JP2913930B2 - 拡張記憶データ転送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は拡張記憶データ転送方法
に関し、特にディスク装置より高速で、主記憶装置と比
較して十分に大容量の高性能補助記憶装置のデータ転送
方法に関するものであり、特にスーパーコンピュータの
主記憶装置に対する副記憶装置又は二次記憶装置、汎用
大型コンピュータの高性能ファイル装置等に用いられ、
一般には拡張記憶装置と呼ばれる記憶装置を複数のユニ
ットにより構成した場合の拡張記憶データ転送方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】 従来この種の拡張記憶システムにおい
ては、複数の拡張記憶ユニットにより構成されたものの
事例を見ず、又万が一その様な構成をとるものが在った
としても、従来からの方法を踏襲すれば、アクセスの為
のデータ転送パスをユニット別に専用に張る形式（図
２）をとるか、共用パス方法（図３）を用いるなら、ア
クセスする主体が各ユニットに対し遂一アクセス動作を
することにより競合を回避する、即ち調停管理をアクセ
スする側にて実施する形式、の何れかをとることにな
る。

【０００３】以下、図２及び図３について若干の説明を
加えておく。

【０００４】まず、図２の例であるが、２１０，２２
０，２３０は拡張記憶システムをアクセスするマスタ
で、２４０，２５０，２６０は全体で一つの拡張記憶シ
ステムを構成する拡張記憶ユニットである。ここでマス
タ２１０に着目すると、前拡張記憶ユニットに対し、１
対１で信号線２４１，２４２，２４３が張られている
が、これはアクセスの為のデータ転送パスであり、他の
マスタについても同様であり、データ転送の生じ得る全
てのマスタ，拡張記憶ユニット間に専用のデータ転送パ
スを張り、全マスタからの拡張記憶システムの提供する
記憶領域全体に対するアクセスを確保している。

【０００５】次に図３の例であるが、３１０，３２０，
３３０は拡張記憶システムをアクセスするマスタで３４
０，３５０，３６０，３７０，３８０，３９０は全体で
一つの拡張記憶システムを構成する拡張記憶ユニットで
あり、３００は各マスタが拡張記憶システムをアクセス
する際データ転送に用いるバス形式のデータ転送パスで
ある。ここで各マスタ３１０，３２０，３３０は、それ
ぞれ信号線３１１，３２１，３３１を介してデータ転送
パス３００に接続されており、一方各拡張記憶ユニット
は信号線３４１，３５１，３６１，３７１，３８１，３
９１を介してデータ転送パス３００に接続されており、
データ転送を行うマスタ，拡張記憶ユニット間で、この
データ転送パス３００を転送期間中占有してデータ転送
を行うことにより、前マスタからの、拡張記憶システム
の提供する記憶領域全体に対するアクセスを確保してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】拡張記憶装置は、スー
パーコンピュータ用の高速大容量補助記憶装置として考
えられ、その後、汎用大型コンピュータ等でも用いられ
るようになったが、何れの場合においても、従来の補助
記憶装置では、容量，高速性、或はそれらのバランスの
点に置いて十分な効果が期待できないようなケースで
の、一つの解として選択された結果とみることができ、
拡張記憶装置はこの様なニーズに応えるものとして位置
付けられてきた。しかしながら、昨今のデータ処理の大
規模化傾向は著しく、拡張記憶装置は尚いっそうの大容
量化を要求されつつあるが、メモリ技術，電源，実装，
或はその筺体の大きさ等による制約や、構成可能な容量
の自由度、といった観点から、単体ユニットによりこれ
を実現することはもはや妥当性を欠き、複数個のユニッ
トにより実現することが、前述の制約条件下での、又自
由度を確保する上での現実的な手段であると言えよう。
さて、ここで、問題となるのがデータ転送スループット
の確保とこれを実現する為のハードウェアの肥大化の抑
止である。即ち、複数個のユニットに分割したことに伴
い、何らかの手段で各ユニットを自由にアクセスする必
要が生じるが、これをデータ転送スループットの低下を
最小限に抑えた上で、できるだけ簡便な構成により実現
しなくてはならないということである。ここで前述した
従来の手法によるデータ転送を実施したとすると、例え
ば前者の、転送スループットを確保すべくユニット対応
に専用のデータ転送パスを設ける手法をとるなら、その
インタフェース数のユニット数に比例して増大し、実装
（ケーブル本数），アクセス制御（ロジック，ハードウ
エア）の肥大化を招き、コスト，故障率等に悪影響を及
ぼす結果となり、又後者の、共用パス方式にして各ユニ
ットを個別にアクセスする方式をとれば、アクセス動作
が遂次的となり、平均データ転送スループットを悪化さ
せる結果を招く、という欠点が指摘される。又従来方式
の延長線上で構成しようとする限り非常に困難であろう
とは推定されるが、何らかの手段によって、図３の様な
構成をとりつつ各ユニットでのアクセス動作の並列化に
成功した場合に問題となるのが、リクエストに対するリ
プライの順序性の保障である。若しこれを従来手法によ
り解決するなら、各ユニット間に通信路を設定し、各ユ
ニットにおいて、順序情報の通信及び共用パス優先制御
を実施するか（図４）、或は各ユニットのアクセス動作
を監視するハードウエアを設け、各ユニットからアクセ
ス動作に関する情報を得て、各ユニットがリプライを返
すべきか否かを判定し、各ユニット個別に指示する（図
５）、等の方法が考えられるが、何れにしてもそのハー
ドウエアの規模，制御の複雑さは相当なものとなること
を覚悟しなくてはなりない。

【０００７】以下、図４及び図５について若干の説明を
加えておく。前にも延べた様に、図３の様な構成をとり
つつ各ユニットでのアクセス動作の並立化に成功するこ
と自体既に非常に困難と推定され、何らかの手段によっ
て実現し得たと仮定した例であり、さらにこの上図３の
構成においてリプライの順序性を保障出来る様にする為
の従来手法の説明は一見無意味であるが、本発明の効果
を明確化する上で仮想的な比較が必要であると判断し、
説明を加えることにした。従って、図４及び図５の構成
は純粋な従来例というより、完全に想定的なものである
ことを断っておく。

【０００８】まず図４の例であるが、これは図３の構成
にユニット間通信ネットワーク４００を付加し、各拡張
記憶ユニット間でリプライの順序性に関する情報のやり
とりを行い、それぞれの拡張記憶ユニットが独自にリプ
ライのタイミングを判定する方法を表している。ここで
ユニット間通信ネットワーク４００は、通信の迅速性を
重視するなら前拡張記憶ユニット間に通信パスを張る形
式に近いものとなり、ハードウエアの簡素化を重視する
ならバス形式に近いものとなる。しかしながらいずれに
しても、この様な手法は拡張記憶ユニット数の増加に対
して極めて不利で、リプライのタイミングを判定するの
に必要な情報通信量は拡張記憶ユニット数に対し、組み
合わせ数のオーダ即ち指数オーダで増加することが避け
られず、結果として通信回数（性能低下）又は通信の為
のハードウエア量を指数オーダで増加させることを余儀
なくされ、事実上拡張記憶システムの規模がほんの少し
大きくなったとたんに適用不可能となってしまうと考え
られる。

【０００９】次に図５の例であるが、これは図３の構成
にリプライ指示制御論理５００を付加し、前拡張記憶ユ
ニットからリクエストの受け付け状態に関する情報を収
集し、ここで集中的にそれぞれの拡張記憶ユニットにつ
いてのリプライタイミングを判定する処理を行い、各拡
張記憶ユニットに個別にリプライタイミングを通知する
方法を表している。この方法によれば、図４の方法のよ
うに通信回数（性能低下）又は通信の為のハードウエア
量が拡張記憶ユニット数に対し、指数オーダで増加する
ことは無いにしても、比例即ち多項式オーダでの増加は
避けられず、又前拡張記憶ユニットからリクエストの受
け付け状態に関する情報を収集する為の通信を先ず行
い、前記拡張記憶ユニットからの情報が揃ってところで
リプライタイミングを判定する処理を行い、最後に各拡
張記憶ユニットに個別にリプライタイミングを通知する
為の通信を行う、といった往復の処理が必要で元々性能
に問題がある。従って、図５の例も図４の例に比べれ
ば、通信回数（性能低下）又は通信の為のハードウエア
量が増加する問題は軽減されてはいるが、性能の問題等
も考え合わせると、実用性は殆んど見いだすことができ
ない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の拡張記憶データ
転送方法は、少くとも読出に用いるデータ転送パスを共
有する複数の拡張記憶ユニットより成り、該複数のユニ
ット間にパスの使用権を代表すると共に、少くともリク
エスト処理経過情報が付与されたトークンを持ち回らせ
る為のトークンパスを設けておき、前記複数の拡張記憶
ユニットに対し前記データ転送パスの確保を為すことな
く読出リクエストを発行し、該リクエストを受けた前記
拡張記憶ユニットのそれぞれは読出データの送出の必要
に応じてトークンを獲得し、該トークンを持っているユ
ニットが前記データ転送パスへ読出データを送出する一
方該トークンのリクエスト処理経過情報を必要に応じて
更新し、前記トークンパスが少くとも前記複数のユニッ
トをパス上に含む閉ループを形成する形式を備え、前記
複数のユニットのそれぞれは、読み出したデータを共用
している前記データ転送パスに送出する前に一旦蓄えて
おくバッファを具備しており、該複数のユニットが並行
して該バッファへのデータ読み出し動作を行い、該バッ
ファから前記共用パスへのデータ送出はトークンを持っ
ているユニットが行う拡張記憶システムにおいて、前記
読出リクエストは処理のタイミングを指定するタイミン
グ情報を含み、又前記リクエスト処理経過情報は複数個
のリクエスト処理状態により定義される状態情報であ
り、前記各ユニットは、受けたリクエストを持つ前記タ
イミング情報と、持ち回られたトークンの持つ前記リク
エスト処理状態との関係から、該トークンの獲得から前
記データ転送パスへ読出データを送出する一連の動作を
起動するか否かを決定し、該動作が起動され終了する毎
に、前記リクエスト処理経過情報の状態を更新して構成
される。

【００１１】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の拡張記憶データ転送方法を実現し
た、拡張記憶システムとそれに接続されたマスタ、及び
マスタから拡張記憶システムへのリクエストを調停する
リクエスト制御部１４０である。但し、データの書込動
作に関しては通常用いられる各種方法に何れかにて行っ
ているものとし、本発明の特徴的動作を説明する上で特
に必要とはしない為、省略してある。

【００１２】本例に於いては、＃０〜２が付された三つ
のマスタが存在し、その三つのマスタからのリクエスト
を調停し、拡張記憶システムに送出するのがリクエスト
制御部１４０である。但し、マスタが発行したリクエス
トを如何にして拡張記憶システムに到達させるかは本発
明とは何ら係わりがなく、ここに具体的にリクエスト制
御部なるものを設定したのは、只単に全体の動作を説明
する上で、リクエストを正しく拡張記憶システムに到達
させる手段が必要であった為であるに過ぎず、無数に存
在する他の方法の一つでこの機能を代替したとしても、
本発明の請求範囲を逸脱したことにはならないことは請
求範囲本文の規定する所により明らかである。一方、拡
張記憶システムＡ〜Ｆの６個のユニットより成り、各ユ
ニットは往復的にループしたトークンパスで接続されて
いる。

【００１３】本システムではトークン及びリクエストは
図６に示すフォーマットによる各フィールドを持ってい
る。＃０〜２の３個のＴＣＵＮＴはそれぞれマスタ０〜
２に対応する３ビットのフィールドで、０から５までの
カウント値を巡回的にとる。又ＲＣＵＮＴも３ビットの
フィールドで、リクエストの処理順を指定する０から５
迄のカウント値を巡回的にとるものとする。アクセスパ
ラメタに関しては、通常のリクエストに含まれアクセス
次に使用される、アドレス等のパラメタが格納されるも
のとする。１１０，１２０，１３０はそれぞれマスタ
０，１，２を示し、それぞれ信号線１１１，１２１，１
３１より拡張記憶システムへ向けてリクエストを発行
し、これに応答して読み出されたリプライデータを、そ
れぞれ信号線１１２，１２２，１３２より受け取るとい
った動作をする。１４０はリクエスト制御部で、三つの
マスタから発行されるリクエストを一旦受け取りこれを
調停した後、線１４１より各拡張記憶ユニットへリクエ
ストを送出する役割を担っている。

【００１４】信号線１５０及び１８０〜１８４は拡張記
憶システムを構成する６個のユニットＡ及びＢ〜Ｆであ
るが、以下ユニットＡに注目してより詳細を説明する。

【００１５】先ず構成要素について説明すれば、ユニッ
トＡは内部に、記憶部１５１，リードテーダ・バッファ
１５２，リクエスト・バッファ１５３，読出制御部１５
４，転送制御部１５５を有している。次に、これらの機
能を説明する。記憶部１５１はデータの記憶を担当する
シーケンシャル・アクセス形の記憶機構であり、読出制
御部１５４からのデータ読出指示により、信号線１６０
へ所定のデータを送出する。一般にこの種の大容量記憶
機構は、読出指示から読出開始迄の頭出期間は一定でな
いので、本例も同様であるものとする。リードデータ・
バッファ１５２は、読出制御部１５４からの制御によ
り、記憶部１５１からのデータを一旦バッファリング
し、転送制御部１５５からの制御により、バッファリン
グしたデータを、データバス１９０へ通じる信号線１６
１へ送出する書き込みと読み出しが同時に出来るＦＩＦ
Ｏバッファであるが、ここでリードデータ・バッファ１
５２のデータ取込みのスループットとデータ送出のスル
ープットとはバッファの使用効率が最大となる様に等し
い値に設定されているものとする。リクエスト・バッフ
ァ１５３は、信号線１４１の共用リクエストパスより信
号線１４２を経てリクエストを受け付けてこれを一旦蓄
え、ユニット内のリクエスト処理状態が終了状態であれ
ば、受け付けた順に蓄えたリクエストを信号線１６２上
に読み出す３個のマスタ対応に３エントリの容量を持つ
バッファである。

【００１６】読出制御部１５４は、信号線１６２から供
給されるリクエストを受けて信号線１６３から記憶部１
５１を制御し、リクエストされたデータを読み出させ、
リードデータ・バッファ１５２には信号線１６４を介し
て読み出したデータを取り込ませる制御を行う一方、デ
ータ取り込みが開始されると、これを信号線１６５へ報
告する。転送制御部１５５は、トークン受け渡しの為の
ポートを、往路用と復路用に二系統持ち、通常状態では
信号線１６９から信号線１６７へ、或は信号線１６７か
ら信号線１６８へとトークンを単純通過させている。し
かし、一旦リードデータ・バッファ１５２へデータが入
り始めたことが報告されると、データ転送処理が起動さ
れ、処理中のリクエストのＲＣＵＮＴのカウント値と到
着するトークンの処理中のリクエストを発行したマスタ
に対応するＴＣＵＮＴのカウント値とを比較し、等しけ
ればトークンを捕捉する。トークンを捕捉した転送制御
部１５５はデータバス１９０の使用権が自ユニットに在
ると認識し、リードデータ・バッファ１５２からデータ
を読み出させデータバス１９０上へこれを送出する一
方、この間捕捉したトークンのＴＣＵＮＴのカウント値
をカウント（巡回的）しておく。読み出しが完了すると
これに同期して捕捉していたトークンを開放し、この時
点でデータ転送処理が終了し、通常状態へ復帰する。以
上、ユニットＡについて説明したが、Ｂ〜Ｆについても
その構成，動作は同じであるものとする。 以下、例を
用いて動作を順に説明する。

【００１７】先ず、初期値としてトークンの各ＴＣＵＮ
Ｔの値は何れも０が設定されており、又各マスタはＲＣ
ＵＮＴの値を０からスタートさせるものとする。ここで
は各マスタが、図７の用にリクエストを発行した場合を
例に取り上げることにする。先ず図１を見るに、マスタ
０〜２がそれぞれ信号線１１１，１２１，１３１より図
７に示したタイミングでリクエストを送出する。この
時、各ユニットから返却されるデータによる、データバ
ス１９０上の競合は全く意識する必要の無いことは前述
の通りである。リクエストを受けたリクエスト制御部１
４０はそれらを調停し、図８の「動作箇所」がリクエス
ト制御部の欄に示すようなタイミングで、共用リクエス
トパス１４１を介して、各拡張記憶ユニットにリクエス
トを中継する。この時も又、各ユニットから返却される
データによる、データバス１９０上の競合を意識する必
要は無い。これらリクエストを受けた各拡張記憶ユニッ
トではそれぞれリクエスト処理が開始されるが、ユニッ
トＡ，Ｂ及びＤでは重複してリクエストされている為、
２番目以降に到着したリクエストは、若し先着のリクエ
ストの処理が未終了なら、その処理の終了を前述のリク
エスト・バッファで持ち合わせることになる。以下マス
タ０の発行するリクエストの処理に着目して説明を進め
る。

【００１８】先ず第１番目のユニットＡに対するリクエ
ストの処理を説明する。ユニットＡではマスタ０よりリ
クエストを受ると、前述の様にこれを一旦リクエスト・
バッファ１５３に蓄えるが、直ちにこれを信号線１６２
に読み出して処理を開始する。この時のＲＣＵＮＴの値
は０である。次にリクエストを受けたユニットＡの読み
出し制御部１５４は、指定されたデータの記憶部１５１
からリードデータ・バッファ１５２への読み出しを行う
一方、データがバッファに入り始めるとこれを転送制御
部１５５へ報告する。前述の通り、転送制御部１５５
は、この時点迄はまだ通常状態であり、自ユニットを通
過するトークンパス上のトークンを単純通過させている
だけだが、報告を受けると、データ転送処理が起動さ
れ、トークンの到着を持ち合わせる。トークンが到着す
ると、処理中のリクエストがマスタ０によるものなの
で、ＴＣＵＮＴ０とＲＣＵＮＴのそれぞれの値を比較す
る。ここでは両者とも０であり、一致するので、データ
バス１９０の使用権が自ユニットに有ると認識し、リー
ドデータ・バッファ１５２からデータを読み出させデー
タバス１９０上へこれを送出し、マスタ０に転送する一
方、この間捕捉したトークンのＴＣＵＮＴのカウント値
を１にする（カウント）。その後読み出しが完了する
と、捕捉していたトークンを開放し、通常状態へ復帰す
る。これ以降本ユニットに対するマスタ１からのリクエ
ストが到着するが、同様に動作する。

【００１９】次に第２番目のユニットＢに対するリクエ
ストの処理を説明する。

【００２０】ユニットＢではマスタ０，１より次々とリ
クエストを受け、前述のようにこれを一旦リクエスト・
バッファに蓄えるが、先ず先着のマスタ０によるリクエ
ストを読み出して処理を開始する。この時のＲＣＵＮＴ
の値は、マスタ０が第１番目のユニットＡへのリクエス
ト（ＲＣＵＮＴに０を設定）に続くリクエストである本
リクエストに対して１を設定している。次にリクエスト
を受けたユニットＢの読みだし制御部は、指定されたデ
ータの記憶部からリード・バッファへの読み出しを行う
一方、データがバッファに入り始めるとこれを転送制御
部へ報告する。前述の通り、転送制御部は、この時点迄
はまだ通常状態であり、自ユニットを通過するトークン
パス上のトークンを単純通過させているだけだが、報告
を受けると、データ転送処理が起動され、トークンの到
着を待ち合わせる。トークンが到着すると、処理中のリ
クエストがマスタ０によるものなので、ＴＣＵＮＴ０と
ＲＣＵＮＴのそれぞれの値を比較する。

【００２１】ここで若し一致したならマスタ０の発行し
た本リクエストに先行するリクエストの処理が全て完了
していることを意味し、本処理によるデータバス１９０
へのデータ読出が可能であると判定され、一致しなけれ
ば、未だ完了していない先行リクエストの処理が存在す
ることを意味し、データ読出は不能と判定されるが、こ
の場合、当然トークン捕捉以降の処理は起動されず、ト
ークンは次のユニットに受け渡さなくてはならない。本
例に於いては両者とも１であり、一致するので、データ
バス１９０の使用権が自ユニットに在ると認識し、リー
ドデータ・バッファからデータを読み出させデータバス
１９０上へこれを送出し、マスタ０に転送する一方、こ
の間捕捉したトークンのＴＣＵＮＴのカウント値を２に
する（カウント）。

【００２２】その後、読み出しが完了すると、捕捉して
いたトークンを開放し、通常状態へ復帰する。但し、こ
こではリクエスト・バッファには処理開始が保留されて
いるユニットＢへの２番目のリクエストが存在するの
で、引き続いてこれを読み出し、以後同様に動作する。
以上マスタ０の発行するリクエスト処理に着目して説明
したが、他のマスタ及びユニットも、これに並行して同
様な処理が行られており、結局全体としては、データバ
ス１９０上に、ユニット間で競合することなくリクエス
トしたデータが、マスタの指示する順に次々と読み出さ
れてくる様に動作することになる。ここで、一連の処理
の様子を図８に、又捕捉したトークンのＴＣＵＮＴの更
新の様子を図９に示しておく（ここで（イ）〜（リ）は
図８，図９の各図で共通）。なお、見易さの為、図８に
はマスタ０のみについて動作手順を説明する矢印を付し
たが、他のユニットも同様である。

【００２３】以上、本発明の一実施例を示したが、通常
はマスタと呼ばれる、共用パスをアクティブに使用しよ
うとする主体の間で持ち回るトークンを、ここでは、リ
クエストされることにより初めて共用パスを使用するス
レーブの間で持ち回らせ、パスの使用をスレーブ側で調
停する様にしているて、及びこれとは別に、通常パスの
使用権に関する制御情報以外の情報を持たせることの無
いトークンにリプライ順に関する制御情報を持たせ、通
常なら別の方法による筈のこの制御情報の通信を持ち回
られるトークンに媒介させ、通信制御もトークン持ち回
りの制御と共用している点が特徴である。又、ここで注
意点として、各ユニット間で共用されたデータ転送パス
は、必ずしも本実施例で示した様なバスである必要は無
く、光ループの様にミクロ的にはディジー・チェイン接
続されている様な場合でも、本発明を用いれば柔軟な対
応が可能であり、又アクセス毎のデータサイズが不定の
場合などでも本発明を用いれば何らこれを意識すること
なく対応可能である。

【００２４】ここで比較の為、説明の順序が逆になるが
従来技術の項で説明した図３のシステムにより、処理を
遂次的に行った場合の動作例を図１０に示しておく（但
し、後部の処理は削除されている）。

【００２５】尚、本発明による拡張記憶データ転送方法
は極めて柔軟性に富んでおり、上記実施例で示した方法
の他、トークンの持つリクエスト処理状態の値が受けた
リクエストのタイミング指定状態の値より１小さい場合
にトークン獲得以降の処理を起動し、トークンのリクエ
スト処理状態の値をその時処理したリクエストのタイミ
ング指定状態の値に更新する方法（図１１）や、リクエ
ストにさらに、次リクエストタイミング指定状態を指定
するフィールドを追加し、トークンの持つリクエスト処
理状態の値が受けたリクエストのタイミング指定状態の
値と等しい場合にトークン獲得以降の処理を起動し、ト
ークンのリクエスト処理状態の値をその時処理したリク
エストの次リクエストタイミング指定状態の値に更新す
る方法（図１２）等の、様々なアプリケーションが考え
られる。

【００２６】以下、図１１及び図１２について若干の説
明を加えておく。

【００２７】まず図１１であるが、８００，８１０，８
２０はそれぞれの拡張記憶ユニット内の処理を表してい
る。とりあえずここでは拡張記憶ユニット内の処理８１
０について説明する。８０１は受け取ったトークンの持
つリクエスト処理状態の値が４であることを示し、８０
３は受けているリクエストのタイミング指定状態の値が
５であることを示し、８０２は前者の値が後者の値より
１小さいことを検出し、データ転送処理に起動をかける
処理を表し、８０４はデータ転送処理を表し、８０６は
データ転送処理が終了した後、次の拡張記憶ユニットに
受け渡すトークンのリクエスト処理状態の値を、処理を
終了したリクエストのタイミング指定状態の値である５
に更新する処理を表している。以上の処理を各拡張記憶
ユニットで行うことにより全体としてのアクセスを管理
するようにしている。

【００２８】次に図１２であるが、ここでもとりあえず
拡張記憶ユニット内の処理９１０について説明する。９
０１，９０３，９０４，９０５については図１１の８０
１，８０３，８０４，８０５と同様である。但し９０１
の値及び９０３の値は共に８である。９０７はリクエス
トの持つ次リクエストタイミング指定状態を指定するフ
ィールドの値を表し、ここでは５となっている。９０２
は９０１の他が９０３の値に等しいことを検出し、デー
タ転送処理に起動をかける処理を表しており、９０６は
データ転送処理が終了した後、次の拡張記憶ユニットに
受け渡すトークンのリクエスト処理状態の値を処理を終
了したリクエストの次リクエストタイミング指定状態の
値である５に更新する処理を表している。以上の処理を
各拡張記憶ユニットで行うことにより全体としてのアク
セスを管理するようにしている。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
クセスされるユニット間にトークンパスを設けてリクエ
スト処理経過情報が付与された（複数のマスタが共用デ
ータ転送パス上に存在し、それぞれのマスタが独立に各
ユニットをアクセスするシステムにあっては、マスタ対
応に持つ。）トークンを持ち回らせ、一方これらユニッ
トに対するリクエストにタイミング情報を含ませ（複数
のマスタが共用データ転送パス上に存在し、それぞれの
マスタが独立に各ユニットをアクセスするシステムにあ
っては、さらにリクエストソースマスタＩＤ情報を加え
る。）、これら情報からトークン獲得以降の処理の起動
条件を検出すると共にこれら情報を更新する、という動
作を繰り返すことにより、通常手段では論理的にもハー
ドウエア的にも困難視される指定されたリプライの返却
順序を守りながら共用データパスの調停管理を行う、と
いう非常に複雑な制御が、各ユニットに分散された極単
純な論理と極少のハードウエアにより実現できる。

【００３０】ここで、念のため付け加えておくが、実施
例でも示したように、本方法によればリプライの順序は
マスタが任意に設定でき、必ずしもリクエスト順でなく
ても良いので、うまく利用すれば様々なアプリケーショ
ンが考えられよう。例えば図１２の方法によればキュー
制御も容易であり、Ｉ／Ｏ制御プログラムのパラメタを
そのままリクエストのタイミング形パラメタに持ち込む
ことなどが考えられる。

【００３１】即ち一般に、メモリ空間上で複数の不連続
の領域に対する複数のＩ／Ｏを、一連の処理として順序
を守りながら次々と実行するといった処理は至る所で見
受けられるが、ここで図１３の様に、複数の拡張記憶ユ
ニットにまたがって連続したアドレスを割り当てて大き
なメモリ空間を構成し、この空間上で同様の処理を実行
する必要が生じた場合には、各Ｉ／Ｏリクエストに一義
的に対応するＩＤ情報を付与し、各Ｉ／Ｏリクエスト発
行時に、自リクエストのＩＤ情報及び次リクエストのＩ
Ｄ情報をそれぞれリクエストタイミング指定及び次リク
エストタイミング指定に持ち込み、トークンの持つリク
エスト処理状態を先頭のＩ／ＯのリスエストのＩＤ情報
に設定したやれば、あとは自動的に処理順が守られるこ
とになる。

【００３２】更に各ユニットにリードデータ・バッファ
を設置してユニット内のアクセスの並列化を行えば、本
発明のように、多数のユニットを共用データ転送パスに
接続する構成をとる場合にも行スループットの維持が可
能となる。又本方法は、各ユニットに小規模な同一制御
論理を分散することを可能とするが、これは、別の場所
で集中制御する場合に比べ、情報の受け渡しから制御の
指示といった通信によるオーバヘッドが無く、又ユニッ
トを設計する際に前述の小規模な論理を設計しさえすれ
ば良いので、特に全ユニットを制御する大規模な論理を
設計する必要が無い。以上示した様に本方法は、機能性
能の向上といった直接的な効果から、構成レベルの有利
さ，或は設計計額上の有利さ（分散された小規模の同一
論理の繰り返し）、というような、種々のレベルでの種
々の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の拡張記憶データ転送方法を実現した拡
張記憶システムと、リクエスト制御部、及びこれに接続
された三つのマスタの構成を示すブロック図。

【図２】従来からの方法を踏襲するものの内、アクセス
の為のデータ転送バスをユニット別に専用に張る形式を
とった拡張記憶システムの構成を示すブロック図。

【図３】従来からの方法を踏襲するものの内、共用バス
方式を用い、アクセスする主体が各ユニットに対し逐一
アクセス動作をすることにより競合を回避する、即ち調
停管理をアクセスする側にて実施する形式をとった拡張
記憶システムの構成を示すブロック図。

【図４】図３の拡張記憶システムに於いて、各ユニット
でのアクセス動作の並列化を行った場合に問題となるリ
クエストに対するリプライの順序性を各ユニット間に通
信路を設定し、順序情報の通信及び共用パス優先制御を
実施することにより保証する形式をとった場合の構成を
示すブロック図。

【図５】図３の拡張記憶システムにおいて、各ユニット
でのアクセス動作の並列化を行った場合に問題となるリ
クエストに対するリプライの順序性を、各ユニットのア
クセス動作を監視するハードウエアを設け、各ユニット
からアクセス動作に関する情報を得て、各ユニットがリ
プライを返すべきか否かを判定し、各ユニット個別に指
示することにより保証する形式をとった場合の構成を示
すブロック図。

【図６】図１の拡張記憶システムに於けるトークンとリ
クエストのフォーマットを示した説明図。

【図７】図１の拡張記憶システムの動作説明をする際と
りあげた動作例において、各マスタがリクエストを発行
する様子を表したタイムチャート。

【図８】図１の拡張記憶システムの動作説明をする際と
りあげた動作例において、リクエスト制御部と各ユニッ
トの動作を表したタイムチャート。

【図９】図８で各ユニットでのトークン捕捉時と開放時
のトークンの持つ三つのＴＣＵＮＴのそれぞれの値を示
した説明図。

【図１０】従来の技術に基く図３の構成による拡張記憶
システムにより、実施例と同様の処理を遂次的に行った
場合の動作を表したタイムチャート。

【図１１】トークン獲得の基準、及び更新の方法に関す
る本発明のバリエーションで、トークンの持つリクエス
ト処理状態の値が、受けたリクエストのタイミング指定
状態の値より１小さい場合にトークン獲得以降の処理を
起動し、トークンのリクエスト処理状態の値をその時処
理したリクエストのタイミング指定状態の値に更新す
る。

【図１２】トークン獲得の基準、及び更新の方法に関す
る本発明のバリエーションで、リクエストにさらに、次
リクエストタイミング指定状態を指定するフィールドを
追加し、トークンの持つリクエスト処理状態の値が受け
たリクエストのタイミング指定状態の値と等しい場合に
トークン獲得以降の処理を起動し、トークンのリクエス
ト処理状態の値をその時処理したリクエストの次リクエ
ストタイミング指定状態の値に更新する方法を示す説明
図。

【図１３】複数の拡張記憶ユニットにまたがって連続し
たアドレスを割り当てて大きなメモリ空間を構成し、こ
の空間上で、複数の不連続の領域に対する複数のＩ／Ｏ
を、一連の処理として、順序を守りながら次々と実行す
る処理を表した説明図。

【符号の説明】 １１０ マスタ０ １２０ マスタ１ １３０ マスタ２ １４０ リクエスト制御部 １５０，１８０〜１８４ 拡張記憶ユニット １５１ 記憶部 １５２ リードデータ・バッファ １５３ リクエスト・バッファ １５４ 読出制御部 １５５ 転送制御部 ２１０，２２０，２３０ マスタ ２４０，２５０，２６０ 拡張記憶ユニット ３１０，３２０，３３０ マスタ ３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，３９０
拡張記憶ユニット ４００ ユニット間通信ネットワーク ５００ リプライ指示制御論理 ８００，８１０，８２０ 拡張記憶ユニット内の処理 ８０１，９０１ 受け取ったトークンの持つリクエス
ト処理状態の値 ８０２ データ転送処理に起動をかける処理 ８０３，９０３ 受けているリクエストのタイミング
指定状態の値 ８０４，９０４ データ転送処理 ８０５，９０５ 次の拡張記憶ユニットに受け渡すト
ークンの持つリクエスト処理状態の値 ８０６ 次の拡張記憶ユニットに受け渡すトークンの
持つリクエスト処理状態の値を更新する処理 ９００，９１０，９２０ 拡張記憶ユニット内の処理 ９０２ データ転送処理に起動をかける処理 ９０６ 次の拡張記憶ユニットに受け渡すトークンの
持つリクエスト処理状態の値を更新する処理 ９０７ リクエストの持つ次リクエストタイミング指
定状態を指定するフィールドの値。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 13/18 510 G06F 12/00 599 G06F 13/368 G06F 15/163 650 G06F 15/167

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少くとも読出に用いるデータ転送パスを
   共有する複数の拡張記憶ユニットより成り、該複数のユ
   ニット間にパスの使用権を代表すると共に、少くともリ
   クエスト処理経過情報が付与されたトークンを持ち回ら
   せる為のトークンパスを設けておき、前記複数の拡張記
   憶ユニットに対し前記データ転送パスの確保を為すこと
   なく読出リクエストを発行し、該リクエストを受けた前
   記拡張記憶ユニットのそれぞれは読出データの送出の必
   要に応じてトークンを獲得し、該トークンを持っている
   ユニットが前記データ転送パスへ読出データを送出する
   一方該トークンのリクエスト処理経過情報を必要に応じ
   て更新し、前記トークンパスが少くとも前記複数のユニ
   ットをパス上に含む閉ループを形成する形式を備え、前
   記複数のユニットのそれぞれは、読み出したデータを共
   用している前記データ転送パスに送出する前に一旦蓄え
   ておくバッファを具備しており、該複数のユニットが並
   行して該バッファへのデータ読み出し動作を行い、該バ
   ッファから前記共用パスへのデータ送出はトークンを持
   っているユニットが行う拡張記憶システムにおいて、前
   記読出リクエストは処理のタイミングを指定するタイミ
   ング情報を含み、又前記リクエスト処理経過情報は複数
   個のリクエスト処理状態により定義される状態情報であ
   り、前記各ユニットは、受けたリクエストを持つ前記タ
   イミング情報と、持ち回られたトークンの持つ前記リク
   エスト処理状態との関係から、該トークンの獲得から前
   記データ転送パスへ読出データを送出する一連の動作を
   起動するか否かを決定し、該動作が起動され終了する毎
   に、前記リクエスト処理経過情報の状態を更新して成る
   ことを特徴とする拡張記憶データ転送方法。
2. 【請求項２】 トークンに付与された前記リクエスト処
   理経過情報は、順序付けられた複数個のリクエスト処理
   状態により定義される状態情報であり、前記各ユニット
   が前記トークンの獲得から前記データ転送パスへ読出デ
   ータを送出する一連の動作が終了する毎に、前記リクエ
   スト処理経過情報の状態を前記順序に従って遷移させて
   成ることを特徴とする請求項１記載の拡張記憶データ転
   送方法。
3. 【請求項３】 前記タイミング情報は複数個のタイミン
   グ指定状態によ り定義される状態情報であり、該指定状
   態とトークンの持つ前記リクエスト処理状態との間に対
   応関係を持っており、前記ユニットは受けたリクエスト
   の持つタイミング指定状態と持ち回られたトークンの持
   つリクエスト処理状態に対応関係が成立した場合に、該
   トークンの獲得から前記データ転送パスへ読出データを
   送出する一連の動作を起動して成ることを特徴とする請
   求項１または２記載の拡張記憶データ転送方法。
4. 【請求項４】 読出リクエストの持つ前記タイミング指
   定情報は該リクエストの処理順を指定するカウント値で
   あり、前記リクエスト処理状態は処理の終了したリクエ
   ストの順に対応したカウント値であり、前記各ユニット
   が二つの該カウント値の対応関係から該トークンの獲得
   から前記データ転送パスへ読出データを送出する一連の
   動作を起動して成ることを特徴とする請求項３記載の拡
   張記憶データ転送方法。
5. 【請求項５】 読出データを受け取るのに前記データ転
   送パスを共用するマスタが複数個存在し、前記読出リク
   エストは処理のタイミングを指定するタイミング情報並
   びに該リクエスト発行元のマスタを特定する為のリクエ
   ストソースマスタＩＤ情報を含み、前記トークンは該マ
   スタ対応にリクエスト処理経過情報を持っており、前記
   各ユニットは、持ち回られた前記トークンのマスタ対応
   に持っているリクエスト処理経過情報の内、受けたリク
   エストの持つリクエストソースマスタＩＤにより特定さ
   れるマスタに対応するものに関し、前記複数のマスタの
   それぞれに対し、個別に受けたリクエストの持つ前記タ
   イミング情報と持ち回られたトークンの持つ前記リクエ
   スト処理状態との関係を管理し、該トークンの獲得から
   前記データ転送パスへ読出データを送出する一連の動作
   を起動するか否かを決定して成ることを特徴とする請求
   項１，２，３または４記載の拡張記憶データ転送方法。