JPH0343658B2

JPH0343658B2 -

Info

Publication number: JPH0343658B2
Application number: JP57000230A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hiroki; Hiromasa Yamaoka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-01-06
Filing date: 1982-01-06
Publication date: 1991-07-03
Also published as: JPS58119069A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、複数の処理装置が、１つの共用装置
を共用する様なシステムに係わり、特に複数の処
理装置各々の共用装置の使用権を制御する分散型
競合制御システムに関する。

複数の処理装置が共用バスに接続されていて、
バスを介して各々の装置が情報伝送をおこなう場
合が少なくない。また、複数装置が共用する共用
装置があつて、それぞれ独立に接続されている
が、同時にその共用装置を使用することはできな
いという場合もある。上記のような共用バス、あ
るいは共用装置（以下これらの類を共用資源と呼
ぶ）の使用にあたつては、何らかの優先制御を行
なわないと、競合の問題が発生する。このような
場合の優先制御の手段として従来は次のような方
式がとられていた。

その１つに、複数処理装置からの使用要求を制
御する優先制御装置を設ける方式がある。この装
置は複数装置からの使用要求を受け付け、あらか
じめ定められた優先順位に従つて各装置に対し
て、共有資源の使用許可を与える。しかしなが
ら、この方式には、別個に優先制御装置が必要で
あること、要求受付、許可信号返送などのための
信号線が必要になること、さらには、上記優先制
御装置の異常は、上記複数装置の全てに影響を与
えるなどの欠点があつた。

他の例には、特公昭55−29459号などで知られ
ている方法がある。これは前記の様な集中的な優
先制御装置を設けない方式である。競合制御を分
散型にすると共に、ラウンドロビンに共用資源の
使用権が渡るようにしたもので、優先度記憶素子
のリセツト信号線、マスク信号線などが必要で、
所謂デイジーチエイン方式に該当する。しかし、
チエインの一部を取り外したり、あるいは故障し
たりすると、それに続く装置の優先制御が不可能
になる欠点がある。

そこで、これらの欠点に解決を与えるものとし
て、１つの資源を共用する各装置において、共用
資源が現在いずれかの装置に使用されているかど
うかを判別し、共用資源が使用されなくなつた時
刻又は、使用されなくなるであろう予測時刻から
の経過時間を測定し、各処理装置に設定された各
各異なる固有の時間に、上記測定経過時間が等し
くなつた時、もしその装置が共用資源の使用を要
求していれば、共用資源の使用権を得、共用資源
を使用できるようにするものが考えられる。

しかし、この方式においては、同じ優先度レベ
ルの装置であつても、異なつた設定値を与えてい
るうえ、経過時間測定手段の初期設定を、共用資
源の使用終了時点又は、予測される終了時点で行
つているために、設定値が優先度上位に設定され
ている装置が頻繁に共用資源の使用要求を出して
いると、優先度下位の設定値を有する装置が長い
間共用資源の使用権が獲得できない場合がある。

本発明の目的は、共用装置を共用している複数
の処理装置を、同じ優先度レベルで使用する様な
システムに対し、各処理装置が機会均等に共用資
源の使用権を獲得できるような競合制御を、各装
置に分散した形で行うシステムを提供することに
ある。

本発明の一面では、１つの資源を共用する複数
の処理装置各々において、いずれかの装置により
発せられる基準時点からの経過時刻を測定し、各
装置に重複なきように設定された固有の時間に上
記測定時間が一致し、かつ当該装置に共用資源の
使用要求があるとき、当該装置が共用資源を専有
し、同時に、当該装置を含む複数の装置全ての経
過時間測定を一時停止し、共用資源が使用されな
くなつた時点で、経過時間測定を再開することに
より、複数の装置全てに対し、順序よく使用権が
渡るようにし、さらにクロツク及びカウンタを複
数の処理装置全てに個別に与えることで信頼性を
向上させたことに特徴がある。

以下、本発明の一実施例を、図面を用いて説明
する。第１図は、本発明の一実施例のブロツク図
である。

いま、複数の処理装置（CPU１１〜１３）は、
共用装置（共用バス１００、及び共用メモリ１
０）を共用している。CPU１１〜１３は各々内
部にビジー信号抽出手段２０〜２２を有し、該手
段により、共用バス１００の使用状況を監視して
いる。本実施例では、ビジー信号３０〜３２が、
アクテイブな状態（以下“Ｈ”と示す）で、共用
バス１００が使用状態にあることを示し、アクテ
イブでない状態（以下“Ｌ”と示す）で、共用バ
ス１００が、非使用状態にあることを示す。

次に、CPU１１〜１３において、どのように
して共用バス１００の競合制御が行なわれている
かを、第２図により詳細に説明する。第２図は
CPU１１〜１３の、本発明に係わる共用バス１
００の競合制御回路の部分を示したものである。

第２図において、クロツク源１０１の発生した
パルスは、アンドゲート１１０を介して、分周器
１１１に入力され、クロツクパルスCLKが作ら
れる。カウンタ１１２は、上記クロツクパルス
CLKを、サイクリツクにカウントする。

一方、ビジー信号抽出手段であるワンシヨツト
１２１は、共用バス１００の状態を監視し、共用
バスが使用状態であれば、ビジー信号BUSYを
“Ｈ”とし、ANDゲート１１０を禁止する。その
結果、カウンタ１１２には、クロツクパルス
CLKが供給されなくなり、カウンタ１１２のカ
ウントは停止する。また、共用バス１００が、非
使用状態になれば、ビジー信号BUSYは“Ｌ”
となり、カウンタ１１２は、カウントを再開す
る。

カウンタ出力は、比較器１１３に入力される。

比較器１１３は、該カウンタ出力と、各CPU
毎に異なる値に設定されている設定値C_Sとを比較
し、一致した時のみ出力信号T_Cを発生する。こ
の出力信号T_Cによつて、フリツプフロツプ１１
４をトリガする。

フリツプフロツプ１１４がトリガされた時、も
し、使用要求S_reqが無ければ、フリツプフロツプ
１１４はリセツト状態を保ち、共用バス１００に
対して何ら影響を与えない。一方、フリツプフロ
ツプ１１４が、トリガされた時、もし、使用要求
S_reqがあれば、フリツプフロツプ１１４はセツト
され、出力信号を発生する。

さらに使用要求S_reqがあつて、フリツプフロツ
プ１１４がセツトという条件で、アンド（AND）
ゲート１１５がオン（ON）し、出力ゲート１１
６〜１１８を介し、共用バス１００上に、送信デ
ータを送信する。

さらに、共用バス１００に送信データが送出さ
れると、CPU１１〜１３は、受信ゲート１２０
を通して、共用バス１００上のデータを受信す
る。これと同時に、ビジー信号抽出手段であるワ
ンシヨツト１２１がトリガされ、ビジー信号
BUSYは“Ｈ”状態になる。

この状態で、各CPU１１〜１３のカウンタ１
１２は停止し、同時に当該CPU以外のCPU（当該
CPUを１１とすると１２，１３）は、共用バス
１００を使用できない状態になる。

共用バス１００の使用権を得たCPUは、一連
のデータの送信処理終了後、使用要求を解除す
る。データ送信終了、使用要求解除により、共用
バス１００上に、データが存在しなくなると、各
CPU１１〜１３内のビジー信号抽出ワンシヨツ
ト１２１の出力、ビジー信号BUSYは、“Ｌ”と
なり、カウンタ１１２は、カウントを再開する。

以後各CPU内では上記動作が、繰り返される。

以上の動作のタイムチヤートを第３図に示す。
第３図では、各CPUに割当てられている設定値
C_Sを、CPU１１は“１”、CPU１２は“３”、
CPU１３は“５”としている。

まず、各CPU内のカウンタの、最初の１サイ
クルの期間では、カウンタ値が“６”になるまで
いずれのCPUも、使用要求を出していないため
カウンタ値が、各CPUの設定値に達する時点２
００，２０１，２０２になつても、バスの専有
は、起らない。カウンタ値が“６”になつた時点
２０３で、CPU１１は、使用要求を出している
が、CPU１１の設定値は“１”であるので、バ
ス１０１の使用は許可されない。

次に、カウンタの２サイクル目の期間では、カ
ウンタ値が、“０”の時点で、CPU１１とCPU１
３が要求を出している。従つて、カウンタが、イ
ンクリメントされ、“１”となつた時点２０４で、
設定値“１”を持つCPU１１が、バス１００を
専有する。この時点で、CPU１１〜１３のカウ
ンタは停止する。CPU１１は、一連のデータを
送信終了した時点２０５で、要求を下げる。この
時点で、CPU１１〜１３内部のカウンタは、同
時にカウントを再開する。やがて、カウンタ値は
２０６の時点で“３”となるが、設定値“３”を
持つCPU１２は、要求を出していないため、そ
のままインクリメントされる。カウンタ値が
“５”になると、要求を出し続けていたCPU１３
が、２０７の時点で、バスを専有する。同時に
CPU１１〜１３のカウンタは停止し、バスの使
用が、終了した時点２０８で、再開される。カウ
ンタの３サイクル目では、CPU１２が、使用要
求を出しているので、カウンタが、“３”になつ
た時点２０９で、CPU１２が、バスを専有し、
以後、上記と同様の動作を行なう。

本実施例のように、カウンタ、およびクロツク
信号を用いる装置においては、長時間にわたり動
作していると、各クロツクの周波数のずれにより
各カウンタが、同期してカウントできなくなる恐
れがある。そこで、各CPUのカウンタの同期合
わせを行う必要があるが、その方法として、以下
に記述するものが考えられる。

(A) 複数の装置全てに共通な時間帯を定め、各装
置の経過時間測定手段の値がその時間帯内にあ
る時、全ての装置の、共用資源使用要求を禁止
し、この時間帯内で、複数の装置全てから同期
信号を出力し、同期をとる。

(B) 同期合せを行うための信号を、通常の信号レ
ベルとは異なつたレベルで送出し、この信号に
よつて、複数の装置各々で同期パルスを生成
し、同期合せを行なう。

(C) 同期合せ用の信号パターンを生成し、送出す
ることにより、複数の装置全てで、同期パター
ンから、同期パルスを生成し、同期合せを行な
う。

(D) 同期合せ用の信号として、通常の信号のビツ
ト幅より幅の広いパルスを送出することによ
り、複数の装置各々が、同期合せタイミングを
認識し、同期合せを行なう。

(E) 同期合せ専用の信号線を、複数の装置間に設
け、同期合せをする時は、同期信号を、該信号
線に出力する。

(F) 同期合せを行う時は、複数の装置全てが特定
の周波数の信号を送出し、各装置は、これを検
出して同期をとる。

第２図に示した実施例では、上記手段のうち、
(D)の手段により、同期合せ用パルスを送出するこ
とによる同期合せを行つている。それを第２図の
実施例について以下説明する。

第２図に示したカウンタ１１２は、カウント値
が最大値に達すると信号C_Rを出力し、共用バス
上に信号がないという条件との論理積で、AND
ゲート１２３を介して、ワンシヨツト１２４をト
リガする。これにより、ワンシヨツト１２４は、
同期用広幅パルスSR_Pを、共用バス１００上に送
出する。当該パルスはR_Pとして、複数の装置す
べてに受信（第２図の１２０の出力）され、カウ
ンタ１３１に入力される。カウンタ１３１は、当
該パルスが一定以上の幅を有する同期用パルスで
あることを検知すると、リセツト信号RESETを
出力し、分周器１１１及びカウンタ１１２をリセ
ツトする。

一方R_Pは、ワンシヨツト１２１をもトリガし、
その結果“Ｈ”の状態にあつたBUSY信号は、
上期リセツトが完了後“Ｌ”となり、分周器１１
１に、クロツク源のパルスが供給され、カウンタ
１１２は初期状態からカウントを開始する。こう
して複数の装置間の、クロツク周波数誤差の累積
は解消され、各装置の同期がとれることになる。

以上の動作のタイムチヤートを第４図に示す。
以下第４図について説明する。第４図では一例と
して第１図における実施例のCPU１１と１２内
の、第２図に示したカウンタ１１２に入力される
クロツクCLKが、同期ずれを生じた場合に、同
期合せが実現される様子を示している。

時刻４０でCPU１１内のカウンタ１１２が、
時刻４１でCPU１２内のカウンタ１１２が、夫
夫最大値に達する。ここで、当該最大値は、共用
バス１００上のCPU１１〜１３の固有の設定値
として定められていないとする。したがつて、こ
の時点ではいずれのCPUも共用バス１００は使
用できない。さて、時刻４２に達すると、CPU
１１内のカウンタ１１２は、信号C_Rを出力し、
ワンシヨツト１２４をトリガする。それに従いワ
ンシヨツト１２４は、同期合せ用広幅パルスSR_P
を共用バス１００上に出力する。該パルスSR_P
は、CPU１２及び、CPU１１自身に、パルスR_P
として受信されカウンタ１３１及びワンシヨツト
１２１に入力される。時刻４３及び４４に達した
時点で、パルスR_Pは、カウンタ１３１により同
期用広幅パルスとして検知される。その結果カウ
ンタ１３１は、リセツトパルスRESETを出力
し、カウンタ１１２及び、分周期１１１をリセツ
トする。

一方、R_Pを受けたワンシヨツト１２１により、
“Ｈ”に保たれていたビジー信号BUSYは、上記
リセツト完了後、時刻４５で“Ｌ”となり、クロ
ツクCLKはカウンタ１１２に供給され、カウン
タ１１２は初期状態よりカウントを開始する。

以上の動作により、クロツク源の周波数誤差の
累積によるクロツクCLKの同期ずれは解消され
ることになる。

ここで、各CPU間のカウンタ１１２の１サイ
クル時間内における、上記誤差累積時間の最大値
が、分周されたクロツクパルスCLKの２分の１
周期内になるように、上記クロツクパルスCLK
の周期を定めておくべきであることは、自明であ
ろう。

また、本実施例では、バス上のパルスの有無を
判別し、バスが使用されているか否かを検知する
手段として、ワンシヨツトを用いているが、本機
能はカウンタ、シフトレジスタ等を用いても実現
できる。さらに、送信信号のパルス間隔が、カウ
ンタ１１２に入力されるクロツクCLKの間隔に
比べ短かければ、本機能が不要となることはいう
までもない。

本実施例では、複数のCPUの、バス使用権の
制御を、特別な制御線、およびコントローラ無し
で行なうことができ、コストダウンが計れるだけ
でなく、システムの信頼性も向上するものであ
る。

加えて長時間に及ぶ動作時の、クロツク周波数
誤差の累積も、定期的に更正することが可能とな
つている。

以上述べたように、本発明によれば、分散して
いる複数台の処理装置による共用資源の使用権制
御が分散型にて可能となり、複数の処理装置に機
会均等に使用権が渡るようなシステムが実現でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を複数処理装置間の共用バス使
用権制御に採用した一実施例のシステム構成図
を、第２図は第１図における処理装置内の本発明
に係る制御回路の具体的構成図を、第３図は第１
図におけるバス使用権の推移の一例のタイムチヤ
ートを、第４図は複数の処理装置間におけるクロ
ツク同期合せの一例のタイムチヤートを、それぞ
れ示す。１００……共用バス、１１２……カウンタ、１
１３……比較器、１１４……フリツプフロツプ、
１１５……アンドゲート、１２１……ワンシヨツ
ト、１１０……アンドゲート、１１１……分周
器。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数の処理装置が共用バスを介して接続され
る共用装置を共用するようにした分散型競合制御
システムにおいて、前記処理装置は、一定周波数
のクロツク信号を発生するクロツク発生手段と、
該クロツク信号をサイクリツクにカウントするカ
ウント手段と、該カウント手段のカウント値が
夫々の処理装置個有の設定値に合致した時に一致
信号を出力する比較手段と、該比較手段が一致信
号を出力したときに当該処理装置に要求信号があ
ることを条件として、占用要求信号を出力する占
用要求出力手段と、該占用要求信号により前記共
用バスを占用し前記共用装置とのデータの送受信
を行なう送受信手段と、前記共用バスの使用状況
を監視して前記共用バスが占用しているか非占用
であるかを判断し、占用状態のときに前記カウン
ト手段のカウントをストツプさせ、非占用状態に
なつたとき前記カウント手段のカウントを再開さ
せる占用判断手段と、前記カウント手段のカウン
ト値が予め定めた上限値になり、非占用状態のと
きにパルス信号を出力し各処理装置のカウント手
段をリセツトさせる同期化手段とを具備した分散
型競合制御システム。