JPH06266680A - バス間インターフェイスおよびバス間を接続する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 マスタとスレーブの間のデータコヒーレンス
を維持する。 【構成】 接続される第１のバスはいくつかの自己識別
マスタを接続し、第２のバスはいくつかのマスタ装置と
いくつかのスレーブ装置を接続するが、接続された装置
が自ら識別できるメカニズムを持っていない。インター
フェイスは第２のバスを通して接続された各々のスレー
ブ装置用の１対のレジスタを内蔵している。１つのレジ
スタは、対応するスレーブがマスタのために使用中であ
れば話中ビットを記憶する。第２のレジスタは対応する
スレーブにタスクを委任するマスタの識別コードを記憶
する。スレーブがマスタのためにタスクを受諾し、マス
タにバスを放棄するようにマスタに指令すると、話中レ
ジスタが設定されマスタ識別レジスタは委任マスタの識
別コードを記憶する。その後、マスタ識別コードが委任
マスタのものでなければ、マスタは使用中のスレーブに
アクセスすることを許可されない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多重プロセッサ・コンピ
ュータシステム・アーキテクチャに関し、特にアクセス
するマスタ間でのデータの一貫性を保ちつつ複数マスタ
装置の複数共有スレーブ装置との交信を可能にするバス
間インターフェイスのハードウエア化について記述す
る。

【０００２】

【従来の技術】多目的コンピュータシステムには一般
に、コンピュータと様々な内部、外部装置との交信を可
能にする通信路が含まれている。通信路は一般にバスと
呼ばれ、それによりコンピュータ内の装置はそのバスに
接続された他の装置と話したり、聞くことが出来る。１
つの装置から他のものへの通信は、通常、装置が制御し
ているないし他の装置により制御されているかどうかに
より、読み取り、書き込みといったマスタ及びスレーブ
操作からなる。バス通信では、一般にマスタと呼ばれる
制御装置がコマンドを発する。その後、スレーブと呼ば
れる被制御装置はコマンドを受信し終われば完了信号を
発する。一部のバスでは、エラーの同時発生の指示など
の他の形態の確認が出来る。多重マスタ・コンピュータ
システムではスレーブ装置が、制御マスタ装置にバスを
「再実行」ないし放棄して暫く後にスレーブへのアクセ
スを再試行すべきであると通知することが出来る。再実
行サイクルはスレーブが現在使用中であるときに発せら
れ、マスタから発せられたコマンドを受信することが出
来ない。スレーブがマスタからタスクを受けられない場
合、スレーブはマスタにバスを中断して暫く後にアクセ
スを再試行し、それによりバスを自由にして別のマスタ
が他のスレーブにアクセス出来るようにすべきであると
指示する。図１ａは従来技術の多重プロセッサを示して
いる。再実行サイクルは、スレーブが内部デッドロック
状態になっているときか、スレーブが長いタスクあるい
は長い持続時間の内部アクセスで使用中であるときに発
せられる。

【０００３】再実行サイクルが発せられたときには、バ
スからのマスタの切断がいくつかの形で生じ得る。スレ
ーブがマスタからのオペレーションを受信しかつスレー
ブが持続時間の長い内部操作ないしタスクで使用中であ
るときにスレーブが再実行サイクルを発するとすれば、
そのようなマスタの切断を「有権的」と呼ぶ。即ちスレ
ーブがマスタにバスから切断するように通知した後、ス
レーブは切断されたマスタのためにデータと状態を保持
する。それに対して、如何なる理由であれ、アクセスが
内部操作をトリガする前にスレーブがマスタからのアク
セスの試みを受け付けることが出来ないと、「無権利」
切断が生じ、スレーブは再実行コマンドを発し、マスタ
にバスから切断するように通知する。例えばスレーブが
既に他のマスタのために使用中であったり、他の内部状
態によりスレーブがマスタから他のタスクを受け付ける
前にスレーブがバスに対するアクセスを保持することが
要求されることがある。スレーブがマスタによるアクセ
スを受け付けることが出来ず、再実行コマンドを発し、
スレーブがアクセスがかつて生じた情報の状態ないし記
憶装置を保っていない場合は、その切断は無権利的とな
る。無権利切断は一般にマスタがスレーブにアクセスを
試みるがスレーブ内の全てのレジスタないし入出力ポー
トが現在使用中である場合に起こる。無権利切断の場
合、マスタにより行われたアクセスに関してはスレーブ
内に情報や状態は全く記憶されず、スレーブはスレーブ
にアクセスを試みる他のマスタに対してオープンのまま
となる。両状況で、スレーブにアクセスを試みているマ
スタ装置はバスから切断して、スレーブのタスクが完了
するまでバスを他の有利な活動に使用することが出来る
ようにすることが望ましい。

【０００４】多重プロセッサ環境では、特定スレーブに
対しタスクを委任するマスタ以外のマスタがスレーブの
タスク完了と共にスレーブにアクセスする大きな危険性
が存在する。慎重な対策無しでは、特定マスタ用のデー
タや状態が、スレーブのサイクル完了と共にスレーブに
アクセスしようとしている第１のマスタに転送されるこ
とが有り得る。データや状態がスレーブから間違ったマ
スタへ不注意に転送されるのを防ぐため、従来技術の単
一バス多重プロセッサ・アーキテクチャは、バスで作動
している様々なマスタによるアクセスの試みを判別でき
るスレーブ装置を提供している。従ってスレーブは切断
されたマスタを識別でき、付与されたタスクが完了した
ときにそのマスタだけに再接続できるようにしている。
その結果、スレーブ装置がそのタスクを完了し、所望の
情報ないし状態をタスクを割り当てたマスタに転送する
まで、アクセスを試みる他の全てのマスタは拒絶され、
そのアクセスを試みるマスタは再実行を指示されること
になる。一般にスレーブがマスタを区別できるようにす
る判別情報はスレーブ装置自身に含まれ、維持されてい
る。図１ｂ，１ｃは自己識別、判別機能を有する従来の
マスタ，スレーブ装置を示すものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】より最近では、多重プ
ロセッサシステム環境内で作動する多重バス・アーキテ
クチャが通常になっている。多重バス、多重プロセッサ
・システムでは、システムの１つのバス上で作動するス
レーブ装置全てが、そのバスないし他のバスで作動する
マスタ装置を区別する能力を持つことが出来るわけでは
ない。スレーブ装置自身がスレーブとデータを向けよう
とするマスタ内に記憶されたデータの一貫性を確保する
機能を持たない場合、そのバス上でのデータの転送はリ
スクを負う可能性がある。データと意図したマスタのと
間の一貫性は一般的にコヒーレンスと呼ばれる。そのよ
うなシステムでは、スレーブ装置が再実行コマンドを発
し、マスタがバスから切断する場合に、データ・インコ
ヒーレンスの可能性、即ちスレーブからマスタへの不注
意なデータ転送が劇的に増大する。異なるバスで作動し
ているマスタはマスタによりアクセスされたスレーブに
より識別されない可能性があるので、委任マスタが再接
続する前に異なるマスタが委任タスクをちょうど完了し
たスレーブにアクセスすることも有り得る。その結果、
委任マスタをはっきりと特徴づけるデータはそれに対し
て失われ、間違い結果やシステム故障につながることに
なる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、多重バス多重
プロセッサコンピュータ・システム環境内で作動するマ
スタとスレーブの間のデータ・コヒーレンスを維持する
ため、バス間インターフェイスのハードウエア化を提供
する。バス間インターフェイスは、ＮＭＯＳ、ＣＭＯＳ
をはじめとする様々なシリコン処理技術を用いて（それ
に限定されることなく）シリコンで実現することが出来
る。実施例では、２つのバスをバス間インターフェイス
を通して接続する。第１のバスはバスＭと呼び、その上
でいくつかのマスタ装置が作動する。第２のバスはバス
Ｓと呼び、いくつかのスレーブないしマスタ装置を接続
することが出来る。バス間インターフェイスには、スレ
ーブがアクセスされたときにそのようなスレーブへのア
クセスを試みているマスタに切断してアクセスを後に再
び行うように通知することの出来るハードウエア再実行
メカニズムが含まれている。バス間インターフェイスに
は更に、バスＳで作動する各々のスレーブに対して１対
のレジスタを維持するマスタ−スレーブ・ディレクトリ
が含まれている。１つのレジスタは話中とラベル付けさ
れており、話中ビットを記憶する。話中ビットはスレー
ブが再実行コマンドをアクセスを試みているマスタに発
したときに設定される。話中ビットは委任マスタがスレ
ーブに再アクセスし、目的データを受信するまで設定さ
れたままとなる。バス間インターフェイスは他のマスタ
に対して、再実行コマンドを発して話中ビットが設定さ
れたスレーブへの全てのアクセスの試みを拒絶する。第
２のレジスタはマスタＩＤとラベル付けされ、話中ビッ
トを設定させる委任マスタを識別する多重ビットマスタ
識別コードを格納する。マスタ識別コードはアクセスを
開始するマスタ装置ないしアクセスするマスタのマスタ
識別コードを知る仲裁装置により送られる。バス間イン
ターフェイスはアクセスが望まれている話中のスレーブ
を、そのスレーブに割り当てられ、アクセスを試みてい
るマスタにより発行されたアドレス範囲により認識す
る。

【０００７】バスＭ上で作動しているマスタがバスＳで
作動しているスレーブにアクセスし、スレーブが受諾す
るタスクをスレーブに委任し、その後マスタにバスを放
棄して後にアクセスを再試行するように指令する場合、
マスタ−スレーブ・ディレクトリは対応する話中ビット
を設定することにより、そのようなアクセスされたスレ
ーブは話中であるとマークする。同時にバス間インター
フェイスは委任マスタの識別コードをアクセスされたス
レーブに対応してマスタＩＤレジスタに格納する。その
後、スレーブにアクセスし、話中ビットを設定させた委
任マスタのみがそのスレーブに再接続できる。バスＭな
いしバスＳで作動している異なるマスタが委任マスタの
ために使用中であるスレーブにアクセスを試みるとき
は、マスタ−スレーブ・ディレクトリはいつでも使用中
のスレーブの話中ビットが設定されていると判定する。
バス間インターフェイスは次にマスタに、スレーブは話
中であり、マスタに再実行するように命令する。後に委
任マスタがアクセスを再試行すると、バス間インターフ
ェイス内のマスタ−スレーブ・ディレクトリはマスタＩ
Ｄレジスタ内に記憶されたマスタ識別コードはアクセス
を試みているマスタのものに合致すると判定する。委任
マスタによる目的スレーブへのアクセスは、スレーブの
委任タスクの完了に付いて条件的である。スレーブがタ
スクの完了を通知する用意がまだなければ、スレーブは
再実行コマンドを発する。しかし第２のマスタは他のス
レーブに対応し、マスタ−スレーブ・ディレクトリに制
御された話中ビットが設定されていない限り、バスＳ上
で作動している他のいずれのスレーブ装置にも自由にア
クセス出来る。従ってバス間インターフェイス自身は、
そのようなインターフェイスによって接続されたバス上
で作動している全てのスレーブとマスタに代わって、ス
レーブ装置が個々にどのマスタがアクセスを試みている
かを識別する能力を持つことを要求することなく、マス
タとスレーブの相互接続の判別に関与する。

【０００８】

【実施例】多重プロセッサ・コンピュータシステムで作
動するマスタとスレーブの間でデータ・コヒーレンスを
維持するバス間インターフェイスを開示する。以下の記
述では、説明のために特定の数、時間、信号などを本発
明の完全な理解を提供するために述べているが、当業者
には本発明はそれらの特定の詳細無しにも実施すること
が出来ることは明かであろう。他の例はよく知られた回
路や装置をブロック図の形で示して、本発明を不必要に
曖昧にしないようにしている。この説明では、マスタと
は他の装置を駆動する装置あるいは別の装置をマスタで
支配ないしモニタ、制御可能にする装置のことである。
逆に、スレーブとは別の装置（通常、マスタ）により操
作ないし制御される装置のことである。更に以下の説明
では、「バス」とは入力、出力信号が発送される一般的
に受け入れられる意味の通常の回路経路グループのこと
である。特に本発明の記述を通して、「バス」はＭバス
とＳバスとして知られる２つの標準化された通信路を意
味するのに用いる。Ｍバス、Ｓバス通信路プロトコルを
使用する代表的なコンピュータシステムは、カリフォル
ニア州、マウンティン・ビューのサン・マイクロシステ
ムズ社により製造されている。しかしこの説明を通し
て、Ｍバス、Ｓバスの両データ経路は、与えられた一般
的な記述を曖昧にしないために、それぞれ「バスＭ」
「バスＳ」のより一般的なラベルを指すことにする。Ｍ
バス、Ｓバス・データ通信に関した特に詳細な情報やデ
ータは「Ｍバス仕様改訂版 2.0」及び「Ｓバス仕様改訂
版 B.0」（両方ともカリフォルニア州、マウンティン・
ビューのサン・マイクロシステムズ社により書かれ、出
版される）に見いだすことが出来る。

【０００９】バスＭはいくつかのマスタ装置と相互接続
し、バスＳはいくつかのマスタないしスレーブ装置と接
続する。バスＭとバスＳの両方により、スレーブは制御
マスタは「再実行」即ちバスを放棄して、暫く後にスレ
ーブにアクセスを再試行すべきという再実行信号を送る
ことが出来る。再実行サイクルは従来技術でよく知られ
ており、一般的にスレーブが他のマスタのために使用中
になっており、従って新しいマスタからコマンドを受け
付けることが出来ない場合に発せられる。本発明の主要
な特質は、スレーブ装置もスレーブを相互接続するバス
Ｓもマスタがアクセスを試みているスレーブを識別する
機能を有していないということである。それにも関わら
ず、本発明のバス間インターフェイスにより、マスタ識
別コードをバス間インターフェイスのハードウエア・レ
ジスタ内に記憶することによりスレーブはアクセスする
マスタを識別することが出来る。本発明の別の主要な態
様は、ハードウエア・レジスタを用いてスレーブ装置が
マスタのために有権的に使用されているかどうかを示す
ことである。委任マスタ以外のマスタは、使用中のスレ
ーブが占有されている間、スレーブにアクセスすること
はできない。

【００１０】マスタとスレーブ間でバス間のトランザク
ションがそれにともなってどのマスタがアクセスを試み
ているかに付いての情報を持つ場合は、スレーブはスレ
ーブにタスクを委任したマスタ以外のマスタによるアク
セスの試みを拒絶することが出来る。バスがマスタ識別
用の機能を持たない別のバスにインターフェイス接続さ
れれば、間違ったマスタによりスレーブへの不注意なア
クセスを防ぐために、インターフェイス・ロジックに防
止メカニズムを設けることも依然可能である。本明細書
の主題であるバス間インターフェイス内では次の３つの
制約に適合しなければならない。

【００１１】1. マスタにバスの放棄の後に再試行する
ことを命令する「再実行」の形式は１つしかない。バス
ＳとバスＭの両プロトコルは、「再実行」コマンドを発
する機能を備えている。 2. バスＳ上のスレーブ装置は、各々のスレーブに割り
当てられる既知の物理的なアドレス範囲によりアドレス
され、選択される。 3. マスタ装置は、「再実行確認」を発してスレーブ装
置により切断されたアクセスの試みを再試行することが
要求される。マスタは、スレーブがアクセスの有効完了
を示すまでアクセスの試みを放棄することはできない。

【００１２】再実行コマンドに続くマスタ装置の切断
は、２つの方法の１つで行うことが出来る。即ち切断は
「無権利的」ないし「有権的」とすることが出来る。無
権利切断では、バスから切断するマスタは、スレーブに
アクセスするまでスレーブ内に情報や条件を残すことは
できない。マスタがスレーブ及びバスから無権利的に切
断すると、スレーブは無条件に別のマスタにより自由に
アクセスされる。切断の第２の形式は「有権的」と呼
び、スレーブがマスタに切断して後に再実行するように
通知するときに、スレーブ装置がマスタ装置のタスクに
関わり続けている場合の状態を記述するものである。有
権的な接続では、マスタは第１の場合のように切断する
が、スレーブ装置は現在切断されているマスタをはっき
りと特徴付ける条件とデータを保持している。本発明の
大きな特長は、マスタがバスから有権的に切断したなら
ば、バス間インターフェイスはその後、委任されたタス
クが完了するまで委任マスタを除くマスタがそのスレー
ブに再接続させないということである。委任されたタス
クの完了まで有権的に占有されたスレーブは、そのよう
な有権的に占有されたスレーブにアクセスを試みている
マスタに、マスタはバスの制御を放棄し、暫く後にアク
セスサイクルを再試行すべきであるという再実行コマン
ドを発する。タスクが完了すれば、委任マスタはスレー
ブにアクセスを再試行して、スレーブに接続し所望のデ
ータや状態を検索することが出来る。

【００１３】ここで図２には、本発明を使用したコンピ
ュータシステム内のバス間インターフェイスのブロック
図が示されている。図２で、バス間インターフェイス10
はバスＭをバスＳに接続している。バスＭはいくつかの
マスタ装置を接続できる多目的通信路である。バスＭに
接続されたマスタは自己識別されるものである。自己識
別マスタはスレーブ装置に対して、マスタはスレーブが
関わっているタスクを委任したということを自ら識別す
る能力を有している。バスＳも同一コンピュータシステ
ム内の汎用通信路であり、いくつかのマスタ、スレーブ
両装置を接続することが出来る。しかしバスＭに接続さ
れた装置とは異なり、バスＳに接続された装置は自己識
別機能を持っていない。バスＳとバスＭの両方は、バス
間インターフェイス10内に含まれるハードウエア再実行
メカニズムと相互作用し、切断されている間、スレーブ
は、切断時にそのスレーブにアクセスを試みているマス
タ装置に切断して後にアクセスを再試行するように指示
することが出来る。ハードウエア再実行メカニズムは従
来技術でよく知られており、バス間インターフェイス10
内に示されるバスＭプロトコル、バスＳプロトコルハー
ドウエアの両方で実施されている。

【００１４】バス間インターフェイス10には、スレーブ
状況データとマスタ識別データを格納するマスタ−スレ
ーブ・ディレクトリ20が含まれている。マスタ−スレー
ブ・ディレクトリ20はスレーブ状態とマスタ識別データ
とを、バスＭないしバスＳに接続されたマスタとスレー
ブがバス間インターフェイス10を通して通信するとき
に、それらから受取る。機能的には、バス間インターフ
ェイス10内に含まれるマスタ−スレーブ・ディレクトリ
20は、バスＳに接続された各々のスレーブの状況をバス
ＭないしバスＳに接続された各々のマスタに関係付ける
ものである。格納された情報には例えば、特定のスレー
ブは現在アクセス出来るかどうかといったものがある。
代わりにディレクトリはスレーブが先にアクセスするマ
スタに再実行コマンドを発し、マスタは有権的に切断さ
れていると判定することが出来る。スレーブがマスタの
ために有権的に使用中であるならば、ディレクトリはど
のマスタからスレーブが切断されているかを示す。

【００１５】マスタ−スレーブ・ディレクトリ20には話
中レジスタ・ブロック25が含まれている。話中レジスタ
・ブロック25は「話中フラッグ」からなるいくつかのレ
ジスタからなり、各々のレジスタはバスＳに接続された
スレーブ装置が有権的なタスクに関わっているときはい
つでも論理「１」を記憶する。話中レジスタ・ブロック
25に加えて、バス間インターフェイス10はマスタＩＤレ
ジスタ・ブロック30をも内蔵している。マスタＩＤレジ
スタ・ブロック30はいくつかのマスタＩＤレジスタ（図
示せず）を内蔵している。各々のマスタＩＤレジスタ
は、再実行コマンドを発したバスＳのスレーブに続いて
切断された全てのマスタ用のマスタ識別タッグを格納す
る。話中レジスタ・ブロック25とマスタＩＤレジスタ・
ブロック30により、バス間インターフェイス10はどのマ
スタがアクセスを試みているかを識別し、何時マスタは
スレーブにアクセス出来るかを制御することが出来る。
マスタＩＤレジスタ・ブロック30は、どのマスタが再接
続できるかを示す。スレーブが「話中」としてタッグさ
れている、即ちスレーブが再実行を発したならば、対応
するマスタＩＤレジスタは再実行を受け取るマスタを示
す。再実行を受けるマスタだけが続いてスレーブに再接
続することが出来る。「話中」とマークされたスレーブ
にマスタがアクセスを試みると、マスタＩＤレジスタに
格納されたマスタ識別タッグはバスＭ上のアクセスを行
っているマスタのマスタ識別タッグと比較される。一致
が見つかれば、再接続が許される。一致が見つからなけ
れば、バス間インターフェイス10は再実行をバスＭに発
してマスタに対してアクセスを否定する。スレーブが
「話中」とマークされていなければ、バス間インターフ
ェイス10はマスタが接続することを常に許可する。上記
から、バスＭで作動しているマスタは、スレーブにより
発せられた再実行コマンドを実行する固有の能力がある
ことを想起すべきである。又スレーブが再実行コマンド
を実行することをマスタに指示する場合、マスタはそれ
を行うことが要求され、即ちマスタはそれが開始したサ
イクルは完了する必要があることを想起すべきである。

【００１６】図３を簡潔に参照すると、マスタ−スレー
ブ・ディレクトリ20のブロック図が示されており、話中
レジスタ・ブロック25は複数の個々の話中レジスタ27か
らなっていることが分かる。特に、１つの話中レジスタ
27をバスＳに接続された各々のスレーブに割り当てるこ
とが出来るように十分なレジスタがある。話中レジスタ
27は、有権的に切断されたマスタのために指定スレーブ
がタスクに関わっているときはいつでも論理「１」を記
憶し、スレーブが有権的に切断されたマスタのために関
わっていないときはいつでも論理「０」を記憶する単一
ビットレジスタである。同様にマスタＩＤレジスタ・ブ
ロック30には複数のマスタＩＤレジスタ32が内蔵されて
いることが分かる。マスタＩＤレジスタ32は話中レジス
タ27の場合と同様にスレーブ装置毎に１つ関連してい
る。マスタＩＤレジスタ32は複数ビットレジスタであ
り、バスＳで作動する全てのスレーブに対して切断され
たマスタ識別コードを記憶するのに必要な大きさ、およ
び数にすることが出来る。実施例では、マスタＩＤレジ
スタ32は４ビット・レジスタである。従ってバス間イン
ターフェイス10を通して相互接続された全てのスレーブ
に付いて、マスタ−スレーブ・ディレクトリ機能を提供
する関連話中レジスタ27、マスタＩＤレジスタ32が存在
する。

【００１７】本発明を詳細に説明するため、以下の例で
バスＭ上で作動するマスタの１つ、例えばマスタＭ１が
バスＳに接続されたスレーブＳ１にアクセスを試みるバ
ス間トランザクションを説明する。スレーブＳ１は別の
マスタのために有権的なタスクに関わっていないと想定
する。マスタＭ１はアクセスを望むスレーブのアドレス
を含んだスレーブアクセス・サイクルを発する。バス間
インターフェイス10はマスタＭ１が発したアドレス範囲
により、スレーブＳ１が所望のスレーブであることを知
る。アドレススペースによる装置の識別は従来技術でよ
く知られているので詳述しないことにする。バス間イン
ターフェイス10は次にマスタＭ１をスレーブＳ１に手渡
す。スレーブＳ１はマスタＭ１にアクセスを許可し、タ
スクを受諾し、その後マスタＭ１に再実行コマンドを発
する。次にバス間インターフェイス10はスレーブＳ１の
話中レジスタ27を論理「１」に設定し、それによりスレ
ーブＳ１は「話中」とマークされる。バス間インターフ
ェイス10は更にスレーブＳ１のマスタＩＤレジスタ32
を、委任マスタをマスタＭ１として識別する適切なマス
タ識別コードで設定する。スレーブＳ１が再実行コマン
ドを発すると、マスタＭ１はバス間インターフェイス10
を通してバスＳから切断し、暫く後に懸案のトランザク
ションを完了するために、スレーブＳ１に再接続を試み
る。

【００１８】ここで別のマスタ、例えばマスタＭ２が、
マスタＭ１の切断の後にスレーブＳ１にアクセスを試み
ると想定する。マスタＭ２もバス間インターフェイス10
を通してスレーブＳ１に向けたアクセス・サイクルを発
する。バス間インターフェイス10は再び、マスタＭ２に
より発せられたアドレス範囲によりスレーブＳ１が所望
のスレーブであることを知る。アクセスしているマスタ
Ｍ２をバスＳに繋ぐ前に、バス間インターフェイス10は
先ず話中レジスタ・ブロック25を検査し、アクセスが所
望されているスレーブに対応するレジスタ、この場合は
スレーブＳ１に対応する話中レジスタ27を検査する。バ
ス間インターフェイス10は、話中レジスタ27が論理
「１」に設定されていると判定し、従ってスレーブＳ１
は使用中であると判断する。スレーブＳ１の話中レジス
タ27は、スレーブＳ１がそのタスクをマスタＭ１から受
け取ったときに設定されたことを知らせる。話中レジス
タ27が設定されており、従ってスレーブＳ１が話中であ
ることが分かれば、バス間インターフェイス10はさらに
スレーブＳ１に対応するマスタＩＤレジスタ32を検査す
る。そのような検査の上で、バス間インターフェイス10
はマスタＭ２がスレーブＳ１が切断されたマスタでない
と判定する。マスタＭ２が関係マスタでないと判定する
と、バス間インターフェイス10はマスタＭ２に再実行を
指示し、その後マスタＭ２は切断してバスＳをリリース
する。マスタＭ２の場合、切断は無権利的切断であり、
バス間インターフェイス10はマスタＭ２は現在はスレー
ブＳ１にアクセス出来ないが暫く後ではそのようなアク
セスも可能であると判定したのでインターフェイスが再
実行を発したのである。

【００１９】マスタＭ２の切断に続いて、マスタＭ１が
例えばスレーブＳ１からデータを検索するためにスレー
ブＳ１に再びアクセスを試みることがある。マスタＭ１
はそのアクセス命令をスレーブＳ１のアドレスと共に発
する。バス間インターフェイス10はマスタＭ１により送
られた物理的アドレスを認め、スレーブＳ１をバス間イ
ンターフェイス10を通してアクセス可能な有効なスレー
ブとして識別する。バス間インターフェイス10は再びス
レーブＳ１の話中レジスタ27を検査するが、それはバス
間インターフェイス10に対してスレーブＳ１は話中であ
ることを示す。次にバス間インターフェイス10はスレー
ブＳ１のマスタＩＤレジスタ32を検査するが、この時バ
ス間インターフェイス10はマスタＭ１に対してスレーブ
Ｓ１が話中であることを識別する。バス間インターフェ
イス10はスレーブＳ１にアクセスを試みているマスタＭ
１のマスタ識別コードは、マスタＭ１と関連したマスタ
ＩＤレジスタ32に格納されたマスタ識別コードと一致す
ると判定する。そこでバス間インターフェイス10はマス
タＭ１に、バスＳに接続してスレーブＳ１にアクセスす
ることを許可する。スレーブＳ１がマスタＭ１から受け
取ったタスクを終了すると、スレーブＳ１は「終了」を
通知し、その時マスタＭ１はスレーブＳ１に格納された
データを検索し、バス間インターフェイス10の話中レジ
スタ27に格納された「話中」ステータスはクリアされ
る。スレーブＳ１がマスタＭ１のために委任されたタス
クに依然関わっている場合は、スレーブＳ１は再び再実
行コマンドを発し、その後マスタＭ１は再びバスの制御
を放棄して切断する。従ってバス間インターフェイス10
により当該マスタはそのマスタのために有権的に占有さ
れているバスＳスレーブに接続することが出来るが、別
のマスタが先の別のマスタのために使用中のそのような
スレーブにアクセスすることは防止される。

【００２０】ここで再び図２を参照すると、マスタＭ２
がスレーブＳ３にアクセスを希望する場合、マスタＭ２
はそのアクセス指示をスレーブＳ３のアドレスと共にバ
ス間インターフェイス10に発する。バス間インターフェ
イス10は希望のスレーブすなわちスレーブＳ３はバスＳ
に接続された装置として許され得るアドレスであること
を認める。その後、バス間インターフェイス10は話中レ
ジスタ・ブロック25を検査し、特にスレーブＳ３に対応
した話中レジスタを検査する。そのような検査の後、バ
ス間インターフェイス10はスレーブＳ３は他のマスタの
ためには結合できないと判定し、マスタＭ２にバスＳに
接続してスレーブＳ３にアクセスすることを許可する。
従ってバス間インターフェイス10は１つのスレーブ、こ
の場合はスレーブＳ１が有権的に占有されていても、マ
スタが別のスレーブにアクセスするのを阻止しないこと
が分かる。

【００２１】本発明の主要な利点は、バス間インターフ
ェイス10により緩慢なスレーブ・サイクル中にバスに接
続され続けたままのマスタでバス上の装置間の通信を妨
害されることなく複数マスタと複数スレーブはバスＭと
バスＳの両方を最適に使用することが出来ることであ
る。むしろ緩慢なスレーブ・サイクル中、バスをフリー
にすることが望ましくかつ実現可能であるので、スレー
ブがその委任されたタスクを完了するまでアクセスする
マスタの操作にデッドサイクルを注入する代わりに、他
のマスタはデータ経路を他の目的に用いることが出来
る。本発明はマスタがアクセスを望むバス、例えばバス
Ｓがそれ自身がマスタ自己識別メカニズムを持っていな
い場合に特に利点がある。又本発明は、バスがマスタ自
身として作動しているバス間インターフェイス10から発
せられたアドレスコードを利用できない場合にも有利で
ある。そのような場合、バス間インターフェイス10自
身、マスタ識別情報無しにバス上で作動している全ての
スレーブに代わってマスタとスレーブの間でインターロ
ック機能を遂行しなければならない。代わりに、バスＭ
に接続されたマスタの代わりにバスＳ上で作動している
スレーブに付いて、各々のマスタと関連したマスタ識別
コードがあるので、バスＭと接続されたマスタにアクセ
スされたスレーブは、どのマスタがアクセスを試みてい
るのか知ることが出来る。

【００２２】バスＳ上のスレーブに再実行を発せさせる
バスＭのマスタとバスＳ上のスレーブ間のトランザクシ
ョンが起こるときは、そのような再実行コマンドはバス
間インターフェイス10内のハードウエアに話中レジスタ
・ブロック25内に含まれる話中レジスタの１つを設定さ
せ、それによりアクセスしているマスタに対応してマス
タＩＤレジスタ・ブロック30へのマスタ識別コードを捕
捉することを認識することが重要である。再実行が生じ
たとき、バスプロトコル・レベルより上のレベルで作動
しているソフトウエアは再実行コマンドが発せられたこ
とを知らない。再実行が生じるときは、マスタ装置はそ
のような所望のアクセスが最終的に例えば終了あるいは
エラーのような有効な確認で満たされるまで、アクセス
の試みすなわち読取りないし書込みを行おうとし続け
る。話中レジスタ・ブロック25に含まれるレジスタは上
記の説明の中で設定されたままになっており、発せられ
る再実行コマンドのバースであることに留意する。話中
レジスタ・ブロック25内のレジスタは、再実行されない
スレーブから確認を受ければいつでもクリアされる。終
了及びエラーはスレーブはマスタのためにタスクをもは
や実行しないことを示すメッセージであるので、話中ビ
ットを適切にクリアする。従って話中レジスタ27はスレ
ーブＳ１が終了ないしエラー確認信号を発したときにク
リアされる。

【００２３】ここで図４に付いて説明すると、図４では
バスＳには既存のスレーブ装置と一緒に追加的にマスタ
Ｍ３に接続されている。バスＳ上のマスタＭ３の存在
は、２つの可能な操作モードをもたらす。第１のモード
では、バスＳ上のマスタＭ３はバスＳ上のスレーブと交
信する。第２のモードでは、バスＳ上のマスタＭ３はバ
スＭ上のスレーブと交信する。バスＳの他のマスタがバ
スＭ上の同一スレーブと交信し、アクセスすることから
防ぐメカニズムが存在しないということはバスＳのアー
キテクチャの制約である。バスＳに接続されたマスタか
らアクセスの試みがなされるバスＭ上のスレーブに関し
て分かっていることは、アクセスの試みはバスＳに接続
されたいずれかからなされたかを特定できず、単にアク
セスの試みはバスＳからなされたということである。本
発明の実施例では、バスＳのマスタが交信できるマスタ
Ｍ上にスレーブが１つしかなく、スレーブが再実行コマ
ンドを発しないサン・マイクロシステムズ社のＳバスプ
ロトコル制約を採用する。従って意図しないマスタによ
るスレーブへのアクセスは、マスタに有権的に切断しな
いスレーブを割り当てることにより前もって除外する。
更にＳバス・プロトコルにしたがって、バスＳ上のマス
タがバスＳ上のスレーブと交信するとき、バスＳ上の他
のマスタによる意図しないアクセスを防ぐ責任は、高レ
ベルで作動しているシステム・ソフトウエアのものとす
る。

【００２４】代わりにバスＭ上のマスタ及びバスＳ上の
マスタＭ３は、バスＳのスレーブと交信を試みることが
出来る。どちらかのアクセスの試みがスレーブにより発
せられる再実行コマンドとなってしまう場合は、バス間
インターフェイス10はそのスレーブへの全てのアクセス
の試みをモニタして、アクセスしているマスタはオリジ
ナルの再実行を受信したマスタであるかどうかを判定す
る。例えばマスタＭ３がスレーブＳ２にアクセスを試み
て、Ｓ２が再実行を発すると、Ｓ２に対応した話中ビッ
トが設定されマスタＩＤレジスタＳ２はバスＳをマスタ
として示す。その後、マスタＭ１がスレーブＳ２へのア
クセスを試みると、バス間インターフェイス10はスレー
ブＳ２は話中であり、マスタＭ１はスレーブＳ２に再実
行を通知させたマスタではないことを検出する。次にバ
ス間インターフェイス10は再実行コマンドをマスタＭ１
に発する。マスタＭ３がスレーブＳ２にアクセスを試み
る場合、バス間インターフェイス10はマスタＭ３はバス
Ｓ上のマスタであることを判定し、従ってスレーブＳ２
に再接続を許可する。

【００２５】逆に、マスタＭ１がスレーブＳ２にアクセ
スし、従ってスレーブＳ２が再実行を発すると、スレー
ブＳ２の話中レジスタが設定され、マスタＩＤレジスタ
Ｓ２はマスタＭ１を示すためにコード化される。マスタ
Ｍ３が続いてスレーブＳ２へアクセスを試みる場合、バ
ス間インターフェイス10はスレーブＳ２は話中であるこ
とを検知し、マスタＩＤレジスタＳ２にしたがってマス
タＭ３（バスＳとしてコード化されている）は有効な再
接続マスタではないと判定する。従ってバス間インター
フェイス10は再実行をマスタＭ３に発することによりマ
スタＭ３によるアクセスの試みを拒絶する。

【００２６】図５には、本発明の第２の別の実施例が示
されている。図５で、バス間インターフェイス50はそれ
自身、バスＭとバスＳのための仲裁ハードウエアを含ん
でいる。バス間インターフェイス50がアービタとして作
動することが許されれば、バスＳ内にマスタ識別が存在
しなくても、バス間インターフェイス50は依然どのマス
タがアクセスサイクルを発しているか判定することが出
来る。言い替えれば、バス間インターフェイス50はどの
装置がマスタであり、どの装置がスレーブであるかを判
定することが出来、各々のバス上で作動している各々の
マスタの独自のタッグを維持することが出来る。バス間
インターフェイス50はアービタとして両方のバス上で作
動している全てのマスタをインターロックすることが出
来、それにより両方のバスで作動しているスレーブへの
マスタのアクセスを制御する。仲裁ハードウエアの実現
には、上記の図２、３、４に関連して説明した第１の実
施例と比較して、バスＳにマスタ−スレーブ・インター
ロック機能を実現するため、バス間インターフェイス50
内に追加のハードウエアゲートが必要であることに留意
すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の多重プロセッサ・データ通信バス
（ａ）と、内部マスタ識別、判別機能を有する従来のマ
スタ（ｂ）及びスレーブ装置（ｃ）を示す。

【図２】 バス間インターフェイスにより接続された２
つのバスを使用する本発明の実施例を示し、１つのバス
は先にそのバス上で作動しているスレーブにアクセスし
たマスタを識別する機能を有していない。

【図３】 スレーブＢ及びマスタ識別レジスタを含むマ
スタ−スレーブ・ディレクトリを示す。

【図４】 １つのバスがマスタとスレーブの両方に相互
接続した２つのバスを接続するバス間インターフェイス
を示す。

【図５】 バス間インターフェイスがハードウエア仲裁
メカニズムを取り入れた本発明の第２の実施例を示す。

【符号の説明】

１０、５０ バス間インターフェイス、 ２０ マスタ−スレーブ・ディレクトリ ２５ 話中レジスタ・ブロック ３０ ＩＤレジスタ・ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サン−デン・チェン アメリカ合衆国 95120 カリフォルニア 州・サン ホゼ・キャスウッド コート・ 741

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多重プロセッサ・コンピュータシステム
   中で、少なくとも１つの第１のバスマスタが接続される
   第１のバス手段を、少なくとも１つの第２のバスマスタ
   及び少なくとも１つのスレーブが接続された第２のバス
   手段に接続するバス間インターフェイスにおいて、 前記第１と第２のバス手段に接続されて、前記第１と第
   ２のバスマスタと前記スレーブの間でデータの転送を可
   能にするプロトコル変換手段を含むプロトコル手段と、 前記プロトコル手段と接続され、特定のスレーブが切断
   されたマスタと使用中であるかどうかを判定し、前記特
   定のスレーブと関わっている前記切断されたマスタを識
   別し、前記特定のスレーブが使用中であれば、前記ディ
   レクトリ手段が前記第１及び第２のいずれかのバスマス
   タが前記切断マスタであると識別する場合にのみ前記デ
   ィレクトリ手段は前記第１と第２のバスマスタのその１
   つが前記特定のスレーブにアクセスするのを許可するデ
   ィレクトリ手段と、 前記第１と第２のバス手段並びにプロトコル手段と接続
   され、前記第１と第２のバスマスタが前記切断されたマ
   スタのために使用中の前記特定スレーブにアクセスを試
   みる場合に再実行コマンドを発し、前記再実行コマンド
   は前記第１と第２のバスマスタにそれぞれ第１及び第２
   のバス手段を放棄し、後に前記特定スレーブへのアクセ
   スを試みるように指示する再実行手段と、 を有し、前記切断されたマスタのみが前記特定スレーブ
   にアクセスしてデータを検索するのを許可し、それによ
   り意図しないマスタへのデータの転送を防ぐことを特徴
   とするバス間インターフェイス。
2. 【請求項２】 多重プロセッサ・コンピュータシステム
   中で、少なくとも１つの第１のバスマスタが接続される
   第１のバス手段を、少なくとも１つの第２のバスマスタ
   及び少なくとも１つのスレーブが接続された第２のバス
   手段に接続するバス間インターフェイスにおいて、 前記第１と第２のバス手段に接続されて、前記第１と第
   ２のバスマスタと前記スレーブの間でデータの転送を可
   能にするプロトコル変換手段を含むプロトコル手段と、 前記第１及び第２バス手段と接続されて、特定のマスタ
   が特定のスレーブと交信し、前記特定スレーブに第１の
   再実行コマンドを発するように指令を発するときに話中
   フラッグを設定し、前記第１の再実行コマンドで前記特
   定マスタに前記第１及び第２バス手段を放棄し、後に前
   記スレーブへのアクセスを試みるさせるとともに、前記
   特定スレーブが使用中であれば、前記第１と第２のバス
   マスタの１つが前記特定のスレーブに対して、前記特定
   マスタであると識別する場合にのみ交信を許可する話中
   指示手段と、 前記第１及び第２バス手段と接続され、前記特定スレー
   ブと交信している前記特定マスタを識別し、更に前記特
   定マスタを識別するマスタ識別タッグを記憶するととも
   に、前記特定スレーブが使用中であれば、前記特定スレ
   ーブと交信している前記特定マスタに対応した前記マス
   タ識別タッグを記憶するマスタ識別手段と、 前記第１と第２のバス手段と接続され、前記第１と第２
   のバスマスタが特定マスタのために使用中の前記特定ス
   レーブにアクセスを試みる場合に第２の再実行コマンド
   を発し、その再実行コマンドは前記特定マスタを除く全
   ての前記第１及び第２のバスマスタに前記第１と第２の
   バス手段を放棄し、後に前記特定スレーブへのアクセス
   を試みるようにさせるとともに、前記特定マスタは前記
   特定スレーブへのアクセスの試みを続け、前記特定スレ
   ーブにより発せられた前記第１の再実行コマンドを受け
   ると前記特定スレーブが使用中でなくなるまで前記第１
   及び第２のバス手段を放棄する再実行手段と、 を有し、前記特定スレーブがもはや使用中でなくなると
   前記特定マスタが前記特定スレーブにアクセスしてデー
   タを検索するのを許可し、それにより意図しないマスタ
   へのデータの転送を防ぐことを特徴とするバス間インタ
   ーフェイス。
3. 【請求項３】 多重プロセッサ・コンピュータシステム
   中で、少なくとも１つの第１のバスマスタが接続される
   第１のバス手段を、少なくとも１つの第２のバスマスタ
   及び少なくとも１つのスレーブが接続された第２のバス
   手段に接続する接続方法において、 前記第１と第２のバスマスタと前記スレーブの間でデー
   タの転送を可能にするプロトコル変換手段を含むプロト
   コル手段を提供する過程と、 特定のスレーブが切断されたマスタと使用中であるかど
   うかを判定し、前記特定のスレーブと関わっている前記
   切断されたマスタを識別し、前記特定のスレーブが使用
   中であれば、前記ディレクトリ手段が前記第１及び第２
   のいずれかのバスマスタが前記切断マスタであると識別
   する場合にのみ前記ディレクトリ手段は前記第１と第２
   のバスマスタのその１つが前記特定のスレーブにアクセ
   スするのを許可するディレクトリ手段を提供する過程
   と、 前記第１と第２のバスマスタが前記切断されたマスタの
   ために使用中の前記特定スレーブにアクセスを試みる場
   合に再実行コマンドを発し、前記再実行コマンドは前記
   第１と第２のバスマスタにそれぞれ第１及び第２のバス
   手段を放棄し、後に前記特定スレーブへのアクセスを試
   みるように指示する再実行手段を供給する過程と、 を有し、前記切断されたマスタのみが前記特定スレーブ
   にアクセスしてデータを検索するのを許可し、それによ
   り意図しないマスタへのデータの転送を防ぐことを特徴
   とするバス間を接続する方法。