JPH0528861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複数のバスマスタが共通のバスを介
して複数のバススレーブとの間で所定の調停動作
に基づく通信を行なうバス通信装置に関する。

（従来の技術） データの読出し書込みを要求する複数個のバス
マスタとデータの読出し書込みを行なうバススレ
ーブとが共通のバスを介して通信を行なうバス通
信システムとして、例えばVME−BUSシステム
が知られている。このようなバス通信システムに
おいては、一つのバスに同時に複数のバスマスタ
及びバススレーブから情報を送ることができない
ため、データの読出し時に複数のバスマスタ間で
バスの使用権を調停して、バス使用権を獲得した
バスマスタがバスを専有し、バススレーブからの
データの返送があるまでバス使用権を解放しない
ようにしていた。

しかしながら、この方法によれば、バスマスタ
がバススレーブにデータを要求してから、そのデ
ータが読み出されるまでの間、他のバスマスタは
バスの使用権を獲得できないため、バスマスタに
よる読出しの要求があつてからデータを読出すの
に比較的長い時間を要するバススレーブの場合に
は、バスの使用効率を落としてしまうという問題
がある。即ち、第１０図に示すように、バスマス
タMaはＭ１でバスの使用権を獲得し、バススレ
ーブSaにデータ要求を出す。Ｍ２でデータ要求
の送出は完了するが、バススレーブSaからのデ
ータ返送がないので、バスは解放されない。Ｍ３
からＭ４でバススレーブMaからのデータ返送が
あり、これが完了することによりバスマスタMa
はバスを解放する。バスマスタMbは、バスマス
タMaによるバスの解放を待つてＭ５でバスの使
用権を獲得し、バススレーブSbにデータの要求
を出す。Ｍ６でデータの要求の送出は完了する
が、バススレーブSbからのデータの返送がない
のでバスは解放されない。このように、バスマス
タMa，Mbは、それぞれＭ１〜Ｍ４及びＭ５〜
Ｍ９の間バスを占有してしまう。

しかし、バススレーブからのデータの返送を待
たずにバスを解放してしまうとバススレーブから
のデータ返送を待つバスマスタが同時に複数存在
する可能性があるので、バススレーブからの応答
がどのバスマスタに対するものか識別できないと
いう問題がある。

（発明が解決しようとする課題） このように、複数のバスマスタとバススレーブ
とが共通のバスに接続された従来のバス通信装置
では、あるバスマスタがバススレーブに対して通
信要求を送出したのち、そのバススレーブからの
応答を得るまでの間、そのバスマスタがバスを占
有してしまうため、応答の遅いバススレーブを有
するシステムでは、バスを効率的に使用できない
という問題があつた。

本発明は、バスマスタからの通信要求に対する
バススレーブの応答が遅い場合でも、バスを効率
良く使用できるバス通信装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、バスマスタからの読出し要求がある
き、バススレーブからのデータ返送を待たずにバ
スマスタがバスを解放するようにしたものであ
る。

即ち、バススレーブからのデータの返送がどの
バスマスタに対するものかを識別するためにバス
マスタによるデータ要求、バススレーブによるデ
ータ返送からなる一対の通信に対して、一つの識
別番号を割当てる。この識別番号は、全てバスマ
スタが管理し、バスマスタは、データの読出し要
求時に通信に割当てられた識別番号をデータ要求
と共にバススレーブに送る。バスマスタがバスス
レーブにデータを要求、識別番号を送出する際に
は、バスマスタは調停動作によりバスの使用権を
獲得する。データの要求、識別番号の送出が終わ
つたら、バスマスタはバスを解放する。バススレ
ーブは、データ要求が送られてきたら、そのとき
送られてきた識別番号を記憶し、読出し動作に入
る。バススレーブは、読出し動作が終わると調停
動作によつてバスの使用権を獲得し、バスの使用
権が獲得できたら、要求されていたデータを記憶
していた識別番号と共にバスに送出する。バスス
レーブは、その後バスを解放する。バスマスタ
は、データ要求と共に送出した識別番号と同じ識
別番号がバススレーブよりバス上に送出された
ら、バス上のデータを要求したデータとして取込
むものとなつている。

（作用） 本発明によれば、バスマスタからバススレーブ
にデータ要求を出すとき、バスの使用権を獲得す
ることにより、データ要求、識別番号は不正にバ
ススレーブに伝えられることはない。バススレー
ブはバスマスタによる読出し要求により読出し動
作を始めるが、このときバスマスタはバス使用権
を解放しているので、バススレーブの読出し動作
中に、他のバスマスタが他のバススレーブにデー
タ要求を出したり、他のバススレーブが他のバス
マスタにデータを返送することができる。

バススレーブは、データを返送するとき、バス
の使用権を獲得することによりバススレーブがバ
ス上に送出するデータは不正になることはない。

バススレーブは、バスの使用権を獲得し、バス
マスタよりデータ要求と共に送られ、記憶してい
た識別番号をデータ返送とともに送出して、その
データがバスマスタより要求されたものであるこ
とを知らせる。

バススレーブは、その後バス使用権を解放する
ことにより、一対のデータ読込みが終了する。

これにより、第９図に示すように、Ｌ１〜Ｌ２
の期間で例えばバスマスタMaがバススレーブSa
にデータ要求を送出し、バススレーブSaの応答
を待たずにバスの使用権を解放することが出来る
ので、期間Ｌ３〜Ｌ４で他のバスマスタMbから
バススレーブSbへのデータ要求を続けて送出す
ることができ、バスの使用効率が向上する。そし
て複数のバスマスタMa，MbがバススレーブSa，
Sbからの応答待ち状態になつても、識別番号に
より、バスマスタはどのバススレーブからの応答
が自分の要求したデータであるかの区別をつけら
れるので、期間Ｌ５〜Ｌ６及びＬ７〜Ｌ８で返送
されたバススレーブSa，Sbからの応答を正確に
取込むことができる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るバス通信シス
テムの構成を示す図である。このシステムは、バ
スの使用権の調停機構としてよく知られたデイジ
ーチエーンを用いたシステムで、バスマスタ１
ａ，１ｂ及びバススレーブ２ａ，２ｂ（以下、こ
れらをまとめて「デバイス」と呼ぶ）を共通バス
３に接続するとともに、これらデバイスをバス調
停のためのバス要求信号（BREQ）信号線４及び
バス承認信号（BGRT）信号線５を介して連鎖
状に接続して構成されている。共通バス３は、ア
ドレス（ADRS）バス３ａ、データ（DATA）
バス３ｂ、アドレスバスが有効であることを示す
アドレスストローブ（AS）信号線３ｃ、データ
バスのデータが有効であることを示すデータアク
ノリツジメント（DACK）信号線３ｄ、データ
のリード動作かライト動作かを示すリードライト
（Ｒ／Ｗ）信号線３ｅから構成される。バス調停
時のデバイスの優先順位は、バスマスタ１ａ、同
１ｂ、バススレーブ２ａ、同２ｂの順である。こ
のため、共通バス３の使用を確保するための
BREQ信号線４は低優先度（図中左側）のデバイ
スのバス要求出力（BRO）端子から高優先度
（図中右側）のデバイスのバス要求入力（BRI）
端子に接続され、その要求を承認するための
BGRT信号線５は、この逆に高優先度のデバイ
スのバス承認出力（BGO）端子から低優先度の
デバイスのバス承認入力（BGI）端子に接続され
ている。又、バスビジー信号（BBUSY）は、い
ずれかのデバイスが共通バス３を占有していると
きに、全てのデバイスに伝えられる信号である。

このシステムでは、あるデバイスがバスの使用
権を獲得する際には、BBUSY信号がデイスエー
ブルであることを条件に、BRO端子をイネーブ
ルにし、BGRT信号が返つて来るのを待つ。こ
のとき、各デバイスは、そのデバイスによるバス
の使用要求がないときには、BRO端子にBRI端
子の値を伝えるが、バスの使用の要求があるとき
は、BRO端子の値は、常にイネーブルにし、
BRO端子にBRI端子の値を伝えない。また、各
デバイスは、そのデバイスによるバスの使用要求
がないときには、BGO端子にBGI端子の値を伝
えるが、バスの使用の要求があるときは、BGO
端子の値は、常にイネーブルにし、BGO端子に
BGI端子の値を伝えない。従つて、もし、同時に
複数のデバイスからBREQ信号が送出されていれ
ば、最も高優先度（図中右側）のデバイスのみが
BGRT信号を受取る。BREQ信号を送出したデ
バイスのBGI端子がイネーブルになつたのであれ
ば、バスの使用権が獲得されたので、BBUSYを
イネーブル状態にする。このような方法により調
停機構が構成される。

第２図にバスマスタ１ａ，１ｂの構成を示す。
CPU１１から送出されるバススレーブのアドレ
スは、アドレスバツフア１２を介してアドレスバ
ス３ａに出力されるとともに、識別番号として
IDレジスタ１３に保存される。また、CPU１１
とデータバス３ｂとの間の入出力は、データラツ
チバツフア１４を介して行われる。また、コンパ
レータ１５は、アドレスバス３ａ上に現われるア
ドレスと、IDレジスタ１３に保存されている自
己が送出した識別番号とを比較して、両者が一致
したときに、これを調停同期制御回路１６に知ら
せる。調停同期制御回路１６は、前述したバスの
調停制御を行なうとともに、上記コンパレータ１
５からの信号に基づいて、データバス３ｂの内容
をデータラツチバツフア１４に取込むための制御
を行なう。

第３図にバススレーブ２ａ，２ｂの構成を示
す。バススレーブは、例えばバスマスタからの要
求に応じてデータをリードライトするメモリ２１
を備えている。マスタスレーブは、アドレスバス
３ａ上のアドレスが自己のアドレスかどうかをア
ドレスデコーダ２２にて判定し、自己宛てのアド
レスであれば、調停同期制御回路２３の制御のも
とに、アドレスバス３ａ上のアドレスを識別番号
としてIDバツフア２４を介してIDレジスタ２５
に取込む。メモリ２１とデータバス３ｂとの間の
データの入出力は、データバツフア２６を介して
行われる。このバススレーブがバスマスタに対し
てデータを返送する際には、IDレジスタ２５に
格納された識別番号をIDバツフア２４を介して
データバス３ｂに送出する。

このように構成されたシステムにおける、デー
タの読出し時のタイミングチヤートを第４図に示
す。まず、データ要求をするバスマスタは、調停
動作によりバスの使用権をNOで獲得すると、
BBUSY信号はイネーブル状態となる。バスマス
タはＮ１でAS信号を立ち上げてアドレスが有効
になつていることをバススレーブに知らせるとと
もに、そのアドレスを識別番号として内部のID
レジスタ１２に記憶する。バススレーブはＮ１で
アドレスバス３ａの内容を識別番号としてIDレ
ジスタ２５に記憶する。バスマスタは、Tm時間
経過した後、Ｎ２でアドレス、AS信号及び
BBUSY信号をデイスエーブルにしてバスを解放
する。

バススレーブは、データの読出しが終わると、
調停動作によりＮ３でバスの使用権を獲得し、
IDレジスタ２５に記憶していた識別番号をアド
レスバス３ａに送出するとともに、メモリ２１か
ら読み出したデータをデータバス３ｂに出力す
る。そして、Ｎ４でAS信号及びDACK信号を立
ち上げ、識別番号とデータとが有効になつたこと
をバスマスタに知らせる。その後、Ts時間経過
した後、Ｎ５でアドレス、データ、AS信号及び
DACK信号をデイスエーブルにしてバスを解放
する。

このように、本実施例では、バスマスタとバス
スレーブ間のデータ通信をバススレーブのアドレ
スによつて識別しているので、バスマスタの要求
に対するバススレーブからの返送を待たずにバス
を解放することができる。

第５図に本発明の他の実施例に係るバス通信シ
ステムの構成を示す。このシステムでは、識別番
号としてバススレーブのアドレスとは別個の識別
番号を使用している。また、このシステムでも上
記実施例と同様、デイジーチエーン方式による調
停機構を備えている。このシステムでは、バスマ
スタ４１ａ，４１ｂ及びバススレーブ４２ａ，４
２ｂが共通接続される共通バス４３として、アド
レスバスとデータバスとを独立に設けずに、これ
らを共用したアドレス／データバス３ｆを用い、
更に新たに識別番号の伝送用のIDバス３ｇとそ
の有効無効を示すIDACK信号バス３ｈを設けて
いる。

第６図に上記システムにおけるバスマスタ４１
ａ，４１ｂの構成を示す。CPU５１から送出さ
れるバススレーブのアドレス及びデータは、アド
レス・データ・ラツチバツフア５２を介してアド
レス／データバス３ｆに出力される。調停同期制
御回路５３は、調停動作の他、CPU５１からの
指令に基づいて、識別番号の送出を制御する。識
別番号フラグ５４は、Ｎ個の識別番号に対応する
Ｎ個のフラグを備えている。セツトリセツトコン
トローラ５５は、デコーダとともに、IDバス３
ｇ上にバスマスタより識別番号が送出されたら、
対応するフラグをセツトし、一方、IDバス３ｇ
上にバススレーブより識別番号が返送されたら、
対応するフラグをリセツトする。プライオリテイ
ーエンコーダ５６は、当該バスマスタがバスの使
用要求を送出する際、識別番号フラグ５４中のリ
セツトされているフラグの中で最も番号の小さな
識別番号を選択し、これを識別番号レジスタ５７
に出力する。この識別番号は識別番号レジスタ５
７に格納されるとともに、バツフア５８を介して
IDバス３ｇに送出される。このとき、コンパレ
ータはIDバス３ｇ上の識別番号と識別番号レジ
スタ５７に格納された識別番号とを比較して、両
者が一致したら、調停同期制御回路５３を介して
CPU５１にその旨を伝える。これにより、CPU
５１、アドレス・データ・ラツチバツフア５２を
介してアドレス／データバス３ｆ上のデータを読
込む。

また本システムにおけるバススレーブの構成を
第７図に示す。アドレスラツチデコーダ６１は、
アドレスをデコードして、このバススレーブが選
択されているかどうかを判定する。もし選択され
ていれば、調停同期制御回路６２の制御のもと
で、IDレジスタ６３内にIDバス３ｇ上の識別番
号を格納する。そして、アドレス・データ・ラツ
チバツフア６４を介してメモリ６５へアドレスを
供給し、読み出されたデータを同バツフア６４を
介してアドレス／データバス３ｆに送出する。こ
のとき、IDレジスタ６３内に格納された識別番
号をバツフア６６，IDバス３ｇを介して返送す
る。

第８図に、このシステムにおけるデータ読出し
時のタイミングチヤートを示す。まず、データ要
求をするバスマスタは、調停動作によりバスの使
用件をＰ０で獲得すると、BBUSY信号はイネー
ブル状態となる。バスマスタはＰ１でAS信号及
びIDACK信号を立ち上げてアドレス及び識別番
号が有効になつていることをバススレーブに知ら
せるとともに、その識別番号を内部の識別番号レ
ジスタ１２に記憶する。バススレーブはＰ１で
IDバス３ｇの内容を識別番号としてIDレジスタ
６３に記憶する。バスマスタは、Tm時間経過し
た後、Ｐ２でアドレス、AS信号、IDACK信号及
びBBUSY信号をデイスエーブルにしてバスを解
放する。

バススレーブは、データの読出しが終わると、
調停動作によりＰ３でバスの使用権を獲得し、
IDレジスタ６３に記憶していた識別番号をIDバ
ス３ａに送出するとともに、メモリ６５から読み
出したデータをアドレス／データバス３ｆに出力
する。そして、Ｐ４でIDACK信号及びDACK信
号を立ち上げ、識別番号とデータとが有効になつ
たことをバスマスタに知らせる。その後、Ts時
間経過した後、Ｐ５でIDバス、データ、IDACK
信号及びDACK信号をデイスエーブルにしてバ
スを解放する。

このように、本実施例によれば、データバスと
アドレスバスとが時分割で共用されているような
バス構成に対しても、IDバスを設けることによ
り、バスマスタがバススレーブからのデータ返送
を待たないでバスを解放することができる。

なお、本発明は、バスマスタからのデータ要求
〜バススレーブからのデータ返送の間の時間が、
調停時間に対して遅いシステムにおいて有効であ
る。このため、例えばキヤツシユメモリのような
高速メモリとメインメモリのような低速メモリと
を用いたシステムに本発明を適用する場合、キヤ
シユメモリに対するアクセスについては従来の方
式を採用し、メインメモリに対するアクセスには
本発明の方式を適用することにより、本発明の効
果を十分に発揮させることができる。

また、本発明は上記のようなデイジーチエーン
方式の調停機構によらず、他の調停機構でバスの
アービトレーシヨンを行なうシステムにも適用可
能であるこというまでもない。

［発明の効果］ 以上べたように、本発明によれば、バスマスタ
からの読出し要求がある時、バススレーブからの
データ返送を待たずにバスマスタがバスを解放す
るので、上記バススレーブからのデータ返送が行
われるまでの間、他のデバイスがバスを使用する
ことができる。このため、バスの使用効率は向上
し、処理の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例に係るバス
通信システムを説明するための図で、第１図はシ
ステムの全体ブロツク図、第２図は同システムを
構成するバスマスタのブロツク図、第３図は同シ
ステムを構成するバススレーブのブロツク図、第
４図は同システムの動作を示すタイミング図、第
５図〜第８図は本発明の他の実施例に係るバス通
信システムを説明するための図で、第５図はシス
テムの全体ブロツク図、第６図は同システムを構
成するバスマスタのブロツク図、第７図は同シス
テムを構成するバススレーブのブロツク図、第８
図は同システムの動作を示すタイミング図、第９
図は本発明の通信方式を説明するためのタイミン
グ図、第１０図は従来の通信方式を説明するため
のタイミング図である。 １ａ，１ｂ，４１ａ，４１ｂ……バスマスタ、
２ａ，２ｂ，４２ａ，４２ｂ……バススレーブ、
３，４３……共有バス、３ａ……アドレスバス、
３ｂ……データバス、３ｃ……アドレスストロー
ブ信号線、３ｄ……データアクノリツジメント信
号線、３ｅ……リードライト信号線、３ｆ……ア
ドレス／データバス、３ｇ……IDバス、３ｈ…
…IDアクノリツジメント信号線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ データの読出し書込みを要求する複数個のバ
   スマスタと、このバスマスタにより要求された読
   出し書込みを行なう複数個のバススレーブと、こ
   れらを共通に接続するバスと、このバスの使用権
   を調停するバス調停装置とからなるバス通信装置
   において、 前記バスマスタは、 データの読出しをバススレーブに要求する際に
   前記バス調停装置の作用によりバスの使用権を確
   保する第１の確保手段と、 バスマスタとバススレーブとの間の要求並びに
   応答を特定する識別番号として当該バススレーブ
   のアドレス或いは予め記憶されている複数個の番
   号の内、既にバス上に出力されまだ返送されてい
   ないものを除いた中で最も小さい番号を生成しバ
   ス上に出力する識別番号生成手段と、 この識別番号生成手段で生成された識別番号を
   記憶する第１の記憶手段と、 この第１の記憶手段で当該識別番号が記憶され
   た後に前記確保したバスの使用権を解放する第１
   の解放手段と、 バス上の識別番号を前記第１の記憶手段に記憶
   した識別番号と比較する比較手段と、 この比較手段で比較した識別番号が前記第１の
   記憶手段に記憶した識別番号と一致したときには
   バス上の当該データを読込む読込手段とを具備
   し、 前記バススレーブは、 バス上の識別番号が自己を指定したものである
   か否かを判定する判定手段と、 この判定手段で自己を指定したものであること
   が判定されたときに当該識別番号を記憶する第２
   の記憶手段と、 バスマスタにより要求されたデータを返送する
   際に前記バス調停装置の作用によりバスの使用権
   を確保する第２の確保手段と、 前記第２の記憶手段に記憶された識別番号と共
   に前記要求されたデータをバス上へ返送する返送
   手段と、 この返送手段で当該データをバス上へ返送した
   後に前記確保したバスの使用権を解放する第２の
   解放手段と、 を具備することを特徴とするバス通信装置。