JP4457168B2 - 資源要求調停装置、資源要求調停方法、及び、コンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、資源要求調停装置及びその方法に関し、特に、調停対象となる複数の資源要求装置それぞれへのサービス品質を管理する技術に関する。

従来、複数の資源要求装置から、バスやユニファイドメモリといった共有資源へのアクセスを可能に構成した情報処理装置がある。各資源要求装置は、共有資源をアクセスするために、他の資源要求装置の状態を関知することなく、随時資源要求を発行する。このような情報処理装置は、同時期に複数の資源要求が発行された場合にそのうち一つを承認する調停と呼ばれる作業を行うことによって、共有資源へのアクセスの衝突を防止している。

この調停は、簡便には、複数の資源要求装置それぞれの優先順位を固定的に定め、最も高い優先順位の資源要求装置から発行された資源要求を承認することによって実現される。また、各資源要求装置の優先順位を巡回的に入れ替えることによって各資源要求装置間の公平性を確保する、ラウンドロビン方式と呼ばれる技術も知られている。
さらに、高度な実時間性が要求されるデータ、例えば動画像データ、を処理する資源要求装置については、公平性のみならず、例えばデータ転送レートや最大待ち時間で表されるサービス品質を良好に管理したいという要請がある。

この要請に応える調停装置の一つが例えば特許文献１に開示されている。ここで開示されている装置は、調停対象となる複数の資源要求装置それぞれについて、実際に転送したデータ量と所期の基準量とを比較し、基準よりも遅れている資源要求装置と、基準よりも進んでいる資源要求装置とがある場合に、前者が発行した資源要求を承認することによって、サービス品質を管理する。
特開平１０−２８９２０３号公報

しかしながら、この技術によれば、サービス品質を管理するために、各資源要求装置の状態を比較判断して動的に優先順位を組み替えるので、調停対象となる資源要求装置の数が増えると、その組み合わせに応じて、処理が急激に複雑になるという問題がある。
上記の問題に鑑み、本発明は、予め固定された優先順位を用い、かつ当該優先順位の他には資源要求装置間の関係を関知することなく、各資源要求装置へのサービス品質を管理する資源要求調停装置、資源要求調停方法、及びプログラムの提供を目的とする。

上記問題を解決するため、本発明の資源要求調停装置は、予め順位付けされた複数の資源要求装置から発行される資源要求をタイムスロット毎に調停する資源要求調停装置であって、前記複数の資源要求装置それぞれについて第１数と第２数とが予め定められ、それぞれの資源要求装置が発行し承認された資源要求の個数をカウントし、連続する第１数のタイムスロットごとにカウント値がリセットされるカウンタと、前記カウント値が第２数を超えた場合に、前記第１数のタイムスロットの残余期間に前記第２数を超えて発行された資源要求を保留する保留手段と、前記複数の資源要求装置から発行された資源要求のうち、前記保留手段によって保留されておらず、かつ発行した資源要求装置の順位が最も高い一つを承認する承認手段と、を備え、前記保留手段は前記複数の資源要求装置それぞれに対応して、資源要求を保持するコマンドキューと、数Ｋを記憶しているパラメータ記憶部と、前記コマンドキューに保持されている未実行の資源要求が前記数Ｋに達したタイムスロットにおいて、マスク信号を発行するマスク信号発行部とを備え、前記保留手段は、当該マスク信号が発行されている間対応する資源要求装置からの資源要求をマスクすることを特徴とする。

この構成によれば、承認後、資源利用の開始が待たされる資源要求の最大個数を、発行元である資源要求手段毎に管理するので、資源利用の開始待ち時間の最大値が保証される。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態の資源要求調停装置は、予め順位付けされた複数の資源要求装置それぞれから発行された資源要求を周期的に調停する。当該資源要求装置はそれぞれ、他の資源要求装置の状態を関知することなく、資源要求を随時発行する。当該資源要求調停装置は、資源要求装置ごとに定まる所定の期間内に、該当する資源要求装置から所定の数を超えて発行された資源要求をマスクする。このマスク処理が、請求項に言う保留処理に相当する。そして、マスクされていない資源要求の一つを、前記複数の資源要求装置に予め付けられた順位を固定的に用いて承認する。

第１の実施形態では、資源の一具体例として共有メモリを取り上げ、当該共有メモリに対するメモリアクセス要求を調停する資源要求調停装置について説明する。ここで言うメモリアクセス要求は資源要求の一種であり、メモリアクセス要求の一例として、転送元アドレス、転送先アドレス、及び転送バイト数を示したデータ転送コマンドが挙げられる。
以下、当該資源要求調停装置の詳細を、図面を参照しながら説明する。

＜全体構成＞
図１は、第１の実施形態の資源要求調停装置１の構成を表す機能ブロック図である。同図には、資源要求調停装置１と共に、メモリアクセス要求部８０及び８１、コマンドキュー３０、メモリアクセス実行部２０、並びに共有メモリ１０を記載している。
資源要求調停装置１は、リクエストマスク部５０及び５１、並びに調停部４０から構成される。リクエストマスク部５０及び５１は、それぞれメモリアクセス要求部８０及び８１に対応して設けられる。

資源要求調停装置１は、具体的には、プロセッサ、プログラムを格納しているＲＯＭ（Read Only Memory）等から成り、当該プロセッサが当該ＲＯＭに格納されているプログラムを実行することによって前記各部の機能を実現してもよい。また、資源要求調停装置１は、前記各部の機能を実現するワイヤードロジック、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア回路であってもよい。

メモリアクセス要求部８０、８１は、それぞれ随時に、メモリアクセスコマンドＣＭＤ０、ＣＭＤ１を発行すると共に、有効なメモリアクセスコマンドが発行されていることを示すメモリアクセス要求信号ＲＥＣ０、ＲＥＣ１をアサートする。
資源要求調停装置１は、メモリアクセス要求信号をアサートしているメモリアクセス要求部の一つへ承認信号ＡＣＫ０又はＡＣＫ１をアサートする処理を周期的に行う。その周期は、図示しない調停クロック信号によって表示され、資源要求調停装置１は、当該調停クロック信号に同期して動作する。以降、当該調停クロック信号の１周期をタイムスロットと言う。

コマンドキュー３０は、メモリアクセスコマンドＣＭＤ０、ＣＭＤ１のうち承認信号ＡＣＫ０及びＡＣＫ１によって示された何れか一方と、承認信号ＡＣＫ０及びＡＣＫ１とを、承認順に記憶する。
メモリアクセス実行部２０は、取得信号ＦＥＴＣＨをアサートして、コマンドキュー３０に最も古く記憶されたメモリアクセスコマンド、承認信号ＡＣＫ０、ＡＣＫ１を、それぞれメモリアクセスコマンドＣＭＤ、発行元識別信号ＵＮＩＴ０、ＵＮＩＴ１として取得し、取得されたメモリアクセスコマンドＣＭＤを実行する。

図２は、コマンドキュー３０の構成を示す機能ブロック図である。コマンドキュー３０は、セレクタ５０１とＦＩＦＯレジスタ５０２とから構成される。ＦＩＦＯレジスタ５０２は、承認信号ＡＣＫ０又はＡＣＫ１がアサートされた場合に、セレクタ５０１によって選択されたメモリアクセスコマンドＣＭＤ０又はＣＭＤ１と共に、承認信号ＡＣＫ０及びＡＣＫ１を記憶する。当該承認信号ＡＣＫ０及びＡＣＫ１は、発行元識別信号ＵＮＩＴ０、ＵＮＩＴ１として読み出され、メモリアクセスコマンドを発行したメモリアクセス要求部を識別する。

＜リクエストマスク部５０の詳細構成＞
リクエストマスク部５０は、メモリアクセス要求部８０について定められた第２数のタイムスロット内に、メモリアクセス要求部８０から発行された第１数までのメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０を制限済要求信号ＲＲＥＱ０へ伝達する。
しかし、当該第２数のタイムスロット内に当該第１数を超えて発行されたメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクし制限済要求信号ＲＲＥＱ０へは伝達しない。

リクエストマスク部５１は、メモリアクセス要求部８１から発行されたメモリアクセス要求信号ＲＥＱ１を対象として、同様の処理を行う。
図３は、リクエストマスク部５０及び５１の構成の一具体例を示す機能ブロック図である。同図に見られるように、リクエストマスク部５０及び５１は、セレクタ１０１、レジスタ１０２、加算器１０３、レジスタ１０４、比較器１０５、及びゲート１０６を用いて同一に構成される。図中の信号名に付した添え字ｉは、リクエストマスク部毎に異なる値であり、リクエストマスク部毎に異なる信号を識別する。以下では添え字ｉを０とし、リクエストマスク部５０を代表して説明する。

レジスタ１０２は、図示しない調停クロック信号に同期して、セレクタ１０１の出力信号をラッチする。レジスタ１０２、セレクタ１０１、及び加算器１０３は、実質的に、承認信号ＡＣＫ０がアサートされたタイムスロットにおいて０にリセットされ、その後、承認信号ＡＣＫ０が連続してネゲートされているタイムスロットの個数をカウントするカウンタである。

レジスタ１０４は、承認信号ＡＣＫ０がアサートされた場合に、後続してメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクすべきタイムスロットの数Ｍ０を、予め取得して記憶している。比較器１０５は、レジスタ１０２にカウントされる数がレジスタ１０４に保持されている数Ｍ０よりも小さいタイムスロットにおいて、マスク信号ＭＡＳＫ１０をアサートする。

ゲート１０６は、マスク信号ＭＡＳＫ１０がネゲートされているタイムスロットにはメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０を制限済要求信号ＲＲＥＱ０へ伝達するが、マスク信号ＭＡＳＫ１０がアサートされているタイムスロットにはメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクし制限済要求信号ＲＲＥＱ０へは伝達しない。
リクエストマスク部５０は、この構成によって、連続する（Ｍ０＋１）個のタイムスロットにおいて発行される２個目以降のメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクするから、メモリアクセス要求信号ＲＥＱ０が制限済要求信号ＲＲＥＱ０へ伝達されるタイムスロットは（Ｍ０＋１）個に付き高々１個となる。以降、この比率を指して活性スロット比と言い１／（Ｍ０＋１）などと表記する。

従って、リクエストマスク部５０が活性スロット比１／（Ｍ０＋１）で伝達した制限済要求信号に応じて、メモリアクセス要求部８０に必要なデータ転送レートがもたらされるように数Ｍ０を選択すれば、メモリアクセス要求部８０は自身が必要とするデータ転送レートを手に入れると同時に、必要な最小個数のタイムスロットを除いたタイムスロットにおいて他のメモリアクセス要求が承認されることを保証する。

また、リクエストマスク部５１が活性スロット比１／（Ｍ１＋１）で伝達した制限済要求信号に応じて、メモリアクセス要求部８１に必要なデータ転送レートがもたらされるように数Ｍ１を選択すれば、メモリアクセス要求部８１もまた同様に、自身が必要とするデータ転送レートを手に入れると同時に、必要な最小個数のタイムスロットを除いたタイムスロットにおいて他のメモリアクセス要求が承認されることを保証する。

その結果、各メモリアクセス要求部が要求するデータ転送レートの合計が、共有メモリの最大データ転送レートを超えない限り、制限済要求信号に応じて各メモリアクセス要求部が要求するデータ転送レートが保証される。
しかも、このような動作を行うために、リクエストマスク部５０は、リクエストマスク部５１及びメモリアクセス要求部８１の何れの状態をも関知する必要がなく、また、リクエストマスク部５１は、リクエストマスク部５０及びメモリアクセス要求部８０の何れの状態をも関知する必要がない。

なお、前述した構成のリクエストマスク部が３個以上ある場合にも、それぞれが独立した制御を行うことによって同様の効果が得られることは明らかである。
＜調停部の詳細構成＞
図４は、調停部４０の構成の一例を示す機能ブロック図である。同図には、説明の便宜上、リクエストマスク部５０及び５１をも記載している。

調停部４０は、プライオリティベースアービタ４０１及び４０２、並びに承認結果選択回路４０３及び４０４から構成される。
プライオリティベースアービタ４０１は、制限済要求信号ＲＲＥＱ０を、制限済要求信号ＲＲＥＱ１よりも常に高い優先順位で承認する極めて簡易な調停回路である。この優先順位は固定されており、動的な入れ替えは行われない。

プライオリティベースアービタ４０２もまた、メモリアクセス要求信号ＲＥＱ０を、メモリアクセス要求信号ＲＥＱ１よりも常に高い優先順位で承認する極めて簡易な調停回路である。この優先順位も固定されており、動的な入れ替えは行われない。
承認結果選択回路４０３及び４０４は、プライオリティベースアービタ４０１の承認結果、及びプライオリティベースアービタ４０２の承認結果の何れかを、前者を優先して、承認信号ＡＣＫ０及びＡＣＫ１へ出力する。

前述したように、活性スロット比を個々に管理することによって、各メモリアクセス要求部には必要なデータ転送レートが確実にもたらされるから、プライオリティベースアービタ４０１の承認結果を単に承認信号ＡＣＫ０及びＡＣＫ１へ出力するだけで、各メモリアクセス要求部のデータ転送レートを保証した調停が実現される。従って、調停部４０は、プライオリティベースアービタ４０１のみで構成されてもよい。

調停部４０の残余の回路は、各メモリアクセス要求部に分配可能なデータ転送レートの総量が実質的に目減りする不都合を回避するために設けられる。この不都合は、全てのメモリアクセス要求信号がマスクされるタイムスロットにはプライオリティベースアービタ４０１へ制限済要求信号が伝わらないので、承認信号がアサートされないことから生じる。

該当するタイムスロットには、プライオリティベースアービタ４０２が、メモリアクセス要求信号の一つをマスク信号にかかわらず承認し、承認結果選択回路４０３及び４０４が当該承認結果を承認信号ＡＣＫ０及びＡＣＫ１へ出力することによって、この不都合を回避する。
なお、便宜上、調停部４０を、それぞれ２つのメモリアクセス要求信号、及び制限済要求信号を処理する構成を用いて説明したが、Ｐ（３≦Ｐ）個のメモリアクセス要求信号、及び制限済要求信号を処理する構成に容易に拡張できる。

すなわち、その場合には、プライオリティベースアービタ４０１、４０２を、優先順位がより高い信号によって閉じられる（Ｐ−１）個のゲートをそれぞれ用いて構成し、承認結果選択回路４０３を、プライオリティベースアービタ４０１が承認信号をアサートした場合に閉じられるＰ個のゲートを用いて構成し、承認結果選択回路４０４をＰ個の論理和ゲートを用いて構成すればよい。

＜資源要求調停装置１の動作＞
図５は、資源要求調停装置１における主要な信号の時間変化を示すタイミングチャートである。当該タイミングチャートを参照して、主要なタイムスロットにおける動作を説明する。
ここでは、下位の優先順位を付された図示しないメモリアクセス要求部が存在するとし、また、メモリアクセス要求部８０が必要なデータ転送レートを得るために、数Ｍ０は２であり、ＭＡＳＫ０がＡＣＫ０に後続して２個のタイムスロットにアサートされ、メモリアクセス要求部８１が必要なデータ転送レートを得るために、数Ｍ１は３であり、ＭＡＳＫ１はＡＣＫ１に後続して３個のタイムスロットにアサートされるとする。

タイムスロット０（Ｔ０と略記、以下同様）では、ＲＥＱ０及びＲＥＱ１がアサートされ、何れもマスクされないので、ＲＲＥＱ０が承認され、ＡＣＫ０がアサートされる。ＡＣＫ０のアサートにより、Ｔ１〜Ｔ２にわたってＭＡＳＫ０がアサートされる。
Ｔ１では、ＲＥＱ０及びＲＥＱ１がアサートされるが、ＲＥＱ０はマスクされるので、ＲＲＥＱ１が承認され、ＡＣＫ１がアサートされる。ＡＣＫ１のアサートにより、Ｔ２〜Ｔ４にわたってＭＡＳＫ１がアサートされる。

Ｔ２では、ＲＥＱ０及びＲＥＱ１がアサートされるが、何れもマスクされる。ここで、図示しない下位のメモリアクセス要求部がＲＥＱ＊をアサートし、ＲＥＱ＊がマスクされていないと考えれば、当該ＲＥＱ＊が承認される。
Ｔ３では、ＲＥＱ０及びＲＥＱ１がアサートされ、ＭＡＳＫ０がネゲートされるので、再びＲＲＥＱ０が承認される。

これらのタイムスロットでは、各メモリアクセス要求部からのメモリアクセス要求を、活性スロット比を超えるタイムスロットにおいてマスクすることで、他のメモリアクセス部からのメモリアクセス要求が確実に承認される動作が示されている。
Ｔ７では、ＲＥＱ０がネゲートされ、ＲＥＱ１がアサートされる。ＲＥＱ１はマスクされるが、ここで、図示しない下位のメモリアクセス要求部からのＲＥＱ＊がネゲートされているか又はマスクされていると考えれば、ＲＥＱ１が承認され、ＡＣＫ１がアサートされる。

Ｔ８では、ＲＥＱ０がアサートされ、ＲＥＱ１がネゲートされる。ＲＥＱ０はマスクされるが、Ｔ７と同様に考えれば、ＲＥＱ０が承認され、ＡＣＫ０がアサートされる。
これらのタイムスロットでは、アサートされたメモリアクセス要求が全てマスクされている場合に、その一つをマスク信号にかかわらず承認することにより、タイムスロットの使用率が低下して分配可能なデータ転送レートが目減りする問題を回避する動作が示されている。

＜リクエストマスク部の他の構成例＞
図６は、リクエストマスク部５０及び５１の他の具体例を示す機能ブロック図である。表記法は図３に準じる。また、前述した説明と重複する事項の説明を省略する。
この具体例におけるリクエストマスク部５０は、大別して、Ｍ０個につき１個のタイムスロットにリセット信号ＲＥＳＥＴ０をアサートする第１のカウンタ部と、当該Ｍ０個のタイムスロットのうち承認信号ＡＣＫ０がアサートされたタイムスロットの個数をカウントし、当該カウント値がＮ０に達した場合にセット信号ＳＥＴ０をアサートする第２のカウンタ部と、セット信号ＳＥＴ０でマスク信号ＭＡＳＫ２０をアサートし、リセット信号ＲＥＳＥＴ０でマスク信号ＭＡＳＫ２０をネゲートするフリップフロップ部と、マスク信号ＭＡＳＫ２０に応じてメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクするゲートから構成される。

図６において、レジスタ２０７、セレクタ２０６、加算器２０８、比較器２１０、及びレジスタ２０９が、第１のカウンタ部を構成し、ゲート２１４、加算器２１６、セレクタ２１７、セレクタ２１５、レジスタ２０２、レジスタ２０４、及び比較器２０５が、第２のカウンタ部を構成し、そして、レジスタ２１８、ゲート２１１、及びゲート２１２が、フリップフロップ部を構成する。

この構成のリクエストマスク部５０は、連続するＭ０個のタイムスロット内に発行される（Ｎ０＋１）個目以降のメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクするから、活性スロット比はＮ０／Ｍ０に管理される。
従って、リクエストマスク部５０が活性スロット比Ｎ０／Ｍ０で伝達した制限済要求信号に応じて、メモリアクセス要求部８０に必要なデータ転送レートがもたらされるように数Ｍ０及び数Ｎ０を選択すれば、メモリアクセス要求部８０は自身が必要とするデータ転送レートを手に入れると同時に、必要な最小個数のタイムスロットを除いたタイムスロットにおいて他のメモリアクセス要求が承認されることを保証する。

図７は、リクエストマスク部５０のさらに他の具体例を示す機能ブロック図である。この具体例におけるリクエストマスク部５０において、セレクタ３０１、レジスタ３０２、加算器３０３、及びゲート３０６は、承認信号ＡＣＫ０が連続してアサートされているタイムスロットの個数をカウントする。当該カウント値は、承認信号ＡＣＫ０がネゲートされるか、又は当該カウント値がレジスタ３０４に保持されている数Ｍｉに達した場合に、後続するタイムスロットにおいて０にリセットされる。

比較器３０５は、当該カウント値がＭ０に達したタイムスロットにおいてのみマスク信号ＭＡＳＫ３０をネゲートし、それ以外のタイムスロットではマスク信号ＭＡＳＫ３０をアサートする。ゲート３０７は、マスク信号ＭＡＳＫ３０に応じてメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクする。
この構成のリクエストマスク部５０は、連続する（Ｍ０＋１）個のタイムスロット内に発行される（Ｍ０＋１）個目のメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクするから、活性スロット比はＭ０／（Ｍ０＋１）に管理される。

従って、リクエストマスク部５０が活性スロット比Ｍ０／（Ｍ０＋１）で伝達した制限済要求信号に応じて、メモリアクセス要求部８０に必要なデータ転送レートがもたらされるように数Ｍ０を選択すれば、メモリアクセス要求部８０は自身が必要とするデータ転送レートを手に入れると同時に、必要な最小個数のタイムスロットを除いたタイムスロットにおいて他のメモリアクセス要求が承認されることを保証する。

なお、各リクエストマスク部に、図３、図６、及び図７の何れかに示した構成を統一して用いてもよいし、また、リクエストマスク部毎に、異なる構成を用いてもよい。
ここで次の点に注意する。すなわち、図３において数Ｍ０を１として構成したリクエストマスク部は活性スロット比を１／２に管理し、図６において数Ｍ０を１０、数Ｎ０を５として構成したリクエストマスク部は活性スロット比を５／１０に管理し、いずれも半数のタイムスロットが使用されるように管理するが、後者は５個までのタイムスロットが連続して使用されることを妨げない。このことは、優先順位が上位のメモリアクセス要求部に後者を用いた場合、下位のメモリアクセス要求部は、５個のタイムスロットを連続して待たされる可能性があるが、前者を用いれば、活性スロット比を維持したまま、下位のメモリアクセス要求部が待たされるタイムスロットの個数を１個に短縮できることを意味している。

＜まとめ＞
以上説明したように、第１の実施形態の資源要求調停装置において、各リクエストマスク部は、対応するメモリアクセス要求部が必要とする最小個数を超えるメモリアクセス要求信号をマスクし、調停部４０は、予め固定された優先順位を用いて、マスクされなかったメモリアクセス要求信号の一つを承認する。

この資源要求調停装置によれば、予め固定された優先順位を用い、かつ当該優先順位の他には各メモリアクセス要求部間の関係を関知することなく、各メモリアクセス要求部が必要とするデータ転送レートを保証できる。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態の資源要求調停装置は、各メモリアクセス要求部が発行したメモリアクセスコマンドの実行開始が待たされる時間である実行待ち時間の最大値を管理する点で、第１の実施形態の資源要求調停装置と異なる。

＜全体構成＞
図８は、第２の実施形態の資源要求調停装置２の構成を表す機能ブロック図である。同図には、資源要求調停装置２と共に、メモリアクセス要求部８０及び８１、コマンドキュー３０、メモリアクセス実行部２１、並びに共有メモリ１０を記載している。第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、以下では主に第１の実施形態と異なる点について説明する。

メモリアクセス実行部２１は、取得されたメモリアクセスコマンドＣＭＤの実行を開始する際に、取得された発行元識別信号ＵＮＩＴ０及びＵＮＩＴ１を、それぞれ実行開始通知信号ＤＥＱ０及びＤＥＱ１に出力する。実行開始通知信号ＤＥＱ０及びＤＥＱ１は、それぞれメモリアクセス要求部８０又は８１によって発行されコマンドキュー３０に保持されているメモリアクセスコマンドの個数が、１つ減少したことを表示する。

＜リクエストマスク部６０の詳細構成＞
リクエストマスク部６０は、メモリアクセス要求部８０によって発行されコマンドキュー３０に保持されているメモリアクセスコマンドの個数が第１数以下であるか、又はそのようなメモリアクセスコマンドが保持されていない場合、メモリアクセス要求部８０によって発行されたメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０を制限済要求信号ＲＲＥＱ０へ伝達し、その他の場合、メモリアクセス要求部８０から発行されたメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクして制限済要求信号ＲＲＥＱ０へは伝達しない。

図９は、リクエストマスク部６０の構成の一具体例を示す機能ブロック図である。
レジスタ６０１、加算器６０２、セレクタ６０７、減算器６０３、及びセレクタ６０８は、ＡＣＫ０がアサートされたタイムスロットの個数を加算し、ＤＥＱ０がアサートされたタイムスロットの個数を減算するカウンタを構成する。レジスタ６０１の初期値を０とすれば、レジスタ６０１は、メモリアクセス要求部８０によって発行されコマンドキュー３０に保持されているコマンドの個数を表示する。

レジスタ６０４は、メモリアクセス要求部８０によって発行されコマンドキューに保持されているコマンドの個数に関して、メモリアクセス要求信号ＲＥＱ０がマスクされないための上限数Ｋ０を、予め取得して記憶している。
比較器６０５は、レジスタ６０１カウントされる数がレジスタ６０４に保持されている数Ｋ０に達したタイムスロットにおいて、マスク信号ＭＡＳＫ４０をアサートし、ゲート６０６は、マスク信号ＭＡＳＫ４０に応じてメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をマスクする。

リクエストマスク部６０は、この構成によって、メモリアクセス要求部８０によって発行されたメモリアクセスコマンドがコマンドキュー３０に保持される個数を高々Ｋ０個に制限する。
従って、メモリアクセス要求部８０によって発行されコマンドキュー３０に保持されているメモリアクセスコマンドが、他のメモリアクセスコマンドの実行開始を待たせる時間の最大値は、Ｋ０×ｔ０（ｔ０はメモリアクセス要求部８０から発行されたメモリアクセスコマンドの最大実行時間）、であることが保証される。

この構成によれば、メモリアクセス要求部毎に、該当するメモリアクセス要求部によって発行されたメモリアクセスコマンドが、新たに発行される他のメモリアクセスコマンドの実行開始を待たせる時間の最大値を保証できる。従って、各メモリアクセス要求部についての当該最大値の総和が、メモリアクセスコマンドの実行待ち時間の最大値であることが保証される。

＜まとめ＞
以上説明したように、第２の実施形態の資源要求調停装置において、各リクエストマスク部は、対応するメモリアクセス要求部によって発行された所定数のメモリアクセスコマンドが開始待ちにある間、当該メモリアクセス要求部からの新たなメモリアクセス要求信号をマスクするので、メモリアクセスコマンドの実行待ち時間の最大値が保証される。

この資源要求調停装置によれば、予め固定された優先順位を用い、かつ当該優先順位の他には各メモリアクセス要求部間の関係を関知することなく、各メモリアクセス要求部から発行されるメモリアクセスコマンドの実行待ち時間の最大値を保証できる。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態の資源要求調停装置は、メモリアクセス要求部それぞれから発行された、所定量を超える資源を要求するメモリアクセスコマンドを、各々が所定量以下の資源を要求する複数の分割メモリアクセスコマンドに分割する。そして、当該分割の対象とならなかったメモリアクセスコマンドと、当該分割によって得られた分割メモリアクセスコマンドとを調停対象とする点で、第１の実施形態の資源要求調停装置と異なる。

＜全体構成＞
図１０は、第３の実施形態の資源要求調停装置３の構成を表す機能ブロック図である。同図には、資源要求調停装置３と共に、メモリアクセス要求部８０及び８１、コマンドキュー３０、メモリアクセス実行部２０、並びに共有メモリ１０を記載している。第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、以下では主に第１の実施形態と異なる点について説明する。

資源要求調停装置３は、コマンド分割部７０及び７１を資源要求調停装置１に追加して構成される。コマンド分割部７０及び７１は、それぞれメモリアクセス要求部８０及び８１に対応して設けられる。
メモリアクセス要求部８０、８１は、随時に、それぞれコマンド分割部７０、７１に対してメモリアクセスコマンドＡＣＭＤ０、ＡＣＭＤ１を発行すると共に、メモリアクセス要求信号ＡＲＥＣ０、ＡＲＥＣ１をアサートする。

コマンド分割部７０は、メモリアクセス要求部８０から取得したメモリアクセスコマンドＡＣＭＤ０を、各々が所定量以下の資源を要求するメモリアクセスコマンドＣＭＤ０に分割すると共に、分割して得られた個々のメモリアクセスコマンドＣＭＤ０毎にメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０をアサートする。そして、全てのメモリアクセス要求信号ＲＥＱ０に承認信号ＡＣＫ０がアサートされた場合に、メモリアクセス要求部８０に対して承認信号ＡＡＣＫ０をアサートする。

＜コマンド分割部７０の詳細＞
図１１は、コマンド分割部７０が行う処理の詳細を示すフローチャートである。以下、理解の便宜のため、メモリアクセスコマンドＡＣＭＤ０及びＡＣＭＤ１の一種としてデータ転送コマンドを取り上げて説明する。ここで、データ転送コマンドは、転送元アドレスＳＲＣ、転送先アドレスＤＳＴ、及び転送バイト数Ｎを示してデータ転送を命令するコマンドを言う。

コマンド分割部７０は、メモリアクセス要求部８０からデータ転送コマンドを取得する（Ｓ１０）。
転送バイト数Ｎが、所定のしきい値ＴＨよりも大きければ（Ｓ１１：ＹＥＳ）、残部データのうちしきい値ＴＨバイトのデータの転送を命令するデータ転送コマンドを作成し（Ｓ１２）、ＲＥＱ０をアサートし（Ｓ１３）、ＡＣＫ０がアサートされるのを待ち（Ｓ１４）、その後、転送元アドレスＳＲＣ、転送先アドレスＤＳＴ、及び転送バイト数Ｎを更新して、データ転送コマンド発行済となったデータを残部データから除外し（Ｓ１５）、Ｓ１１からコマンド分割処理を続行する。

転送バイト数Ｎが、本来所定のしきい値ＴＨ以下であったか、又は分割の結果そうなれば（Ｓ１１：ＮＯ）、本来のデータ転送コマンドか、又は残部データの転送を命令するデータ転送コマンドを作成し（Ｓ１６）、ＲＥＱ０をアサートし（Ｓ１７）、ＡＣＫ０がアサートされるのを待ち（Ｓ１８）、その後ＡＡＣＫ０をアサートする（Ｓ１９）。
コマンド分割部７１は、メモリアクセス要求部８１に対応して、同様の処理を行う。

＜まとめ＞
以上説明したように、メモリアクセスコマンドＡＣＭＤ０及びＡＣＭＤ１がしきい値を超えるバイト数のデータ転送を命令する場合に、第３の実施形態の資源要求調停装置を適用すれば、当該メモリアクセスコマンドは、各々が所定のしきい値以下のバイト数のデータ転送を命令する複数のメモリアクセスコマンドに分割されて発行されるので、メモリアクセスコマンドの実行待ち時間の最大値を低減させることができる。
＜その他の変形例＞
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。

本発明は、各実施形態で説明したマスク信号を組み合わせて生成される新たなマスク信号を用いる資源要求調停装置であるとしてもよい。また、実施の形態で説明した資源要求調停装置が実行する処理ステップを含む方法であるとしてもよい。また、その方法を、コンピュータシステムを用いて実現するためのコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記プログラムを表すデジタル信号であるとしてもよい。

また、本発明は、前記プログラム又は前記デジタル信号を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ、ＭＯ、ＤＶＤ、半導体メモリ等であるとしてもよい。
また、本発明は、電気通信回線、無線又は有線通信回線、若しくはインターネットに代表されるネットワーク等を経由して伝送される前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。

また、前記プログラム又は前記デジタル信号は、前記記録媒体に記録されて移送され、若しくは、前記ネットワーク等を経由して移送され、独立した他のコンピュータシステムにおいて実施されるとしてもよい。

本発明は、複数の資源要求装置からの、バスやユニファイドメモリといった共有資源へのアクセスを、各資源要求装置へのサービス品質を保ちながら調停する情報処理装置として活用できる。

資源要求調停装置の機能ブロック図 コマンドキューの機能ブロック図 リクエストマスク部の機能ブロック図 調停部の機能ブロック図 資源要求調停装置の動作タイミングチャート例 リクエストマスク部の他の機能ブロック図 リクエストマスク部の他の機能ブロック図 資源要求調停装置の他の機能ブロック図 リクエストマスク部の他の機能ブロック図 資源要求調停装置の他の機能ブロック図 コマンド分割部の動作を示すフローチャート

１０ 共有メモリ
２０、２１ メモリアクセス実行部
３０ コマンドキュー
４０ 調停部
５０、５１、６０、６１ リクエストマスク部
７０、７１ コマンド分割部
８０、８１ メモリアクセス要求部
１０１ セレクタ
１０２、１０４ レジスタ
１０３ 加算器
１０５ 比較器
１０６ ゲート
２０２、２０４、２０７、２０９、２１８ レジスタ
２０５、２１０ 比較器
２０６、２１５、２１７ セレクタ
２０８、２１６ 加算器
２１１、２１２、２１４ ゲート
３０１ セレクタ
３０２、３０４ レジスタ
３０３ 加算器
３０５ 比較器
３０６、３０７ ゲート
４０１、４０２ プライオリティベースアービタ
４０３、４０４ 承認結果選択回路
５０１ セレクタ
５０２ ＦＩＦＯレジスタ
６０１、６０４ レジスタ
６０２ 加算器
６０３ 減算器
６０５ 比較器
６０６ ゲート
６０７、６０８ セレクタ

Claims (3)

1. 予め順位付けされた複数の資源要求装置から発行される資源要求をタイムスロット毎に調停する資源要求調停装置であって、
   前記複数の資源要求装置それぞれについて第１数と第２数とが予め定められ、
   それぞれの資源要求装置が発行し承認された資源要求の個数をカウントし、連続する第１数のタイムスロットごとにカウント値がリセットされるカウンタと、
   前記カウント値が第２数を超えた場合に、前記第１数のタイムスロットの残余期間に前記第２数を超えて発行された資源要求を保留する保留手段と、
   前記複数の資源要求装置から発行された資源要求のうち、前記保留手段によって保留されておらず、かつ発行した資源要求装置の順位が最も高い一つを承認する承認手段と、
   前記承認手段から承認された資源要求を保持するコマンドキューと、
   を備え、
   前記保留手段は前記複数の資源要求装置それぞれに対応して、
   数Ｋを記憶しているパラメータ記憶部と、
   前記コマンドキューに保持されている未実行の資源要求が前記数Ｋに達したタイムスロットにおいて、マスク信号を発行するマスク信号発行部とを備え、
   前記保留手段は、当該マスク信号が発行されている間対応する資源要求装置からの資源要求をマスクする
   ことを特徴とする資源要求調停装置。
2. 予め順位付けされた複数の資源要求装置から発行される資源要求をタイムスロット毎に調停する資源要求調停方法であって、
   前記複数の資源要求装置それぞれについて第１数と第２数とが予め定められ、
   それぞれの資源要求装置が発行し承認された資源要求の個数をカウントし、連続する第１数のタイムスロットごとにカウント値がリセットされるカウントステップと、
   前記カウント値が第２数を超えた場合に、前記第１数のタイムスロットの残余期間に前記第２数を超えて発行された資源要求を保留する保留ステップと、
   前記複数の資源要求装置から発行された資源要求のうち、前記保留ステップにおいて保留されておらず、かつ発行した資源要求装置の順位が最も高い一つを承認する承認ステップと、
   を含み、
   前記保留ステップは、前記複数の資源要求装置それぞれに対応して、
   コマンドキューに資源要求を保持する保持サブステップと、
   数Ｋを取得するパラメータ取得サブステップと、
   前記コマンドキューに保持されている未実行の資源要求が前記数Ｋに達したタイムスロットにおいて、マスク信号を発行するマスク信号発行サブステップとを含み、
   前記保留ステップは、当該マスク信号が発行されている間対応する資源要求装置からの資源要求をマスクする
   ことを特徴とする資源要求調停方法。
3. 予め順位付けされた複数の資源要求装置から発行される資源要求をタイムスロット毎に調停する資源要求調停方法を実施するための処理手順を示したコンピュータ実行可能なプログラムであって、
   前記処理手順は、
   前記複数の資源要求装置それぞれについて第１数と第２数とが予め定められ、
   それぞれの資源要求装置が発行し承認された資源要求の個数をカウントし、連続する第１数のタイムスロットごとにカウント値がリセットされるカウントステップと、
   前記カウント値が第２数を超えた場合に、前記第１数のタイムスロットの残余期間に前記第２数を超えて発行された資源要求を保留する保留ステップと、
   前記複数の資源要求装置から発行された資源要求のうち、前記保留ステップにおいて保留されておらず、かつ発行した資源要求装置の順位が最も高い一つを承認する承認ステップと、
   を含み、
   前記保留ステップは、前記複数の資源要求装置それぞれに対応して、
   コマンドキューに資源要求を保持する保持サブステップと、
   数Ｋを取得するパラメータ取得サブステップと、
   前記コマンドキューに保持されている未実行の資源要求が前記数Ｋに達したタイムスロットにおいて、マスク信号を発行するマスク信号発行サブステップとを含み、
   前記保留ステップは、当該マスク信号が発行されている間対応する資源要求装置からの資源要求をマスクする
   ことを特徴とするプログラム。

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