JP2670397B2 - 競合最小化プロセッサおよびシステム・バス・システム - Google Patents

競合最小化プロセッサおよびシステム・バス・システム

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JP2670397B2
JP2670397B2 JP3256660A JP25666091A JP2670397B2 JP 2670397 B2 JP2670397 B2 JP 2670397B2 JP 3256660 A JP3256660 A JP 3256660A JP 25666091 A JP25666091 A JP 25666091A JP 2670397 B2 JP2670397 B2 JP 2670397B2
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ジョージ・ジェイ・バーロウ
ドナルド・エル・スミス
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ブル・エイチエヌ・インフォメーション・システムズ・インコーポレーテッド
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】(関連出願および特許) 1.本願と同じ譲受け人に譲渡された1990年10月
5日出願のG.J.BarlowおよびD.L.Smi
thの米国特許出願第07/593,407号「高性能
のラウンド・ロビン分散バス優先順位ネットワーク」 2.本願と同じ譲受け人に譲渡された1990年10月
5日に出願され、1992年12月1日に米国特許第
5,168,564号として発行されたG.J.Bar
lowおよびD.L.Smithの米国特許出願第07
/593,916号、「柔軟性に富む資源管理および制
御のための取消し機構」 3.本願と同じ譲受け人に譲渡された1990年10月
5日に出願され、1992年9月22日に米国特許第
5,150,466号として発行されたG.J.Bar
lowおよびD.L.Smithの米国特許出願第07
/593,436号、「柔軟性に富む分散バス優先順位
ネットワーク」 4.本願と同じ譲受け人に譲渡された1988年12月
19日出願のMing−Tzer MiuおよびT.
F.Joyceの米国特許出願第07/286,580
号「高性能命令実行用生産ライン法および装置」 5.本願と同じ譲受け人に譲渡された1988年12月
19日に出願され、1990年6月12日に米国特許第
4,933,909号として発行されたD.E.Cus
hing、R.Kharileh、Jian−Kuo
ShenおよびMing−Tzer Miuの米国特許
出願第07/286,552号「2重ポート読出し/書
込みレジスタ・ファイル・メモリー」 6.本願と同じ譲受け人に譲渡された1988年12月
19日出願のJian−Kuo Shen、R.P.K
elly、R.V.LedouxおよびD.K.Sta
plinの米国特許出願第07/286,578号「多
重ソースからの制御ストアのアドレス指定」 7.本願と同じ譲受け人に譲渡された1988年12月
19日に出願され、1990年4月10日に米国特許第
4,916,601号として発行されたR.P.Kel
ly、Jian−Kuo Shen、R.V.Ledo
uxおよびC.M.Nibby,Jr.の米国特許出願
第07/286,581号「制御ストアの2重ポンプ動
作」 8.本願と同じ譲受け人に譲渡された1988年12月
19日出願のR.P.KellyおよびR.V.Led
ouxの米国特許出願第07/286,582号「一義
的命令実行開始アドレスを生成する制御ストア・アドレ
ス・ジェネレータ」 9.本願と同じ譲受け人に譲渡された1988年12月
19日に出願され、1990年12月25日に米国特許
第4,980,819号として発行されたD.E.Cu
shing、R.P.Kelly、R.V.Ledou
xおよびJian−Kuo Shenの米国特許出願第
07/286,551号「パイプライン化処理システム
のための連続サイクルにおける多重ユニット・レジスタ
・ファイル・メモリーを自動的に更新する機構」 10.本願と同じ譲受け人に譲渡された1989年3月
31日に出願され、1993年1月12日に米国特許第
5,179,671号として発行されたR.P.Kel
lyおよびR.V.Ledouxの米国特許出願第07
/331,991号「実行ユニットに関して出し入れす
るオペランドの整列のための自動的データ処理機構」 11.本願と同じ譲受け人に譲渡された1989年3月
31日に出願され、1992年5月26日に米国特許第
5,117,491号として発行されたR.V.Led
oux、R.P.KellyおよびF.M.Phill
ipsの米国特許出願第07/332,258号「リン
グ縮小論理機構」 12.本願と同じ譲受け人に譲渡された1989年6月
30日に出願され、1991年12月17日に米国特許
第5,073,855号として発行されたD.K.St
aplin、Jian−Kuo ShenおよびMin
g−Tzer Miuの米国特許出願第07/374,
882号「パイプライン化処理ユニットに内蔵される資
源競合検出法および装置」 13.本願と同じ譲受け人に譲渡された1989年6月
30日に出願され、1992年9月22日に米国特許第
5,150,468号として発行されたD.K.Sta
plinおよびJian−Kuo Shenの米国特許
出願第07/374,881号「パイプライン化処理ユ
ニットに内蔵される命令ユニット論理管理装置」 14.本願と同じ譲受け人に譲渡された1989年9月
1日に出願され、1992年6月23日に米国特許第
5,125,085号として発行されたF.M.Phi
llipsの米国特許出願第07/402,192号
「最低使用頻度置替えレベル生成装置」 15.本願と同じ譲受け人に譲渡された1989年1月
5日に出願され、1992年6月16日に米国特許第
5,123,097号として発行されたT.F.Joy
ce、Ming−Tzer MiuおよびR.P.Ke
llyの米国特許出願第07/294,529号「スト
ア・スルー・キャッシュ記憶装置戦略を備えたデータ処
理ユニットにおけるオペランド可用度増強装置および方
法」 16.本願と同じ譲受け人に譲渡された1989年1月
5日に出願され、1992年9月15日に米国特許第
5,148,533号として発行されたT.F.Joy
ce、R.C.MillerおよびM.Vogtの米国
特許出願第07/294,534号「密結合されたデー
タ処理システムにおけるデータ・グループのコヒーレン
ス性のための装置および方法」 17.本願と同じ譲受け人に譲渡された1989年1月
5日に出願され、1991年9月24日に米国特許第
5,051,894号として発行されたF.M.Phi
llips、T.F.JoyceおよびMing−Tz
er Miuの米国特許出願第07/294,528号
「非整列2倍ワード仮想アドレスのアドレス変換装置お
よび方法」
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、優先順位に基いてアク
セスを許可するシステム・バスに対するアクセスの順序
の決定に関する。特に、本発明は、専用バスに共通に接
続する複数の処理ユニットによるシステム・バスに対す
るアクセス取得に関する。
【0003】
【従来の技術】あるシステムは、そのシステムに接続さ
れた各デバイスにより監視される使用中状態ラインを用
いることにより、単一の通信バス上で簡単化されたバス
通信を行う。このようなシステムの1つでは、1つのデ
バイスがメッセージを送ることを欲した時、まずビジー
・フラッグをこのライン上に出すことにより、使用中状
態ラインにビジー状態を表示する。このデバイスはま
た、ビジー・フラッグが既にセットされていたかどうか
を確認するため、使用中状態ラインを調べる。もしこの
バスが使用中であれば、このデバイスは、バスが自由な
状態になるまでは送信することができないので再試行期
間に対してバス・ビジー・フラッグをリセットする。こ
のような構成は、米国特許第4,281,380号に開
示されている。
【0004】上記の構成は競合を低減するが、単一の通
信バスの使用に基くものである。更に、主としてこの構
成は、干渉をもたらす結果となるメッセージの同時の送
信を阻止するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】2つ以上のバスがある
時は一般に逐次的に異なるバスを奪い合うことが試みら
れた。あるシステムにおいては、競合の時間は低減し
た。例えば、本願と同じ譲り受人に譲渡された米国特許
第4,901,226号は、1つの局部バスに共通に接
続する複数の処理ユニットがバス・インターフェース・
ユニットを介してシステム・バスをアクセスすることを
可能にする構成を開示している。この構成は、局部バス
の優先順位およびシステム・バスの優先順位を決めるた
めに必要な時間を最小限に抑えるが、それでも2つのバ
スに接続してバスのアクセスを競合するユニットを必要
とする。
【0006】このようなシステムにおいては、別個のバ
ス・インターフェースを提供することが可能であろう。
しかし、これはかなりの量の別の論理回路を必要とす
る。またこれは、システム・バスの如き少なくとも1つ
のバスへのアクセスを競合するユニット(複数)を必要
とする。
【0007】更に別の選択は、完全に別々のバスを提供
することである。これは、回路およびインターフェース
接続の量を実質的に2倍にするため、非常にコストのか
かる解決法である。その上更に、両方のバスから受取る
要求を分類してこの要求が処理されるべき順序を確立す
るため、両方のバスに接続する記憶装置が必要とされ
る。このことは、メモリーが処理装置の要求を処理する
ことができない時、処理装置に対して待ちを生じること
になる。
【0008】従って、本発明の主な目的は、2つ以上の
バスに接続する処理装置により行われる要求を処理する
ための改善された方法および装置を提供することにあ
る。
【0009】本発明の更に別の目的は、複数の処理装置
間の競合を排除するように処理装置からの要求を処理す
るための構成を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の上記および他の
目的は、本発明の原理を盛込むように構成された多重プ
ロセッサ・システムの望ましい実施態様において達成さ
れる。多重プロセッサ・システムは、複数の同一の中央
サブシステム(CSS)・ユニットと、多数の記憶サブ
システム・ユニットと、多数の入出力サブシステムとを
含む。これらユニットの全ては、共にシステム・バスと
接続しており、このシステム・バスはシステム・バスの
一部として含まれる分散優先順位ネットワークにより規
定される優先順位に基いて1対のユニット間の要求の転
送を可能にする。更に、前記CSSユニットおよび記憶
サブシステム・ユニットの全ては、共に高速データ転送
のため使用される専用(P)バスに接続している。
【0011】本発明によれば、各CSSユニットのイン
ターフェースは、システム・バスが遊休状態にある時を
検出するためのバス優先順位ネットワークに接続する入
力回路を含む。また、各CSSユニットは、Pバスが使
用中の状態にある時を検出するためPバスと接続する論
理回路を含む。この論理回路は、両方のバスが遊休状態
にある時のみ、Pバスへのアクセスを要求するそのCS
Sユニットからの高速転送要求に応答して、システム・
バスにおいて要求を生じ、これによりいずれのバスに対
する競合をも排除する。
【0012】望ましい実施態様においては、高速転送の
要求が記憶サブシステムにより受取られて確認される
時、このシステム・バス部は完了する。その後、要求さ
れたデータがPバス上を要求側のCSSユニットへ送ら
れ、動作サイクルのPバス部を完了する。
【0013】上記の構成は、プロセッサに同時の高速転
送要求を待たせることなくシステム・バスのアクセスを
行う。また、この構成は、システム・バス飽和の可能性
を低減する。更に、この構成は、システム・バスのイン
ターフェース回路に対する変更が最小限で済む。
【0014】構成および動作法の両方に関する本発明の
特性と見做される斬新な特徴については、更に他の目的
および利点と共に、本文に記される添付図面に関して以
降の部分の記述を考察すれば、よく理解されであろう。
しかし、各図面は単なる例示のために示されるもので、
本発明の限定と見做すべきでないことは明確に理解すべ
きである。
【0015】
【実施例】システムの概要 図1は、本発明の方法および装置を包含する多重プロセ
ッサ・システム10をブロック図形態で示している。図
示の如く、システム10は、システム管理機構(SM
F)12と、複数の同じ中央サブシステム(CSS)・
ユニット14−1乃至14−4と、システム・バス11
により密結合された多くの異なるサブシステム16乃至
18とを含む。例示した異なるサブシステムは、多数の
記憶サブシステム16−1乃至16−4および多数の入
出力サブシステム18−1乃至18−3を含む。更に、
CSSユニット14−1乃至14−4および記憶サブシ
ステム16−1乃至16−4は、共に単方向性非同期プ
ロセッサ(P)・バス19に接続する。各サブシステム
は、サブシステムが指令、割込み、データまたはシステ
ム・バス11上の別のサブシステムに対する非同期の応
答/状態の形態の要求を送受することを可能にするイン
ターフェース・ユニット(BIU)を含む。
【0016】バス11の左側において、図示しない終端
ネットワークがバス11の高い優先順位終端を規定す
る。前記終端ネットワークの右側に位置されるSMFユ
ニット12が最も高い優先順位を有する。バスの優先順
位は、終端ネットワークからの各サブシステムの距離の
関数として低下する。異なるサブシステムが、バス11
に含まれる分散優先順位ネットワークにより規定される
優先順位に基いてバス11上で要求を通信する。この構
成に関する更に詳細な内容については、米国特許第4,
724,519号を参照されたい。
【0017】CSSユニット 図2は、Ming−Tzer MiuおよびT.F.J
oyceの関連米国特許出願の生産データ処理システム
の形態をとる中央サブシステム(CSS)・ユニット1
4をブロック図で示している。図示の如く、CSSユニ
ット14は、中央処理装置(CPU)20と、仮想記憶
装置(VMU)40と、キャッシュ装置60とを含む。
キャッシュ装置60は、バス・インターフェース装置
(BIU)を介してバス11と接続している。BIU1
00は、4つのインターフェースを有する。これは、C
PU20、VMUおよびキャッシュ装置段、システム・
バス11およびプロセッサ(P)バス19に対するイン
ターフェースとして働く。
【0018】図示の如く、CPU20の主要素は、命令
装置(Iユニット)段20−2、アドレス装置(Aユニ
ット)段20−4、および実行装置(Eユニット)段2
0−6を含む。望ましい実施態様においては、実行装置
(Eユニット)段20−6は、科学計算装置(Sユニッ
ト)および商用計算命令処理装置(Cユニット)を含
む。キャッシュ装置段60は、実行されるべき命令を記
憶するための命令キャッシュ(Iキャッシュ)60−
2、および実行される命令に従って演算されるべきオペ
ランドまたはデータを記憶する実行キャッシュ装置(E
キャッシュ)60−4を含む。
【0019】Iユニット20−2は、2つの主要な機能
を行う。これは、Iキャッシュ装置60−2から命令を
プリフェッチし、これら命令を分解即ちデコードして、
他の装置即ちAユニット20−4およびEユニット20
−6がどのようにこれら命令を更に処理するかを決定す
る。更に、Iユニット20−2は、生産ラインからはず
される分岐命令を実行する。
【0020】Aユニット20−4は、Iユニット20−
2から受取る命令からアドレスを生成する。更に、これ
は、レジスタ・レジスタ型命令の如きあるタイプの命令
を実行して、それらを生産ラインから取除く。命令がE
ユニット20−6により実行される時、Eキャッシュ装
置60−4から指定されたオペランドを取出すため、A
ユニット20−4は仮想アドレスを物理アドレスに変換
するVMU40へ送る。Eキャッシュ装置60−4から
取出されたオペランドは、Iキャッシュ装置60−2か
らIユニット20−2により最初に受取られた命令の実
行を完了するためEユニット20−6へ送られる。Aユ
ニット20−4はまた、分岐命令の実行を確認して、I
ユニット20−2のプリフェッチ分岐アドレスにより指
定されたIキャッシュ装置60−2からの次の命令を既
に要求しているIユニット20−2へ分岐アドレスを戻
す。
【0021】図2から判るように、Aユニット20−4
およびEユニット20−6の双方は、プログラマがアク
セスできるレジスタの内容を記憶するレジスタ・ファイ
ルを含む。また、Iキャッシュ装置60−2およびEキ
ャッシュ装置60−4の双方は、システム・バス11お
よびBIU100を介して主メモリーから取出された命
令およびオペランドで更新される。
【0022】図2に示されるように、Iユニット20−
2およびAユニット20−4は、共通のファームウエア
制御ストア要素20−8を共用する。同様に、E装置お
よびC装置実行装置20−6は、別の共通のファームウ
エア制御ストア要素20−10を共用する。
【0023】Iユニット20−2、Aユニット20−4
およびEユニット20−6のパイプライン段は、それら
の制御要素20−8および20−10と共に、マザー回
路ボードを占有する。VMU段40およびキャッシュ装
置段60は、CPUマザーボードに装着される子供ボー
ドを占有する。BIU100のシステム・バスおよびP
バス・インターフェース回路は、別のマザーボードを占
有する。このように、CSSユニット全体はシステム内
の2つのソケット・カード位置を必要とする。
【0024】バス・インターフェース装置回路100 図3は、BIU100の諸回路を更に詳細にブロック図
の形態で示している。BIU100は、多数のレジスタ
を含む。これらは、システム・バス11およびPバス1
9とそれぞれ接続するシステム・バスおよびPバスのデ
ータ・レジスタ100−220および100−222を
含む。
【0025】また、図示の如く、BIU100は制御回
路100−226を含む。これらの回路は、図2のキャ
ッシュ装置60から受取られる要求を処理するため必要
な如き異なるレジスタを選択あるいは可能状態化するた
めに要求される制御信号を提供する。
【0026】本発明によれば、プログラム可能アレイ・
ロジック(PAL)デバイス100−224の形態の制
御回路が、Pバス19の状態に加えて、キャッシュ装置
60から受取った指令を監視するように接続される。こ
れは、Pバス読出し指令、およびPバス19が使用中で
ないことを示すPバス19からの信号(即ち、信号PB
BUSY−)を復号する時、信号PBIDLE−を生成
する。
【0027】図示の如く、BIU100は更に、ブロッ
ク100−300のバス要求論理回路を含む。これらの
回路は、システム・バス11の一部をなすシステム・バ
ス優先順位ネットワーク11−1と接続している。更
に、バス要求論理回路100−300はまた、PALデ
バイス100−224からPバス遊休信号PBIDLE
−を受取るように接続されている。バス要求論理回路1
00−300は、本文に説明するようにシステム・バス
要求に加えて、専用バス要求を処理するため使用され
る。
【0028】バス要求論理回路−図4 図4は、ブロック100−300のバス要求論理回路を
更に詳細に示している。ブロック100−300は、ユ
ーザ要求信号に応答して、2進数1の状態にセットされ
るユーザ質疑フリップフロップ100−302を含む。
これは、信号MYASKR−がシステム・バス・サイク
ルを与えると同時に2進数「0」に強制される時(MY
DCNN+10=1)、またはバス・クリヤ信号(BS
MCLR+10=1)に応答して、2進数「0」にリセ
ットされる。これらの信号は、NORゲート100−3
04を介して加えられる。
【0029】ユーザ・フリップフロップ100−302
が2進数「1」であり、両方のバス遊休信号BBIDL
E+が2進数「1」に強制される時、NANDゲート1
00−306が信号MYREQS−を2進数「1」に強
制して、自己要求フリップフロップ100−308を2
進数「1」へ切換えさせる。その結果、バスの低優先順
位のバス信号BSREQL−がNANDゲート100−
376を介してアクティブ状態即ち低電圧状態へ強制さ
れることになる。
【0030】本発明によれば、バス信号BSREQL
+、BSREQH+およびPRIBSY+40の組合わ
せからなるシステム・バス遊休信号SYSBIDLEと
Pバス遊休信号PBIDLE−がローであり両方のバス
が遊休状態であることを示す時にのみ、両方のバス遊休
信号BBIDLE+がNANDゲート100−303に
より生成される。
【0031】プリネット使用中信号PRISBY+20
が優先順位ネットワークが使用中(信号PRISBY+
20=1)であること、およびより高い優先順位ユニッ
トからの最も古いバスOK信号が2進数「1」であるこ
とを示す時、信号MYREQT+は、ブロック100−
310のNOR/AND回路に、バス自己OK信号BS
MYOK+を2進数「0」に強制させる。信号BSIU
OK+およびPRIBSY+20は、NAND回路10
0−320において組合わされ、これが信号PRIUO
K−00を2進数「0」に強制する。
【0032】信号BSMYOK+00は、ドライバ回路
100−330に含まれるダイオードおよびインダクタ
のフィルタ/勾配制御回路を介して与えられる。信号B
SMYOK+10は、他のより低い物理的優先順位のユ
ニットがシステム・バス11に対するアクセスを取得す
ることを許す。即ち、信号BSMYOK+10は、9つ
のより低い優先順位のスキュー・ネットワーク線のライ
ンBSMYOK+へ与えられて、次に低い優先順位のユ
ニット(CSS)および連続する低い優先順位のユニッ
トに対して次のバス・サイクルの使用を要求しつつある
より高い優先順位のユニットがないことを示し、これに
より全てのかかる低い優先順位のユニットが次のバス・
サイクルを使用することを可能にする。即ち、信号BS
MYOK+は、より低い優先順位の各ユニットの許与フ
リップフロップに対する入力として与えられる優先順位
信号の1つである。
【0033】図示の如く、自己要求信号MYREQT+
は、1対のフリップフロップ100−342および10
0−344から構成された許与フリップフロップの入力
NANDゲート100−340に対して1つの入力とし
て与えられる。このゲートは、信号MYREQT+と組
合わされた9つのプリネット信号BSAUOK+乃至B
SIUOK+を受取る。否定出力信号MYDCNN−0
1およびMYDCNN−00は、自己データ・サイクル
・ナウ信号MYDCNN+10を生成するANDゲート
100−346の反転入力に与えられる。フリップフロ
ップ100−342および100−344の否定出力
は、スパイクや信号グリッチを避けるため使用される。
また、両方のフリップフロップのクロック(c)および
データ(d)入力も論理値1の電圧に固定されて、スパ
イクや信号グリッチを低減する。両フリップフロップ
は、リセット信号MYDCNR−が2進数「0」に強制
される時、2進数「0」にリセットされる。信号MYD
CNR−は、2進数「0」である時、フリップフロップ
がセットされることを禁止する。信号MYDCNR−
は、バス・マスター・クリア信号BSMCLR+、また
はバス待機信号BSWAIT+、またはバス肯定応答信
号BSACKRまたはバス否定応答信号BSNAKR+
が2進数「1」に強制される時、NORゲート100−
348を介して2進数「0」に強制される。
【0034】各システム・バス・サイクルの間、3つの
識別可能な間隔がある。第1の間隔は、バス・サイクル
が許与されるべき最も高い優先順位のユニットを決定す
るため必要な期間である。この間隔は、バス要求信号B
SREQT−20の負になるエッジから開始する優先順
位ネットワーク解決サイクルと対応している。信号BS
REQT−20は、バスの高優先順位要求信号BSRE
QH−または低優先順位要求信号BSREQL−のいず
れか一方がNORゲート100−360を介して与えら
れ、ANDゲート100−362に対する入力がローに
強制される時に生成される。
【0035】前記第1の間隔は、優先順位の決着のた
め、またシステム・バス11の使用を要求中の高い優先
順位ユニットの選択のためシステム内に許された非同期
の遅れ量の後に終了する。
【0036】次の間隔は、マスター・ユニットがスレー
ブ・ユニットを呼出す期間である。この間隔は、バス・
データ・サイクル・ナウ信号BSDCNN−の負になる
エッジで始まる。遷移状態は、システム・バス11の使
用がマスター・ユニットに与えられたことを示す。信号
PRIBSY+40は、40ナノ秒まで新しいデータ・
サイクルが優先順位解決サイクルに入ることを阻止す
る。これは、システム・バスの要求とバスが与えられる
間に約50ナノ秒の最小限度の間隔を確保する。
【0037】最後の間隔は、スレーブ即ち受取りユニッ
トの応答に対して割付けられた時間の長さである。この
間隔は、ストローブ信号BSDCNB+の正になるエッ
ジで始まる。システム・バス11に与えられる信号MY
DCNN+10はバス・データ・サイクルを結果として
生じ、この時信号BSDCNN−は2進数「0」に強制
されてシステム・バス優先順位解決サイクルの終りを表
示する。これは、バス信号BSDCNN+10を2進数
「1」に強制する。遅延回路100−366による60
ナノ秒の遅れの後、ORゲート100−364が信号B
SDCNB+を2進数「1」に強制し、これが優先順位
回路を次のシステム・バス解決サイクルに対してクリア
する。
【0038】動作の説明 図1乃至図4に関して、また図5のタイミング図に関し
て、望ましい実施態様のシステムの動作について次に説
明する。図5から判るように、CSSユニットが読出し
要求を行う時、これはPバス読出し信号を2進数「1」
の状態に強制させる。PAL回路100−224は、P
バス19が使用中でない(即ち、アクティブ状態、即ち
2進数「1」である)ことを示すPバス19からの信号
PBREADおよびPBBUSY−に応答して、信号P
BIDLE−をローに強制する。信号PBIDLE−
は、ブロック100−300のバス要求論理回路に入力
として与えられる。
【0039】図4から判るように、Pバス19の信号B
SREQL−、BSREQH−および優先順位ネットワ
ーク使用中信号PRIBSY+がシステム・バス11が
遊休状態であることを示す時、集合信号SYSBIDL
E−が2進数「0」に強制される。両信号PBIDLE
−およびSYSBIDLE−がローである時、ANDゲ
ート100−303は図5に示される如く両バス遊休信
号BBIDLE+を2進数「1」に強制する。
【0040】両バス遊休信号BBIDLE+は、自己要
求フリップフロップを2進数「1」の状態に切換えさせ
る。システム・バス11が遊休状態にあるため、CSS
ユニットは優先順位を許される。従って、CSS許与フ
リップフロップがセットされることになる。この結果、
自己データ・サイクル・ナウ信号MYDCNN+10が
生成されることになり、これはシステム・バス11に対
する高速転送を指定する指令を与えるために使用され
る。
【0041】図5から判るように、システム・バス信号
BSDBWD+が2進数「0」に強制され、信号BSD
BPL+およびBSMREF+が2進数「1」に強制さ
れてPバス19を参与させるメモリー要求を指定する。
このメモリー要求に応答して、要求により指定される記
憶サブシステムがこの要求を確認し、Pバス使用中信号
を図示の如くローに強制する。これでサイクルのシステ
ム・バス部分を完了する。
【0042】メモリーが8つのデータ・ワードを要求さ
れると、一連のデータ・ストローブ信号PBSTRB−
を送出し、各信号が32ビット・ワードの引渡しを表示
する。8番目のストローブと共に、記憶サブシステムは
完了信号PBDONE−を送出する。これが、動作サイ
クルを完了する。図5に示されるように、信号PBDO
NE−の後エッジにおいてPバス使用中信号PBBUS
Y−がリセットされる。
【0043】以上から、本発明の方法および装置がどの
ようにPバス19やシステム・バス11に対するCSS
ユニットの競合を排除するかが判る。これは、Pバスが
使用中でない時を示す状態に強制される余分なインター
フェース・ピンの使用によって達成される。この信号を
システム・バス遊休論理回路に対して入力として与える
ことにより、Pバスはシステム・バスの論理的延長とし
て見える。Pバスが使用できない時は、システム・バス
の使用ができない。
【0044】Pバスが遊休状態にあるか、あるいはCS
SユニットがI/O指令あるいはPバスの使用を要求し
ないメモリー書込み指令を生じつつあるならば、Pバス
が遊休状態(即ち、PBIDLE−=0)であることが
理解されよう。
【0045】本発明の教示内容から逸脱することなく本
発明の望ましい実施態様に対して多くの変更があり得
る。例えば、望ましい実施態様のPバスはデータを1つ
の方向に転送するため使用されるが、本発明は両方向性
バスでも用いることができる。また、本発明はバスの形
式あるいはシステム構成に限定されない。
【0046】法規に従って本発明の最良の形態について
示し記したが、頭書の特許請求の範囲に記載される如き
本発明の趣旨から逸脱することなく変更が可能であり、
ある場合には本発明の他の対応する特徴を用いることな
く幾つかの特徴を有効に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を盛込んだ多重プロセッサ・シス
テムを示すブロック図である。
【図2】図1の中央サブシステム(CSS)・ユニット
を示すブロック図である。
【図3】図1のバス・インターフェース・ユニット(B
IU)を示すブロック図である。
【図4】図3のバス要求論理回路を更に詳細に示す図で
ある。
【図5】本発明の動作の説明に用いられるタイミング図
である。
【符号の説明】
10 多重プロセッサ・システム 11 システム・バス 12 システム管理機構(SMF) 14 中央サブシステム(CSS)・ユニット 16 記憶サブシステム 18 入出力(I/O)サブシステム 19 単方向性非同期プロセッサ(P)・バス 20 中央処理装置(CPU) 40 仮想記憶装置(VMU) 60 キャッシュ装置 100 バス・インターフェース装置(BIU)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・エル・スミス アメリカ合衆国マサチューセッツ州 01730,ベッドフォード,サウス・ロー ド 210 (56)参考文献 特開 平2−77869(JP,A)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の中央サブシステム(CSS)装置
    と、多数の記憶サブシステム装置と多数の入出力(I/
    O)サブシステム装置とを含み前記各装置は、夫々
    ンターフェース装置を介して1つのシステム・バスと接
    続して、該システム・バス上の前記装置の異なるもの
    間で優先順位に基いて要求を転送する多重プロセッサ・
    システムにおいて、 前記多数のCSS装置および記憶サブシステム装置と共
    通に接続してその間のデータの高速転送を行う専用
    (P)バスを設け、 前記多数のCSS装置の各々の前記インターフェース装
    置は、 関連する前記CSS装置から前記Pバスに対する要求を
    受取るように接続された制御回路手段を含み、該制御回
    路手段は、前記Pバスが遊休状態にあること、およびP
    バス・データ転送を指定する予め定めたタイプのメモリ
    ー要求の受取りと同時に、第1のバス遊休信号を生じ、 前記システム・バスおよび前記制御回路手段と接続され
    たバス要求論理回路手段を含み、該バス要求論理回路手
    段は、 前記システム・バスと接続されて、該システム・バスが
    遊休状態にある時を表示する第2のバス遊休信号を生成
    する検出回路手段と、 前記制御回路手段および前記検出回路手段と接続された
    論理回路手段とを含み、該論理回路手段は前記第1およ
    び第2のバス遊休信号を組合わせて、両方のバスが遊休
    状態にある時を表示する複合遊休信号を生じ、 前記論理回路手段と接続され、前記予め定めたタイプの
    メモリー要求を表わす要求信号を受取る要求回路手段を
    含み、該要求回路手段は、システム・バスの使用に対す
    る競合を排除するように前記複合遊休信号にのみ応答し
    て、前記記憶サブシステム装置の指定された1つにより
    受取られるため前記要求を前記システム・バスへ転送す
    ることを特徴とするシステム。
  2. 【請求項2】 前記予め定めたタイプのメモリー要求
    が、Pバスの高速データ転送動作を指定し、前記記憶サ
    ブシステム装置の前記指定された1つが、前記各予め定
    めたタイプのメモリー要求に応答して、前記要求を処理
    する最初の部分を完了する確認信号を生成して他の要求
    の処理において前記システム・バスの使用を可能にする
    ことを特徴とする請求項1記載のシステム。
  3. 【請求項3】 前記記憶サブシステムが更に、前記Pバ
    ス上に予め定めた数のデータ・ワードを転送して前記メ
    モリー要求の処理を完了する手段を含むことを特徴とす
    る請求項2記載のシステム。
  4. 【請求項4】 前記各インターフェース装置が更に、前
    記システム・バスと接続されてPバス要求を生じる指令
    生成回路を含み、前記制御回路手段が前記指令生成手段
    と接続されたプログラム可能アレイ・ロジック回路(P
    AL)を含み、該PAL回路は前記Pバスおよび前記指
    令生成回路と接続されて、前記Pバスが前記記憶サブシ
    ステムにより生成されるPバス使用中信号の状態により
    示される遊休状態にある時、前記予め定めたタイプの要
    求に応答して前記複合遊休信号を生じることを特徴とす
    る請求項1記載のシステム。
  5. 【請求項5】 専用(P)バスに複数の記憶装置と共通
    に接続されてデータ・ブロックを高速度で転送する複数
    の中央サブシステム(CSS)を含むシステムであっ
    て、前記複数の中央サブシステムおよび前記記憶装置が
    複数の入出力装置と共通に1つのシステム・バスに接続
    され、1対の装置間で要求を前記装置の各々に含まれる
    バス・インターフェース部分を介して、優先順位に基い
    て転送するシステムを構成する方法において、 (a)前記CSS装置の対応するものから前記Pバスに
    対する要求を受取るように接続され、前記Pバスの状態
    を表わす少なくとも1つの信号を受取るプログラム可能
    制御回路を前記装置のインターフェース部分の各々に含
    め、 (b)Pバス・データ転送を指定する予め定めたタイプ
    のメモリー要求、および前記Pバスが遊休状態にあるこ
    とを示す前記1つの信号の受取りと同時に、前記プログ
    ラム可能制御回路により第1のバス遊休信号を生成し、 (c)前記システム・バスに接続されて前記システム・
    バスが遊休状態にある時を示す検出回路により第2のバ
    ス遊休信号を生じ、 (d)前記第1および第2の両方のバスが遊休状態にあ
    る時を示すように、前記第1と第2のバス遊休信号を論
    理的に組合わせることにより1つの複合バス遊休信号を
    生じ、 (e)前記複合バス遊休信号の存在時にのみ前記予め定
    めたタイプの要求を指定された記憶サブシステムに対し
    て転送するように前記システム・バスに対するアクセス
    を要求し、これにより競合の量を最小限に抑えるステッ
    プを含むことを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】 前記指定された記憶サブシステムが、前
    記予め定めたタイプのメモリー要求に応答して、前記要
    求を処理する最初の部分の完了を通知する確認信号を生
    じて前記システム・バスの使用を可能にするステップを
    更に含むことを特徴とする請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】 予め定めた数のデータ・ワードを前記P
    バス上に転送して前記メモリー要求の処理を完了するス
    テップを更に含むことを特徴とする請求項6記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 少なくとも1つのデータ処理装置(14
    −i)と少なくとも1つの記憶装置(16−i)とを含
    む複数の装置が第1の共通システムバス(11)を介し
    て情報を転送するように接続され、前記データ処理装置
    と前記記憶装置間で情報を転送するための第2のバス
    (19)を含み、前記記憶装置は該第2のバスに接続さ
    れ、前記データ処理装置の各々を前記第1および第2の
    バスに接続するインターフェース装置(100)を含
    み、前記データ処理装置の内の1つが前記記憶装置の内
    の1つとの間で情報の転送を必要としたとき、その必要
    を満たす要求を表す第1の制御信号を発行するようにな
    っているデータ処理システムで用いる、前記インターフ
    ェース装置において、 前記データ処理装置の内の1つに接続され、前記第2の
    バスの動作状態を監視するように接続され、前記第1の
    制御信号を受け取りかつ前記第2のバスが遊休状態であ
    ることを検出したときに第2の制御信号(PBIDLE
    −)を発生する、第1の論理回路(100−224)
    と、 前記第1のバスに接続され、該第1のバスが遊休状態の
    とき第3の制御信号(SYSBIDLE−)を発生す
    る、第2の論理回路(100−369、−370、−3
    72、−380)と、 前記第1と第2の論理回路に接続され、前記第2と第3
    の制御信号の発生に応答して第4の制御信号(BBID
    LE+)を発生し、それによって前記データ処理装置の
    内の1つが前記要求を発行しかつ前記バスが両方とも遊
    休状態であることを表す、第3の論理回路(100−3
    03)と、 前記第3の論理回路に接続され、前記第4の制御信号の
    発生に応答して、前記システムバスに前記記憶装置の内
    の1つに対して前記要求を転送させる、回路手段(10
    0−306、−308)と、 を含むことを特徴とするインターフェース装置。
  9. 【請求項9】 さらに、前記第2のバスに接続され、該
    第2のバスを介して前記処理装置の内の1つと前記記憶
    装置の内の1つとの間で転送されている情報を扱うため
    の回路(100−222)を含むことを特徴とする請求
    項8記載のインターフェース装置。
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