JPH0259950A

JPH0259950A - バス調停方法及びバス調停回路

Info

Publication number: JPH0259950A
Application number: JP21195288A
Authority: JP
Inventors: Mikio Yonekura; 米倉　幹夫
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-02-28

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〕本発明は数値制御装置などの制御装置で使用されるシス
テムバスのバス調停方法及び調停回路に関し、特にバス
優先度判定機能を改良したバス調停方法及びバス調停回
路に関する。

〔従来の技術〕

数値制御装置あるいはロボット制御装置などの制御装置
で使用されるシステムバスで採用されているバス調停回
路としてはデイジ−チエイン回路を使用したものが一般
的ではあるが、調停の速度を向上させるには、並列で集
中型の調停回路が適している。これは各バスモジュール
が発生するバス要求（Ｂｕｓ　ｒｅｑｕｅｓｔ）信号を
バックプレーン等に実装された調停回路が個別に受信し
、優先度を判別し、最も優先度の高いモジュールに対し
てバスグラン）　（Ｂｕｓ　ｇｒａｎｔ）信号を返すこ
とで調停が行われるものである。優先度に関しては、「
固定優先度方式」、「回転優先度方式ｊなどの制御方式
が使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、固定優先度方式では各モジュールのバスアクセ
ス権に偏りが生ずるのは明らかである。

また、回転優先度方式ではあらかじめ各モジュールに昇
順に優先度をつけておき、バスサイクルが起きる度に優
先度を１レベルずつ上げ、最上位であったものは最下位
になるように制御を行うことにより、各モジュールのバ
スアクセス権の偏りを避けようとしている。

しかし、回転優先度方式においても、例えば優先度３の
モジュールＡがバスを使用した直後、その同じモジュー
ルＡと優先度４のモジュールＢが競合した場合、その時
点では新しい優先度はモジュールＡが２、モジュールＢ
が３になっており、結局再びモジュールＡがバスを取っ
てしまうことになる。

つまり、モジュールＡが優先度最上位から最下位に転落
するまで、モジュールＡとモジュールＢとの優先関係は
変化しないということになる。いいかえれば、局所的に
固定優先度と同じ状況が生ずる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、各
モジュールのバスアクセス権の偏りをより少なくするバ
ス調停方法を提供することを目的としたものである。

また、本発明の他の目的は各モジュールのバスアクセス
権利の偏りを少なくするバス調停回路を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、並列で集中型の
バス調停方法において、各モジュールに対応する優先度
レジスタを設け、バスの使用が終了するたびに、現在の
バス権を有するモジュールの優先度を最下位レベルとし
、前記バス権を有するモジュールより優先度の低い優先
度レジスタの内容を１レベル繰り上げるように制御する
ことを特徴とするバス調停方法が、提供される。

さらに、並列で集中型のバス調停回路において、各モジュールに
対応する優先度レジスタと、前記優先度レジスタのうち
で、現在バス使用権を有するモジュールに対応する優先
度レジスフを選択し、最下位レベルに設定するセレクタ
と、前記優先度レジスタの優先度とを比較するバス権を
有する優先度レジスタの優先度を比較する比較器と、前記比較器の出力によって、前記優先度レジスタの優先
度を１レベル上げる回路と、前記モジュールから同時にバス要求があったときに、前
記優先度レジスタの優先度に従って、バスの使用権を与
えるバス優先度判別回路と、を有することを特徴とする
バス調停回路が、提供される。

〔作用〕

バスを使用したモジエールは、次に必ず最下位の優先度
に回し、バスを使用したモジュールより優先度の低いモ
ジュールは優先度を１レベルづつあげる。これによって
、バス獲得の偏りを少なくする。

また、比較器は各優先度レジスタの内容と現在のバスマ
スクの優先度を比較し、バスマスクの優先度よりも低け
れば優先度レジスタを更新することにより優先度を上げ
る。逆に高ければなにもしない。現在のバスマスクの優
先度レジスタは強制的に最下位レベルにセットされる。

バス優先度判別回路は各モジュールからのバス要求信号
が来た時それぞれの優先度レジスタの状態を比較して、
最上位のモジュールに対してのみバスグランド信号を送
信する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図に本発明のバス調停方式の全体の構成図を示す。

ここでは、４個のモジュール間の調停を行う回路につい
て示す。図において、ＩＯはバス調停回路であり、各モ
ジュールのバス要求を調停する。６１．６２．６３及び
６４はモジュールであり、それぞれ独立にバスを使用す
るための要求信号ＢＲＩＳＢＲ２、ＢＨ３、及びＢＨ３
をバス調停回路１０に出す。バス調停回路１０は複数の
モジュールから要求があったときは、バス調停回路の内
部に設けられた各モジュールの優先度レジスタのうちの
最も優先度の高いモジュールにパスグランド信号を与え
、バス使用権が渡される。

第１図に本発明のバス調停回路の詳細な回路図を示す。

図において、１１は後述の優先度レジスタの内容を初期
化する初期化回路であり、電源投入時等に動作する。２
１〜２４は優先度レジスタであり、各モジュール６１〜
６４の優先度を記憶する。モジュールの数は４であるか
ら、優先度レジスタのビット数は２ビツトとする。それ
ぞれ優先度レジスタの内容値をＰｌ、Ｐ２、Ｐｓ、Ｐｉ
とする。勿論この値Ｐ１〜Ｐ４はバスの使用権が移る度
に変化していく。

初期化回路１１の働きにより、電源投入後の優先度レジ
スタの初期値は、Ｐｌ−０、Ｐ２−１、Ｐ３＝２、Ｐｉ
−３となるものとする。優先度は、Ｏが最上位レベル、
３が最下位レベルとする。

さて、優先度レジスタの状態を（ＰＩ、Ｐ２．Ｐｓ、Ｐ
ｉ）と表現すると、初期値は（０，１，２゜３）と表さ
れる。ここで、モジュール２（６２）がバスを要求した
とする。バス要求信号ＢＲ２がアクティブになると、バ
ス優先度判別回路５ｏはモジュール２の優先度に応じて
パスグランド信号ＢＧ２を返すかどうかを判断するが、
ここでは他のモジュールがバスを要求していないので、
モジュール２にパスグランド信号ＢＧ２が送信され、モ
ジュール２はバスアクセス権を獲得する。

モジュール２がバスマスクになると、次のバスアクセス
権に対する調停が可能になる。この時点で、現在のバス
マスクの番号を示すコードＣＭがバス優先度判別回路５
０からセレクタ（ＳＥＬ）１３に出力される。今の場合
、ＣＭ＝２である。

すると、セレクタ１３の出力ＰＳには、Ｐ２の内容であ
る、■が出力される。

また、各優先度レジスタの先には、このＰｓと各優先度
を比較する比較器ＣＭＰＩ　（３１）、ＣＭＰ２　（３
２）、ＣＭＰ３　（３３）及びＣＭＰ４（３４）が付い
ており、Ｐｉ＞Ｐｓ　　　（ｉ＝１．２，３．４）の時、各比較
器３１〜３４の出力が１になる。いまの場合比較器３３
及び３４の出力が１で他はＯである・。

そこで、優先度を更新するパルス信号ＲＰがアンドゲー
ト４３及び４４から出力される。アンドゲート４１と４
２からはパルス信号ＲＰは勿論出力されない。

するとデコーダ（ＤＥＣ）１２により、優先度レジスタ
２２を最下位レベル（この場合は３）に設定する信号が
発生する。これと同時に各比較器３１〜３４の出力にあ
るＡＮＤゲート４１〜４４が働き、モジュール３及び４
の優先度レジスタ２３．２４に対してデクリメント信号
が与えられ、内容を−１する。

以上の結果、優先度レジスタの新しい状態は（０，３，
１，２）に遷移する。

第３図に各モジュールのバス要求とバス獲得のプロセス
を表にして示す。図において、欄７１はどのモジュール
がバスを要求しているかを示す。

欄７２はバス権がどのモジュールに与えられたかを示す
。欄７３は各モジュールのバス要求からバス権獲得まで
の過程を示し、−重の円はバスの要求を表し、２重の円
はバスの獲得を表し、瞳の線の右横に記載した数値はバ
ス要求からバス権獲得までのバスサイクル数を表す。勿
論数値Ｏはバス要求と同時にバス権が与えられたことを
示す。

ここで、第３図から各モジュールの平均待ち時間を求め
ると、モジュール１　　（０＋２＋Ｏ）／３＝０．６７モジユ
ール２　　（０’＋２＋１）／３＝１．００モジユール
３　　（０）／１＝０．ＯＯモジュール４　　（１＋２
＋−０）／３＝１．００となり、その範囲はＯ〜１の間
となる。

同様な方法で、従来の回転優先度方式での平均待ち時間
を求めると、詳細は省略するが、その範囲は０．３３〜
３．０となり、本発明の方が各モジュールによる偏りが
少ないことが明確になる。

従来の回転優先度方式では細部の優先度は変化しないの
で、途中での優先度の低いモジュールは優先度の高いモ
ジュールにバス権を取られ、優先度の高いモジュールが
最下位の優先度に落ちるまで、この状態が続き、その分
バス権を獲得する率に偏りが大きい。

本発明の実施例では第３図に示すように優先度の高いモ
ジュールが一回バスを獲得すると、その優先度は最下位
に下がってしまうように制御される。従って、従来例の
ようにモジュール３が待っているあいだにモジュール１
が２回バスを獲得するようなことは起こらない。

上記の説明ではバス要求をするモジュールは４個で説明
したが、勿論これは単なる例であり、任意の個数のモジ
ュールに適用することができる。

ただし、このときは優先度レジスタの容量等をモジュー
ルの数に応じて変える必要がある。

また、ハスが混み合っているのが明らかな状況下ではモ
ジュールが自分のバス要求の間隔を意識的に空けること
によって、いざハス要求を出した時には素早く獲得でき
るような制御も可能になる。

〔発明の効果〕

本発明では複数のモジュールがバス競合をおこしている
時、待たされているモジュールの優先度は、上位優先度
のモジュールのバスサイクルごとに１レベルずつ上昇す
るとともに、優先度の高いモジュールが一回ハスを獲得
すると、そのモジュールの優先度を最下位に下げるよう
に構成したので、各モジュールがバス要求を出してから
バスアクセス権を獲得するまでの待ち時間が平均化され
、モジュールによってばらつくことが少くなる。従って
、すべてのモジュールは一様のバスアクセスの権利を持
つことができる。

１２−−−−−−−−−−−−−デコーダ１３−・・・
−・・−一−−−−セレクタ２１〜２４・−−−−−−
−−・−−−−一優先度レジスタ３１〜３４−−−−−
−−−−−−−一比較器４１〜４４−・−・−・・・ア
ンドゲート５０−−−−−−−−−−−−−−・バス優
先度判別回路６１〜６４−・−・−・−・−・・モジュ
ール特許出願人　ファナック株式会社代理人　　　弁理士　　服部毅巖

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバス調停回路の詳細図、第２図は本発
明のバス調停方式の全体の構成図、第３図は各モジュー
ルのバス要求とバス獲得のプロセスを表わす図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）並列で集中型のバス調停方法において、各モジュ
ールに対応する優先度レジスタを設け、バスの使用が終
了するたびに、現在のバス権を有するモジュールの優先
度を最下位レベルとし、前記バス権を有するモジュール
より優先度の低い優先度レジスタの内容を１レベル繰り
上げるように制御することを特徴とするバス調停方法。
（２）前記優先度レジスタに初期値をセットするように
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のバス
調停方法。
（３）並列で集中型のバス調停回路において、各モジュ
ールに対応する優先度レジスタと、前記優先度レジスタ
のうちで、現在バス使用権を有するモジュールに対応す
る優先度レジスタを選択し、最下位レベルに設定するセ
レクタと、前記優先度レジスタの優先度とを比較するバ
ス権を有する優先度レジスタの優先度を比較する比較器
と、前記比較器の出力によって、前記優先度レジスタの優先
度を１レベル上げる回路と、前記モジュールから同時にバス要求があったときに、前
記優先度レジスタの優先度に従って、バスの使用権を与
えるバス優先度判別回路と、を有することを特徴とする
バス調停回路。
（４）前記優先度レジスタに初期値を与える初期化回路
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
バス調停回路。