JPH0279153A - バス使用権制御装置 - Google Patents

バス使用権制御装置

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JPH0279153A
JPH0279153A JP23154188A JP23154188A JPH0279153A JP H0279153 A JPH0279153 A JP H0279153A JP 23154188 A JP23154188 A JP 23154188A JP 23154188 A JP23154188 A JP 23154188A JP H0279153 A JPH0279153 A JP H0279153A
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JP
Japan
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bus
signal
processor
processors
common
Prior art date
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JP23154188A
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Inventor
Masao Kimura
木村 政雄
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】 [産業上の利用分野コ この発明は、複数のプロセッサが共通バスを介して互い
に接続される複数プロセッサシステムにおけるバス使用
権の制御装置に関するものである。
[従来の技術] 共通バスを使用する複数のプロセッサと従来のバス使用
権制御装置とを含むデータ処理装置は、たとえば第4図
のブロック図に示すように構成されている0図において
、pi、p2.・・・・・・、piは演算・制御を行う
プロセッサ、11はプロセッサp1〜piの共通バス、
12はバス使用権を設定するバスアービターである。ま
た、図中のBUSCLKは各プロセッサp1〜piのバ
ス使用要求の同期をとるためのクロック信号であり、こ
のクロック信号BUSCLKは各プロセッサp1〜p1
に並列に供給される。図中のBUSREQI、BUSR
EQ2、・・・・・・BUSREQiは各プロセッサp
l、piから出力されるバス使用要求信号、BLISG
NTI、BUSGNT2.・・・・・・、BUSGNT
iは各プロセッサpi、p2.・・・・・・、piに対
するバス使用許可信号、B  S  SYは共通のバス
ビジィ線上に送出されるバス使用中信号である。但し信
号BUSBSYは論理「0」を有意とする。
第5図は第4図のプロセッサpiと信号BUSREQi
、BUSGNTi、BUSBSYの関係を示す接続図で
あり、13,1.4はそれぞれフリップフロップFF、
15.16はゲート回路である。また、図中のREQ、
GNT、CMPLTはそれぞれプロセッサ内部のバス使
用要求信号、バス使用許可信号、バス使用完了信号であ
る。また、第4図と同一記号は同一信号を示す。
第6図は第4図のバスアービター12の回路構成を示す
接続図であり、第4図と同一記号は同一信号を示し、1
7,18,19,20.21はそれぞれゲート回路であ
る。
次に第4図〜第6図を参照して従来装置の動作について
説明する。
プロセッサpiが他のプロセッサとの間で情報伝送を行
う為バス使用権要求信号REQとして論理「1」の信号
を出力すると、クロック信号BUSCLKの立上がりの
タイミングでFF13がセットされ、その出力は論理「
1」となる。このときバス使用許可信号GNTが論理r
□、であれば、ゲート回路15を経てバス使用要求信号
BUSREQiから論理「1」の信号が出て、これがバ
スアービター12のゲート回路20に入力される。
ゲート回路20では信号BUSBSYが論理「1」で、
信号BUSREQI、BUSREQ2.BUSREQ3
.・・・・・・が共に論理「0」であれば信号BUSG
NTiが論理「1」となり信号BUSCLKに同期して
FF14がセットされる。FFI4がセットされると、
プロセッサ内部のバス使用許可信号GNTが論理「1」
になる。プロセッサρiは信号GNTが論理「1」の間
共通バス11を占有して使用することができ、信号GN
Tが論理「1」の間ゲート回路16の出力信号BUSB
丁Yは論理「0」となりゲート回路17.18゜19.
20からの出力信号をすべて論理「0」とする。また、
FF14の出力はFF13のリセット信号入力端子に接
続されており、FF14の出力が論理「1」の状態にあ
るときFF13にクロック信号BUSCLKが入力され
るとFF13はリセットされる。
プロセッサpiがバス使用を終了すると、信号CMPL
Tを論理「1」にする。この状態で信号BUSCLKが
FF14に入力されるとFF14はリセットされる。
第7図は第5図及び第6図の各信号の信号波形を示す動
作タイミングチャートであり、第5図及び第6図におけ
る同一記号は同一信号を意味する。
これらの信号の経過は第5図及び第6図について説明し
たとおりである。
第8図は第4図の各信号の信号波形を示す動作タイミン
グチャートであり、同時に複数のプロセッサからバス使
用要求信号が出力された場合を示す。第8図において第
4図の同一信号は同一信号を意味し、クロック信号BU
SCLKのサイクルcylでバス使用要求信号BUSR
EQI、BUSREQ2.BUSREQ3で出力された
場合を示す。このときバス使用中信号B   BSYは
論理「1」であるからく第8図には信号BUSBSYを
論理「0」で示す)、信号B U S RE Q 1は
ゲート回路17から信号BUSGNTIとに出力され、
信号BUSREQ2.BUSREQ3は信号BUSRE
QIが論理「1」であるためゲート回路18.19で阻
止される。信号BUSGNT1によってプロセッサp1
がバス使用を開始し信号BUSBSYは論理「1」とな
るが、信号BUSCLKのサイクルcy3の時点でプロ
セッサplがバス使用を終了して信号BLJSBSYは
論理「0」になっているので信号BUSREQ2はゲー
ト回路18から信号BUSGNT2として出力される。
このとき、信号BUSREQ3は信号BUSREQ2が
論理「1」であるためのゲート回路19で阻止される。
信号BUSGNT2によってプロセッサp2がバス使用
を開始するが、信号BUSCLKのサイクルcy4の時
点ではプロセッサp2はバス使用を終了している。然し
サイクルcy4の時点でプロセッサp1が再び信号BU
SREQIを出しているので、信号BUSREQ3を出
しているプロセッサp3には依然としてバス使用許可が
与えられない例が示されている。
[発明が解決しようとする課題] 以上のように従来のバス使用権制御装置では、各プロセ
ッサに対するバス使用の優先順位が固定されているため
、長時間バスを専有するプロセッサが優先順位の高い位
置に設定された場合、優先順位の低位のプロセッサには
バス使用許可が与えられる機会が著しく制限され、デー
タ処理装置全体としての処理能力を低下させるという問
題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、複数のプロセッサの各プロセッサが総合的に
見てバランスのとれたバス使用権を与えられるように制
御し、データ処理装置全体としての処理能力の向上を図
れるバス使用権制御装置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] この発明に係るバス使用権制御装置は、複数のプロセッ
サp1〜p3の各プロセッサからのバス使用要求信号を
バス使用権設定回路(バスアービター21)に伝送する
各バス使用要求線Q1.Q2、Q3と、バス使用権設定
回路(バスアービター21)から各プロセッサp1〜p
3に対し使用許可信号をそれぞれ伝送する各バス使用許
可線TI、T2.T3と、複数のプロセッサp1〜p3
に対し共通に設けられ、いずれかのプロセッサが共通バ
ス11を使用中であることを示す信号をバス使用権設定
回路くバスアービター21)に伝送するバスビジィ線Y
と、このバスビジィ線Y上の信号が共通バス11が使用
されていることを示している場合、時間あるいは共通バ
ス11上の転送データ量の計数を開始し、予め定めた一
定量以上連続して共通バス11が使用されたときキャリ
ー信号を生成するカウンタ24と、このカウンタ24が
キャリー信号を生成した場合、バスビジィ線Y上にバス
ビジィ信号を送出しているプロセッサを示す情報を記憶
するフリップフロップ27A。
27B、27Cと、このフリップフロップ27A。
27B、27Cの出力信号と各バス使用要求線Q1、Q
2.Q3上の信号とバスビジィ線Y上の信号とを入力し
、このバスビジィ線Y上の信号が共通バス11が使用さ
れていないことを示す場合に限り、バス使用要求線Ql
、Q2.Q3上にバス使用要求信号を送出しているプロ
セッサのうち、フリップフロップ27A、27B、27
Cの出力信号に従って定められる優先順位に基づき最優
先のプロセッサに対するバス使用許可線上にバス使用許
可信号を出力する論理回路30A、30B。
30Cとを備えたことを特徴とするものである。
[作用] このバス使用権制御装置において、各バス使用要求線Q
1.Q2.Q3は各プロセッサpl〜p3からのバス使
用要求信号をバス使用権設定回路(バスアービター21
)に伝送し、各バス使用許可線Tl、T2.T3はバス
使用権設定回路(バスアービター21)から各プロセッ
サp1へp3に対し使用許可信号をそれぞれ伝送する。
バスビジィ線Yは、複数のプロセッサp1〜piに対し
共通に設けられ、いずれかのプロセッサが共通バス11
を使用中であることを示す信号をバス使用権設定回路(
バスアービター21)に伝送する。
カウンタ24は、バスビジィ線Y上の信号が共通バス1
1が使用されていることを示している場合、時間あるい
は共通バス11上の転送データ量の計数を開始し、予め
定めた一定量以上連続して共通バス11が使用されたと
きキャリー信号を生成する。フリップフロップ27A、
27B、27Cは、カウンタ24がキャリー信号を生成
した場合、バスビジィ線Y上のバスビジィ信号を送出し
ているプロセッサを示す情報を記憶する。論理回路30
A、30B、30Cは、フリップフロップ27A。
27B、27Cの出力信号と各バス使用要求線Q1、Q
2.Q3上の信号とバスビジィ線Y上の信号とを入力し
、このバスビジィ線Y上の信号が共通バス11が使用さ
れていないことを示す場合に限り、バス使用要求線Ql
、Q2.Q3上にバス使用要求信号を送出しているプロ
セッサのうち、フリップフロップ27A、27B、27
Cの出力信号に従って定められる優先順位に基づき最優
先のプロセッサに対するバス使用許可線上にバス使用許
可信号を出力する。
[発明の実施例コ 第1図はこの発明の一実施例に係るバス使用権制御位置
の構成を示すブロック図であり、総合システムとしては
第4図のバスアービター12の代りに第1図に示すバス
アービターが接続されるものである。第1図において、
第4図に示す同一記号は同一信号を示す、但し第4図に
おいてはプロセッサがi個である一般的な場合を示すが
、第1図においてはプロセッサが3個の場合を示す。
第1図において、21は互いに独立して動作する複数の
プロセッサpi、p2.p3 (第4図参照)が共通バ
ス11(第4図参照)を使用する場合、複数のプロセッ
サpi、p2.p3のうちの一つのプロセッサに対し共
通バスの使用権を設定するバス使用権設定回路としての
バスアービターである。zZは共通バス11を使用する
優先順位の変更指示を行う優先順位変更指示回路である
Q1〜Q3は各プロセッサp1〜p3からのバス使用要
求信号BUSFtEQ1〜BUSREQ3をバスアービ
ター21に伝送するバス使用要求線、T1〜T3はバス
アービター21から各プロセッサp1〜p3に対し使用
許可信号BUSGNTI〜BUSGNT3をそれぞれ伝
送するバス使用許可線、Yはプロセッサp1〜ρ3に対
し共通に設けられ、いずれかのプロセッサが共通バス1
1を使用中であることを示すバスビジィ信号BUSBJ
をバスアービター21に伝送するバスヒシイ線である。
優先順位変更指示回路22は、使用許可信号BUSGN
TI〜BUSGNT3の論理和をとるOR回路23と、
バスビジィ線Y上の信号が共通バス11が使用されてい
ることを示している場合、時間あるいは共通バス11上
の転送データ量の計数を開始し、予め定めた一定量以上
連続して共通バス11が使用されたときキャリー信号C
ARRYを生成するバイナリカウンタ(CNTR)24
と、このバイナルカウンタ24がキャリー信号CARR
Yを生成した場合、バスビジィ線Y上にバスビジィ信号
BUSBSYを送出しているプロセッサを示す情報を記
憶するフリップフロップ(FF)27A〜27Cと、信
号BUSHLDI〜BUSHLD3を出力するフリップ
フロップ25A〜25Cと、キャリー信号CARRYと
信号BUSHLD1〜BUSHLD3との各論理積をと
るANDゲート回路26A〜26Cとを有する。なお、
バイナリカウンタ24において、Eはカウントイネーブ
ル端子、Rはリセット端子、Cはクロック端子を示す。
バスアービター21は、フリップフロップ27A〜27
Cの出力信号とバス使用要求、1iQ1〜Q3上の信号
とバスビジィ線Y上の信号とを入力し、このバスビジィ
線Y上の信号が共通バス11が使用されていないことを
示す場合に限り、バス使用要求線Q1〜Q3上にバス使
用要求信号BUSREQI〜BUSREQ3を送出して
いるプロセッサのうち、フリップフロップ27A〜27
Cの出力信号に従って定められる優先順位に基づき最優
先のプロセッサに対するバス使用許可線上にバス使用許
可信号を出力する論理回路(AND−OR)30A〜3
0Cと、バスビジィ線Y上の信号の反転信号を出力する
NOTゲート37とを有する。
第2図(A)は第1図の論理回路30Aの回路図、第2
図(B)は第1図の論理回路30Bの回路図、第2図(
C)は第1図の論理回路30Cの回路図である。第2図
(A)〜(C)において、31A〜36A、31B〜3
6B、31C〜36Cゲ一ト回路である。
第3図は第1図の各信号の信号波形を示す動作タイミン
グチャートである。
次に、第3図に示す例について、第1図の回路の動作を
説明する。
信号BUSCLKのサイクルcylの時点においてバス
使用要求信号BUSREQ1.BUSREQ2.BUS
REQ3が同時に送出されているとする。このときFF
27A、27B、27Cがリセット状態にあって信号B
HLNGI、BHLNG2.BHLNG3がすべて論理
「0」であるとすると信号BUSREQIはゲート回路
31A。
36Aを通過して信号BLISGNTIとして出力され
る。信号BUSREQIが論理「1」であればゲート回
路31B〜35B、31C〜34Cが信号BUSREQ
2.BUSREQ3を阻止して信号BUSGNT2.B
USGNT3は出力されない。また、信号BUSGNT
1はOR回路23を通過して信号GNTORとなり、カ
ウンタ24に入力されカウンタの値をリセットする。更
に、BUSGNTIはFF25Aに入力され、信号BU
SHLD1を論理「1」とする。プロセッサp1は信号
B U S GNT 1を受けると信号BUSREQI
を論理rQJにし、信号BUSBSYを論理「1」にし
てバス使用を開始する。信号BUSBSYが理論「1」
となるとカウンタ24は計数を開始する。
信号BUSCLKのサイクルcy2の時点で、カウンタ
24の値が最大値を越えるとカウンタ24は信号CAR
RYを論理「1」とする。信号CARRYは信号BUS
HLD1が論理「1」であるので、ゲート回路26Aを
経てFF27Aに入力され信号BHLNGIを論理「1
」とする。
信号BUSCLKのサイクルcy3の時点で、プロセッ
サp1のバス使用が完了すると、プロセッサp1は信号
BUSBSYを論理「0」にする。
信号BUSREQ2が論理「1」、信号BUSREQが
論理「0」、信号BUSHLD2が論理rQJ、信号B
USBSYが論理r OJならば信号BtJSREQ2
がゲート回路32B、36Bを経て信号BUSGNT2
として出力される。信号BUSGNT2はOR回路23
を通過しカウンタ24に入力されその計数値をリセット
し、信号CARRYを論理「0」にする。プロセッサp
2は信号BUSGNT2を受けると信号BUSREQ2
を論理rQ、にし、信号BUSBSYを論理「1」にし
てバス使用を開始する。信号BUSBSYが論理「1」
になるとカウンタ24は再び計数を開始する。
次に信号BUSCLKのサイクルcy4の時点ではプロ
セッサp2のバス使用が完了しており、信号BUSRE
QIがプロセッサp1から再び送出されていても、信号
BHLNGIが論理「1」、信号BHLNG3が論理「
0」であるので、ゲート回路33C,36Cを経て信号
BUSGNT3が出力されプロセッサp3にバス使用許
可が与えられる。この場合、ゲート回路31Aでは信号
BHLNGIが論理「1」であることによって信号BU
SREQIの通過が阻止される。
なお、上記実施例ではバスアービターの回路をプロセッ
サ3台の構成で示したが、プロセッサが3台を越える場
合には、AND−OR回路を増やすことで容易に対処す
ることができる。また、上記実施例ではあるプロセッサ
が共通バスを占有しているのを判断するのに、クロック
サイクル数(時間)を計数したが、それに限らず共通バ
ス上の転送データ量を計数してもよい。
[発明の効果コ 以上のように本発明によれば、一つのプロセッサにバス
使用権を与える毎にプロセッサが共通バスを占有してい
る時間などを計数し、その計数値が一定量以上に達した
とき、このプロセッサの優先順位を下位に変更し、以降
、変更した優先順位に従ってプロセッサのバス使用権を
与えるようにしたので、共通バスを占有している時間な
どが一定量以上のプロセッサは優先順位が下位に変更さ
れ、バス占有時間などが一定量未満の他のプロセッサに
対し、共通バス使用の機会が多く与えられ、これにより
各プロセッサが総合的に見てバランスのとれたバス使用
権が与えられるように制御され、従ってデータ処理装置
全体としての処理能力が向上するという効果が得られる
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るバス使用権制御装置
の構成を示すブロック図、第2図(A)は第1図の論理
回路30Aの回路図、第2図(B)は第1図の論理回路
30Bの回路図、第2図(C)は第1図の論理回路30
Cの回路図、第3図はこの実施例の動作を示すタイミン
グチャート、第4図は従来のバス使用権制御装置を含む
データ処理装置の要部構成を示すブロック図、第5図は
第4図のプロセッサ内の信号の関係を説明するための回
路図、第6図は第4図のバスアービターの回路図、第7
図は第5図及び第6図の各信号の動作タイミングチャー
ト、第8図は第4図の装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。 11・・・・・・共通バス、21・・・・・・バスアー
ビター(バス使用権設定回路)、22・・・・・・優先
順位変更指示回路、24・・・・・・バイナリカウンタ
、27A〜27C・・・・・・フリップフロップ、30
A〜30C・・・・・・論理回路、Ql、Q2・・・・
・・バス使用要求線、T1〜T3・・・・・・バス使用
許可線、Y・・・・・・バスビジィ線、p1〜p3・・
・・・・プロセッサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 互いに独立して動作する複数のプロセッサが共通バスを
    使用する場合、バス使用権設定回路を用いて上記複数の
    プロセッサのうちの一つのプロセッサに対し上記共通バ
    スの使用権を与えるように制御するバス使用権制御装置
    において、上記複数のプロセッサの各プロセッサからの
    バス使用要求信号を上記バス使用権設定回路に伝送する
    各バス使用要求線と、上記バス使用権設定回路から上記
    各プロセッサに対し使用許可信号をそれぞれ伝送する各
    バス使用許可線と、上記複数のプロセッサに対し共通に
    設けられ、いずれかのプロセッサが上記共通バスを使用
    中であることを示す信号を上記バス使用権設定回路に伝
    送するバスビジイ線と、このバスビジイ線上の信号が上
    記共通バスが使用されていることを示している場合、時
    間あるいは共通バス上の転送データ量の計数を開始し、
    予め定めた一定量以上連続して上記共通バスが使用され
    たときキャリー信号を生成するカウンタと、このカウン
    タがキャリー信号を生成した場合、上記バスビジイ線上
    にバスビジイ信号を送出しているプロセッサを示す情報
    を記憶するフリップフロップと、このフリップフロップ
    の出力信号と、上記各バス使用要求線上の信号と、上記
    バスビジイ線上の信号とを入力し、このバスビジイ線上
    の信号が上記共通バスが使用されていないことを示す場
    合に限り、上記バス使用要求線上にバス使用要求信号を
    送出しているプロセッサのうち、上記フリップフロップ
    の出力信号に従って定められる優先順位に基づき最優先
    のプロセッサに対するバス使用許可線上にバス使用許可
    信号を出力する論理回路とを備えたことを特徴とするバ
    ス使用権制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6286068B1 (en) 1994-10-03 2001-09-04 International Business Machines Corporation Queued arbitration mechanism for data processing system
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