JPH0449144B2 - - Google Patents

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JPH0449144B2
JPH0449144B2 JP60104124A JP10412485A JPH0449144B2 JP H0449144 B2 JPH0449144 B2 JP H0449144B2 JP 60104124 A JP60104124 A JP 60104124A JP 10412485 A JP10412485 A JP 10412485A JP H0449144 B2 JPH0449144 B2 JP H0449144B2
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JP
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common bus
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bus
processor
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JP60104124A
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Emiru Warudetsukaa Donarudo
Goodon Raito Chaaruzu
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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Publication date
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Publication of JPS6142049A publication Critical patent/JPS6142049A/ja
Publication of JPH0449144B2 publication Critical patent/JPH0449144B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/16Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
    • G06F13/1605Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus based on arbitration
    • G06F13/1647Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus based on arbitration with interleaved bank access
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4204Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus
    • G06F13/4208Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus being a system bus, e.g. VME bus, Futurebus, Multibus
    • G06F13/4217Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus being a system bus, e.g. VME bus, Futurebus, Multibus with synchronous protocol

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multi Processors (AREA)
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  • Bus Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本発明はデータ処理システム、時に中央処理装
置及び周辺装置の制御プロセツサのような1以上
の他の処理装置をインターリーブされた記憶装置
に接続されている共通システムバスを有するシス
テムに関する。
B 従来の技術 現在のマイクロプロセツサ技術を含むデータ処
理技術では、CPUと、デイスク装置、表示装置
又は印刷装置のような種々のI/O装置に接続さ
れている種々の周辺プロセツサとに主記憶装置を
接続する基本I/Oバス又はチヤネルで、パイプ
ライン処理を使用することは公知の手段である。
このようなパイプライン処理はI/Oバス上で
並行処理されたトランザクシヨンを含む。すなわ
ち、種々のI/O装置、又は主記憶装置への(か
ら)の複数のデータ転送は基本I/Oバス上で並
行処理されることがある。換言すれば、I/Oバ
スは単一のトランザクシヨンをロツクされる必要
がない。すなわち、第1トランザシヨンが開始さ
れ、それが完了する前に、I/Oバスを必要とす
る第2及び第3の転送トランザシヨンが開始され
る。このようなパイプライニングを記憶したいく
つかの代表的な特許として、米国特許第3447135
号、同第4130885号、同第4232366号、同第
4128882号、同第3997896号があり、論文として、
“同期LSDパケツト交換メモリ及びI/Oチヤネ
ル”(“Synchronous LSSD Packet Switching
Memory and I/O Channel”、T.L.
Jeremiah et al(IBMTDB第24巻第10号、1982年
3月))がある。
更に、データ処理システムの性能を最大にする
ために、このような共通バスは、中央処理装置及
び種々の周辺装置を、複数のインターリーブされ
た記憶バンクを有する記憶装置に接続するために
使用されている。このようなシステムについて
は、1970年に発行された“コンピユータの設計−
コントロールデータ6600”(“The Design of a
Computer、 The Control Data 6600”、J.E.
Thornton、Scott、Foresman and Company、
Glenview Illinos、1970)のテキストの特に44
〜56頁に記載されている。
インターリーブされた記憶装置はパイプライン
処理される共通バスを補足する。一般に記憶動作
はメモリをアドレス指定するプロセツサよりも低
速であるため、パイプライン処理されている共通
バスは、プロセツサを、基本記憶バンクが処理で
きるよりも大きい速度でメモリすなわち記憶装置
にアドレス及び他のコマンドを転送することがで
きるようにする。この結果、インターリーブ記憶
装置から開発された。この装置ではプロセツサか
ら共通バスを介して記憶装置に送られるアドレス
は複数のインターリーブされた記憶バンクを順次
にアドレス指定する。このインターリービングの
結果、各記憶装置では、中間に順次インターリー
ブされる記憶バンク数に基づいて、記憶装置に対
するアドレス間に遅延が生じる。その結果、この
記憶装置は、プロセツサがこのようなアドレスを
供給することができる速度と等しい素度でこのア
ドレスを処理することができる。
一方、このようなインターリーブされた記憶装
置は高性能のデータ処理を行なつているが、複数
のプロセツサが従来の優先順位決定装置に基づい
てアクセスする共通バスを含むデータ処理システ
ムでは、共通バスのアクセスが1つのプロセツサ
から他のプロセツサに切替えるたびに、インター
リーブされた記憶バンクを順次アドレス指定の効
率がいくらか損失することが判つた。各プロセツ
サは、共通バスのアクセスを切換える場合、イン
ターリーブされた記憶バンクを最良の順序でアド
レス指定することができる一方、最初にアクセス
するプロセツサとアクセスが切換えられて次にア
クセスするプロセツサとから供給されるアドレス
のシーケンスが遷移するために、インターリーブ
された記憶バンクのアドレス指定順序にとぎれが
生じる傾向がある。一方のプロセツサから他方プ
ロセツサへ共通バスのアクセスを切換える頻度が
高い場合、特に効率が著しく低下する。切換えが
比較的頻繁に行なわれる場合、インターリーブさ
れた記憶装置ができる最大アドレス指定速度は50
%も低下することがある。
C 発明が解決しようとする問題点 本発明は、複数のプロセツサ間で共通バスのア
クセスを高い頻度で切換える場合でも、共通バス
からインターリーブされた記憶バンクを順次にア
スセスする効率が最大にされたデータ処理システ
ムを提供する。
D 問題点を解決するための手段 本発明は、前述のように、共通バス、このバス
に接続された複数の記憶装置及び複数のプロセツ
サを有するとともに、このプロセツサの各々は、
複数の記憶バンクを順次にアドレス指定して、こ
れら記憶バンクをインターリーブする装置と、前
記プロセツサの1つから他のプロセツサに、共通
バスのアクセスを切換える優先順位決定装置とを
含むデータ処理システムにおいて、少なくとも1
つのプロセツサは、共通バスをモニタして切換え
る以前にアドレス指定された最後の記憶バンクを
決定する装置と、順次、次の記憶バンクをアドレ
ス指定するためにモニタする装置に応答する装置
とを含む。これは、割込無しに、インターリーブ
された記憶バンクのアドレス指定のシーケンスを
実質上、継続する。
特に、本発明のデータ処理システムは、第1及
び第2の記憶バンク、これらの記憶バンクに接続
された共通バス、この共通バスに接続された複数
のプロセツサ、及び連続する情報転送間隔を設定
するタイミング装置を備え、少なくとも1つのプ
ロセツサは、転送間隔中に記憶バンクの1つに、
完了するのに2つ以上の転送間隔を必要とする記
憶トランザクシヨンを開始するアドレス転送を選
択的に開始するアドレス転送装置と、転送間隔中
に共通バス上のアドレスが第1又は第2の記憶バ
ンクのどちらに転送されたかを判定するため共通
バスをモニタするモニタ装置とをさらに含む。ま
た、前記アドレス転送装置は、モニタ装置に応答
して、前記記憶バンクの他方に次の後続するアド
レスを選択的に転送する装置も含む。
本発明の装置は、第1及び第2の記憶バンクに
交番する連続アドレス転送のシーケンスを開始す
る装置を有する中央処理装置、並びに共通バス上
のアドレスが第1又は第2の記憶バンクのどちら
に転送されたかを判断するために共通バスをモニ
タするモニタ装置を有する他のプロセツサを含む
データ処理システムにおいて特に有効である。従
つて、優先順位決定装置は中央処理装置から共通
バスにアクセスを切換える場合他方のプロセツサ
は、インターリーブされた記憶バンクにアドレス
転送又はアドレス転送シーケンスを提供すること
ができる。この記憶バンクは、中央処理装置から
前記記憶バンクへの前の転送にほぼ同期してい
る。
E 実施例 第1図は本発明を実施するために使用される装
置の概要を示す。共通バス10は、後に詳述され
るように、中央処理装置(以下、CPUという)
11、及び、ブランチ13を介して共通バス10
に接続された主記憶装置12によりアクセスされ
る。また、プロセツサ16及び17はプロセツサ
16及び17のコントローラ14及び15にそれ
ぞれ接続される。ブランチ18及び19を通して
共通バス10に接続される。このプロセツサ16
及び17はそれぞれ、デイスプレイ20、キーボ
ード21又はI/Oターミナル22のような周辺
装置に接続され、これらのI/O装置を制御す
る。プロセツサ16及び17はいくつかの従来の
I/O装置コントローラでもよい。プロセツサ1
6及び17は、共通バス10を介してデータを
CPU11、CPU11から送信する。しかしなが
ら、主にはCPU11インターリーブされた主記
憶装置12間、並びに、プロセツサ16及び17
と主記憶装置12間の情報伝送に関する。CPU
11は、パイプライニング動作を使用するどんな
従来のプロセツサでもよい。
共通バス10で並行処理するトランザクシヨン
はクロツク装置23の制御下で同期化される。ク
ロツク装置23から線24に供給されたクロツク
パレス(CLK)は、線26,27,28及び2
9を介して、CPU11、記憶コントローラ25、
コントローラ14及び15にそれぞれ印加され
る。パイプライニングは従来の方法、例えば前記
米国特許第3447135号明細書に記載された方法で
実行される。このようなパイプライニングより、
CPU11から、又はプロセツサ16及び17を
介して周辺装置から主記憶装置12へのトランザ
クシヨン、及び主記憶装置12からCPU11又
は周辺装置へのトランザクシヨンは、共通バス1
0で並行処理される。換言すれば、共通バス10
は単一のトランザクシヨンにロツクされる必要は
ない。CPU11又はプロセツサ16及び17の
いずれからのトランザクシヨンは共通バス10を
介して主記憶装置12対して開始されると、この
トランザクシヨンが終了されるまで、例えば読出
しデータが主記憶装置から戻されるまで、共通バ
ス10はロツクされない。少なくとも、本発明
は、CPU11及びプロセツサ16と17から共
通バス10を介してインターリーブされた記憶バ
ンク1及び2の対からなる主記憶装置12は
CPU11プロセツサ16及び17から共通バス
10をインターリーブされた記憶バンク1及び2
にアドレス指定する効率を最大化するために順次
にアドレス指定される。
本発明により、インターリーブされた主記憶装
置のアドレス指定動作詳細を説明する前に、装置
全般の概要説明を行なう。CPU11又はプロセ
ツサ16及び17のいずれからの情報を含む主記
憶装置12のトランザクシヨンは記憶コントロー
ラ25の制御下で、それぞれプロセツサから共通
バス10及びブランチ13を介して行なわれれ
る。後述の優先順位決定装置により特定のプロセ
ツサが共通バス10へのアクセスを許可され、か
つ情報がアドレスである場合、このアドレスは記
憶コントローラ25を介してアドレスバツフア3
2に送られる。このバフア32が使用中ではな
く、アドレスを処理できる場合、肯定応答反応信
号(ACK)が記憶コントローラ25から線33
に送られ、線34,35および36を介して、
CPU11及びコントローラ14と15にそれぞ
れ印加される。後に詳述されるように、バツフア
32からのアドレスは、記憶バンク1の記憶バツ
フア37又は記憶バンク2の記憶バツフア38の
どちらかに交互に印加される。
次に、共通バス10へのアクセスがCPU11
とプロセツサ16及び17間で切換えられる場合
に交互にアドレス指定する順序を決める方法につ
いて後に詳述される。しかしながら、CPU11
並びにプロセツサ16及び17は、クロツク装置
23により規定された転送間隔中に、アドレスバ
ツフア32へのアドレス入力が記憶バツフア37
又は38のどちらかへの転送の終了のために必要
な時間よりも早い速度で共通バス10にアドレス
を供給する。従つて、2つのインターリーブされ
た記憶バンク1及び2が必要である。すなわち、
記憶バンク1の記憶バツフア37への最初の転送
が終了される間、アドレスレジスタ32から記憶
バンク2の記憶バツフア38への次の転送が開始
され、以下同様に記憶バツフア37及び38に交
互にアドレスが転送される。
アドレス転送、すなわちプロセツサからのアド
レスバツフア32を介して記憶バンク1又は2の
いずれかへの転送を終了させるのに必要な時間
は、記憶読出し又は書込みのトランザクシヨンの
一部分のみを表している。例えば、データが、記
憶装置に書込まれる場合、アドレス間隔に後続す
るいくつかの間隔で、転送元のCPU11又はプ
ロセツサ16もしくは17から共通バス10、ブ
ランチ13、記憶コントローラ15、およびデー
タバツフア39を介して転送される。他方、デー
タが記憶バンク1又は2から読出される場合、デ
ータは、次のサイクルで、線40及び41を介し
て読出され、出力バツフア42に送られ、更にこ
のバツフア42から線43、記憶コントローラ2
5、ブランチ13及び共通バス10を介して、そ
れぞれの要求元のCPI11又はプロセツサ16も
しくは17に転送される。I/O装置20,21
及び22で使用されるデータは、主記憶装置12
とプロセツサ16,17の間で送受信される。
これらのI/O装置ための主記憶装置12から
読出されるデータは入力バツフア44及び45そ
れぞれ書込めるが、これらのI/O装置から主記
憶装置12に書込まれるデータはプロセツサ16
及び17の出力バツフア46及び47にそれぞれ
書込まれる。
少なくとも、本発明の主要な態様は、アドレス
が共通バス10に転送されるプロセツサ11,1
6又は17)とは無関係に、記憶バンク1及び2
が共通バス10からのアドレスで連続していかに
交互にアドレス指定されるかである。従来の技術
で前述したように、プロセツサの各々は内部に、
記憶バンク1と記憶バンク2を交互にアドレス指
定する共通10にアドレスのシーケンスを転送す
る能力を有する。本発明の実施例は、共通バス1
0のアクセスがCPU11又はプロセツサ16も
しくは17の1つから他のプロセツサに切換られ
る場合に前記シーケンスがいかに維持されるかに
関するものである。
次に、第2図及び第3図により、設定された交
番する順序で次のアドレス転送を制御するため共
通バス10のモニタを含む本発明による動作を説
明する。モニタクラツチM1及びM2(第1図)
は、共通バス10の最後のアドレス転送が記憶バ
ンク1又は記憶バンク2に転送されたかどうかを
判定するために共通バス10をモニタする。第2
図にさらに詳細に示されているように、モニタク
ラツチはコネクタ49を介して共通バス10を検
知する。共通バス10に送られたアドレスコマン
ドに記憶バンクを表わす1つのビツトを含ませ
る。このビツトは、アドレスが記憶バンク1に転
送される場合は1、アドレスが記憶バンク2に転
送される場合は0にセツトする。便宜上、このビ
ツトはアドレスの下位ビツトに置かれる。最後の
アドレス転送からの記憶バンク決定ビツトをモニ
タし、保持するためにモニタラツチM1は通常の
モニタラツチである。このラツチはクロツク信号
に応答して、このビツトをラツチし、次のサイク
ルのクロツク信号までそれを保管する。よつて、
保管されたビツトは使用可能で第3図で説明され
る動作を制御するために第3図の流れ図により作
動する一連の標準論理ゲートである奇遇制御ロジ
ツク回路50に供給される。CPU11(第1図)
は共通バス10を制御し、第4図のタイミング図
に示すように、タイムシーケンスt0〜t3中4つの
アドレスA1〜A4を交互に記憶バンク1,2に順
次転送し、次いで、共通バス10のアクセスはプ
ロセツサ17に切換えられ、このプロセツサ17
は共通バス10を制御し、タイムシーケンスt4〜
t6の中3つのアドレスにA′1〜A′3を交互に記憶
バンク1及び2に転送する。
第3図で、CPU11から記憶装置に対してア
ドレス転送が要求されると、ステツプ51で、記
憶装置にアドレス転送の要求があるかどうかを判
定する。要求がある場合、ステツプ52で、
CPU11はバスに対する調停を与える。調停方
式は、CPU11及びプロセツサ16,17(第
1図)の間で、共通バス10のアクセス及び制御
を競合する場合、従来のどの方式のものでもよ
い。
従来の方式は前述のように多種多様である。本
発明では、所定の優先順位が確定され、プロセツ
サ17がプロセツサ16よりも高い優先順位を有
し、プロセツサ16はCPU11よりも高い優先
順位を有する比較的簡単なデイジーチエーン方式
を用いる。第3図のステツプ51でバスの要求が
ない場合、プロセツサ17のコントローラから出
力線P1にハイレベルのパルスが出力され、次い
で、コントローラ14から出力線P2がハイレベ
ルのパルスが出力される。これによつて、CPU
11が共通バス10への要求又はアクセスを有す
るならば、優先順位がCPU11に渡される。そ
うでなければ、この通常状態の静止したままであ
る。後続するある時点で、プロセツサ17又は1
6のいずれがこのような要求を有するならば、コ
ントローラが15又は14のいずれかは出力線P
1又はP2のいずれかからハイレベルのパルスを
除去し、選択されたプロセツサは共通バスが10
をアクセスする。プロセツサ16又は17のいず
れからもアクセスの要求がないならば、CPU1
1へのハイレベルのパルスはまだ出力線P2に残
つている。これはステツプ51(第3図)の判定
が“ノー”の場合である。要求がある場合、調停
のステツプ52で、CPU11からのバス制御が
より高い優先順位の高いプロセツサに譲られるま
で、バスはCPU11に与えられる。より高い優
先順位のプロセツサ、すなわち、プロセツサ16
又は17がバスの制御を得るか否かは、ステツプ
53で判定される。他のプロセツサが共通バス1
0の制御を取らない限り、CPU11は制御を保
持し、一連の交番するアドレスを記憶バンク1及
び2(第1図)に送出する。これは第4図の連続
する4つの時間周期t0〜t3で示される。
各周期の最初の部分で、CPU11にバスアク
セスを許可する調停が行なわれ、アドレスのシー
ケンスがバンク1及び2に交互に送られる。従つ
て、CPUのアドレスA1はt0中に記憶バンク1
に転送され、アドレスA2はt1中に記憶バンク2
に転送され、アデレスA3はt2中に記憶バンク
1に転送され、アドレスA4はt3中に記憶バン
ク2に転送される。次いで、タイムサイクルt4
の開始で、調停がCPUからプロセツサに切換え
られる。ステツプ53はプロセツサ17が共通バ
ス10へのアクセスを有するイエスを判定する
と、ステツプ54で、プロセツサ17のコントロ
ーラ15の奇偶制御ロジツク50は、最後のアド
レスが偶数の記憶バンク、すなわち記憶バンク2
に転送されたか否かを判定する。この判定は、最
後のタイムサイクルt3で、第2図に示すモニタ
ラツチ(M2)にラツチされているビツトの状況
を調べることによつて行なわれる。このビツトは
コネクタ55(第2図)を介して奇偶制御ロジツ
ク50に供給される。第4図のタチミング図は、
この最後のアドレスA4が記憶バンク2に転送さ
れたことを示すので、ステツプ57で、コントロ
ーラ15は記憶装置の使用可能なアドレスの標準
待ち行列から最下位ビツトが記憶バンク1に転送
することを指示する奇数のアドレスを選択する。
従つて、第4図に示されるようなタイムサイク
ルt4で、プロセツサ17のアドレスA′1は記
憶バンク1に転送される。このアドレスは第2図
の奇偶制御ロジツク50のバス駆動線58に出力
され、共通バス10に印加される。この時点で、
プロセツサ17は使用可能になり、次のアドレス
A′2をバンク2に出力する(第4図)。そのよう
にするために、ステツプ59(第3図)で、再び
バスの調停を行なわれなけばならない。奇偶制御
ロジツク50からの信号を線60、ORゲート6
1を経てバス要求線62に供給することによつて
上述のことを行なう。ステツプ63で、プロセツ
サ17はもはやバスを有していないと判定される
ならば、この動作はステツプ59に戻り、再びバ
スの調停が行なわれる。ステツプ63で、プロセ
ツサ17がなおバスを有していると判定されるな
らば、この動作はステツプ65に進み、記憶バン
ク2への転送を示す偶数ビツトを有するアドレス
が選択され、前述のように転送される。
次に、ステツプ66で、前のアドレスがプロセ
ツサ17が記憶装置へ転送しなければならない最
後のアドレスであつたかどうかを判定する。前の
アドレスが最後のアドレスならば、この動作はス
テツプ51に戻る。プロセツサ17から転送され
るべき追加アドレスがまだあるならば、ステツプ
67で、バスの調停が更に行なわれる。ステツプ
68で、プロセツサ17がまだバスへのアクセス
を有しているならば、この動作はステツプ57に
戻り、ステツプ57〜66を反復実行し、プロセ
ツサ17が送るべきアドレスが無くなるまで、順
次にアドレス対を交互にバンク1及び2に送る。
ステツプ54で、CPUから、インターリーブ
された主記憶装置12への最後のアドレスが記憶
バンク2の代りに記憶バンク1へのアドレスであ
つた場合、判定結果は“ノー”となり、ステツプ
77〜88が実行される。ステツプ77〜88
は、出力される最初のアドレスが、記憶バンク2
への転送を指示する偶数ビツトを有するアドレス
である以外は、ステツプ57〜68の動作とほぼ
同等である。
F 発明の効果 本発明により、共通バスから、インターリーブ
された記憶バンクを順次にアクセスする効果率を
最大化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する装置の論理ブロツク
図、第2図は共通バスのモニタ回路を示す詳細
図、第3図は本発明の実施に関する一般的な手順
の流れ図、第4図は最初はCPU動作中にバンク
1,2へ交互に転送する場合、次に共通バスのア
クセスがプロセツサの1つに切換えられ、インタ
ーリーブされたバンク1,2に、アドレスシーケ
ンスを交互に転送する場合のタイミング図であ
る。 10……共通バス、11……CPU、12……
主記憶装置、13……ブランチ、14,15……
コントローラ、16,17……プロセツサ、1
8,19……ブランチ、20……デイスプレイ、
21……キーボード、22……I/Oターミナ
ル、23……クロツク装置、25……記憶コント
ローラ、32,37,38,39,42,44,
45,46,47……バツフア、50……奇偶制
御ロジツク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 奇数番号が付されたアドレス及び偶数番号が
    付されたアドレスにそれぞれ応答する第1及び第
    2の記憶バンクを有し、記憶トランザクシヨンを
    完了させるのに単一の情報転送間隔以上を必要と
    し、インターリーブされた記憶トランザクシヨン
    を提供するための手段を含んでいる記憶装置と、 前記記憶装置に接続され、バスアクセスを調停
    する調停手段及び、パイプライン処理を行なう制
    御手段を含む共通バスと、 前記共通バスに接続され、前記調停手段を通し
    て前記共通バスへのアクセスを要求し、前記制御
    手段により前記共通バス上の前記トランザクシヨ
    ンを処理する複数のプロセツサと、 一連の情報転送間隔を設定するためのタイミン
    グ装置とを備え、 前記複数のプロセツサの少なくとも1つは、前
    記調停手段によつて許可されたバスアクセスに応
    答して前記記憶トランザクシヨンを開始するアド
    レス転送を選択的に開始するアドレス転送手段及
    び前記共通バス上のアドレスが、前記情報転送間
    隔中前記第1の記憶バンクまたは前記第2の記憶
    バンクに転送されたかどうかを判定するために前
    記共通バスをモニタする手段を有することを特徴
    とするデータ処理システム。
JP10412485A 1984-07-31 1985-05-17 デ−タ処理システム Granted JPS6142049A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US636188 1984-07-31
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