JPH01234928A - バッファの状態検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 ！、実施例と第１図との対応関係 り実施例の構成及び動作 ■、実施例のまとめ ■８発明の変形態様 発明の効果 〔概　要〕 非同期でデータの入出力を行なうバッファのオ−ハーフ
ローあるいはアンダーランを検出するようにしたバッフ
ァの状態検出回路に関し、汎用性を持たせることを目的
とし、 書込みクロック信号に同期してデータの書込みを行なう
と共に、読出しクロック信号に同期してデータの読出し
を行なうへ′ツファにおけるデータの格納状態を検出す
るバッファの状態検出回路において、書込みクロック信
号に応じて計数動作を行なう第１計数手段と、読出しク
ロック信号に応して計数動作を行なう第２計数手段と、
第１計数手段による計数結果と第２計数手段による計数
結果とに基づいて減算を行なう減算手段と、減算手段の
減算結果に応じてバッファにおけるデータの格納状態を
判定する判定手段とを備えるように構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、バッファの状態検出回路に関し、特に、非同
期でデータの入出力を行なうバッファのオーバーフロー
あるいはアンダーランを検出するようにしたバッファの
状態検出回路に関するものである。

〔従来の技術］ 一般に、データ通信におけるデータの受は渡し、入出力
装置と処理装置との間のデータのやりとり、ＣＰＵ間の
データのやりとり等において、データの入力と出力とを
非同期で行なうバッファが使用されている。

例えば、代表的なものとして、先入れ先出しメモリ（Ｆ
ＩＦＯ）及びエラスティック　ストアメモリ　（ＥＳメ
モリ）がある。

このようなバッファにおいては、データの入出力が非同
期で行なわれるため、常にバッファ内のデータの状態を
監視しておく必要がある。

例えば、容量以上のデータ書込みを行なうと、読み出す
前にデータが消失する、所謂オーバーフローが生じる。

また、データの読出し速度が書込み速度より速い場合は
、同一データを読み出してしまう、所謂アンダーランが
生じる。

従って、これらの状態を検出して対策を講じるための方
式が必要になる。

第４図に、オーバーフロー及びアンダーランの検出を行
なう従来例の構成を示す。非同期でデータの入出力を行
なうバッファ４１１のデータの格納状態を検出するため
の状態検出回路は、入力されるクロック信号を分周して
分周クロック信号を得る２つの分周ｔ５４２１．４２３
と、Ｄ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）４４１と、アン
ドゲート４３１と、インバータ４５１とを備えている。

バッファ４１１には、データを書き込むためのライトク
ロツタ信号と、データを読み出すためのり一ドクロック
信号とが供給されている。更に、ライトクロック信号は
分周器４２３に導入され、分周器４２３はライトクロッ
ク信号を分周比Ｎで分周した分周クロック信号をアンド
ゲート４３１の一方の入力端に供給する。また、リード
クロック信号は分周器４２１に導入され、分周器４２１
はリードクロック信号を分周比Ｎで分周した分周クロッ
ク信号をアンドゲート４３１の他方の入力端に供給する
。

アンドゲート４３１の出力はＤ−ＦＦ４４１の入力端子
りに供給され、Ｄ−ＦＦ４４１は、アンドゲート４３１
の出力をライトクロック信号の立ち下がり（インバータ
４５１を介したライトクロック信号がＤ−ＦＦ４４１の
クロック端子に供給されているため）に同期してラッチ
する。

Ｄ−ＦＦ４４１がアンドゲート４３１の出力“１”をラ
ッチすると、そのデータ゛″１”はアラーム信号として
当該状態検出回路の外部に出力される。

第５図は、第４図に示した従来例の動作タイミングを示
す。図において、「分周信号ａ」は分周器４２３から出
力される分周クロック信号を、「分周信号ｂ」及び「分
周信号Ｃ」は分周器４２１から出力される分周クロック
信号をそれぞれ示している。

尚、第４図におけるバッファ４１１は、例えば２バイト
のデータ（データの入出力はバイト単位で行なうものと
する）を格納するものとし、分周器４２１及び分周器４
２３の分周比Ｎはそのバイト数に２を加えた数に設定し
であるものとする。

第５図に示すように、ライトクロツタ信号に同期してバ
ッファ４１１へのデータの書込みを行ない、リードクロ
ック信号に同期してバッファ４１１からのデータの読出
しを行なう。このときのデータの入出力は非同期である
。

データの入出力動作が正常に行なわれている場合、分周
器４２１の出力“°１°″のタイミングと、分周器４２
３の出力゛１゛のタイミングとがずれた状態にある（分
周信号すと分周信号ａ）。

ライトクロック信号あるいはり一ドクロツタ信号の何れ
かの周波数が変わって、オーバーフローあるいはアンダ
ーランが発生すると、分周器４２１の出力“１°”のタ
イミングと、分周器４２３の出力°“１″゛のタイミン
グとが重なるようになる（分周信号Ｃと分周信号ａ）。

このとき、アンドゲート４３１からは出力“１”がＤ−
ＦＦ４４１に供給され、Ｄ−ＦＦ４４１はこの出力“ｌ
”°をライト信号の立ち下がりでラッチして、アラーム
信号を出力する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来方式の検出回路にあっては、分
周器４２１及び分周器４２３から出力される分周信号の
位相差に応して異常（オーバーフロー、アンダーラン）
を検出していたため、アラーム信号を出力するタイミン
グが固定的であり（各分周器の分周比が固定であるため
）、汎用性に欠けるという問題点があった。

例えば、オーバーフローやアンダーランが生じる以前に
その徴候を検出できれば、他の制御装置等によってライ
トクロック信号あるいはり一ドクロック信号の周期を変
更して対策できるので便利である。特に、その対策処理
に要する時間は一定していないので（システムによって
異なる）、異常を検出するタイミングが設定可能な検出
回路が望まれている。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、汎用性を持たせたバッファの状態検出回路を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 第１図は、本発明のバッファの状態検出回路の原理ブロ
ック図である。

図において、書込みクロック信号１０１に同期してデー
タの書込みを行なうと共に、読出しクロック信号１０３
に同期してデータの読出しを行なうバッファ１１１にお
けるデータの格納状態を検出するバッファの状態検出回
路における第１計数手段１２１は、書込みクロック信号
１０１に応じて計数動作を行なう。

第２計数手段１３１は、読出しクロック信号１０３に応
じて計数動作を行なう。

減算手段１４１は、第１計数手段１２１による計数結果
と第２計数手段１３１による計数結果とに基づいて減算
を行なう。

判定手段１５１は、減算手段１４１の減算結果に応じて
バッファ１１１におけるデータの格納状態を判定する。

〔作　用〕

バッファ１１１は、書込みクロック信号１０１に同期し
てデータの書込みが行なわれると共に、読出しクロック
信号１０３に同期してデータの読出しが行なわれる。

第１計数手段１２１はこの書込みクロック信号１０１に
応じた計数動作を行ない、第２計数手段１３１はこの読
出しクロック信号１０３に応した計数動作を行なう。こ
れらの計数手段による計数結果は減算手段１４１に導入
され、減算手段１４１は、これらの計数結果に基づいて
減算を行なう。

更に、判定手段１５１は、この減算結果に応じてバッフ
ァ１１１におけるデータの格納状態を判定する。

本発明にあっては、書込みクロック信号１０１に応じた
計数結果と読出しクロック信号１０３に応じた計数結果
との減算結果に基づいてバッファ１１１におけるデータ
の格納状態を判別できるので、汎用性を持たせることが
できる。

例えば、判定手段１５１は、減算手段１４１における減
算結果が所定の範囲外にあるときにデータのオーバーフ
ロー及びアンダーランの判定を行なうことができ、この
所定の範囲を可変とすることで汎用性が増すことになる
。

また、必要に応じて、オーバーフローあるいはアンダー
ランの何れか一方を検出したいときは、判定手段１５１
において、減算手段１４１の減算結果と所定値とを比較
するようにする。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例におけるバッファの状態検
出回路の構成を示す。

■、　　　１と″　１゛との・応　、 ここで、本発明の実施例と第１図との対応関係を示して
おく。

書込みクロック信号１０１は、ライトクロック信号２０
１に相当する。

読出しクロック信号１０３は、リードクロック信号２０
３に相当する。

バッファ１１１は、バッファ２１１に相当する。

第１計数手段１２１は、カウンタ２２１に相当する。

第２計数手段１３１は、カウンタ２３１に相当する。

減算手段１４１は、減算器２４１に相当する。

判定手段１５１は、比較器２５１．Ｄ−ＦＦ２５３、比
較器２６１．ＤＬＦＦ２６３．インバータ２７１に相当
する。

以上のような対応関係があるものとして、以下本発明の
実施例について説明する。

■　　　　　　　の　　゛　　び型 筒２図において、非同期でデータの入出力を行なうバッ
ファ２１１のデータ格納状態を検出するための検出回路
２００は、計数動作を行なう２つのカウンタ２２１，２
３１と、２つのデータの減算を行なう減算器２４１と、
２つのデータの比較を行なう２つの比較器２５１，２６
１と、２つのＤ−ＦＦ２５３，２６３と、インバータ２
７１とを備えている。

バッファ２１１は、ライトクロツタ信号２０１に同期し
てデータの書込みを行なうと共に、り一ドクロック信号
２０３に同期してデータの読出しを行なう。

カウンタ２２１は、このライトクロック信号２０１に同
期した計数動作を行なう。計数結果（計数値）は減算器
２４１の第１入力端に供給される。

また、カウンタ２３１は、このリードクロック信号２０
３に同期した計数動作を行なう。計数結果は減算器２４
１の第２入力端に供給される。

減算器２４１は、第１入力端に供給されたデータから第
２入力端に供給され゛たデータを減算する。

この減算結果は、ライトクロック信号２０１に応じた計
数値からリードクロツタ信号２０３に応じた計数値を減
じたものであり、バッファ２１１に格納されたデータ数
（読出し未終了のもの）を表している。減算器２４１は
、この減算結果を比較器２５１の入力端Ｂ及び比較器２
６１の入力端Ａに供給する。

比較器２５１及び比較器２６１では、入力端Ａに供給さ
れたデータと入力端Ｂに供給されたデータとの比較を行
ない、（入力端Ａのデータ）〈（入力端Ｂのデータ）で
あるときにデータ“１″゛を出力する。

例えば、バッファ２１１における読出し未終了のデータ
が１０バイトより多くなったときにオーバーフローを警
告するためのアラーム信号を出力するものとする。

このとき、比較器２５１の入力端Ａには固定データＤ＋
　　（＝　”１０”　）を供給し、比較器２５１では、
減算器２４１の減算結果が１０より大きくなったときに
データ“１′′を出力する。

この出力は、Ｄ−ＦＦ２５３の入力端子りに供給される
。Ｄ−ＦＦ２５３は、ライトクロック信号２０１の立ち
下がり（インバータ２７１を介したライトクロック信号
２０１がＤ−ＦＦ２５３のクロック端子に供給されてい
るため）に同期して比較器２５１の出力“ｌ゛をラッチ
し、オーバーフローを警告するためのアラーム信号とし
て出力する。

また、バッファ２１１の容量を１２バイトとし、読出し
未終了のデータが２バイト未満になったときにアンダー
ランを警告するためのアラーム信号を出力するものとす
る。

このとき、比較器２６１の入力端Ｂには固定データＤ２
　（＝“２”）を供給し、比較器２６１では、減算器２
４１の減算結果が２より小さくなったときにデータ゛Ｉ
　１１を出力する。

この出力は、Ｄ−ＦＦ２６３の入力端子りに供給される
。Ｄ−ＦＦ２６３は、ライトクロック信号２０１の立ち
下がりに同期して比較器２６１の出力“１゛°をラッチ
し、アンダーランを警告するためのアラーム信号として
出力する。

例えば、当該検出回路２００を含むシステム全体の制御
を行なう主制御部２８１は、Ｄ−ＦＦ２５３あるいはＤ
−ＦＦ２６３からアラーム信号が出力されると、そのア
ラーム信号に応じてリードクロック発生部２８３に指示
を送る。リードクロック発生部２８３はその指示に応じ
てリードクロック信号２０３の周期を変更し、オーバー
フローあるいはアンダーランの発生を未然に防ぐことが
できる。

尚、カウンタ２２１及びカウンタ２３１による計数動作
を続けると、各カウント値はオーバーフローしてしまう
ので、定期的にリセットする必要がある。例えば、主制
御部２８１等の指示により、カウンタ２２１及びカウン
タ２３１のリセットを行なう。その際、データ“０″“
をカウンタ２３１における計数の初期値とし、減算器２
４１における減算結果をカウンタ２２１における計数の
初期値とする。

第３図は、第２図に示した実施例の動作タイミングを示
す。図において、「計数値ａ」はカウンタ２２１におけ
る計数値を、「計数値ｂ」はカウンタ２３１における計
数値を、「比較結果ａ」は比較器２５１から出力される
データを、「比較結果ｂ」は比較器２６１から出力され
るデータをそれぞれ示している。

図に示したように、ライトクロック信号２０１に同期し
てカウンタ２２１の計数値がｒ３Ｊ、ｒ４Ｊ、　　ｒ５
Ｊ、、　　・・・と変化する。同様にして、リードクロ
ック信号２０３に同期してカウンタ２３１の計数値がｒ
□、、ｒｌ」、ｒ２」、・・・と変化する。ライトクロ
ック信号２０１とリードクロツタ信号２０３の周期が等
しいときは、減算器２４１から減算結果としてデータ“
３”が出力される。従って、オーバーフロー及びアンダ
ーランの何れにも該当せず、比較器２５１　（Ｄ−ＦＦ
２５３）、比較器２６１　（Ｄ−ＦＦ２６３）からはデ
ータ“０”が出力される。

ライトクロック信号２０１の周期がリードクロック信号
２０３の周期より短くなると、カウンタ２２１における
計数速度がカウンタ２３１における計数速度を上回るこ
とになり、減算器２４１から出力される減算データが次
第に増加するようになる。そして、減算データが“′８
”′を越えたときに、Ｄ−ＦＦ２５３からデーダ“Ｉ゛
が出力される。

また、ライトクロック信号２０１の周期がり一ドクロッ
ク信号２０３の周期より長くなると、カウンタ２３１に
おける計数速度がカウンタ２２１における計数速度を上
回ることになり、減算器２４１から出力される減算デー
タが次第に減少するようになる。そして、減算データが
“２“より小さくなったときに、Ｄ−ＦＦ２６３からデ
ータ“１　＋＋が出力される。

■、　　　　のまとめ このように、カウンタ２２１によってライトクロック信
号２０１に応じた計数を行ない、カウンタ２３１によっ
てリードクロック信号２０３に応じた計数を行なう。減
算器２４１はカウンタ２２１による計数値からカウンタ
２３１による計数値を減算し、その値が所定値より大き
いときに比較器２５１からデータ“１′”を出力する。

このデータ“°ｌ″″はＤ−ＦＦ２５３を介してオーバ
ーフローを警告するためのアラーム信号として出力され
る。また、減算器２４１による減算値が所定値より小さ
いときに比較器２６１からデータ“１゛を出力する。こ
のデータパ１°゛はＤ−Ｆ　Ｆ　２６３を介してアンダ
ーランを警告するためのアラーム信号として出力される
。

比較器２５１の入力端Ａあるいは比較器２６１の入力端
Ｂのそれぞれに供給する固定データを所望の値に設定す
ることにより、任意の条件でアラーム信号を出力できる
ようになり、汎用性を持たせることが可能になる。

また、バッファ２１１における格納データの傾向（オー
バーフローの傾向にあるか、アンダーランの傾向にある
か）が予め分かっている場合は、何れか一方のアラーム
信号のみを得るようにすることで、上述の汎用性を維持
し、かつ回路を簡略化することかで゛きる。

■−ｊＪＩとＵ４腹様 なお、ｒｌ、実施例と第１図との対応関係」において、
本発明と実施例との対応関係を説明しておいたが、これ
に限られることはなく、本発明には各種の変形態様があ
ることは当業者であれば容易に推考できるであろう。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、書込みクロック信号
に応じた計数結果と読出しクロック信号−に応じた計数
結果との減算結果に基づいてバッファにおけるデータの
格納状態を判別できるので、汎用性を持たせることがで
き、実用的には極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバッファの状態検出回路の原理ブロッ
ク図、 第２図は本発明のバッファの状態検出回路を用いた一実
施例の構成図、 第３図は実施例の動作タイミング図、 第４図は従来例の構成図、 第５図は従来例の動作タイミング図である。 図において、 １０１は書込みクロック信号、 １０３は読出しクロック信号、 １１１はバッファ、 １２１は第１計数手段、 １３１は第２計数手段、 １４１は減算手段、 １５１は判定手段、 ２００は検出回路、 ２０１はライトクロック信号、 ２０３はリードクロック信号、 ２１１はバッファ、 ２２１．２３１はカウンタ、 ２４１は減算器、 ２５１．２６１は比較器、 ２５３．２６３はＤ−ＦＦ。 ２７１はインバータ、 ２８１は主制御部、 ２８３はリードクロック発生部である。 本発明０４Ｕ里７″ロリフ圓 第１図 獲幻列ｆ）１％呪団 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）書込みクロック信号（１０１）に同期してデータ
   の書込みを行なうと共に、読出しクロック信号（１０３
   ）に同期してデータの読出しを行なうバッファ（１１１
   ）におけるデータの格納状態を検出するバッファの状態
   検出回路において、前記書込みクロック信号（１０１）
   に応じて計数動作を行なう第１計数手段（１２１）と、
   前記読出しクロック信号（１０３）に応じて計数動作を
   行なう第２計数手段（１３１）と、前記第１計数手段（
   １２１）による計数結果と前記第２計数手段（１３１）
   による計数結果とに基づいて減算を行なう減算手段（１
   ４１）と、前記減算手段（１４１）の減算結果に応じて
   前記バッファ（１１１）におけるデータの格納状態を判
   定する判定手段（１５１）と、 を備えるように構成したことを特徴とするバッファの状
   態検出回路。