JPH04127257A - バス調停方式 - 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】 〔概　　要〕 システムバスに接続された複数のバスマスタ候補がそれ
ぞれバスアービタを内蔵することによりバスを相互に調
停する分散型のバス調停方式に関し、 複数のバスマスタ候補がシステムバスに接続され、各バ
スマスタ候補がバス獲得要求時に内部のバスアービタに
より自己の識別コードを反転して負論理で該バスに送出
すると共に該識別コードの内の大きい値のバスマスタ候
補が自ら該バスを獲得したことを判別するバス調停方式
において、バス獲得判定タイミングを取るための非同期
信号系を簡易なものにすることを目的とし、 バスの他に２本の同期用信号線を設け、各バスマスタ候
補の同期回路が、バス獲得要求を行うとき一方の同期用
信号線に対してＬレベル出力を送出すると共にバス獲得
要求信号を該バスアービタに与えて識別コードをバスに
送出させ、バス獲得要求を行う前にその一方の同期用信
号線がＬレベル状態になっていたときには該同期用信号
線への出力をＬレベルにすると共に該バス獲得要求信号
を該バスアービタに与えて識別コードをバスに送出させ
、識別コードの送出から一定期間経過後に他方の同期用
信号線にＨレベル出力を送出し、該他方の同期用信号線
がＨレベルになった時点でバスアービタからの該バス獲
得信号により該バスの獲得の可否の判定を行うように構
成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、バス調停方式に関し、特にシステムバスに接
続された複数のバスマスタ候補がそれぞれバスアービタ
を内蔵することによりバスを相互に調停する分散型のバ
ス調停方式に関するものである。

近年、移動通信等における制御装置では、情報処理量の
増大に伴って１つのプロセンサ（ＣＰＵ）で全体を処理
するよりも、複数のプロセンサで分担して処理する方が
効率的であることからマルチプロセッサ一方式が用いら
れているが、この場合には各プロセッサーが独立して入
出力装買や共通メモリ等をアクセスするため、各プロセ
ッサがバス使用権を要求するバスマスタ候補となる。

また、このようなバスマスタ候補としては、第５図に示
すようにプロセッサＡ−Ｃの他に、外部入出力装置（Ｉ
ｌｏ）Ｇ、〜Ｇ７等がバスマスタ１ｍになる場合がある
。このようなシステムの場合も第６図に示すように、全
てのバスマスタ候補１１〜Ｌがバス１０に対して使用権
を要求することとなる。

従って、各バスマスタ候補は非同期にバス獲得要求が発
生する可能性があるため、バス使用権の調停が必要とな
る。

この場合、バス使用権の調停方法としては、各バスマス
タ候補とは別にバスアービタ（調停回路）を設けてこの
バスアービタが各バスマスタ候補にバス使用権を分配す
る「集中型バスアービトレーション方式」と、各バスマ
スタ候補自身にバスアービタを内蔵しそれぞれが独自に
バスマスタになったことを判断する「分散型バスアービ
トレーション方式」があるが、柔軟なシステム構成が可
能で且つ信転性が高い点で後者の方式が望ましい、尚、
以下、バスアービトレーションはバス調停と称すること
とした。

〔従来の技術〕

第７図は、分散型のバス調停方式における、各バスマス
タ候補１とバス１０との接続関係を示したもので、バス
マスタ候補１がバスアービタ２を介してバス１０に接続
されており、この例では、バスマスタ候補１が３ビツト
で識別できる数だけバス１０に接続されているものとし
、その識別コードはＩＤ、〜ＩＤ、の３ビツトが内部の
プロセッサ（図示せず）で生成されてバスアービタ２を
構成する３つのゲート回路２１〜２．に与えられるよう
になっている。

ゲート回路２゜〜２８はそれぞれＮＡＮＤゲ−ｈ２ａと
ＯＲゲート２ｂで構成され、ゲート回路２．の場合はバ
スマスク候補１の内部で発生されたバス獲得要求信号Ｂ
ＲＥＱと識別コードの最下位ビットＩＤ、とをＮＡＮＤ
ゲート２ａの入力とし、その最下位ピントＩＤ、とＮＡ
ＮＤゲート２ａの出力とをＯＲゲー）２ｂの入力として
いる。

そして、ＮＡＮＤゲー）２ａの出力はバス１０の最下位
ビアトラインＡＲＢＯ＊　（＊は負論理であることを示
す）に送られるようになっており、ＯＲゲー）２ｂの出
力は次の下位ビットＩＤ、に対するゲート回路２□のＮ
ＡＮＤゲート２ａの入力として与えられるようになって
いる。

そして、最上位ピッ）ＩＤ！に対するゲート回路２□０
ＮＡＮＤゲー）２ａの一方の入力はゲート回ＩＢ２．の
ＯＲゲー）２ｂから与えられ、このゲート回路２．のＯ
Ｒゲート２ｂの出力はバス獲得信号ＢＧとしてバスマス
タ候補１内において所定の処理に移行するために使用さ
れる。

このようなバスアービタ２は、バスマスタ候補１がバス
獲得要求を行うときにバス獲得要求信号ＢＲＥＱが“ｌ
”　（Ｈレベル）となると、バスマスタ候補の自己の識
別コードに対して反転したコードがバス１０に送出され
ることとなる。

即ち、例えばバスマスタ候補１の識別コードＩＤ、〜Ｉ
Ｄ、がｒｏｌｏ」　（＃２番目）であるとしたと、その
バス１０にはｒｌｏＩＪが出力されることとなる。

但し、このように各バスマスタ候補１がバス獲得要求を
行うときに、各バスマスタ候補１とバス１０は図示のよ
うにワイアードＯＲ接続されているので、″Ｏ″レベル
（Ｌレベル）カ″１″レベルに勝ってしまって“１″レ
ベルは無効となるので、他のバス獲得要求中のバスマス
タ候補１からバス１０に“０”レベル出力が送出されな
い限りにおいて、バスマスク候補１から送出された“１
”レベル出力が有効となる。

従って、このように自己の各出力コードビットが識別コ
ードピッ）ＩＤＩ〜ＩＤ、を丁度反転した形でバス１０
に送出されたときには、各ゲート回路２．〜２．のＯＲ
ゲート２ｂから“ビレベルの信号が出力され、以て最上
位のゲート回路２□よりバス獲得信号ＢＧが出力される
こととなる。

このようなバスアービタ２を内蔵した各バスマスタ候補
１では、上記のようなバス獲得要求信号ＢＲＥＱを発生
してバス獲得信号ＢＧを得るタイミング（バス獲得判定
タイミング）として、バス１０とは別個に、マスタクロ
ックに同期してバス獲得データ転送を行う同期信号線（
図示せず）や、特別な同期信号を使用して各バスマスタ
候補相互にハンドシェイクする非同期信号ｋｌＡ（図示
せず）により発生している。

この場合、非同期信号線では従来よりバス獲得条件を示
す信号線と３本の同期用信号を用いて各バスマスク候補
のバス調停判定タイミングを生成している。尚、この非
同期信号線において分散型バス獲得を採用した例として
、ＩＥＥＥ８９６のツユ−チャーバス（Ｆｕ　ｔｕｒｅ
ｂｕｓ）が挙げられる。

〔発明が解決しようとした課題〕

しかしながら、このような従来例における非同期バスの
場合には、バス獲得要求時の優先データや障害メソセー
ジを送出するのために緊急のバス獲得手順等を包括する
ための同期手順が複翼となってしまい、またこれを実現
するための回路規模も大きくなるという問題点があった
。

従って、本発明は、複数のバスマスタ候補がシステムバ
スに接続され、各バスマスタ候補がバス獲得要求時に内
部のバスアービタにより自己の識別コードを反転して負
論理で該バスに送出すると共に該識別コードの内の大き
い値のバスマスタ候補が自ら該バスを獲得したことを判
別するバス調停方式において、バス調停判定タイミング
を取るための非同期信号系を部品なものにすることを目
的とした。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、上記の課題を解決するための本発明に係るバ
ス調停方式を原理的に示したもので、バスｌＯの他に第
１及び第２の同期用信号線（ＡＣＯ＊、ＡＣ１＊）３．
４を８Ｌｔ、各バスマスタ候補１が、再同期用信号線３
，４へそれぞれバッファ６．７を介して出力信号を送出
すると共に再同期用信号線３，４の信号レベルをモニタ
し更にバス獲得要求信号ＢＲＥＱをバスアービタ２に転
送しバスアービタ２からのバス獲得信号ＢＣを受ける同
期回路５を含んでいる。

そして、この同期回路５が、バス獲得要求を行うとき該
第１の同期用信号線３に対してＬレベル出力を送出する
と共に該バス獲得要求信号ＢＲＥＱをバスアービタ２に
与えることにより識別コードＩＤをバス１０に送出させ
、バス獲得要求を行う前に第１の同期用信号線３がＬレ
ベル状態になっていたときには該第１の同期用信号線３
への出力をＬレベルにすると共にバス獲得要求信号を該
バスアービタ２に与えて識別コードＩＤをバス１０に送
出させ、識別コードＩＤの送出から一定期間経過後に該
第２の同期用信号［４にＨレベル出力を送出し、該第２
の同期用信号線４がＨレベルになった時点で該バスアー
ビタ２からのバス獲得信号ＢＧによりバス１０の獲得の
可否の判定を行うものである。

また、本発明では、同期回路５が、バス獲得信号ＢＧを
バスアービタ２から受けたとき、第２の同期用信号線４
への出力をＬレベルにすると共に第２の同期用信号線４
のモニタレベルがＬレベルになったときには第１の同期
用信号線３への出力をＨレベルにすることができる。

〔作　　用〕

第１図に示す本発明に用いられる同期回路５の動作が第
２図に示されており、この第２図を参照して以下に本発
明の詳細な説明する。

まず、バス１０とバスアービタ２との接続関係は第７図
の例と同じであるが、バスアービタ２から出力されるバ
ス獲得信号ＢＧは同期回路５に入力されるようになって
いる。また、同期回路５の出力は同期用信号線３．４に
対してそれぞれバッファ６．７を介して出力されると共
に信号線３゜４のレベルを常にモニタするようにしてい
る。

今、バス獲得要求信号ＢＲＥＱが発生されたバスマスタ
候補では第２図のステンプＳｌを経て第１の同期用信号
線（ＡＣＯ＊）３に対して負論理としてのしレベル出力
を送出する（同３２）と共にバス獲得要求信号ＢＲＥＱ
が発生されない場合でも同期用信号線（ＡＣＯ＊）３の
モニタレベルが既にＬレベルになっているときには（同
Ｓ３）、Ｌレベルを出力する（同Ｓ２）。

その後、バス獲得要求信号ＢＲＥＱをバスアービタ２に
送ることによりバスアービタ２から識別データＩＤをバ
ス１０に送出させる（同Ｓ４）。

この識別データＩＤの送出から一定時間が経過した時点
で（同Ｓ５）、同期回路５は第２の同期用信号線（ＡＣ
１＊）４に対してＨレベル出力を送出する（同Ｓ５）。

そして、この第２の同期用信号線（ＡＣ１＊）４のモニ
タレベルがＨレベルになるまで待ち（同Ｓ７）、Ｈレベ
ルになった段階で全てのバスマスタ候補１がバス調停判
定の準備が整ったものとみて、バスアービタ２からのバ
ス獲得信号ＢＧによりバス１０が獲得できたか否かを判
定する（同Ｓ８）。

このようにしてバス１０を獲得したバスマスク候補が自
動的に決定されるこ七となる。

この後、同期回路５は、バス獲得信号ＢＧを該バスアー
ビタ２から受けたことによって第２の同期用信号線（Ａ
Ｃ１＊）４への出力をＩ２２レベルする（同Ｓ９）、そ
して、この第２の同期用信号線（ＡＣ１＊）４上のモニ
タレベルがＬレベルになったか否かをチエツクする（同
５ＩＯ）。

この結果、Ｌレベルになっていることが分かったときに
は、第１の同期用信号線（ＡＣＯ＊）３への出力をＨレ
ベルにする。

これにより、全てのバスマスタ候補が動作を完了すると
、第１の同期用信号線（ＡＣＯ＊）３上の信号レベルが
Ｈレベルとなって１つのバス調停サイクルが終了し、最
初の状態に戻って新たなバク調停サイクルが開始される
こととなる。

〔実　施　例〕

第３図は、第１図に示した本発明に係るバス調停方式に
用いる各バスマスタ候補の状態遷移を示したもので、第
１図に示した同期回路５は第３図の状態遷移に基づいて
例えばソフトウェアで容易に構成することができる。

以下、この状態遷移を有する第１図の同期回路５の動作
を第４図に示したバスマスタ候補ＸとＹの出力レベルと
バス１０上の信号レベルのタイムチャートを参照して説
明する。尚、第１の同期用信号線３に関してはＡＣＯ＊
、第２の同期用信号線４に関してはＡＣ１＊をそれぞれ
用いるものとした。

欽ｌし！二 この状態はバス調停サイクルの安定状態を示しており、
第３図（ｂ）及び第４図に示すように各バスマスタ候補
ｘ、　ｙの出力はＡＣＯ＊はｒＨＪ、ＡＣ１＊は「Ｌ」
であり、従って同期用信号線上も同様にＡＣＯ＊はｒＨ
，、ＡＣ１＊は「Ｌ」である。

状ｌｌ上 この状態では、第３図（ａ）及び第４図に示すようにバ
スマスク候補Ｘが内部のプロセンサ（図示せず）からバ
ス獲得要求信号ＢＲＥＱが発生されているので、バスマ
スタ候補ＸのＡＣＯ＊のみが「Ｌ」に変化する。但し、
同期用信号線のＡＣＯ＊では若干の時間的遅れにより信
号レベルが「Ｌ」になる。

状１１ン上 この状態は、第４図に示すように、まだ自局内でバス獲
得要求信号ＢＲＥＱが発生されていない状態でバスマス
タ候補Ｙがバス１０の信号レベルが「Ｌ」となったこと
を検出してバス獲得要求信号ＢＲＥＱを発生する。バス
マスタ候補出力及び同期用信号線上共にＡＣＯ＊　ｒＪ
、ＡＣ１＊「Ｈ」である。

状１１上 この状態は状態Ｂ又はＣから移ったものであり、状態Ｃ
と変わりないが、ここでは、状態Ａ又は状Ｂｃでバス獲
得要求信号ＢＲＥＱが発生されたことにより、これを受
けて同期回路５がバスアービタ２に対してバス獲得要求
信号ＢＲＥＱを与える状態である。これにより、各バス
マスタ候補１のバスアービタ２からは識別コート川りが
出力されることとなる。

状４態ｊヨー 状！ＨＤで識別コードＩＤが出力されてから一定時間は
自局のバスアービタ２の動作遅延として必要であること
に鑑み、バスマスタ候補Ｘ及びバスマスタ候補Ｙ共に一
定時間経過後にＡＣＩ＊をｒＨ，に立ち上げる。この立
ち上げは一斉に行われるわけではないので、同期用信号
線のＡＣ１＊の信号レベルはすぐにはｒＨ」にならない
。

軟量ヱ± 状態Ｅが各バスマスタ候補Ｘ、Ｙにおいて現出すると、
同期用信号線のＡＣ１＊の信号レベルは第４図に示すよ
うに始めて「Ｈ」となる、そこで、各バスマスタ候補Ｘ
、Ｙは誰がバス１０を獲得できるかをバスアービタ２に
より判定してそのバス獲得信号ＢＧを同期回路５に出力
する。

状ｌｌ上 この状態は、状ＢＦでのバス調停判定を行った結果、例
えばバスマスタ候補Ｘがバス１０を獲得したことを示し
ておりバスマスタ候補ＸのＡＣＩ＊はｒＬ、にされる、
同期用信号線のＡＣ１＊は第４図に示すように若干の時
間経過後に「Ｌ」になる。

状ｌｌ上 この状態は、状ＭＦでのバス調停判定を行った結果、バ
スマスタ候補ＹがバスｌＯを獲得できなかったことを示
しておりバスマスタ候補Ｙの出力ＡＣ１＊はｒｌ、にさ
れる。

状呈上上 バスｌＯを獲得したバスマスタ候補Ｘは、同期用信号線
のＡＣ１傘の信号レベルが［ＬＪになったことを検出し
てその出力ＡＣＯ＊を「ＨＪにする。

状１工し− この状態では、上記のバスマスタ候補Ｘが最初の安定状
ＢＡに戻ったことを示しており、このバス調停サイクル
が終了したことを示している。

弘４態人上 バスマスタ候補Ｘにバス調停権を譲ったバスマスク候補
Ｙは状態Ｈ以後、同期用信号線のＡＣＩ＊の信号レベル
が「Ｌ」になったことを検出してその出力ＡＣＯ＊をｒ
Ｈ，にして安定状ＢＡに戻り、次のバス調停サイクルに
備える。

このようにして、第４図に示す如く、同期用信号線上の
信号で見るとＡＣＯ＊が「Ｌ」の期間中で状態Ｆに至る
までの相■と状態Ｆ後の相■とに分けることができ、相
■は、最初にバス獲得要求を発生したバスマスタ候補に
より起動され、バスの使用要求の有る全てのバスマスタ
候補がバスの獲得を目指してバス１０上に自局の識別コ
ード■Ｄを出力してバス調停判定を受ける区間となって
おり、このバス調停判定からバス１０の使用権獲得完了
までが相■の区間となっている。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るバス調停方式によれば、バス
の他に２本の同期用信号線を設け、各バスマスタ候補の
同期回路が、バス獲得要求を行うとき一方の同期用信号
線に対してＬレベル出力を送出すると共に識別コードを
バスに送出し、バス獲得要求を行う前にその一方の同期
用信号線がＬレベル状態になっていたときには該同期用
信号線への出力をＬレベルにすると共に該バス獲得要求
信号を該バスアービタに与えて識別コードをバスに送出
させ、識別コードの送出から一定期間経過後に他方の同
期用信号線にＨレベル出力を送出し、該他方の同期用信
号線がＨレベルになった時点でバスアービタからの該バ
ス獲得信号により該バスの獲得の可否の判定を行うよう
に構成したので、各バスマスタ候補の非同期に発生する
バス使用の要求を少ない同期用信号線を用いることによ
り簡単で小規模な構成により相互に調停することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るバス調停方式の原理構成ブロン
ク図、 第２図は、本発明に係るバス調停方式に用いる同期回路
の動作を原理的に説明するためのフローチャート図、 第３図は、本発明に係るバス調停方式における各バスマ
スタ候補の状態遷移を示した図、第４図は、２つのバス
マスタ候補の状態遷移と同期用信号線の信号レベルとを
示したタイムチャート図、 第５図は、−船釣なマルチマスタバスシステムの一例を
示した図、 第６図は、バスに複数のバスマスク候補が接続されてい
る構成を示した図、 第７図は、従来から用いられている分散型バスアービタ
を示す図、である。 第１図において、 １・・・バスマスタ候補、 ２・・・バスアービタ、 ３．４・・・同期用信号線、 ５・・・同期回路、 ６．７・・・バッファ、 １０・・・バス、 ＋Ｄ・・・識別コード、 ＢＧ・・・バス獲得信号、 ＢＲＥＱ・・・バス獲得要求信号。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のバスマスタ候補（１）がシステムバス（１
   ０）に接続され、各バスマスタ候補（１）がバス獲得要
   求時（ＢＲＥＱ）に内部のバスアービタ（２）により自
   己の識別コード（ＩＤ）を反転して負論理で該バス（１
   ０）に送出すると共に該識別コード（ＩＤ）の内の大き
   い値のバスマスタ候補が自ら該バス（１０）を獲得した
   ことを判別するバス調停方式において、 該バス（１０）の他に第１及び第２の同期用信号線（３
   ）（４）を設け、 各バスマスタ候補（１）が、両同期用信号線（３）（４
   ）へそれぞれバッファ（６）（７）を介して出力信号を
   送出すると共に両同期用信号線（３）（４）の信号レベ
   ルをモニタし更に該バス獲得要求信号（ＢＲＥＱ）を該
   バスアービタ（２）に転送し該バスアービタ（２）から
   のバス獲得信号（ＢＧ）を受ける同期回路（５）を含み
   、該同期回路（５）が、バス獲得要求を行うとき該第１
   の同期用信号線（３）に対してＬレベル出力を送出する
   と共に該バス獲得要求信号（ＢＲＥＱ）を該バスアービ
   タ（２）に与えることにより該識別コード（ＩＤ）を該
   バス（１０）に送出させ、バス獲得要求を行う前に該第
   １の同期用信号線（３）がＬレベル状態になっていたと
   きには該第１の同期用信号線（３）への出力をＬレベル
   にすると共に該バス獲得要求信号を該バスアービタ（２
   ）に与えて該識別コード（ＩＤ）を該バス（１０）に送
   出させ、該識別コード（ＩＤ）の送出から一定期間経過
   後に該第２の同期用信号線（４）にＨレベル出力を送出
   し、該第２の同期用信号線（４）がＨレベルになった時
   点で該バスアービタ（２）からの該バス獲得信号（ＢＧ
   ）により該バスの獲得の可否の判定を行うことを特徴と
   したバス調停方式。
2. （２）該同期回路（５）が、該バス獲得信号（ＢＧ）を
   該バスアービタ（２）から受けたとき、該第２の同期用
   信号線（４）への出力をＬレベルにすると共に該第２の
   同期用信号線（４）のモニタレベルがＬレベルになった
   ときには該第１の同期用信号線（３）への出力をＨレベ
   ルにすることを特徴とした請求項１に記載のバス調停方
   式。