JPH04178754A - 分散アービトレーション装置 - 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、複数台のバス使用装置が使用するバスを用い
たシステムにおいて、各バス使用装置のバス占有権の調
停を行うアービトレーション装置に関し、特にバス使用
装置に１台ずつ接続された分散アービトレーション装置
に関する。

（従来の技術） 複数台のバス使用装置がバスを使用するシステムにおい
ては、各バス使用装置のバス占有権（バスを使用して動
作する権利）を調停する装置が必要である。この装置を
一般にアービトレーション装置と呼ぶ。バス占有権を握
ってバスを使用しようとするバス使用装置は、データ転
送に先立ち、このアービトレーション装置に対してバス
占有権を要求する。アービトレーション装置は、バス占
有権を要求するバス使用装置が１台の場合には、そのバ
ス使用装置にバス占有権を与え、複数のバス使用装置か
ら要求が同時に来た場合には、どのバス使用装置にバス
占有権を与えるかを調停する。

各バス使用装置のバス占有権を調停する方式としては、
２つの方式があり、それぞれの方式を実現するアービト
レーション装置が従来から存在する。まず１つの方式は
集中制御方式と呼ばれ、バス上に存在する１個のアービ
トレーション装置が、バスに接続されている全バス使用
装置からのバス使用要求を集中管理することによりハス
を占有できるバス使用装置を１台決定するものである。

この方式は更に、固定優先順位方式と公平優先順位方式
に分類できる。

固定優先順位方式は、複数台のバス使用装置からのバス
使用要求が重なった場合、アービトレーション装置が、
初期設定時に固定的に割当られている各バス使用装置の
優先順位に基づき、その内の１台のバス使用装置に対し
てバス占有権を与える方式である。即ち優先順位の最も
高いバス使用装置がバス占有権を得ることになる。バス
使用ｉ求が重なっていない場合は、最初にバス使用要求
を出したバス使用装置がバス占有権を得る。

公平優先順位方式は、複数台のバス使用装置からのバス
使用要求が重なった場合、アービトレーション装置が、
その動作時点でダイナミックに変化する優先順位に基づ
き、その内の１台のバス使用装置に対してバス占有権を
与える方式である。この方式では、優先順位が刻々と変
化するため、バスが特定のバス使用装置に独占的に長時
間占有され続けることを防ぐことができ、各ハス使用装
置はある程度公平にバスを占有することができる。

もう１つの方式は、分散制御方式と呼ばれ、アービトレ
ーション装置が各バス使用装置にそれぞれ個別に１台ず
つ接続される。各バス使用装置には、初期設定時に所定
の優先順位が割り当てられる。

バス占有権を握ろうとするバス使用装置は、バス使用要
求と自分の優先順位をバス上に一斉に出力する。各バス
使用装置に接続されているアービトレーション装置は、
このバスを監視しており、自分より優先順位の高いレベ
ルをそこに検出すると、優先順位の低いバス使用装置は
自らバス使用要求を取り下げる。最後まで残ったバス使
用装置がバス占有権を握れて、以降バスを占有してデー
タ転送を実行できる。

（発明が解決しようとする課題） この従来の方式を実現するアービトレーション装置には
、次にあげる問題点がある。

集中制御方式では、アービトレーション装置が故障する
と全てのバス使用装置が動作不能となる。

また、アービトレーション装置は各バス使用装置にバス
占有の許可を伝える信号の結線方法としてデイジーイチ
ェイン方法と各バス使用装置毎に専用の信号線を張って
結線する方法とがあるが、前者の方法だとアービトレー
ション装置が出した許可がバス使用装置に伝わるまでに
時間がかかりバス性能が低下するといった問題があり、
後者の方法だとアービトレーション装置の信号線が増え
、ハードウェア量が増大するといった問題がある。

分散制御方式では、一般に公平な調停を行うことができ
ない。ＩＥＥＥ標準Ｐ８９６として提案されているＦｕ
ｔｕｒｅｂｕｓ十のように公平ビットを用いて公平な調
停を実現している例もあるが、ハードウェアは複雑なも
のとなっている。

本発明はこのような問題点にかんがみて創案されたもの
で、分散制御方式に基づき、公平な調停を簡易なハード
ウェアで実現できる分散アービトレーション装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） （１）本発明は、バスを使用するｍ（ｍ＞１）台のバス
使用装置の各々に接続されたｍ台の分散アービトレーシ
ョン装置において、 （ａ）前記バスとの間は双方向の信号である優先順位信
号とバス獲得信号と使用要求信号とを授受し、前記バス
使用装置との間はバス使用要求信号とバス使用許可信号
とを授受する第１の手段と、（ｂ）前記バス使用装置の
優先順位を保持するとともに前記バス獲得信号が有効に
なる毎に優先順位の値を増加していくｎビット（ｎ＞ｌ
ｏｇ　ｍ）のカウンタと、 （ｅ）前記カウンタの値を前記優先順位信号に出力する
第２の手段と、 （ｄ）前記優先順位信号の値と前記カウンタの値が一致
するか否かを上位ビットから逐次的に比較し、一致しな
い場合には前記第２の手段の駆動を取り止め、一致した
い場合には一致信号を出力する逐次比較器と、 （ｅ）前記バス使用装置から前記バス使用要求信号を受
けると、前記バス上に前記使用要求信号を出力すると同
時に前記第２の手段を駆動し、次に前記逐次比較器から
前記一致信号を受けた時点で前記バス獲得信号を前記バ
スに出力し、更に前記バス使用装置に対して前記バス使
用許可信号を出力する制御装置 とを備えたことを特徴とする。

（２）本発明は、請求項１記載の分散アービトレーショ
ン装置において、前記バス使用装置に代えて中央処理装
置と主記憶から構成されるプロセッサを備えたことを特
徴とする。

（作用） 本発明では、バスを使用しようとするバス使用装置がｋ
（０＜ｋ＜ｍ）台ある場合、各アービトレーション装置
は、バス占有権を与えるバス使用装置を１台決定するが
、これに先立ち各アービトレーション装置は、各バス使
用装置からバス使用要求信号を受は付けた時点で、双方
向信号である使用要求信号が有効でないことを確かめた
上、使用要求信号を有効にするとともに当該バス使用装
置の優先順位をバスの優先順位信号に出力する。

各アービトレーション装置は、各アービトレーション装
置から出力された優先順位信号の論理積となるバスの優
先順位信号の値と自分自身のバス使用装置の優先順位の
値が一致するか否かを逐次的に１ビツトずつ検出し、一
致しない場合は即座にバスの優先順−信号を駆動するこ
とを取りやめる。こうして最後のビットまで一致した値
の優先順位をもつバス使用装置がバスを占有できる。

アービトレーション装置は、自分に接続されているバス
使用装置がバス占有権を握ると、バス獲得信号を有効に
するが、この時点で、優先順位を保持しているカウンタ
の値に１が加えられ、即ちバス使用装置の優先順位が変
更される。これにより、各バス使用装置は公平にバスを
占有できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の請求項１の１実施例の構成を示した
図である。分散アービトレーション装置１とバス２との
間は、優先順位信号３とバス獲得信号４と使用要求信号
５とで接続されている。また分散アービトレーション１
とバス使用装置１１との間は、バス使用要求信号１２と
バス使用許可信号１３とで接続されている。分散アービ
トレーション装置１は、バス使用措置１１の優先順位の
値を保持するカウンタ９、カウンタ９の値をバスの優先
順位信号３に出力するオーブンコレクタバッファ１０、
カウンタ９の値とバスの優先順位信号３とが一致するか
否かを上位ビットから１ビツトずつ検出する逐次比較器
８及び全体を制御する制御回路７から構成される。

第１図において制御回路７はバス使用装置１１からバス
使用要求をバス使用要求信号１２を介して受は取ると、
その時点で使用要求信号５が有効でないことを確認した
上で使用要求信号５を有効とするとともにオープンコレ
クタバッファ１０を介して、バス使用装置１１の優先順
位の値を保持しているカウンタ９の値を優先順位信号３
に出力する。優先順位信号３はオーブンコレクタ信号で
あるため、バス使用要求を出しているバス使用装置１１
が複数台あった場合、各ビット毎にバス使用要求を畠し
ている全バス使用装置１１の優先順位の論理積がとられ
る。

逐次比較器８は論理積がとられた優先順位信号３の値と
カウンタ９の値が一致するか否かを上位ビットから１ビ
ツトずつ比較し、一致しなかった時点でオープンコレク
タバッファ１０を馬区動するのをやめる。更に逐次比較
器８は最下位ビットまで一致していることを確認した時
点で一致信号６を介して制御回路７に一致したことを通
知する。通知を受けた制御回路７はバス獲得信号４を有
効にする。バス獲得信号４が有効になるとカウンタ９の
値に１が加えられ、これによりバス使用装置の優先順位
が変更される。なお初期設定時においてカウンタ９には
デイツプスイッチ等の値を読み込ませるが、ここでバス
２に接続される全ての分散アービトレーション装置ｌの
カウンタ９の値が異なることを保証する必要がある。

第２図は、本発明の請求項２の１実施例を示した図であ
る。請求項１のバス使用装置が中央処理装置１５と主記
憶１６とから構成されるプロセッサ１４に置き換えられ
た。

第３図は、４台のバス使用装置１１１〜１１４が、各々
４台の分散アービトレーション装置１１〜１１４を介し
てバス２接続されたシステムを示した図である。

第４図は、第３図で示したシステムにおいて、バス使用
装置１１１〜１１２が連続してバス使用要求を出してい
る時の各分散アービトレーション装置１１〜１４のカウ
ンタ９１〜９４の値、即ちバス使用装置１１１〜１１４
の優先順位の値の変化を時刻Ｔ□〜Ｔ４の変化とともに
示したものである。なお、カウンタ９１〜９４は、２ビ
ツトのカウンタである。

時刻Ｔ工では、カウンタ９１〜９４の値は０．１．２．
３である。この時、使用要求を出しているのは分散アー
ビトレーション装置１２と１３であるため、優先順位信
号３の値は１となる（最上位ビット比較時に、分散アー
ビトレーション１３が一致しないため、自分自身の信号
を駆動しなくなるため）。従ってバス使用装置１１２が
バス２を占有することになる。このとき分散アービトレ
ーション装置１２の制御回路７２は、バス獲得信号４を
有効にするため、カウンタ９１〜９４の値に１が加えら
れる。時刻Ｔ２にはカウンタ９１〜９４の値は１．２．
３．０であり、使用要求を出しているのは分散アービト
レーション装置１２と１３であるため、優先順位信号３
の値は２となり、バス使用装置１１２が再びバス２を占
有することになる。前と同様に、この時カウンタ９１〜
９４の値は更新され、時刻Ｔ３にはカウンタ９１〜９３
の値は２．３．０．１である。バス使用要求を出してい
るのは分散アービトレーション装置１２と１３であるた
め、優先順位信号３の値は０となり、今度は、バス使用
装置１１３がバスを占有することになる。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、バス獲得信号が有効にな
る毎に優先順位を保持しているカウンタの値を更新して
いるため、全てのバス使用装置の優先順位がダイナミッ
クに変化し、これによりバス使用装置は公平にバスを使
用することができるという効果が得られる。また、優先
順位の変更がカウンタを更新するという動作だけで実現
でき、回路規模が非常に小さく済むという効果もあわせ
て得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における請求項１の発明の１実施例を
示すブロック図、第２図は、本発明における請求項２の
発明の１実施例を示すブロック図、第３図は請求項１の
発明が４台接続されたシステムを示すブロック図、第４
図は、本発明における優先順位の決定方法の１例を示す
図である。 第１図において、１は分散アービトレーション装置、２
はバス、３は優先順位信号、４はバス獲得信号、５は使
用要求信号、６は一致信号、７は制御回路、８は逐次比
較器、９はカウンタ、１０はオープンコレクタバッファ
、１１はバス使用装置、１２はバス使用要求信号、１３
はバス使用許可信号をそれぞれ示す。 第２図において、１は分散アービトレーション装置、２
はバス、３は優先順位信号、４はバス獲得信号、５は使
用要求信号、６は一致信号、７は制御回路、８は逐次比
較器、９はカウンタ、１０はオープンコレクタバッファ
、１２はバス使用要求信号、１３はハス使用許可信号、
１４はプロセッサ、１５は中央処理装置、１６は主記憶
をそれぞれ示す。 第３図において、１１〜１４は分散アービトレーション
装置、４はバス獲得信号、９１〜９４はカウンタ、７１
〜７４は制御回路、１１１〜１１４はバス使用装置をそ
れぞれ示す。 第４図において、Ｔ１〜Ｔ４は時刻を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バスを使用するｍ（ｍ＞１）台のバス使用装置の
   各々に接続されたｍ台の分散アービトレーション装置に
   おいて、 （ａ）前記バスとの間は双方向の信号である優先順位信
   号とバス獲得信号と使用要求信号とを授受し、前記バス
   使用装置との間はバス使用要求信号とバス使用許可信号
   とを授受する第１の手段と、 （ｂ）前記バス使用装置の優先順位を保持するとともに
   前記バス獲得信号が有効になる毎に優先順位の値を増加
   していくｎビット（ｎ＞ｌｏｇｍ）のカウンタと、 （ｃ）前記カウンタの値を前記優先順位信号に出力する
   第２の手段と、 （ｄ）前記優先順位信号の値と前記カウンタの値が一致
   するか否かを上位ビットから逐次的に比較し、一致しな
   い場合には前記第２の手段の駆動を取り止め、一致した
   場合には一致信号を出力する逐次比較器と、 （ｅ）前記バス使用装置から前記バス使用要求信号を受
   けると、前記バス上に前記使用要求信号を出力すると同
   時に前記第２の手段を駆動し、次に前記逐次比較器から
   前記一致信号を受けた時点で前記バス獲得信号を前記バ
   スに出力し、更に前記バス使用装置に対して前記バス使
   用許可信号を出力する制御装置 とを備えたことを特徴とする分散アービトレーション装
   置。
2. （２）請求項１記載の分散アービトレーション装置にお
   いて、前記バス使用装置に代えて中央処理装置と主記憶
   から構成されるプロセッサを備えたことを特徴とする分
   散アービトレーション装置。