JP3202769B2 - バーストリード処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシステムバスにＭＰＵ，
ＩＯＣと共通メモリが接続されたシステムにおいて、バ
ースト転送を行う際のバスインタフェース制御における
バーストリード処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、図５に示すようなマルチプロセ
ッサシステムの場合、システムバス５に共通メモリ６，
複数のＭＰＵ７及びＩＯＣ（入出力制御装置）８が接続
される。このようなシステム全体の処理能力は、システ
ムバス５のスループットにより制限される。このスルー
プット向上のために、同期式タイムスプリット方式が使
用される。

【０００３】図において、ＭＰＵ７がリードコマンドＣ
とアドレスＡを共通メモリ６に転送すると、共通メモリ
６はリードデータＤ，Ｄ，Ｄ，…をアンサＡＮと共に返
送する。ここで、リードコマンドＣには転送を要求する
バイト数の情報とリード要求を示す情報とを含んでい
る。

【０００４】図６はＩＯＣアクセスの動作説明図であ
る。図５と同一のものは、同一の符号を付して示す。Ｉ
ＯＣアクセスの場合には、データ転送方式としてバース
ト転送が行われる。バースト転送は、一度に多量のデー
タを転送し、データ転送効率を向上せさる方式である。

【０００５】ＩＯＣ８からローカルバス１３を会してバ
スインタフェース（ＢＩＦ）１０にバースト転送要求が
出ると、バスインタフェース１０は、システムバス５に
リードコマンドＣと共通メモリ６のアドレスＡを乗せて
バスインタフェース１１に送り出す。バスインタフェー
ス１１は、システムバス５にアンサ信号ＡＮとそれに続
くＮＷ（ワード）分のデータを乗せてバスインタフェー
ス１０側に転送する。

【０００６】ＩＯＣ８は、バスインタフェース１０から
送られてくるデータを受けて内部のキャッシュメモリ
（図示せず）に順次格納し、所定のデータ処理を順次行
っていく。なお、ＭＰＵ７からのアクセスの場合には、
４Ｗを１単位とするブロック転送が行われる。

【０００７】前述した従来システムでは、メモリコント
ローラ１２はＭＰＵ７からのブロック転送用に４Ｗ分の
バッファを具備し、高速データ転送を実現している。ま
た、同時にＩＯＣ８のバースト転送を実現するためにロ
ーカルバス１４の速度変換用にＮＷ分のバッファを内部
に持つ必要があった。このため、メモリコントローラ１
２のハード量の増加を招いていた。

【０００８】そして、場合によってはブロック転送の速
度も犠牲になっていた。一般に、共通メモリ６へのアク
セスはＭＰＵ７からのものが殆どで、ＩＯＣ８からのア
クセスは極めて少ない。この極めて少ないＩＯＣアクセ
スのために、メモリコントローラ１２内にＮＷ分のバッ
ファを準備することは無駄が多い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、出願人は図７
に示すようなバスインタフェース制御装置を出願した
（特願平１−３２８０４０号。以下先行技術という）。
この装置は、その一方がシステムバス５と接続されたバ
スインタフェース１１と、該バスインタフェース１１の
他端と接続されたローカルバス１４と、該ローカルバス
１４と接続されたメモリ制御用のメモリコントローラ１
２と、該メモリコントローラ１２と接続された共通メモ
リ６より構成されている。

【００１０】１１ａはバースト転送コマンドを１個又は
複数のブロック転送と、１個又は複数の１ワード以下の
転送に分解して処理するバースト分解制御部で、バスイ
ンタフェース１１内に設けられている。１２ａは１ブロ
ック転送に必要なだけの容量のバッファで、メモリコン
トローラ１２内に設けられている。

【００１１】このように構成された回路において、ＩＯ
Ｃからのバースト転送要求に対しては、バスインタフェ
ース１１内のバースト分解制御部１１ａがバースト転送
コマンドをブロック転送と１ワード以下の転送に分解し
て処理し、メモリコントローラ１２に与える。

【００１２】従って、メモリコントローラ１２として
は、バースト転送の場合でもブロック転送と同様の処理
を行うことができ、バスインタフェース１１は共通メモ
リ６から受信したデータが全て揃った時点で１個の送り
先情報を付加して返送するようにしている。

【００１３】例えば、共通メモリ６の中のバースト転送
領域が図８に示すアドレスＡ０からＡＮまでの斜線で示
す領域であったものとすると、バスインタフェース１１
はＩＯＣからのコマンドから転送開始アドレスを読取
り、それが４Ｗ境界となっているかどうかチェックす
る。

【００１４】図の場合には、Ａ０が４Ｗ境界となってい
ないから、最初から３個のデータは個別転送する。次の
アドレスＡ３は４Ｗ境界となっているから、ブロック転
送を行う。最後のブロック転送が終了した次の領域で
は、最終アドレスＡＮが４Ｗ境界でないので、３個の個
別転送を行う。このように先行技術によれば、メモリコ
ントローラ１２内のバッファ１２ａとしては、ブロック
転送に必要なだけの容量のバッファを用意しておけばよ
い。

【００１５】図９は先行技術におけるバスインタフェー
ス１１の内部構成例を示すブロック図である。図におい
て、２３はリードコマンドを解析して得られた転送デー
タの開始アドレスを保持するアドレスバッファ、２４は
同じくリードコマンドを解析して得られた転送データの
バイト数を保持するバイト数バッファである。

【００１６】２５はアドレスバッファ２３及びバイト数
バッファ２４の出力を受けて、転送されるデータが個別
転送であるかブロック転送であるかを判定するバースト
分解制御部としての１ワード転送／ブロック転送判定回
路である。２９は、メモリコントローラ１２から送られ
てくるデータを一時格納するデータバッファを制御する
データバッファコントローラである。該データバッファ
コントローラ２９からはバッファの空き情報Ａが出力さ
れる。

【００１７】３０はデータバッファコントローラ２９か
らの空き情報Ａとバイト数バッファ２４の転送データバ
イト数Ｂを受けて両方のデータＡ，Ｂを比較する転送判
定回路である。Ｇ１はアドレスバッファ２３の出力をそ
の一方の入力に、転送判定回路３０の出力を他方の入力
に受けるアンドゲート、Ｇ２は１ワード転送／ブロック
転送判定回路２５の出力をその一方の入力に、転送判定
回路３０の出力を他方の入力に受けるアンドゲートであ
る。

【００１８】アンドゲートＧ１の出力は、メモリコント
ローラ１２のローカルバスアドレス線と接続され、アン
ドゲートＧ２の出力はメモリコントローラ１２のローカ
ルバスブロック線と接続され、転送判定回路３０の出力
はメモリコントローラ１２にローカルバス転送信号とし
て入る。

【００１９】このように構成された回路において、転送
判定回路３０はデータバッファコントローラ２９からの
空きバイト数Ａとバイト数バッファ２４の転送データバ
イト数Ｂとを比較し、Ａ≧Ｂの時にアクチブとなる信号
を出力する。このアクチブ信号によりアンドゲートＧ
１，Ｇ２は開き、アドレスデータ及び１ワード転送かブ
ロック転送かを示す信号がメモリコントローラ１２に与
えられる。その一方で、このアクチブ信号はローカルバ
ス転送信号としてメモリコントローラ１２に与えられ、
データ転送を促す。

【００２０】図１０は先行技術の動作を示すタイミング
チャートである。図において、（ａ）はデータバッファ
コントローラ２９の出力（単位Ｗ。４バイト）、（ｂ）
はアドレスバッファ２３の出力、（ｃ）はバイト数バッ
ファ２４の出力（単位バイト）、（ｄ）は１ワード転送
／ブロック転送判定回路２５の出力、（ｅ）はローカル
アドレス線の状態、（ｆ）はローカルブロック線の状
態、（ｇ）はローカルバス転送信号、（ｈ）は転送デー
タである。ここで、（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）の
各信号は正論理で表現されている。

【００２１】最初は、データバッファコントローラ２９
出力Ａがバイト数バッファ２４出力Ｂよりも小さいの
で、アドレスバッファ２３の状態は６０で止まってい
る。データバッファが順次空いていくと、それにつれて
データバッファコントローラ２９出力Ａは、（ａ）に示
すように順次増えていく。

【００２２】ここで、Ａが７Ｗ（＝２８バイト）となる
と、Ａ＝Ｂとなるので、転送判定回路３０は（ｇ）に示
すようにローカルバス転送信号を出力する。この転送信
号がアクチブになると、ローカルバスアドレス線とロー
カルバスブロック線の状態がそれぞれ（ｅ），（ｆ）に
示すようにアクチブになる。

【００２３】そして、先ず（ｈ）に示すように１Ｗ転送
が行われ、次に（ｄ）に示す１ワード転送／ブロック転
送判定回路２５の出力に従って１ブロック転送が行わ
れ、その後、１Ｗ転送が行われる。そして、最終的にバ
イト数バッファ２４に保持されるバイト数２８だけのバ
ーストデータ転送が行われる。

【００２４】しかしながら、この先行技術では、前述し
たように、バースト分解制御部１１ａによりバーストリ
ードアクセスはブロック転送又は１ワード以下の転送に
分解されたにもかかわらず、データバッファに受信した
データが全て揃った時点でデータ転送を行うようになっ
ており、データバッファにデータ全てを保持できるだけ
の空きがない場合には、データ転送できない。このた
め、バーストリードアクセスの待ち時間が長いという問
題があった。

【００２５】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、バーストリードアクセス時にもデータバ
ッファの簡素化を図りつつ待ち時間を短くすることがで
きるバーストリード処理装置を提供することを目的とし
ている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図で、バスインタフェース内の構成を示している。
図９と同一のものは、同一の符号を付して示す。図にお
いて、２５はＩＯＣからのバーストリードコマンドを受
信して、バースト転送を１個又は複数のブロック転送と
１個又は複数の１ワード転送に分解するバースト分解制
御部、３１は共通メモリからメモリコントローラ１２を
介して送られてくるリードデータを保持するデータバッ
ファ、２９は該データバッファ３１を制御するデータバ
ッファコントローラ、３２は該データバッファコントロ
ーラ２９からの空き情報を受けて１ワード転送が可能か
どうかを判定する１ワード転送判定部、３３は前記デー
タバッファコントローラ２９からの空き情報を受けてブ
ロック転送が可能かどうかを判定するブロック転送判定
部、３４はこれら１ワード転送判定部３２，ブロック転
送判定部３３及び前記バースト分解制御部２５からの１
ワード転送信号／ブロック転送信号を受けて、メモリコ
ントローラ１２に転送許可信号（転送信号）を与えるゲ
ート回路である。

【００２７】

【作用】バースト分解制御部２５により、バスリードア
クセスがブロック転送又は１ワード以下の転送に分解さ
れた時、分解されたブロック転送又は１ワード以下の転
送の各転送に必要なバッファの空きがない場合には、１
ワード転送判定部３２及びブロック転送判定部３３のい
ずれも転送可能信号を出力しない。従って、ゲート回路
３４は転送許可信号を出力しない。しかし、データバッ
ファコントローラ２９からの空き信号により１ワード転
送又はブロック転送のいずれかが可能であった場合に
は、１ワード転送判定部３２又はブロック転送判定部３
３のいずれかが転送可能信号を出力する。これら転送可
能信号及びバースト分解制御部２５からの信号を受け
て、転送信号を出力する。

【００２８】従って、データバッファ３１に全てのデー
タを保持できるだけの空きがない場合でも、各転送に必
要なだけの空きがある場合にはデータ転送を行い、各転
送に必要な空きがない時でも従来に比較して空きを待つ
時間は短くなる。

【００２９】また、データバッファ３１に全てのデータ
を保持できるだけの空きがない時にでも、各転送に必要
なだけの空きがあれが転送を行い、転送中に随時空きが
増える場合に、次のデータ転送に必要なだけの空きが随
時発生することが考えられるため、各転送に必要なだけ
の空きが常に存在し、待ち時間はなくなる。このよう
に、本発明によればバーストリードアクセス時にも待ち
時間を短くすることができる。

【００３０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は本発明を含むバスインタフェースの
一実施例を示す構成ブロック図である。図１，図９と同
一のものは同一の符号を付して示す。システムバス５を
介して送られてくるリードアクセスコマンドは、コマン
ドバッファ２０で受信される。コマンドバッファ２０に
保持されたコマンドは解析され、例えばリードアクセス
コマンドであると認識する。

【００３１】コマンドバッファ２０に入っているデータ
の開始アドレスと転送データ数（バイト単位）は、それ
ぞれ２−１セレクタ２１，２２を経てアドレスバッファ
２３及びバイト数バッファ２４にセットされる。この
時、２−１セレクタ２１，２２はいずれもａ入力がセレ
クトされている。従って、コマンドバッファ２０の出力
がそれぞれアドレスバッファ２３，バイト数バッファ２
４にセットされることになる。

【００３２】１ワード転送／ブロック転送判定回路（図
１のバースト分解制御部２５に相当）２５は、アドレス
バッファ２３及びバイト数バッファ２４の内容を見て、
１ワード転送かブロック転送かを判定する。転送判定回
路４０は、図１の１ワード転送判定部３２とブロック転
送判定部３３及びゲート回路３４を含んで構成され、そ
の詳細構成は図３に示すとおりである。

【００３３】図３において、データバッファコントロー
ラ２９からの空き情報は、１ワード転送判定部３２及び
ブロック転送判定部３３のＡ入力に共通に入っている。
これら１ワード転送判定部３２及びブロック転送判定部
３３は比較器で構成され、Ａ入力とＢ入力とを比較す
る。１ワード転送判定部３２のＢ入力には“１”が入
り、ブロック転送判定部３３にはブロック単位を示す４
Ｗを示す“４”が入っている。

【００３４】これら１ワード転送判定部３２及びブロッ
ク転送判定部３３は、いずれもＡ≧Ｂの時に“１”を出
力する。これら出力はゲート回路の一種であるセレクタ
３４に入る。つまり、１ワード転送判定部３２の出力は
セレクタ３４のＡ入力に入り、ブロック転送判定部３３
の出力はセレクタ３４のＢ入力に入る。そして、１ワー
ド転送／ブロック転送判定回路２５の出力がセレクタ信
号としてセレクタのセレクト入力Ｓに入っている。

【００３５】このような回路構成で、転送判定回路４０
はデータバッファコントローラ２９からの空きワード数
情報と基準値を比較し、１ワード転送の時には１ワード
以上の空きがあることを１ワード転送判定部３２が判定
し、ブロック転送の時には４ワード以上の空きがあるこ
とをブロック転送判定部３３が判定する。このような条
件を満たす時にセレクタ３４はＡ入力又はＢ入力のいず
れかをセレクト信号で選択し、転送信号として出力す
る。

【００３６】転送判定回路４０の出力は、アンドゲート
Ｇ３，Ｇ４の一方の入力に共通接続され、ゲートＧ３の
他方の入力にはアドレスバッファ２３の出力が入力さ
れ、ゲートＧ４の他方の入力には１ワード転送／ブロッ
ク転送判定回路２５の出力が入力されている。

【００３７】ここで、１ワード転送の時にデータバッフ
ァ３１の空きが１ワード以上ない時には、転送判定回路
４０はメモリコントローラ１２に転送信号を出力しない
ようにし、ローカルバス（バスインタフェースとメモリ
コントローラ１２間を接続するローカルバスで、図６の
１４に相当）へのメモリコントローラ１２からのデータ
転送を空きができるまで待つ。そして空きができるとロ
ーカルバスへ転送信号と共にアドレスを出力し、１ワー
ド転送を行う。

【００３８】メモリコントローラ１２は、バスインタフ
ェースからの制御信号（ゲートＧ３からのローカルバス
アドレス線からの信号，ゲートＧ４からのローカルバス
ブロック線からの信号及び転送判定回路４０からのロー
カルバス転送信号）を受けると、共通メモリ６から読出
したデータをローカルバス１４を介してデータバッファ
３１に保持させる。

【００３９】このようなデータ転送を行うと、アドレス
バッファ／バイト数バッファ更新回路２６は、アドレス
バッファ２３及びバイト数バッファ２４の内容を更新す
る。この時、２−１セレクタ２１，２２はいずれもｂ入
力がセレクトされている。従って、アドレスバッファ／
バイト数バッファ更新回路２６の出力がアドレスバッフ
ァ２３，バイト数バッファ２４にセットされたことにな
る。

【００４０】次に、１ワード転送／ブロック転送判定回
路２５は、更新後のアドレスバッファ２３及びバイト数
バッファ２４の内容を見て、ブロック転送ができる条件
（アドレスが４Ｗ境界である。残存データ数が４Ｗ
以上残っている）を満たすかどうかを判定する。ブロッ
ク転送の場合に、データバッファ３１の空きが４Ｗ以上
ない時は、ローカルバス１４へのメモリコントローラ１
２からのデータ転送を空きができるまで待ち、空きがで
きたらローカルバス１４へ転送信号と共に、アドレスと
ブロックを出力し、ブロック転送を行う。この結果、メ
モリコントローラ１２は、共通メモリ６から４Ｗのデー
タを読出してデータバッファ３１に保持させる。

【００４１】このようなデータ転送を繰り返している途
中で、転送終了回路２８は残存バイト数をダウンカウン
ト方式でカウントしており、残存バイト数が０になった
らデータバッファコントローラ２９にデータ転送終了を
通知する。データバッファコントローラ２９は、データ
転送終了通知を受けると、データバッファ３１に格納さ
れているＮＷ分のデータをシステムバス５に向けて転送
を開始する。

【００４２】図４は本発明によるデータ転送シーケンス
を示すタイミングチャートで、先行技術に関する図１０
のタイムチャートと対応している。図において、（ａ）
はデータバッファコントローラ２９の出力（単位Ｗ。４
バイト）、（ｂ）はアドレスバッファ２３の出力、
（ｃ）はバイト数バッファ２４の出力（単位バイト）、
（ｄ）は１ワード転送／ブロック転送判定回路２５の出
力、（ｅ）はローカルアドレス線の状態、（ｆ）はロー
カルブロック線の状態、（ｇ）はローカルバス転送信
号、（ｈ）は転送データである。

【００４３】最初は、データバッファコントローラ２９
出力が０で空きがないので、アドレスバッファ２３の状
態は６０で止まっている。データバッファ３１が順次空
いていくと、それにつれてデータバッファコントローラ
２９出力は、（ａ）に示すように順次増えていく。

【００４４】ここで、データバッファコントローラ出力
が１Ｗとなり、空きができると転送判定回路４０は
（ｇ）に示すようにローカルバス転送信号を出力する。
一方、１ワード転送／ブロック転送判定回路２５の出力
は（ｄ）に示すように１ワード転送可能（“０”）を示
している。前記ローカルバス転送信号がアクチブになる
と、ローカルバスアドレス線の状態が（ｅ）に示すよう
にアクチブになるり、（ｈ）に示すように１Ｗ転送が行
われる。バイト数バッフア２４の内容は１Ｗ転送が行わ
れた結果、（ｃ）に示すようにそれまでの２８バイトか
ら２４バイトに減少する。１Ｗ転送の次はブロック転送
なので、１ワード転送／ブロック転送判定回路２５の出
力はブロック転送可能を示す“１”になる。

【００４５】次のデータ転送がブロック転送の場合、ア
ンドゲートＧ４からローカルバスブロック信号が（ｆ）
に示すように出力されるまで、つまりデータバッファコ
ントローラ２９から空きバイス数が４Ｗ（１６バイト）
となるまでデータ転送が待たされる。データバッアコン
トローラ２９の出力が４Ｗとなったら、（ｆ）に示すよ
うにローカルバスブロック線がアクチブになり、（ｇ）
に示すようにローカルバス転送信号がアクチブになり、
（ｈ）に示すように４Ｗのブロック転送が行われる。

【００４６】４Ｗのブロック転送が終了することによ
り、バイト数バッファ２４の内容は（ｃ）に示すように
８バイトとなる。そして、残りの８バイト（２Ｗ）に対
して次に１ワード転送が行われる。アドレスバッファ２
３の内容は、これらデータ転送の間、（ｂ）に示すよう
に６０→６４→８０→８４と増加する。一方、バイト数
バッファ２４の内容は、（ｃ）に示すように２８→２４
→８→４→０と減少していく。

【００４７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
ればバーストリードアクセス時にもデータバッファの簡
素化を図りつつ待ち時間を短くすることができるバース
トリード処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明を含むバスインタフェースの一実施例を
示す構成ブロック図である。

【図３】転送判定回路の具体的構成例を示す図である。

【図４】本発明によるデータ転送シーケンスを示すタイ
ミングチャートである。

【図５】マルチプロセッサシステムの従来構成例を示す
ブロック図である。

【図６】ＩＯＣアクセスの動作説明図である。

【図７】先行技術の原理ブロック図である。

【図８】先行技術の動作説明図である。

【図９】先行技術におけるバスインタフェースの内部構
成例を示すブロック図である。

【図１０】先行技術の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【符号の説明】

２５ バースト分解制御部 ２９ データバッファコントローラ ３１ データバッファ ３２ １ワード転送判定部 ３３ ブロック転送判定部 ３４ ゲート回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 將夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 岡田 勝行 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 小町谷 忠芳 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−188546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157227（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 13/28 310 G06F 13/38 310 G06F 5/06 313 G06F 13/12 330 H04L 13/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＯＣからのバーストリードコマンドを
   受信して、バースト転送を１個又は複数のブロック転送
   と１個又は複数の１ワード転送に分解するバースト分解
   制御部（２５）と、 共通メモリからメモリコントローラを介して送られてく
   るリードデータを保持するデータバッファ（３１）と、 該データバッファ（３１）を制御するデータバッファコ
   ントローラ（２９）と、 該データバッファコントローラ（２９）からの空き情報
   を受けて１ワード転送が可能かどうかを判定する１ワー
   ド転送判定部（３２）と、 前記データバッファコントローラ（２９）からの空き情
   報を受けてブロック転送が可能かどうかを判定するブロ
   ック転送判定部（３３）と、 これら１ワード転送判定部（３２），ブロック転送判定
   部（３３）及び前記バースト分解制御部（２５）からの
   １ワード転送信号及びブロック転送信号を受けて、メモ
   リコントローラに転送許可信号を与えるゲート回路（３
   ４）とにより構成されるバーストリード処理装置。
2. 【請求項２】 前記１ワード転送判定部（３２）又はブ
   ロック転送判定部（３３）のいずれか一方が判定可能信
   号を出力したら、ゲート回路（３４）はバースト分解制
   御部（２５）の出力に応じてメモリコントローラに転送
   許可信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項
   １記載のバーストリード処理装置。
3. 【請求項３】 前記データバッファコントローラ（２
   ９）は、バスのワードを単位として空き情報を出力し、
   １ワード転送判定部（３２）はこの空き情報が１ワード
   以上の時に転送可能と判定し、ブロック転送判定部（３
   ３）はこの空き情報が１ブロック単位以上の時に転送可
   能と判定するようにしたことを特徴とする請求項２記載
   のバーストリード処理装置。