JPH07191934A - 二重バス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、二重バス装置において、システム全
体の映像や音声など連続した信号をバスの上で扱つて
も、各信号の等時性を崩さず処理能力を向上させるよう
にする。 【構成】複数ブロツクから入出力されるデータのうち、
量が多く、一定時間間隔で一定量の処理を必要とするデ
ータを扱う第１のバスと、複数ブロツク間でのデータの
交換や、複数ブロツクの動作や処理の指示を必要とする
データ及び量が多く、時間に関係なく確実な伝送を必要
とするデータを扱う第２のバスとに分ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図４〜図８） 発明が解決しようとする課題（図８） 課題を解決するための手段（図１） 作用（図１） 実施例（図１〜図３） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は二重バス装置に関し、例
えばコンピユータの中央処理装置（ＣＰＵ）とその周辺
装置とのデータの授受に適用し得る。

【０００３】

【従来の技術】従来、複数個のプロセツサ、例えばＣＰ
ＵとＤＳＰ（デジタルシグナルプロセツサ）あるいはイ
ーサネツトやＦＤＤＩに代表されるようなネツトワーク
インターフエースプロセツサ等が互いにバスで結合され
ており、各々のプロセツサ（ブロツク）がバスの使用権
を獲得し、データを出力する機能を有するいわゆるマル
チバスマスタ方式のシステムがある。ここでマルチバス
マスタ方式ようにアドレスバスとデータバスの２本のバ
スだけで構成されるものを一重バスと見なす。この一重
バスの代表的なものにはＶＭＥバス等がある。

【０００４】またＩＣ内部に関しては、例えばマイクロ
コードのインストラクシヨン用のバスとデータバスを２
本用いたハーバードアーキテクチヤがある。あるいは、
リスク（ＲＩＳＣ（reduced instruction set compute
r））プロセツサチツプのように、個々のブロツクを並
行に動作させるため複数のデータバスを有する（例えば
足し算用のバスと掛け算用のバスを用意し、同時に両方
の演算を実行する）ものもある。しかし、これらのバス
構造におけるバスに流れるデータの性質には基本的に区
別はない。またバス動作クロツクも一種類であるため、
用途別にバス幅を拡げただけと見なすことができる。

【０００５】ここで複数のブロツクが互いにバスで接続
されている様子を図４に示す。またこのときのデータの
流れを図５に示す。図４では、複数のブロツクとしてＣ
ＰＵブロツク１、音声処理ブロツク２、映像処理ブロツ
ク３及びネツトワーク処理ブロツク４が各データの授受
のために一重のバス５で接続されている。また図５
（Ａ）及び（Ｂ）では、映像や音声信号などデータ量も
多く、一定の時間間隔で一定量のデータを処理しなけれ
ばならない性質（等時性又はIsochronous と言う）を持
つデータすなわち等時的データの流れを示す。また図５
（Ｃ）及び（Ｄ）に各々のプロセツサ間で情報を交換
し、各々の動作や処理を指示するコンピユータデータ
（テキストデータ）のようにデータ量は極少量であるが
瞬時に伝送される必要があるデータや、データ量は多い
が伝送時間がかかつても確実に伝送する必要がある性質
を持つデータすなわち離散的データの流れを示す。

【０００６】ここで、ネツトワーク処理ブロツク４から
等時的なデータＳ１である音声データＳＡ１と映像デー
タＳＶ１が、それぞれ音声処理ブロツク２と映像処理ブ
ロツク３に送出され、図５（Ａ）で示すタイミングによ
つて音声データＳＡ１と映像データＳＶ１が送られる。
これと同時にＣＰＵブロツク１から離散的なデータＳ２
であるコマンド列ＳＣ１が、図５（Ｂ）で示すタイミン
グでネツトワーク処理ブロツク４に送られる。このとき
コマンド列ＳＣ１の長さは、等時的な音声データＳＡ１
及び映像データＳＶ１がバス５を占有していない時間ｔ
より長いものとする。

【０００７】さて、従来の一重バス５では、各ブロツク
１、２、３及び４のバス５の使用権に固定的な優先権
（この場合ネツトワーク処理ブロツク４のバス使用権が
ＣＰＵブロツク１のバス使用権より高い）が割り付けて
あるため、コマンド列ＳＣ１は、図５（Ｃ）及び（Ｄ）
に示すようにいくつかの部分に分割され、バス５中を流
れる。このような場合、各ブロツクから出力されるデー
タの性質が一種類であり、データの優先順位とハードウ
エアの優先順位が１対１に結びついているため、ハード
ウエアの優先順位を固定すればデータ転送上の問題は生
じない。

【０００８】次に、図４との対応部分に同一符号を付し
て示す図６において、流れるデータの向きと種類が異な
るものを示す。またこのときのデータの出力の様子を図
７に示し、データの流れを図８に示す。図６では、音声
処理ブロツク２からネツトワーク処理ブロツク４へ等時
性のある音声データＳ３が出力され、同様に映像処理ブ
ロツク３からネツトワーク処理ブロツク４へ等時性のあ
る映像データＳ３が出力される。これと同時に音声処理
ブロツク２と映像処理ブロツク３の双方から各々の処理
を表すコマンドＳ４がＣＰＵブロツク１に離散的に出力
される。このときバスの使用権の優先順位は図４の条件
を拡張し、音声ブロツク２＞映像処理ブロツク３＞ネツ
トワーク処理ブロツク４＞ＣＰＵブロツク１とする。

【０００９】図７では、基準タイミングを（Ａ）に示
し、音声処理ブロツク２からの出力の様子を（Ｂ）に示
す。また映像処理ブロツク３からの出力の様子を（Ｃ）
に示している。ここで、（Ｂ）に示すように音声信号Ｓ
Ａ２がＡの基準タイミングで表される基準信号Ｓ５に同
期して発生し、音声処理ブロツク２からＣＰＵブロツク
１へのコマンド（ＣＭＤ Ａ）ＳＣ２やコマンド（ＣＭ
Ｄ Ａ′）ＳＣ３が離散的に発生する。これと同様に、
（Ｃ）に示すように映像信号ＳＶ２が基準信号Ｓ５に同
期して発生し、映像処理ブロツク３からＣＰＵブロツク
１へのコマンド（ＣＭＤ Ｂ）ＳＣ４が離散的に発生す
る。

【００１０】このときネツトワーク処理ブロツク４は、
音声信号ＳＡ２と映像信号ＳＶ２を受信し、ネツトワー
ク上に出力するため基準信号Ｓ５に同期し、図８（Ｂ）
に示す所望するバスの中のデータの流れのようにデータ
の流れを操作しなければならないとする。すなわち図８
（Ａ）に示す基準タイミング直後に音声信号ＳＡ２を置
き、次に映像信号ＳＶ２が来るように毎基準タイミング
ごとに制御し、残りの隙間に離散的データをはめ込む。
すなわちコマンド（ＣＭＤ Ａ）ＳＣ２は前半ＳＣ２′
と後半ＳＣ２′′とに分けられ、それぞれ図８（Ｂ）に
示すａとｂに振り分けられなければならない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のような
場合、バス５の使用権の優先順位はハードウエア的に固
定されており、音声処理ブロツク２＞映像処理ブロツク
３＞ネツトワーク処理ブロツク４＞ＣＰＵブロツク１で
あるため実際には所望のタイミング通りにならず、図８
（Ｅ）に示す実際のバスの中のデータの流れのようなタ
イミングになる。すなわち、音声信号ＳＡ２は図８
（Ｅ）のｃで示される位置に所望のタイミングで置くこ
とができるが、映像処理ブロツク３が映像信号ＳＶ２を
所望の位置に出力しようとしても、音声処理ブロツク２
からは引き続きコマンド（ＣＭＤ Ａ）ＳＣ２が出力さ
れるため、バス５の使用権の優先順位の関係で、ｄの位
置にはコマンド（ＣＭＤ Ａ）ＳＣ２により占有され
る。

【００１２】従つて、映像処理ブロツク３はｄの位置に
コマンド（ＣＭＤ Ａ）ＳＣ２が置かれてからバス５を
使用し、映像信号ＳＶ２をバス５に出力し始めるが、全
てのデータを出力し終わる前に次の基準タイミングが来
てしまう。このため音声処理ブロツク２はｅの位置に次
の音声信号ＳＡ３を出力するためバス５を占有する。こ
の結果、映像信号ＳＶ２は前半のＳＶ２′と後半のＳＶ
２′′とに分けられてしまい、しかも後半のＳＶ２′′
はｅの位置の音声信号ＳＡ３の後ろのｆの位置になつて
しまうという問題がある。

【００１３】また一重バスとバスに接続されている各々
のブロツクとを、ハードウエア的にバスの使用権の優先
順位を付けたシステムでは、扱うデータの性質に無関係
にバス上のデータ並びが決まつてしまう。このため処理
する際に等時性が重要となる音声や映像信号において、
バス上のデータ並びすなわちこれらの信号を受信して処
理させるためのタイミングや順番は必ずしも等時性が保
たれるわけではないという問題がある。

【００１４】さらに映像や音声を円滑に処理するために
バスのクロツク速度を早くするが、クロツク速度を上げ
た分に比例して処理能力が向上するとは限らず、効率の
面で得策とはいえないという問題がある。

【００１５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、システム全体の映像や音声など連続した信号をバス
の上で扱つても、各信号の等時性を崩さず処理能力を向
上させることができる二重バス装置を提案しようとする
ものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、複数ブロツク６、７及び８間にお
けるデータの授受に用いるバスにおいて、複数ブロツク
６、７及び８と接続され、複数ブロツク６、７及び８か
ら入出力されるデータのうち、量が多く、一定時間間隔
で一定量の処理を必要とするデータを扱う第１のバス９
と、複数ブロツク６、７及び８と接続され、複数ブロツ
ク６、７及び８から入出力されるデータのうち、複数ブ
ロツク６、７及び８間でのデータの交換や、複数ブロツ
ク６、７及び８の動作や処理の指示を必要とするデータ
及び量が多く、時間に関係なく確実な伝送を必要とする
データを扱う第２のバス１０とを備えるようにする。

【００１７】

【作用】複数ブロツク６、７及び８から入出力されるデ
ータのうち、量が多く、一定時間間隔で一定量の処理を
必要とするデータを扱う第１のバス９と、複数ブロツク
６、７及び８間でのデータの交換や、複数ブロツク６、
７及び８の動作や処理の指示を必要とするデータ及び量
が多く、時間に関係なく確実な伝送を必要とするデータ
を扱う第２のバス１０とに分けることにより、各データ
の等時性を崩さずに処理能力を向上させることができ
る。

【００１８】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１９】図１に本発明の二重バス装置の概念図を示
す。複数のプロセツサ６、７、８間はデータ伝送のため
に２種類のバスで接続されている。この２種類のバスの
うち一方は映像や音声信号などデータ量も多く、一定の
時間間隔で一定量のデータを処理しなければならない性
質（等時性又はIsochronous と言う）を持つデータを扱
うためのバス９であり、他方は各々のプロセツサ間で情
報を交換し、各々の動作や処理を指示するコンピユータ
データ（テキストデータ）のようにデータ量は極少量で
あるが瞬時に伝送される必要があるデータや、データ量
は多いが伝送時間がかかつても確実に伝送する必要があ
る性質を持つデータすなわち離散的データを扱うための
バス１０である。

【００２０】図１及び図６との対応部分に同一符号を付
して示す図２は、図１で示した形を実際に近い形で表し
たものである。すなわち音声処理ブロツク２、映像処理
ブロツク３及びネツトワーク処理ブロツク４が、出力を
ハイインピーダンスに制御可能な双方向バツフア１１Ａ
を介し、等時的データ用バス９と接続されている。同様
に音声処理ブロツク２、映像処理ブロツク３及びネツト
ワーク処理ブロツク４が双方向バツフア１１Ｂを介し、
離散的データ用バス１０に接続されている。

【００２１】また全体を制御するためのＣＰＵブロツク
１と全体を制御するための実行プログラムを蓄えるメモ
リーブロツク１２とはＣＰＵローカルバス１３上に配置
されている。このＣＰＵローカルバス１３は、等時性の
あるデータである音声データＳＡ５や映像データＳＶ５
及び離散的なデータである音声処理ブロツクからのコマ
ンドＳＣ１０や映像処理ブロツクからのコマンドＳＣ１
１をアクセス可能とするために双方向バツフア１１Ｃを
介し、等時的データ用バス９と離散的データ用バス１０
に接続されている。

【００２２】この接続における各ブロツクからの出力は
各性質により等時的と離散的とに二分される。このため
音声処理ブロツク２からの音声データＳＡ５や映像処理
ブロツク３からの映像データＳＶ５は等時的データ用バ
ス９に出力される。また音声処理ブロツク２や映像処理
ブロツク３からＣＰＵブロツク１へのコマンドＳＣ１０
やＳＣ１１は離散的データ用バス１０に出力されるよう
になされている。

【００２３】ここで各ブロツク１、２、３及び４のバス
９及び１０の使用権の優先順位は図６の場合と同様に、
音声処理ブロツク２＞映像処理ブロツク３＞ネツトワー
ク処理ブロツク４＞ＣＰＵブロツク１とする。

【００２４】以上の構成において、データの流れを図３
に示す。ここで図３（Ａ）は基準タイミングを示し、
（Ｂ）は等時的データ用バスのデータの流れを示す。こ
れに対して離散的データ用バスの流れを（Ｅ）に示す。
図３（Ａ）に示す基準タイミングのある１点Ｓ５に置い
て同時に発生する音声信号ＳＡ２と映像信号ＳＶ２は定
められた優先順位に従つて図３（Ｂ）ようにまず音声処
理ブロツク２からの音声信号ＳＡ２がｇの位置に出力さ
れる。次に音声信号ＳＡ２と同時に発生した映像処理ブ
ロツク３からの映像信号ＳＶ２がｇによるバスの占有が
終了した後、ｈの位置に出力される。

【００２５】以下、次の基準タイミングにおいては、同
様に音声信号、映像信号の順番でバス上にデータが現
れ、その時間間隔は一定となり等時性が保たれる。この
ためネツトワーク処理ブロツク４は、基準タイミング毎
に音声信号と映像信号を順序よく受け取る。

【００２６】一方、音声処理ブロツク２からＣＰＵブロ
ツク１へのコマンド（ＣＭＤ Ａ）ＳＣ２やコマンド
（ＣＭＤ Ａ′）ＳＣ３及び映像処理ブロツク３からＣ
ＰＵブロツク１へのコマンド（ＣＭＤ Ｂ）ＳＣ４は離
散的データ用バス１０に出力される。コマンド（ＣＭＤ
Ａ）ＳＣ２は音声信号ＳＡ２が等時的データ用バス９
に出力された直後に図３の（Ｅ）に示すｉの位置に出力
される。また、映像処理ブロツク３からのコマンド（Ｃ
ＭＤ Ｂ）ＳＣ４は、映像処理ブロツク３が映像信号Ｓ
Ｖ３をｊの位置へ出力することを終えてから、図３
（Ｅ）に示すｋの位置に出力される。同様に、音声処理
ブロツク２からのコマンド（ＣＭＤ Ａ′）ＳＣ３はｍ
の位置に出力される。

【００２７】以上の構成によれば、バス機構を等時的デ
ータ用バスと離散的データ用バスとに分けることによ
り、バスの使用権の優先順位を変えず、扱うデータが同
じであつても音声や映像信号の等時性を崩さずにバス上
にのせることができる。

【００２８】なお上述の実施例においては、コンピユー
タの中央処理装置（ＣＰＵ）とその周辺装置とのデータ
の授受について述べたが、本発明はこれに限らず、映像
（特に動画）や音声信号を信号処理の対象や記憶装置へ
のストアの対象としたり、何らかの通信手順に従つて外
部へ出力するデータとしたりするために、中核にＣＰＵ
が必要で、各ブロツク間で交換されるこれらのデータを
ＣＰＵが直接的にアクセスするシステム全てにおいて適
用し得る。

【００２９】例えば、デジタルオーデイオワークステー
シヨンやシリコンスタジオと称されるＵＮＩＸワークス
テーシヨンに＋Ｘウインドウを加えたようなマンマシン
インターフエイスを備えた装置で、映像（特に動画）や
音声信号をコンピユータデータのように扱い編集するよ
うなシステムの各端末装置の基本的な内部構成として利
用できる。

【００３０】またビデオオンデイマンドやビデオサーバ
と称されるような、まるで大型コンピユータと大型デイ
スク装置とそのネツトワークからなるシステムのよう
に、任意の数の装置が任意の時間に大型記憶装置から動
画や音声信号を取り出して使用するようなシステムの各
端末装置の基本的な内部構成として利用できる。

【００３１】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、扱うデー
タの性質すなわち等時的か離散的かによつて２種類のバ
スを使い分けることにより、各ブロツクにおける内部処
理順序や各ブロツクのバス使用の優先順位など従来通り
のものを使用し、また特別に複雑なバスプロトコルなど
用いることなく容易に等時性のあるデータを扱うことが
できる二重バス装置を実現できる。かくするにつき、シ
ステム全体の映像や音声など連続した信号の処理能力が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による二重バス装置の概念を示すブロツ
ク図である。

【図２】本発明による二重バス装置の一実施例を示すブ
ロツク図である。

【図３】本発明によるデータの流れを示す略線図であ
る。

【図４】従来のバス装置を示すブロツク図である。

【図５】図４におけるデータの流れを示す略線図であ
る。

【図６】流れるデータの向きと種類が異なる従来のバス
装置を示すブロツク図である。

【図７】図６におけるデータ出力の様子を示す略線図で
ある。

【図８】図６におけるデータの流れを示す略線図であ
る。

【符号の説明】

１……ＣＰＵブロツク、２……音声処理ブロツク、３…
…映像処理ブロツク、４……ネツトワーク処理ブロツ
ク、５……バス、６、７、８……ブロツク、９……等時
的データ用バス、１０……離散的データ用バス、１１
Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ……双方向バツフア、１２……メモ
リブロツク、１３……ＣＰＵローカルバス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数ブロツク間におけるデータの授受に用
   いるバスにおいて、 上記複数ブロツクと接続され、上記複数ブロツクから入
   出力される上記データのうち、量が多く、一定時間間隔
   で一定量の処理を必要とするデータを扱う第１のバス
   と、 上記複数ブロツクと接続され、上記複数ブロツクから入
   出力される上記データのうち、上記複数ブロツク間での
   上記データの交換や、上記複数ブロツクの動作や処理の
   指示を必要とするデータ及び量が多く、時間に関係なく
   確実な伝送を必要とするデータを扱う第２のバスとを具
   えることを特徴とする二重バス装置。
2. 【請求項２】上記複数ブロツクはコンピユータの中央処
   理装置とその周辺装置でなり、上記データの授受に使用
   することを特徴とする請求項１に記載の二重バス装置。