JP3415474B2 - バスブリッジ調停方式 - Google Patents

バスブリッジ調停方式

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、バスブリッジを介
して接続される1次バスと2次バスの調停方式に関し、
特に、バス調停における1次バスと2次バス間の優先順
位を均等にすることにより2次バスに接続された2次バ
スエージェントの性能低下の改良に関する。 【0002】 【従来の技術】このような、バスブリッジを用いてバス
を拡張するシステムにおける調停方式は、一般的に1次
バスと2次バスは各々独立した調停回路を用いており、
バスブリッジは1次バスに接続された1エージェントと
して1次バス側でのバス調停に参加する方式がとられて
いる。この方式では、1次バスに対してバス要求を行
う、バスブリッジを含むm個の1次バスエージェントが
接続され、ブリッジ配下の2次バス側にn個のバス要求
を行う2次バスエージェントが接続された場合でも、バ
スブリッジは1次バスのエージェントの一つとして1次
バス側での調停に参加するためバスブリッジが確実に1
次バスを獲得できる確率はm回に1回になる。また、バ
スブリッジ配下の2次バスに接続されたエージェントの
一つが2次バスの使用権を確実に獲得できる確率はn回
に1回である。 【0003】従って、従来1次バスと2次バスとをあわ
せ見たとき、バスブリッジ配下の2次バスエージェント
の1つが1次バスの使用権を獲得できるのは、(m×
n)回に1回の確率となってしまっているが、近年IO
性能が向上していく中でIO拡張の1有効手段としてブ
リッジによるIO拡張を実施した場合の性能低下を極力
抑えることが要求されている。 【0004】この要請に応えるために、例えば、特開平
10−177544号公報に開示されているように、複
数の1次バスエージェント及び2次バスエージェントに
対する1次バスの使用許可を平等にするために、1次バ
スに接続された複数の1次バスの許可を調停する1次バ
スブリッジと、2次バスに接続された複数の2次装置の
間で1次バスの許可を調停する2次バスブリッジを含む
装置において、1次装置及び2次装置に対する1次バス
の使用許可を平等にする論理装置を提供することが提案
されている。 【0005】この先行技術文献に開示された手法は、図
1に示すように、1次バス104を調停する1次バスブ
リッジ103と、1次バスブリッジ103と複数の2次
バスエージェント112、113、114、115の間
で1次バス104の許可を調停する2次バスブリッジ1
09を含む装置において、1次バスエージェント10
5、106、107、108と2次バスエージェント1
12、113、114、115に対する1次バス104
の許可を平等にするための論理装置110を、1次バス
ブリッジ103のもつ1次バス調停回路と2次バスブリ
ッジ109のもつ2次バス調停回路の他に準備する事に
より、1次バス104に接続された複数の1次バスエー
ジェントと2次バスに接続された複数の2次バスエージ
ェント間の調停を平等に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】ところが、この従来技
術では、1次バス104の調停回路をもつ1次バスブリ
ッジ103と2次バス111の調停回路をもつ2次バス
ブリッジ109とを有するシステムに対して、1次バス
ブリッジ103と2次バスブリッジ109、さらには2
次バスに接続される複数のエージェント112、11
3、114、115に各々接続される論理装置110を
用意する必要があるため、例えばPCIシステムへの適
用を考えると、2次バスブリッジとしてのPCI−PC
Iブリッジをシステムのオンボード上で実現することは
可能であるが、PCI―PCIブリッジをアドオンボー
ド上で実現しようとする場合には、上記接続を実現する
ための制御信号の追加により、PCIスペックでうたわ
れているピンアウトの制約を守ることが不可能である。 【0007】さらには、近年コンピュータ装置の小型化
のなかで部品点数は削減の傾向にあるが、この従来技術
では、1次バスブリッジ103と2次バスブリッジ10
9の他に、2次バスへの接続エージェント112、11
3、114、115に接続された論理装置110を用意
することが前提となっているため、それに伴う論理部品
点数の増加が発生してしまうという問題もある。 【0008】本発明の主な目的は、1次バスと1次バス
に接続された2次バスブリッジの配下に接続された2次
バスを調停レベルにおいて同等に扱う方法を最小のハー
ドウェア構成で実現可能とすると同時に、業界標準のバ
ススペックを変更することなく提供することにある。 【課題を解決するための手段】本発明によるバスブリッ
ジ調停方式は、2次バスブリッジを含むm個の1次バス
エージェントが接続される1次バスと、2次バスブリッ
ジを介して1次バスの使用権を要求するn個の2次バス
エージェントが接続される2次バスを含むコンピュータ
システムにおいて、1次バスの調停を行う1次バスブリ
ッジに、1次バスの接続エージェントに対して(m+n
−1)個分のエージェントからのバス要求を処理するこ
とが可能な調停回路と、1次バスへのバスブリッジ接続
の有無と1次バス使用権を要求するバスブリッジ配下の
2次バスエージェント数nを設定するための設定レジス
タと、2次バスブリッジを含むm個の1次バスエージェ
ントに接続され、該2次バスブリッジからの1本のバス
要求信号については、2次バスエージェント数nに応じ
た数のバス要求信号に変換して調停回路へ与えることで
要求信号1本の重みを個々に変えるリクエスト生成回路
とを備え、調停回路は、2次バスブリッジに対しては2
次バスエージェント数であるnエージェントとして調停
を行うことを特徴とする。 【0009】従って、従来技術にあるような1次バス調
停回路と2次バス調停回路と2次バスエージェントに接
続された外部論理回路を付加することなく、1次バスエ
ージェントと2次バスエージェントの1次バス使用権に
おける不平等をなくし、2次バスエージェントにおける
性能を向上させ均整のとれたシステム構築が可能にな
る。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の実施の形態につき詳細に説明する。 【0011】図2を参照すると、本発明の一実施の形態
としてのコンピュータシステムのブロック図が示されて
いる。本コンピュータシステムは、システムバス202
に接続されるプロセッサ200及びメモリ201、シス
テムバス202と1次バス204に接続され、1次バス
204の複数のエージェント205、206、207と
プロセッサ200及びメモリ201の間の制御を行う1
次バスブリッジ203、1次バス204と2次バス20
9に接続され、2次バスの複数のエージェント210、
211、212、213と1次バス204の間の制御を
行う2次バスブリッジ208を有する。 【0012】この2次バス209に接続された2次バス
エージェント210、211、212、213からのメ
モリ要求信号は2次バスブリッジ208に入力され、2
次バスブリッジ208によって1次バスへのメモリ要求
信号が生成される。その出力は、1次バスブリッジ20
3によって他の1次バスエージェント205、206、
207からのメモリ要求信号と併せて処理され、1次バ
スの所有権が決定される。 【0013】1次バスブリッジ203には、その内部の
調停回路214の他に構成設定レジスタ215とリクエ
スト生成回路216が付加されている。この構成設定レ
ジスタ215は、システムの初期設定時等に1次バス2
04に2次バスブリッジ208が接続されているという
情報と、2次バスエージェント数nを設定することがで
きる。またリクエスト生成回路216は、構成設定レジ
スタ215の設定内容に従い、本来1本の信号線として
入力される2次バスブリッジ208からの要求信号を1
次バスブリッジ203の内部調停回路214にnエージ
ェントとして伝える手段を有する。 【0014】かくして、1次バスブリッジ203の調停
回路214は、1次バスに接続されたm=4個の1次バ
スエージェントのうち、2次バスブリッジ208を2次
バスエージェント数であるn=4エージェントとして調
停を行う。これにより、エージェント数mの1次バスの
調停とエージェント数nの2次バスの調停を個別にラウ
ンドロビン方式で行う場合、1次バスエージェントがm
回に1回は1次バス所有権を獲得できるのに対し、2次
バスエージェントはm×n=4×4回に1回しか1次バ
ス所有権を得られなかったのが、信号線や外部回路を追
加することなく1次バスエージェント、2次バスエージ
ェントに関係なく、(m+n−1)回に1回の割合での
1次バス所有権獲得を保証することが可能となる。 【0015】図3を参照すると、図2の1次バスブリッ
ジ203の調停回路214、構成設定レジスタ215、
リクエスト生成回路216は以下のように構成されてい
る。すなわち、システム初期設定時にエージェントD
(2次バスブリッジ)208がブリッジ機能をもち、配
下にエージェントE210、エージェントF211、エ
ージェントG212、エージェントH213の4エージ
ェントが接続されているという構成情報を構成設定レジ
スタ215に設定すると、リクエスト生成回路は、エー
ジェントD208からのバス要求信号REQDに4エー
ジェント分の重みがあると判別し、調停回路214に対
して、バス要求信号REQD1、REQD2、REQD
3、REQD4の4信号に変換して伝える。これに対し
て、ブリッジデバイスとしての機能を持たないエージェ
ントA205、エージェントB206、エージェントC
207のバス要求信号REQA、REQB、REQCは
各々1エージェント分として調停回路214に入力す
る。 【0016】かくして、調停回路214は、1次バスの
接続エージェント数4に対して7エージェントからのバ
ス要求を処理することになる。すなわち、調停回路21
4は、バス要求信号REQA1に対する許可信号として
GNTAを、バス要求信号REQB1に対する許可信号
としてGNTBを、バス要求信号REQC1に対する許
可信号としてGNTCを、バス要求信号REQD1、R
EQD2、REQD3、REQD4に対する許可信号と
してGNTDを調停結果として出力する。これにより、
1次バス使用権は7回のバス調停サイクルのうち4回は
エージェントD208に与えられることになる。 【0017】図の設定レジスタの構成並びにリクエスト
生成回路は、当業者にとって幾つもの作り方が考えら
れ、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構
成は省略する。 【0018】以下、本実施の形態の動作につき説明す
る。1次バスブリッジの調停動作について図4を用いて
説明する。ここでは、時計回りに優先順位が遷移してい
くラウンドロビン方式の調停動作を一例として説明す
る。 【0019】ここで、1次バス調停の初期状態において
バス使用優先権はエージェントA205に与えられてい
る。従って、エージェントA205からのバス要求に対
し調停回路214は優先的にバスの使用を許可する。エ
ージェントA205がバスの使用を完了すると次にバス
使用優先権はエージェントB206に移行する。バスの
使用優先権はエージェント間を順次移行していくが、本
発明によりブリッジ機能をもつエージェントD208
は、エージェントD208配下の2次バスエージェント
数である4エージェント分として構成レジスタに設定さ
れているため、調停回路214はバス使用優先権をエー
ジェントD208で4回分足止めする。このことは言い
換えれば、2次バスエージェントであるエージェントE
210、エージェントF211、エージェントG21
2、エージェントH213が1次バスに直接接続された
1次バスエージェントと同じレベルで1次バスの調停を
受けていることになる。 【0020】ところで、このバス優先権遷移は、あくま
で1次バスと2次バスの全エージェントがバス使用権を
獲得するための要求を行った場合に、調停回路214が
バス使用許可を出す順番であって、例えばエージェント
A205がバスを獲得しトランザクション実行中に、エ
ージェントC207がバス要求を出していてエージェン
トB206からのバス要求が無い場合には、エージェン
トB206へのバス使用許可はスキップされ、エージェ
ントC207にバス使用権が与えられることになる。こ
のことは、ブリッジ配下の4エージェントのうち1エー
ジェントがバスマスタ動作を一切行わない場合に、調停
に関するエージェント間の重み付けがことなってしまう
可能性があることを暗示している。 【0021】すなわち、図3においてエージェントE2
10がバスマスタとして機能しない場合を例にとると、
2次バス上でバス要求を発行するエージェントはエージ
ェントF211、エージェントG212、エージェント
H213の3エージェントとなるが、エージェントD2
08配下のエージェント数である4だけをみて設定レジ
スタ215を設定すると、エージェントA205、エー
ジェントB206、エージェントC207がそれぞれ1
エージェントに対し1要求ラインの重みであるのに対
し、エージェントF211、エージェントG212、エ
ージェントH213は3エージェントに対して4つの要
求ラインを割り当てられる可能性がある。 【0022】しかしながら、これは各エージェントがバ
スマスタとして機能するか、しないかを情報としてもつ
ことにより設定レジスタで制御可能である。これは、広
く普及しているPCIバスシステムを例にあげても、コ
ンフィギュレーション空間へのアクセスによってバスマ
スタ動作の確認を行うことが可能であるように、決して
特異性のある情報ではなく、本ケースにおけるバス調停
における不均衡を回避することが容易であることは自明
である。 【0023】このように、本発明では、バスブリッジを
含むコンピュータシステムにおいて、2次バスブリッジ
配下の2次バスエージェントがバスブリッジを介して1
次バスを使用する場合の1次バスエージェント、2次バ
スエージェント間の1次バス調停の不平等を抑える効果
に加えて、1次バスの調停機構の中でこれを実現しよう
としているので、外部回路や信号線を追加することなく
バス間の不平等抑止を得ることが出来るという効果があ
る。また、バスへの要求信号の重み付けをレジスタ設定
によって制御するためシステム構成に応じた調停方式を
とることが可能である。 【0024】なお、上記形態では、1次バスと2次バス
は必ずしも同一スペックのバスである必要はない。また
システム形態は上記形態にとどまるものではなく1次バ
スには複数のバスブリッジを接続してもよいし、更に階
層的にバスブリッジを使用してもよい。更に、バスエー
ジェント数に制限されるものでもない。 【0025】なお、本発明が上記各実施例に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適
宜変更され得ることは明らかである。 【0026】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バスブリッジを介して接続される1次バスと2次バスの
調停方式に関して、1次バス側の調停回路におけるバス
ブリッジの重みを設定可能とする手段を設けるという基
本構成に基づき、バスブリッジを介して階層的に接続さ
れる複数のバス構成をとるコンピュータシステムにおい
て、どの階層のバスに接続されるかに依存していた調停
不均衡を回避する方法を、既存の標準バススペックのピ
ンアウト変更や外部回路を用意することなく、実現可能
とする調停方式が提供される。
【図面の簡単な説明】 【図1】従来技術のブロック図である。 【図2】本発明を適用したコンピュータシステムのブロ
ック図である。 【図3】本発明の更に詳細なブロック図である。 【図4】本発明におけるバス優先権の遷移図である。 【符号の説明】 203 1次バスブリッジ 204 1次バス 205、206、207 1次バスエージェント 208 2次バスブリッジ 209 2次バス 210、211、212、213 2次バスエージェ
ント 215 構成設定レジスタ 216 リクエスト生成回路 214 調停回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 13/36 310 G06F 13/362 510

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】2次バスブリッジを含むm個の1次バスエ
    ージェントが接続される1次バスと、2次バスブリッジ
    を介して1次バスの使用権を要求するn個の2次バスエ
    ージェントが接続される2次バスを含むコンピュータシ
    ステムにおいて、 1次バスの調停を行う1次バスブリッジに、 1次バスの接続エージェントに対して(m+n−1)個
    分のエージェントからのバス要求を処理することが可能
    な調停回路と、 1次バスへのバスブリッジ接続の有無と1次バス使用権
    を要求するバスブリッジ配下の2次バスエージェント数
    nを設定するための設定レジスタと、 前記2次バスブリッジを含むm個の1次バスエージェン
    トに接続され、該2次バスブリッジからの1本のバス要
    求信号については、2次バスエージェント数nに応じた
    数のバス要求信号に変換して前記調停回路へ与えること
    で要求信号1本の重みを個々に変えるリクエスト生成回
    路とを備え、 前記調停回路は、前記2次バスブリッジに対しては2次
    バスエージェント数であるnエージェントとして調停を
    行うことを特徴とするバスブリッジ調停方式。
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