JPH0628052B2 - 共有メモリ制御方式 - Google Patents

共有メモリ制御方式

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JPH0628052B2
JPH0628052B2 JP62131498A JP13149887A JPH0628052B2 JP H0628052 B2 JPH0628052 B2 JP H0628052B2 JP 62131498 A JP62131498 A JP 62131498A JP 13149887 A JP13149887 A JP 13149887A JP H0628052 B2 JPH0628052 B2 JP H0628052B2
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cpu
access
data
shared memory
latch buffer
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JP62131498A
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利彦 大塚
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数のプロセッサ(以下CPUという)からマ
ルチシステムバスを介してアクセス可能な共有メモリの
制御方式に関するものである。
〔従来の技術〕
第1図に従来方式のマルチCPUシステムの共有メモリ
制御方式のブロック図を示す。この図ではCPUを3台
接続した例を示す。
第1図において、1,2,3はnビットCPU,4はm
ビットシステムバス,5はアクセス裁定回路,6は共有
メモリ,7はデータバス,8はアドレスバス,9、1
0,11はアクセス要求,12はアクセス信号,13,
14,15はウエイト要求である。
以上の様な構成において、CPU1,2,3が共有メモ
リ6へアクセスする場合は、アクセス要求9、10,1
1をアクセス裁定回路5へ送出する。アクセス裁定回路
5はアクセス要求9,10,11が競合しない時にはア
クセス要求9,10,11のいずれかから要求を受付け
たCPU1,2,3のいずれかがシステムバス4の専有
権を獲得する。システムバス4の専有権を獲得したCP
U1,2,3のいずれかは、共有メモリ6に対してデー
タ転送命令を実行すると、その期間中にアクセス信号1
2を出力してデータのアクセスを行った後にアクセス要
求を解除する。
しかし、CPU1,2,3からのアクセス要求9,1
0,11が競合した時にはあらかじめ定める優先順位に
従ってCPU1,2,3のいずれかに専有権を与える。
専有権を得たいずれかのCPU1,2,3は、アクセス
要求が競合しない時と同様の動作を行なうが、専有権を
獲得できなかったいずれかのCPU1,2,3はウエイ
ト要求13,14、15によってウエイト状態となり専
有権を獲得できるまでデータ転送のプロブラムの実行は
中断されてしまう。
以上の様な従来の構成では次のような欠点があった。
第2図は第1図の方式でアクセス要求9,10,11が
競合した場合のCPU1,2,3の動作タイミングを示
すもので、アクセス権の優先順位はCPU1,CPU
2,CPU3の順位と仮定する。
は各CPUのデータ転送命令周期,TW2はCPU2
のウエイト時間,TW3はCPU3のウエイト時間であ
る。なおRD/WR1,RD/WR2,RD/WR2
は、CPU1,CPU2,CPU3の各読み出しおよび
書き込み信号の発生タイミングを示すものである。
この図では、優先度の高いCPU1がアクセス要求権を
獲得してデータ転送を実行できるが、CPU2,CPU
3はCPU1の転送が完了するまでの期間中、すなわち
W2,TW3の期間中データ転送の実行が中断されてしま
い、CPUのソフト処理時間が増大する欠点があった。
またCPUの機能としてウエイト機能を内蔵していない
汎用のCPUを使用したマルチCPUシステムを構成で
きない欠点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
そこでこの発明は、CPUのデータ転送命令周期の期間
に複数のCPUがウエイトなしで共有メモリへのアクセ
スを行うことができる共有メモリ制御方式を提供するこ
とを課題とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は上記の課題を解決するためになされたもの
で、複数のプロセッサ(CPU)からアクセス可能な共
有メモリを有するマルチCPUシステム構成において、
各CPUとシステムバスとのインタフェース部にメモリ
アドレスを一時記憶するアドレスラッチバッファと、入
出力データを一時記憶する双方向データラッチバッファ
と、CPUからのアクセス要求を入力して該当するアド
レスとデータを送出するアドレスラッチバッファと双方
向データラッチバッファをシステムバスを経由して共有
メモリと電気的接続の制御をするアクセス裁定回路とを
設けると共に、このアクセス裁定回路にタイミング信号
を供給してCPUのデータ転送命令の実行処理時間内で
全アクセス要求に対して前記データラッチバッファと共
有メモリ間のアクセス完了することができるように1回
のアクセス期間が規定されたタイミング信号をCPUか
らの書き込みまたは読み出し信号の後縁からアクセス期
間の終了までの間で出力するタイミング発生回路とを設
け、かつCPUがデータの読み出しを行う場合、CPU
は2回連続して読み出しの転送命令を実行する処理を行
うことを特徴とするものである。
即ち、この発明ではCPU1,2,3とシステムバスと
のインタフェース部にアドレスラッチバッファと双方向
データラッチバッファを付加して共有メモリのアドレス
の指定とデータの入出力は、このアドレスラッチバッフ
ァと双方向ラッチバッファを経由して行なうようにし、
且つアクセス裁定回路はあらかじめ決められたシステム
バス専有権の優先順位に従ってアクセス要求のあったC
PUに対して順番に1回のデータ転送をタイミング発生
回路から供給されるタイミング信号によって規定時間内
で完了して該当するアクセス要求を解除するようにする
と共に、アクセス裁定回路にタイミング発生回路を付加
してCPUのデータ転送命令周期(T)に全CPU
(N台)のデータ転送時間を規定してアクセス要求の競
合によるCPUのソフト処理時間が増大する欠点を除去
し、かつウエイト機能を内蔵していないCPUを使用し
たマルチCPUシステムの構成ができない欠点を除去し
たものである。
そして更に、一般的にCPUのデータ転送命令周期(T
)に対して読み出しおよび書き込み信号幅(T)は
小さいため、その信号の有効期間中にアクセスする回数
(N回)に制限がでやすい欠点を除去したものである。
〔実施例〕
以下この発明の実施例を図面に基づき説明する。
第3図はこの発明の一実施例を示すブロック図で、第1
図と同一符号は同一機能を示し、5′はアクセス裁定回
路、16はタイミング発生器、17はアドレスラッチバ
ッファ、18は双方向データラッチバッファである。
以上の様な構成において、共有メモリへデータを書き込
む時には、書込み先のメモリアドレスをアドレスラッチ
バッファ17へ、またデータは双方向データラッチバッ
ファ18へ書込むと同時にアクセス要求9,10,11
を出力する。
CPU1,2,3は、アクセス要求を出力した後は、ア
クセス権の権利は与えられず、すべてアクセス裁定回路
5′でアクセス権の制御を行なって、優先順位に従って
該当するクラッチバッファ17,18に対してシステム
バス4を経由してメモリ6と電気的に接続した後、タイ
ミング発生回路から一定時間に1回のデータ転送を制御
するタイミング信号19を出力して該当するメモリ番地
に双方向データラッチバッファ18のデータを書込むた
めのアクセス信号12を出力すると同時に該当するアク
セス要求を解除する。
また、共有メモリ6から読み出す時には、読み出し先の
メモリアドレスをアドレスラッチバッファ17へ書込む
と同時に、アクセス要求9,10,11を出力する。ア
クセス裁定回路5′はアクセス要求を受付けると上記書
込み時と同様に、該当するラッチバッファ17,18を
システムバス4を経由して共有メモリ6と電気的に接続
させた後、タイミング発生回路により該当するメモリ番
地のデータを双方向データラッチバッファ18へ書込む
と同時に該当するアクセス要求を解除する。CPUはメ
モリアドレスに対して次の読み出し命令を実行すること
で前回読み出したデータを双方向データラッチバッファ
18から読み出すと同時に、アクセス要求を出力するこ
とができる。
双方向データラッチバッファ18と共有メモリ6間のデ
ータの転送は、タイミング発生回路16によってCPU
のデータ転送命令周期(T)の期間中に、N回のデー
タ転送が一定周期で行なうことができるように、タイミ
ング発生回路16の発振器の周波数をあらかじめ設定す
ることによってN台のCPUで構成されたマルチCPU
システムでの全アクセス要求の競合が発生しているか否
かにかかわらず、各CPUのデータ転送命令に同期して
共有メモリ6へのアクセス制御が行われている。
第4図に第3図の方式でアクセス要求が競合した場合の
アクセス制御の動作タイミングを示す。
ここでのシステムバス4の専有権の優先度はCPU1,
CPU2,CPU3の順位と仮定する。TはCPUの
データ転送時間、Tはメモリ6へのアクセス時間であ
る。この図はT<T/N<T/3に設定した一例
である また、a1〜a3,b1〜b3,c1〜c3はCPU1
〜CPU3が読み出し、または書き込み動作時のデータ
バス7のデータの値を示す。18−WR1または18−
RD1はCPU1の書き込みまたは読み出し動作時の双
方向データラッチバッファ18のデータの変化を示す。
また、アクセス信号12として共有メモリ6へのデータ
の書き込み信号12−WRまたは読み出し信号12−R
Dがあり、12−WR、12−RDはそのタイミングを
示す。
ここではCPUが書き込みだけまたは読み出しだけを連
続して実行した場合の様子を示すもので12−WRまた
は12−RDが同時に発生する事はない。
そして、CPU1の動作時には12−WR及び12−R
Dは#1、#4、#7、#10のタイミング信号が、ま
たCPU2の動作時には12−WR及び12−RDは#
2、#5、#8のタイミング信号が、またCPU3の動
作時には12−WR及び12−RDは#3、#6、#9
のタイミング信号が発生する。
タイミング信号19はCPUのRD/WRの後縁から要
求信号の後縁までの間T1で発生する。
次にCPU1,2,3のうちCPU1について動作の説
明をする。
まずデータ転送命令を実行すると同時にアクセス要求
9を出力する。
この時に、アドレスラッチバッファ17には読み出し、
または書き込み命令時、データb1またはデータa1の
内容を示すメモリアドレスが書き込まれている。
また、双方向データラッチバッファ18には読み出し、
または書き込み命令時、前回要求したデータa1または
今回要求したデータa1が読み出し、または書き込み信
号RD/WR1の発生期間中に読み出し、または書き込
みされる。
アクセス裁定回路5′は優先度の高いCPUからの要求
に対して双方向データラッチバッファ18をシステムバ
ス4を経由して共有メモリ6と電気的に接続してデータ
のアクセスをTの期間で完了してアクセス要求9を解
除する。
この時タイミング発生回路16はアクセス裁定回路5′
からのアクセス要求によって起動し、T期間中にタイ
ミング信号19を発生して、自動的に停止すると同時に
アクセス要求をリセットする。そしてこのタイミング信
号19はアクセス裁定回路5′に入力され、CPUから
のデータの書き込みまたは読み出し命令に対応した共有
メモリ6への書き込み信号12−WRまたは読み出し信
号12−RDに変換される。
読み出し命令の時には、この要求解除と同時に双方向デ
ータラッチバッファ18にメモリのデータb1が書き込
まれ、次のデータ転送命令を実行すると読み出し信号
RD/WR1の期間中にデータを読み出すことができ
る。
すなわち、CPUから読み出しデータ転送命令が実行さ
れる度にアクセス裁定回路5′によってタイミング発生
回路16から規定時間にタイミング信号19を発生させ
るための起動およびCPUからの読み出しデータ転送命
令であることを記憶しておき、タイミング信号19が入
力されて来たとき共有メモリ6への読み出し信号12−
RDに変換されることでデータの読み出しが可能にな
る。
そしてCPUが2回連続して読み出しデータ転送命令の
処理を実行して初めて目的とするデータの読み出しが可
能になる。目的とするデータは1回目の読み出し時に指
定したメモリアドレスのデータであり2回目の指定する
メモリアドレスは同一でもそうでなくてもよい。
以下同様にしてCPU2,CPU3の順番でデータのア
クセスをそれぞれTの期間で完了してそれぞれのアク
セス要求10,11を解除してすべての要求をデータ転
送命令周期(T)中に終了する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば複数のCPUからアク
セス可能な共有メモリを有するシステムにおいてアクセ
スの競合によるソフトの処理時間の増大を防止すること
ができる。またウエイト機能を内蔵していないCPUに
よるマルチCPUシステムの構成ができる。
また、できるだけ複数のCPUが接続可能な構成ができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマルチCPUシステムの共有メモリ制御
方式のブロック図、第2図は従来方式における各CPU
の動作タイミングを示すタイムチャート、第3図は本発
明の実施例のブロック図、第4図は本発明実施例におけ
る各CPUの動作タイミングを示すタイムチャートであ
る。 1〜3……CPU 4……システム 5,5′……アクセス裁定回路 6……共有メモリ 7……データバス 8……アドレスバス 9〜11……アクセス要求 12……アクセス信号 13〜15……ウエイト要求 16……タイミング回路 17……アドレスラッチバッファ 18……双方向データラッチバッファ 19……タイミング信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のプロセッサ(CPU)からアクセス
    可能な共有メモリを有するマルチCPUシステム構成に
    おいて、各CPUとシステムバスとのインタフェース部
    にメモリアドレスを一時記憶するアドレスラッチバッフ
    ァと、入出力データを一時記憶する双方向データラッチ
    バッファと、CPUからのアクセス要求を入力して該当
    するアドレスとデータを送出するアドレスラッチバッフ
    ァと双方向データラッチバッファをシステムバスを経由
    して共有メモリと電気的接続の制御をするアクセス裁定
    回路とを設けると共に、このアクセス裁定回路にタイミ
    ング信号を供給してCPUのデータ転送命令の実行処理
    時間内で全アクセス要求に対して前記双方向データラッ
    チバッファと共有メモリ間のアクセスを完了することが
    できるように1回のアクセス期間が規定されたタイミン
    グ信号をCPUからの書き込みまたは読み出し信号の後
    縁からアクセス期間の終了までの間で出力するタイミン
    グ発生回路とを設け、かつCPUがデータの読み出しを
    行う場合、CPUは2回連続して読み出しのデータ転送
    命令を実行する処理を行うことを特徴とする共有メモリ
    制御方式。
JP62131498A 1987-05-29 1987-05-29 共有メモリ制御方式 Expired - Lifetime JPH0628052B2 (ja)

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JPS63298555A JPS63298555A (ja) 1988-12-06
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JPH02135564A (ja) * 1988-11-16 1990-05-24 Sony Corp データ処理装置
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