JPH04156646A - 入出力命令の高速化方式 - Google Patents

入出力命令の高速化方式

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JPH04156646A
JPH04156646A JP28262390A JP28262390A JPH04156646A JP H04156646 A JPH04156646 A JP H04156646A JP 28262390 A JP28262390 A JP 28262390A JP 28262390 A JP28262390 A JP 28262390A JP H04156646 A JPH04156646 A JP H04156646A
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Akira Takakusaki
高草木 明
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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】 〔概   要〕 CPUの入出力命令をCHPへ高速に伝送する入出力命
令処理方式に関し、 CPUからCHPへの入出力処理リクエスト送信にかか
る時間を短縮することを目的とし、CPUおよびMCU
、MSU、CHP、および入出力装置からなる情報処理
装置において、可変長の入出力命令を作成し、CPUか
らCHPへ送信する可変長命令送信手段と、CPUとC
HPを直接接続して入出力命令をCPUからCHPへ送
る直結手段と、可変長の入出力命令を受け取り、入出力
装置を稼働する可変長命令受信手段とを有するように構
成する。
〔産業上の利用分野] 本発明は、情報処理装置の入出力命令処理方式に係り、
更に詳しくは、CPUの入出力命令をCHPへ高速に伝
送する入出力命令処理方式に関する。
〔従来の技術] 第6図は、従来方式の複数のCPUから構成される情報
処理装置のシステム構成図である。
まず、CPU0 60とCPUI  61が存在する。
両CPU60.61は、MCU62 (memory 
 control  unit)を介してMSU63 
(main  storage  unit)およびC
HP64 (channel  pr。
cessor)と接続されている。CHP64には各種
の入出力装置が接続される。
CPU60あるいはCPU61の入出力命令を実際に入
出力装置で処理するためには、入出力命令をCPU (
60あるいは61)からCHP64へ発行する必要があ
る。CPU(60あるいは61)からCHPへの入出力
命令指示はMCU62を経由して行なわれる。
CPU(60あるいは61)からCHP64へ発行され
る入出力命令は3ハイドの固定長であり、この固定長デ
ータがCPU(60あるいは61)からCHP64へ1
回送出される。CHP64は、その情報を解析したうえ
、入出力処理に必要な情報をMSU63を参照して獲得
して、命令を処理する。ここで、3ハイドの固定長デー
タには、入出力命令を識別するコード、および、チャネ
ル・アドレス、デバイス・アドレスが格納されており、
その種類は命令の種類に関わらず一定である。
第7図は、CPU(60あるいは61)が発行した入出
力命令を入出力装置が処理するまでのタイムチャートで
ある。
縦軸は情報処理装置の各部分の名称、すなわちMCU6
2、CPU(60あるいは61)、CHP64、Ilo
 (CHP64に接続されている入出力装置)を、横軸
は時間の経過を表す。
まず、CPU(60あるいは61)が入出力命令を受け
付ける(S70)。CPU(60あるいは61)は、命
令を受け付けた後、命令実行に必要なデータをMCU6
2を介してMSU63に獲得しにいく(データのフェッ
チ571)。必要な情報をCPU(60あるいは61)
が獲得すると、CPUは3バイトの固定長の入出力命令
をCHP64へ送出する。このとき、入出力命令はMC
U62を介してCHP64へ伝えられる(CPUから伝
達572)。
CHP64は該入出力命令を受け取ると、処理に必要だ
が該3バイトの命令データには格納されていない情報を
MCU62を介してMSU63に獲得しにいく(データ
をフェッチ573)。そして、必要なデータがすべて揃
ったら、入出力装置(Ilo)を起動する(S74)。
また、入出力命令を送出したCPU(60あるいは61
)に対しては命令を受け取り、Iloを起動した旨のチ
エ1.り信号を送る(CPUへCCを応答575)。
従来の方式では、以上のようにして、CPUが発行した
入出力命令を処理している。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の方式には、CPUが入出力命令を
発行してから実際に入出力装置が起動されるまでに長い
時間がかかるという問題がある。
まず、CPUからCHPへ入出力命令を送出するときに
、MCtJを経由するため、時間がかかる。
すなわち、CPUからMCUへ送られた入出力処理命令
に対して、MCUはプライオリティを取る処理を実行し
、その後、CHPへ該入出力命令を受け渡す。このため
、CPUからCHPへ命令が伝わるまでに最低10数τ
の遅延が生しる。さらに、マルチCPU構成の場合には
、入出力命令のリクエストがMCUのプライオリティ処
理によって待たされることがあり、その場合には、CP
UからCHPへ命令が伝わるまでにさらに時間がかかる
ことになる。
また、CHPは、CPUから3バイトの入出力処理リク
エストを受け取ったあと、該3ハイドに含まれていす、
しかも処理に必要な情報をMCUを介してMSUにアク
セスして獲得するが、この処理にも時間がかかっている
。すなわち、CP UはCHPヘリクエストを送る前に
、該リクエストの入出力処理に必要な殆どの情報をMC
Uから読み出しており、CPUとCHPの両方が同一の
情報を重複して参照するという不必要な時間を費やして
いるのである。
本発明は、CPUからCHPへの入出力処理リクエスト
送信にかかる時間を短縮することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は、本発明の機能ブロック図である。本発明は、
CPUIおよびMCU (memo r ycontr
ol  unit)2、MSU (ma in   s
torage   unit)3、CHP  (cha
nnel  processor)、入出力装置5から
なる情報処理装置を前提とする。
まず、CPUIは可変長命令送信手段6を有する。可変
長命令送信手段6は、入出力要求発生時に、入出力処理
に必要な情報を格納した可変長の入出力命令を作成し、
CHP4に対して送出する。
これによって、入出力命令は、命令の種類に合わせた情
報量をもつ可変長の命令になる。
次に、直結手段7が存在する。直結手段7は、前記可変
長命令送信手段6が送出した可変長の入出力命令を、M
C02等を経由することなく、直接CHP4へ受け渡す
。直結手段7は、CPUIとCHP4を1対1で直結す
る。よって、マルチCPU構成のシステムでは、各CP
Uが独立してCHP4と接続される。
CHP4は、可変長命令受信手段8を有する。
可変長命令受信手段8は、前記可変長命令送信手段6が
送出し、前記直結手段7を介して送られてくる入出力命
令を受け取り、該可変長の命令を解析して入出力装置5
を起動する。また、マルチCPU構成のシステムの場合
には、CPU単位に独立して送られてくる入出力命令を
処理する。
〔作   用] CPUIで入出力処理が必要になったとする。
このとき、まず、可変長命令送信手段6を稼働する。可
変長命令送信手段6は、まず、該入出力処理の種類、お
よび、CPUIが保持している該入出力処理に必要な情
報によって可変長命令を作成する。ここで、該可変長命
令の最初の部分を解析することによって、該可変長命令
の長さが識別できるように可変長命令を構成する。作成
した可変長の入出力命令は、直結手段7へ送る。
直結手段7は、前記可変長命令送信手段6から受け取っ
た可変長の入出力命令をCHP4へどこも介さず直接に
受け渡す。
CHP4は、直結手段7から可変長の入出力命令を受け
取る。そして可変長命令受信手段8を起動する。可変長
命令受信手段8は、まず、受け取った可変長の命令の最
初の部分を解析して、命令の種類と命令の長さを識別し
、識別した長さの命令をバッファに蓄える。そして、バ
ッファに蓄えた情報のなかから、該命令の入出力処理実
行に必要な情報を順に使用し、入出力装置5を起動する
このとき、必要な情報が該可変長命令に含まれていない
場合には、MSU3をMCU2を介してアクセスし、必
要な情報を参照する。
〔実  施  例〕
以下、第2凹凸第5図を参照しながら実施例を説明する
第2図は、本発明の一実施例のシステム構成図である。
本実施例のシステムは、マルチCPU1成(ICPUで
もよい)の情報処理システム上に構築するものとする。
まず、CPU0 20およびCPUI  21が存在す
る。両CPUとも、例えば、マイクロプロセサで構成す
ることができる。そして、両CPU(20および21)
がMSU22 (ma in  storage  u
nit)を共用する。MSU22は、両CPU(20お
よび21)とMCU23(memory  contr
ol  unit)を介して接続されている。また、両
CPUは、MCU23を介してC8F18 (chan
ne l  processor)とも接続される。C
8F18には各種の入出力装置が接続される。
次に、CPU(20あるいは21)から入出力命令がC
8F18へ送られるときの動作を大まかに説明する。
CPU(20あるいは21)で入出力処理要求があると
、まず、CPU(20あるいは21)でC8F18に送
る入出力命令を作成する。このとき、CPU(20ある
いは21)は処理に必要な情報をMCU23を介してM
SU22から取り出して保持している。入出力命令は可
変長であり、C8F18での入出力処理に必要でCPU
が保持している情報を入出力命令のなかに格納する。
CPU(20あるいは21)が作成した入出力命令は、
直結ルート(25あるいは26)を介してC8F18へ
送られる。すなわち、CPU20の入出力命令は直結ル
ート025、CPU21の入出力命令は直結ルート12
6を介してCH〈24へ送られる。
C8F18は受け取った最初の入出力命令を解析し、命
令の種類から可変長の命令の長さを識別し、その長さに
従って可変長命令を受け取る。受け取った可変長命令の
なかには、命令の種類のほか、その入出力命令の実行に
必要で、しかもCPU(20あるいは21)内に保持さ
れていた情報が格納されている。C8F18は、この可
変長命令を解析して、該入出力命令の実行に必要で、し
かも命令中に格納されていない情報をMCU23を介し
てMSU22にアクセスし参照する。そして、必要な情
報がすべて揃ったら、入出力装置を起動する。
CPU0 20およびCPUI  21が同時あるいは
ほぼ同時に入出力命令を送出した場合は、CPU0 2
0からの入出力命令は直結ルート025を、またCPU
I  21からの入出力命令は直結ルート126を介し
てC8F18へ送られる。C8F18では、各CPUに
ついて独立にCHPの処理を実行する。その結果、CP
UO20あるいはCPUI  21のどちらか一方の入
出力命令の解析処理が待たされることはない。そして入
出力媒体がそれぞれの入出力命令で異なる場合には、互
いに他の入出力命令に妨げられることなく、入出力装置
が起動される。
第3図は、C8F18の内部のCPUインタフェースの
制御ブロックの説明図である。
CPU(20および21)からは、各CPUについて3
本のタグ(TAG  30)と2バイトのバス(GPB
:general  purposebus、31)を
用いてC8F18へ入出力命令を伝える。TAG30は
入出力命令リクエストをC8F18が受信するための制
御信号線であり、リクエストの内容本体はGPB31を
通じて入力される。入出力命令リクエストは可変長であ
り、2バイトのバスを使用して複数回転送することによ
ってCPUからC8F18への入出力命令転送が実行さ
れる。TAG30は、この複数回の転送のタイミングを
とるための制御信号である。
CHP24内の制御ブロックにはCPUバッファ32お
よび制御部33がある。CPUバッファ32は幅が4ハ
イドで、最大16バイトの容量をもつ。GPB31を介
して入力されるリクエスト内容はこのCPUバッファ3
2に格納される。よって、入出力命令リクエストの長さ
は最大16ハイトにすることができる。このとき、GP
B31を介して入力されるリクエストのなかのOP C
0DE34(入出力命令の種類を表すコード)はCHP
24内の制御部33へも送られる。、0PCODE34
のなかには、リクエスト本体の長さの情報が含まれてお
り、制御部33はこの長さの情報から、リクエストをC
PUバッファ32に格納するアドレスを指定する。
また、制御部33は、制御線5F35 (stack 
 full)を介して、C8F18がリクエストを受け
付けたことを示す信号をCPUに対して送出する。
第4図は、GPBを介してcpuからC8F18へ送ら
れる入出力命令リクエスト信号の説明図である。
同図(a)は、リクエスト信号の内容の説明図である。
リクエスト信号は、幅4ハイド、最大4ワードよりなる
最大16ハイトの信号である。
最初のワードO(4バイト)は、OP  C0DEおよ
びMODE、CHA、DVAを含む。0PCODEは入
出力命令の種類を示すコードであり、例えばデータ転送
を始めさせたり、現在行っているデータ転送を終了させ
たりする命令の種類を示す。また、MODEは入出力命
令のモードを示し、CHAは論理チャネルのアドレス、
DVAはデバイスのアドレスを示す。 また、ワード1
.2.3(各4バイト)には命令の種類によってそれぞ
れ必要な情報が格納される。命令の種類によってワード
1までの場合、ワード2、あるいはワード3までの場合
がある。すなわち、リクエストの長さは、4バイトであ
ったり、8バイト、あるいは、12.16バイトの場合
があり、可変である。長さはOP  C0DEのなかの
データによって決まる。  これらのリクエストは2ハ
イド輻のGPB31を介してC8F18へ送られるので
、最大8回に分けてリクエスト信号が送られることにな
る。
OP  C0DEは1バイトであるが、その最初の2ピ
ントを転送データ量の識別データとして使用する。同図
(b)はOF  C0DEのビット0.1とデータ転送
量の関係の説明図である。
OP  C0DHのビット0およびビット1がそれぞれ
0.0”の場合、転送データ量は4ハイドであり、ワー
ド0のみからなるリクエストである。この場合、GPB
31を使用して2回転送する。また、OP  C0DH
のビット0およびビット1がそれぞれ“0.1′の場合
は転送データ量が8バイト、“1.0゛の場合は転送デ
ータ量が12ハイド、′1.1“の場合は転送データ量
が16バイトであると判断する。
第5図は、一実施例の入出力命令処理のタイムチャート
である。
縦軸に情報処理装置の各部分の名称、すなわちMeO2
3、CPtJ(20あるいは21)、C8F18、およ
びC8F18に接続されている入出力装置(Ilo)で
ある。一方、横軸は時間の経過を示す。
まず、CPtJ (20あるいは21)で入出力命令を
受け付ける(S50)。CPUは入出力命令を受け付け
ると、処理に必要な情報を得るため、MeO23を介し
てMSU22にアクセスし、データをフェッチする(5
51)。そして必要な情報が揃うと、C8F18へ送信
する可変長の入出力リクエストを作成し、C8F18へ
伝達する(S52)。
C)(P24は、入出力リクエスト信号を受け取り、ワ
ード0の最初にあるOP  C0DEの第1、第2ビツ
トから転送されてくるデータ量を識別する。そしてその
データ量によって決まる複数回の転送によって入出力リ
クエスト信号を得て、それをCPUバッファ32に蓄え
る。蓄えたデータを解析し、必要な情報がまだある場合
には、MeO23を介してMSU22をアクセスし、そ
の情報をフェッチする(S53)。そして必要な全情報
が揃ったら、I10装置を起動する(S54)。
また、CPUへ対しては、I10装置を起動したことを
示す制御信号を送る(S55)。
このタイムチャートと、第7図の従来方式のタイムチャ
ートを比較すると、本実施例の場合、CPUからC8F
18へ人出力リクエストを転送する場合にMeO23を
経由しない点、および入出力リクエストのなかにCPU
が保持していた処理に必要な情報が含まれているためM
eO23を介してMSU22のデータをフェッチする回
数が少なくて済む点で処理時間が短縮できている。
以上のように、CPU(20および21)がC8F18
と直接接続され、入出力リクエスト信号がMeO23を
経由せずに転送されること、入出力リクエスト信号が従
来方式の3バイト固定ではなく、可変長で最大16バイ
トの情報を送れること、そして個々のCPU(20およ
び21)が独立してCHP24と接続され、処理される
ために、他のCPUの処理の影響を受けないことから、
入出力処理の高速化が図れる。
例えば、310 (Start  l10)命令の場合
、CPUは入出力リクエストを作成する際、CPU中に
SCB (サブチャネル)情報のありかや、CCWアド
レス等の情報を保持している。そこで、これらの情報を
入出力リクエストのなかに格納して、GPBを介してC
HP24に転送する。
これによって、CHP24は従来行なっていた、サブチ
ャネル情報やCCWアドレス等をMCU23を介してM
SU22から読み出す処理を省くことが可能になる。
また、TCH(Test  Channel)命令等で
は、チャネルアドレスがあれば命令を実行することがで
きる。このようなときは、SIO命令でCHP24に送
ってもらったデータは不要なので、このようなときには
、SIO命令のなかの不要なデータはCPUからCHP
24へ転送しないようにする。こうすることによって情
報の転送回数が減り、入出力処理命令の転送時間を短縮
できる。
また、370モ一ド時には、CAWや論理■10アドレ
スをリクエスト発行時にCPUからCHP24へ転送す
るので、CHP24側でMSU22や論理I10アドレ
ス・テーブルを参照しなくてすむ。さらに、拡張モード
時には、CPUからリクエストが転送されてきた時点で
、SCB (サブチャネル制御ブロック)を参照せずに
キューイングさせることが可能である。
[発明の効果〕 本発明によれば、CPUとCHPが直結されているので
入出力命令をMCU等を経由することなく直接送ること
が可能であり、入出力命令処理時間から従来の経由時間
を短縮できる。また、CPU−CHPの直結によって、
MCUを介して行なわれる他のCPUのプライオリティ
の高い処理、例えばメモリ・アクセス等が終了するのを
待つ必要がなく、従来よりも処理時間を短縮できる。さ
らに、マルチCPUの場合でも、各CPUがCHPと直
結されているので、個々のCPUの入出力命令処理が独
立にCHPで処理され、他のCPUの処理の影響を受け
ず、これによって処理時間が短縮できる。
また、入出力命令リクエストを可変長にすることにより
、CPUが保持している処理に必要なデータを入出力命
令リクエストに含めて送ることが可能であり、これによ
って、CHPがメモリから必要な情報を参照する回数を
最小限に抑えることができ、入出力命令処理時間が短縮
される。一方、入出力命令リクエストを可変長にするこ
とにより、CHPの処理で必要ない情報を入出力命令リ
クエストから省いて転送することも可能であり、この場
合、入出力命令リクエスト長が短くなり、転送回数が少
なくなるので、処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の機能ブロック図、 第2図は一実施例のシステム構成図、 第3図は複数回転送する制御ブロックの説明図、第4図
はGPBのリクエスト信号の説明図、第5図は一実施例
の入出力命令処理のタイムチャート、 第6図は従来方式のシステム構成図、 第7図は従来方式の入出力命令処理のタイムチャートで
ある。 1・・・CPU、 2゛°−MCU (memory  contro l
  un i t)、 3・−−MSLI(memory  systemun
it)、 4−=CHP(channel  proc5・・・入
出力装置、 6・・・可変長命令送信手段、 7・・・直結手段、 8・・・可変長命令受信手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)CPU(1)およびMCU(2)(memory 
    control unit)、MSU(3)(main
     storage unit)、CHP(4)(cha
    nnel processor)、および入出力装置(
    5)からなる情報処理装置において、 可変長の入出力命令を作成し、CPU(1)からCHP
    (4)へ送信する可変長命令送信手段(6)と、 CPU(1)とCHP(4)を直接接続して入出力命令
    をCPU(1)からCHP(4)へ送る直結手段(7)
    と、 可変長の入出力命令を受け取り、入出力装置(5)を稼
    働する可変長命令受信手段(8)とを有することを特徴
    とする入出力命令の高速化方式。 2)前記直結手段(7)は、マルチCPU構成システム
    のCPU(1)とCHP(4)を1対1で接続する請求
    項1記載の入出力命令の高速化方式。 3)前記可変長命令受信手段(8)は、複数のCPU(
    1)が同時に入出力命令を送信した場合に、CPU単位
    に独立して受信制御を行なう請求項1記載の入出力命令
    の高速化方式。
JP2282623A 1990-10-20 1990-10-20 入出力命令の高速化方式 Expired - Lifetime JP2580382B2 (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63193252A (ja) * 1987-02-06 1988-08-10 Fujitsu Ltd マクロコマンド処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63193252A (ja) * 1987-02-06 1988-08-10 Fujitsu Ltd マクロコマンド処理装置

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