号であり、スイッチ操作やプログラム等により予めユーザが設定することが可能な信号である。
ディレクション信号１０５の生成はプルアップ、プルダウン等により行うことができる。
実施の形態１では、ディレクション信号１０５は出力モードを表す信号（ディレクション信号１０５＝１）である。

（６）初期設定回路１０４は入出力モード判定回路１２０を備え、この入出力モード判定回路１２０が、初期モードセレクト信号１１０とディレクション信号１０５の論理結果より、モード初期設定信号１０６の入力モード/出力モードを決定する（Ｓ１０６）。
図６は、実施の形態１に係る入出力モード判定回路１２０が行う論理演算の一例である。図６のケース１に示すように、機器Ａ１００の入出力モード判定回路１２０は、［初期モードセレクト信号１１０＝出力モード（１）］と、［ディレクション信号１０５＝出力モード（１）］の論理演算により、モード初期設定信号１０６が出力モードであることを決定する。
このようにして、機器Ａ１００のＰＣＩブリッジ１０３は、モード初期設定信号１０６を出力する出力モードに設定される。

（７）ＰＣＩブリッジ１０３はＰＣＩバス１０７に、モード初期設定信号１０６を出力する（Ｓ１０７）。
ＰＣＩブリッジ１０３は、Ｓ１０６において入出力モード判定回路１２０が決定した出力モードに従い、ＰＣＩバス１０７にモード初期設定信号１０６を出力する。このようにして、ＰＣＩブリッジ１０３は動作周波数や通信プロトコルを指定するモード初期設定信号１０６をＰＣＩバス１０７に出力する。

次に、機器Ｂ２００の動作について図５、図６に従い説明する。
機器Ｂ２００は、機器Ａ１００と共にＰＣＩバス１０７に接続される。前述の通り、機器Ｂ２００はホスト２０１（例えばＣＰＵ）を有しており、機器Ａ１００と機器Ｂ２００のＰＣＩブリッジが異なるモード初期設定信号を発すると不正なモードとなり、このままでは、機器Ａ１００と機器Ｂ２００間で正常な通信ができない。このため、機器Ｂ２００は以下の動作を行う。

（１）まず、ユーザは機器Ａ１００と同時に、機器Ｂ２００の電源を起動する（図５のＳ２０１）。

（２）機器Ｂのホスト２０１は、ＰＣＩブリッジ２０３の信号ピン（M66EN、PCIXCAP）の接続情報を入力する（Ｓ２０２）。

（３）ホスト２０１は、入力した信号ピン（M66EN、PCIXCAP）の接続情報により、動作周波数などの通信モードを決定する（Ｓ２０３）。
例えば、ホスト２０１はＰＣＩブリッジ２０３の信号ピンM66ENとPCIXCAPの接続情報により動作周波数（33MHz/66MHz）を決定する。

（４）ホスト２０１は、ＰＣＩブリッジ２０３の初期設定回路２０４に対し、入力モード／出力モードを選択する初期モードセレクト信号２１０（図示せず）を出力する（Ｓ２０４）。
先述の非特許文献１によれば、ホスト２０１は初期設定回路２０４に対して「出力モード」を表す初期モードセレクト信号２１０を出力することになっている。

（５）次に、初期設定回路２０４は、ユーザが定めた本発明に係るディレクション信号２０５を入力する（Ｓ２０５）。
このディレクション信号２０５は、ホスト２０１が出力する初期モードセレクト信号２１０と共に、ＰＣＩブリッジ２０３の入力モード/出力モードの決定に使用される信号であり、スイッチ操作やプログラム等により予めユーザが設定することが可能な信号である。
ディレクション信号２０５の生成はプルアップ、プルダウン等により行うことができる。
実施の形態１では、ディレクション信号２０５は入力モードを表す信号（ディレクション信号２０５＝０）である。

（６）初期設定回路２０４は入出力モード判定回路２２０を備え、この入出力モード判定回路２２０は初期モードセレクト信号２１０（出力モード（１））とディレクション信号２０５（入力モード（０））の論理結果より、モード初期設定信号２０６の入出力モードを決定する（Ｓ２０６）。
図６は、実施の形態１に係る入出力モード判定回路２２０が行う論理演算の一例である。図６のケース２に示すように、機器Ｂ２００の入出力モード判定回路２２０は、［初期モードセレクト信号２１０＝出力モード（１）］と、［ディレクション信号２０５＝入力モード（０）］の論理演算により、モード初期設定信号２０６が入力モードであることを決定する。
このようにして、機器Ｂ２００のＰＣＩブリッジ２０３は、モード初期設定信号２０６を入力する入力モードに設定される。

（７）ＰＣＩブリッジ２０３は、ＰＣＩバス１０７から、モード初期設定信号２０６を入力する（Ｓ２０７）。
前述のように、機器Ａ１００のＰＣＩブリッジ１０３は、ＰＣＩバス１０７にモード初期設定信号１０６を出力する。機器Ｂ２００は機器Ａ１００がＰＣＩバス１０７に出力したモード初期設定信号１０６を、モード初期設定信号２０６として入力する。

ここで、モード初期設定信号１０６には、動作周波数やプロトコル等の通信モードの設定情報が含まれている。機器Ａ１００のＰＣＩブリッジ１０３が出力した通信モードの設定情報を、機器Ｂ２００のＰＣＩブリッジ２０３が入力することで、機器Ａ１００と機器Ｂ２００の通信モードを共通化できる。

以上により、ホスト１０１をもつ機器Ａ１００から、同じくホスト２０１を持つ機器Ｂ２００にデータ伝送が可能となる。
非特許文献１の規定に関わらず、結果として１組のデバイスツリーの中に複数のホストを存在させることができるので、複数のホストに負荷を分散させ、処理の高速化、高負荷の処理を実現することができる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係る通信システム１１００を示すシステム構成図である。
実施の形態２では、機器Ｂのホスト２０１をルート・コンプレックス３０１（Root・Complex ３０１）とし、ＰＣＩブリッジ２０３をＰＣＩe/ＰＣＩブリッジ３０３に変更したことを特徴とする。
上記以外の箇所は実施の形態１と同様の構成であり、同様の動作を行う。

本実施の形態のように、機器Ｂのホスト２０１がルート・コンプレックス３０１の場合であっても、１組のデバイスツリーの中に複数のホストを存在させることができる。処理を複数のホストに負荷を分散させ、処理の高速化、高負荷の処理を実現することが可能となる。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３に係る通信システム１２００を示すシステム構成図である。
実施の形態３では、実施の形態２の機器Ｂのルート・コンプレックス３０１とＰＣＩe/ＰＣＩブリッジ３０３を、ホストブリッジ４０１に変更したことを特徴とする。
上記以外の箇所は実施の形態１、２と同様の構成であり、同様の動作を行う。

本実施の形態のように、機器ＢのRoot Complex３０１とＰＣＩe/ＰＣＩブリッジ３０３がホストブリッジ４０１の場合であっても、１組のデバイスツリーの中に複数のホストを存在させることができる。処理を複数のホストに負荷を分散させ、処理の高速化、高負荷の処理を実現することが可能となる。

１００ 機器Ａ、１０１ ホスト、１０２ プライマリバス、１０３ ＰＣＩブリッジ、１０４ 初期設定回路、１０５ ディレクション信号、１０６ モード初期設定信号、１０７ セカンダリバス、１１０ 初期モードセレクト信号、１２０ 入出力モード判定回路、２００ 機器Ａ、２０１ ホスト、２０２ プライマリバス、２０３ ＰＣＩブリッジ、２０４ 初期設定回路、２０５ ディレクション信号、２０６ モード初期設定信号、２１０ 初期モードセレクト信号、１２０ 入出力モード判定回路、３０１ Ｒｏｏｔ Ｃｏｍｐｌｅｘ、３０３ ＰＣＩｅ／ＰＣＩブリッジ、４０１ ホストブリッジ、１０００、１１００、１２００ 通信システム。

Claims (6)

1. プライマリバスとセカンダリバスとを接続するブリッジと、
   プライマリバスに接続するホストと、
   を備える通信機器であって、
   前記ブリッジは、通信モードを定めるモード初期設定信号の出力あるいは入力の入出力方向を制御する初期設定部を備えることを特徴とする通信機器。
2. 前記初期設定部は予め設定された方向信号を入力し、前記方向信号と前記ホストから入力する初期モードセレクト信号との論理演算結果に基き、前記モード初期設定信号の出力あるいは入力を制御することを特徴とする請求項１記載の通信機器。
3. 前記方向信号は、プルアップまたはプルダウンで生成されることを特徴とする請求項２記載の通信機器。
4. 請求項１〜３のいずれかの通信機器を複数台備える通信システムであって、
   複数台の通信機器のうち、１台の通信機器のみが前記モード初期設定信号を出力するように制御され、他の通信機器は前記モード初期設定信号を入力するように制御されていることを特徴とする通信システム。
5. プライマリバスとセカンダリバスとを接続するブリッジと、
   プライマリバスに接続するルート・コンプレックスと、
   を備える通信機器であって、
   前記ブリッジは、通信モードを定めるモード初期設定信号の出力あるいは入力の入出力方向を制御する初期設定部を備えることを特徴とする通信機器。
6. ホストブリッジを備える通信機器であって、
   前記ホストブリッジは、通信モードを定めるモード初期設定信号の出力あるいは入力の入出力方向を制御する初期設定部を備えることを特徴とする通信機器。

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