JPH04168560A - バス・アービトレーション制御回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバス・アービトレーション制御回路に関し、特
に情報処理装置におけるバス獲得権の与え方を指示する
バス・アービトレーション制御回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のバス・アービトレーション制御回路にお
いて複数個のバス獲得要求が競合したときには、バス獲
得権の優先順位が固定的に定められている固定優先順位
方式や、バス獲得権を得たバス獲得要求が最低優先にな
るように順次、優先順位が回転する回転優先順位方式な
どがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のバス・アービトレーション制御回路のう
ち、固定優先順位方式では、複数個のバス獲得要求の発
生頻度が高くなりバス使用率が増大してくると、優先順
位の低いバス獲得要求者のバス獲得待ち時間が増大する
ため、一定周期内にバスを獲得し、データ転送を実行し
ないとＩ１０デバイスとのデータ転送が正常に実行出来
ないファイル装置等の制御アダプタがバス獲得要求者と
なる場合、自分より優先順位の高い複数個のバス獲得要
求者によるバス使用によって発生する最大バス獲得待ち
時間が上記一定周期より短くなるように、優先順位づけ
されてなければならず、優先順位づけに対し制約が必要
となるという欠点があった。

又、回転優先順位方式では、複数個のバス獲得要求の発
生頻度が高くなりバス使用率が増大してきても、各バス
獲得要求の優先順位がバス獲得ごとに回転するので、各
バス獲得要求者のバス獲得待ち時間は平等に増大してい
き平均化された値となるため優先順位づけの作業が簡単
なものとなるが、バス使用率が１００％に近づくと各バ
ス獲得要求者のバス占有率が平均化されてしまうため各
バス獲得要求者のデータ転送能力も平均化されてしまう
ので、各バス獲得要求者間でのデータ転送能力に差がつ
けられなくなってしまうという欠点があった。

以上説明したように従来のバス・アービトレーション制
御方式では、各バス獲得要求者ごとに持つ、許容する最
大バス獲得待ち時間の制限条件や、発揮すべきデータ転
送能力条件といった各バス獲得要求者ごとの要求条件を
十分に満たすことができないという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のバス・アービトレーション制御回路は、 複数個のチャネルからのバス獲得要求に対し、バス獲得
の調停を制御するバス・アービトレーション制御回路に
おいて、 各チャネルごとに対応し、バス獲得要求が発生してから
バス獲得権を得るまでのバス獲得待ち時間を監視しあら
かじめ任意に設定される計数値に達するまで単位時間ご
とに上記バス獲得待ち時間を計数し、上記計数値に達し
た場合最優先権決定回路に優先権要求を出力し、バス獲
得権を得たときは、計数値を初期値に戻すとともに、前
記優先権要求を出力している場合には、優先権要求の出
力をやめる複数個のバス獲得待ち時間計数回路と、 前記複数個の優先権要求を受けて各優先権要求が競合す
るとき、あらかじめ定められた優先順位にもとづいて最
優先権を決定し、優先制御回路にどのバス獲得要求を最
優先にすべきかを示す最優先権情報を出力する最優先権
決定回路と、複数個のバス獲得要求が競合するとき、各
バス獲得要求に対しあらかじめ定められた優先順位にも
とづいてバス獲得権を順次各バス獲得要求に対し与え、
前記最優先権決定回路から最優先権情報が入力させると
きには最優先権情報にもとづくバス獲得要求に対し最優
先でバス獲得権を与える優先制御回路とを備えて構成さ
れる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

バス獲得待ち時間計数回路１〜４は、それぞれバス獲得
要求信号ＢＲＱＯ，ＢＲＱＩ、ＢＲＱ２、ＢＲＱ３の４
つに対応しており、それぞれのバス獲得待ち時間を計数
する。最優先権決定回路５は、優先権要求信号１１〜１
４を受けて、最優先権を決定し、対応するバス獲得要求
ごとに最優先積信号１６〜１８を出力する。

優先制御回路６は、通常バス獲得要求ＢＲＱＯ〜ＢＲＱ
３を受けて、バス獲得応答信号ＢＡＫＯ〜ＢＡＫ３、を
固定優先順位方式で出力するが、最優先積信号１６〜１
８のうちいずれか１つが入力されると、対応するバス獲
得要求の優先順位を最高順位とする。

次に、各ブロックの基本動作について説明する。

第２図は、バス獲得待ち時間計数回路１〜４の構成を示
すブロック図である。（代表として参照符号１について
主に記す）。レジスタ１０１は１６ビツトのレジスタで
あり、端子りを通して端子ＬＥに入力される。ラッチイ
ネーブル信号１１０によって端子りより入力する。１６
ビツト・データ１０８の内容がレジスタ１０１にセット
される。ダウンカウンタ１０２は１６ビツトのダウンカ
ウンタであり、端子ＬＤの入力がオンとなるとレジスタ
１０１の１６ビツト・データの出力がダウンカウンタ１
０２の初期値としてロードされ、端子ＣＥの入力がオン
となっていれば端子ＣＰに入力される信号の立ち上がり
エツジでカウンタ値を１だけ減算し、カウンタ値が０と
なった時点で端子ＢＬにボロー信号を出力する。第５区
は、第２図に示すバス獲得待ち時間計数回路１の動作を
表わすタイミングチャートである。

第３図は、最優先権決定回路５の構成を示すブロック図
である。最優先権決定回路５は固定優先順位方式であり
、優先順位は優先権要求入力信号１１〜１４の順となっ
ており、それぞれ入力端子ＲＯ〜Ｒ３から入力される。

従って、端子ＲＯ〜Ｒ３のうち必ず１つが最優先権を獲
得し、端子ＴＯ〜Ｔ３に対応する最優先積信号２１１〜
２１４のうち必ず１つが出力される。

第４図は、優先制御回路６の構成を示すブロック回路図
である。優先制御回路６は、最優先積信号３１７〜３１
９がそれぞれ端子Ｐ１〜Ｐ３から入力し、そのうちいず
れの入力もない場合には、バス獲得要求入力端子ＢＯ〜
Ｂ３に対し固定優先順位方式であり、優先順位は入力端
子ＢＯ−Ｂ３の順となっており、最優先積信号３１７〜
３１９のうちいずれかが入力されている場合には、対応
するバス獲得要求入力の優先順位を最高順位とし、対応
するバス獲得応答信号ＢＡＫＯ〜ＢＡＫ３を端子ＡＯ〜
Ａ３から出力する。

第６図に最大優先権決定回路５（第３図のブロック図）
及び優先制御回路６（第４図のプロ・ンク図）の動作を
まとめて表わすタイミング・チャートを示す、まず、バ
ス獲得要求信号に対応する端子ＢＯ〜Ｂ３からが同一タ
イミングで発生すると、バス獲得応答信号に対応する端
子ＡＯ〜Ａ３からが順次出力される０次にバス獲得要求
信号に対応する端子ＢＯ〜Ｂ３からが順次発生するが、
バス獲得要求信号に対応する端子ＢＯによるバス使用が
長いため、バス獲得要求信号に対応する端子Ｂ１〜Ｂ３
のそれぞれにおいてバス獲得待ち時ｍ　ｔ　１　　・ｔ
２　・ｔ３が計数されると、優先権要求入力信号が対応
する端子Ｒ１〜Ｒ９に順次発生し、これに対応した最優
先積信号の出力端子Ｔ１〜Ｔ３に順次発生する。

ここで、バス獲得要求信号の出力端子Ｂ３がハイになっ
たときの後半部でバス獲得要求信号出力の端子ＢＯが発
生しているが、端子Ｂ３が最優先権を持っているため、
端子Ｂ３に対するバス獲得応答信号が端子Ａ３に出力さ
れることになる。

ここで、より具体的な例を上げて本実施例の動作を説明
することにする。

まず、はじめの具体的な例として第８図で示す４つのバ
ス獲得要求者の場合を説明する。同図、転送周期とは、
バス獲得要求が生成される周期であり、バス使用時間と
は、バス獲得した後バスを使用してデータ転送を実行し
、バス使用が終了するまでの時間であり、最大バス待ち
時間とは、バス獲得要求者が、その動作を保障するため
に許容する最大バス獲得待ち時間であり、以上３つの時
間はすべて共通の単位時間で表わすものとする。

ここで、従来の固定優先方式を適用した場合について考
えると、まず第９図で示すように、各バス獲得要求者ご
との、最大バス占有率及び最大バス獲得待ち時間内でバ
スを獲得するために必要な許容最低バス占有率が算出さ
れる０次に、各バス獲得要求者に対する優先順位づけの
組合せを考えると、第１０図のようになる０図中の数字
はバス占有率であり、たとえば項番１のＡは、優先順位
が１番高いのでバス占有率４０％となり、Ｂは、バスが
１０Ｏ−４０＝６０％余っているのでバス占有率３３％
迄バスを使用することが可能であるが、Ｃは、１００−
４０−３３＝２７％しかバスが余っていないため、許容
最低バス占有率３３％が満足されないことになり、項番
１の優先順位づけは適当でないことがわかる。

このようにしてすべての組合せについて考えると、項番
４と項番６の組合せが優先順位２において許容最低バス
占有率を満足することがわかる。

しかしながら、バス獲得要求者りにおいては、バス占有
率Ｏ％となっているため、バス獲得要求者Ａ〜Ｃのいず
れか１つ以上がバス獲得要求の生成をやめないかぎり、
Ｄがバス使用出来ないこととなる。

それでは、本実施例を適用した場合について考えると、
まず各バス獲得要求者の優先順位を、バス占有率を大き
くしたい順番に決定する。ここでは仮にＡ＞Ｃ＞Ｂ＞Ｄ
の順に優先順位を決定したとすると、各バス獲得待ち時
間計数回路に設定する計数値は、第１１図に示される通
りとなる。設定値の算出の方法は、各バス獲得要求者の
許容最大バス獲得待ち時間から、自分以外のバス獲得要
求者が既にバス使用中であった場合に待たされる最大時
間を引いた値となる。またここでは、バス獲得待ち時間
計数回路りに１５を設定しているが、これはバス獲得要
求者Ａ−Ｃすべてがバス獲得要求の生成をしていても、
Ｄのバス使用を可能とさせるためのものであり、Ｄのバ
ス占有率を１０％となるように設定したものである。

第７図に、第８〜１１図で示した条件設定時のバス獲得
要求者Ａ〜Ｄからのバス獲得要求に対するバス獲得応答
の動作を示す。ここでＢＲＱＯ〜ＢＲＱ３はそれぞれバ
ス獲得要求者Ａ〜Ｄに対応しており、バス獲得要求が発
生し、バスが獲得できるまでの状態を空白枠で、バス獲
得中を斜線枠で表わしている。まず、時間軸０でバス獲
得要求者Ａ〜Ｄが同時にバス獲得要求を行い、ＢＲＱＯ
〜ＢＲＱ３を発生すると、優先順位に従ってＢＡＫＯ→
ＢＡＫ　１の順番でバス獲得応答が生成され、（Ａ）が
バス獲得した後、（Ｃ）がバス獲得する。（Ａ）および
（Ｃ）のバス獲得中に（Ｂ）はバス獲得待ち状態となっ
ており、５単位時間が経過すると最優先積信号Ｔ２が生
成され、時間軸６でＢＲＱＯが発生しているが、通常優
先順位が無効となっているため、（Ｂ）が（Ｃ）のバス
獲得終了後、つづいてバスを獲得する。

時間軸１５では、（Ｄ）のバス獲得待ち状態が１５単位
時間経過するため、（Ｄ＞の優先権要求が生成されるが
、既に（Ｂ）の優先権要求が生成されているため、優先
権要求の優先順位に従って待たされ、時間軸１７で（Ａ
）の優先権要求が生成されるなめ引きつづき時間軸２０
まで待たされた後、最優先積信号Ｔ３が生成される。以
後の動作は、以上説明した動作内容に従って動作するな
め省略する０次に、第２番目の具体的な例として第１２
図で示す４つのバス獲得要求者の場合について述べる。

まず、バス獲得要求者Ｅ−Ｈは、最大バス待ち時間の制
約が特にないため、バス獲得待ち時間計数回路の設定は
、各バス獲得要求者Ｅ〜Ｈのバス占有率割り当てを制御
するために使用する。第１３図で示す様に、Ｅ〜Ｈのバ
ス占有率割り当てを制御したい場合には、Ｅ〜Ｈに対し
みなし最大バス待ち時間が存在するものとし、第１４図
で示すようにバス獲得待ち時間計数回路を設定すること
により、Ｅ〜Ｈのバス占有率割り当てを保障することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明により、各バス獲得要求者ご
とに持つ許容できる最大バス獲得待ち時間の制限条件や
、発揮すべきデータ転送能力条件について、各バス獲得
要求者ごとの要求条件を十分溝たすことができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図はバス獲得待ち時間計数回路を示すブロック図、第
３図は最優先権決定回路を示す回路図、第４図は優先制
御回路を示す回路図、第５図はバス獲得待ち時間計数回
路の動作を示すタイミングチャート、第６図は実施例に
おける基本動作を示すタイミングチャート、第７〜１０
図は動作説明時のバス獲得要求者の要求内容の第１の例
を示す説明図、第１１〜１３図は動作説明時のバス獲得
要求者要求内容の第２の例を示す説明図。 １〜４・・・バス獲得待ち時間計数回路、５・・・最優
先権決定回路、６・・・優先制御回路、１１〜１４・１
１１・・・優先権要求入力信号、１６〜１８・２１１〜
２１４・・・最優先積信号、２４・・・１６ビツトデー
タ、２６〜２８・・・ロード信号、１０１・・・レジス
タ、１０２・・・ダウンカウンタ、１０８・・・１６ビ
ツトデータ、１１０・・・ロード入力、１１１・・・優
先権要求出力、１１３・・・バス獲得要求入力、１１２
・・・バス獲得応答入力、２０７〜２１０・・・優先権
要求入力、ＢＱＲＯ〜ＢＱＲ３・・・バス獲得要求入力
、ＢＡＫＯ〜ＢＡＫ３・・・最優先積信号入力、３２０
〜３２３・・・バス獲得応答信号出力、ＣＬＫ・・・ク
ロ茅　３　肥 梁（：Ｉ　図 弗１２　　間 竿／３　閃 ギ　１４Ｉ！Ｉ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　平成２年特許願Ｉｒ２９５８６８号２
、発明の名称　バス・アービトレーシ８ン制御回路３、
補正をする者 事件との関係　　　　　出　願　人 任　所　　　東京都港区芝五丁目７番１号名　称　　　
　　日本電気株式会社 代表者　　関　本　忠　弘 （ほか１名） ４、代理人 住所〒１０８−０１ 東京都港区芝五丁目７番１号 電話　東京　（０３）３４５４−１１１１　（蕎麦）（
連絡先　日本電気株式会社　特許部）５、補正命令の日
付（発送日） ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第１５頁５行目の「１３図」を「１４図」と訂正
する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個のチャネルからのバス獲得要求に対し、バス獲得
   の調停を制御するバス・アービトレーション制御回路に
   おいて、 各チャネルごとに対応し、バス獲得要求が発生してから
   バス獲得権を得るまでのバス獲得待ち時間を監視しあら
   かじめ任意に設定される計数値に達するまで単位時間ご
   とに上記バス獲得待ち時間を計数し、上記計数値に達し
   た場合最優先権決定回路に優先権要求を出力し、バス獲
   得権を得たときは、計数値を初期値に戻すとともに、前
   記優先権要求を出力している場合には、優先権要求の出
   力をやめる複数個のバス獲得待ち時間計数回路と、 前記複数個の優先権要求を受けて各優先権要求が競合す
   るとき、あらかじめ定められた優先順位にもとづいて最
   優先権を決定し、優先制御回路にどのバス獲得要求を最
   優先にすべきかを示す最優先権情報を出力する最優先権
   決定回路と、 複数個のバス獲得要求が競合するとき、各バス獲得要求
   に対しあらかじめ定められた優先順位にもとづいてバス
   獲得権を順次各バス獲得要求に対し与え、前記最優先権
   決定回路から最優先権情報が入力させるときには最優先
   権情報にもとづくバス獲得要求に対し最優先でバス獲得
   権を与える優先制御回路とを備えて成ることを特徴とす
   るバス・アービトレーション制御回路。