JPH02213976A - 多重処理コンピユータ及びプロセツサ間通信方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、データ処理の分野に関し、より詳しくは、効
率的なプロセッサ間通信機構を備えた多重処理コンピュ
ータ・システムに関する。

Ｂ、従来の技術 多重処理システムでは、通常、あるプロセッサが別のプ
ロセッサと通信できるようにする何らかの機構が存在す
る。通常、あるプロセッサが、別のプロセッサにメツセ
ージを送ろうとする場合、メツセージとプロセッサ間通
信用アドレス・ポインタを入れる。このメツセージ伝送
を行なうには、送信側プロセッサと受信側プロセッサが
主記憶装置にアクセスしなければならない。これは、主
記憶装置及びその関連回路にとって負担となり、主記憶
装置への他のアクセスを遅延させ、全体的システム性能
を低下させる。

従来のプロセッサ間通信の手法に伴うもうひとつの問題
は、全メツセージが主記憶、装置を通過しなければなら
ない場合、サービス・プロセッサなど特殊なタイプのプ
ロセッサとの通信が難しいこトチする。サービス・プロ
セッサは、種々の診断動作、保守動作、誤り回復動作を
行ない、通常。

７ステム全体を静止させないと、主記憶装置に書き込む
ことができない。したがって、サービス・プロセッサは
、システム全体をダウンさせずにメツセージを別のプロ
セッサに送ることができず、そのため、サービス・プロ
セッサが誤り回復動作を実行する能力が制限される。

多重処理通信を改善しようとする従来の試みは、複雑で
、非効率的であり、構造化され、硬化していて、往々に
して、全プロセッサに同じサイクル時間を持たせ、同期
したクロック・パルスから外れて動作させることを必要
とした。さらに、これら従来の試みは、プロセッサ間メ
ツセージの安全保護と保全性に充分に対処したものでは
なかった。

Ｃ９発明の概要及び解決すべき課題 本発明の主目的は、効率的なプロセッサ間通信機構をも
つ多重処理システムを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、主記憶装置の使用を必要と
しないプロセッサ間通信機構をもつ多重処理システムを
提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、様々なグループのプロセッ
サが使用するのに充分な柔軟さをもつプロセッサ間通信
機構をもつ多重処理システムを提供することにある。

上記およびその他の目的は、本明細書で開示するプロセ
ッサ間通信機構をもつ多重処理システムによって達成さ
れる。

本発明の多重処理システムでは、複数のプロセッサがプ
ロセッサ間通信機構に接続されている。プロセッサ間通
信機構は、調停回路、メールボックス回路、プロセッサ
割込み回路を有する。本発明のプロセッサ間通信機構は
、集中式であり、主記憶装置の使用を必要としない。こ
のため、プロセッサは互いに迅速かつ効率的に通信し合
うことができる。調停回路は、複数プロセッサによるプ
ロセッサ間通信機構の同時アクセスを防止し、プロセッ
サから送られたコマンドを復号し、それらのコマンドを
、コマンドに応じて、プロセッサ割込み回路またはメー
ルボックス回路に経路指定する。本発明のメールボック
ス回路は、メツセージを送信側プロセッサから受は取り
、それを所定の受信側プロセッサに安全かつ確実に送る
。ブロセーｌす割込み回路は、プロセッサ開割込みの処
理により、プロセッサ間通信処理を容易にする。

メールボックス回路は、複数のメールボックス項目を有
するメールボックス・アレイを含んでいる。各メールボ
ックス項目は、メッセージ・フィールドとロック・フィ
ールドを含み、各ロック・フィールドは、ロック・ビッ
トとロックＩＤを含んでいる。各プロセッサは、メール
ボックス項目の一部を、それ自体の使用のため留保して
いる。

多重処理システムの各プロセッサは、１個または複数の
コマンドを介して、本発明のプロセッサ間通信機構と通
信する。

本発明のプロセッサ間通信機構は、サービス・プロセッ
サが直接アクセスでき、したがってサービス・プロセッ
サは、システム全体を静止させずに、システムの他のプ
ロセッサと通信できる。

Ｄ、実施例 第１図は、本発明の多重処理システムの構成図である。

プロセッサ１０は、通信バス４１を介してプロセッサ間
通信機構５０に接続され、バス４６を介して主記憶装置
４０に接続されている。プロセッサ２０は、通信バス４
２を介してプロセッサ間通信機構５０に接続され、バス
４７を介して主記憶装置４０に接続されている。サービ
ス・プロセッサ３０は、通信バス４３を介してプロセッ
サ間通信機構５０に接続されている。

好ましい実施例では、プロセッサ１０は、入出力処理装
置（ＩＯＰＵ）であり、プロセッサ２０は命令処理装置
（ＩＰＵ）であるが、これらのプロセッサは他の機能を
有することもでき、それも、本発明の範囲に含まれる。

サービス・プロセッサ３０は、種々の診断手順、保守手
順、誤り回復手順を実行するもので、とりわけ、初期プ
ログラム・ロードを開始し、汎用レジスタを変更及び表
示し、プログラム状況ワードを変更および表示すること
ができる。線４１ないし４７は、すべて直接接続バスと
して示しであるが、他のどのような種類の通信経路も使
用できる。

プロセッサ１０と２０の間の割込みは、プロセッサ間通
信機構５０のプロセッサ割込み回路８０により、プロセ
ッサ割込みレジスタ１１及び２１を用いて処理されるが
、それについては後でより詳しく考察する。サービス・
プロセッサ３０は特殊な性質をもつため、サービス・プ
ロセッサ３０とシステムの他のどのプロセッサとの間で
の割込みも、通常、プロセッサ間通信機構５０のプロセ
ッサ割込み回路８０によって処理されない。その代り、
サービス・プロセッサ３０とシステムの他のどのプロセ
ッサとの間での割込みも、通常、サービス・プロセッサ
割込みレジスタ１２及び２２と保守インターフェース３
２によって処理される。

好ましい実施例では、サービス・プロセッサ割込みレジ
スタ１２および２２は、以下の第１表に示すように、４
種の異なる割込み条件を記憶しておくことが可能である
。

第１表 プロセッサ／サービス・プロセッサ割込み条件プロセッ
サ／サービス・プロセッサ割込み要求サービス・プロセ
ッサ／プロセッサ割込み応答サービス・プロセッサ／プ
ロセッサ割込み要求プロセッサ／サービス・プロセッサ
割込み応答サービス・プロセッサ３０は、保守インター
フェース３２からバス４４およびシステム保守ハードウ
ェア・インターフェース３３を介してサービス・プロセ
ッサ割込みレジスタ１２に送られるサービス・プロセッ
サ／プロセッサ割込み要求により、プロセッサ１０に割
り込む。好ましい実施例では、システム保守ハードウェ
ア・インターフェース３３を用いると、サービス・プロ
セッサ３０ｔ−多１処理システムの残りの部分に直接接
続することが可能となる。次いで、サービス・プロセッ
サ３０は、サービス・プロセッサ割込みレジスタ１２か
らバス４４を介して保守インターフェース３２に送られ
る、プロセッサ／サービス・プロセッサ割込み応答を待
つ。サービス・プロセッサ３ｏも、同様にしてプロセッ
サ２０に割り込むが、バス４５を介し、サービス・プロ
セッサの割込みレジスタ２２を用いて行なう。

プロセッサ１０は、サービス・プロセッサ割込みレジス
タ１２からバス４４を介して保守インターフェース３２
に送られるプロセッサ／サービス・プロセッサ割込み要
求により、サービス・プロセッサ３０に割り込む。次い
で、プロセッサ１ｏは、保守インターフェース３２から
バス４４を介シテサービス・プロセッサ割込みレジスタ
１２に送られるサービス・プロセッサ／プロセッサ割込
み応答ヲ待つ。プロセッサ２０も、同様にしてサービス
・プロセッサ３０に割り込むが、バス４５を介し、サー
ビス・プロセッサの割込みレジスタ２２を用いて行なう
。

好ましい実施例では、サービス・プロセッサ３０が単一
コマンドで全システム・プロセッサに割込みを送ろうと
するなど特殊な場合に、サービス・プロセッサ３０から
システムの他のどのプロセッサへの割込みも、プロセッ
サ間通信機構５０のプロセッサ割込み回路８０によって
実行できる。全プロセッサに割り込めるという能力は、
プロセッサ割込み回路８０の独得の能力であって、後で
より詳しく説明する。

！！旦亘 再び第１図を参照すると、プロセッサ間通信機構５０は
、調停回路６０、プロセッサ割込み回路８０、メールボ
ックス回路１００を含んでいる。

通信バス４１ないし４３が、調停回路６０に入力を供給
する。調停回路６０は、プロセッサ割込み回路８０およ
びメールボックス回路１００に接続されている。

第２図は、本発明のプロセッサ間通信機構５０のより詳
細な構成図である。調停回路６０は、複数のプロセッサ
によるプロセッサ間通信機構６０の同時アクセスを防止
する。調停回路６０はまた、プロセッサからのコマンド
を復号して、そのコマンドに応じて、それをプロセッサ
割込み回路８０またはメールボックス回路１００に経路
を指定する。

調停回路８０は、保持レジスタ８１−６３、アービタ６
４、マルチプレクサ６５、コマンド復号器６６から構成
されている。

プロセッサ１０は、多重処理システム内で、プロセッサ
２０と通信しようとする場合、情報を通信バス４１を介
して保持レジスタ６１に送る。情報は、コマンド、アド
レス、さらに任意選択で、メツセージやロック・データ
や割込みデータなどのデータを含んでいる。保持レジス
タ６１が情報を含んでいる場合、要求信号が要求線７１
を介してアービタ６４に渡され、情報がデータ線７４を
介してマルチプレクサ６５の入力端に提示される。

アービタ６４は、データ線７４上の情報を取ってこれを
コマンド復号器６６に供給するようにマルチプレクサ６
５に指令する制御信号を、制御線７７を介してマルチプ
レクサ６５に送る。コマンド復号器６８は、そのコマン
ドを復号し、これを、プロセッサ割込み回路８０または
メールボックス回路１００に送る。

好ましい実施例では、各コマンドは５ビツトから構成さ
れ、したがって２”５＝３２種のコマンドが可能である
。コマンド復号器は、各５ビツト・コマンドごとに別々
のｗｉｎｔｅｒｓ式を生成することにより、各コマンド
を復号する。ｍｉｎｔｅｒｍ式とは、ＡＮＤすると論理
的に真となる可能性のあるすべての項の１つを形成する
最小の１組のビットである。この復号動作は、周知のデ
ィジタル論理設計技法を用いて配列された単純な論理回
路によって実行できる。この回路の実際の設計は、設計
者が選択するコマンドのコーディングに応じて変わる。

この論理回路は、各有効コマンドごとに１本ずつのコマ
ンド復号線を有する。ある復号線が活動状態になるのは
、そのコマンド復号線に関連するコマンドを回路が受は
取ったときである。

可能な３２種のコマンドのうち、１０種が有効である、
すなわち復号器によって認識され、残りは将来の利用の
ために留保されている。無効コマシトは、誤り信号を立
ち上げる。復号器は、適当な機構によって利用されるｍ
ｉｎｔｅｒｍ式（信号）を送出する。プロセッサ割込み
コマンドは、プロセッサ割込み回路８０に送られ、他の
すべてのコマンドは、メールボックス回路１００に送ら
れる。

これらのコマンドについては、後でより詳しく検討する
。

第３図は、好ましい実施例のアービタ６４を、より詳細
に示す。保持レジスタ６１からの要求線７１上に信号が
存在する場合、コマンド線７７が活動化されて、マルチ
プレクサ６５に、データ線７４上の情報を取り、それを
コマンド復号器６６に供給するように指令する。これは
、要求線７２または７３あるいはその両方に信号が同時
に送られた場合にも実行される。したがって、プロセッ
サ１０には常に、アービタ６４においてプロセッサ２０
および３０よりも高い優先順位が与えられる。

保持レジスタＣ２からの要求線７２上には信号が存在す
るが、要求線７１上には信号がない場合は、コマンド線
７８が活動化され”Ｃ，マルチプレクサ８５に、データ
線７５上の情報を取って、それをコマンド復号器６６に
供給するように指令する。これは、要求線７３上に信号
が同時に送られた場合にも実行される。したがって、プ
ロセッサ２０には常に、アービタ６４においてプロセッ
サ１０よりは高くないが、プロセッサ３０よりは高い優
先順位が与えられる。

保持レジスタ６３からの要求線７３上には信号が存在す
るが、要求線７１または７２上には信号がない場合、コ
マンド線７９が活動化されて、マルチプレクサ６５に、
データ線７６上の情報を取って、それをコマンド復号器
６６に供給するように指令する。これは、要求線７１ま
たは７２上に同時に送られた信号がない場合にだけ実行
される。

特定の応用例で、プロセッサに与えられた優先順位を変
更したい場合には、線７１−７３及び７７−７９を入れ
かえることにより、アービタ６４を容易に修正できる。

アービタ６４はまた、より複雑な優先順位方式を処理す
るように修正するごともできる。

メールボックス回路 再び第２図を参照すると、メールボックス回路１００は
、メツセージを送信側プロセッサから受は取り、これを
所期の受信側プロセッサに安全かつ確実に供給する。メ
ールボックス回路１００は、メールボックス・アレイ１
０５、メツセージ出力レジスタ１６０、ロック出力レジ
スタ１８１から構成されている。メールボックス・アレ
イ１０５は、メールボックス部分１１０．１２０．１３
０を含んでいる。メールボックス部分１１０．１２０．
１３０は、後で詳細に説明するように、それぞれ、プロ
セッサ１０．２０．３０で使用するように確保されてい
る。各メールボックス部分は、１個または複数のメール
ボックス項目を含んでいる。各メールボックス項目は、
メッセージ・フィールド１４０及びロック・フィールド
１５０を含んでいる。

メールボックス項目を、第４図により詳しく示す。好ま
しい実施例では、メッセージ・フィールド１４０は、８
バイトのデータから構成されているが、このフィールド
はより小さくてもより大きくてもよく、それらも本発明
の範囲内に含まれる。

通常、この８バイトのデータは、あるプロセッサから別
のプロセッサへのメツセージである。ただし、タスク制
御ブロックを用いるプロセッザ相互間の非同期通信など
の場合には、後でより詳細に説明するように、メッセー
ジ・フィールド１４０は、メッセージ・フィールド・セ
グメント１４１とメッセージ・フィールド・セグメント
１４２に分割される。この場合、セグメント１４１は、
主記憶装置４０内にあるタスク制御ブロックの開始アド
レスを含んでいる。セグメント１４２は、タスク制御ブ
ロックの終了アドレスを含んでいる。

ロック・フィールド１５０は、ロック・ビット１５１お
よびロックＩＤ１５２を含んでいる。好ましい実施例で
は、関連するメールボックス項目がプロセッサによって
使用されていない場合、ロック・ビット１５１はＯであ
る。メールボックス項目が使用中の場合は、ロック・ビ
ット１５１は１であり、ロックＩＤフィールド１５２は
そのメールボックス項目を使用しているプロセッサの識
別標識を含んでいる。

再び第２図を参照すると、プロセッサ割込み回路８０は
、プロセッサ開割込みを処理することにより、プロセッ
サ間通信処理を容易にする。プロセッサ割込み回路８０
は、保持レジスタ８１−８３、アービタ８４、マルチプ
レクサ８５、出力レジスタ８７−８８から構成されてい
る。アービタ８４は、前に考察し、第３図により詳細に
示したアービタ６４とほぼ同じである。

コマンド復号器６６は、プロセッサ割込みコマンドを復
号すると、そのコマンドをプロセッサ割込み回路８０に
送る。プロセッサ割込み回路８０は、調停回路６０とほ
ぼ同様であることに留意されたい。そうなっているのは
、プロセッサ割込みコマンドは、メールボックス回路１
００に送られる他のコマンドよりも実行に長くかかるこ
とがあるので、プロセッサ割込みコマンド用に余分の保
持域を設けるためである。

好ましい実施例では、コマンド復号器６６は４つのクロ
ック・サイクルＴｏ、ＴＩ、Ｔ２、Ｔ３を用いて、コマ
ンドを復号し実行する。Ｔｏで、コマンドがコマンド復
号器６６によって復号され、１本のコマンド復号線が活
動状態になる。これ以後、制御信号の厳密な順序は、実
行されるコマンドに応じて変わる。たとえば、ＲＥＡＤ
　　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドが復号されると、メールボ
ックス項目のアドレスがメールボックス・アレイ１０５
にゲートされる。アレイはアドレスされた位置にアクセ
スし、メツセージが出力レジスタ１θ０に送られ、そこ
から要求側プロセッサに戻される。

これらの段階が、クロック・サイクルＴ　１−７３で実
行される。

コマンド復号線を使って、Ｔクロックを制御論理回路を
通ってゲートさせ、どの動作をいつ行なうのか決定する
。たとえば、ＰＲＯＣＥＳＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴコ
マンドが復号されると、このコマンドはＴ２信号を適切
な保持レジスタ（８１，８２，８３）にゲートして、ア
ドレスおよびデータをラッチする。ある種の動作は複数
のコマンドによって実行され、したがって、数本のコマ
ンド復号線をＯＲＩ、て、Ｔクロックをゲートすること
が可能である。たとえば、数個のコマンドが、メールボ
ックス項目のロック・フィールドを読み取らせる。これ
らのコマンドが結合されて、ロック・フィールドを読み
取り、出力データを出力レジスタ１６１中にラッチする
。

プロセッサ間通信を容易にするために多重処理システム
のプロセッサが使用できるコマンドを、下記の第２表に
示す。

第２表 メールボックス回路コマンド ＷＲＩＴＥ　　ＭＥＳＳＡＧＥ ＲＥＡＤ　　ＭＥＳＳＡＧＥ ＲＥＡＤ　　ＬＯＣＫ ＷＲＩＴＥ　　ＬＯＣＲ ＴＥＳＴ　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　ＬＯＣＫＲＥＳＥＴ
　　　ＬＯＣＫ ＴＥＳＴ　　ＡＮＤ　　　ＳＥＴ　　　ＬＯＣＫ　　Ａ
ＮＤＲＥＡＤ　　　ＭＥＳＳＡＧＥ ＲＥＳＥＴ　　　ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ　　ＷＲＩＴＥＭ
ＥＳＳＡＧＥ ＴＥＳＴ　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ
ＷＲＩＴＥ　　　ＭＥＳＳＡＧＥ ＰＲＯＣＥＳＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴＷＲＩＴＥ　　
ＭＥＳＳＡＧＥ（メツセージ書込み）コマンドは、メツ
セージをシステム内の別のプロセッサに送ろうとするプ
ロセッサが使用する。

このコマンドは、別のプロセッサに送るメツセージを含
んでいる。好ましい実施例では、このコマンドは最大８
ビツト長まで可能であるが、この長さは異なる値でもよ
く、それも本発明の範囲に含まレル。ＷＲＩＴＥ　　Ｍ
ＥＳＳＡＧＥ＝＋ｖンｐも、メールボックス・アレイ１
０５中のメールボックス項目のアドレスを含んでいる。

このメールボックス項目は、メツセージ・アレイの、そ
のメツセージの送り先のプロセッサ用に確保されている
部分にある。このコマンドをコマンド復号器６６が受は
取ると、メツセージは、アドレスされているメールボッ
クス項目のメッセージ・フィールド１４０に入れられる
。

ＲＥＡＤ　　ＭＥＳＳＡＧＥ（メツセージ読取り）コマ
ンドは、別のプロセッサによってメールボックス項目の
１つに入れられたメツセージを読み取ろうとするプロセ
ッサが使用する。このコマンドは、プロセッサが読み取
ろうとするメツセージを有する、メールボックス項目の
アドレスを含んでいる。このコマンドをコマンド復号器
６６が受は取ると、メツセージが、アドレスされている
メールボックス項目から検索されて、メツセージ出力レ
ジスタ１６０に入れられ、そこからメツセージは、戻り
線４９を介してコマンドを出したプロセッサに送られる
。

ロック−コマンド ＲＥＡＤ　　ＬＯＣＫ　（ロック読取り）コマンドは、
メールボックス項目のロック・フィールドに含まれてい
るデータを読み取ろうとするプロセッサが使用する。こ
のコマンドは、プロセッサが読み取ろうとするロック・
フィールドに対応する、メールボックス項目のロック・
フィールドを含んでいる。このコマンドをコマンド復号
器６６が受は取ると、アドレスされたメールボックス項
目のロック・フィールド１５０に含まれているデータが
、アドレスされたメールボックス項目から検索され、ロ
ック出力レジスタ１θ１に入れられ、そこから、戻り線
４９を介して、コマンドを出したプロセッサに送られる
。

ＷＲＩＴＥ　　ＬＯＣＫ（ロック書込み）コマンドは、
メールボックス項目のロック・フィールドにデータを書
き込もうとするプロセッサが、使用スル。このコマンド
は、プロセッサが書き込もうとするデータを、プロセッ
サが書き込もうとするロック・フィールドに対応するメ
ールボックス項目のアドレスと共に含んでいる。このコ
マンドをコマンド復号器６６が受は取ると、データが、
ロック・フィールド１５０中のアドレスされたメールボ
ックス項目に入れられる。

電源投入時など、アレイ内にパリティが不良のデータが
存在する場合に、このコマンドを使ってアレイを初期設
定することができる。

ＴＥＳＴ　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　ＬＯＣＫ（ロック・
テスト／セット）コマンドは、メールボックス項目のロ
ック・フィールドを検査して、メールボックス項目が使
用中かどうかを調べて、使用中でなければ、データをロ
ック・フィールドに書き込もうとするプロセッサが使用
する。このコマンドは、プロセッサが書き込もうとする
データを、プロセッサが書き込もうとするロック・フィ
ールドに対応するメールボックス項目のアドレスと共に
含んでいる。このコマンドをコマンド復号器６６が受は
取ると、アドレスされているロック中フィールドの最上
位ビットが検査される。ロック・フィールドの最上位ビ
ットがＯで、メールボックス項目が使用されていないこ
とを示す場合には、プロセッサからのデータが、指定さ
れたメールボックス項目のロック・フィールドに書き込
まれる。好ましい実施例では、このデータは、その要求
を行なっているプロセッサの識別標識となる。このデー
タをロック・フィールドに挿入（シ、さらに最上位ビッ
トを１に設定）することにより、プロセッサは、このメ
ールボックス項目を使用中であることを指示する。ロッ
ク・フィールドの最上位ビットが１の場合には、書込み
は行なわれない。どちらの場合でも、コマンドを受は取
る前にロック・フィールドに含まれていたデータがロッ
ク出力レジスタ１６１に入れられ、そこから戻り線４９
を介して、そのコマンドを出したプロセッサに送られる
。

ＲＥＳＥＴ　　ＬＯＣＫ（ロック・リセット）コマンド
は、メールボックス項目をもはや使用していないことを
指示しようとするプロセッサが、使用する。このコマン
ドは、もはや必要としないメールボックス項目のアドレ
スを含んでいる。このコマンドをコマンド復号器６６が
受は取ると、アトレースされたメールボックス項目に対
応するロック・フィールドの最上位ビットがＯにリセッ
トされて、メールボックス項目が使用されていないこと
を示す。このビットが既に０になっていた場合でも、エ
ラー・フラグは立たない。規約により、プロセッサは、
このコマンドを、使用中のメールボックス項目にのみ使
用する。

組合せコマンド これらのコマンドの使用効率を上げるため、上記に示し
たコマンドから構成される組合せコマンドを多重処理シ
ステムのプロセッサが使用して、プロセッサ間通信を容
易にすることができる。

ＴＥＳＴ　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ
ＲＥＡＤ　　ＭＥＳＳＡＧＥ（ロック・テスト／セット
およびメツセージ読取り）コマンドは、上記のＴＥＳＴ
　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　ＬＯＣＫコマンドとＲＥＡＤ
　　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドの両方を使用しようとする
プロセッサが使用する。

ＲＥＳＥＴ　　ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ　　ＷＲＩＴＥＭＥ
ＳＳＡＧＥ　（ロック・リセットおよびメツセージ書込
み）コマンドは、上記のＲＥＳＥＴ　　ＬＯＣＫコマン
ドとＷＲＩＴＥ　　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドの両方を使
用しようとするプロセッサが使用する。

ＴＥＳＴ　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ
ＷＲＩＴＥ　　ＭＥＳＳＡＧＥ（ロック・テスト／セッ
トおよびメツセージ書込み）コマンドは、上記のＴＥＳ
Ｔ　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　ＬＯＣＫコマンドとＷＲＩ
ＴＥ　　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドの両方を使用しようと
するプロセッサが使用する。ロック書込みもメツセージ
書込みも、ロック・フィールドが、メールボックス項目
が使用中であることを指示している場合には、行なわれ
ない。

プロセッサ割込み回路コマンド ＰＲＣＥＳＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴ（プロセッサ割込
み）コマンドは、それ自体の割込みも含めて、プロセッ
サ割込みをセットまたはリセットしようとするプロセッ
サが使用する。このコマンドは、目的とするプロセッサ
のアドレスと、プロセッサ割込みをセットまたはリセッ
トする１バイトの割込みデータとを含んでいる。好まし
い実施例では、このアドレスは、より多くの機能と柔軟
性をもたらすようにコーディングされている。

コーディングを用いて、アドレス−フィールドを圧縮し
て、個々のプロセッサまたはプロセッサ・グループにア
ドレスするのに充分なアドレスがもたらされるようにす
る。たとえば、アドレス１０００はプロセッサ１０、ア
ドレス１００１はプロセッサ２０である。アドレス１１
１１は、プロセッサ１０もプロセッサ２０を含む「全プ
ロセッサ」に対するアドレスである。このような「同報
通信」アドレスを使用する際、プロセッサ割込み回路８
０は、データ・バイトをそのグループの全プロセッサに
送らなければならず、全部が応答し終わるまで待つ。

たとえば、プロセッサ１０が、１バイトの割込みデータ
をプロセッサ２０に送ろうとする場合、プロセッサ割込
みコマンドを、アドレス「１００１」と共に保持レジス
タ８１に送る。調停回路６０は、コマンド復号器６６に
コマンドを提示し、復号器６６はコマンドを復号して、
そのコマンドと割込みデータ・バイトを、プロセッサ割
込み回路８０内の保持レジスタ８１に送る。調停回路８
０は、すでに考察した調停回路６０と同様に動作し、最
終的には、割込みバイトをプロセッサ２０専用の出力レ
ジスタ８８に入れる。次いで、割込みバイトは戻り線４
９を介して、プロセッサ２０に送り戻される。

サービス・プロセッサ３０は、前に考察したように、サ
ービス・プロセッサ・インターフェース１２および２２
を介してプロセッサ１０および２０との間に専用の割込
み機構を有し、プロセッサ割込み回路８０からはアドレ
スできない。ただし、サービス・プロセッサ３０は、プ
ロセッサ割込みコマンドを出すことができ、単一コマン
ドによって全システムに割込みを送ろうとする場゛合な
ど特殊な場合にそうする。

第１図ではプロセッサ１０およびプロセッサ２０だけが
、プロセッサ割込み回路８０からアドレス可能なものと
して示しであるが、入出カプロセッサ、命令プロセッサ
、あるいは他の種類のプロセッサなど、いくつかの追加
プロセッサを多重処理システムに含めることができ、プ
ロセッサ割込み回路８０によってそれらにアドレスでき
る。特定のどのプロセッサも、望むなら、複数のグルー
プに割り当てることができる。たとえば、「全プロセッ
サ」を包含するグループが実施でき、別のグループは「
全入出カプロセッサ」にすることができる。

この例では、各入出カプロセッサは両方のグループに含
まれる。追加のプロセッサを加える場合には、対応する
追加の保持レジスタと出力レジスタを追加し、アービタ
６４および８４を、当業者にとって既知の方式で僅かに
修正する。

皇立皇■ 上記コマンドが本発明の多重処理システムでどのように
使用できるか、次に数例について考察する。

プロセッサ１０／プロセッサ２０　期 この例は、本発明を使って、どのようにすれば、プロセ
ッサ１０に同期的にメツセージをプロセッサ２０に送ら
せ、プロセッサ２０にその同期メツセージに応答させ、
プロセッサ１０にプロセッサ２０からの応答を待たせる
ことができるかを示すものである。プロセッサ１０は、
ＴＥＳＴ　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ
　　ＷＲＩＴＥ　　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドを、プロセ
ッサ２０との同期通信用に確保されているメールボック
ス部分１２０中のメールボックス項目のアドレスに出し
、ロックが得られたかどうかを検査する。ロックが得ら
れた場合、メールボックス項目に書き込まれたデータは
メツセージ情報を含み、ロック・フィールドはプロセッ
サ１０のロックＩＤを含んでいる。

ロックが得られなかった場合は、プロセッサ１０は、メ
ールボックス項目のロックが解除されるのを待たなけれ
ばならない。さらに、ロック・ビットが、メールボック
ス項目が使用中であることを示すＯに設定されて、プロ
セッサ１０がロックを解除するまで、他の全プロセッサ
がプロセッサ２０との同期通信を使用するのを防止する
。

次に、プロセッサ１０は、処理を待っている同期メツセ
ージがメールボックス中にあることを示す割込みを、プ
ロセッサ２０に送る。プロセッサ１０は、ＰＲＯＣＥＳ
ＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴコマンドを用いて、プロセッ
サ２０中で同期割込みビットを設定する。プロセッサ２
０は、すぐにその割込みを検出し、メールボックス中で
メツセージが待っていることに気付く。次いで、プロセ
ッサ２０が、ＲＥＡＤ　　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドを使
ってメツセージを得る。次に、プロセッサ２０は、ＰＲ
ＯＣＥＳＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴコマンドを用いて、
処理中の割込みをリセットする。プロセッサ２０は、そ
の資源をこのメツセージの処理専用とし、ＷＲＩＴＥ　
　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドを使って、プロセッサ１０に
同期応答するために確保されているメールボックス・ア
レイ部分１１０内にある、メールボックス・アレイのメ
ールボックス項目のアドレスに、メツセージ応答を入れ
戻す。メツセージ処理が完了したので、プロセッサ２０
は、ＰＲＯＣＥＳＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴコマンドを
使ってプロセッサ１０中で応答割込みビットをセットし
てそのことを示す。

プロセッサ２０は、メツセージ処理を完了したので、別
のタスクに進むことができる。

その間、に、プロセッサ１０は、プロセッサ２０がメツ
セージ処理を完了していて、応答がメールボックス・ア
レイ中にあることを知らせる、応答割込みビットを検出
する。プロセッサ１０は、ＲＥＡＤ　　ＭＥＳＳＡＧＥ
コマンド、次いでＲＥＳＥＴ　　ＬＯＣＫコマンドを実
行することにより、その応答を得る。メツセージ応答が
、必要に応じて解析され、処理が完了する。プロセッサ
２０用の同期通信資源が、再度どのプロセッサにも利用
可能となる。

この例は、いくつかのメールボックス・コマンドおよび
プロセッサ割込みコマンドを使って、メツセージおよび
メツセージ応答を複数プロセッサ中で処理するものであ
る。両方向に通信を行なうために、主記憶装置にアクセ
スする必要はなり、シたがって大きな性能上の利点が得
られる。

プロセッサ１０　プロセッサ２０ 非同期通信は、各プロセッサが非同期通信を受は取るご
とに、主記憶装置４０に記憶されたタスク制御ブロック
のリストを定義することによって行なわれる。メールボ
ックス項目のメッセージ・フィールド１４０に８バイト
・メツセージ（第４図）を入れる代わりに、タスク制御
ブロックの見出し情報を使用する。具体的に言うと、メ
ッセージ・フィールド・セグメント１４１は、主記憶装
置４０中のタスク制御ブロックの開始アドレスを含み、
メッセージ・フィールド１４２はタスク制御ブロックの
終了アドレスを含んでいる。

プロセッサ１０がプロセッサ２０で非同期的に実行する
必要のあるタスクを見つけると、そのタスクが主記憶装
置４０中のタスク制御ブロックに入れられる。次いで、
プロセッサ１０は、ＴＥＳＴ　　ＡＮＤ　　ＳＥＴ　　
ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ　　ＲＥＡＤ　　ＭＥＳＳＡＧＥコ
マンドを、プロセッサ２０との非同期通信用に確保され
ているメールボックス項目のアドレスに出す。次いで、
プロセッサ１０は、ロックが得られているかどうか検査
し、そうである場合には、その見出しデータを使用する
。

次に、プロセッサ１０は、タスク制御ブロックをプロセ
ッサ２０のリスト上に待ち行列として入れ、ＰＲＯＣＥ
ＳＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴコマンドを使って、この待
ち行列化がリスト上の最初の項目かどうかをプロセッサ
２０に知らせる。これが最初の項目でない場合は、規約
により、割込みは既に設定済みである。次いで、リスト
見出しがメールボックス項目中で更新され、ロックがＲ
ＥＳＥＴ　　ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ　　ＷＲＩＴＥ　　Ｍ
ＥＳＳＡＧＥコマンドでリセットされる。これで、プロ
セッサ１０の非同期通信への関与が終了し、資源が解放
され、他のプロセッサがタスクをプロセッサ２０のリス
ト上に待ち行列として入れ、または外すことができるよ
うになる。

プロセッサ２０が非同期通信のための割込みを検出する
と、メールボックス項目に含まれているタスク制御ブロ
ックの見出しは、再び、ＴＥＳＴＡＮＤ　　ＳＥＴ　　
ＡＮＤ　　ＲＥＡＤ　　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドによっ
てアクセスされる。ロックが得られている場合は、プロ
セッサ２０は、連係リストの待ち行列からリストの項目
を外すことができる。ロックが得られていない場合は、
非同期タスクを待ち行列から外すことはできない。

ロックが得られると、プロセッサ２０は、リストの待ち
行列から最上位項目を外す。プロセッサがそれ自体のリ
スト中の最終項目を除去中の場合には、ＰＲＯＣＥＳＳ
ＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴコマンドを使用し、それ自体の
割込みビットをアドレスすることにより、非同期通信割
込みがリセットされる。これは、リストの保全性を維持
するため、プロセッサ２０がメールボックス・ロックを
保持する間に行なわなければならない。

ＲＥＳＥＴ　　ＬＯＣＫ　　ＡＮＤ　　ＷＲＩＴＥＭＥ
ＳＳＡＧＥコマンドを使用して、　タスク制御ブロック
の見出しが更新され、ロックがリセットされる。これで
、プロセッサ２０の非同期通信への関与が終了し、他の
プロセッサに資源が解放されて、プロセッサ２０がリス
トから取り除いたばかりのタスクを実行している間に、
より多くのタスクをプロセッサ２０のリストに待ち行列
として入れることが可能になる。

この例は、少数のメールボックス・コマンドをプロセッ
サ割込みコマンドと一緒に使って、多くのプロセッサが
個々の作業リストにアクセスして、作業をあるリストか
ら別のリストに迅速かつ効率的に渡せるようにするもの
である。

サービス・プロセッサ３０／プロセッサ２０次に、本発
明をどのように使用すれば、指定されたアドレスから始
めて、主記憶装置４０を表示しようという操作員の要求
を溝足させることができるかを示す。操作員は、指定し
たアドレスから始めて主記憶装置の６４バイトを表示す
るようにとの要求を、鍵盤入力によりサービス・プロセ
ッサ３０に送る。サービス・プロセッサ３０は、まずＷ
ＲＩＴＥ　　ＭＥＳＳＡＧＥコマンドを用いて、８バイ
トのデータを、サービス・プロセッサ３０／プロセッサ
２０通信用に確保されているメールボックス・アレイ部
分１２０中のメールボックス項目のメッセージ・フィー
ルドに書き込む。このデータは、プロセッサ２０に主記
憶装置４０から読み取るよう指令する、あらかじめ定義
したコマンド、ならびに主記憶装置アドレスを含んでい
る。

次いで、サービス・プロセッサ３０は、５ＥＲＶＩＣＥ
　　ＰＲＯＣＥＳＳＯＲＴＯＰＲＯＣＥＳＳＯＲＩＮＴ
ＥＲＲＵＰＴ　　ＲＥＱＵＥＳＴを、保守インターフェ
ース３２から、プロセッサ２０へのバス。４５を介して
、サービス・プロセッサ割込みレジスタ２２に送る。次
に、サービス・プロセッサ３０は、プロセラササ２０か
らバス４５を介してＰＲＯＣＥＳＳＯＲＴＯ５ＥＲＶＩ
ＣＥ　　ＰＲＯＣＥＳＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴ　　Ｒ
ＥＳＰＯＮＳＥが送られてくるのを待つ。

プｏセｙす２０ｉｔ、５ＥＲＶＩｃＥ　　ＰＲＯＣＥＳ
ＳＯＲＴｏ　　ＰＲＯＣＥＳＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴ
　　ＲＥＱＵＥＳＴを検出すると、ＲＥＡＤ　　ＭＥＳ
ＳＡＧＥコマンドを出して、メールボックス項目に含ま
れているメツセージを読み取る。次いで、プロセッサ２
０は、メツセージを検査して、サービス・プロセッサ３
０が指定された主記憶装置アドレスから始まる６４バイ
トのデータを要求していることを解読する。

プロセッサ２０は、主記憶装置のアドレスから始まる８
バイトのデータを読み取る。次いで、ＷＲＩＴＥ　　Ｍ
ＥＳＳＡＧＥコマンドを用いて、このデータを、サービ
ス・プロセッサ３０用に確保されているメールボックス
・アレイ部分１３０の最初のメールボックス項目のメッ
セージ・フィールドに転送する。好ましい実施例では、
サービス・プロセッサ３０は、この例に記載したような
データ転送を効率的に処理するため、いくつかのメール
ボックス項目をメールボックス・アレイ部分１３０中に
自分用に確保しである。

次いで、プロセッサ２０は、主記憶装置４０から次の８
バイトを読み取り、もう１つのＷＲＩ　ＴＥ　　ＭＥＳ
ＳＡＧＥコマンドを用いて、このデータを、メールボッ
クス・アレイ部分１３０中のサービス・プロセッサ３０
用に確保されている第２のメールボックス項目のメツセ
ージ中フィールドに書き込む。この過程は、６４バイト
がすべて主記憶装置から読み取られ、メールボックス・
アレイ部分１３０中の後続のメールボックス項目に転送
されるまで、続く。

次いで、プロセッサ２０は、バス４５を介して、ＰＲＯ
ＣＥＳＳＯＲＴｏ　　５ＥＲＶＩＣＥ　　ＰＲＯＣＥＳ
ＳＯＲＩＮＴＥＲＲＵＰＴ　　ＲＥＳＰＯＮＳＥを送っ
て、サービス・プロセッサ３０に応答する。次に、サー
ビス・プロセッサ３０は、数個のＲＥＡＤ　　ＭＥＳＳ
ＡＧＥコマンドを用いて、そのメールボックス項目のメ
ッセージ・フィールドに含まれているデータを読み取る
。最後に、サービス・プロセッサ３０は、操作員卓上に
、要求された６４バイトのデータを出力する。

本発明を、好ましい実施例および代替の実施例に関して
説明したが、当業者なら理解できるように、本発明の精
神、範囲、および教示から逸脱せずに、本発明に種々の
細部変更を加えることができる。したがって、本明細書
で開示される内容は、頭足の特許請求の範囲に指定され
ている内容にょうてのみ、限定されるものとする。

Ｅ９発明の効果 以上のように本発明によれば、主記憶装置を使用せずに
プロセッサ間通信を効率よく実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の多重処理システムの構成図である。 第２図は、本発明のプロセッサ間通信機構の構成図であ
る。 第３図は、本発明のプロセッサ間通信機構のアービタ回
路の回路図である。 第４図は、本発明のメールボックス項目の説明図である
。 １０．２０・・・・プロセッサ、１１．１２．２１．２
２・・・・プロセッサ割込みレジスタ、３０・・・・サ
ービス・プロセッサ、３２・・・・保守インタフェース
、３３・・・・システム保守ハードウェア・インタフェ
ース、４０・・・・主記憶装置、４１．４２．４３・・
・・通信バス、５０・・・・プロセッサ間通信機構、６
０・・・・調停回路、６１−６３・・・・保持レジスタ
、６４・・・・アービタ、ｅ５・・・・マルチプレクサ
、６６・・・・コマンド復号器、７１−７３・・・・要
求線、７４−７６・・・・データ線、７７・・・・制御
線、７８．７９・・・・コマンド線、８０・・・・プロ
セッサ割込み回路、１００・・・・メールボックス回路
。 出願人　　インターナシ日ナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　頓　　宮　　孝　　−（外１名） システム禰遣２ 萬　１　回

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１プロセッサと、 第２プロセッサと、 上記第１プロセッサ及び上記第２プロセッサに接続され
   、主記憶装置を使用せずに直接、上記第１プロセッサと
   上記第２プロセッサの間の通信を制御するプロセッサ間
   通信手段とを含む効率的なプロセッサ間通信を有する多
   重処理コンピュータ・システムであって、 上記プロセッサ間通信手段が、さらに、 上記第１プロセッサと上記第２プロセッサに接続され、
   一時に１つのプロセッサにだけ上記プロセッサ間通信手
   段へのアクセスを許す調停手段と、上記調停手段に接続
   され、上記第１プロセッサと上記第２プロセッサの間で
   プロセッサ間メッセージを伝達するメールボックス手段
   と を含む、多重処理コンピュータ。
2. （２）第１プロセッサと第２プロセッサの間に接続され
   、上記第１プロセッサ向けメッセージを保持するための
   第１メールボックス項目と、上記第２プロセッサ向けメ
   ッセージを保持するための第２メールボックス項目とを
   有するプロセッサ間通信手段を備えた多重処理システム
   における、第１プロセッサと第２プロセッサの間の通信
   方法であって、 上記第１プロセッサが、上記第２プロセッサ向けメッセ
   ージを含み、上記第２メールボックスのアドレスを指定
   するメッセージ書込みコマンドを、上記プロセッサ間通
   信手段に送る段階と、 上記プロセッサ間通信手段が、上記第２プロセッサ向け
   の上記メッセージを上記第２メールボックス項目に入れ
   る段階と、 上記第２プロセッサが、上記第２メールボックス項目の
   アドレスを指定するメッセージ読取りコマンドを、上記
   プロセッサ間通信手段に送る段階と、 上記プロセッサ間通信手段が、上記伝送段階に応答して
   、上記第２プロセッサ向けの上記メッセージを上記第２
   プロセッサに送る段階と を含むプロセッサ間通信方法。
3. （３）第１プロセッサと第２プロセッサの間に接続され
   、上記第１プロセッサ向けメッセージを保持するための
   第１メールボックス項目と、上記第２プロセッサ向けメ
   ッセージを保持するための第２メールボックス項目とを
   有し、上記各メールボックス項目がメッセージ・フィー
   ルドとロック・フィールドを有するという、プロセッサ
   間通信手段を備えた多重処理システムにおける、上記第
   １プロセッサと上記第２プロセッサの間の通信方法であ
   って、 上記第１プロセッサが、上記第２プロセッサ向けメッセ
   ージを含み、第２メールボックス項目のアドレスを指定
   する、ロック・テスト／セット及びメッセージ書込みコ
   マンドをプロセッサ間通信手段に送る段階と、 上記プロセッサ間通信手段が、上記第２メールボックス
   項目のロック・フィールドをテストして、上記第２メー
   ルボックス項目が使用できるかどうかを決定する段階と
   、 上記プロセッサ間通信手段が、上記テスト段階で上記第
   ２メールボックス項目が使用できたことを示すのに応答
   して、上記第１プロセッサの識別標識を、上記第２メー
   ルボックス項目の上記ロック・フィールドに入れる段階
   と、 上記プロセッサ間通信手段が、上記テスト段階で上記第
   ２メールボックス項目が使用できたことを示すのに応答
   して、上記第２プロセッサ向けの上記メッセージを上記
   第２メールボックス項目に入れる段階と、 上記第２プロセッサが、上記第２メールボックス項目の
   アドレスを指定するメッセージ読取りコマンドを、上記
   プロセッサ間通信手段に送る段階と、 上記プロセッサ間通信手段が、上記伝送段階に応答して
   、上記第２プロセッサ向けの上記メッセージを、上記第
   ２プロセッサに送る段階と を含むプロセッサ間通信方法。
4. （４）第１プロセッサと第２プロセッサの間に接続され
   、上記第１プロセッサ向けメッセージを保持するための
   第１メールボックス項目と、上記第２プロセッサ向けメ
   ッセージを保持するための第２メールボックス項目とを
   有し、プロセッサ割込み手段をも有し、上記各メールボ
   ックス項目がメッセージ・フィールドとロック・フィー
   ルドを有するという、プロセッサ間通信手段を備えた多
   重処理システムにおける、上記第１プロセッサと上記第
   ２プロセッサの間の通信方法であって、 上記第１プロセッサが、上記第２プロセッサ向けメッセ
   ジを含み、上記第２メールボックス項目のアドレスを指
   定する、ロック・テスト／セット及びメッセージ書込み
   コマンドを、上記プロセッサ間通信手段に送る段階と、 上記プロセッサ間通信手段が、上記第２メールボックス
   項目のロック・フィールドをテストして、上記第２メー
   ルボックス項目が使用できるかどうかを決定する段階と
   、 上記プロセッサ間通信手段が、上記テスト段階で上記第
   ２メールボックス項目が使用できたことを示すのに応答
   して、上記第１プロセッサの識別標識を、上記第２メー
   ルボックス項目の上記ロック・フィールドに入れる段階
   と、 上記プロセッサ間通信手段が、上記テスト段階で上記第
   ２メールボックス項目が使用できたことを示すのに応答
   して、上記第２プロセッサ向けの上記メッセージを上記
   第２メールボックス項目に入れる段階と、 上記第１プロセッサが、上記第２プロセッサ向け割込み
   を含んでいるプロセッサ割込みコマンドを、上記プロセ
   ッサ間通信手段に送る段階と、上記プロセッサ間通信手
   段が、上記第２プロセッサ向けの上記割込みを、上記第
   ２プロセッサに送る段階と、 上記第２プロセッサが、上記第２プロセッサ向けの上記
   割込みに応答して、上記第２メールボックス項目のアド
   レスを指定するメッセージ読取りコマンドを、上記プロ
   セッサ間通信手段に送る、段階と、 上記プロセッサ間通信手段が、上記伝送段階に応答して
   、上記第２プロセッサ向けの上記メッセージを上記第２
   プロセッサに送る段階と を含むプロセッサ間通信方法。