JPH06266681A

JPH06266681A - バス・オペレーションの不可分シーケンスを保存する方法，バス・インターフェイスおよびコンピュータ装置

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Publication number: JPH06266681A
Application number: JP4281111A
Authority: JP
Inventors: Charles E Narad; チャールズ・イー・ナラド; Neil Macavoy; ネイル・マカヴォイ
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: KR930006556A; JP3388549B2; EP0535822B1; US5572734A; EP0535822A1; KR100192529B1; DE69223304T2; DE69223304D1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】遠隔バスにおけるバス・オペレーションの不
可分シーケンスを保存する。【構成】遠隔バス上のスレーブをアクセスするマスタ
により発せられた命令と同時に、ロック仲裁信号が引き
続く各バス間インターフェイスへ送られる。アドレス信
号、制御信号、データ信号、ロック仲裁器信号が、スレ
ーブ・バスへ対するバス間インターフェイスを含む引き
続く介在バス間インターフェイスでバッファされる。ス
レーブ・バス間インターフェイスにより受けられたロッ
ク仲裁器信号はバス・スレーブ・バス間インターフェイ
ス内のロック仲裁器レジスタをセットする。ターゲット
・スレーブが一度アクセスされてロック仲裁器レジスタ
をセットすると、遠隔バスで動作している別のマスタが
その遠隔バスを用いること、または遠隔バス間インター
フェイスへ接続することが阻止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は全体として複数バス・複
数プロセッサ・コンピュータ装置に関するものである。
とくに、本発明は、ステップの不可分シーケンスが終わ
る前に介在バスが開放されても、アクセッシング・マス
タから離れているバスで動作している装置にステップの
不可分シーケンスを保存できるようなバス仲裁に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ装置は、一般にバスとして
知られている双方向データ経路をしばしば使用する。装
置が互いに通信することができるように、バスは種々の
内部周辺装置および外部周辺装置を相互に接続できるよ
うにする。より大型のコンピュータ装置またはより複雑
なコンピュータ装置においては、２つ以上のプロセッサ
を含む多数の装置を相互に接続するために多数のバスを
使用できる。バスへ接続される装置は、装置が別の装置
を制御するか、装置が別の装置により制御されるかに応
じて、一般に「マスタ」または「スレーブ」と呼ばれ
る。多数のバスを含むコンピュータ装置においては、ど
の装置がバスをアクセスおよび制御することを許されて
いるか、およびどの装置が別の装置より先の優先順位を
有するかを判定するための機構を設ける必要がある。マ
スタによるバス、従ってそのバスへ接続されているスレ
ーブ装置、のアクセスを制御する機構はバス仲裁として
一般に知られている。仲裁はハードウェアまたはソフト
ウェアにより行うことができ、多数のマスタが１つの資
源の使用を共用することを可能にする。バス仲裁はハー
ドウェア実現を用いる仲裁器により一般に行われ、バス
をアクセスするための要求をバスへ接続されている全て
のマスタ装置から受ける。仲裁器は、要求しているどの
マスタが、特定のバスを使用するために次のアクセス・
サイクルを利用するのを認めるためのアルゴリスムを利
用する。固定された優先権によるが総当たり戦による。

【０００３】時には、マスタが不可分の数のトランザク
ションに対するバスの所有権または制御を保持すること
により、他のマスタがバスをアクセスおよび使用するこ
とを阻止し、不可分のステップ列の終了を延期する必要
がある。不可分のステップ列またはトランザクション列
は「アトミック」シーケンスまたは「ロックされた」シ
ーケンスと一般に呼ばれる。アトミック・シーケンス
は、順次実行せねばならないステップまたはトランザク
ションを、バスをアクセスする他のマスタにより割り込
まれること無しに、実際に順次実行されるようにするた
めにしばしば用いられる。たとえば、ソフトウェア・セ
マフォにおいては、セマフォの所有権はマスタによりあ
るメモリ場所の内容を読み出し、それの値をテストし、
それから変更された内容をそのメモリ場所へ書き戻すこ
とにより、得られる。別のマスタが同じメモリ場所から
読み出すことを許され、最初にセマフォをアサートして
いるマスタにより得られたのと同じセマフォを得る試み
を行うとすると、セマフォの所有権を無効にできる。し
たがって、ステップのアトミック・シーケンスまたはロ
ックされたシーケンスは、ロックの所有権をアサートす
るマスタが、ロック機能を実行するレジスタをアクセス
および制御することを許し、その間に別のマスタがレジ
スタをアクセスすることを妨げる。

【０００４】要求があった時にバスを直ちにアクセスす
ることをマスタが許されないようにして仲裁器をロック
する、というメカニズムにより、アトミック・シーケン
スは実現される。仲裁は２つのやり方の１つでロックで
きる。第１のやり方は、バスに対するアクセスがアトミ
ック・シーケンスを含み、仲裁器がバスに他の任意のマ
スタを許さない、ことを仲裁器が認識する場合である。
仲裁をロックする第２のやり方は、仲裁器がバスにマス
タをアクセスすることを許すが、現在制御しているマス
タが、バスが使用中であることを示すある信号を保持
し、制御するマスタがその信号を発生するまで、アクセ
スする他のマスタがバスを実際に制御できないようなも
のである。第２のケースにおいては、新しいバス・アク
セス許可を受けるマスタは、現在のマスタにより制御さ
れるバス使用中信号が消滅させられるまで、待たねばな
らない。バス使用中信号が消滅させられた後は、アクセ
スしているマスタはバスの制御をアサートできる。第１
のケースまたは第２のケースのいずれにしても、現在制
御しているマスタがバスにおけるそれのトランザクショ
ンを終わり、その後でバスの制御を放棄し、バス使用中
信号が消失するまで待たねばならない。現在のマスタ・
トランザクションが長いとすると、アクセスしているマ
スタは待たねばならず、それによりコンピュータ装置の
全体の性能が低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】後で詳しく述べるよう
に、本発明は、アトミック・シーケンスを企てているマ
スタへ中間バスすなわち介在するバスをロックしたまま
にすることを求めることなしに、遠隔バスでそのアトミ
ック・シーケンスを処理して、装置の性能を向上できる
ように、ロッキングの仲裁を許す方法および回路を提供
するものである。更に、本発明は、アトミック・シーケ
ンスを危うくする危険なしに、遠隔バスでそれらのアト
ミック・シーケンスを処理できることを可能にするもの
である。遠隔バスに目標を定められたアトミック・シー
ケンスの安全を確保するために、異なるバスで動作する
マスタとスレーブの間のデータまたは信号の相関性が保
存される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】遠隔バスにおいて、アト
ミック・シーケンスを保存するために仲裁をロックする
ための方法および装置を開示する。多数のバス間インタ
ーフェイスが、プロトコルを翻訳し、ターゲット・バス
に達するまでアトミック・トランザクションを任意の数
の介在バスを経て送り、介在バスが解放される場合で
も、ターゲット・バスまたはターゲット装置に原子数
（ａｔｏｍｉｃｉｔｙ）を維持する。現在好適なよう
に、第１のバスにおけるマスタは、トランザクションが
アトミック・シーケンスの始めである信号と一緒にアク
セス命令を発する。それから第１のバス間インターフェ
イスが第２のバスにおいてトランザクションを開始し、
第２のバスの所有権および制御を得ると、トランザクシ
ョンを第２のバス間インターフェイスへ送る。第２のバ
ス間インターフェイスへ送られたアクセス命令は、トラ
ンザクションがアトミック・シーケンスの始めであると
いう信号も含む。また、仲裁を第３のターゲット・バス
にロックするために信号が第２のバス間インターフェイ
スへ送られる。第３のバスへのアクセスが長い待ち時間
のものであるとすると、第２のバス間インターフェイス
は「切り離し、後で再試行する」ために介在する第２の
バスへ命令する。それから「切り離し、後で再試行す
る」命令を第１のバスへ送って、マスタに第１のバスを
放棄させ、後で再試行させる。第３のターゲット・バス
に対するアクセスが短時間であるとすると、そのような
切り離しおよび再試行信号は第２のバスへは送られな
い。第３のターゲット・バスに対する要求を受けると、
第２のバス間インターフェイスは、ターゲット・バスで
動作しているターゲット装置に対するトランザクション
要求を出して、第３のターゲット・バスについての仲裁
のロックも行う。第２のバス間インターフェイスが切り
離しおよび再試行信号を出した場合には、第１のバスと
第２のバスは、それらのバスで動作しているマスタと一
緒に、それらのバス、またはそれらのバスで動作してい
るスレーブを用いることを要求できる。遠隔の第３バス
に目標とされたアトミック・シーケンスの開始により、
第２のバス間インターフェイス内の仲裁器を、アトミッ
ク・シーケンスをアサートしているアクセスするマスタ
が、ターゲット・バスで動作しているターゲット装置へ
再び接続され、アクセスするマスタのために意図された
データを検索するまで、ロックされたままにする。マス
タによる遠隔バス上のターゲット装置のアクセスがアト
ミック・シーケンスにおける最後のトランザクションで
あるとすると、アクセスするマスタは「ロック解除仲
裁」指令をトランザクションとともに出す。ターゲット
装置に対する最後のオペレーションが終わると、第２の
バス間インターフェイスが、第３のバスをロックしてい
る内部仲裁器を解放し、終了状態を第２のバスと第３の
バスを介して、アクセスするマスタへ送る。したがっ
て、介在するバスを開放でき、アトミック・シーケンス
の一部でないトランザクションをそこで実行できるとし
ても、遠隔バスと遠隔装置における原子数（ａｔｏｍｉ
ｃｉｔｙ）が維持される。

【０００７】

【実施例】アトミック・シーケンスを保存するために遠
隔バスにおける仲裁をロッキングするための方法と装置
を開示する。以下の説明においては、本発明を完全に理
解できるようにするために、特定の数、特定の時間、お
よび特定の信号等について述べる。しかし、それらの特
定の詳細なしに本発明を実施できることが当業者には明
らかであろう。他の場合には、本発明を不必要にあいま
いにしないようにするために、周知の回路および装置は
ブロック図の態様で示す。

【０００８】以下の説明においては、スレーブへの１つ
のバスで、または別のバスで動作するマスタによるアク
セスを制御するために用いられるバス間インターフェイ
スを参照する。バス間インターフェイスは一般に知られ
ている任意の構造のものにできるが、「多数プロセッサ
・コンピュータ装置においてデータの非干渉性を阻止す
るためのバス間インターフェイス（ＡＢｕｓ−ｔｏ−
ＢｕｓＩｎｔｅｒｆａｃｓｆｏｒＰｒｅｖｅｎｔ
ｉｎｇＤａｔａＩｎｃｏｈｅｒｅｎｃｅＩｎａ
ＭｕｌｔｉｐｌｅＰｒｏｃｅｓｓｏｒＣｏｍｐｕｔ
ｅｒＳｙｓｔｅｍ）」という名称の未決の米国特許出
願第号により教示されているバス間インタ
ーフェイスを、本発明の好適な実施例で使用することを
とくに意図するものである。上記バス間インターフェイ
スは内部バス・プロトコル変換ハードウェアで構成さ
れ、ハードウェア仲裁方法論を実現するものである。本
発明に使用することを意図するバス間インターフェイス
の代表的な例が、アメリカ合衆国カリフォルニア州
マウンテン・ビュー（ＭｏｕｎｔａｉｎＶｉｅｗ）所
在のサン・マイクロシステムズ社（ＳｕｎＭｉｃｒｏ
ｓｙｓｔｅｍ，Ｉｎｃ．）により製造されており、サン
・マイクロシステムズＭＢｕｓ，ＳＢｕｓおよび商業用
の標準ＶＭＥｂｕｓディスパッチ装置を相互に接続す
る。

【０００９】まず、本発明を実現するバス間インターフ
ェイスのブロック図が示されている図１を参照する。図
１において、第１のバスＭが多数のマスタと多数のスレ
ーブを相互に接続する。第２のバスＳがいくつかのスレ
ーブ装置を相互に接続する。第１のバス・インターフェ
イス１０がバスＭをバスＳへ接続して、バス・プロトコ
ルをバスＭからバスＳへおよびバスＳからバスＭへ翻訳
する。バス間インターフェイス１０は、前記未決の米国
特許出願に詳しく記載されているように、バスＭで動作
しているマスタがバスＳで動作しているスレーブを識別
できるようにするために、マスタ−スレーブ・ディレク
トリ・ハードウェアも含む。図１には、バスＶで動作し
ているいくつかのマスタおよびスレーブを相互に接続す
る第３のバスＶも示されている。バスＳはバスＶへ第２
のバス間インターフェイス２０により接続される。バス
間インターフェイス２０は、バスＳとバスＶの間の通信
のためのバス・プロトコル変換ハードウェアと、バスＳ
アクセス認識ハードウェアも含む。バス仲裁は周知であ
るから、バス仲裁についての詳細についての説明は省略
する。バス仲裁についての詳細については、ブリッグス
（Ｆ．Ｂｒｉｇｇｓ）およびフヮン（Ｋ．Ｈｗａｎｇ）
著「コンピュータ・アーキテクチャおよび並列処理（Ｃ
ｏｍｐｕｔｅｒＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄ
ＰａｒａｌｌｅｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」（１９８
４）を参照されたい。

【００１０】バス間インターフェイス１０，２０は、前
記未決の米国特許出願に記載されている「放棄および再
試行」機能も含む。簡単にいえば、「放棄および再試
行」機能は、再実行および再実行−肯定応答としても知
られているものであって、ターゲット装置が現時占有さ
れていて、バスを放棄し、後でアクセスを再試行するた
めに現在アクセスできない時に、バス間インターフェイ
ス１０と２０にマスタとバスをアクセスすることを指令
させる。再実行および再実行−肯定応答は、長い待ち時
間のタスクの終了中装置全体の性能が低下しないよう
に、アクセスするマスタが介在するバスを自由にさせ
る。マスタによりスレーブをアクセスし、それに続い
て、スレーブの終了中マスタを切り離し、それからマス
タによりスレーブへ再接続して、スレーブからデータを
検索する技術が「スプリット・サイクル」としばしば呼
ばれる。

【００１１】図１における各バスへは、別のバスからの
スレーブとしてアクセスされた時に、バスで動作してい
る各スレーブと同様に、独特のアドレスまたはアドレス
範囲が割当てられる。アドレス・スペースによる装置の
識別は周知であるから、ここでは説明しない。バスで動
作しているマスタが、そのバスまたは別の遠隔バスで動
作しているスレーブをアクセスすることを試みると、マ
スタはターゲット装置またはバスのアドレスを含むアク
セス指令を発する。また、アクセスするマスタは「ロッ
ク仲裁」信号を発生できる。この信号は、アドレス・フ
ェーズ中に、ターゲット装置が接続されているバスへ送
られて、以後の命令がアトミック・オペレーション・シ
ーケンスまたはロックされたオペレーション・シーケン
スの始めであることを示す。好適な実施例においては、
ロック仲裁信号は、第１のバス間インターフェイス１０
と第２のバス間インターフェイスの間を専用線１２を介
して送られる。しかし、ロック仲裁信号は、システム・
バス内の共用されている任意のデータ経路信号を介して
等しく送ることができる。もっとも、用いられる特定の
バス・プロトコルが信号をサポートするという条件の下
においてである。ロック仲裁信号はバス間インターフェ
イス２０にそれの仲裁器をロックすることを指令し、ま
たは仲裁器を含んでいなければ、バスＶの所有権がひと
たび得られると、アサートされたバス使用中（「ＢＢＳ
Ｙ」）信号を保持することを指示する。バス間インター
フェイス２０をアクセスする時は、バス間インターフェ
イス１０により発せられたアドレス・サイクルにロック
仲裁がアサートされる。更に、好適な実施例において
は、バスＭへ出されたロック仲裁は、最後のトランザク
ション以外のトランザクションごとではなく、アトミッ
ク・シーケンスのトランザクションごとにアサートされ
る。通常は、アトミック・シーケンスの最後の命令で
「ロック仲裁」信号を送らないことにより、アトミック
・シーケンスの終わりをマスタは信号する。しかし、サ
ン・マイクロシステムズ（ＳｕｎＭｉｃｒｏｓｙｓｔ
ｅｍｓ）ＭＢｕｓを参照すると、ロック仲裁信号が、最
後のトランザクションを含めた全てのトランザクション
に対してアサートされる。好適な実施例はアトミック・
シーケンスを書き込みが続く読み出しへ制約する。した
がって、ロック仲裁指令を有する読み出しオペレーショ
ンが仲裁器をロックさせる。同様に、ロック仲裁による
書き込みオペレーションは、書き込みオペレーションが
終わった後で、最後のターゲット・バス（この場合には
バスＶ）上の仲裁を解除するための指令として認識され
る。それからバス間インターフェイス１０はバスＭの仲
裁器のロックを解除し、バスＭを他のマスタで使用でき
るようにする。また、全てのトランザクション要求は、
アドレスと、トランザクション型と、トランザクション
・サイズと、データ（書き込みオペレーションのために
求められるならば）とのための信号を含む。

【００１２】次に、バス間インターフェイス２０のブロ
ック図が示されている図２を参照する。図２において、
バス間インターフェイス２０は、バスＳとバスＶのため
の仲裁モジュールと戻りモジュールを含むことが示され
ている。バス間インターフェイス２０はバスＳに対する
戻りを発生できるが、この実施例においては、バスＶは
戻り機構自体を有しない。バスＳのプロトコル・モジュ
ールとバスＶのプロトコル・モジュール、およびプロト
コル変換モジュールはバス間インターフェイス２０にも
含まれる。書き込みバッファ２５は、マスタがバス間イ
ンターフェイス２０をアクセスしている間に、そのマス
タにより発生されたデータと状態信号を受け、それらを
記憶する。マスタがそのアクセス・サイクルとデータを
出すと、切り離すことを指令される。そうすると書き込
みバッファ２５は、トランザクションを終了するために
必要な全ての信号と全ての条件を保持する。ロック仲裁
器レジスタ３０は、バス間インターフェイス１０から専
用ワイヤ１２を介して送られたロック仲裁信号を受け
る。バス間インターフェイス１０とは異なり、バス間イ
ンターフェイス２０は、バスＶでマスタを動作させるた
めのマスタ識別情報と、バスＭまたはバスＳでマスタを
アクセスするための「スレーブ使用中」信号とを供給す
るマスタ−スレーブ・ディレクトリを有しない。その代
わりに、バス間インターフェイス１０はバス間インター
フェイス２０に代わって機能を行う。すなわち、ほとん
どの目的に対して、バス間インターフェイス２０は、バ
ス間インターフェイス１０にとっては全て別のＳスレー
ブであるように見える。バス間インターフェイス２０
は、各バスに関連する双方向アドレス線と、データ入力
線と、データ出力線も有する。バスＳのマスタはバスＶ
をアクセスできないから、ディレクトリは不必要であ
る。

【００１３】次に、図１と図２を参照して遠隔バス・ロ
ッキング機構の動作を説明する。バスＭで動作している
マスタが、バスＶで動作しているターゲット・スレーブ
へ命令を発することを求めると、マスタは、ターゲット
・スレーブと、転送されるデータのサイズと、書き込み
動作であればデータと、および続行するトランザクショ
ンがアトミック・シーケンスであるかどうかを識別する
アドレスとともに、それのアクセス指令を発する。続行
するトランザクションがアトミック・シーケンスである
とすると、ロック仲裁信号がアサートされる。バスＭは
マスタのアクセス・サイクルを受け、バスＭをマスタに
対して許可する。バス間インターフェイス１０は、それ
へ接続されているバスで動作している有効な装置へ割り
当てられたものとしてアサートされたターゲット・アド
レスを認識する。それから、バス間インターフェイス１
０はバスＳの制御のために仲裁する。インターフェイス
１０は上記指令と、データと、状態信号とを全て捕らえ
る。バスＳ仲裁器がバス間インターフェイス１０に対す
るバスＳの制御を許可したとすると、インターフェイス
１０は、第２のバス間インターフェイス２０に保持され
ているアドレスとトランザクションを発する。バス間イ
ンターフェイス２０はバスＶへアクセスを送り、それら
がアクセスされているかどうかをそのバスにおけるスレ
ーブが判定することを許す。バス間インターフェイス２
０はトランザクション・アドレス、型、データおよび状
態信号を書き込みバッファ２５に格納する。また、バス
間インターフェイス１０は、バス間インターフェイス２
０に含まれているロック仲裁レジスタ３０へロック仲裁
信号を、それの専用線１２を介して送り、後続のトラン
ザクション・シーケンスがアトミック・シーケンスであ
ることを指示する。ロック仲裁レジスタがロックされる
と、バスＶの制御がバス間インターフェイス２０によっ
てのみ維持されるように、バスＶの仲裁がロックされ
る。すなわち、ロック仲裁レジスタ３０がセットされて
いる限りは、他の装置はバスＶにおけるマスタとして動
作できない。したがって、たとえば、バスＶのマスタＭ
３４０はどのようなバスＶスレーブのアクセスからの
排除され、バスＶスレーブで動作している装置のためで
あることを意図された不可分のトランザクション・ステ
ップは不可分のまま維持されることを確実にされる。特
定のトランザクション・シーケンスがある所定の時間を
超過したとすると、バス間インターフェイス２０は、バ
スＳを放棄して、後でアクセスを再試行することをアク
セスしているマスタへ指令する。この説明におけるよう
に、アクセスしているマスタがバス間インターフェイス
であるとすると、戻り指令はバス間インターフェイス１
０にバスＳの制御を放棄させ、再実行信号をバスＭを介
してアクセスしているマスタへ出させる。他の関連する
トランザクション・データとともにロック仲裁信号をマ
スタが発生できるものとすると、バスＳおよびバスＭの
場合におけるよう介在するバスが他のマスタが代わりに
用いるために解放されたとしても、アトミック・シーケ
ンスは遠隔バスで許される。バスＳおよびバスＭのよう
な介在バスを自由にすることにより、スレーブ・アクセ
スのための待ち時間を命令サイクルの何十倍、何百倍ま
たはおそらく何千倍にも延長できるコンピュータ装置の
全体の性能を著しく向上できる。

【００１４】ここで、遠隔バスにおける仲裁のロックを
示す流れ図が示されている図３を参照する。図３〜図５
において、アクセスしているマスタＭ１から発せられた
命令の制御が、バスＶスレーブ装置に達するまで、バス
間インターフェイス１０と２０へ順次送られることがわ
かる。

【００１５】前記未決の米国特許出願「多数プロセッサ
・コンピュータ装置におけるデータの非干渉性を阻止す
るためのバス間インターフェイス」に関連して述べたよ
うに、再実行指令および再試行サイクルはこの分野にお
いて周知であるから、詳しい説明は不要である。しか
し、マスタとして動作しているバス間インターフェイス
１０または２０を含むマスタが、アクセスしたスレーブ
からひとたび切り離されると、そのスレーブへ再び接続
して、データまたは信号をそのスレーブから検索するた
めに、マスタは再試行サイクルにおいて自身で再アサー
トせねばならない。再実行指令に関連してスレーブまた
はバスから切り離されるどのようなマスタも、後で、そ
れの特定の再実行および再実行肯定応答命令に従って、
そのスレーブのアクセスおよびそのスレーブへの接続を
再び試みる。要するに、バス間インターフェイス２０は
バス自体が回路スイッチ・バスとして動作するように構
成されているとしても、トランザクションが開始されて
からある時間後にトランザクション肯定応答が戻され
る、というパケット・スイッチ・バスのようにして動作
する。通常は、トランザクションが終了して、アクセス
している装置がトランザクション肯定応答信号を受ける
まで、回路スイッチ・バスはバス上に留まる。本発明に
関しての説明のために、バス間インターフェイス１０と
２０を、インターフェイス１０と２０を含むアクセスす
るマスタが、早く始まって、その間にマスタが再実行す
ることを指定されたトランザクションを終わらせるため
に、再試行サイクルを実行することにより再接続を開始
せねばならない、という仮定の下に、パケット・スイッ
チ・バスとして動作すると考えることができる。

【００１６】本発明をより良く理解するために、下記の
例はマスタと、バス・インターフェイスと、遠隔スレー
ブとの間の、アトミック・シーケンス中における指令と
データの転送について述べるものである。図８〜１７に
関しては、マスタＭ１が遠隔バスＶにおいけるスレーブ
Ｖ１のためのアクセス要求を発する、と仮定する。説明
のために、書き込みが続く読み出しのアトミック・シー
ケンスについて説明する。マスタＭ１はバスＭの使用の
ための要求を発する。バスを使用できるとバスＭの仲裁
器が判定すると、それはマスタＭ１に対して許可を出
す。図８に示すように、それからマスタＭ１は、バスＶ
で動作しているスレーブＶ１に目標を定められた読み出
し指令を発し、それとともにそのアクセスがロックされ
たシーケンスの一部であることをバスＭへ指示する。バ
スＭへアクセスが発せられると、バス間インターフェイ
ス１０は、そのアクセスがバスＳ上の装置へ向けられた
ことを認め、バスＳ仲裁器からバスＳに対してアクセス
することを要求する。バスＳを使用できないとすると、
バス間インターフェイス１０は戻り指令をマスタＭ１へ
発する。しかし、バスＳを使用できるならば、バス間イ
ンターフェイス１０はマスタとしてバスＳの制御を許可
され、したがってバス間インターフェイス２０をアクセ
スする（図９）。バスＳを制御するバス間インターフェ
イスはバス間インターフェイス２０に対するアクセスを
実行して、読み出し命令を、アドレスおよびデータのサ
イズとともに指示する。同時に、バス間インターフェイ
ス１０から専用線１２を介して送られたロック仲裁信号
は、バス間インターフェイス１０内のロック仲裁レジス
タをセットさせる（図１０）。ロック仲裁レジスタ３０
がセットされ、バス間インターフェイス２０がバスＶの
制御を得ると、バスＶにおける他のマスタ装置はバスＶ
をアクセスできないから、そのロックが解除されるまで
は、バスＶで動作している装置をアクセスできない。読
み出しアクセスの認識に続いて、バス間インターフェイ
ス２０はバスＶ上の意図したスレーブに対するアクセス
を発する。バス間インターフェイス２０はスレーブＶ１
へ接続され（図１１）、読み出し指令がスレーブＶ１へ
発せられる。アクセスが、許されている最長許容時間を
超過したとすると、バス間インターフェイス２０は再実
行することをバス間インターフェイス２０へ指令する。
そうすると、バス間インターフェイス２０はスレーブＶ
１に対するアクセスを自動的に継続する。バス間インタ
ーフェイス２０のロック仲裁レジスタ３０はセットされ
ているから、バスＶにおける装置をアクセスすることを
企てる他の装置は排除される。バス間インターフェイス
２０は、問題のトランザクション、この場合は読み出
し、を終了することを求められている限りは、バスＶ、
したがってスレーブＶ１へ接続されたままである。読み
出しが終わると、読み出し動作中に検索されたデータを
受けるために、マスタＭ１がスレーブＶ１へ再び接続さ
れるまで、スレーブＶ１は待つ。

【００１７】スレーブによる読み出しが終了と、読み出
されたデータの検索を求めているマスタＭ１の再接続と
の間に、他の装置は自由にされたバスＭとバスＳを使用
できる。たとえば、マスタＭ２はバスＳ上のスレーブを
制御できる（図１２）。アクセスするマスタは、スレー
ブＶ１を最初にアクセスするマスタＭ１に関連して前記
したステップの全てを介して、接続を再び行わねばなら
ない。戻りに続いてマスタＭ１が切り離され、スレーブ
Ｖがアクセスを行っている間は、バス間インターフェイ
ス１０は、バスＭ上の他のマスタがバスＶをアクセスす
ることを阻止する。とくに、バスＶ仲裁におけるロック
はバスＶ上の他のマスタがバスＶを用いることを阻止す
る。

【００１８】ここで、書き込みが続くアトミック読み出
しの例の第２の半分についての説明を続けると、マスタ
Ｍ１は今は書き込み命令を、スレーブＶ１のために意図
したデータとともに発する。上記のように、最初の動作
を終了するために、マスタＭ１はバスＭ１の制御を既に
行っている（図１０）。それからマスタＭ１はロックさ
れている順序で次のオペレーションをバスＭへ送り、そ
れからバス間インターフェイス１０へ、次にバスＳへ、
更にバス間インターフェイス２０へ送る（図１４）。各
送りは、書き込み命令とデータのサイズおよびデータ自
体をプラスしたものを送るたびに行われる。ロック仲裁
信号は書き込み指令とともに送られる。もっとも、書き
込みはアトミック・シーケンスの最後のオペレーション
である。上の説明から、バス間インターフェイス２０は
このアトミック・シーケンス全体にわたってバスＶの制
御を保持していることを思い起こされたい。バスＶ仲裁
器はロックされたままで、他のマスタがバスＶをアクセ
スすることを阻止する。バスＶ仲裁器をロックしても、
バスＭまたはバスＳにおけるターゲット装置の変更は阻
止しない。バス間インターフェイス２０へ再び接続され
ているマスタＭ１は、意図するデータをインターフェイ
ス２０の書き込みバッファ２５へ順次書き込む。

【００１９】スレーブＶ１へ書き込むべきデータをアド
レスおよびサイズ情報とともに記憶しているバス間イン
ターフェイス２０は、書き込みバッファ２５からのデー
タをスレーブ装置Ｖ１へ書き込む。書き込み指令が実行
された後で、書き込み指令はアトミック・シーケンスの
最後のオペレーションであったから、バス間インターフ
ェイス２０はロック仲裁レジスタ３０のロックを解除
し、その後でスレーブＶ１と一緒にバスＶを解放する
（図１５）。書き込みは最後のアトミック・アクセス・
トランザクションであって、ロック仲裁信号が伴うが、
バス仲裁器は書き込みを最後のステップとして認識し、
したがって書き込みに続いてバスＶ仲裁器のロックを解
除することを思い出されたい。バスＶを解除したら、バ
ス間インターフェイス２０はＢＢＳＹ信号のアサートを
解除することにより、別のマスタがバスＶの制御を行う
ことをバスＶ仲裁器を介して許す。仲裁器に組合わされ
る状態マシンがあるから、バス間インターフェイス１０
によりバス間インターフェイス２０へ送られたロック仲
裁信号は、アクセスするマスタに対するバスＶの仲裁判
定許可制御に含まれることに注目すべきである。セット
された状態マシンは、バスの解放のために必要な諸条件
が満たされるまで、セット状態を維持する。バスＶを解
放するための条件の１つは、Ｓ−Ｖバス間インターフェ
イス２０が遠隔のマスタからのバス要求に従ってインタ
ーフェイス２０がバスＶをロックする、という条件をサ
ンプルしなかったことである。Ｓ−Ｖバス間インターフ
ェイス２０が、遠隔マスタにより発せられたロック仲裁
要求をサンプルしなかったとすると、バスＶ仲裁器はバ
スを他の装置へ割り当てず、状態マシンはロック仲裁が
セットされるという条件を保持する。したがって、バス
Ｖへ接続されている装置に対して係属中のデータ要求が
存在しないとしても、ロック仲裁信号を仲裁器が保持し
ている結果として、バスＶはバス間インターフェイス２
０へロックされたままである。最後に、Ｍ−Ｓバス間イ
ンターフェイス１０によりＳ−Ｖバス間インターフェイ
ス２０は解放され（図１６）、それに続いてマスタＭ１
がバス間インターフェイス１０を解放する（図１７）。

【００２０】以上、アトミック・シーケンスを保存する
ために遠隔バスの仲裁をロックするための方法および装
置について説明した。アトミック・シーケンスの終了す
ると、本発明を用いる多数バス・コンピュータ装置内の
介在バスを、ロックされている遠隔バスの原子数（ａｔ
ｏｍｉｃｉｔｙ）に影響を及ぼすことなしに、解放でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は遠隔バスにおいてロッキング仲裁を実現
する多数のバス間インターフェイスのブロック図であ
る。

【図２】バス間インターフェイスの内部の面をブロック
態様で示す。

【図３】本発明の遠隔バス・ロッキング仲裁法の流れ図
を示す。

【図４】本発明の遠隔バス・ロッキング仲裁法の流れ図
を示す。

【図５】本発明の遠隔バス・ロッキング仲裁法の流れ図
を示す。

【図６】本発明の遠隔バス・ロッキング仲裁法の流れ図
を示す。

【図７】本発明の遠隔バス・ロッキング仲裁法の流れ図
を示す。

【図８】介在するバスが自由にされているアトミック・
アクセス・オペレーションの例を示す。

【図９】介在するバスが自由にされているアトミック・
アクセス・オペレーションの例を示す。

【図１０】介在するバスが自由にされているアトミック
・アクセス・オペレーションの例を示す。

【図１１】介在するバスが自由にされているアトミック
・アクセス・オペレーションの例を示す。

【図１２】介在するバスが自由にされているアトミック
・アクセス・オペレーションの例を示す。

【図１３】介在するバスが自由にされているアトミック
・アクセス・オペレーションの例を示す。

【図１４】介在するバスが自由にされているアトミック
・アクセス・オペレーションの例を示す。

【図１５】介在するバスが自由にされているアトミック
・アクセス・オペレーションの例を示す。

【図１６】介在するバスが自由にされているアトミック
・アクセス・オペレーションの例を示す。

【図１７】介在するバスが自由にされているアトミック
・アクセス・オペレーションの例を示す。

【符号の説明】

１０，２０バス間インターフェイス２５書込みバッファ３０ロック仲裁レジスタ４０マスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ネイル・マカヴォイアメリカ合衆国 94062 カリフォルニア州・レッドウッドシティ・キャニオンロード・644

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オペレーション指令を含むスレーブ・ア
クセス信号をターゲット・スレーブへ向けてアクセッシ
ング・マスタにより発生する過程と、前記アクセッシング・マスタを多数のバスへ相互に結合
する過程と、前記スレーブ・アクセス信号を複数のバス間インターフ
ェイスで受け、記憶する過程と、遠隔のバス間インターフェイスを遠隔バスを介してター
ゲット・スレーブへ結合する過程と、前記ターゲット・スレーブをアクセスするために前記ア
クセス・マスタによってのみ使用するために前記遠隔バ
スを保持する過程と、前記バスと、前記遠隔バス間インターフェイスへ前記ア
クセッシング・マスタを接続するバス間インターフェイ
スとを放棄する過程と、を備える、複数プロセッサ・コ
ンピュータ装置内の遠隔バスにおけるバス・オペレーシ
ョンの不可分シーケンスを保存する方法。
【請求項２】バス・オペレーションの不可分シーケン
スの第１のオペレーションを含むスレーブ・アクセス信
号を発生するアクセッシング・マスタと、前記アクセッシング・マスタへ相互に結合される多数の
バスと、それら多数のバスを相互に結合する遠隔のバス間インタ
ーフェイスを含み、前記スレーブ・アクセス信号を受け
て、記憶する複数のバス間インターフェイスと、遠隔バスを介して前記遠隔バス間インターフェイスへ結
合されるターゲット・スレーブと、を備え、このターゲ
ット・スレーブがバス・オペレーションの前記不可分シ
ーケンスの前記第１のオペレーションを受けた際に、前
記遠隔バス間インターフェイスは放棄および再試行信号
を発生して、前記アクセッシング・マスタと、前記バス
と、前記バス間インターフェイスとを前記遠隔バス間イ
ンターフェイスから順次切り離す、複数プロセッサ・コ
ンピュータ装置内の遠隔バスにおけるバス・オペレーシ
ョンの不可分シーケンスを保存するバス・インターフェ
イス。
【請求項３】複数のバス間インターフェイスを介して
スレーブ・バスへ相互に接続されるマスタ・バスと、こ
のマスタ・バスへ結合されているアクセッシング・マス
タにより発生されたバス・オペレーションの不可分シー
ケンスを遠隔バスに保存するためのバス間インターフェ
イス装置とを備え、前記バス・オペレーションの不可分
シーケンスは前記スレーブ・バスへ結合されているター
ゲット・スレーブにより実行するコンピュータ装置にお
いて、オペレーション指令、および前記アクセッシング・マス
タにより発生されたロック仲裁信号を含むスレーブ・ア
クセス信号を受け、その信号を記憶するために前記マス
タ・バスへ結合される第１のバス間インターフェイス
と、前記スレーブ・バスと少なくとも１つの介在バスを介し
て前記ターゲット・スレーブへ結合されるロック仲裁器
レジスタを含み、前記ロック仲裁信号を含むスレーブ・
アクセス信号を受け、その信号を記憶する第２のバス間
インターフェイスと、を備え、前記ターゲット・スレー
ブがバス・オペレーションの前記不可分シーケンスの前
記第１のオペレーションを受けた時に、前記第２のバス
間インターフェイスは放棄および再試行信号を発生し
て、前記アクセッシング・マスタと、前記バスと、前記
マスタ・バス間インターフェイスとを前記第２のバス間
インターフェイスから順次切り離すコンピュータ装置。