JPH02129753A - マルチプロセッサシステム - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数のプロセッサと、これらプロセッサが
アクセスを行う大田刃装置とを同一バス上に並設して構
成されるマルチプロセッサシステムに関する。

〔従来の技術〕

従来のマルチプロセッサシステムは、プロセッサユニッ
トを複数個システム中に置くことによって機能を分割し
、負荷の分散全図ってシステムの性能向上を目指すもの
である。このようなマルチプロセッサシステムの中には
、例えば第６図に示すようにひとつのシステムバス１に
、入出力ユニットをアクセス可能なシステムを持つプロ
セッサユニット３と、該プロセッサユニット３に対シテ
のみ処ｍｔ−行う入出力ユニット２と、入出力ユニット
２をシステムバス１から読み書き出来るが入出力ユニッ
ト２ｆｃアクセス出来ないシステムバスつプロセッサユ
ニット４と、プロセッサユニット３．４及び入出力ユニ
ット２よりアクセス可能なメモリユニット５と、入出力
ユニット２から出力しプロセッサユニット３で入力され
て入出力ユニットの出力データの出力完了を知らせるス
テータス信号線６とを有するシステムがある。

このようなシステムでは、あるプロセッサユニットが入
出力ユニットからデータを出力する場合に注意しなけれ
ばならない事項がある。それは、入出力ユニットにデー
タの出力ｔ−ｅ求しているプロセッサユニット以外のプ
ロセッサユニットが先のプロセッサユニットと同時に入
出カニエツトにデータを出力した場合であり、この時は
先に入出力ユニットに渡されたデータが完全に出力され
るまで、次の出力データを待ち状態にしなければ、出力
データが出力される迄の間に変わってしまうことがある
。このようなシステムでは出力データが保証されず、信
頼性の低いものとなってしまう。

そのため、−船釣にはセマフォに代表される排他制御を
行い、出力データを保証する必要がある。

だが、本事例の様なシステムにおいては、システムの違
いから排他制御をシステム中に構築することが困難であ
ることが知られている。そこで、この様ナシステムでは
ひとつのプロセッサユニットだけに入出力ユニットをア
クセスする権利を与え、他のプロセッサユニットはこの
プロセッサユニットを経由して入出力ユニットをアクセ
スするような方式を採用している。

以上の様なマルチプロセッサシステムでは、メモリユニ
ット５上に例えば、１ｇ７Ａ　、７Ｂ図に示す図 ような作業領域を作る。第７Ａ、７Ｂに示す名作へ 業領域の定義は次のとおりである。

１）プロセッサユニット３のデータ領域（第７Ａ図（イ
）　、　ＣＯ）参照） プロセッサユニット３が使用する入出力データを格納す
る領域である（入力、１ｌｆｌｌｌカデータ領域に分れ
る。） ２）プロセッサユニット４のデータ領域（第７Ｂ図（イ
）、（ロ）参照） プロセッサユニット４が使用する入出力データを格納す
る領域である。

３）入出力ユニット・・・出力要求領域（プロセッサユ
ニット３用：第７Ａ図（ノリ参照） ４）入出力ユニット・・・出力要求領域（プロセッサユ
ニット４用：第７Ｂ図（ハ）参照） 入出力ユニットに対するアクセスの要求を示す領域でプ
ロセッサユニットそれぞれにひとつずつある。

以上のような作業領域をもとにプロセッサユニット３に
搭載された入出力処理機能について、第８図全参照して
説明する。

１）　どのプロセッサユニットの出力要求かを判断する
（■参照）。

２）　自らの要求である場合（プロセッサユニット３の
要求）は、プロセッサユニット３のデータ領域から出力
データを取り出し、メモリユニットにシステムバスを用
いて出力データを渡す（■参照）。

３）　前項の出力データが完全に大田カニニットから出
力されたことを示すステータス信号線６ｔ−確認する（
■参照）。

４）　前項の確認において、出力が完了したと判断する
と、出力要求をクリアにして田力空き状態とする（■参
照）。

５）　他のプロセッサユニットの要求である場合（プロ
セッサユニット４の要求）は、６前記の２）〜４）と同
様の処理を行う（作業領域の構成も同じである。）（ル
ート人参照）。

６）　出力の処理が終了すると、入出力ユニットから上
がる入力データを取込み、プロセッサユニット３，４の
データ領域にそれぞれ入力データを格納する（■参照）
。

一方、プロセッサユニット４に搭載された入出力処理機
能につき、第９図を参照して説明する。

ｌ）　出力データの出力要求があるか否かを判断する（
■参照）。

２〕　出力要求がある場合には、出力要求領域（プロセ
ッサユニット４用）が空き状態か否か判断する（■参照
）。

３）　要求が空である場合には、出力データを該当する
データ領域に格納する。その後、出方要求領域（プロセ
ッサユニット４用）ニ使用中であることを示すデータを
セットする（■参照）。

４）　　Ｒ後に、該当するデータ領域より入力データを
格納する（■参照）。

さらに、入出力ユニットの入出力処理は第１０図に示す
ように、プロセッサユニット３から送られた出力データ
全出力しく■参照）、出力が完了するとステータス信号
線６ｆｊｒ使用し、プロセッサユニット３にデータ出力
されたことを通知する（■参照）。人出処理は、常にこ
れらの処理の後に行なわれる。

以上の様な作業領域と処理により、マルチプロセッサシ
ステムでひとつの入出力ユニツ）ｔ−共有して使うこと
が考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のシステムにおいては、異なったシステムが搭載さ
れた複数のプロセッサユニットから１つの入出力ユニッ
トをアクセスする場合、−船釣なセマフォに代表される
排他制御が、搭載されたシステムの違いから困難なため
、ひとつのプロセッサユニットにのみ入出力ユニットの
アクセス権を与え、他のプロセッサユニットはアクセス
権全もつプロセッサユニット経由で入出力ユニットヲア
クセスしなければならず、入出力ユニツｌｔ−アクセス
するプロセッサユニットの負荷が高くなる。

そのためプロセッサユニットが本来持つ処理に支障をき
たすことになり、さらにはシステム全体の性能が低下す
ると云う問題が生じる。

〔課題を解決するための手段〕

この問題を解決するために、全てのプロセッサユニット
が共有するメモリユニット上に、現在人１ｔ１７］ユニ
ツトをどのプロセッサユニットがアクセスしているかを
記憶する作業領域を設け、全てのプロセッサユニットは
この作業領域ｆｔ参照し、排他制御を行いながら入出力
ユニットをアクセスする一方、大田カニニットは現在ア
クセスを行っているプロセッサユニットに対してのみ、
出力の完了信号をステータス信号濤を用いて知らせる処
理を行うこととする。

〔作用〕

直接入出力ユニットをアクセス田来ないプロセッサユニ
ットも、アクセス権を持つプロセッサユニットと排他制
御を行いながら入出力ユニットをアクセスすることによ
り、入出力ユニットはメモリユニット上の作業領域を参
照し、現在アクセスしているプロセッサユニットに対し
てのみ出力のステータス信号を出力するので、どのプロ
セッサユニットからでも入出カニエツトを直接アクセス
することが可能となる。

〔実施例〕

第１図にこの発明の実施例を示す。同図に示すように、
このシステムはシステム六ス１と、該システムバス１上
にあってシステムバス上の他のユニットに対して読み書
きが可能なプロセッサユニット３，４と、システムバス
１にありそれ自体インテリジェンスを持った入出力ユニ
ット２と、システＡ／（ス１上にありプロセッサユニッ
ト３，４と入出力ユニット２から読み書き可能なメモリ
ユニット５と、入出力ユニットからの出力をプロセッサ
ユニット３，４に入力し入出力ユニットの出力データの
ｍカ完了を知らせるステータス信号線６とから構成され
る。

以上のような構成において、メモリユニット５上に第２
図で示すような作業領域を作る。

イ）アクセス権格納領域 現在入出力ユニット全アクセスしているプロセッサユニ
ットの情報が格納される。どのプロセッサユニットもア
クセスしていないときは空きとしてゼロ（”０″）を格
納する。

口）アクセス要求領域 プロセッサユニット４が入出力ユニットをアクセスした
い時、この領域に要求データ全格納する。要求のない場
合にはゼロ（”Ｏ”）が格納される。

以上のような作業領域をもとに、第３図に示すような入
出力処理機能をプロセッサユニット３に持たせる。

１）　プロセッサユニット４からの入出力ユニットアク
セス要求があるか、アクセス要求領域ｔ−参照する（■
参照）。

２）　１）のアクセス要求がある場合には、アクセス権
がプロセッサユニット３にあるかどうか、アクセス権格
納領域を参照する（■参照）。

１）のアクセス要求がない場合は、無処理とする。

３）　アクセス権がプロセッサユニット３にある場合、
又はアクセス権が空の場合は以下の処理を行う。

１）　アクセス権格納領域にプロセッサユニット３がア
クセスしていることを示すデータをセットする（■参照
）。

ｉｔ　）　　出力データをメモリユニットに送る（■参
照）。

１１１）　　ステータス信号線に入出力ユニットが出力
完了したという信号が上がって来るまで待つ（■参照）
。

ＩＶ　）　　出力が完了すると、入出力ユニットよりデ
ータを取り込む（■参照）。

■）　アクセス権格納領域をクリアして空き状態とする
（■参照）。

４）　アクセス権がプロセッサユニット４にある場合は
、無処理である。

第４図に示す入出力処理機能は、プロセッサユニット４
に搭載されている。

ｉ）　　アクセス権がプロセッサユニット４か、アクセ
ス権格納領域ｔ−Ｓ照する（■参照）。

２）　アクセス権がプロセッサユニット４の場合、また
はアクセス権が空きの場合は、以下の処理を行う。

１）　アクセス権格納領域にプロセッサユニット４がア
クセスしていることを示すデータをセットする（■参Ｗ
Ａ）。

１１）　　出力データをメモリユニットに送る（■Ｓ照
）。

１１１）　　ステータス信号線に入出力ユニットが出力
完了したという信号が上がって来るまで待つ（■参照）
。

ｉＶ　）　　出力が完了すると入出力ユニットよりデー
タを取り込む（■参照）。

■）　アクセス権格納領域をクリアして空き状態とする
（■参照）。ざらにアクセス要求領域をクリアする（■
参照）。

３）　アクセス権がプロセッサユニット３の場合は以下
の処理を行う。

ｌ）　アクセス要求領域にアクセス要求を示すデータを
格納する（■参照）。

＋＋　）　　アクセス権が空き状態になるまで待つ（■
参照）。

１１１）　　一定時間待っても空き状態にならない場合
は、アクセス要求をクリアして異常処理を行う（［相］
、＠Ｓ照）。

Ｉｖ　）　　アクセス権が空き状態となったら先の２）
項で示した処ｔｍを行う。

第５図に示す人出力処堀ｌ１ＩＡ＃Ｍは、入出力ユニッ
トに搭載されている。

１）　　プロセッサユニットからメモリユニットヘヘ・ ２）　出力データがある場合には、出方データをｌ）プ
ロセッサユニット３の場合 ＋１　）プロセッサユニット４の場合 以上の様な作業領域と入出力処理機能をプロセッサユニ
ット３，４及び入出力ユニットに持たせ、これら入出力
処理を各ユニット上で独立に動作させる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、メモリユニット上に作業領域ｔ−設
けると＼もに各プロセッサユニットに対し作業領域を参
照しながら排他制御を行う機能をもたせ、ざらに入出力
ユニットも作業領域ｆｔＩＩＡ照しながらプロセッサユ
ニットに対して応答処理を行うようにしたので、おのお
ののプロセッサユニットが個別に入出力ユニットｔアク
セスすることが可能となる。その結果、入出力ユニット
のアクセスのたびに特定のプロセッサユニットの負荷が
高くなることがなくなり、それぞれのプロセッサユニッ
トに負荷が分散され、マルチプロセッサシステム全体の
性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
この発明におけるメモリユニット上の作業領域を示す概
要図、第３図は第１図に示すプロセッサユニット３によ
る入出力処理を説明するためのフロー図、第４図は同じ
くプロセッサユニット４による入出力処理を説明するた
めのフロー図、第５図は同じく入出力ユニットによる入
出力処理を説明するためのフロー図、第６図はマルチプ
ロセッサシステムの従来例を示すブロック図、第７Ａ図
および第７Ｂ図は第６図におけるメモリユニットの作業
領域を示す概要図、第８図は第６図に示スプロセッサユ
ニット３による入出力処理を説明するためのフロー図、
第９図は同じくプロセッサユニット４による入出力処理
を説明するためのフロー図、第１０図は同じく入出力ユ
ニットによる入出力処理を説明するためのフロー図であ
る。 符号説明 １・・・・・・システムバス、２・・・・・・入出力ユ
ニット、３．４・・・・・・プロセッサユニット、５・
・・・・・メモリユニット、６・・・・・・ステータス
信号線。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　　清 １１図 第３　図 耳　２　図 ［＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝］　　　アクセス趨賂納刊口龜
ｏ：’ｕ：４ １　：　アＯセ、、°ワ゛１’：１１．ト３アクセス中
２：　フ・ロセ、、？７ユ：、アト４アクセス中［＝＝
＝＝＝＝＝＝＝＝コ　　アクセス魯ボ↑ＱＩ岨０　：ｅ
堰戸し １　：）ロセ１．ワユニ、７ト４アクセス＠圭゛Ｉｘ４ 図 嬉６ ■ （イン （ロ） （イ） （ロ） （ハ） （ｌ＼） 図 ＩＥｓ　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入出力ユニットとメモリユニットと複数のプロセッサユ
   ニットとを互いにバス上に並設してなるマルチプロセッ
   サシステムにおいて、 各プロセッサユニットと入出力ユニットとをステータス
   信号線を介してそれぞれ接続するとゝもに、入出力ユニ
   ットに対するアクセス権をいずれのプロセッサユニット
   に与えるかを記憶する作業領域を前記メモリユニット内
   に設け、各プロセッサユニットは前記作業領域を参照し
   て自分にアクセス権があるときのみ直接入出力ユニット
   をアクセスする処理を行なう一方、入出力ユニットは前
   記作業領域を参照して現在アクセス権をもつプロセッサ
   ユニットにだけ入出力の状態を前記ステータス信号線を
   介して通知する処理を行うことにより、入出力ユニット
   をいずれのプロセッサユニットからも直接アクセス可能
   にしてなることを特徴とするマルチプロセッサシステム
   。