JPH04218853A - データ転送方式 - Google Patents

データ転送方式

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JPH04218853A
JPH04218853A JP7330391A JP7330391A JPH04218853A JP H04218853 A JPH04218853 A JP H04218853A JP 7330391 A JP7330391 A JP 7330391A JP 7330391 A JP7330391 A JP 7330391A JP H04218853 A JPH04218853 A JP H04218853A
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俊幸 清水
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は計算機システムにおける
データの転送方法に係り、さらに詳しくはバッファとし
て先入れ先出しメモリ(FIFO)を持つ入力装置から
メモリへ、またメモリからバッファとして先入れ先出し
メモリ(FIFO)を持つ出力装置への直接データ転送
を効率的に行うデータ転送方式に関する。
【0002】近年コンピュータシステムの高速化および
大型化が進み、非常に大きな問題が取り扱われるように
なってきた。これに伴って取り扱うデータ量も膨大とな
り、データの入出力速度が計算機システムの性能を左右
することも多くなった。また並列計算機のようなシステ
ム構成をとる場合には、計算エレメント(PE)の間で
情報交換のためのデータ転送が大量に行われる。
【0003】このように高速な計算機システムの実現の
ために、データ入出力をより高速にまた効率よく実現す
ることが望まれている。
【0004】
【従来の技術】計算機システムにおいて、中央処理装置
を介することなくメモリと入出力装置との間で直接にデ
ータ転送を行う直接メモリアクセス(DMA)方式は現
在広く用いられている。
【0005】図20はDMA方式を用いるプロセッサシ
ステムの従来例の構成ブロック図である。同図において
入力デバイス1からメモリシステム2へ、またメモリシ
ステム2から出力デバイス3に、共有バス4を介して直
接メモリアクセス制御部(DMAC)5の制御のもとに
データ転送が行われる。共有バス4にはシステム全体を
制御するプロセッサ6が接続され、入力デバイス1の内
部には入力データを格納するための先入れ先出し(FI
FO)メモリ7が、また出力デバイス3の中には出力デ
ータを格納するための先入れ先出し(FIFO)メモリ
8が備えられている。
【0006】図20において、入力デバイス1内のFI
FO7にデータが存在する時には要求線■がアクティブ
となり、DMAC5に対して転送要求が出される。DM
AC5はメモリ書き込み線■と読み出し線■とをアクテ
ィブにしてデータ転送を行わせる。また出力デバイス3
内のFIFO8に空きが存在すると要求線■がアクティ
ブとなり、DMAC5に転送要求が出される。DMAC
5はメモリ読み出し線■と書き込み線■とをアクティブ
にして、メモリシステム2から出力デバイス3へのデー
タ転送を行わせる。これらの転送単位は一般にDMAC
5を初期設定した時点で決定されており、入力デバイス
1内のFIFO7にいくつデータが存在しても、また出
力デバイス3内のFIFO8にいくつ空きが存在しても
初めに決められた転送単位でデータ転送が行われる。
【0007】メモリシステムを実現するにあたって、メ
モリへのアクセスアドレスによって転送可能なデータサ
イズが異なり、従ってデータの転送速度が異なることが
一般的である。図21はメモリの例である。同図におい
て1つの長方形領域は1ワード(4バイト)のデータ格
納領域を示し、長方形内の数字は簡単のために10進法
で表現したアドレスを示している。
【0008】図21で4ワードのデータ転送はアクセス
アドレスが0,4,8,・・・からでなくては行うこと
ができず、また2ワードのデータ転送はアドレス0,2
,4・・・からアクセスすることはできるが、アドレス
1,3等からアクセスすることはできないことになる。 このようにメモリアクセスアドレスによってデータ転送
可能サイズが異なることを、ここではメモリがアドレス
アラインメントを持つと呼ぶことにする。
【0009】図22は1ワード(4バイト)幅のバスに
接続されているメモリシステムにおける読み書きの性質
の具体例である。図には1,2バイト、および1,2,
4ワードのデータに対して転送可能なアドレスアライン
メントと、そのサイズのデータ転送に必要なサイクル数
が例として示されている。なお、ここでA〔X:Y〕は
アドレスのビットXからYまでの値をあらわす。
【0010】1バイトのデータ転送はアクセスアドレス
がどのような値であっても可能であり、転送に必要なサ
イクル数は3である。また2バイトのデータ転送はアク
セスアドレスの0ビット目、すなわち最下位ビットが0
である時に可能であり、転送に必要なサイクル数は3で
ある。
【0011】1ワードのデータ転送はアクセスアドレス
の第0ビットと第1ビット、すなわち最下位ビットとそ
の上位ビットとが0である時に可能となり、転送に必要
なサイクル数は3となる。また4ワードのデータ転送は
アクセスアドレスの最下位から計4ビットの値が全て0
である時に可能となり、転送に必要なサイクル数は6で
ある。従って、例えば4ワードのデータを転送する場合
に1ワードずつ4回転送すれば転送に必要なサイクル数
は12となるが、4ワードを1回で転送すればサイクル
数は6となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図20で説明した従来
例ではデータの転送サイズはあらかじめ決められている
。このデータ転送量を共通バスの専有時間をできるだけ
少なくして最も効率よく転送するためには、図22の場
合には4ワード単位で転送すればよいことになる。しか
しながら、この場合にはアドレスアラインメントをそろ
える必要があり、また転送データの総量も4ワードの倍
数としなければならないという2つの条件があり、実際
にこの2つの条件を満たしながらデータ転送を行うのは
困難であるという問題点があった。
【0013】本発明は、アドレスアラインメントを揃え
ることと転送データの総量を例えば4ワードの倍数にす
るという2つの条件を満足させることなく、入力デバイ
スからメモリ、メモリから出力デバイスへのデータ転送
を効率化することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理ブロ
ック図である。同図はメモリと入出力装置との間で直接
にデータ転送を行う直接メモリアクセス方式のシステム
におけるデータ転送方式の原理ブロック図である。  
同図1(a) は第1の発明の入力装置からメモリへの
データ転送方式、の原理ブロック図である。
【0015】メモリ9はアクセスされるアドレスにより
転送可能なデータのサイズが異なるメモリ、すなわち前
述のアドレスアラインメントを有するメモリである。入
力装置13はメモリ9と共通バス11によって接続され
、メモリ9への入力データを蓄積するバッファ、例えば
先入れ先出し(FIFO)メモリ12を有し、そのバッ
ファ12に蓄積されている入力データ蓄積量を後述する
メモリ書き込み制御手段14に出力する。
【0016】メモリ書き込み制御手段14は、例えば直
接メモリアクセス制御部(DMAC)であり、入力装置
13が出力する入力データ蓄積量とメモリ9へのアクセ
スアドレスとによって、例えば前述のアドレスアライン
メントをチェックすることによりデータの転送サイズを
決定し、その転送サイズのデータの入力装置13からメ
モリ9への転送を制御する。
【0017】図1(b) は第2の発明のメモリから出
力装置へのデータ転送方式の原理ブロック図である。メ
モリ10はアクセスされるアドレスにより転送可能なデ
ータサイズが異なるメモリである。出力装置17は入力
装置13と同様に共通バス15によってメモリ10と接
続され、メモリ10からの出力データを蓄積するバッフ
ァ、例えば先入れ先出し(FIFO)メモリ16を有し
、そのバッファ16の空き量を後述のメモリ読み出し制
御手段18に出力する。
【0018】メモリ読み出し制御手段18は出力装置1
7が出力するバッファの空き量とメモリ10へのアクセ
スアドレスとに基づき、例えばアドレスアラインメント
をチェックしてデータの転送サイズを決定し、その転送
サイズのデータのメモリ10から出力装置17への転送
を制御する。空き量が転送サイズを越えた時はじめて転
送が起こる。
【0019】第3の発明は図1(a) とその構成は同
一であり、メモリ書き込み制御手段14が入力装置の出
力する入力データ蓄積量と前記メモリへのアクセスアド
レスと前記転送するデータの残りのデータ量とによりデ
ータの転送サイズを決定し、その転送サイズのデータの
入力装置からメモリへの転送を制御する。データ蓄積量
が転送サイズを越えた時はじめて転送が起こる。
【0020】また、第4の発明は図1(b) とその構
成は同一であり、メモリ読み出し制御手段は出力装置の
出力するバッファ空き量と、メモリへのアクセスアドレ
スと前記転送するデータの残りのデータ量とによりデー
タの転送サイズを決定し、該転送サイズのデータの該メ
モリから出力装置への転送を制御する。
【0021】
【作用】第1の発明においては入力装置13内のバッフ
ァ12にいくつのデータがあるかがメモリ書き込み制御
手段14に通知され、メモリ書き込み制御手段14はメ
モリのアドレスアラインメントをチェックして入力装置
13からメモリ10へのデータの転送サイズを決定する
。また第2の発明においてはメモリ読み出し制御手段1
8は同様に出力装置17内のバッファ、例えばFIFO
16にいくつ空きの領域があるかを求め、メモリのアド
レスアラインメントをチェックして、メモリ10から出
力装置17へのデータの転送サイズを決定する。
【0022】入力装置13から書き込み制御手段14へ
、また出力装置17からメモリ読み出し制御手段18に
対してそれぞれ複数の要求線が接続され、例えば入力装
置13からの複数の要求線はそれぞれ例えばFIFO内
のデータが1ワード以上、2ワード以上、4ワード以上
のいずれであるかを示す要求線として用いられる。
【0023】また、第3、第4の発明では残り転送デー
タ量を先ず判断し、その得られた値と、アドレスアライ
メントとから転送サイズを決定し、そのサイズで転送で
きる場合のみ転送している。第3の発明ではこの転送は
バッファに転送できるデータ量が存在する場合になされ
、また第4の発明ではその転送はバッファに格納できる
量分の空きが存在する場合になされる。
【0024】以上により、本発明においては例えば入力
装置内のバッファに蓄積されているデータ量とメモリの
アドレスアラインメントのチェックとにより、転送効率
ができるだけ大きくなるようにデータの転送サイズが自
動的に決定される。
【0025】
【実施例】図2は本発明の実施例の入力デバイス21か
ら直接メモリアクセス制御部(DMAC)への要求線と
出力デバイス22からDMACへの要求線の説明図であ
る。プロセッサシステムの構成はこれらの要求線がそれ
ぞれ複数となるとともにDMACがそれらの要求線に対
する動作以外は、図20の従来例と同様である。
【0026】図2において、入力デバイス21からの3
本の要求線は入力デバイス21内の入力FIFO23内
のデータ蓄積量が1ワード以上、2ワード以上、または
4ワード以上のいずれであるかをDMACに通知するも
のである。また出力デバイス22からの3本の要求線は
出力FIFO24のデータの空き量が1ワード以上、2
ワード以上、あるいは4ワード以上のいずれであるかを
通知するためのものである。これらの要求線はデータ転
送単位として1,2,4ワードのいずれかが可能である
場合に対応しているが、データの転送可能単位がこれに
限定されないことは当然である。
【0027】図3は直接メモリアクセス制御部(DMA
C)の実施例のブロック図である。同図において転送カ
ウントレジスタ26は、例えば10ワードを1ブロック
とする場合に1つのブロックのデータが全て転送された
か否かをチェックするために、複数のブロックにまたが
ることなく転送可能な残りの転送データ数、例えば8ワ
ードのデータが既に転送された場合には2ワードを、転
送可能な残りの転送データ数として保持する。サイズレ
ジスタ27は後述する転送サイズ決定論理30によって
出力されるデータ転送サイズを一時的に保持し、またア
ドレスレジスタ28はDMAアドレスを一時的に保持す
るものであり、サイズレジスタ27、アドレスレジスタ
28はそれぞれ1クロック分データを保持する。
【0028】次アドレス決定論理29はサイズレジスタ
27の出力するデータ転送サイズとアドレスレジスタ2
8の出力するDMAアドレスとを加算して次のメモリア
クセスアドレスを決定するものであり、また転送サイズ
決定論理30は転送カウントレジスタ26の保持する転
送可能な残りの転送データ数と入力装置からの入力デー
タ蓄積量、またはバッファの空き量を示す転送要求線を
介した信号、および次アドレス決定論理29の出力する
次のメモリアクセスアドレスとを用いてデータ転送サイ
ズを決定し、サイズレジスタ27にその値を出力する。
【0029】この他に、直接メモリアクセス制御部25
はバスアクセスシーケンサ31を有し、読出線、書込線
にはこのバスアクセスシーケンサ31より読み出し信号
、書き込み信号が出力され、入力デバイス21からの読
み出し並びに出力デバイス22への書き込みを制御する
【0030】図4は直接メモリアクセス制御部(DMA
C)の転送サイズ決定論理30の処理第1の実施例のフ
ローチャートである。同図において処理が開始(STA
RT)されると、まずステップS30でメモリへのデー
タ入力かメモリからのデータ出力かが判定され、メモリ
へのデータ入力の場合にはステップS31で入力デバイ
ス21内の入力FIFO23に蓄積されているデータが
4ワード以上であるか否かが判定され、4ワード以上の
場合にはステップS32で1ブロック内の残りの転送デ
ータ数が4ワード以上であるか否かが判定される。
【0031】この判定結果が4ワード以上の場合には、
ステップS33で4ワードの転送が可能か否かがアドレ
スアラインメントのチェックによって判定される。すな
わち、図22で説明したようにメモリアクセスアドレス
の最下位ビットから計4ビットの全てが0であるか否か
が判定され、全て0である場合(YES)にはステップ
S34で4ワードの転送が決定される。
【0032】尚、図中A1〜A6はフローの接続を表わ
す接続端子である。ステップS32で1ブロック内の残
りの転送データが4ワード以上でない時(NO)、およ
びステップS33でアドレスアライメントのチェック4
ワードの転送ができないと判定された時(NO)には、
ステップS35でブロック内の残りの転送データが2ワ
ード以上であるか否かが判定され、以上の場合にはS3
6で2ワード転送のためのアドレスアライメントのチェ
ックが行われる。すなわち図22で説明したように、ア
クセスアドレスの最下位ビットから計3ビットが全て0
であるか否かが判定され、全て0の場合(YES)には
ステップS37で2ワード転送が決定される。
【0033】一方、ステップS35でブロック内の残り
の転送データが2ワード以上でない時(NO)、および
ステップS36で2ワード転送ができないと判定された
時には、ステップS38でブロック内の残りの転送デー
タが1ワード以上であるか否かが判定され、1ワード以
上の時(YES)にはステップS39で1ワード転送が
決定される。1ワード以上でない時には転送なしがステ
ップS40で決定される。
【0034】ステップS31でFIFO内のデータが4
ワード以上でないと判定(NO)されると、続いてステ
ップS41でFIFO内のデータが2ワード以上である
か否かが判定される。2ワード以上である時には前述の
ステップS35以降と全く同様の処理がステップS42
から繰り返され、ステップS44の2ワード転送、ステ
ップS46の1ワード転送、ステップS47の転送なし
のいずれかが決定される。
【0035】ステップS41でデータが2ワード以上で
ないと判定(NO)されると、ステップS48でFIF
O内のデータが1ワード以上であるか否かが判定され、
1ワード以上の時(YES)には前述のステップS38
〜S40までと同様の処理がステップS49〜51にお
いて繰り返され、1ワード転送、または転送なしが決定
される。またステップS48でFIFO内のデータが1
ワード以上でないと判定された時(NO)にはステップ
S52で転送なしが決定される。
【0036】一方、図4のステップS30でメモリから
のデータ出力と判定されると、図3の転送カウントレジ
スタ26の保持する1ブロック内の残りの転送データが
4ワード以上であるか否かがステップS61で判定され
、4ワード以上の時にはステップS62で4ワードの転
送に対するアドレスアラインメントがチェックされ、ア
ラインメントが満足される時にはステップS63で出力
デバイス22内の出力FIFO24の空きが4ワード以
上であるか否かが判定され、4ワード以上の時(YES
)にはS64で4ワード転送が決定される。
【0037】ステップS62でアドレスアラインメント
が満足されない時(NO)、およびステップS63でF
IFOの空きが4ワード以上でない時(NO)には、ス
テップS65で2ワードの転送に対するアドレスアライ
ンメントがチェックされ、これが満足される時(YES
)にはステップS66でFIFOの空きが2ワード以上
であるか否かが判定され、2ワード以上の時(YES)
にはステップS67で2ワード転送が決定される。
【0038】ステップS65でアドレスアラインメント
が満足されない時(NO)、またはステップS66でF
IFOの空きが2ワード以上でない時(NO)にはステ
ップS68でFIFOの空きが1ワード以上か否かが判
定され、1ワード以上の時(YES)にはステップS6
9で1ワード転送が決定され、1ワード以上でない時(
NO)にはステップS70で転送なしが決定される。
【0039】ステップS61で残りの転送データが4ワ
ード以上でないと判定(NO)されると、ステップS7
1で1ブロック内の残りの転送データが2ワード以上で
あるか否かが判定される。2ワード以上の時(YES)
には、ステップS72からS77において、ステップS
65〜S70までと同様にして2ワード転送、1ワード
転送、または転送なしのいずれかが決定される。
【0040】ステップS71で残りの転送データが2ワ
ード以上でない時には、ステップS78でブロック内の
残りの転送データが1ワード以上か否かが判定され、1
ワード以上の時には、ステップS79〜S81において
、ステップS68〜S70と同様に1ワード転送、また
は転送なしが決定される。更にS78で残りの転送デー
タが1ワード以上でない時にはS82で転送なしが決定
される。
【0041】図7は図3における次アドレス決定論理2
9の処理実施例のフローチャートである。図において処
理が開始されると、まずステップS91でサイズレジス
タ27からの転送サイズの入力を受け取り、ステップS
92で転送サイズとアドレスレジスタ28の出力と一致
する現在のアクセスアドレスとを加算して次のアクセス
アドレスを求め、処理を終了する。
【0042】図8は直接メモリアクセス制御部25のバ
スアクセスシーケンサ31の動作フローチャートである
。本発明の実施例はメモリ入出力装置間の直接転送を行
うものであり、バスアクセスシーケンサ31は、1ワー
ドや他の一連のワードを転送開始し(Start:S9
3でYES)すると、先ずアドレスを出力(S94)し
、その時の転送サイズが1ワードならば、続いてDat
aの出力を指示する(S95)。4ワード、2ワードの
場合にはアドレス出力の後、それぞれ、4回、2回のD
ata出力、ACK確認が行われる。このDataの出
力の指示は例えばメモリから入出力装置への転送である
ならばメモリから出力するデータを取り込む処理である
。また入出力装置からメモリへの転送であるならば入出
力装置よりの出力指示である。続いて処理S95の後に
ACKが入力したかを判別(S96)し、ACKが入力
していない時(NO)には再度S95より繰り返す。 ACKは後述するが、メモリより出力されるものであり
、入力と出力とでACKの出すタイミングは異なる。
【0043】図9は入出力デバイス40の構成図である
。直接メモリアクセス制御部(DMAC)より出力され
る読み出し信号、書き込み信号はバスアクセスシーケン
サ41にそれぞれ加わる。図2においては入力デバイス
、出力デバイスを別々に設けて説明したが、図9におい
ては、それらを1組としたデバイスとしている。バスア
クセスシーケンサ41は読み出し信号や書き込み信号が
加わった時に、バス制御信号に対応してバッファ(入出
力FIFO)42よりデータバスへデータを出力したり
、データバスの内容をバッファ42に取り込む制御を行
う。すなわち、バスアクセスおよびネットワークアクセ
スのデータ転送サイズを認識し、そのバスアクセスにお
いて、データがあと何ワード転送されるかを状態表示決
定論理回路43に出力する。この値を残りサイズと呼び
、4,3,2,1,0の値をとる。
【0044】図10、図11はバッファ状態とデバイス
状態を説明するタイミングチャートである。図10は出
力デバイスとして動作する時において、バッファの空き
が6ワードのときに4ワードのデータが書き込まれた場
合と、図11は入力デバイスとして動作する時において
6ワードのデータが有する時に4ワードのデータか読み
出された場合のタイミングチャートである。尚、図中、
データの読み出しやデータの書き込みにはそれぞれ4サ
イクルかかるとしている。バッファ状態は実際にデータ
の入出力が行われた時点で変化し、状態表示決定論理回
路43によって要求信号が直接メモリアクセス制御部2
5に加わり、それに対応したDMA動作が開始した時点
で、デバイス状態表示が最終状態に変化している。この
変化により、直接メモリアクセス制御部25は次のアク
セスの決定を先行して行うことができる。なお、状態表
示は出力デバイスの時は空きの量、入力デバイスの時は
データの量である。
【0045】状態表示決定論理回路43は、バスアクセ
スシーケンサ41より加わるネットワーク及びバスアク
セスの状態信号により、バッファ状態表示を減し、デバ
イスのバッファ状態として出力する。すなわち要求線と
して出力する。
【0046】図12は入出力デバイスのバスアクセスシ
ーケンサ41のフローチャートである。直接メモリアク
セス制御部25より入力や出力すなわちリードやライト
の指示があるかを判別し(S100)、それらの指示が
加わるまで順次その判別を繰り返す。リードの指示が入
力した時(R)には、データの転送サイズが4ワードで
あるかを判別S101する。4ワードでない時(N)に
は続いて2ワードであるかを判別S102する。2ワー
ドでない時には1ワードをリードする処理RDATAを
実行する。図13はリード処理RDATAのフローチャ
ートである。この処理RDATAは1ワードのデータを
バスに出力S110し、メモリからACKが出力された
かを判別S111する。判別S111はACKが入力す
るまで繰り返される。そしてACKを検出した時(Y)
、処理RDATAを終了(RET)する。
【0047】図12における判別S102においてデー
タのサイズが2ワードであると判別した時(Y)にはリ
ード処理RDATA(RD2)より行う。このリード処
理RD2の後リード処理RD1を実行し、合計2ワード
のリードを行う。また、判別S101において4ワード
のリードであると判別した時(Y)には、リード処理R
D3,RD4,RD2,RD1を行う。リード処理RD
1〜RD4はそれぞれ1ワードを転送する処理であり、
この4個のリード処理RD3,RD4,RD2,RD1
によって合計4ワードの転送となる。
【0048】一方、判別S100において、ライトであ
ると判別した時(W)には、ライトするデータのサイズ
が4ワードであるかを判別S103し、4ワードでない
時(N)には、2ワードであるかを判別(S104)し
、2ワードでない時には1ワードのライト処理WD1を
実行する。
【0049】例えば、サイズが4ワードであったときに
は、リード処理RD3によって残りサイズが3ワードと
なり、続いてリード処理RD4で残りサイズ2ワードと
なり、順次リード処理RD2,RD1で残りサイズが1
ワード、0となる。
【0050】図14は1ワードのライト処理WDATA
のフローチャートである。ライト処理を開始するとAC
Kが出力されたかを判別S112し、ACKがメモリよ
り出力されるまで、この判別S112を繰り返す。AC
Kが出力された時にデータを入力し(S113)処理を
終了する。
【0051】一方、図12の判別S104において2ワ
ードであると判別した時(Y)には、ライト処理WD2
を実行した後ライト処理WD1を実行する。また、判別
S103において4ワードであると判別した時(Y)に
は、ライト処理WD3,WD4,WD2,WD1を実行
する。
【0052】そして、リード処理RD1やライト処理W
D1の後は再度判別S100より実行する。図15はデ
バイス・メモリアクセスのタイミングチャートである。 デバイス読み出し時には先ずデバイス読み出信号とメモ
リ書き込み信号とを出力するとともに、この間バス上の
アドレスが確定する。そして、バス上にデータを出力し
、メモリからACKが出力された時1ワードのデータの
転送が終了する。また、デバイス書き込み時にはデバイ
ス書き込み信号とメモリ読み出し信号とが出力されそれ
と同時にこの間バスにアドレスが確定する。そしてバス
上にメモリがデータを出力し、データ確定時にACKを
出力する。
【0053】前述した本発明の実施例においては入出力
デバイスから加わる要求に対応して転送すべきデータ量
を決定している。これらの入出力デバイスから加わる要
求は順次変化する。例えば、1ワード単位で入出力する
ような入出力デバイスでは1回の入出力動作で1ワード
を転送するのでDMACに対しては入出力動作終了後た
だちに1ワードの転送要求を発生する。そして、その要
求に対応して直ちにDMACが動作しなかった場合には
次の1ワードが転送され、2ワードの要求を発生する可
能性がある。しかしこのように少ないワード数で入出力
する入出力デバイスにおいては、特に1ワード以下で入
出力する入出力デバイスにおいては要求信号が少ないワ
ード数で発生する。例えば4ワード転送以上がバスの使
用効率を高めて転送できるのに対して、1ワード等で順
次要求が加わるとDMACがその要求に応答してしまう
のが殆どである。このため、前述した実施例は同時にデ
ータを転送する量が多い入出力デバイスに効果を発して
いたが、少ない場合にはその効果は小さい、以下では少
ないワード数、例えば1ワード単位で入出力する入出力
デバイスであってもバスの使用効率を高める方法を本発
明の第2の実施例を用いて説明する。この第2の実施例
ではデータ転送サイズ決定論理によって、残りのデータ
量とメモリアライメントから算出される量大転送可能サ
イズと、デバイスのバッファの空き或いは受信データの
量とが一致しない等の場合に転送を待たせるものである
【0054】すなわち、データ転送を待たせて、4ワー
ド転送などを行い、一連のデータ転送に要するバスサイ
クル数を最小にしている。例えば、4ワードアライメン
トから始まる10ワードのデータを送る場合、前述の第
1の実施例では、4ワード+2ワード+2ワード・・・
や、4ワード+1ワード+1ワード・・・・と様々であ
る。これに対し、最小のバスサイクルは4ワード+4ワ
ード+2ワードであり、本発明の第2の実施例はこれを
実現するものである。
【0055】図16、図17、図18は、直接メモリア
クセス制御部(DMAC)内の転送サイズ決定論理30
の転送ワード決定のフローチャートである。尚、図中B
1〜B6は処理がつながっていることをそれぞれ表わす
接続子である。転送の要求が加わると、実行を開始(S
TART)し、先ず入力であるか出力であるかを判別す
るS120。入力の時(入力)には、残りの転送データ
が4ワード以上であるかを判別(S121)し、4ワー
ド以上でない時(NO)には2ワード以上であるかを判
別(S122)し、2ワード以上でない時には1ワード
以上であるかを判別する(S123)。残りの転送デー
タが1ワード以上でない時(NO)には転送なし(S1
25)とする。残りの転送データが4ワード以上である
かの判別(S121)で、4ワード以上であると判別し
た時(YES)には、アドレスの下位側0〜3ビットが
全て“0”であるかを判別(S124)する。アドレス
の下位側が0〜3ビットが全て“0”である時(YES
)には、続いてFIFOのデータが4ワード以上である
かを判別し、4ワード以上残っている時(YES)には
4ワード転送(S127)とする。またFIFOデータ
が4ワード以上でない時(NO)には転送なしとする(
S128)。判別S124においてアドレスの下位0〜
3ビットが0でない判別した時(YES)には、アドレ
スの下位0〜2ビットが0であるを判別する(S129
)。アドレスの下位0〜2ビットが0である時(YES
)にはFIFOのデータが2ワード以上であるかを判別
し(S130)、2ワード以上ある時には2ワード転送
とし(S131)、2ワード以上ない時(NO)には転
送なしとする(S132)。またアドレスの下位0〜2
ビットが“0”でない時(NO)にはFIFOデータが
1ワード以上であるかを判別S133し、1ワード以上
である場合には1ワード転送とし、1ワード以上でない
時には転送なし(S135)とする。
【0056】また判別S(122)で残りの転送データ
が2ワード以上あると判別した時(YES)には判別処
理S129より、判別(S123)で残りの転送データ
が1ワード以上あると判別した時には判別S133より
実行する。
【0057】転送なしの決定S125は残りの転送デー
タがない場合であるが他の場合には残りの転送データが
存在しても転送しないと決定している。これは、残りの
転送データに対応してワードの境界になるようにする為
に行うものである。
【0058】前述では入出力デバイスにおける入力の場
合を説明したが、出力の場合も同様である。判別S12
0において、出力と判別した時には、入力時と同様に先
ず残りの転送データが4ワード以上であるかを判別(S
140)し、4ワード以上ない時(NO)には残りの転
送データが2ワード以上あるかを判別(S141)し、
2ワード以上ない時(NO)には残りの転送データが1
ワード以上あるか判別(S142)し、1ワード以上な
い時には転送なしと決定(S143)している。また判
別S142で残りの転送データが4ワード以上であると
判別した時には、アドレスの下位0〜3ビットが“0”
であるかを判別(S144)し、“0“である時(YE
S)には、FIFOの空きが4ワード以上あるかを判別
(S145)し、4ワード以上ある時には4ワード転送
と決定(S146)する。また空きが4ワードない時(
NO)には、転送なし(S147)とする。本発明の実
施例においては、4ワード以上の残りの転送データが存
在する場合、FIFOの空きが4ワード分存在しない時
には転送しないようにしている。そして、4ワード分の
空きが存在した時転送要求信号が再度加わり、この時は
4ワード転送の決定(S146)となる。尚、図2で説
明したごとく、それぞれ4ワード、2ワード、1ワード
の転送要求を出力するので、上述の処理が可能となる。 一方、判別S144でアドレスの下位0〜3ビットが全
て0でないと判別した時(NO)には、続いてアドレス
の下位0/2ビットが0であるかを判別(S148)し
、0である時にはFIFOの空きが2ワード以上である
かを判別し、2ワード以上の時には2ワード転送(S1
50)とし、2ワード以上ない時には転送なし(S15
1)とする。また判別S148でアドレスの下位0〜2
ビットが全ては0でない時(NO)にはFIFOの空き
が1ワード以上あるかを判別S152し、1ワード以上
ある時(YES)には1ワード転送と決定(S153)
し、ない時(NO)には転送なし(S154)と決定す
る。また判別S141で2ワード以上であると判別した
時は判別処理S148より判別S142で1ワード以上
であると判別した時には判別処理S152より実行する
【0059】出力時も入力時と同様であり、残りの転送
データの数に対応して特に4ワード以上、2ワード以上
、1ワード以上に対応してそれぞれの転送を各ワード境
界で行うように選定している。
【0060】以上の如く転送サイズ決定論理30は転送
ワード数を決定しているが、転送サイズ決定論理は上述
の転送ワードの決定と同時にその結果をサイズレジスタ
27に出力している。
【0061】入出力デバイスの状態表示は図19に示す
データに図表の如くバッファの状態(図19においては
バッファは8ワードの容量であり、入力デバイスにおい
てはデータの蓄積ワード数、出力デバイスにおいては空
きワード数をバッファ状態として出力する,(  )内
はデバイス状態表示を表わしている)と残り転送サイズ
とによって決定している。例えば図10,11の場合6
ワードのバッファ状態で4ワード転送が開始された時、
まだデータの転送がない時であるならばその転送で転送
される残りサイズは4ワードであるので、この時のデバ
イスの状態表示を決める決定論理は2となる。また、1
ワード転送した時にはその転送で転送される残りサイズ
は3ワードであってバッファ状態は5となっているので
この時にも決定論理はデバイスの状態表示が2となるよ
うに構成される。以上のように、バッファ状態と残りサ
イズによりデバイスの状態表示をデバイスに対するアク
セスが開始された時点で、そのアクセスが終了した場合
の状態表示が先行して行えるように状態表示決定論理回
路43を設けることにより、転送前において次の状態を
得ることができ、パイプライン処理化することができる
【0062】以上本発明を詳細に説明したが、本発明は
実施例の1,2,4ワード境界に限るものではなく、他
のワード境界でも同様に応用可能である。
【0063】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ればアドレスアラインメントや転送データの大きさをあ
らかじめ考慮することなく、入力バッファ(FIFO)
を持つ入力デバイスに対しては効率的なバス転送サイク
ルで直接メモリアクセスを実行し、また出力バッファ(
FIFO)を持つ出力デバイスに対しては最小のバス転
送サイクル数で直接メモリアクセスを実行することが可
能となり、計算機システムにおけるデータ入出力の高速
化、および効率化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】入力デバイスと出力デバイスから直接メモリア
クセス制御部への要求線の実施例を示す図である。
【図3】直接メモリアクセス制御部(DMAC)の実施
例の構成を示すブロック図である。
【図4】転送サイズ決定処理実施例のフローチャートで
ある。
【図5】転送サイズ決定処理実施例のフローチャートで
ある。
【図6】転送サイズ決定処理実施例のフローチャートで
ある。
【図7】次アドレス決定論理の処理実施例のフローチャ
ートである。
【図8】バスアクセスシーケンサフローチャートである
【図9】入出力デバイスの構成図である。
【図10】出力デバイスのバッファ状態とデバイス状態
を説明するタイミングチャートである。
【図11】入力デバイスのバッファ状態とデバイス状態
を説明するタイミングチャートである。
【図12】バスアクセスシーケンサ25のフローチャー
トである。
【図13】リード処理DATAのフローチャートである
【図14】1ワードのライト処理のフローチャートであ
る。
【図15】デバイス・メモリアクセスのタイミングチャ
ートである。
【図16】直接メモリアクセス制御部(DMAC)内の
転送サイズ決定論理30の転送ワード決定のフローチャ
ートである。
【図17】直接メモリアクセス制御部(DMAC)内の
転送サイズ決定論理30の転送ワード決定のフローチャ
ートである。
【図18】直接メモリアクセス制御部(DMAC)内の
転送サイズ決定論理30の転送ワード決定のフローチャ
ートである。
【図19】決定論理テーブル図表である。
【図20】DMA方式を用いるプロセッサシステムの従
来例を示す図である。
【図21】アドレスアラインメントを持つメモリの例を
示す図である。
【図22】メモリシステムにおける読み書きの性質の具
体例を示す図である。
【符号の説明】
10      メモリ 11,15      共通バス 12,16      バッファ 13      入力装置 14      メモリ書き込み制御手段17    
  出力装置

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  メモリと入出力装置との間で直接にデ
    ータ転送を行う直接メモリアクセス方式のシステムにお
    いて、アクセスされるアドレスにより転送可能なデータ
    のサイズが異なるメモリ(9)と、該メモリ(9)と共
    通バス(11)によって接続され、該メモリ(9)への
    入力データを蓄積するバッファ(12)を有し、該バッ
    ファ(12)に蓄積されている入力データ蓄積量を出力
    する入力装置(13)と、該入力装置(13)の出力す
    る入力データ蓄積量と該メモリ(9)へのアクセスアド
    レスとによりデータの転送サイズを決定し、該転送サイ
    ズのデータの該入力装置(13)から前記メモリ(9)
    への転送を制御するメモリ書き込み制御手段(14)と
    を備えたことを特徴とするデータ転送方式。
  2. 【請求項2】  前記入力装置(13)内のバッファ(
    12)は先入れ先出し(FIFO)メモリであることを
    特徴とする請求項1記載のデータ転送方式。
  3. 【請求項3】  前記入力装置(13)は、前記入力デ
    ータ蓄積量の複数の段階に応じて該入力データ蓄積量を
    出力する複数の出力線を前記メモリ書き込み制御手段(
    14)との間に有することを特徴とする請求項1記載の
    データ転送方式。
  4. 【請求項4】  前記メモリ書き込み制御手段(14)
    は、複数のブロックにまたがることなく転送可能な残り
    の転送データ数を保持する転送カウントレジスタと、デ
    ータ転送サイズを出力するサイズレジスタと、メモリア
    クセスアドレスを出力するアドレスレジスタと、該サイ
    ズレジスタの出力する転送サイズと該アドレスレジスタ
    の出力とを加算して次のメモリアクセスアドレスを決定
    する次アドレス決定論理と、該転送カウントレジスタの
    保持値と前記入力装置からの入力データ蓄積量と該次ア
    ドレス決定論理の出力とによってデータ転送サイズを決
    定し、該決定サイズを前記サイズレジスタに出力する転
    送サイズ決定論理とを備えたことを特徴とする請求項1
    記載のデータ転送方式。
  5. 【請求項5】  前記転送サイズ決定論理は、前記入力
    装置からの入力データ蓄積量が複数のデータ転送可能単
    位を境界としてどの単位以上かを判定し、前記転送カウ
    ントレジスタに保持されている残りの転送データ数が該
    判定境界のデータ転送可能単位以上か否かを判定し、該
    判定結果が以上である時には前記次アドレス決定論理の
    出力により該境界を単位とするデータ転送が可能である
    か否かを判定し、該判定結果が可である時には該境界デ
    ータ転送可能単位をデータ転送サイズとして決定し、該
    判定結果が否である時および前記残りの転送データ数が
    該境界のデータ転送可能単位以上でない時には前記残り
    の転送データ数と該境界データ転送可能単位との比較以
    後において、該境界のデータ転送可能単位の代わりに、
    前記複数のデータ転送可能単位のうちで該境界単位より
    1段階少ないデータ転送可能単位を用いて、該比較以後
    の動作をデータ無転送を含むデータ転送サイズの決定ま
    で繰り返すことを特徴とする請求項4記載のデータ転送
    方式。
  6. 【請求項6】  メモリと入出力装置との間で直接にデ
    ータ転送を行う直接メモリアクセス方式のシステムにお
    いて、アクセスされるアドレスにより転送可能なデータ
    サイズが異なるメモリ(10)と、該メモリ(10)と
    共通バス(15)によって接続され、該メモリ(10)
    からの出力データを蓄積するバッファ(16)を有し、
    該バッファ(16)の空き量を出力する出力装置(17
    )と、該出力装置(17)の出力するバッファ空き量と
    該メモリ(10)へのアクセスアドレスとによりデータ
    の転送サイズを決定し、該転送サイズのデータの該メモ
    リ(10)から出力装置(17)への転送を制御するメ
    モリ読み出し制御手段(18)とを備えたことを特徴と
    するデータ転送方式。
  7. 【請求項7】  前記出力装置(17)内のバッファ(
    16)は先入れ先出し(FIFO)メモリであることを
    特徴とする請求項6記載のデータ転送方式。
  8. 【請求項8】  前記出力装置(17)は、前記バッフ
    ァ(16)の空き量の複数の段階に応じてバッファ空き
    量を出力する複数の出力線を前記メモリ読み出し制御手
    段(18)との間に有することを特徴とする請求項6記
    載のデータ転送方式。
  9. 【請求項9】  前記メモリ読み出し制御手段(18)
    は、複数のブロックにまたがることなく転送可能な残り
    の転送データ数を保持する転送カウントレジスタと、デ
    ータ転送サイズを出力するサイズレジスタと、メモリア
    クセスアドレスを出力するアドレスレジスタと、該サイ
    ズレジスタの出力する転送サイズと該アドレスレジスタ
    の出力とを加算して次のメモリアクセスアドレスを決定
    する次アドレス決定論理と、前記転送カウントレジスタ
    の保持値と前記出力装置(17)からのバッファ空き量
    と次アドレス決定論理の出力とによってデータ転送サイ
    ズを決定し、該決定サイズを前記サイズレジスタに出力
    する転送サイズ決定論理とを備えたことを特徴とする請
    求項6記載のデータ転送方式。
  10. 【請求項10】  前記転送サイズ決定論理は、前記転
    送カウントレジスタに保持されている残りの転送データ
    数が複数のデータ転送可能単位を境界としてどの単位以
    上かを判定し、該判定結果の境界転送可能単位と前記次
    アドレス決定論理との出力により該境界転送可能単位の
    データのアクセスが可能か否かを判定し、該判定結果が
    可である時前記出力装置(17)からのバッファ空き量
    が該境界転送可能単位以上であるか否かを判定し、該判
    定結果が以上である時該境界転送可能単位数をデータ転
    送サイズとして決定し、該判定結果が以上でない時およ
    び前記境界転送可能単位のデータのアクセスが否である
    時に、前記アクセス可能か否かの判定以後において、前
    記境界のデータ転送可能単位の代わりに前記複数のデー
    タ転送可能単位のうちで該境界の単位より1段階少ない
    データ転送可能単位を用いて、該アクセス可否の判定以
    後の動作をデータ無転送を含むデータ転送サイズの決定
    まで繰り返すことを特徴とするデータ転送方式。
  11. 【請求項11】  メモリと入出力装置との間で直接に
    データ転送を行う直接メモリアクセス方式のシステムに
    おいて、アクセスされるアドレスにより転送可能なデー
    タのサイズが異なるメモリ(9)と、該メモリ(9)と
    共通バス(11)によって接続され、該メモリ(9)へ
    の入力データを蓄積するバッファ(12)を有し、該バ
    ッファ(12)に蓄積されている入力データ蓄積量を出
    力する入力装置(13)と、該入力装置(13)の出力
    する入力データ蓄積量と該メモリ(9)へのアクセスア
    ドレスと前記転送するデータの残りのデータ量とにより
    データの転送サイズを決定し、該転送サイズのデータの
    該入力装置(13)から前記メモリ(9)への転送を制
    御するメモリ書き込み制御手段(14)とを備えたこと
    を特徴とするデータ転送方式。
  12. 【請求項12】  前記入力装置(13)内のバッファ
    (12)は先入れ先出し(FIFO)メモリであること
    を特徴とする請求項11記載のデータ転送方式。
  13. 【請求項13】  前記入力装置(13)は、前記入力
    データ蓄積量の複数の段階に応じて該入力データ蓄積量
    を出力する複数の出力線を前記メモリ書き込み制御手段
    (14)との間に有することを特徴とする請求項11記
    載のデータ転送方式。
  14. 【請求項14】  前記メモリ書き込み制御手段(14
    )は、複数のブロックにまたがることなく転送可能な残
    りの転送データ数を保持する転送カウントレジスタと、
    データ転送サイズを出力するサイズレジスタと、メモリ
    アクセスアドレスを出力するアドレスレジスタと、該サ
    イズレジスタの出力する転送サイズと該アドレスレジス
    タの出力とを加算して次のメモリアクセスアドレスを決
    定する次アドレス決定論理と、該転送カウントレジスタ
    の保持値と前記入力装置からの入力データ蓄積量と該次
    アドレス決定論理の出力とによってデータ転送サイズを
    決定し、該決定サイズを前記サイズレジスタに出力する
    転送サイズ決定論理とを備えたことを特徴とする請求項
    11記載のデータ転送方式。
  15. 【請求項15】  前記転送サイズ決定論理は、残りの
    転送データ数が、データ転送可能単位を境界としてどの
    単位以上かを判定し、該判定した境界の単位でデータが
    転送できるかを判定し、転送できる時にはその単位での
    データが前記バッファに存在するかを判定し、該判定結
    果が可である時は当該境界データ転送可能単位をデータ
    転送サイズとして決定し、該判定結果が否である時は転
    送をしないと決定し、前記転送できるかの判定で転送で
    きない時には、該単位を下げて再度データ転送できるか
    を再度判定し、該処理を繰り返すことを特徴とする請求
    項14記載のデータ転送方式。
  16. 【請求項16】  メモリと入出力装置との間で直接に
    データ転送を行う直接メモリアクセス方式のシステムに
    おいて、アクセスされるアドレスにより転送可能なデー
    タサイズが異なるメモリ(10)と、該メモリ(10)
    と共通バス(15)によって接続され、該メモリ(10
    )からの出力データを蓄積するバッファ(16)を有し
    、該バッファ  (16)の空き量を出力する出力装置
    (17)と、該出力装置(17)の出力するバッファ空
    き量と該メモリ(10)へのアクセスアドレスと前記転
    送するデータの残りのデータ量とによりデータの転送サ
    イズを決定し、該転送サイズのデータの該メモリ(10
    )から出力装置(17)への転送を制御するメモリ読み
    出し制御手段(18)とを備えたことを特徴とするデー
    タ転送方式。
  17. 【請求項17】  前記出力装置(17)内のバッファ
    (16)は先入れ先出し(FIFO)メモリであること
    を特徴とする請求項16記載のデータ転送方式。
  18. 【請求項18】  前記出力装置(17)は、前記バッ
    ファ(16)の空き量の複数の段階に応じてバッファ空
    き量を出力する複数の出力線を前記メモリ読み出し制御
    手段(18)との間に有することを特徴とする請求項1
    6記載のデータ転送方式。
  19. 【請求項19】  前記メモリ読み出し制御手段(18
    )は、複数のブロックにまたがることなく転送可能な残
    りの転送データ数を保持する転送カウントレジスタと、
    データ転送サイズを出力するサイズレジスタと、メモリ
    アクセスアドレスを出力するアドレスレジスタと、該サ
    イズレジスタの出力する転送サイズと該アドレスレジス
    タの出力とを加算して次のメモリアクセスアドレスを決
    定する次アドレス決定論理と、前記転送カウントレジス
    タの保持値と前記出力装置(17)からのバッファ空き
    量と次アドレス決定論理の出力とによってデータ転送サ
    イズを決定し、該決定サイズを前記サイズレジスタに出
    力する転送サイズ決定論理とを備えたことを特徴とする
    請求項16記載のデータ転送方式。
  20. 【請求項20】  前記転送サイズ決定論理は残りの転
    送データ数が、データ転送可能単位を境界としてどの単
    位以上かを判定し、該判定した境界の単位でデータが転
    送できるかを判定し、転送できる時にはその単位でのデ
    ータが前記バッファに格納可能かを判定し、該判定結果
    が可である時には当該境界データ転送可能単位をデータ
    転送サイズとして決定し、該判定結果が否である時は転
    送をしないと決定し、前記転送できるかの判定で転送で
    きない時には、該単位を下げてデータ転送できるかを再
    度判定し、該処理を繰り返すことを特徴とする請求項1
    4記載のデータ転送方式。
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