JPH01501425A - デ−タ処理システムのサブシステム間の打切り信号の交換に応答する装置及び方法 - 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】 データ処理システムのサブシステム間の打切り信号の交換に応答する装置及び方 法 発明の背景 １、発明の分野 本発明は一般に、データ処理システムに関し、より詳しくは、データ処理システ ムのシステムバス上においてデータ処理サブシステム間に論理信号を交換するこ とに関する。本発明は、論理信号の交換は開始されたが受信側のデータ処理サブ システムがその論理信号を利用しえないときに起こる問題に対処する。

２、関連技術の説明 第１図には典型的なデータ処理システムが図示されている。データ処理システム は、少くとも１つの中央処理ユニット１０（又は１１）と、少くとも１つの入／ 出カニニット１３（又は１４）と、メモリユニット１５と、データ処理システム の複数のユニット又はサブシステムを互に結合するシステムバス１９とを備えて いる。中央処理ユニットは、ソフトウェア及び／又はファームウェアの命令に従 って論理信号群を処理する。これらの処理すべき論理信号群と実行中の現在のプ ログラムとは、通常は、メモリユニット１５中に記憶される。コンソールユニッ ト１２は、中央処理ユニット（１個以上）に結合することができ、システムを初 期設定するための装置及び内蔵された命令を備えている。コンソールユニット１ ２は、データ処理システムの作動の間端子として作用しうる。入／出カニニット は、データ処理システムと、大量記憶ユニット、通信ユニット及びデータ処理シ ステムに結合されるべき他の任意のユニットの間のインターフェースを供与する 。

しかし、システムバスへのアクセスが成るサブシステムに与えられ、信号交換の 実現のための適切な活動が開始されたが、信号交換が受信側ユニットによる処理 の成功に結果しなかったときは、問題が起こりうる。この状態は、主メモリユニ ットが使用中で、これに供与された信号がメモリユニットによって処理されえな いときに生じうる。メモリユニットは、論理信号が承認確認信号又は使用中確認 信号を経てメモリサブシステムによって処理されたこと又は処理されなかったこ とを表示する信号を返送することができる。しかし、第１サブシステムがメモリ サブシステムへのアクセスを再び試みうる時までに調停ユニットが他のサブシス テムにアクセスしていることがあり更に他のサブシステムがメモリ活動を開始し ていることがあり、それが第１サブシステムによる再調停の際に第１サブシステ ムにメモリ使用中信号を再受信させることもありうる。このように、データ処理 システムのリソース例えば主メモリサブシステムに高優先度のサブシステムがア クセスすることを低優先度のサブシステムが阻止する状態が起こりうる。

サブシステムがメモリサブシステムにアクセスしえない開局に対する可能な１つ の解決策は、信号の交換がなされた後まで、システムバスへのアクセスの調停を 遅延することである。この解決策によれば、転送された信号の処理がなされ終わ ること、又は、要求中のサブシステムがバスへのアクセス要求を更新し終わるこ とを確実にするように、次の順々の調停を所定期間遅延させる。この解決策は、 サブシステム間の信号群の交換において承認できない遅延に結果する。

そのため、不適切なデータ処理システムによるシステムバスの不時の独占を防止 しながら、アクセスを要求するサブシステムの優先度に基づいてシステムバスへ のアクセスを許容する、データ処理サブシステムとシステムバスとの相互作用の 装置及び方法の必要が感じられていた。

発明の概要 本発明の目的は、改良されたデータ処理システムを提供することにある。

本発明の別の目的は、不適切なサブシステムをシステムバスにアクセスさせるこ となく、データ処理サブシステム間の信号交換の打切りを行わせうるデータ処理 システムを提供することにある。

本発明の特定的な目的は、ターゲットサブシステムがシステムバスからの信号を 現在処理しえないことを信号発生データ処理サブシステムに対して特定し通報す る装置を提供することにある。

本発明の別の特定的な目的は、システムバスに供給された信号をメモリサブシス テムが処理しえないときにメモリ使用中信号を発生させる装置をメモリサブシス テムに設けることである。

本発明の更に別の特定的な目的は、メモリサブシステムが到来データ信号群をも はや処理しえないことが定められた時に、残りのサブシステム及びシステムバス へのアクセスを制御するユニットにメモリ使用中信号を供給するために、メモリ サブシステムに組合された信号供給装置を提供することにある。

本発明の更に別の特定的な目的は、システムバスへのアクセスのための再調停の 前に、論理信号の転送の打切り前の優先状態に、データ処理システムバスへのア クセスを定める優先状態を復元することにある。

前述の目的並びに他の目的は、本発明によれば、ターゲットサブシステムが少く とも一時的に、余分の信号群を処理することができないときに使用中信号を発生 させる装置をターゲットデータ処理システムに設けることによって達成される。

使用中信号は、状態信号として他のサブシステムに供給されると共に、バス調停 ユニットにも供給され、この調停ユニットは、システムバスへのアクセスを制御 し、使用中信号が除かれるまでシステムバスへのアクセスを少くとも使用中のサ ブシステムについては阻止する。使用中信号は、使用中信号を生じさせた状態が 存在している限り、しかし、少くとも、信号群の転送が打切られたサブシステム がシステムバスへのアクセスを再要求するに足る期間の間は、調停ユニットに供 給されている。本発明の別の実施態様によれば、調停ユニットは、システムバス へのアクセスが定められた後に、システムバスのアクセスの割当ての結果として の、優先度パラメーターの更新を供与する。他のデータ処理サブシステムについ ては、システムバスに指令信号が供給されると同時にメモリ使用中信号が供給さ れたことによって、その指令によって特定されたトランザクションが打切られる 。調停ユニットについては、使用時信号は、メモリユニットによるもの以外のシ ステムバスへのそれ以上のアクセスの許可の中止に結果すると共に、打切られた 指令の前の状態への調停状態の復帰を生じさせる。使用中信号が除去されると、 調停ユニットは、要求中のサブシステムのうちどのサブシステムがアクセスを受 けるべきかを再決定するが、最初のアクセスの決定の時に有効であった優先度パ ラメーターを用いて、この再決定を行なう。本発明は、以前の論理信号の転送に 結果する論理信号をサブシステムがなおも処理していることのあるメモリサブシ ステムに特に適用される。この例においてメモリサブシステムは、メモリ使用中 信号を送出し、システムバスへのアクセスは、調停ユニットによって再決定され る。

本発明はこれらの特徴及びその他の特徴は、図面と共に以下の説明を読むことに よって理解されよう。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明を利用することのできるデータ処理システムのコンポーネント のブロック図である。

第２図は、システムバスにアクセスする次のデータ処理サブシステム（調停ユニ ットと呼ばれる）の決定を管理するユニットを備えたデータ処理システムを示す データ処理システムのブロック図である。

第３図は、調停ユニットのコンポーネントのブロック図である。

第４図は、システムバスへのアクセスを要求するサブシステムがどのようにして １回より多くのアクセスの試みについてシステムバスへのアクセスをもらえない かを説明するための時間線図である。

第５図は、データ処理サブシステムが潜在的にシステムバスにアクセスしえない 問題を除去するためのシステムバス上の信号を示す時間線図である。

第６図は、本発明の１つの様相を具体化した装置を含む調停ユニットのブロック 図である。

好適な実施例の詳細な説明 １、各図の詳細な説明 第１図は、関連技術の説明において既に説明した通りである。

第２図を次に参照すると、第１図に示し且つそれについて説明したようなデータ 処理システム及びデータ処理サブシステムが図示されている。そのほかに、シス テムイ バスへの論理信号群の供給を制御するための調停ユニット２０が図示されている 。調停ユニット２０は次のように作動することができる。どれかのサブシステム が、システムバス上に論理信号群をおくべきことの要求をもつ場合には、データ 処理サブシステムと調停ユニット２０とを結合する機構に要求論理信号が供給さ れる。最も簡単な状況の下では、データ処理サブシステムと調停ユニット２０と は、導体によって結合され、これに供給される論理信号は、システムバスへのア クセス要求の存在だけでなく、アクセスを要求するサブシステムの同一性を指示 する。

結合機構は、システムバスの一部分であってもよく、またシステムバスから別体 でもよい。調停ユニット２０は、特別のサブシステムによるシステムバスの独占 を防止し、種々のデータ処理ユニットサブシステムに優先度パラメーターを割当 て、システムバスへのアクセスにおいて重要と考えられる他の要因を配慮するた めのアルゴリズムに基づいて、システムバスにアクセスする泡のデータ処理サブ システムを定め、イネーブル論理信号は、結合手段、典型的には導体によって、 選定されたサブシステムに供給される。このイネーブル信号の存在は、システム バスに論理信号群が供給可能なことを、選定されたデータ処理サブシステムに通 報する。選定されたサブシステムは、保持論理信号を調停ユニット２０に供給す ることができる。保持論理信号は、複数の論理信号群、例えば、読出し作動に対 する意味での書込み作動を、選定されたデータ処理サブシステムがシステムバス に隣接サイクルにおいて供給することが必要とされる状況の下に使用される。保 持信号は、システムバスに供給されるべきであつた関係する複数の論理信号群に ついて必要なシステムクロックサイクルが経過し終わるまで、選定されたデータ 処理サブシステムからイネーブル信号が除去されることを阻止する。論理信号が 転送されるサブシステムは、転送された信号群の受信を特定化する装置を備えて おり、信号声の転送の状態が定められた後に、確認信号、典型的には承認確認信 号又は使用中確認信号を送出側のサブシステムに供給する。

次に第３図を参照すると、調停ユニット２０のコンポーネントが図示されている 。システムバス１９へのアクセスがサブシステムによって要求されていることを 示す少くとも１つの要求信号が調停ユニット２０に供給される。これらの要求信 号は、決定論理ユニット８１に供給される。

優先状態ユニット３２からの信号も決定論理ユニット３工に供給される。優先状 態ユニット３２からの信号は、決定論理ユニット３１中の論理素子を制御し、複 数の要求信号が決定論理ユニット３１に供給される状態の下に、選定されるイネ ーブル信号が予割当てされた優先度に基づくようにする。しかしサブシステムが 一旦選択されると、そのサブシステムに割当てられた優先度は通常変化する。こ の優先度の変化を与えるために、イネーブル信号及び優先状態信号は、更新論理 ユニット３２に供給される。更新論理ユニット３２は、優先状態ユニット３２の 記憶素子に適切な信号を供給し、新しい優先状態を表わす信号を決定論理ユとッ ト３１に供給する。第３図には、サブシステム使用中信号即ちメモリ使用中信号 を決定ネットワーク３１に供給することも図示されている。本発明の１つの様相 によれば、サブシステム使用中信号は、優先度更新ユニット３３を使用すること なく、後述するサブシステムの「ロックアウト」を防止することができる。

第４図を参照すると、システムバスへのアクセスについて競合するサブシステム 間の相互作用の動作を示す時間線図が図示されている。調停ユニット２０はクロ ックサイクルＴＯの間にシステムバスにアクセスするべき次のサブシステムを選 定するようにイネーブルされる。要求信号の調停は、そのシステムクロックサイ クルの間に生ずる。同じシステムクロックサイクルの間に、イネーブル信号の形 の、その調停の結果は、選定されたサブシステムに転送される。調停サイクルの 終了時に、選定されたサブシステムによるシステムバスへのアクセスの成功を反 映するように、優先度パラメーターを更新することができる。次のタイミングサ イクルＴ１間に、指令／アドレス情報が、システムバスに供給される（システム バスへのアクセスが書込み指令を含む場合には、サブシステム１は、次のサイク ルＴ１の間に、保持信号及び指令／アドレス指定信号を主張し、調停ユニットは 、イネーブル信号を保持している。記憶すべきデータ信号群は、次のサイクルＴ ２の間にシステムバスに供給される）。

指令／アドレス指定サイクル後の第２タイミングサイクル、即ちＴ３の間に、そ の指令がアドレス指定されたサブシステムは、信号群の転送の成功を示す承認確 認信号をもって応答する。そのサブシステムが使用中確認信号をその代りに送出 した場合には、信号群の転送は打切られる。その場合、サブシステムは、最初の 作動を実行するためにサイクルＴ４の間までは、再びシステムバスにアクセスす るように試みることはできない。しかし第２サブシステム（即ち、１４図）は、 その間の時間隔においてシステムバスへのアクセスを期間Ｔ２の間に得ているこ とがありうる。このアクセスの結果は、成功であることがあり、その結果として 期間Ｔ５の間に承認確認信号が発生する。この活動の結果として、第１サブシス テムは、期間Ｔ７の間に、使用中確認信号を受けることができる。別の見方をす ると、確認信号は、システムバスにアクセスを要求しているサブシステム婁１が 信号転送の打切りの知識を次の調停の終了までは得ることができない程度遅延さ れる。サブシステム＠ｌがシステムバスへのアクセスを得ようと試みた時に、メ モリサブシステムは、メモリ活動がサブシステム婁２によって開始されたことに よって、再び使用中となっていることがありうる。

次に第５図を参照すると、データ処理サブシステムがシステムバスによってメモ リサブシステムにアクセスしえないことをさけるための技法の時間線図が示され ている。典型的には、要求サブシステムの指令を実行する時の問題は、ターゲッ トサブシステムが主メモリ１５であり、主メモリは、試みられたアクセスの間使 用中となつていることがある点である。第４図において、主メモリサブシステム １５に転送された信号の処理が成功しなかったことを示す信号は、調停ユニット ２０及び要求サブシステムに、このサブシステムが適切に応答するように十分迅 速には伝達されない。本発明によれば、メモリ活動の結果として、それ以上の信 号の処理が一時的に可能でなくなったことを示す状態が生じた場合、全サブシス テム及び調停ユニット２０にメモリ使用中信号が転送される。本発明の好適な実 施態様によれば、指令／アドレス指定サイクルの間か又は最初のデータ信号サイ クルの間にメモリ使用中信号が発生しない限り、メモリサブシステムとの相互作 用は打切られない。これらの相互作用サイクルのどちらかでメモリ使用中信号が 生じた場合、送出サブシステムは、トランザクションが打切られたことを定め、 その結果として、送出サブシステムは（打切られたトランザクションと共に）シ ステムバスにアクセスを再要求する。しかし、決定論理ユニット３１に結合され たメモリ使用中信号は、メモリ使用中信号が除去されるまで、システムバスへの アクセスについての調停を阻止する。この期間は、送出サブシステムが（打切ら れたトランザクションと共に）要求信号を（典型的には、２クロツクサイクルの 間に）再び供与するに足る長さである。

次に第６図を参照すると、本発明の別の様相に従った調停ユニットが図示されて いる。決定論理ユニット３１は、サブシステムが、この特定的な例では、メモリ サブシステム１５と論理信号を交換するためにシステムバスにアクセスを要求し た場合に、サブシステムから要求信号を受ける。要求信号の結果として、論理ユ ニット３１に、論理ゲートによってイネーブル信号が発生する。ユニット３１の 論理ゲートの動作は、優先状態ロジック３２からの信号によって定められ、これ らの信号は、データ処理システムのサブシステムに割当てられた現在の優先度の 反映である優先状態ユニット３２の記憶素子によって定められる。

前記と同様に、優先度更新論理ユニット３３は、優先度割当ての現在の状態を示 す信号を優先状態ユニット３２から受け、イネーブル信号を受ける。所定のアル ゴリズムに従って、新しい現在の優先度割当てが発生され、可制御スイッチ６５ を介して優先状態ユニット８２に供給可能となる。優先状態サイロＢ４も、現在 の優先状態を受ける。このサイロは、打切られた転送についての調停の決定がそ れによってなされた優先パラメーター又は状態を記憶している。この論理状態も 、制御可能なスイッチ６５を介して優先状態論理ユニットに供給されることがで きる。スイッチ６５を経て優先状態論理ユニットに実際に供給される信号は、メ モリ使用中信号によって定まり、メモリ使用中信号が供給されると、スイッチ６ ５は、優先状態サイロユニット６４を選択する（メモリ使用中信号が供給される と、次の状態は、優先度更新ユニット３３によって定まる）。（論理信号の転送 が打切りになったことを示す）メモリ使用中信号が、メモリサブシステムによっ て発生されると、システムバスへのアクセスを受けたサブシステムは、システム バス１のデータの転送が、成功しなかったものであり、最初のバス調停の時に存 在したものと同一の優先度に従って、バスの再調停に参加することができる。

２、好適な実施例の作用 関連技術のデータ処理システムにおいては、打切られたトランザクションにデー タ処理サブシステムが応答する能力の欠如は、アクセスを得る次のサブシステム について決定がなされた後に発生する確認信号の使用に基づくものであった。メ モリ使用中信号は、２つの機能を同時に実行することによって、サブシステムの 不時のロックアウトを阻止する。第１に、調停ユニットは、メモリ使用中サイク ルの持続期間の間システムバスにアクセスすることを阻止されており、第２に、 メモリ使用中信号は、メモリ使用中信号によってトランザクションが打切られた サブシステムがシステムバスにアクセスする要求を再開するに足る時間の間主張 されている。サブシステムについては、システムバスに供給された信号とメモリ 使用中信号の主張との前記の関係は、いつトランザクションが打切られたかを定 める。そのためサブシステムは、調停ユニット２０に要求信号を再供給すること ができる。

メモリ使用中サイクルの強制された持続時間は、そのサブシステムが次の調停手 順に含まれる機会をもつことを確実にする。

第３．４図に示すように、調停ユニット２０は、サブシステムの優先状態を更新 する装置を備えている。第３図の調停ユニット２０に内蔵されたアルゴリズムは システムバスに現在アクセスしているデータ処理サブシステムが指令信号転送を 実行することと、前回の調停過程から結果する指令信号によって規定された機能 を遂行することとについて成功しなかったという想定の下に動作する。

このアルゴリズムは、システムバスへのアクセスがシステムバスにアクセスする ことを許されたサブシステムによって要求された機能の遂行に結果しないことが ありうる可能性を考えていない。実際に、調停手順のタイミングは、調停ユニト が使用中確認信号を検出する前に調停ユニットがイネーブル信号（調停過程がサ ブシステムにバスへのアクセスを許可したことをサブシステムに指示する信号） を送出するようなタイミングである。確認信号の状態を確定する状態は、これよ り早い時には定められえない。

第６図に示した本発明の第２実施例は、メモリ使用中信号の主張に応答してシス テムの直前の優先状態を再設定するために、優先状態サイロユニットＢ４を供給 することによって、メモリ使用中信号の遅い受信を勘案する。

再び第６図を参照すると、優先状態サイロユニット８４は、不成功なトランザク ションが調停された時点で、システムの優先状態を記憶している。サイロユニッ ト６４の内容は、メモリ使用中信号の主張に応答して、優先状態ユニット３２に 再導入され、かくして優先状態ユニット３２を不成功のトランザクションの直前 の状態に復帰させる。

即ち、そのトランザクションが多分打切られたユニットがシステムバスにアクセ スを要求した場合に、優先状態は、不成功のトランザクションに結果した調停時 のものと基本的に同一となっているであろう。従って、メモリ使用中信号が主張 されなくなった時、再要求ユニットは、その再要求ユニットの以前の調停の時点 においてバスアクセスを要求していた他のユニットよりも、バスへのアクセスを 受けるための高い優先度をもワている。

明らかなように、以前の優先状態を使用するシステムバスにアクセスするための 再調停は、以前に成功したサブシステムが再調停によってシステムバスへのアク セスを受けることを保証しない。優先度より高いサブシステムからの新しい要求 信号が第１回と第２回のバス調停サイクルの間に調停ユニット２０に供給されて いることがありうる。

また、システムバスへのアクセスの要求の再調停の技法についての以上の説明は 、メモリユニットに特別に関連してなされている。データ処理システムのサブシ ステムへのアクセスが打切られた場合の再調停の技法は、打切られたアクセスが 追加の装置の使用を許容するに足るほど大きな性能上の損失をもたらす場合に、 この技法を利用することができる。

以上の説明は、好適な実施例の作用を説明するためになされ、本発明の範囲を制 限するためのものではない。

本発明の範囲は、下記の請求の範囲のみによって制限される。以上の説明から、 本発明の精神及び範囲に包含されるべき多くの変更が当業者に明らかとなるであ ろう。

ＦＩＧ、１ Ｌ　Ｊ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、６ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和６眸９　彦９　日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．調停ユニットヘの第１信号を供給する複数のサブシステムによるデータ処理 システムバスヘのアクセスを定めるための調停ユニットであって、 各々の該サブシステムの優先度を表わす状態信号を供給するための状態手段と、 該状態信号、該第１信号及び複数の第２信号のうち１つの第２信号に応答する決 定手段と を有する調停ユニット。
2. ２．該サブシステムのうちの１つは、主メモリサブシステムであり、該第３信号 は、メモリ使用中信号である請求の範囲第１項記載の調停ユニット。
3. ３．該第１信号は該システムバス信号にアクセスするための要求信号であり、各 々の該第２信号は関連するサブシステムによって該システムバスヘのアクセスを イネーブルする請求の範囲第２項の調停ユニット。
4. ４．該選定された１つの第２信号に応答して所定の仕方で該状態手段からの該状 態信号を変化させる更新手段を更に有する請求の範囲第１項記載の調停ユニツト 。
5. ５．以前の状態信号を記憶するために該状態手段に結合された記憶手段と、 第３信号に応答して、該状態手段に、該記憶された状態信号を供給するための、 ゲート手段とを更に有する請求の範囲第１項の調停ユニット。
6. ６．データ処理システム中のサブシステムの間に相互作用を与える方法において 、 各々の該サブシステムに割当てられる優先度によって定まる状態信号を、調停ユ ニットの決定部分に供給し、第１サブシステムが第２サブシステムにアクセスを 要求する時に、該第１サブシステムによって第１信号を該調停ユニットに供給し 、 該優先度並びに供給された該第１信号に基づいて、該第２サブシステムヘのアク セスを受けるサブシステムを選定し、 サブシステムの該選定によって定まる新しい優先度に基づいて該状態信号を変化 させ、 選定された該サブシステムによるアクセスが成功しなかった場合に、成功しなか った該アクセスの状態のときに該優先度に基づいてサブシステムを選定する各工 程から成る方法。
7. ７．データ処理システムにおいてシステムバスヘのアクセスを確実にする装置で ありて、 データ処理システムに組合された複数のサブシステムを有し、各々の該サブシス テムは、 該システムバスヘのアクセスが必要な際に第１信号を発生させるための、第１信 号手段と、 該サブシステムが使用中の時に第２信号を供給する第２信号手段とを含み、第１ 手鼓段、該サブシステムのうち他のものからの該第２信号及び選定された内部状 態に応答して、該第１信号を発生させ、更に該第１信号に応答して、選定された サブシステムによる該システムバスヘのアクセスを与える第３信号を発生させる ための、調停手段を有し、該調停手段は、該第２信号に応答して、該選定された 状態をもったサブシステムが該第１信号を発生させうるまで該第３信号の発生を 阻止する手段を更に含む ようにした装置。
8. ８．データ処理システムのターゲットサブシステムヘの他のサブシステムによる アクセスを確実にする方法において、該ターゲットサブシステムがフリーとなり 、該ターゲットサブシステムとのトランザクションが打切られたサブシステムが 該第１信号を調停ユニットに供給しうるようになるまで、調停ユニットに第１信 号を供給する該他のサブシステムの１つに該ターゲットサブシステムヘのアクセ スを許可する該調停ユニットを不能化する工程を有するようにした方法。