JPH04362767A - マルチプロセッサ装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のプロセッサが仕
事を分担して処理する場合に、互いに他のプロセッサの
負荷量を測定し、自己の仕事の処理量を調整する機能を
備えたマルチプロセッサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マルチプロセッサ方式においては、複数
のプロセッサが仕事をそれぞれ分担して処理する。図２
に従来一般のマルチプロセッサ仕事分担法の説明図を示
す。この図には、３台のプロセッサ１Ａ、１Ｂ、１Ｃが
示されており一定の仕事をそれぞれ分担して処理する構
成とされている。これらのプロセッサ１Ａ〜１Ｃが処理
しようとする仕事は、それぞれ適当な処理単位２に分割
されている。通常、これらの処理単位２は内容によって
プロセッサに加わる負荷が異なる。従って、これらのプ
ロセッサ１Ａ、１Ｂ、１Ｃで仕事全体を効率的に実行す
るためには、各プロセッサの負荷、即ち仕事の処理量が
均一になるよう制御することが必要になる。上記処理単
位２は、プロセス、タスク、ゴール等と呼ばれ、予め用
意されているものの他、仕事を実行するなかでマルチプ
ロセッサ内で動的に発生するものも含まれる。従って、
仕事の処理量を片寄りなく均一に分配し実行するために
は、各プロセッサが常に個別に他のプロセッサの忙しさ
を知り、その忙しさに応じて処理単位を再分配調整する
スケジューリングを行う必要性が生じてくる。

【０００３】従来、このような他のプロセッサの忙しさ
は、次のような方法で把握されている。まず、図２に示
すように、各プロセッサ１Ａ〜１Ｃがそれぞれ、１つの
処理単位を処理する毎にその実行数をカウンタ等を用い
て数え、処理量とする。これを適当な時間の範囲で数え
、各プロセッサの処理量を比較する。また、他の方法と
してキューの長さ計算法がある。即ち、図２に示すよう
に、通常各プロセッサが一定の処理を行う場合、いくつ
かの処理単位が待ち行列に配列される。この場合のスケ
ジュールキューの長さを計算し、この長さによって各プ
ロセッサの忙しさを近似する。スケジュールキューに配
列されたキューの長さはカウンタ等でカウントされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の方法においては、何れも次のような問題があっ
た。まず、処理単位の実行数で忙しさを近似する方法で
は、先に説明したように各処理単位の大きさがまちまち
のため、その処理単位の種類のチェックが必要となる。 即ち、処理単位にはシステム制御や無負荷時に実行する
処理単位等が、ユーザーの扱う処理単位と同様に混在す
る。従って、本来のプロセッサの忙しさを近似するため
に最も適切な処理単位を選別して数えなければ相互比較
ができない。しかし、そのような処理に比較的複雑なソ
フトウェアが必要となり、システムに加わるオーバーヘ
ッドが大きくなるという問題があった。

【０００５】一方、スケジュールキューの長さを求める
ためには、キューに対する操作が実行されたときその都
度計算を行う方法と、必要な場合に新たにキューの長さ
を計算する方法がある。しかしながら、何れの場合にお
いてもスケジュールキューの長さを計算するための比較
的複雑なソフトウェアを設ける必要があり、システム的
にもオーバーヘッドが大きくなるという問題があった。 本発明は以上の点に着目してなされたもので、他のプロ
セッサの負荷量をハードウェア的に測定することを可能
にし、ソフトウェアが組み込まれることによるマルチプ
ロセッサシステムのオーバーヘッドを軽減するマルチプ
ロセッサ装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のマルチプロセッ
サ装置は、複数のプロセッサが仕事を分担して処理し、
互いに他のプロセッサの負荷量を測定して、自己の仕事
の処理量を調整するものにおいて、前記各プロセッサが
アクセスするプログラムカウンタの出力するコードを監
視し、指定されたコードがアクセスされた時その数をそ
れぞれカウントする複数のコード計数部と、カウント対
象となるコードを指定するコード指定部と、前記コード
計数部のカウント時間を指定するカウント時間指定部と
、各プロセッサ毎に設けられ、前記各コード計数部の出
力を比較して、自己の仕事の処理量を決定するスケジュ
ーリング部を備えたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】この装置は、各プロセッサがアクセスするプロ
グラムカウンタの出力するコードのうち、特定のコード
の数をカウントし、これをプロセッサの負荷量の基準と
する。そのためにコード計数部がカウントするコードの
対象を限定するためにコード指定部を設け、カウント時
間指定部は基準となるカウント時間だけコードの計数を
実行させる。スケジューリング部は、自己のプロセッサ
と他のプロセッサの負荷量を比較し、その忙しさを判断
して自己の仕事の処理量を決定する。このようなコード
のカウントは比較的簡単なハードウェアで実現でき、ソ
フトウェアに対する負担を軽減しオーバーヘッドを防止
できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を、図面を用いて詳細に説明す
る。図１は、本発明のマルチプロセッサ装置実施例を示
す用部ブロック図である。図は、マルチプロセッサ装置
を構成する各プロセッサ毎に設けられた１つのプロセッ
サブロック１０を示したものである。即ち、複数のプロ
セッサがシステムに存在する場合、このようなプロセッ
サブロック１０が各プロセッサ毎に設けられる。図のプ
ロセッサブロック１０は、プロセッサ１と、プログラム
カウンタ５及びプログラムメモリ６の他に、コード指定
部２０、コード計数部３０、カウント時間指定部４０及
びスケジューリング部５０を備えている。

【０００９】プロセッサ１は、このマルチプロセッサ装
置において、一定の仕事を分担し処理を行う回路である
。プログラムカウンタ５は、プログラムメモリ６に格納
された命令を読み出すためのコードを出力する回路であ
る。コード指定部２０は、プログラムカウンタ５から出
力されるコードを監視し、カウント対象となるコードを
選択し、コード計数部３０に通知する回路である。コー
ド計数部３０は、通知を受けたコードの数をカウントし
、そのカウント結果をスケジューリング部５０に向け出
力する回路である。カウント時間指定部４０は、コード
計数部３０のカウント時間を指定するための回路である
。

【００１０】上記コード指定部２０には、アドレス比較
器２１と下限レジスタ２２及び上限レジスタ２３が設け
られている。アドレス比較器２１には、プログラムカウ
ンタの出力するコードが入力する。下限レジスタ２２及
び上限レジスタ２３は、そのコードが一定の大きさの範
囲に含まれている場合に、アドレス比較器２１からコー
ド計数部３０に向けてカウントパルスを出力するよう制
御するための回路である。即ち、プログラムカウンタ５
から出力されるコードは、プログラムメモリ６のアドレ
ス空間全域にわたる。しかしながら、プロセッサの負荷
量測定に適当なコードは、例えば一定のアドレスの範囲
にのみ含まれる。従って上限レジスタ２３と下限レジス
タ２２を用いてその範囲を指定し、アドレス比較器２１
においてその範囲のコードが検出された場合のみ、コー
ド計数部３０に対しカウントパルスを出力するよう動作
させる。このような回路は、例えば、従来よく知られた
ウインドコンパレータ等によって実現することができる
。

【００１１】なお、プログラムメモリ６のアドレス空間
にカウント対象とすべきコードが分散しているような場
合には、アドレス比較器２１に対し、さらに各種のカウ
ント範囲を指定するための回路を接続すればよい。コー
ド計数部３０は、カウンタ３１及びレジスタ３２を備え
ている。カウンタ３１には、アドレス比較器２１からの
カウントパルスが入力する。カウンタ３１は、そのカウ
ントパルスが入力するとカウント値を１ずつカウントア
ップする。レジスタ３２は、カウンタ３１の出力を受け
入れて、その値を保持するための回路である。スケジュ
ーリング部５０は、従来の装置に使用されていたものと
全く同様で、本発明の場合においても、この部分はソフ
トウェアを用いて実現する。ここでは、自己の負荷量と
他のプロセッサブロックから入力する負荷量が比較され
て、自己の処理量決定が行われる。

【００１２】カウント時間指定部４０には、タイマ４１
が設けられており、このタイマ４１は、予め決められた
適当な時間間隔で、コード計数部３０に対し周期的にタ
イミングパルスを出力する。このタイミングパルスがカ
ウンタ３１に入力すると、カウンタ３１はリセットされ
そのカウント値をゼロにクリアする。一方、このタイミ
ングパルスがレジスタ３２に入力すると、レジスタ３２
はカウンタ３１の出力を受け入れ、その値を保持する。 従って、初めにカウンタ３１がゼロクリアされ、その後
一定時間コード指定部２０から出力されるカウントパル
スを数えて、指定されたコードをカウントすると、一定
時間後にカウント時間指定部４０からタイミングパルス
が入力し、レジスタ３２にカウント値が保持される。こ
れとともに、カウンタ３１はゼロクリアされ、再び次の
一定時間コードをカウントする動作に入る。レジスタ３
２は、カウンタ３１の出力を受け入れて保持すると、次
のタイミングパルスが入力するまでそのカウント値を保
持し続ける。スケジューリング部５０は、そのカウント
値を受け入れて先に説明した処理量の決定のための演算
を行う。

【００１３】なお、上記のようなカウント時間指定部４
０のタイマ４１は、実際に各プロセッサの負荷量が最も
よく現れるような周期でタイミングパルスを出力するよ
う設定される。この時間は実験的に求めることになるが
、具体的にはいくつかの処理単位を実行する時間よりも
十分長い時間に設定される。本発明は以上の実施例に限
定されない。上記のようにプログラムカウンタ５から出
力されるコードのカウント用の回路は、簡単な比較回路
とカウンタ等によって実現することができる。従って、
同様の機能を有する従来よく知られた各種のハードウェ
アに置き換えることも可能である。

【００１４】

【発明の効果】以上説明した本発明のマルチプロセッサ
装置は、各プロセッサの負荷量を、所定の時間内に実行
したコードの実行回数で近似するようにし、比較的精度
の高い負荷情報が得られる。しかも、その計測回路をハ
ードウェアによって実現することができるため、負荷測
定のためのソフトウェアを最小限にし、システムのオー
バーヘッドが軽減できる。しかも、コード指定部の動作
によって、カウント対象となるコードを特定の範囲に限
定し、より実際的な負荷量の測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチプロセッサ装置実施例を示す要
部ブロック図である。

【図２】従来一般のマルチプロセッサの仕事分担法を示
す説明図である。

【符号の説明】

１　　プロセッサ ５　　プログラムカウンタ ６　　プログラムメモリ １０　　プロセッサブロック ２０　　コード指定部 ３０　　コード計数部 ４０　　カウント時間指定部 ５０　　スケジューリング部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のプロセッサが仕事を分担して処
   理し、互いに他のプロセッサの負荷量を測定して、自己
   の仕事の処理量を調整するものにおいて、前記各プロセ
   ッサがアクセスするプログラムカウンタの出力するコー
   ドを監視し、指定されたコードがアクセスされた時その
   数をそれぞれカウントする複数のコード計数部と、カウ
   ント対象となるコードを指定するコード指定部と、前記
   コード計数部のカウント時間を指定するカウント時間指
   定部と、各プロセッサ毎に設けられ、前記各コード計数
   部の出力を比較して、自己の仕事の処理量を決定するス
   ケジューリング部を備えたことを特徴とするマルチプロ
   セッサ装置。