JP4102740B2 - Information processing device - Google Patents

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Description

本発明は、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の情報処理装置に使用されるバスシステムに関する。   The present invention relates to a bus system used in an information processing apparatus such as a workstation, a personal computer, or a word processor.

情報処理装置内のバスシステムは従来、バイト、14巻、12号(1989)、第417頁〜424頁、(BYTE,Volume 14,Number 12(1989),pp.417〜424)のL.Brett Glass,“INSIDEEISA”に述べられているバスシステムのように、メモリバスとシステムバスが個々にプロセッサバスに接続されているか、又はプロセッサバスとメモリバスが個々にシステムバスに接続されている構成となっていた。   A bus system in an information processing apparatus is conventionally disclosed in L., Byte, Vol. 14, No. 12 (1989), pages 417-424, (BYTE, Volume 14, Number 12 (1989), pp. 417-424). A configuration in which the memory bus and the system bus are individually connected to the processor bus, or the processor bus and the memory bus are individually connected to the system bus, as in the bus system described in Brett Glass, “INSIDEEISA” It was.

前者は、システムバスとメモリバスが連動動作するいわゆるダイレクトメモリアクセス(Direct Memory Access,以下DMA)の際に、プロセッサバスが独立動作ができないため、プロセッサバスの使用効率が悪くなる。一方、後者は、プロセッサバスとメモリバスが連動動作する、いわゆるメインメモリアクセスの際にシステムバスが独立動作できないため、システムバスの使用効率が悪くなるという問題があった。   In the former, since the processor bus cannot operate independently during so-called direct memory access (hereinafter referred to as DMA) in which the system bus and the memory bus operate in conjunction, the use efficiency of the processor bus is deteriorated. On the other hand, the latter has a problem that the use efficiency of the system bus deteriorates because the system bus cannot operate independently during so-called main memory access in which the processor bus and the memory bus operate in an interlocked manner.

なお、これらの従来のバスシステムの構成と問題点については、後に図面を用いて詳述する。   The configuration and problems of these conventional bus systems will be described in detail later with reference to the drawings.

本発明の目的は各バスの使用効率を最大とする情報処理装置のバスシステムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a bus system of an information processing apparatus that maximizes the usage efficiency of each bus.

本発明の他の目的はプロセッサバスとメモリバスの連動動作とシステムバスの独立動作を同時に行うことが可能なバスシステムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a bus system capable of simultaneously performing a linked operation of a processor bus and a memory bus and an independent operation of a system bus.

本発明の更なる目的はシステムバスとメモリバスの連動動作とプロセッサバスの独立動作を同時に行うことが可能なバスシステムを提供することにある。   It is a further object of the present invention to provide a bus system capable of simultaneously performing a linked operation of a system bus and a memory bus and an independent operation of a processor bus.

本発明の更なる他の目的は、システムバス、メモリバス、プロセッサバスの3種のバスが少なくとも3本以上相互接続される場合の、各バスの使用効率を最大とする情報処理装置用バスシステムを提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a bus system for an information processing apparatus that maximizes the use efficiency of each bus when at least three of three types of buses, a system bus, a memory bus, and a processor bus, are interconnected. Is to provide.

上記目的を達成するため、本発明においては、第1バス、第2バス、第3バスの3つのバスを少なくとも三叉路状に接続し、3種のバスのうち、任意の2つを連動動作している間、他のバスが独立動作可能な構成とする。   In order to achieve the above object, in the present invention, at least three buses of the first bus, the second bus, and the third bus are connected in a three-way structure, and any two of the three buses are operated in an interlocking manner. During this time, the other buses can be operated independently.

すなわち、本発明においては、プロセッサと、主メモリと、入出力デバイスと、該プロセッサと接続した第1バスと、該主メモリに接続した第2バスと、該入出力デバイスと接続した第3バスとを有する情報処理装置において、該第1バスと該第2バスと該第3バスとが接続され、前記プロセッサと前記主メモリと前記入出力デバイスの任意の2つ間でデータ転送を可能とする接続手段を有し、該接続手段は、接続された前記第1バスと前記第2バスを用い、前記プロセッサと前記主メモリとの間で第1のデータ信号を転送する第1のデータ転送モードと、接続された前記第2バスと前記第3バスを用い、前記主メモリと前記入出力デバイスとの間で第2のデータ信号を転送する第2のデータ転送モードと、接続された前記第3バスと前記第1バスを用い、前記入出力デバイスと前記プロセッサとの間で第3のデータ信号を転送する第3のデータ転送モードとからなる、それぞれ独立したデータ転送モードを可能とすることを特徴とする情報処理装置である。   That is, in the present invention, a processor, a main memory, an input / output device, a first bus connected to the processor, a second bus connected to the main memory, and a third bus connected to the input / output device. In the information processing apparatus, the first bus, the second bus, and the third bus are connected, and data can be transferred between any two of the processor, the main memory, and the input / output device. A first data transfer unit configured to transfer a first data signal between the processor and the main memory using the connected first bus and the second bus. A second data transfer mode for transferring a second data signal between the main memory and the input / output device using the connected second bus and the third bus, and the connected 3rd bus and the above Information processing characterized by enabling independent data transfer modes each comprising a third data transfer mode for transferring a third data signal between the input / output device and the processor using a bus. Device.

これにより、3種のバスの使用効率を最大限に高めることができる。   As a result, the usage efficiency of the three types of buses can be maximized.

また、上記目的を達成するため、本発明においては、プロセッサバス、メモリバス、システムバスの3種のバスを少なくとも三叉路状に接続し、3種のバスのうち、任意の2種を連動動作している間、他の1種のバスが独立動作可能な構成とする。   In order to achieve the above object, in the present invention, at least three types of buses, that is, a processor bus, a memory bus, and a system bus are connected in a three-way manner, and any two of the three types of buses are operated in an interlocking manner. During this time, another type of bus is configured to be able to operate independently.

すなわち、本発明においては、少なくとも一個のプロセッサが接続されたプロセッサバス、メインメモリに接続されたメモリバス、少なくとも一個の入出力デバイス(以下I/Oデバイス)などの接続デバイスが接続されたシステムバスの3種のバスを少なくとも三叉路接続するコントロール手段を設け、このコントロール手段により、各種のバスの相互接続を可能とする。   That is, in the present invention, a processor bus to which at least one processor is connected, a memory bus to which main memory is connected, and a system bus to which connection devices such as at least one input / output device (hereinafter referred to as I / O device) are connected. These three types of buses are provided with control means for connecting at least three-way connections, and this control means enables various buses to be interconnected.

すなわち、本発明においては、情報処理装置のバスシステムを、少なくとも一個のプロセッサが接続されたプロセッサバスと、メインメモリに接続されたメモリバスと、少なくとも一個の接続デバイスが接続されたシステムバスと、これら3種のバスが接続され、これら3種のバスの相互接続のための接続コントロール手段とで構成する。   That is, in the present invention, the bus system of the information processing apparatus includes a processor bus to which at least one processor is connected, a memory bus connected to the main memory, a system bus to which at least one connection device is connected, These three types of buses are connected to each other and are configured by connection control means for interconnecting these three types of buses.

本発明では、この接続コントロール手段は、三種のバスのそれぞれのデータバスが接続され、これらバス上のデータを相互に転送するデータパススイッチング手段と、三種のバスのそれぞれの制御バスとアドレスバスが接続され、これらバス上のコントロール信号及びアドレスを相互に転送すると共に、データパススイッチング手段へのデータパス制御信号を発生するバス・メモリ接続コントローラから構成される。   In the present invention, the connection control means includes three data buses connected to each other, a data path switching means for transferring data on these buses to each other, and each of the three kinds of buses, the control bus and the address bus. The bus / memory connection controller is connected to transfer control signals and addresses on the buses to each other and generate data path control signals to the data path switching means.

好適にはこのデータパススイッチング手段とバス・メモリ接続コントローラはそれぞれ単独に、あるいは一体として、一つの集積回路上に構成される。   Preferably, the data path switching means and the bus memory connection controller are individually or integrally formed on one integrated circuit.

更に、本発明においては、三種のバスはそれぞれ一本でなく、三種のバスのいずれかが複数本の場合においても同様に接続コントロール手段を構成し、これらのバスの相互接続を可能とすることができる。   Furthermore, in the present invention, the three types of buses are not one each, and even when any of the three types of buses is a plurality, the connection control means is similarly configured so that these buses can be interconnected. Can do.

上述した本発明の構成において、プロセッサバス、メモリバス、システムバスの3種のバスが少なくとも三叉路状に相互に接続されることにより、例えばプロセッサバス上のプロセッサからメモリバス上の主記憶メモリへアクセスするプロセッサメインメモリアクセスの場合に、データはプロセッサバスとメモリバスのみ介して転送され、システムバスを経由しないため、システムバスは独立に動作することが可能となる。一方、システムバス上の接続デバイスからメモリバス上の主記憶メモリへアクセスするDMAの場合、データはシステムバスとメモリバスのみ介して転送され、プロセッサバスを経由しないので、プロセッサバスは独立して動作することが可能となる。   In the configuration of the present invention described above, the processor bus, the memory bus, and the system bus are connected to each other in at least a three-way configuration, so that, for example, a processor on the processor bus accesses a main memory on the memory bus. In the case of accessing the processor main memory, the data is transferred only through the processor bus and the memory bus and does not go through the system bus, so that the system bus can operate independently. On the other hand, in the case of DMA that accesses the main storage memory on the memory bus from the connected device on the system bus, the data is transferred only through the system bus and the memory bus, and does not go through the processor bus, so the processor bus operates independently It becomes possible to do.

これにより、3種のバスの使用効率を最大限に高めることができる。   As a result, the usage efficiency of the three types of buses can be maximized.

以上、詳述してきた本発明によれば、少なくとも3種のバスの内、任意の2本が連動動作している間、他の1本以上のバスが独立動作することができるので、各バスの使用効率を最大にするという効果がある。特に、プロセッサバス上に複数のプロセッサが接続されている場合、又はキャッシュメモリシステムが接続されている場合等に、DMA動作と複数プロセッサ間、又はプロセッサとキャッシュメモリシステム間のデータ転送を同時に行え、又、プロセッサメインメモリアクセスと複数のシステムバス接続デバイス間のデータ転送を同時に行えるなどの効果がある。   As described above, according to the present invention described in detail, one or more other buses can operate independently while any two of at least three types of buses operate in conjunction with each other. This has the effect of maximizing the use efficiency of the. In particular, when a plurality of processors are connected on the processor bus, or when a cache memory system is connected, data can be transferred simultaneously between the DMA operation and the plurality of processors or between the processor and the cache memory system. Also, there is an effect that the processor main memory access and data transfer between a plurality of system bus connection devices can be performed simultaneously.

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述する。まず、本発明の第一の実施例を図1〜図6を用いて説明する。このうち、図2、図3は従来技術におけるバスシステムの構成図を示すが、本発明との比較のためここで詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Of these, FIGS. 2 and 3 show a configuration diagram of a bus system in the prior art, which will be described in detail here for comparison with the present invention.

図1、図2、図3において、共通して、101はN個(Nは整数)のプロセッサ、102はキャッシュメモリシステム(cache)、104はメインメモリ(main memory)、105はM個(Mは整数)のシステムバス接続デバイスである。システムバス接続デバイス105としては、ディスク・ファイル系コントローラ、描画・表示系コントローラ、ネットワーク・通信系コントローラ等のいわゆる入出力(I/O)デバイスを示す。111はプロセッサバス、112はメモリバス、113はシステムバスである。そして、図1における103は三叉路接続コントローラであり、図2、図3における201、301はバス接続コントローラ、202、302はメモリ接続コントローラである。   In FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, in common, 101 is an N number (N is an integer), 102 is a cache memory system (cache), 104 is a main memory, 105 is M (M Is an integer) system bus connection device. The system bus connection device 105 is a so-called input / output (I / O) device such as a disk / file controller, a drawing / display controller, a network / communication controller, or the like. 111 is a processor bus, 112 is a memory bus, and 113 is a system bus. In FIG. 1, 103 is a three-way connection controller, 201 and 301 in FIGS. 2 and 3 are bus connection controllers, and 202 and 302 are memory connection controllers.

図2、図3に示した従来のバスシステムにおいて、図2ではシステムバス113とメモリバス112が各々バス接続コントローラ201とメモリ接続コントローラ202によって、プロセッサバス111に独立に接続される構成となっている。一方、図3ではプロセッサバス111とメモリバス112が各々バス接続コントローラ301とメモリ接続コントローラ302によってシステムバス113に独立に接続される構成となっている。   In the conventional bus system shown in FIGS. 2 and 3, in FIG. 2, the system bus 113 and the memory bus 112 are independently connected to the processor bus 111 by the bus connection controller 201 and the memory connection controller 202, respectively. Yes. On the other hand, in FIG. 3, the processor bus 111 and the memory bus 112 are configured to be independently connected to the system bus 113 by the bus connection controller 301 and the memory connection controller 302, respectively.

図2の構成においては、システムバス113の接続デバイス105とメモリバス112上のメインメモリとの間でデータ転送を行うDMA動作において、プロセッサバス111を経由する。そのため、プロセッサ101とキャッシュ102間、あるいは複数のプロセッサ101間のデータ転送等のプロセッサバス111の独立動作をDMA動作と同時に行うことができない。一方、図3の構成においては、プロセッサ101とメインメモリ104との間でデータ転送が行われる、所謂、プロセッサメインメモリアクセスにおいて、システムバス113を経由することになるため、複数のシステムバス接続デバイス105間のデータ転送等のシステムバス113の独立動作をプロセッサメインメモリアクセスと同時に行うことができない。   In the configuration of FIG. 2, the data is transferred between the connection device 105 of the system bus 113 and the main memory on the memory bus 112 via the processor bus 111 in the DMA operation. Therefore, independent operation of the processor bus 111 such as data transfer between the processor 101 and the cache 102 or between the plurality of processors 101 cannot be performed simultaneously with the DMA operation. On the other hand, in the configuration of FIG. 3, since data transfer is performed between the processor 101 and the main memory 104, so-called processor main memory access is performed via the system bus 113. Independent operations of the system bus 113 such as data transfer between the processors 105 cannot be performed simultaneously with the processor main memory access.

これに対し、本発明の第一の実施例である図1のバスシステムでは、プロセッサバス111、メモリバス112及びシステムバス113の3種のバスが、三叉路接続コントローラ103により、三叉路状に接続された構成を有する。従って、DMA動作の場合、プロセッサバス111を経由しないので、プロセッサバス111の独立動作をDMA動作と同時に実行することができる。又、プロセッサメインメモリアクセスの場合、システムバス113を経由しないので、システムバス113の独立動作をプロセッサメインメモリアクセスと同時に実行することができる。これにより、DMA、プロセッサメインメモリアクセスの場合にも、三種のバスの使用効率を最大にすることができる。   On the other hand, in the bus system of FIG. 1 which is the first embodiment of the present invention, three kinds of buses, that is, the processor bus 111, the memory bus 112, and the system bus 113 are connected in a three-way manner by the three-way connection controller 103. Have a configuration. Accordingly, in the case of the DMA operation, since the processor bus 111 is not passed, the independent operation of the processor bus 111 can be executed simultaneously with the DMA operation. In the case of processor main memory access, since the system bus 113 is not passed, the independent operation of the system bus 113 can be executed simultaneously with the processor main memory access. As a result, even in the case of DMA and processor main memory access, the usage efficiency of the three types of buses can be maximized.

以下、図1に示した本発明の第1の実施例のバスシステムと図2、図3に示した従来のバスシステムの性能評価の一例について述べ、本発明の第一の実施例の効果を定量的に説明する。   An example of performance evaluation of the bus system of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and the conventional bus system shown in FIGS. 2 and 3 will be described below, and the effects of the first embodiment of the present invention will be described. Explain quantitatively.

図1、図2、図3のバスシステムにおいて、プロセッサバス111の最大データスループットを400メガバイト/秒、メモリバス112の最大データスループットを400メガバイト/秒、システムバス113の最大データスループットを200メガバイト/秒とする。又、プロセッサバス111におけるメインメモリアクセスの比率を40%、システムバス113におけるDMAの比率を70%、バス接続コントローラ201及び301の最大バス獲得比率を50%とする。以上の条件で、プロセッサバス111とシステムバス113が共に最大データスループットで動作しようとした場合の各バスシステムの性能評価は下記のとおりである。   1, 2, and 3, the maximum data throughput of the processor bus 111 is 400 megabytes / second, the maximum data throughput of the memory bus 112 is 400 megabytes / second, and the maximum data throughput of the system bus 113 is 200 megabytes / second. Seconds. The main memory access ratio in the processor bus 111 is 40%, the DMA ratio in the system bus 113 is 70%, and the maximum bus acquisition ratio of the bus connection controllers 201 and 301 is 50%. Under the above conditions, the performance evaluation of each bus system when the processor bus 111 and the system bus 113 try to operate at the maximum data throughput is as follows.

まず、図2の従来のバスシステムでは、システムバス113が最大スループットの200メガバイト/秒で動作しようとすると、その70%である140メガバイト/秒のDMAの要求がバス接続コントローラ201に送られる。バス接続コントローラ201は、プロセッサバス111について、400メガバイト/秒の50%である200メガバイト/秒までバス獲得が可能であるため、140メガバイト/秒のDMA要求全てを獲得する。この結果、システムバス113は200メガバイト/秒で動作できるが、プロセッサバス111はDMA要求のため、実質的に(400−140)=260メガバイト/秒でしか動作できない。このとき、プロセッサメインメモリアクセスは、260メガバイト/秒の40%である104メガバイト/秒になる。従って、メモリバス112への要求は(140+104)=254メガバイト/秒となり、メモリバス112はこの要求に対応可能となる。以上をまとめると、図2の従来のバスシステムにおける3種のバスの使用効率は、プロセッサバス111が260/400=65%、メモリバス112が254/400=63.5%、システムバス113が200/200=100%となる。   First, in the conventional bus system of FIG. 2, when the system bus 113 attempts to operate at a maximum throughput of 200 megabytes / second, a DMA request of 140 megabytes / second, which is 70%, is sent to the bus connection controller 201. Since the bus connection controller 201 can acquire the bus up to 200 megabytes / second, which is 50% of 400 megabytes / second, for the processor bus 111, it acquires all 140 megabytes / second DMA requests. As a result, the system bus 113 can operate at 200 megabytes / second, but the processor bus 111 can practically operate only at (400-140) = 260 megabytes / second because of the DMA request. At this time, the processor main memory access is 104 megabytes / second, which is 40% of 260 megabytes / second. Therefore, the request to the memory bus 112 is (140 + 104) = 254 megabytes / second, and the memory bus 112 can respond to this request. In summary, the usage efficiency of the three types of buses in the conventional bus system of FIG. 2 is as follows: the processor bus 111 is 260/400 = 65%, the memory bus 112 is 254/400 = 63.5%, and the system bus 113 is 200/200 = 100%.

次に、図3の従来のバスシステムでは、プロセッサバス111が最大スループットの400メガバイト/秒で動作しようとすると、その40%の160メガバイト/秒のメインメモリアクセス要求がバス接続コントローラ301に送られる。バス接続コントローラ301は、システムバス113について、200メガバイト/秒の50%の100メガバイト/秒までしかバスを獲得できない。従って、プロセッサメインメモリアクセスは100メガバイト/秒しか処理されず、その結果プロセッサバス111は、100メガバイト/秒が40%となる、250メガバイト/秒でしか動作できない。またこのときシステムバス113は、実質的に(200−100)=100メガバイト/秒で動作する。従って、DMA要求は100メガバイト/秒の70%である70メガバイト/秒になる。この結果、メモリバス112への要求は(100+70)=170メガバイト/秒となり、メモリバス112はこの要求に対応可能である。以上まとめると、図3の従来のバスシステムにおける3種のバスの使用効率は、プロセッサバス111が250/400=62.5%、メモリバス112が170/400=42.5%、システムバス113が100/200=50%となる。   Next, in the conventional bus system of FIG. 3, when the processor bus 111 tries to operate at a maximum throughput of 400 megabytes / second, 40% of the main memory access request of 160 megabytes / second is sent to the bus connection controller 301. . The bus connection controller 301 can acquire the bus for the system bus 113 only up to 100 megabytes / second, which is 50% of 200 megabytes / second. Thus, processor main memory accesses are processed only at 100 megabytes / second, so that the processor bus 111 can only operate at 250 megabytes per second, where 100 megabytes per second is 40%. At this time, the system bus 113 operates substantially at (200-100) = 100 megabytes / second. Thus, the DMA request is 70 megabytes / second, which is 70% of 100 megabytes / second. As a result, the request to the memory bus 112 is (100 + 70) = 170 megabytes / second, and the memory bus 112 can respond to this request. In summary, the usage efficiency of the three types of buses in the conventional bus system of FIG. 3 is as follows: the processor bus 111 is 250/400 = 62.5%, the memory bus 112 is 170/400 = 42.5%, and the system bus 113 is Is 100/200 = 50%.

これに対し、本発明の第1の実施例である図1のバスシステムにおいては、プロセッサバス111が400メガバイト/秒で動作しようとすると、その40%の160メガバイト/秒のメインメモリアクセス要求が、三叉路接続コントローラ103に送られる。又、システムバス113が200メガバイト/秒で動作しようとすると、その70%の140メガバイトのDMA要求が、それぞれ三叉路接続コントローラ103に送られる。三叉路接続コントローラ103はプロセッサメインメモリアクセス要求とDMA要求を合わせて、(160+140)=300メガバイト/秒の要求をメモリバス112に送り、メモリバス112はこの要求に応じられる。従って、プロセッサバス111は400メガバイト/秒で、システムバス113は200メガバイト/秒で動作することができる。以上により、図1に示した本発明の第1の実施例のバスシステムにおける三種のバスの使用効率は、プロセッサバスが400/400=100%、メモリバス112が300/400=75%、システムバス113が200/200=100%となる。   On the other hand, in the bus system of FIG. 1 which is the first embodiment of the present invention, when the processor bus 111 tries to operate at 400 megabytes / second, 40% of the main memory access request of 160 megabytes / second is received. , And sent to the three-way connection controller 103. Further, if the system bus 113 attempts to operate at 200 megabytes / second, 70% of the 140 megabyte DMA request is sent to the three-way connection controller 103, respectively. The three-way connection controller 103 combines the processor main memory access request and the DMA request, and sends a request of (160 + 140) = 300 megabytes / second to the memory bus 112, and the memory bus 112 responds to this request. Therefore, the processor bus 111 can operate at 400 megabytes / second and the system bus 113 can operate at 200 megabytes / second. As described above, the usage efficiency of the three types of buses in the bus system of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is that the processor bus is 400/400 = 100%, the memory bus 112 is 300/400 = 75%, and the system The bus 113 is 200/200 = 100%.

以上の結果を第1表に示した。表1に明らかなように、本発明による図1のバスシステムでは、三種のバスの使用効率が最大になることが理解される。   The above results are shown in Table 1. As is apparent from Table 1, it can be seen that the bus system of FIG. 1 according to the present invention maximizes the usage efficiency of the three types of buses.

Figure 0004102740
Figure 0004102740

さて、本発明の具体的な構成を示す実施例に先立ち、図7、図8を用いて本発明の第2、第3の実施例であるバスシステムについて説明する。   Prior to an embodiment showing a specific configuration of the present invention, the bus systems according to the second and third embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

図7、図8において、701及び703は個別のキャッシュメモリシステム(Cache)を接続できる単独構成型プロセッサ1〜N、801は個別のキャッシュメモリシステムを接続できるN個のマルチ構成型プロセッサである。711及び712は、各々単独構成型プロセッサ701、703と四叉路接続コントローラ705を接続するプロセッサバス、705はプロセッサバス711、712、メモリバス112及びシステムバス113を接続する四叉路接続コントローラである。又、702、704及び802は、各々プロセッサ701、703及び801に個別に接続されるキャッシュメモリシステムである。なお、システムバス接続デバイス105は、先の実施例と同様のI/Oデバイスである。   7 and 8, reference numerals 701 and 703 denote single-configuration processors 1 to N that can connect individual cache memory systems (Cache), and 801 denote N multi-configuration processors that can connect individual cache memory systems. Reference numerals 711 and 712 denote processor buses for connecting the single-configuration processors 701 and 703 and the four-way connection controller 705, and reference numeral 705 denotes a four-way connection controller for connecting the processor buses 711 and 712, the memory bus 112, and the system bus 113. is there. Reference numerals 702, 704, and 802 denote cache memory systems individually connected to the processors 701, 703, and 801, respectively. The system bus connection device 105 is an I / O device similar to the previous embodiment.

図7に示す本発明の第2の実施例において、2本のプロセッサバス711、712、メモリバス112及びシステムバス113の三種4本のバスが、四叉路接続コントローラ705によって、四叉路状に接続されている。プロセッサ701及び703は個別のキャッシュメモリシステム702及び704を接続できる単独構成型プロセッサである。このため、プロセッサ701及び703は、各々の個別キャッシュメモリ702及び704へは、プロセッサバスを介さずに直接アクセスすることができるが、プロセッサバスを共有することはできない。   In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 7, four types of four buses, that is, two processor buses 711 and 712, a memory bus 112, and a system bus 113 are formed into a four-forked shape by a four-way connecting controller 705. It is connected to the. Processors 701 and 703 are single-configuration processors to which individual cache memory systems 702 and 704 can be connected. Therefore, the processors 701 and 703 can directly access the individual cache memories 702 and 704 without going through the processor bus, but cannot share the processor bus.

図7において、四叉路接続コントローラ705は、三種4本のバスの接続制御を行うことにより、プロセッサ701、703間の通信を、DMAと並行して行ったり、あるいはプロセッサ701によるメインメモリアクセスと、プロセッサ703によるシステムバスアクセスを並行して行う等の動作を可能としている。   In FIG. 7, a four-way connection controller 705 performs communication between processors 701 and 703 in parallel with DMA by controlling connection of three types of four buses, or main memory access by the processor 701. The system 703 can perform operations such as performing system bus access in parallel.

これにより、本実施例においても先の実施例同様、三種4本のバスの使用効率を最大にすることができる。   As a result, the use efficiency of the three types of four buses can be maximized in the present embodiment as in the previous embodiment.

図8は、図1に示した第1の実施例同様、プロセッサバス111、メモリバス112及びシステムバス113の三種のバスが、三叉路接続コントローラ103により、三叉路上に接続された構成を有する。プロセッサ801は個別のキャッシュメモリシステム(cache)を接続できるマルチ構成型プロセッサである。このため、プロセッサ801の各々は、個別キャッシュメモリ802へはプロセッサバスを介さずにアクセスでき、又、プロセッサバス111を共有することができる。更に、図8の本発明の第3の実施例のバスシステムでは、図1と同様に、DMAとプロセッサバス111の独立動作を並行して行う、あるいはプロセッサバス111からのメインメモリアクセスとシステムバス113の動作を並行して行う等の動作が可能であり、これにより第1の実施例と同様に三種のバスの使用効率を最大にすることができる。   8 has a configuration in which three types of buses, that is, a processor bus 111, a memory bus 112, and a system bus 113, are connected on a three-way road by a three-way connection controller 103, similarly to the first embodiment shown in FIG. The processor 801 is a multi-configuration processor capable of connecting individual cache memory systems (cache). Therefore, each of the processors 801 can access the individual cache memory 802 without going through the processor bus, and can share the processor bus 111. Further, in the bus system according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 8, as in FIG. 1, independent operation of the DMA and the processor bus 111 is performed in parallel, or main memory access from the processor bus 111 and the system bus are performed. It is possible to perform operations such as performing the operations of 113 in parallel, so that the use efficiency of the three types of buses can be maximized as in the first embodiment.

続いて上述した本発明の実施例の要部の具体的実施例を図4、図5、図6を用いて詳述する。特に図1、図7に示した第一、第三の実施例の三叉路接続コントローラ103の詳細構成を説明するが、図7に示した四叉路接続コントローラ705についても同様に構成できる。   Next, specific examples of the main part of the above-described embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In particular, the detailed configuration of the three-way connection controller 103 of the first and third embodiments shown in FIGS. 1 and 7 will be described, but the four-way connection controller 705 shown in FIG. 7 can be similarly configured.

さて、図4は三叉路接続コントローラ103の2個の集積回路による構成図を示している。図4において、三叉路接続コントローラ103には、プロセッサバス111、メモリバス112、システムバス113が接続されている。これらのバスは、各々、アドレスバス411、414、417、制御バス412、415、418、データバス413、416、419によって構成される。本実施例において、三叉路接続コントローラ103は2個の集積回路、すなわちバス・メモリ接続コントローラ401、データパススイッチ402によって構成される。但し、三叉路接続コントローラ103は、1個あるいは3個以上の集積回路によって構成することもできる。   4 shows a configuration diagram of the three-way connection controller 103 by two integrated circuits. In FIG. 4, a processor bus 111, a memory bus 112, and a system bus 113 are connected to the three-way connection controller 103. Each of these buses is constituted by an address bus 411, 414, 417, a control bus 412, 415, 418, and a data bus 413, 416, 419. In the present embodiment, the three-way connection controller 103 includes two integrated circuits, that is, a bus / memory connection controller 401 and a data path switch 402. However, the three-way connection controller 103 can be configured by one or three or more integrated circuits.

データパススイッチ402は、プロセッサデータバス413、メモリデータバス416、システムデータバス419の3種のデータバスを三叉路状に接続する。そして、バス・メモリ接続コントローラ401から出力されるデータパス制御信号420に従って、3種のデータバス413、416、419の接続、切離し、及びデータ入出力方向の制御を行う。一方、バス・メモリ接続コントローラ401は、プロセッサアドレスバス411、プロセッサ制御バス412、システムアドレスバス417、システム制御バス418が接続される。そして、プロセッサバス111とシステムバス113の状態を監視する。又、メモリアドレスバス414、メモリ制御バス415、及びデータパス制御信号412を出力して、メインメモリ104及びデータパススイッチ402を制御する。データパス制御信号412については後で詳述する。   The data path switch 402 connects three data buses, a processor data bus 413, a memory data bus 416, and a system data bus 419, in a three-way configuration. Then, in accordance with the data path control signal 420 output from the bus / memory connection controller 401, connection and disconnection of the three types of data buses 413, 416, and 419 and control of the data input / output direction are performed. On the other hand, the bus / memory connection controller 401 is connected to a processor address bus 411, a processor control bus 412, a system address bus 417, and a system control bus 418. Then, the states of the processor bus 111 and the system bus 113 are monitored. The memory address bus 414, the memory control bus 415, and the data path control signal 412 are output to control the main memory 104 and the data path switch 402. The data path control signal 412 will be described in detail later.

バス・メモリ接続コントローラ401は、プロセッサバス111からプロセッサメインメモリアクセスが要求された場合、プロセッサバス111とメモリバス112を連動動作させて、システムバス113を独立動作させる。更に、システムバス113からDMAが要求された場合、システムバス113とメモリバス112を連動動作させて、プロセッサバス111を独立動作させる。又、プロセッサバス111からシステムバス113へのアクセス要求、あるいはシステムバス113からプロセッサバス111へのアクセス要求があった場合は、プロセッサバス111とシステムバス113を連動動作させる。又、更にプロセッサバス111からの要求とシステムバス113からの要求が競合する場合、例えば、両方から同時にメモリアクセス要求があった場合などには、いずれか一方のバスに対してウェイト動作を行う等の調停制御を行う機能を持つ。   When a processor main memory access is requested from the processor bus 111, the bus / memory connection controller 401 operates the processor bus 111 and the memory bus 112 in an interlocked manner and operates the system bus 113 independently. Further, when DMA is requested from the system bus 113, the system bus 113 and the memory bus 112 are operated in an interlocked manner, and the processor bus 111 is operated independently. When there is an access request from the processor bus 111 to the system bus 113 or an access request from the system bus 113 to the processor bus 111, the processor bus 111 and the system bus 113 are operated in an interlocking manner. Further, when a request from the processor bus 111 and a request from the system bus 113 conflict, for example, when there is a memory access request from both simultaneously, a wait operation is performed on one of the buses. It has a function to perform arbitration control.

図5は、図4中のデータパススイッチ402の一実施例の内部構成を示す図である。図5において、507、508、509は各々プロセッサデータバス413、メモリデータバス416、システムデータバス419に接続するデータ入出力ドライバ、501、502、503はデータラッチ回路(Latch)、504、505、506はデータセレクタ(Selector)である。デコーダ回路510は、バス・メモリ接続コントローラ401が出力するデータパス制御信号420をデコードして、入出力バッファ507、508、509の出力イネーブル信号(Enable)511、512、513と、データセレクタ504、505、506のセレクト信号(Select)514、515、516を生成する。   FIG. 5 is a diagram showing an internal configuration of an embodiment of the data path switch 402 in FIG. In FIG. 5, 507, 508, and 509 are data input / output drivers connected to the processor data bus 413, the memory data bus 416, and the system data bus 419, respectively, 501, 502, and 503 are data latch circuits (Latch), 504, 505, Reference numeral 506 denotes a data selector. The decoder circuit 510 decodes the data path control signal 420 output from the bus / memory connection controller 401, outputs enable signals (Enable) 511, 512, and 513 of the input / output buffers 507, 508, and 509, a data selector 504, Select signals (Select) 514, 515, and 516 of 505 and 506 are generated.

データラッチ501、502、503には各々プロセッサデータバス413、メモリデータバス416、システムデータバス419からの入力データがラッチされる。セレクタ504、505、506は各々プロセッサデータバス413、メモリデータバス416、システムデータバス419への出力データを、他の2種のデータバスからの入力データから選択する。これにより、3種のデータバスのうち任意の1種からの入力データを他の2種のデータバスの両方に出力する、あるいは一方にのみデータ出力して他の一方には出力しないという制御が行うことができる。従って、データパス制御信号420によって、3種のデータバス全ての連動動作、あるいは3種のうち任意の2種の連動動作と他の1種の独立動作を行うことができる。   Data latches 501, 502, and 503 latch input data from the processor data bus 413, the memory data bus 416, and the system data bus 419, respectively. The selectors 504, 505, and 506 respectively select output data to the processor data bus 413, the memory data bus 416, and the system data bus 419 from input data from the other two types of data buses. As a result, control is performed such that input data from any one of the three types of data buses is output to both of the other two types of data buses, or data is output to only one and not to the other. It can be carried out. Therefore, the data path control signal 420 can perform all the three types of data bus linked operations, or any two types of linked operations among the three types, and another type of independent operation.

図6は、図4中のバス・メモリ接続コントローラ401の内部構成の一実施例を示す図である。図6において、601、602、603、604は入出力ドライバ、605、606、607、608はラッチ回路(Latch)である。又、609、610はデコーダ回路、611、612はエンコーダ回路、613は論理演算器であるシーケンサ、614はデコーダ回路である。又、615はセレクタ、616はメモリ制御信号生成部、617はデータパス制御信号生成部である。   FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of the internal configuration of the bus / memory connection controller 401 in FIG. In FIG. 6, reference numerals 601, 602, 603, and 604 denote input / output drivers, and reference numerals 605, 606, 607, and 608 denote latch circuits (Latch). Reference numerals 609 and 610 denote decoder circuits, 611 and 612 denote encoder circuits, 613 denotes a sequencer which is a logical operation unit, and 614 denotes a decoder circuit. Reference numeral 615 denotes a selector, 616 denotes a memory control signal generator, and 617 denotes a data path control signal generator.

プロセッサアドレスバス411、プロセッサ制御バス412、システムアドレスバス417、システム制御バス418からの入力信号は、各々入出力ドライバ601、602、603、604を介して、ラッチ回路605、607、606、608にラッチされる。2種のアドレスバスから入力され、ラッチ回路605、606にラッチされたアドレスは、各々デコーダ回路609、610にてデコードされる。デコード結果は、2種の制御バス412、418からの信号入力であるラッチ回路607、608のデータと合わせて、各々エンコーダ回路611及び612によって、プロセッサバス111とシステムバス113の状態を示す信号にエンコードされる。これにより、バス・メモリ接続コントローラ401は、プロセッサバス111及びシステムバス113の状態を監視することができる。   Input signals from the processor address bus 411, the processor control bus 412, the system address bus 417, and the system control bus 418 are input to the latch circuits 605, 607, 606, and 608 via the input / output drivers 601, 602, 603, and 604, respectively. Latched. Addresses input from the two types of address buses and latched in the latch circuits 605 and 606 are decoded by the decoder circuits 609 and 610, respectively. The decoding results are combined with the data of the latch circuits 607 and 608 which are signal inputs from the two types of control buses 412 and 418, and are converted into signals indicating the states of the processor bus 111 and the system bus 113 by the encoder circuits 611 and 612, respectively. Encoded. As a result, the bus / memory connection controller 401 can monitor the states of the processor bus 111 and the system bus 113.

エンコーダ回路611、612によりエンコードされたプロセッサバス111及びシステムバス113の状態信号は、論理演算器であるシーケンサ613に入力される。シーケンサ613は、2種のバス111、113の状態信号から、各々のバスへの対応、及びメモリバス112の動作を算出し、コード情報として出力する。シーケンサ613は、汎用のマイクロプロセッサや、専用のハード構成で構成される。   The status signals of the processor bus 111 and the system bus 113 encoded by the encoder circuits 611 and 612 are input to a sequencer 613 that is a logical operation unit. The sequencer 613 calculates the correspondence to each bus and the operation of the memory bus 112 from the status signals of the two types of buses 111 and 113, and outputs it as code information. The sequencer 613 includes a general-purpose microprocessor or a dedicated hardware configuration.

シーケンサ613から出力されたコード情報はデコーダ回路614によりデコードされ、入出力ドライバ601、602、603、604の出力イネーブル信号618、619、620、621、セレクタ回路615のセレクト信号622、メモリ制御信号生成部616、データパス制御信号生成部617へのメモリ制御コード623、及びデータパス制御コード624、及び入出力ドライバ602、604をそれぞれ介したプロセッサ制御バス412、システム制御バス418への制御出力信号625、626として出力される。   Code information output from the sequencer 613 is decoded by the decoder circuit 614, and output enable signals 618, 619, 620, 621 of the input / output drivers 601, 602, 603, 604, a select signal 622 of the selector circuit 615, and memory control signal generation 616, a memory control code 623 to the data path control signal generation unit 617, a data path control code 624, and a control output signal 625 to the processor control bus 412 and the system control bus 418 via the input / output drivers 602 and 604, respectively. , 626.

入出力ドライバ601は、システムバス113からプロセッサバス111へのアクセスが生じた場合に、システムアドレスバス417からの入出力アドレスをプロセッサアドレスバス411に出力する。又、入出力ドライバ602は、プロセッサ制御バス412に、プロセッサバス111の仕様で定められた制御出力信号625を出力する。一方、入出力ドライバ603は、プロセッサバス111からシステムバス113へのアクセスが生じた場合に、プロセッサアドレスバス411からの入出力アドレスをシステムアドレスバス417に出力する。又、入出力ドライバ604は、システム制御バス418に、システムバス113の仕様で定められた制御出力信号626を出力する。   The input / output driver 601 outputs the input / output address from the system address bus 417 to the processor address bus 411 when the system bus 113 accesses the processor bus 111. Further, the input / output driver 602 outputs a control output signal 625 defined by the specifications of the processor bus 111 to the processor control bus 412. On the other hand, the input / output driver 603 outputs the input / output address from the processor address bus 411 to the system address bus 417 when the processor bus 111 accesses the system bus 113. The input / output driver 604 outputs a control output signal 626 defined by the specification of the system bus 113 to the system control bus 418.

セレクタ回路615は、プロセッサアドレスバス411とシステムアドレスバス417からアドレスが入力され、メモリバス112へのアクセスが生じた場合に、いずれか一方を選択してメモリアドレスバス414に出力する。メモリ制御信号生成部616は、コード変換回路として機能し、デコーダ回路614が出力するメモリ制御コード623をメモリバス112の仕様で定められたメモリ制御信号に変換してメモリ制御バス415に出力する。データパス制御信号生成部617もコード変換回路として機能し、デコーダ回路614が出力するデータパス制御コード624を、データパススイッチ402に対するデータパス制御信号420に変換して出力する。   The selector circuit 615 selects one of the addresses from the processor address bus 411 and the system address bus 417 and outputs it to the memory address bus 414 when the memory bus 112 is accessed. The memory control signal generation unit 616 functions as a code conversion circuit, converts the memory control code 623 output from the decoder circuit 614 into a memory control signal defined by the specifications of the memory bus 112, and outputs the memory control signal to the memory control bus 415. The data path control signal generation unit 617 also functions as a code conversion circuit. The data path control code 624 output from the decoder circuit 614 is converted into a data path control signal 420 for the data path switch 402 and output.

以上詳述した三叉路接続コントローラ103内のバス・メモリ接続コントローラ401は3種のバスの接続、切離し、ウェイト等の制御を行うことができる。   The bus / memory connection controller 401 in the three-way connection controller 103 described in detail above can control the connection, disconnection, weight, and the like of the three types of buses.

引き続き、上述した三叉路接続コントローラ103内の各種データ、信号についての一実施例を図9〜図19を用いて詳述する。   Next, an example of various data and signals in the above-mentioned three-way connection controller 103 will be described in detail with reference to FIGS.

図9には、バス・メモリ接続コントローラ401からデータパススイッチ402へ出力されるデータパス制御信号420と、それに対応してデコーダ510でデコードされた入出力ドライバ507、508、509のエネーブル信号511、512、513、データセレクタ504、505、506のセレクト信号514、515、516との関係の一例を示している。同図中、最上段のマスタ(master)、スレーブ(Slave)、リード/ライト(Read/Wrete)の各欄は、データ転送のマスタ・スレーブ、及びそのデータ転送がマスタからスレーブに対するリード転送かライト転送かを意味している。最上段の残りの部分には、図5中の上述の信号511〜516に対応する信号名を記載した。最上段の最右欄のDT−CNTがデータパス制御信号420である。このデータパス制御信号(DT−CNT)420は本実施例では3ビットで表わされる。何も転送を行わないアイドル状態(Idel)では、DT−CNT420は0(“000”)である。   FIG. 9 shows a data path control signal 420 output from the bus / memory connection controller 401 to the data path switch 402, and corresponding enable signals 511 of the input / output drivers 507, 508, and 509 decoded by the decoder 510, 512 shows an example of a relationship with select signals 514, 515, 516 of 512, 513 and data selectors 504, 505, 506. In the figure, each column of the master (master), slave (Slave), and read / write (Lead / Wrete) in the top row shows the data transfer master / slave, and whether the data transfer is a read transfer from the master to the slave. It means transfer. In the remaining part of the uppermost stage, signal names corresponding to the above-described signals 511 to 516 in FIG. 5 are described. DT-CNT in the rightmost column at the top is the data path control signal 420. The data path control signal (DT-CNT) 420 is represented by 3 bits in this embodiment. In an idle state (Idel) in which no transfer is performed, DT-CNT 420 is 0 (“000”).

それぞれのエネーブル信号(DIR−P,DIR−M,DIR−S)511、512、513は、入出力ドライバ507、508、509のそれぞれが入力のとき“0”、出力のとき“1”である。セレクト信号(SEL−P)514は、セレクタ504がメモリバス112側を選択するとき“0”、システムバス113側を選択するとき“1”である。又、セレクト信号(SEL−M)515は、セレクタ505がプロセッサバス111側を選択するとき“0”、システムバス113側を選択するとき“1”である。更に、セレクト信号(SEL−S)516は、セレクタ506がプロセッサバス111側を選択するとき“0”、メモリバス112側を選択するとき“1”である。本図により、データパススイッチ402のデコーダ510に入力されるDT−CNT420により、データパススイッチ402内のセレクタ504〜506、入出力ドライバ507〜509の制御をそれぞれ実行でき、三種のバスの接続方向制御が可能となる。   The enable signals (DIR-P, DIR-M, DIR-S) 511, 512, and 513 are “0” when the input / output drivers 507, 508, and 509 are input, and “1” when they are output. . The select signal (SEL-P) 514 is “0” when the selector 504 selects the memory bus 112 side and is “1” when the system bus 113 side is selected. The select signal (SEL-M) 515 is “0” when the selector 505 selects the processor bus 111 side, and is “1” when the selector 505 selects the system bus 113 side. Further, the select signal (SEL-S) 516 is “0” when the selector 506 selects the processor bus 111 side, and “1” when the selector 506 selects the memory bus 112 side. According to this figure, the selectors 504 to 506 and the input / output drivers 507 to 509 in the data path switch 402 can be controlled by the DT-CNT 420 input to the decoder 510 of the data path switch 402, and the connection directions of the three types of buses. Control becomes possible.

次に、本発明における三叉路接続コントローラ103の動作を図4の三叉路接続コントローラ103に接続されるバスを詳細化した図19の構成図と図17、図18のタイミングチャートを用いて説明する。   Next, the operation of the three-way connection controller 103 according to the present invention will be described with reference to the configuration diagram of FIG. 19 in which the bus connected to the three-way connection controller 103 of FIG. 4 is detailed and the timing charts of FIGS.

これらの図において、図1、図4と同一の符号は同一物を意味している。1910、1911はそれぞれ先のシステムバス接続デバイス105に対応するDMAマスタI/Oデバイス、スレーブI/Oデバイスを示す。図19中で、アクノレッジ信号(ACK)1902はプロセッサ101への応答信号であり、リード時はデータの確定を、ライト時はデータの取り込みを示す。   In these drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 4 denote the same components. Reference numerals 1910 and 1911 denote DMA master I / O devices and slave I / O devices corresponding to the system bus connection device 105, respectively. In FIG. 19, an acknowledge signal (ACK) 1902 is a response signal to the processor 101, and indicates data confirmation at the time of reading and data acquisition at the time of writing.

ロウアドレスストローブ信号(RAS)1903、カラムアドレスストローブ信号(CAS)1904、ライトイネーブル信号(WE)1905はそれぞれメインメモリ104のメモリ制御バス415に送られるメモリコントロール信号の一部である。アドレス選択信号(AD−MPX)はバス・メモリ接続コントローラ401の内部信号であり、本信号がハイのときロウアドレスを、ローのときカラムアドレスを出力するものである。システムバスグランド信号(S−GNT)1906は、システムバス接続デバイス105であり、DMAマスタになりうるI/Oデバイス1910にシステムバス113を使用許可を与え、DMAマスタになることを可能にするものである。アドレス/データストローブ信号(S−STB)1907はシステムバスマスタが出力するもので、DMAアクセスのときはDMAマスタI/Oデバイス1910が出力し、プロセッサI/Oアクセスのときは、バス・メモリ接続コントローラ401が出力し、リード時はアドレスの、ライト時はアドレスとデータ両方のそれぞれの確定期間出力される。システムバススレーブ応答信号(S−ACK)1908は、システムバススレーブの応答信号であり、DMAアクセスの時は、バス・メモリ接続コントローラ401が出力し、プロセッサシステムバスI/Oアクセスの時はスレーブI/Oデバイス1911が出力する。リード時はデータの確定と、ライト時はデータの取り込みを示す。S−GNT1906、S−STB1907、S−ACK1908、及びリード/ライトの別を示す信号(S−READ)1909とはシステム制御バス418に送られる制御出力信号626に属する。システムバスアドレス(S−ADD)はシステムアドレスバス417に送られる。なお、システムバスリード/ライト信号(S−READ)はハイ(H)のときリードを示す。   A row address strobe signal (RAS) 1903, a column address strobe signal (CAS) 1904, and a write enable signal (WE) 1905 are each part of a memory control signal sent to the memory control bus 415 of the main memory 104. The address selection signal (AD-MPX) is an internal signal of the bus memory connection controller 401, and outputs a row address when this signal is high and a column address when it is low. A system bus ground signal (S-GNT) 1906 is the system bus connection device 105, which grants permission to use the system bus 113 to the I / O device 1910 that can be a DMA master and enables it to become a DMA master. It is. The address / data strobe signal (S-STB) 1907 is output by the system bus master, and is output by the DMA master I / O device 1910 during DMA access, and the bus / memory connection controller during processor I / O access. 401 is output, and the address is output at the time of reading, and both the address and data are output at the time of writing. A system bus slave response signal (S-ACK) 1908 is a response signal of the system bus slave, and is output by the bus / memory connection controller 401 at the time of DMA access, and slave I at the time of processor system bus I / O access. / O device 1911 outputs. Data is confirmed at the time of reading and data fetching at the time of writing. The S-GNT 1906, the S-STB 1907, the S-ACK 1908, and the signal indicating the read / write (S-READ) 1909 belong to the control output signal 626 sent to the system control bus 418. The system bus address (S-ADD) is sent to the system address bus 417. The system bus read / write signal (S-READ) indicates a read when it is high (H).

図16はバスメモリ接続コントローラ401のシーケンサ613の状態遷移の一実施例を示す図である。又、図10〜図15は図16に示した各転送種のそれぞれの状態遷移の複数のステップで出力する信号を示す図であり、それぞれプロセッサメインメモリリード、プロセッサメインメモリライト、プロセッサシステムバスデバイスリード、プロセッサシステムバスデバイスライト、DMAリード、DMAライトに対応する。“○”印が信号のアサートを示し、S−READ1909の“H”,“L”はそれぞれ信号値ハイ、ローを出力する意味である。又、信号名の上部に記載されたバーは信号が負論理であることを意味する。   FIG. 16 is a diagram showing an example of state transition of the sequencer 613 of the bus memory connection controller 401. 10 to 15 are diagrams showing signals output at a plurality of steps of the respective state transitions of the respective transfer types shown in FIG. 16, and are respectively a processor main memory read, a processor main memory write, and a processor system bus device. It corresponds to read, processor system bus device write, DMA read, and DMA write. “O” marks indicate signal assertion, and “H” and “L” in S-READ 1909 mean that signal values are high and low, respectively. Moreover, the bar described above the signal name means that the signal is negative logic.

図16において、図12に対応するプロセッサシステムバスデバイス・リードのステップS2では、システムバススレーブのデータ確定待ちが行われる。図13に対応するプロセッサシステムバスデバイスライトのステップS3では、ライト応答待ちが行われる。図14に対応するDMAリードのステップS1では、S−STB受信待ちが行われ、S−STBを受けたときのリード/ライト判定に従って次のステップS2への遷移先が定まる。又、DMAリードのステップS8、DMAライトのS5では、DMAマスタのS−STBのネゲート待ちが行われる。   In FIG. 16, in step S2 of the processor system bus device read corresponding to FIG. 12, the system bus slave waits for data confirmation. In step S3 of the processor system bus device write corresponding to FIG. 13, a write response is waited. In step S1 of DMA read corresponding to FIG. 14, S-STB reception wait is performed, and the transition destination to the next step S2 is determined according to the read / write determination when receiving the S-STB. In step S8 of DMA read and S5 of DMA write, the S-STB negation wait of the DMA master is performed.

図9〜図16により規定される転送のタイムチャートである図17、図18のタイムチャート中に( )で示したものは、各々の信号の出力元である。   In the time charts of FIGS. 17 and 18 which are transfer time charts defined by FIGS. 9 to 16, those indicated by () are output sources of the respective signals.

すなわち、(BMCC)はバスメモリ接続コントローラ401が出力することを、又(I/O)はDMAマスタI/Oデバイス1910、又はプロセッサシステムバスI/OアクセスのスレーブとなったスレーブI/Oデバイス1911をそれぞれ示す。   That is, (BMCC) indicates that the bus memory connection controller 401 outputs, and (I / O) indicates the DMA master I / O device 1910 or the slave I / O device that is the slave of the processor system bus I / O access. 1911 respectively.

さて、図5に示すデータパススイッチ402のラッチ回路501、502、503はエッジトリガフリップフロップにより構成され、図17、図18に示すクロック(CLK)の立ち上がりでラッチされる。スタート信号(START)1901はプロセッサ1の出力する転送起動信号であり、これが出力されているクロック(CLK)の立ち上がりでアドレスをラッチして使用する。その他では、M−ADDはメモリアドレスバス414に送られるメモリアドレスを示す。又、P−Data,M−data,S−dataはそれぞれプロセッサデータバス413、メモリデータバス416、システムデータバス419に送られたデータを、示す。更に、P−Latch,M−Latch,S−Latchはそれぞれラッチ501、502、503にラッチされたデータを示す。   Now, the latch circuits 501, 502, and 503 of the data path switch 402 shown in FIG. 5 are configured by edge trigger flip-flops, and are latched at the rising edge of the clock (CLK) shown in FIGS. A start signal (START) 1901 is a transfer start signal output from the processor 1, and an address is latched and used at the rising edge of the output clock (CLK). Otherwise, M-ADD indicates the memory address sent to the memory address bus 414. P-Data, M-data, and S-data indicate data sent to the processor data bus 413, the memory data bus 416, and the system data bus 419, respectively. Further, P-Latch, M-Latch, and S-Latch indicate data latched in the latches 501, 502, and 503, respectively.

図13で示したプロセッサシステムバスデバイスライトのステップS3では、S−ACKアサート待ちによるウェイトが1サイクル入っている。又、図12で示したプロセッサシステムバスデバイスリードのステップS2で、S−ACKアサート待ちによりウェイトが2サイクル入っている。そして、図14に示したDMAリードのステップS1でS−STBアサート待ちによるウェイトが1サイクル、ステップS3でS−STBネゲート待ちによるウェイトが1サイクル入っていることが図16から明らかである。   In step S3 of the processor system bus device write shown in FIG. 13, there is one cycle of wait for S-ACK assertion waiting. Also, in step S2 of the processor system bus device read shown in FIG. It is clear from FIG. 16 that the wait due to S-STB assertion waits in step S1 of DMA read shown in FIG. 14 and that the wait due to S-STB negation waits in step S3.

図18で、DMAライトのステップS1では、やはりS−STBアサート待ちによるウェイトが1サイクル入っているが、ステップS5でのネゲート待ちはノーウェイトで実行されている。   In FIG. 18, in step S1 of the DMA write, the wait due to the S-STB assertion waits for one cycle, but the negate wait in step S5 is executed with no wait.

以上、詳述してきた図9〜図18に示した方法で、図4、図5、図6のバスメモリ接続コントローラ401、データパススイッチ402を動作させることで、図1に示した三叉路接続コントローラ103の一実施例の動作が理解された。   By operating the bus memory connection controller 401 and the data path switch 402 of FIGS. 4, 5, and 6 by the method shown in FIGS. 9 to 18 described in detail above, the three-way connection controller shown in FIG. The operation of one embodiment of 103 was understood.

図7に示した四叉路接続コントローラ705などの構成、動作について、ここでは詳述しないが、上述の三叉路接続コントローラの構成・動作から容易に理解される。   The configuration and operation of the four-way connection controller 705 and the like shown in FIG. 7 are not described in detail here, but can be easily understood from the configuration and operation of the above-described three-way connection controller.

又、上述した図4以下の説明においては、プロセッサバス111、メモリバス112、システムバス113が全てアドレス・データ分離型バスになっているが、本発明は、アドレス・データ多重型バスにも適用できることは言うまでもない。例えば、プロセッサバス111とシステムバス113がアドレス・データ多重化バスである場合には、図4において、プロセッサアドレスバス411とプロセッサデータバス413、及びシステムアドレスバス417とシステムデータバス419が各々1本のバスになり、バス・メモリ接続コントローラ401とデータパススイッチ402の両方に接続されることになる。その他、本発明の基本概念の下、上述した実施例にかかわらず、数々の変形がなされうることは言をまたない。   In the description of FIG. 4 and subsequent figures, the processor bus 111, the memory bus 112, and the system bus 113 are all address / data separated buses, but the present invention is also applicable to an address / data multiplexed bus. Needless to say, you can. For example, when the processor bus 111 and the system bus 113 are address / data multiplexed buses, one processor address bus 411 and one processor data bus 413, and one system address bus 417 and one system data bus 419 in FIG. And is connected to both the bus / memory connection controller 401 and the data path switch 402. In addition, it goes without saying that various modifications can be made under the basic concept of the present invention regardless of the above-described embodiments.

本発明のバスシステムの第1の実施例を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a bus system of the present invention. 従来技術のバスシステムの概略構成図。The schematic block diagram of the bus system of a prior art. 従来技術のバスシステムの他の概略構成図。The other schematic block diagram of the bus system of a prior art. 本発明の第1の実施例における三叉路接続コントローラ103の一実施例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows one Example of the three-way connection controller 103 in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における三叉路接続コントローラ103の一実施例におけるデータパススイッチ402の一実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the data path switch 402 in one Example of the three-way connection controller 103 in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における三叉路接続コントローラ103の一実施例におけるバス・メモリ接続コントローラ401の一実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the bus memory connection controller 401 in one Example of the three-way connection controller 103 in 1st Example of this invention. 本発明のバスシステムの第2の実施例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the 2nd Example of the bus system of this invention. 本発明のバスシステムの第3の実施例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the 3rd Example of the bus system of this invention. 図5に示した本発明のデータパススイッチ402内のデコーダ510でデコードされるデータパス制御信号420とそのデコード結果の対応を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a correspondence between a data path control signal 420 decoded by a decoder 510 in the data path switch 402 of the present invention shown in FIG. 5 and a decoding result thereof. 本発明の実施例におけるプロセッサメインメモリリードの場合の状態遷移の各ステップにおけるデータパス制御信号420と各種信号の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the data path control signal 420 in each step of the state transition in the case of the processor main memory read in the Example of this invention, and various signals. 本発明の実施例におけるプロセッサメインメモリライトの場合の状態遷移の各ステップにおけるデータパス制御信号420と各種信号の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the data path control signal 420 in each step of the state transition in the case of the processor main memory write in the Example of this invention, and various signals. 本発明の実施例におけるプロセッサシステムバスデバイスリードの場合の状態遷移の各ステップにおけるデータパス制御信号420と各種信号の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the data path control signal 420 in each step of the state transition in the case of processor system bus device read in the Example of this invention, and various signals. 本発明の実施例におけるプロセッサシステムバスデバイスライトの場合の状態遷移の各ステップにおけるデータパス制御信号420と各種信号の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the data path control signal 420 in each step of the state transition in the case of the processor system bus device write in the Example of this invention, and various signals. 本発明の実施例におけるDMAリードの場合の状態遷移の各ステップにおけるデータパス制御信号420と各種信号の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the data path control signal 420 in each step of the state transition in the case of the DMA read in the Example of this invention, and various signals. 本発明の実施例におけるDMAライトの場合の状態遷移の各ステップにおけるデータパス制御信号420と各種信号の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the data path control signal 420 in each step of the state transition in the case of the DMA write in the Example of this invention, and various signals. 図6に示すバス・メモリ接続コントローラ401内のシーケンサ601の状態遷移の一実施例を示す遷移図。FIG. 7 is a transition diagram showing an example of state transition of the sequencer 601 in the bus / memory connection controller 401 shown in FIG. 6. 図9〜図16により規定されるデータ転送の一例を示すタイムチャート図。The time chart figure which shows an example of the data transfer prescribed | regulated by FIGS. 9-16. 図9〜図16により規定されるデータ転送の一例を示す他のタイムチャート図。FIG. 17 is another time chart showing an example of data transfer defined by FIGS. 9 to 16. 図17、図18にあらわれる信号を示した図4における三叉路接続コントローラ103と各バス111、112、113との接続を具体的に示した構成図。The block diagram which showed concretely the connection of the three-way connection controller 103 in FIG. 4 which showed the signal which appears in FIG. 17, FIG. 18, and each bus | bath 111,112,113.

符号の説明Explanation of symbols

101…N個のプロセッサ、
102…キャッシュメモリシステム、
103…三叉路接続コントローラ、
104…メインメモリ、
105…M個のシステムバス接続デバイス、
111…プロセッサバス、
112…メモリバス、
113…システムバス。
101 ... N processors,
102: Cache memory system,
103 ... three-way connection controller,
104 ... main memory,
105 ... M system bus connection devices,
111 ... Processor bus,
112 ... Memory bus,
113: System bus.

Claims (5)

プロセッサバスと、
前記プロセッサバスに接続されるプロセッサと、
メモリバスと、
前記メモリバスに接続されるメモリユニットと、
システムバスと、
前記システムバスに接続されるデバイスと、
前記プロセッサバス、前記メモリバス及び前記システムバスに接続される少なくとも一以上の回路を有するデータ転送ユニットを有する情報処理システムにおけるデータ転送方法であって、
前記データ転送ユニットが、前記プロセッサバス、前記メモリバス及び前記システムバスの内、前記プロセッサバス及び前記メモリバスとを連動動作させて、前記プロセッサと前記メモリとの間で第一のデータを双方向に転送する第一のデータ転送モードと、
前記データ転送ユニットが、前記プロセッサバス、前記メモリバス及び前記システムバスの内、前記メモリバス及び前記システムバスとを連動動作させて、前記メインメモリと前記デバイスとの間で第二のデータを双方向に転送する第二のデータ転送モードと、
前記データ転送ユニットが、前記プロセッサバス、前記メモリバス及び前記システムバスの内、前記システムバス及び前記プロセッサバスとを連動動作させて、前記デバイスと前記プロセッサとの間で第三のデータを双方向に転送する第三のデータ転送モードと、を備える、データ転送方法。
A processor bus;
A processor connected to the processor bus;
A memory bus,
A memory unit connected to the memory bus;
The system bus,
A device connected to the system bus;
A data transfer method in an information processing system having a data transfer unit having at least one circuit connected to the processor bus, the memory bus, and the system bus,
The data transfer unit operates the processor bus and the memory bus among the processor bus, the memory bus, and the system bus in an interlocking manner, and bidirectionally transmits the first data between the processor and the memory. A first data transfer mode to transfer to
The data transfer unit operates the memory bus and the system bus in an interlocking manner among the processor bus, the memory bus, and the system bus, and transmits both second data between the main memory and the device. A second data transfer mode ,
The data transfer unit operates the system bus and the processor bus among the processor bus, the memory bus, and the system bus in an interlocking manner to bidirectionally transfer third data between the device and the processor. And a third data transfer mode for transferring to the data transfer method.
前記プロセッサバスと前記メモリバスと前記システムバスのうちのいずれか一つ以上はマルチプレクスバスである、請求項1記載のデータ転送方法。   The data transfer method according to claim 1, wherein any one or more of the processor bus, the memory bus, and the system bus is a multiplex bus. 前記デバイスはファイルコントローラである、請求項1記載のデータ転送方法。   The data transfer method according to claim 1, wherein the device is a file controller. 前記デバイスは表示コントローラである、請求項1記載のデータ転送方法。   The data transfer method according to claim 1, wherein the device is a display controller. 前記デバイスはネットワークコントローラである、請求項1記載のデータ転送方法。   The data transfer method according to claim 1, wherein the device is a network controller.
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