JPH02101839A - 共通信号伝送方式 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、複数の送受信装置間でデータ信号等の信号
授受を行うための信号伝送方式、特に複数の信号源から
の信号を複数の宛先へ伝送する共通信号伝送方式に関す
る。

（従来の技術） 近年、マイクロコンピュータ（以下マイコンと称する。

）を使った計算機システムでは、記憶部、入出力部など
の機能を自由に選択してシステムが組めるように、各機
能ごとにモジュール化を計り、これらのモジュールを共
通信号路によって結ぶ方式が用いられている。

このような共通信号路としては、マルチパス（Ｉ　ＥＥ
Ｅ−７９６）、ＶＭＥバス（Ｉ　ＥＥＥ−１０１４）な
どがある。

これらの共通信号伝送方式では、マイコンモジュールを
複数個並列に使用するマルチリンクプロセッサシステム
が構成できるように共通信号路の制御を行うものが知ら
れている。

第４図は、従来のマルチリンクプロセッサシステムの構
成例を示す図である。図において、１０１は記憶部モジ
ュール、１０３はマイコンモジュール、１０５は入出カ
モジュールである。１０１２、から１０１　Ｍ（−１１
は、（ｎｌ）個の記憶モジュ−ル、１０３ｃい１０３−
２から １０３Ｃ（（＋１３１−１）　＋　　１０３Ｃ（＋１３
１は、（ｎ３）個のマイコンモジュール、１０５Ｔ１か
ら１０５Ｔ（−２）は、（ｎ２）個の入出力部モジュー
ルである。そして、１０７は共通信号路である。

第５図は、第４図に示す従来の共通信号路１０７の構成
例を示す図である。図に示すように、共通信号路１０７
は、データ信号路１０９、アドレス信号路１１１、割り
込み信号路１１３、共通信号路調停用信号路１１５から
構成されている。そして、共通信号路１０７は、モジュ
ール１１７　ト共通信号路用インターフェース回路１１
９で結ばれている。

このような従来の伝送方式において、マルチリンクプロ
セッサが用いられる場合、共通信号路調停用信号路１１
５により、前記共通信号路１０７の使用権が決定される
。

共通信号路１１５の使用権を決める方法には、固定優先
度を予め決めておき、これに従って共通信号路１１５の
使用権を決定する方式と、使用要求があるかどうかを順
番に捜していく方式とがある。いずれの方式においても
、共通信号路は、°各マイコンモジュールからの該共通
信号路使用要求を時系列的に順に処理していくことにな
る。

次に、従来のシステムを用いた処理列を説明する。−例
として次に示す式（１）、　（２）に関する演算をする
。

Ｘ、−Σ　Ａ、　　　（ｋ−１，２，３・・・Ｎ）　　
・・・（１）＠＋０ すなわち、Ａ□　ＡＨ、Ａ２　、Ａ３−ＡＮというデー
タが入力してきて、これを次々に加算した結果を順次、
メモリに書く場合である。

すなわち、Ｂｏ　Ｂ、、Ｂ２　、Ｂ３　・　ＢＮという
データを入力してこれを順次加算した結果を、順次メモ
リに書く場合である。

ここで、Ａｓ、Ｂｓは、記憶部モジュール１０１にあり
、演算結果のＸ、Ｙも順次該記憶部モジュール１０１に
書き込むこととする。簡単のために、記憶部モジュール
１０１よりマイコンモジュール１０３にデータを取り込
む時間をｔ、マイコンモジュール１０３の加算演算時間
を２ｔ、マイコンモジュール１０３より記憶部モジュー
ル１０１にデータを書き込む時間をｔとして説明する。

第６Ａ図の１２５に示すマイコンモジュール１個と、１
２１ａ、１２１ｂに示す記憶部モジュール２個で構成さ
れたシステムでは、第６Ｂ図に示すタイミングで処理が
行われる。

第６Ｂ図において、第６Ａ図の従来例に示すタイミング
で演算処理した際、メモリからの１個のデータを読みと
る動作を■で示す。またメモリへの１個のデータの書き
込み動作を■で示す。まずデータＡＯを読み込み次にＡ
１のデータを読み込んだ時点で、演算器は２つのデータ
がとれ、Ａ。

とＡ１が加算処理される。そして、加算処理終了と同時
に演算結果のＸｌをＷに示す部分で書き込み、次にデー
タＡ２を読み込んで、これを同様に繰り返し演算する。

そして、（１）の演算が完全に終了するのを待ってから
次の式〈２）に関する演算処理を行っていくことになる
。

ここに、マイコンモジュール１０３へのデータ取り込み
時間と記憶部モジュール１０１へのデータ書き込み時間
をｔ、マイコンモジュール１０３の加算演算時間を第６
Ｂ図に示すように２ｔとして計算すると、総処理時間Ｔ
１は次の式（３）に示すようになる。

（２Ｎ）＊２ｔ　＋　（Ｎ＋１）＊２ｔ　＋Ｎ＊２ｔ−
（８Ｎ＋２）ｔ　　　　　　　　　・・・（３）次に第
７図のように、１２５ａ　、　　１２５ｂに示す２個の
マイコンモジュールと、１２１ａ、１２１ｂに示す２個
の記憶部モジュールで構成されたマルチリンクプロセッ
サシステムにすると、第７Ｂ図に示すタイミングでの演
算処理が可能となり、その総処理時間Ｔ２は、同様に次
に示す式（４）のようになる。

（２Ｎ）Ｉｔ　＋　（Ｎ＋１）Ｉｔ　＋Ｎ＊ｔ　＋２ｔ
＝　（４Ｎ＋３）ｔ　　　　　　　・・・（４）これら
のシステムの処理時間を評価する。Ｎが大であるという
条件でマイコンモジュール１個の時の式（３）右辺の８
Ｎに対し、式（４）右辺の４Ｎに着目すると、マイコン
モジュールを１個から２個にすることにより、はぼ１／
２の時間で演算処理が終了することになる。

この演算処理時間に関する機能は、Ａｌ１１データの読
み込み、Ｘ　（ｍ−１）＋Ａｍの演算時間、Ｘｍデータ
の書き込みという一連の１回の演算につき、次に示す不
等式関係（５）を満足する時に限って成り立つものであ
る。

マイコンモジュール１０３での処理時間をＭＬ。

記憶部モジュール１０１からの読み込み時間をＲｔ。

記憶部モジュール１０１への書き込み時間をＷ、とする
と、 Ｍ、≧Ｒ，＋Ｗ、　　　　　　　・・・（５）しかしな
がら、マイコンモジュールでの処理時間に関する前記（
５）に示す不等式関係が成立しない時には、マルチリン
クプロッセサの効率は低下せざるを得ない。この問題点
を具体的に説明するために同一の演算処理条件として、
記憶部モジュール１０１からマイコンモジュール１０３
にデータを取り込む時間を２も、マイコンモジュール１
０３の加算演算時間を２ｔ、マイコンモジュール１０３
より記憶部モジュール１０１にデータを書き込む時間を
２ｔとする。

すると、１個のマイコンシステムの場合は、式（３）で
の処理時間である左辺第２項（Ｎ＋１）＋２ｔと左辺第
３項Ｎ＊２ｔをそれぞれ２倍したものが総処理時間とな
り、これを次の式（６）で示す。すなわち、 （２Ｎ）＋２ｔ　＋　（Ｎ＋１）＋４ｔ　＋Ｎ＊４ｔ＝
　（１２Ｎ＋４）ｔ　　　　　　・・・（６）となる。

次に第７Ａ図に示す記憶部モジュール２個（１２１ａ、
１２１ｂ）とマイコンモジュール２個（１２５ａ、１２
５ｂ）によるマルチリンクプロセッサシステムでは、第
７Ｃ図に示すタイミングとなり、総処理時間は同様にし
て式（７）で表現できる。

（２Ｎ）Ｉｔ　　＋　　（Ｎ＋１）＋２ｔ　　＋Ｎ＊２
ｔ　　＋２ｔ　　＋Ｎ＊２ｔ　　＝　　（８Ｎ＋４）ｔ
　　　　　　　　・・・（７）ここに、式（６）右辺と
式（７）右辺とを比較し、Ｎを大にするという条件を導
入しても、１２Ｎに対し８Ｎなので総処理時間は、２／
３以下となることはあり得ない。

これは、式（７）の左辺の第５項Ｎ＋２ｔに表われてい
る共通信号路の待ち時間の影響である。

そして、この共通信号路待ち時間の影響は、マイコンモ
ジュールを複数個使用すれば、これに比例してさらに顕
著になる。

この様子をさらに具体的に説明する。

第８Ａ図のように、１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃに示
す３個のマイコンモジュールによるマルチリンクプロセ
ッサシステムにおいて、第６Ｂ図。

第７Ｂ図と同じ条件下で、かつ、第３のマイコンモジュ
ール１２５Ｃには、次に示す式（８）の演算を行わせる
ものとする。

Ｚｈ＝　　Σ　　Ｃｓ　　　　　　（ｋ　　＝１．　　
２．　　３　・・・Ｎ）　・・・く８）−Ｑ ここに、式（１）、式（２）、式（８）の演算を１個の
マイコンモジュールで行なうとすると、式（３）と同様
に処理時間は、次に示す式（９）のようになる。

（２Ｎ）＋３ｔ　＋　（Ｎ＋１）＋３ｔ　＋Ｎ＊３ｔ　
＝（１２Ｎ＋３）ｔ・・・（９） この処理を第８Ａ図に示すシステムで実行すると、処理
時間は同様に次に示す式θ０）のようになる。

（２Ｎ）　Ｉｔ　＋　（Ｎ＋１）　Ｉｔ　＋Ｎ＊ｔ　＋
２ｔ　十Ｎ＊２ｔ　＝　（６Ｎ＋、３）ｔ・・・（１０
）ここに、式（９）の右辺の１２Ｎと式（１０）の右辺
の６Ｎに着目し、Ｎを大にした時の条件で同じように評
価すると処理時間比は、約１／２にしかならない。これ
も、式（拍）の左辺第５項Ｎ＊２ｔに表われた共通信号
待ち時間の影響によるものである。

このようにして、この条件下にて複数個（ｍ個）のマイ
コンモジュールを有するマルチリンクプロセッサシステ
ムを構成すると、総処理時間は、以上を一般化して次に
示す式（１１）のようになる。

（２Ｎ）Ｉｔ　＋　（Ｎ＋１）Ｉｔ　＋Ｎ＊ｔ　＋　（
ｍｌ）　Ｉｔ　＋Ｎ＊２　（ｍ　−２）　ｔ　＝　（２
ｍ　Ｎ−＋−ｍ　）ｔ　・・・（１１） ただしくｍ≧３） ここにｍ＝１つまりマイコンモジュール１個の時は、処
理時間は、ｒｔｈ　　（４Ｎ＋１）ｔであるから、何個
マイコンモジュールを用意しても、処理時間は、１／２
以下にはならないことになる。

以」二の機能は、各演算が完全に同期している時のいわ
ば処理時間最短の結果であり、もし、各演算が完全に同
期していないならば、共通信号路待ち時間はさらに増加
することは明らかである。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の共通信号路は単層構造であったた
め、多数個の信号源から多数個の宛先へ伝送する場合に
処理時間が長くなっていた。

そこでこの発明は、マルチリンクプロセッザシステｌ、
を構成する時の共通信号路の待ち時間の影響を抑制する
ことができる共通信号伝送方式を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の共通信号伝送方式は、複数個の信号源からの
信号を複数個の宛先へ伝送する共通信号路を多層構造に
する手段を施すことを特徴とする。そして、前記各信号
路層と各信号源の接続、切り離しを可能とし、さらに前
記各別信号路層において各別層ごとに切り離し可能とす
る手段を施すことを特徴とする。

（作用） この発明の共通信号伝送方式では、複数個の信号源から
の信号を複数個の宛先へ伝送する共通信号路を多層構造
にする手段により、該共通信号路の空間的な占有エリア
の増加を最小限に押えながら多数の共通信号路を１つの
システム内でリンクさせる作用がある。

また、前記共通信号路層と信号源の接続、切り離しが可
能な手段を施すことにより、マルチリンクプロセッサシ
ステムを構築した時の共通信号路の待ち時間を少なくで
きる作用がある。

さらに、前記各別信号路層において、各別信号路層ごと
に切り離し可能となる手段を施すことにより、マイコン
モジュールに対するマツチングや信号の人出力の追加な
どに対して、最適性を失うことなく対応することができ
る。

（実施例） 以下、図を参照しこの発明の共通信号伝送方式に関する
一実施例を説明する。第１図は、本発明実施例の基本構
成図である。図において、１は記憶部モジュール、３は
マイコンモジュール、５は人出カモジュール、７は多層
共通信号路である。

マイコンモジュール３ｃｌから３゜、、３は、記憶部モ
ジュールＩＭＩから１Ｍｎ１や、入出カモジュール５・
、１から５Ｔ１．に、多層共通信号路７．１から７．ｎ
７を介して読み書きする。

次に、各モジュールの共通信号路の選択方式の・−・実
施例を第２Ａ図に示す。簡単のために、各共通信号路９
．１から９．。、の信号路数は、２本とする。１１は、
信号路選択回路で、たとえば、アドレスの上位桁とデコ
ードするとか、ソフト的に選択信号を発生せしめる回路
である。

モジュール１３から共通信号路に対する信号１５１．１
５２は、３状態バツフア１７を介して各共通信号路９．
１〜９．７．と結ばれている。

いま、前記信号路選択回路１１が、例えば論理１のよう
な選択信号１９ｎを出力し、その他の選択信号は、例え
ば論理０のように何も出力しないとする。すると共通信
号路９．１や９．２へは共通信号路選択信号は出力され
ない。したがって、３状態バツフアを介している信号１
５１，１５２は、これらの共通信号路へは何も影響する
ことがない。

しかしかながら、共通信号路９．。へは、共通信号路選
択信号１９□が出力されるため、３状態バツフアを介し
た信号１５１，１５２は、この信号路に信号を出力する
ことができる。

また、記憶部モジュール１や人出カモジュール５などで
は、ある選択信号だけが出力されるようにハード的に固
定しておけば、従来のシステムと全く同等に機能させる
ことができる。

次に別のマイコンモジュールが追加されたり、別の記憶
部モジュールが追加されたり、あるいはソフトの内容変
更により、最適システムを構築するだめに新たな共通信
号路の追加が必要になった場合を説明する。

第２Ｂ図は、このような新たな共通信号路の追加が必要
になった際の本発明の一実施例を示す各別層の共通信号
路のユニット構成図である。第２Ｂ図において、各モジ
ュール信号群２１１から２１０や、各モジュールの共通
信号路選択信号群２３１から２３ｎは、各モジュール信
号入力用コネクタ２５１から２５ｎを通して前記共通信
号路ユニットに導入される。そして、これらの信号は、
各モジュール信号出力用コネクタ２７１から２７０を経
由してそのまま前記共通信号路ユニットから出力する。

この時、モジュール信号入力用コネクタ２５は、モジュ
ール信号出力用コネクタ２７に対し、相対的に雄雌にし
ておき容易に接続可能なものとする。

また、前記各別モジュール信号群２１１から２１ｎは、
第２Ｂ図に示す共通信号路ユニット内部で３状態バツフ
アを介して前記共通信号路と結線されている。

第２Ｂ図に示す共通信号路ユニットでは、該共通信号路
ユニットに汎用性を持たせるために、共通信号路番号選
択部２９とデコーダ３１１から３１ｎを備えている。共
通信号路番号選択部２９は、例えばスイッチ要素で構成
しておき、所望の選択信号を決定するところである。こ
れにより、デコーダ３１は、各モジュールからの共通信
号路選択信号群のうちの１つを、３状態バツフアの状態
遷移用信号として出力する。このようにシステムを構築
することにより、何種類もの専用の共通信号路ユニット
を用いる必要がなくなる。

次に本発明の共通信号伝送方式を使ったシステムの実施
例の効果について具体的に説明する。従来例と同じ式（
１）１式（２）１式（８）に関する演算を、３個のマイ
コンモジュールと３個の記憶部モジュルを使って行う場
合について比較しでみる。

ここに、第３Ａ図は、このような条件で本発明の共通信
号路方式を使った時のシステムの実施例を示す構成図で
ある。図において、３３Ｍ、、３３Ｍｂ＋　　３３Ｍｃ
はそれぞれ３個の記憶部モジュール、３５ｃａ、　３５
ｅｂ、　３５ｃｃはそれぞれ３個のマイコンモジュール
、３７ｓａ、３７ｓｂ、３７ｓｃはそれぞれ共通信号路
を示す。

第３Ｂ図は、それぞれのモジュールに関する処理時間を
従来例と条件を同一にした時のタイミングを示すチャー
トである。図において、記憶部よりマイコンモジュール
にデータを取り込む時間を従来例と同じ２ｔ、マイコン
モジュールの加算演算時間を同様に２ｔ、マイコンモジ
ュールより記憶部にデータを書き込む時間を同様に２ｔ
とすると、１個のマイコンモジュールを使用した従来例
では、総処理時間が、式（３）と同様のやり方で式（９
）の右辺に示すように（１２Ｎ＋３）ｔであるのに対し
、第３Ｂ図の本発明実施例の方式では１．（４Ｎ＋１）
ｔとなる。これは従来例の１個のマイコンモジュールで
共通信号路を多層構造にしない場合の総処理時間と比較
し、正確に１／３の時間で処理されることを示す。

また、マイコンモジュールを複数個追加しても、第３Ｂ
図と同じ処理であれば、本発明実施例の方式での総処理
時間は（４Ｎ＋１）ｔである。

以上により、ｍ個のマイコンモジュールを使用した本発
明実施例のシステムでは、従来例の１個のマイコンモジ
ュールの場合の１／ｍの短時間で処理を終了できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の共通信号伝送方式では
、送信側の複数個の信号源からの信号を複数個の受信側
の宛先へ伝送する共通信号路を多層構造化することによ
り、スペース的な増加を最小限に抑えながら多数の共通
信号路を１つのシステム内で構成することを可能にする
。

また、共通信号路層と信号源との接続・切り離しが可能
な手段により、マルチリンクプロセッサを構成した際の
共通信号路の待ち時間を少なくし、総処理時間を短時間
とすることができる。

また、マイコンモジュールや人出力の追加などに対して
、適切なマツチングを維持しつつ対応することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の共通信号伝送方式の一実施例を示す
基本構成図、第２Ａ図は本発明に関する各モジュールの
共通信号路の選択方法の一実施例を示す図第２Ｂ図は、
本発明実施例の各別層の共通信号路のユニット構成図、
第３Ａ図はマイコンモジュール３個と記憶部モジュール
３個で構成された本発明の一実施例のシステム構成図、
第３Ｂ図は第３Ａ図に示す実施例のタイミングチャート
、第４図は従来例のマルチリンクプロセッサのシステム
構成図、第５図は従来例に関する共通信号路の構成図、
第６Ａ図はマイコンモジュール１個と記憶部モジュール
２個で構成された従来例のシステム構成図、第６Ｂ図は
第６Ａ図に示す従来例のシステムでのタイミングチャー
ト、第７Ａ図はマイコンモジュール２個と記憶部モジュ
ール２個で構成された従来例のシステム構成図、第７Ｂ
図は第７Ａ図に示すシステムでの処理を示すタイミング
チャート、第７Ｃ図はデータ読み書き時間を変えた時の
第７Ａ図のシステムでの処理を示すタイミングチャート
、第８Ａ図はマイコンモジュール３個と記憶部モジュー
ル３個で構成された従来例システムの構成図、第８Ｂ図
は第８Ａ図に示すシステムでの処理を示すタイミングチ
ャートである。 １．３３．１０１．１２１・・・記憶部モジュール３．
３５．１０３．１２５・・・マイコンモジュール５・・
・入出カモジュール ７、８．　９．　３７．　１２３・・・共通信号路１１
・・・共通信号路調停用信号路 １５・・・モジュール入出力信号 １７・・・３状態バツフア １９・・・共通信号路選択信号 ２１・・・モジュール入出力信号群 ２３・・・共通信号路選択信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の信号線を有するデータバスを介して、複数
   の送受信装置間で信号伝送を行う信号伝送方式において
   、複数個の送信装置側の信号源からの信号を、複数個の
   受信装置側の宛先へ伝送する共通信号路を多層構造にす
   ることを特徴とする共通信号伝送方式。
2. （２）前記信号路層と前記信号源との接続切り離しが可
   能であることを特徴とする請求項１記載の共通信号伝送
   方式。