JP2503183B2 - バス・アダプタ・システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータと周辺装
置との間でデータを転送するためのバス・システムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータと周辺装置間の現在のバス
・システムは、アメリカ規格協会（ＡＮＳＩ）* によっ
て規格化されたＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、小型コンピュ
ータ・システム用インターフェース）に代表されるよう
に、可変数の周辺装置を、電気的に接続されたバスを介
して、各装置間の距離及びホスト・コンピュータからの
距離を様々に設定して配置することができ、また、ベー
スバンド・パルス方式でコンピュータとデータ信号を交
換することができる。このようなシステムの多くは、信
号のフィルタリングを必要としないにも関わらず、伝送
信号が鋭いエッジ変化を持つ場合がある。いくつかのシ
ステム構成においては、これらの信号がバスのインピー
ダンス条件のために正確に受信されず、潜在的に不確定
な性質のシステム・エラーを生じることが観察されてい
る。（*ＡＮＳＩが著作権を有し、出版している文書Ｘ
３．１３１−１９８６及び草案改訂版Ｘ３Ｔ９．２／８
６１０９を参照）

【０００３】また、バスのタップに接続された装置内に
記憶されており、そのバスに連結（ｌｉｎｋ）されてい
る特定のコンピュータに使用されるデータの安全保護
が、そのバスに連結されている他の装置によって簡単に
破られてしまうおそれがある。

【０００４】さらに、そのようなバスは、本来そのバス
を開発する際には考慮されていなかったような構成に使
えるように改良されるので、そのバス構成を初期化する
ためにホスト・コンピュータによって実行される制御ソ
フトウェアが、新しい構成に対しては、役に立たなくな
ることがある。従って、その新しい構成にグレードアッ
プするための処理に対するソフトウェアのコストが、不
本意ながら加算されることになる。

【０００５】本発明は、これらの問題を効率的に緩和す
るために適したバス配置を提供しようとするものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、可変
数の周辺装置とコンピュータとを信頼性をもって連結す
るためのバス・システムを提供することであり、これら
装置のバス接続においては、各装置間及びコンピュータ
の間隔を変えることもできる。本発明のバスは、前述の
問題を回避するように論理的に構成され、コンピュータ
側には物理的に連続したバスとしての論理的な外観を呈
する。

【０００７】他の目的は、周辺装置をコンピュータに接
続する上で論理的には当該コンピュータに対して連続し
たバスの実体として見えるように配置されているが、物
理的には互いに独立した複数のバス区画からなるデータ
・バスを提供することにある。そして、それらのバス区
画は、異なる信号速度で動作可能な明確に分離した伝導
経路を介してコンピュータがアクセスすることができ
る。従って、このことにより、これらの経路に連結され
た装置とコンピュータとの転送距離に関連して効果的に
最適化しうる速度、即ちそれぞれの経路において生じ得
る最悪の場合のインピーダンス条件に対して効果的に最
適化しうる速度で、これらの経路を介してデータを転送
することができる。

【０００８】他の目的は、コンピュータからの信号距離
及び装置相互間の信号距離が可変である多数の装置を、
信頼性をもって当該コンピュータに連結するためのデー
タ・バス・システムを提供することである。ここで、コ
ンピュータ及びこれらの装置に対しては透過となるよう
に設定された異なる速度において、コンピュータとそれ
ら装置間で効率良くデータを転送することができる。そ
の一方、データを表す信号が認識できないほど歪む恐れ
を最小限に抑えることができる。

【０００９】他の目的は、多数のデータを取り扱う装置
を互いに信頼性をもって連結するためのデータ・バス・
システムを提供することである。これらの装置はコンピ
ュータと少なくとも１つの記憶装置を含んでおり、その
データ・バスは、コンピュータ以外の装置が記憶装置内
に記憶されたデータにアクセスすることを防ぐために物
理的に分割され得る。その一方コンピュータに対して
は、このバスは論理的に連続した実体としての外観を維
持する。

【００１０】他の目的は、コンピュータを多数の装置と
信頼性をもって連結するために、論理的には連続してい
るが、物理的には分割されたデータ・バス・システムを
提供することである。そのデータ・バスの初期の構成
は、コンピュータの制御下で電気的に設定することがで
きる。このとき、コンピュータは物理的に連続したデー
タ・バス・システムを構成することを目的として設計さ
れた制御ソフトウェアを実行している。

【００１１】他の目的は、コンピュータと少なくとも１
つの記憶装置を含む１又は複数の周辺装置とを接続する
ためのデータ・バス・システムを提供することである。
このバス・システムは、その記憶装置への他のどの周辺
装置によるアクセスをも防ぐように対応可能である。こ
こで周辺装置とは、コンピュータによって利用されるそ
の記憶装置内に記憶されたデータに、悪影響を及ぼす可
能性のあるものである。その他の目的は、コンピュータ
を周辺装置と接続するためのデータ・バス・システムを
提供することであって、そのデータ・バスが、コンピュ
ータに対してはデータのための単一の論理的接続経路と
して見えるように作られている。しかしながら物理的に
は複数のセグメントに分割することができ、しかもそれ
らのセグメントは電気的に互いに絶縁されており、明ら
かに異なるモードでデータを転送するために使用でき
る。必然的な目的は、前記のセグメント化可能なデータ
・バスを提供することであって、それは、異なるバス・
セグメントに取り付けられた装置に対してより効率的な
転送をするために、それら装置に対してデータを同時に
転送することができるものである。

【００１２】他の目的は、データ・バス・アダプタ・シ
ステムを提供することである。これは、物理的に複数の
セグメントに分割可能でありながら、そのセグメントに
取り付けられたコンピュータ及び周辺装置に対しては論
理的に連続したバスとしての外観を維持しているバスへ
のインターフェースを行うものである。即ち、このアダ
プタ・システムは、物理的に連続したバス・システムを
構成するように設計されたコンピュータ内の制御ソフト
ウェアとの互換性を維持する機能を備えている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】これらの目的及び他の目
的は、コンピュータのシステム・バスと周辺装置に連結
する周辺バスとの間のインターフェースを行うための、
分割可能な（ｐａｒｔｉｔｉｏｎａｂｌｅ）バス・アダ
プタ・ユニットを提供することによって実現される。こ
のバス・アダプタ・ユニットは、バス・システムに対し
て２つ以上のポートを備えており、それらのポートは、
周辺バスの別個のセクションに別々に接続されている。
本発明のバス・システムの中では、通常、このようなセ
クション同士が、バス・アダプタ・ユニットを介して互
いに連続的に連結されている。それぞれのユニット・ポ
ートとコンピュータ・システム・バスとの間のデータの
転送は、バス・アダプタ・ユニット内で別々に制御され
る。その一方で、周辺バスは、コンピュータ・システム
に対してあたかも論理的に単一の連続的なバスであるか
のように構成することができる。従ってこのバス・アダ
プタ・ユニットにより、その周辺バス・ポートのそれぞ
れに対して、カスタマイズされたデータ転送の取扱いが
可能になる。

【００１４】本発明において、このカスタマイズされた
取扱いができることの１つの応用としては、アダプタ・
ユニット・ポートと異なるバス・セクションとの間を異
なる転送速度でデータを転送することである。それによ
って、１又は複数のバス・セクションにおいて潜在的な
雑音の問題が解消される。この応用においては、コンピ
ュータ・システム、アダプタ・ユニット、及び当該アダ
プタ・ユニットの１つの周辺バス・ポートに連結された
「内部」装置が、すべて共通の格納装置内に収納されて
いる。一方、アダプタ・ユニットの１又は複数の他の周
辺バス・ポートに連結された他の「外部」装置は、共通
の格納装置の外部かまたは内部のいずれかに設置されて
いる。その外部装置とアダプタ・ユニット間の距離は、
内部装置とアダプタ・ユニット間の距離と比較して長
い。従って、内部装置とアダプタ・ユニット間では、外
部装置とアダプタ・ユニット間よりも速い転送速度でデ
ータを転送することができる。

【００１５】このような本技術の応用において、アダプ
タ・ユニットを、その周辺バス・ポートに対するデータ
転送操作を同時に実行するように対応させることができ
る。これによって、全ての装置に対する全体的なデータ
のスループットを、速い転送速度により短縮することが
できる。その転送速度は、周辺バスが単一の物理的に連
続な実体（エンティティ）を有す場合よりも速いもので
ある。

【００１６】この分割されたポート配置の他の応用とし
ては、排他的な利用かつホスト・コンピュータ・システ
ムによる制御を目的とする記憶装置におけるものがあ
る。そのホスト・コンピュータ・システムが、周辺バス
のアーキテクチャ規格による通常の業務を行う他の装置
へ直接アクセス可能である場合に、内部装置及び外部装
置をアダプタ・ユニットの異なる周辺ポートに接続する
ことによって、その記憶装置を外部装置から分離させる
ことである。

【００１７】特に、前記のＳＣＳＩバスへ適用できる本
発明の態様は、現在のコンピュータ・システムにおい
て、コンピュータ・システムを収納する格納装置及びそ
の電源を用いて、アダプタ・ユニット、いくつかの「内
部」装置、及びそれらの装置を当該アダプタ・ユニット
に連結する周辺バスあるいはＳＣＳＩバスのセグメント
を収納しこれらに電源を供給できるという事実から、導
き出されたものである。周辺バスに連結された他の「外
部」装置は、この格納装置の外部に設置されている。こ
の環境の中では、アダプタ・ユニットと内部装置間の間
隔は、コンピュータ・システムの設計者によって厳密に
制御できるのに対して、その同じユニットと外部装置間
の間隔は、一般にシステム・ユーザの設定に委ねられて
おり、従ってそれら設計者によっては決められない。こ
のように、アダプタ・ユニットに対して、内部装置は設
計者によって制御できるインピーダンス条件を呈し、外
部装置は設計者によって制御できないインピーダンス条
件を呈すようにそれぞれ構成される。従って、内部装置
及び外部装置をそれぞれ使えるようにアダプタ・ユニッ
トを分割する（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）ことによって、同
じＳＣＳＩバスの外部インピーダンスに関連する歪みを
考慮することなく、内部装置に関してデータの転送速度
を最適化することができる。

【００１８】

【実施例】１．序説 本発明の解決しようとする課題は、図１に示す汎用的な
コンピュータ・システム及び（従来技術である）ＳＣＳ
Ｉバス配置を参照して説明できる。この図において、１
は、通常のシステム及びバス配置を示している。システ
ムのマザーボード、及び当該マザーボード上に配置され
るシステムのＣＰＵ（中央演算処理装置）は、それぞれ
３及び４で示されている。Ｉ／Ｏ（入力／出力）アダプ
タ・ユニット５は、マザーボードに差し込まれているカ
ードとして表されており、当該コンピュータ・システム
と６及び７で示される周辺装置とを、９で示される物理
的に連続したＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、小型コンピュー
タ・システム用インターフェース）バス・ケーブルを介
して連結している。装置６及び７はそれぞれ内部装置及
び外部装置を表している。即ち、格納装置２内に収納さ
れている内部装置（そしておそらくは、格納装置に収納
されているＣＰＵ及び他のシステム要素と供に電源を供
給されている）、及び物理的に格納装置の外部に設置さ
れている外部装置である。装置６は、ＳＣＳＩバス９の
内部セクション９ａに接続されており、装置７は、同じ
バスの外部セクション９ｂに接続されている。バス・セ
クション９ａ及び９ｂは、図にあるように相互接続され
ている。

【００１９】システムの他の部分は、マザーボード３上
に装着されているかまたは接続されているが、図を簡潔
にするために省いている。例えば、システム・メモリ
（ランダム・アクセス及び読取り専用）、タイミング制
御、システムとアダプタ・ユニット５を含めた周辺装置
アダプタとを連結するためのシステムＩ／Ｏバス、及び
おそらくは６で示されるもの以外の付加的な内部装置
（例えば、ＳＣＳＩバス９と連結されていないディスク
駆動及びディスケット駆動記憶装置等）である。このよ
うなシステムのための典型的な「ホスト」コンピュータ
としては、ＩＢＭＰｅｒｓｏｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍ／２
（またはＰＳ／２）の型のシステムが可能である。**周
辺装置６及び７には通常、ディスク駆動記憶装置、印刷
装置等が含まれ、それらはＳＣＳＩ規格に従って構成さ
れた「知能制御」を備えている。図に示されているよう
に、システム及びＳＣＳＩバス９は、７個までの内部装
置及び外部装置の組合せをサポートすることができる
（全ての装置はＳＣＳＩバス９のセグメントに環状連鎖
（デイジー・チェーン）状に連結されている）。（**Ｉ
ＢＭ、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍ／２及びＰＳ／
２はインターナショナル・ビジネス・マシン・コーポレ
ーションの米国登録商標である。）

【００２０】ＳＣＳＩバス９の連続的特性から生じる様
々な問題を次に説明する。

【００２１】１Ａ．信号歪みの問題 一般的に、内部装置６は、外部装置７に比べて装置相互
間の距離及びアダプタ・ユニット５への距離が近いこと
は、当然のことである。さらに、ＳＣＳＩバス９の内部
セクション９ａのインピーダンス及び信号歪み特性に影
響する要素（装置間のバス・セグメントの長さ、個々の
装置への結合性等）は、一般に、外部セクション９ｂの
インピーダンスに影響する対応する要素に比べて、シス
テム１の内部部分の設計者によって制御することが容易
であることも理解できる。

【００２２】その上、ＳＣＳＩバス９上で伝達されるデ
ータの保全性に影響しうる装置６及び７の設計パラメー
タは、システム設計者にとって制御することが困難であ
る。例えば、このような周辺装置のいずれもが、信号歪
みによるエラーを補償できる内部論理を備えることを保
障するのはできそうもないことである。また、エラー検
知機能を持たないシステムにおいては、信号歪みによる
エラーによって、追跡の困難または不可能なシステム・
エラーもしくはシステム誤りを生じる可能性がある。

【００２３】従って、ＳＣＳＩバス９の全長に渡るデー
タのスループットの速度は、データ信号の外部セクショ
ン９ｂへの転送可能速度と、外部セクション９ｂからの
正確な受信可能速度によって必然的に制限されることは
明らかである。あるいは、当然のことであるが、図１に
示すような一体化されたバス配置では、内部装置６を十
分に活用することはできない。

【００２４】１Ｂ．データの安全保護／保全性の問題 前記の環境では、バス・セクション９ａに接続された内
部のディスク駆動装置に記憶されたデータの安全保護
が、危うくなる恐れがある。

【００２５】ＳＣＳＩアーキテクチャは、そのバスに取
り付けられた装置間で両方向通信が可能である。従っ
て、内部のディスク駆動装置に記憶されたデータは、基
本的にＣＰＵ４によって利用されることを目的として、
システム１の内部の処理要素と結びついているが、内部
システム構成の設計者が考慮しなかったような方法で外
部の装置による修正を受けることになりかねない。

【００２６】１Ｃ．バスの幅及び負荷の制限の問題 ＳＣＳＩバス・アーキテクチャの初期バージョンでは、
８ビットのデータを同時に並列転送するための８本のデ
ータ用導線からなるバスの伝導体、及びそのような転送
を制御するための規定の数の制御用導線を定めている。
コンピュータ・システムの設計者がその形態と間隔を決
定できる内部装置及び内部バス・セグメントに関して
は、大きなデータ単位の（例えば、１６ビットあるいは
３２ビットを同時に）並列転送ができる方が望ましいこ
とがある。

【００２７】同様に、図１で示唆される装置負荷の制
限、つまりＳＣＳＩバス９全体に７台より多い装置負荷
をつけられないことが、過剰な制限となることもある。

【００２８】１Ｄ．最適なバス利用度の問題 図１の一体化されたバス配置に関するさらなる制約は、
ホスト・コンピュータとバス・セクション間のデータ転
送が、バス構成によって制限されることである。従っ
て、内部及び外部バス・セクションの両方におけるデー
タ転送の最適な同時性を達成することは困難である。

【００２９】２．本発明 図２に示すように、本発明は、バス及びバス・アダプタ
・ユニットを分割する（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）ことによ
って、これらの問題に対処している。アダプタ・ユニッ
ト１１は制御セクション１１ａおよび１１ｂを含み、そ
れらはそれぞれのバス・セクション１２ａ及び１２ｂヘ
のインターフェースを行っており、本発明による機能を
提供している。本明細書及び図には２方向への分割のみ
が記載されているが、開示される原理は、３以上の分割
に関しても、同等の機能を維持するために有用であるこ
とは明らかである。

【００３０】図３から図６は、アダプタ・ユニット１１
がいかにして前記の問題を解消できるかを示している。
図３は、バス・セクション１２ａ及び１２ｂ上で異なる
データ転送速度（内部セクション１２ａ上では１０メガ
ヘルツ、外部セクション１２ｂ上では５メガヘルツ）を
維持するためにアダプタ・セクション１１ａ及び１１ｂ
を利用することを示している。それによって、外部セク
ション上の過剰な信号歪みを解消できるとともに、内部
装置６の最適な利用が可能になる。

【００３１】図４は、内部のディスク記憶装置６ａへの
アクセスを、ホストＣＰＵのみに排他的に限定するため
に、どのようにして分割アダプタ（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ
ｅｄａｄａｐｔｅｒ）を利用できるかを示している。

【００３２】図５は、アダプタが扱うことのできる装置
の数を増やすために、どのようにして分割アダプタを操
作できるかを示している（図１における最大７個と比較
すると、最大３０個までの装置が可能）。

【００３３】図６は、内部及び外部バス・セグメント上
で同時に転送するために、どのようにして分割アダプタ
を利用できるかを示している。

【００３４】他の利用法については図９から図１１を参
照して後に述べる。

【００３５】図７は、アダプタ・ユニット１１の好まし
い実施例の素子を示している。このアダプタは、ここで
はカードとして図示され、ホストシステムのマザーボー
ド上の図示されていないソケットに差し込まれている
が、このようなカードの構成部品（集積回路チップ及び
接続部品）を直接マザーボード上に搭載してもよい。

【００３６】バス制御セクション１１ａ及び１１ｂに加
えて、アダプタ・カード（アダプタ・ユニット）１１
は、マイクロプロセッサ２０、読取専用記憶素子（ＲＯ
Ｍ）２１、ランダム・アクセス書込記憶素子（ＲＡＭ）
２２、ホスト・バス・インターフェース・ユニット２
３、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ
Ｓｙｓｔｅｍ、基本入出力システム）制御情報を記憶す
るための別のＲＯＭ記憶素子ユニット２４、及びコネク
タ拡長部２５ないし２７を含んでいる。コネクタ２５
は、ホスト・システムに連結され、コネクタ２６及び２
７はそれぞれ、ＳＣＳＩバスの内部セクション及び外部
セクション（１２ａ、１２ｂ）に接続される。

【００３７】マイクロプロセッサ２０は、例えば、図に
あるようなＩｎｔｅｌ８０Ｃ１８６プロセッサ・モジュ
ールからなり、ＲＡＭ２２に記憶された命令とＲＯＭ２
１に記憶されたマイクロプログラムの制御に従って、ユ
ニット１１ａ、１１ｂ、２３、及び２４の論理動作を管
理する。ユニット２３は、ユニット１１ａ、１１ｂ、及
び２４と共同して、ホスト・コネクション・インターフ
ェース２５と周辺コネクション・インターフェース２６
及び２７との間のデータ信号の流れを管理する。ホスト
・インターフェース２５と内部ＳＣＳＩバス・インター
フェース２６との間の経路上のデータは、ユニット２３
及び１１ａを介して処理される。ホスト・インターフェ
ース２５と外部ＳＣＳＩバス・インターフェース２７と
の間の経路上のデータはユニット２３及び１１ｂを介し
て処理される。ユニット２３は、図示されていないが、
ホスト・インターフェース２５に関する転送中のデータ
を記憶するためのバッファを備えている。そして図示さ
れていないが、ユニット１１ａは、ユニット２３とＳＣ
ＳＩインターフェース２６との間の経路上のデータ、ユ
ニット１１ｂは、ユニット２３とＳＣＳＩインターフェ
ース２７との間の経路上のデータを記憶するためのバッ
ファをそれぞれ備えている。

【００３８】コネクタ拡長部２５は、ホスト・システム
・マザーボード上のソケットに差し込まれ、そのソケッ
トを介してＩ／Ｏバス（例えば、ＰＳ／２ホスト・シス
テム中のマイクロ・チャネル（Ｍｉｃｒｏ Ｃｈａｎｎ
ｅｌ*** ）・バス）に接続される。Ｉ／Ｏバスは、ホス
ト・システムを、アダプタ・カード１１を含む周辺装置
アダプタ・ユニットに連結している。コネクタ拡長部２
６及び２７は、ＳＣＳＩケーブルのセグメントの末端に
差し込むことにより取り付けられる。（*** マイクロ・
チャネル（Ｍｉｃｒｏ Ｃｈａｎｎｅｌ）は、インター
ナショナル・ビジネス・マシン・コーポレーションの米
国登録商標である。）

【００３９】図８で示されるように、（マイクロプロセ
ッサ２０を通じて）アダプタ・カード１１の動作を管理
するマイクロプログラムは、モジュール３０ないし３３
の階層構造にすることができる。これらには、タスク監
視（スーパバイザ）用モジュール３０、命令プロセッサ
用モジュール３１、データ転送制御用モジュール３２、
及びＳＣＳＩインターフェース・ハンドラ用モジュール
３３が含まれる。またマイクロプログラムは、本発明と
は無関係であるが、点線で示す３４の診断用モジュール
を含んでいてもよい。

【００４０】タスク監視部３０は、（診断部３４の指示
に従って行うテストを含む処理の中で）アダプタ・カー
ド・サブシステムを初期化し、サブシステムによって実
行される全ての主要なタスクを調整する。命令プロセッ
サ部３１は、ホスト・システム・インターフェースとＳ
ＣＳＩバスに連結された周辺装置との間で実行されるＩ
／Ｏ動作を定義する命令の実行を管理する。命令プロセ
ッサ部３１は、ホスト・バス・インターフェース・ユニ
ット２３（図７）の動作を直接制御し、制御ユニット１
１ａ及び１１ｂ（図７）の動作を管理するためにモジュ
ール３２及び３３と相互作用する。

【００４１】データ転送制御部３２は、ＳＣＳＩバスに
関する制御ユニット１１ａ及び１１ｂのデータ転送動作
を制御する。ＳＣＳＩインターフェース・ハンドラ部３
３は、制御ユニット１１ａ、１１ｂとＳＣＳＩバスに連
結された周辺装置との間の通知機能を制御する役割を有
する。その中には、ＳＣＳＩバス・インターフェースに
おいて受信された割込み及び他の要求に対する処理が含
まれる。

【００４２】これらのモジュールの動作で、本発明に関
連するものについては、図９から図１３の流れ図を参照
しながら以下に記載する。図９、１０、１１は、モジュ
ール３１によって管理される命令処理動作及び装置構成
動作を示している。図１２は、モジュール３２によって
管理される装置の初期化動作を示している。図１３は、
モジュール３３によって管理される割込み処理機能を示
している。

【００４３】図９によれば、Ｉ／Ｏ命令は、個々の論理
装置（ＬＤｎ）に関して実行される。命令の実行は４０
で開始され、４１において次の２つの経路の内のいずれ
かに分岐する。即ち、１つは「割当て（Ａｓｓｉｇ
ｎ）」命令に対するもので、もう１つは他の全命令に対
応するものである。割当て命令は、アダプタ・カード・
サブシステムの初期化中に（ホスト・システムによる操
作指示に従って）実行される。４２に示すように、１つ
の割当て命令が、サブシステムによって与えられ、個々
の装置において実行される。４３に示すように、割当て
処理においては、命令プロセッサが、（インターフェー
ス・ハンドラ３３が呼出した事前の行動によって獲得さ
れた）それぞれの装置についての情報を用いて、（図７
のＲＡＭ２２内の）割当てテーブルを更新する。４４に
示すように、動作４３が完了すると、それぞれの装置に
関係するフラグをクリアすることによって、その装置が
初期化されたこと及びまだ（データを転送する等の）命
令を受信していないことを示す。４５に示すように、こ
れらの動作が完了した時点で、制御は、例えばタスク監
視部３０に戻される。

【００４４】動作４３において割当てテーブルに入力さ
れる情報は、通常、周辺装置のＳＣＳＩアドレス（Ｉ
Ｄ）、その装置に割当てられた論理装置番号ＬＤｎ、及
びその装置が物理的に接続されているバス・セクション
（内部か外部か）を含んでいる。

【００４５】割当て命令以外の命令を実行するときは、
命令プロセッサ３１は、経路４６を選択し、動作手順４
７（詳細は図１０及び図１１）へ進む。図１０と図１１
の双方にまたがる手順については、そのつながりを番号
によって明確に示すことにする。

【００４６】図１０によれば、他の命令に関係する手順
は、５０におけるホスト・システムの現動作モードによ
って判断される分岐から開始される。この分岐では、ホ
スト・システムが互換モードで動作している場合には、
命令プロセッサが一方の経路（５４へ）を選択し、ホス
ト・システムがそのモードで動作していない場合には他
方（５１へ）の経路を選択する。命令プロセッサは、ホ
スト・システムによって初期化された（例えば、ユニッ
ト２３の）アダプタ・カード上の構成レジスタ内の設定
を調べることによって、ホスト・システムの動作モード
を判断する。

【００４７】互換モードでは、ホスト・システムは、ソ
フトウェア（オペレーティング・システム及び構成ソフ
トウェア）によって制御される。このソフトウェアは、
効果的にあたかも単一の連続した（分割されていない）
経路に沿って配置されているかのようにアダプタ・カー
ド１１及びその周辺装置を見ている。このことは、アダ
プタ・カード・サブシステムが、ホスト・システムに関
する動作においては、ＳＣＳＩバス・セクションが一体
的なものとして当該ホストに見続けられる様にサポート
しなければならないということを意味する。それはま
た、このモードではアダプタ・カード・サブシステム
が、一体化されたバス上で許容される装置の最大数（即
ち、図１の配置における７台の装置）に対する動作しか
サポートできないことを意味する。

【００４８】ホスト・システムが互換モードでない（こ
の明細書中では「非互換モード」と称する）とき、当該
ホスト・システムは、アダプタ・カード１１及びそれに
取り付けられた周辺装置を実際に分割された構成として
見ている。（従って、ホスト・システムとアダプタ・カ
ードはより多くの周辺装置、例えば図５で示される３０
台の装置をサポートすることもできる。）

【００４９】従って、ホスト・システムが互換モードで
ある時、アダプタ・カード・サブシステムは、割当てテ
ーブルを保持しなければならない。割当てテーブル中の
物理的装置アドレスは、ホストが使用している論理的ア
ドレスとは異なっている場合があるが、この物理的装置
アドレスはそれぞれの装置の実際の物理的位置（例え
ば、外部装置か内部装置か）やそれらの実際のデータ転
送モード（例えば、速いか遅いか）を示すものである。

【００５０】「非互換モード」の場合に命令プロセッサ
が５０において選択する手順経路は、動作５１及び５２
からなり、その後は経路５３を経て図１１に示される他
の動作へ続く。「互換モード」の場合の手順経路は、５
４ないし５７の動作からなり、同じく図１１中の動作へ
とつながっている。実際に、互換モードについて実行さ
れる動作は、ホスト・システムにとっては透過となるよ
うに、アダプタ・カードの分割された構成を「改善する
（ｒｅｔｒｏｆｉｔ）」ために行われるものである。従
ってこのモードについては、命令プロセッサは、アダプ
タ・カードと通信する正しい物理的バスの経路（例え
ば、外部であるか内部であるか）を判断できなければな
らない。

【００５１】５０においてホストが非互換モードである
と判断した後に動作５１を実行するとき、カード論理
は、現在セットされているローカル割当てテーブルが、
関連する装置フラグ（図９の動作４４を参照）の状態に
関わらず、命令の送付先である論理装置（ＬＤｎ）の実
際の物理位置を示すものと仮定する。従って、そのテー
ブル中に示された位置情報を用いて、その命令情報を適
切なバス・セクションを介して関連する装置へ送る。上
記の仮定は、合理的なものである。なぜなら、アダプタ
・カード上のローカル割当てテーブルは、ホスト・シス
テムから出された割当て命令に従って初期時に設定され
たものであり、かつその設定はサブシステムの実際の物
理的構成と同じであるので、当然保持すべきだからであ
る。動作５２において、関連する装置に割当てられたフ
ラグが、当該装置が初期化されかつ少なくとも１つの命
令を受信したことを示すようにセットされる。

【００５２】互換モードについては、命令プロセッサの
手順は５４において、目的とする装置のＬＤｎに関係す
るフラグの状態によって分岐する。そのフラグが（アダ
プタ・カードが初期化されてから少なくとも１つ命令が
その装置へ送られたことを示す）セット状態にある場合
は、５４でＹ（イエス）の枝が選択され、前述の５１の
動作へ進む。これによって、その命令が、ローカル割当
てテーブル内で指定された現経路を介してその装置へ送
られる。その後、手順経路５３を経て図１１に示される
動作に続く。

【００５３】５４において、目的とする装置のＬＤｎの
フラグがクリア状態にある場合は、Ｎ（ノー）の枝が選
択され、割当てテーブルに現在リストされているその装
置の位置（外部か外部でないか）を５５で判断する。そ
の装置が、現在外部装置（即ち、外部バス・セクション
１２ｂに連結されている）としてリストされているなら
ば、外部バス・セクションを介して、現在割当てテーブ
ル内で示されている物理的な装置アドレスに命令を送る
動作５１が実行される。もし、その装置が外部装置とし
て割当てられていないことが明らかになれば、当該命令
を内部バス・セクションを介してその装置へ送ろうとす
る試みが、動作５６において実行される。（ここで、
「試み」としている理由は、この手順のこの状態の時点
では、ホストが目的とする装置が外部または内部のバス
・セグメントのいずれにも接続されていないかも知れな
いからである。）そして、この試みの結果により、５７
において手順は分岐する。

【００５４】もしこの試みが成功した（即ち、目的とす
る装置が内部バスを介して応答した）場合には、動作５
２において、応答している目的装置のフラグをセット
し、その動作に関係する命令手順を続行する（図１
１）。もしこの試みが不成功であったならば、Ｎ（ノ
ー）の枝が選択され、５８を経て図１１に示される別の
命令手順へ進む。

【００５５】図１１を参照すると、図１０の５３から続
く命令手順は、動作６０及びリターンまたは終了機能６
１からなる。図１０の５８から続く命令手順は、動作６
２及び６３からなり、そしてリターン機能６１へ、ある
いはさらに動作６４及び（６５を経てつながる図１０
の）５２へと続く。

【００５６】動作６０は、図１０の５１で開始された命
令処理を、適切な通常の（例えば、システムへ状態情報
を返すための）手順をとおして続行する。その後制御
は、例えば６１でタスク監視部に戻される。動作６２
は、ローカル割当てテーブル内の現情報に基づいて（図
１０の動作５６を経て）内部バスを介して目的とする装
置に命令を送る試みが不成功であった後に行われるもの
である。動作６２では、外部バスを介して命令を送る試
みがなされ、その結果によって手順が分岐する。

【００５７】動作６２での試みが成功した（即ち、装置
からの応答を受信した）場合は、動作６４において目的
とする装置に関する割当てテーブルを、その装置が外部
バスに連結されていることを示すように変更する。その
後手順は、６５を経て図１０の動作５２へ続き、それぞ
れの装置のフラグをセットし、それから図１１の「通常
に」続行される動作６０へとつながる。もし、動作６２
での試みが不成功であれば、エラーが通知される（なぜ
なら、その装置はいずれのバス・セクションにも接続さ
れていないからである）。そして、動作は６１において
終了する。

【００５８】図１２は、アダプタ・カード・サブシステ
ムが行う初期動作に関する部分を示したものである。こ
の動作においてアダプタ・カード・サブシステムは、
「速度交渉（ｒａｔｅ ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）」信
号を選択された装置との間で交換することによって、サ
ブシステムとその装置の間のデータ転送を、ＳＣＳＩバ
スの外部セクションに関する通常の「低」速度で行うべ
きか、あるいはバスの内部セクションの全てもしくは一
部に関する「高」速度で行うべきかを判断できる。一般
に、選択される装置は、ＳＣＳＩバス・セクションにお
いてより高速度でのデータ転送が「安全」である（認識
できないほど信号が歪むことが無い）とされている部分
に連結されている装置である。このとき、現在そのセク
ションに取り付けられている装置の数等を考慮する。こ
の速度交渉は、アダプタ・カードによって初期化処理の
間に開始されてもよいし、あるいは選択「カテゴリ」に
ある装置によっていつ開始されてよい。

【００５９】７０で開始され、７１においてサブシステ
ムは、所与の装置が選択カテゴリにあるものであり、通
常の低速度でも高速度でも動作できるかどうかを判断す
る。もしその装置が選択カテゴリに含まれないものであ
れば、７２のリターンを経て終了する。もしその装置が
速度交渉できるならば、７３において当該交渉が完了し
たかどうかの判断を開始することにより速度交渉が実行
される。判断ブロック７３は、その装置に関して多数の
速度交渉が実行されていないことを確認するために必要
である。もし判断７３で、この手順経路か別の手順経路
を通じて、以前の速度交渉の完了が示されれば、その手
順はリターン７２を経て終了する。

【００６０】もし判断ブロック７３の時点で速度交渉が
まだ完了していなければ、その処理は判断ブロック７４
へと続く。７４において、どのバス・セクションがその
装置へ接続されているかが判断される。もしその装置が
外部装置であれば（７４においてＹであれば）、判断ブ
ロック７５が実行され、もしその装置が内部装置であれ
ば、動作７６が呼出されて高速度で速度交渉を完了す
る。そしてこの手順はリターン７２を経て終了する。

【００６１】サブシステムは、判断ブロック７５におい
てこの（外部）装置に対して高速度が安全に使用できる
かどうかを（ホスト・システムによってセットされた構
成レジスタに示されるように、装置の型及びその外部バ
スの負荷の現状態に基づいて）判断する。もし、高速度
が使用可能であれば、動作７６を経て高速度で速度交渉
は完了し、手順はその後リターン７２を経て終了する。
もし高速度が使用不可能であれば、動作７７を経て低速
度で速度交渉は完了し、この手順はリターン７２を経て
終了する。

【００６２】図１３は、（アダプタ制御セクション１１
ａ、１１ｂによってそれらのＳＣＳＩバス・セクション
１２ａ、１２ｂへのインターフェースで受信された）装
置割込み要求の（図８のハンドラ・モジュール３３によ
る）処理を明らかにしたものである。８０に示すよう
に、ハンドラ３３は、外部装置と内部装置からの要求を
交互に優先的に受け取るような交替手順を利用して、こ
れらの要求を選択する。このことはつまり、もし最後の
優先順位が、内部装置が上位で、外部装置が下位（ある
いは外部装置が上位で、内部装置が下位）であり、実際
に処理された最後の要求が内部（あるいは外部）のもの
であれば、次の要求の優先順位は、外部が上位で、内部
が下位（あるいは内部が上位で、外部が下位）というよ
うに逆になることを意味する。

【００６３】実際の割込み要求の処理においては、要求
元の装置とホスト・システムとの間でインターフェース
・ユニット２３を介してデータを転送するために、サブ
システム内のデータ転送経路が８１あるいは８２で選択
される。そして、その経路に対して関連するデータ転送
処理８３が実行される。従って、その要求が内部装置か
らのものであれば、８１において制御装置１１ａ及びユ
ニット２３を介する経路が選択され、データは、その装
置とホスト・システム・メモリ内の割り当てられたアド
レスとの間を、当該経路を介して転送される。先に述べ
たように、そのように転送されたデータは、一時的にユ
ニット１１ａ及び２３の（図示されていないＦＩＦＯ）
バッファ・レジスタ内に記憶される。一方、その要求が
外部装置からのものであれば、８２においてユニット１
１ｂ及び２３（内の図示されていないＦＩＦＯ）を介す
る、その装置とホスト・システム・メモリ内の割り当て
られたアドレスとの間の経路が選択される。

【００６４】このようなアダプタ・カード上のデータ転
送の取扱いは、速度交渉で決められた速度に依存し、ま
たその速度に適合するデータ処理能力が使用されること
は、明らかであろう。

【００６５】

【発明の効果】本発明においては、コンピュータ・シス
テム・バスと周辺装置に連結された周辺バスとの間をイ
ンターフェースするための分割可能なバス・アダプタ・
ユニットが提供され、それによって一体化された（連続
特性をもつ）バスに起因して生ずる上述の問題が解決さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による、コンピュータ・システムのた
めの「分割されていない」ＳＣＳＩバス配置の概略図で
ある。

【図２】本発明による分割されたＳＣＳＩバス配置を、
図１のシステムに対して利用した概略図である。

【図３】本発明による図２のバス配置の応用を示した概
略図である。

【図４】本発明による図２のバス配置の応用を示した概
略図である。

【図５】本発明による図２のバス配置の応用を示した概
略図である。

【図６】本発明による図２のバス配置の応用を示した概
略図である。

【図７】図２のバス配置のためのアダプタ・ユニットま
たはアダプタ・カードの好ましい構成の概略図である。

【図８】図７のアダプタ・カードの動作を管理するため
のマイクロプログラムの構造を示すブロック図である。

【図９】本発明による、図８に示したマイクロプログラ
ムの動作を説明するための流れ図である。

【図１０】図９に一般的な形で示された動作の詳細を示
したものである。

【図１１】図９に一般的な形で示された動作の詳細を示
したものである。

【図１２】本発明による、図８に示したマイクロプログ
ラムの動作を説明するための流れ図である。

【図１３】本発明による、図８に示したマイクロプログ
ラムの動作を説明するための流れ図である。

【符合の説明】

２ 格納装置 ３ マザーボード ４ ＣＰＵ ５ 一体化されたアダプタ・ユニット ６ 内部装置 ７ 外部装置 ９ ＳＣＳＩバス １１ 分割されたアダプタ・カード（アダプタ・ユニッ
ト） ２０ サブシステムＣＰＵ ２１ ＲＯＭ ２２ ＲＡＭ ２３ ホスト・バス・インターフェース ２４ ＳＣＳＩ・ＢＩＯＳ ３０ タスク監視プログラム ３１ 命令プロセッサ ３２ データ転送制御 ３３ ＳＣＳＩインターフェース・ハンドラ

フロントページの続き (72)発明者 アンドリュー・ボイス・マクネイル アメリカ合衆国33442 フロリダ州ディ アフィールド・ビーチ、エヌ．ダブリ ュ．フォーティーワン・ウェイ 181 (72)発明者 トーマス・ハロルド・ニューサム アメリカ合衆国33486 フロリダ州ボ カ・ラトン、カミノ・レイクス・サーク ル 753 (72)発明者 ケビン・リー・シェーン アメリカ合衆国33442 フロリダ州ディ アフィールド・ビーチ、ウォーターフォ ード・ドライブ・サウス 2832 (72)発明者 リチャード・ダブリュ・ボーヘス アメリカ合衆国33431 フロリダ州ボ カ・ラトン、エヌ．ダブリュ．サード・ アベニュー 4072 (72)発明者 エドワード・アービン・ウォチュテル アメリカ合衆国33433 フロリダ州ボ カ・ラトン、セレナタ・サークル・イー スト 22167

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１または複数の周辺装置が取り付けられて
   いるバスにコンピュータ・システムを接続するためのバ
   ス・アダプタ・システムであって、 前記コンピュータ・システムあるいは前記バスの現構成
   とは非互換に動作する前記周辺装置によって、該コンピ
   ュータ・システムの動作が損なわれることが無いよう
   に、前記バスを、異なるレベルのセグメントに分割して
   該コンピュータ・システムから分離する分割アダプタ手
   段を有する、 バス・アダプタ・システム。
2. 【請求項２】前記分割アダプタ手段が、 前記バスを、物理的に分離された、固定長の第１バス・
   セグメントと可変長の第２バス・セグメントとに分割す
   る手段と、 前記コンピュータ・システムと前記第１バス・セグメン
   ト間でのデータ転送、並びに前記コンピュータ・システ
   ムと前記第２バス・セグメント間でのデータ転送をそれ
   ぞれ第１のデータ転送速度及び第２のデータ転送速度で
   制御する手段とを含み、 上記第１の転送速度は上記第２の転送速度よりも高速で
   ある、 請求項１に記載のバス・アダプタ・システム。
3. 【請求項３】前記分割アダプタ手段が、 前記バスを分離された第１のバス・セグメント及び第２
   のバス・セグメントに分割して、一方のバス・セグメン
   トに取り付けられた前記周辺装置が、他方のバス・セグ
   メントに取り付けられた前記周辺装置と直接アクセスし
   て通信できないようにする手段を含む、 請求項１に記載のバス・アダプタ・システム。
4. 【請求項４】前記バス・セグメントのそれぞれは、事前
   に規定された数までは、複数の周辺装置を接続すること
   ができる、 請求項２に記載のバス・アダプタ・システム。
5. 【請求項５】前記コンピュータ・システムが、前記周辺
   装置を取り付けるために設けられたソケットを有する格
   納装置内に設置されており、 前記第１のバス・セグメントと前記アダプタ・システム
   が、該格納装置内に収納され、前記第２のバス・セグメ
   ントが、該格納装置の外部に設置されている、 請求項２に記載のバス・アダプタ・システム。
6. 【請求項６】前記コンピュータ・システムと前記第１及
   び第２のバス・セグメントとの間のインターフェースを
   行うアダプタ手段を含み、 前記アダプタ手段が、前記第１及び第２のバス・セグメ
   ントが、実際には物理的・電気的に分離されているにも
   関わらず、前記コンピュータ・システムには、単一の論
   理的に連続したバス・エンティティとして認識させる、 請求項５のバス・アダプタ・システム。
7. 【請求項７】互換モードと非互換モードの動作を有する
   バス・アダプタ・システムであって、 前記コンピュータ・システムに、前記バス・セグメント
   に関する前記周辺装置の物理的位置に関わらず該周辺装
   置を一意的に識別できることを保証するように、該周辺
   装置に対する論理的識別子の割当てを制限することを要
   求する互換モードと、 前記の論理的識別子の割当てを制限することを要求しな
   い非互換モードとを有するバス・アダプタ・システムで
   あって、 前記互換モードにおいては、前記アダプタ手段は前記コ
   ンピュータ・システムと共働し、前記アダプタ・システ
   ムの機能によって単一の連続するバスに連結されている
   様に見える前記複数の周辺装置に対して前記コンピュー
   タ・システムがその動作を行う一方で、該コンピュータ
   ・システムの動作を前記第１及び第２のバス・セグメン
   トに連結されている周辺装置に対して行うことができ
   る、 請求項３に記載のバス・アダプタ・システム。