JPH08255126A - バスアクセス調停システムおよびバスアクセスを認める方法 - Google Patents
バスアクセス調停システムおよびバスアクセスを認める方法Info
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- JPH08255126A JPH08255126A JP7324393A JP32439395A JPH08255126A JP H08255126 A JPH08255126 A JP H08255126A JP 7324393 A JP7324393 A JP 7324393A JP 32439395 A JP32439395 A JP 32439395A JP H08255126 A JPH08255126 A JP H08255126A
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Abstract
求するシステムの能率を改良するために、処理の間にそ
れぞれのデバイスの優先順位を更新するための能力を有
するアービタを提供する。 【解決手段】 アービタ(103)は、デバイスに関連
の最小アクセス間隔および各デバイスが最後のバスにア
クセスしてからの経過時間を測るタイマに基づいてデバ
イス間の優先順位を決定する。タイマは、0から各デバ
イスの最小アクセス間隔までカウントアップするよう
に、または各デバイスの最小アクセス間隔から0までカ
ウントダウンするように構成され得る。アービタ(10
3)はこのようにバスの使用を最適化して、所与のデバ
イスが他のデバイスとのコンテンションに起因して、バ
スをアクセスする能力に基づいた機能を行なえないとい
う可能性を最小にする。
Description
る場合のように、多くのデバイスがデータバスに接続さ
れているとき、2つのデバイスが同時にバスにアクセス
を要求するところで、コンテンションが生じる。これら
のコンテンションを解決するために、最も高い優先順位
を有するデバイスにバスアクセスを認めるようなアービ
タが開発されてきた。したがって、2つのデバイスがバ
スに対してコンテンション状態にあるとき、アービタは
第1に2つのうち優先順位がより高いデバイスにアクセ
スを与え、その後優先順位がより低いデバイスにアクセ
スを与える。
は、優先順位の非常に高いデバイスはバスに頻繁にアク
セスできるが、優先順位の低いデバイスはバスに低い頻
度でしかアクセスできない。システム初期化またはブー
トアップの間に、デバイスが、デバイスの相対的優先順
位が経時的に変化しないように優先順位を割当てられて
いるとき、これは問題を生じ得る。優先順位の低いデバ
イスが動作を続けるためにバスにアクセスすることが必
要なときでも、優先順位の高いデバイスが必ずしもアク
セスを必要としないのにバスアクセスを同時にたまたま
要求しているためにアクセスを得ることができないとい
う状況が起こり得る。このようにして、システムが優先
順位に基づいてアクセスを認めていても、優先順位の低
いデバイスにアイドル時間または誤動作が生じると結果
的に能率が悪くなる。
にそれぞれのデバイスの優先順位を更新するための能力
をアービタに与えることによって、複数のデバイスがデ
ータにアクセスを要求するシステムの効率を改良するこ
とである。より特定的には、この発明のアービタは各デ
バイスに対応するタイマを利用する。タイマは、各デバ
イスが最後にバスにアクセスしてからの経過時間を示
す。そしてアービタはタイマの値に基づいてバスへのア
クセスを認める。
最後にバスにアクセスしてからの時間に基づいて優先順
位を決定するバスアービタを介して、複数のデバイスに
バスアクセスを認める方法を提供することである。
最後にバスにアクセスしてからの時間だけでなく、デバ
イスによって必要とされるデータの量にも基づいて各デ
バイスの優先順位を計算するアービタを提供することで
ある。
最後にバスにアクセスしてからの時間や、デバイスによ
って必要とされるデータの量だけでなく、各デバイスの
データ転送速度にも基づいて各デバイスの優先順位を計
算するアービタを提供することである。
複数のデバイスに接続されたバスを含む。少なくとも1
つのデバイスは、そのデバイスが最後にバスにアクセス
してからの経過時間を表わす値を示す対応のタイマを有
する。アービタはこのようにしてタイマの値に基づいて
バスへのアクセスを認める。各デバイスにタイマを関連
付けるようにこの実施例を拡張することができる。また
1つ以上のデバイスに対して最小のアクセス間隔を含む
ようにこの実施例を拡張することもできる。そしてタイ
マは0から最小アクセス間隔までカウントアップする
か、または最小のアクセス間隔から0までカウントダウ
ンするかいずれかを行なうことができる。アービタは、
デバイスが最後にバスにアクセスしてからの時間とデバ
イスのための最小アクセス間隔とに基づいて各デバイス
に対して相対的優先順位を決定することができる。
検討することによって明らかになるであろう。
3を介してバス101に接続された3つのデバイスA、
B、およびCを示す。デバイスA、B、およびCはバス
101を介して通信するどのようなデバイスでもよい。
これらのデバイスの各々のバス101への接続はタイマ
と関連され得る。たとえば、図1に示されているよう
に、アービタ103は、デバイスA、B、およびCとそ
れぞれ関連したタイマ105、107、および109を
含む。
アービタ103は、デバイスA、B、およびC間の接続
に並列にバス101に接続され得る。この構成では、タ
イマ105、107、および109は、要求ラインRE
Qおよび許可ラインGNTを介してそれらのそれぞれの
デバイスA、B、およびCに各々接続される。アービタ
103はまたライン201を介してバス101に接続さ
れており、どのデバイスがアクセスを認められたかをバ
ス101に知らせる。以下の議論は、従来のアービタと
比較して図1の実施例の説明に焦点を当てる。当業者は
図2の実施例を用いても同様の動作を行なえることを理
解するであろう。
にアクセスしてからの経過時間を測る。これによってア
ービタ103がこれらの経過時間に基づいてその優先順
位の決定を行なうことができる。
像処理およびその後の表示のためにバス101からデー
タを受取る映像処理装置であると仮定する。さらに、デ
バイスA、B、およびCが異なる映像アプリケーション
を目的とする異なった型の映像処理装置であって、その
結果、それらは異なるデータ入力要求を有すると仮定す
る。
ーションに関連の映像プロセッサであって、デバイスB
およびCがフルモーション映像アプリケーションに関連
の映像プロセッサであると仮定する。遠隔会議はフルモ
ーション映像と同じフレーム更新速度を要求しないの
で、デバイスAは他のデバイスと比べてより低いデータ
入力要求しかもたない。さらに、デバイスBがカラー映
像と関連した映像プロセッサであって、デバイスCが白
黒映像と関連した映像プロセッサであると仮定する。ゆ
えに、カラー映像は白黒映像よりもより多くのデータを
要求するので、デバイスBはバス101を介してデバイ
スCよりも多くのデータを要求することになる。
に、それが同じ量のデータ、たとえば1パケットのデー
タを受取るとすると、3つのデバイスのデータ入力要求
が異なるためにバスアクセス要求も異なることになる。
このため、デバイスBが最も多くの量のデータを要求す
るので最も頻繁なバスアクセスを必要とする。同様に、
デバイスCは2番目に多くのデータを要求するので2番
目に頻繁なバスアクセスを必要とし、一方でデバイスA
は最も少ない量のデータしか要求しないので最も少ない
量のバスアクセスしか必要としない。
る速度は異なるが、どのデバイスも十分に頻繁な間隔で
バス101へのアクセスを認められなければ、結果的に
デバイスの誤動作が生じ得ることも明らかであろう。
B、およびCの相対的優先順位はシステムブートアップ
のときに割当てられていた。上で議論された例では、デ
バイスBが最も高い優先順位を与えられ、デバイスCが
2番目に高い優先順位を与えられ、デバイスAは最も低
い優先順位を与えられていた。
として、これらのそれぞれの優先順位は無期限に維持さ
れるということがある。このため、デバイスBがバス1
01にアクセスを要求するときはいつでも、それが本当
にバス101をアクセスする必要があるか否かにかかわ
らずアクセスされる。結果として、デバイスAがバス1
01へのアクセスを必要としていても、デバイスBまた
はデバイスCのどちらかが同時にバスアクセスを要求し
ていれば、そのアクセス要求はそれらのどちらかの優先
順位に取って代わられてしまう。
びCがバス101から同様のサイズのパケットでデータ
を受取ると仮定する。このため、デバイスAがバス10
1をアクセスするとき、それはデバイスBがバス101
をアクセスしたときにデバイスBが受取るデータの量と
同じ量のデータを受取り、それはデバイスCがバス10
1をアクセスしたときにデバイスCが受取るデータの量
に一致する。後に議論されるように、各バスアクセスに
対して一致した量のデータを受取るためのこの要件は、
単なる例であって、この発明の第1の実施例の理解を助
けるためのものである。後続の実施例は、デバイスがバ
ス101をアクセスしたときに異なった量のデータを受
取る状況を扱う。
ョン(デバイスA:遠隔会議、デバイスB:カラー映
像、デバイスC:白黒映像)および一定のパケットサイ
ズのために、各デバイスの最小アクセス間隔が別々にな
ると仮定する。たとえば、適切に機能するためには、デ
バイスAは、10マイクロ秒ごとに少なくとも1回はバ
ス101をアクセスしなければならないと仮定する。同
様に、デバイスBは1マイクロ秒ごとにバス101をア
クセスしなければならず、デバイスCは2マイクロ秒ご
とにバス101をアクセスしなければならないと仮定す
る。デバイスAがバス101をアクセスするごとに、デ
バイスAが最後にアクセスしてからの経過時間を測るた
めにタイマ105がセットされる。
2つの異なる方法で達成され得る。第1の方法では、デ
バイスAがバス101をアクセスするごとにタイマ10
5が0にリセットされる。そしてタイマ105は最後の
アクセスからの時間を測るようにカウントアップされ
る。アービタ103は、タイマ105の内容を、デバイ
スAと関連の先にストアされた最小のアクセス間隔と比
較する。上で議論されたように、この例では、デバイス
Aに対する最小アクセス間隔は10マイクロ秒である。
ゆえに、アービタ103はタイマ105の内容を10マ
イクロ秒と比較し、その間の差は、最小アクセス間隔の
うち残っている時間を表わす。これに代えて、デバイス
Aがバス101をアクセスするごとに、タイマ105は
デバイスAと関連の最小アクセス間隔(10マイクロ
秒)にリセットされ得る。この例では、タイマ105
は、タイマ105の内容がデバイスAの最小アクセス間
隔のうち残った時間を表わすように、ゼロに向かってカ
ウントダウンされる。このようにして、アービタ103
はタイマ105を読取るだけでデバイスAの最小アクセ
ス間隔を決定する。
ス101をアクセスするごとに0にリセットされ1マイ
クロ秒までカウントアップするか、またはデバイスBが
バス101をアクセスするごとに1マイクロ秒にリセッ
トされ0に向かってカウントダウンされるかのいずれで
もあり得る。同様に、カウントアップ方式が用いられる
と、デバイスCがバス101をアクセスするごとにタイ
マ109は0にリセットされ、カウントダウン方式が用
いられると、デバイスCがバス101をアクセスするご
とにタイマ109は2マイクロ秒にリセットされる。
びCに対応するタイマ105、107、および109の
値に基づいてそれらのバス101へのアクセスを認め
る。たとえば、デバイスAおよびBが同時にバスへのア
クセスを要求していると仮定する。さらに、それぞれの
デバイスがバスをアクセスするごとにタイマは0にリセ
ットされると仮定する。さらに、タイマ105は2マイ
クロ秒の値を、タイマ107は0.8マイクロ秒の値を
含むと仮定する。これらの値は、デバイスBが最後にバ
ス101にアクセスしてから0.8マイクロ秒経ったこ
とを示し、デバイスAが最後にバス101にアクセスし
てから2マイクロ秒経ったことを示している。デバイス
Bは1マイクロ秒ごとにアクセスを必要とするので、ア
ービタ103はデバイスBのバスへのアクセスの必要が
より大きいと決定し、デバイスBへのアクセスを認め
る。これは、デバイスBが次の0.2マイクロ秒内にア
クセスを得なければならないのに対して、デバイスAは
後の8マイクロ秒間はバスへのアクセスを必要としない
ためである。ゆえに、この例ではデバイスBが優先順位
を与えられる。
同時にアクセスを要求していると仮定する。さらに、タ
イマ105は、デバイスAが最後にバスにアクセスして
から9マイクロ秒経っていることを示し、一方でタイマ
109は、デバイスCが最後にバスにアクセスしてから
0.3マイクロ秒経っていることを示すと仮定する。こ
の状況では、デバイスAがバスへのアクセスを認められ
る。なぜならデバイスAは次の1マイクロ秒内にバスを
アクセスしなければならないのに対して、デバイスCは
次の1.7マイクロ秒内にアクセスを要求するからであ
る。
バスへのアクセスを要求し、タイマ105はデバイスA
がバス101にアクセスしてから9.8マイクロ秒経っ
ていることを示し、タイマ107はデバイスBがバス1
01にアクセスしてから0.5マイクロ秒経っているこ
とを示し、さらにタイマ109はデバイスCがバス10
1にアクセスしてから1.7マイクロ秒経っていると示
すと仮定する。ここでは、優先順位はデバイスAに与え
られ、その後デバイスCに、最後にデバイスBに与えら
れる。なぜならデバイスAは次の0.2マイクロ秒内に
バス101をアクセスし、デバイスCは次の0.3マイ
クロ秒内にバス101をアクセスし、デバイスBは次の
0.5マイクロ秒内にバス101をアクセスしなければ
ならないからである。ゆえに、従来のアービタによって
最も低い優先順位を与えられたデバイスが、この例では
最も高い優先順位を受取ることになる。この発明のアー
ビタは、デバイスBおよびCが同時にアクセスを要求し
ているからといってデバイスAにいかなる誤動作も生み
出さないことを確実にする。
の優先順位の決定をタイマ105、107、および10
9の内容だけでなく他の要因に基づいても行なえる。こ
れらは、たとえば、各デバイスによって要求されるデー
タの量や各デバイスに転送されるデータの速度を含み得
る。このため、上述の例のデバイスBが、アクセスを要
求する頻度を低くするが、アクセスするごとにより多く
のデータを受取るように再構成できると仮定する。たと
えば、デバイスAおよびCはバス101をアクセスする
ごとに依然として1パケットのデータを受取るが、デバ
イスBはバス101をアクセスするごとに2パケットの
データを受取るように構成されると仮定する。ゆえに、
デバイスBの最小アクセス間隔は1マイクロ秒から2マ
イクロ秒に引上げることができる。アービタ103はこ
の新しい最小アクセス間隔に基づいて優先順位を認め
る。
るパケット数を可変とし、各デバイスがその最後のバス
アクセスの間に受取ったデータの量に基づいてアービタ
103は各デバイスの最小アクセス間隔をセットするよ
うにもできる。たとえば、デバイスBが1マイクロ秒ご
とに1パケットのデータを要求するがその最後のアクセ
スの間に4つのパケットのデータを受取ったとすると、
アービタ103は、デバイスBが次の4マイクロ秒内に
アクセスを要求するだけであるというようにタイマ10
7をセットすることができる。この場合、各デバイスの
最小アクセス間隔は、各デバイスに向けられたデータが
バス101に与えられる方法の関数である。
それらの最小アクセス間隔に影響を与えるような異なっ
た転送速度を有してもよい。たとえば、3つのデバイス
すべてが同じデータ転送速度で機能する、前に提示し
た、第1の例を考える。各デバイスのデータ転送速度は
各デバイスによって用いられた所与のアプリケーション
に基づくと仮定する。たとえば、デバイスBの1マイク
ロ秒の最小アクセス間隔は、所与のアプリケーションと
関連の0.3マイクロ秒のデータ転送期間を含むのに対
して、デバイスBはときには0.1マイクロ秒のデータ
転送期間しかない代替的アプリケーションに関係し得る
と仮定する。後者の場合、デバイスBが代替的アプリケ
ーション用に構成されていると、デバイスBの最小アク
セス間隔はそのより短いデータ転送期間を利用すべく
1.2マイクロ秒に増やされ得る。このようにして、ア
ービタ103はデバイスA、B、およびCの構成をモニ
タし、さまざまなアプリケーションに関連したデータ転
送速度に基づいてそれらのデバイスに関連の最小アクセ
ス間隔を調整することができる。
スに対する他のデバイスとのコンテンション状態に基づ
いてバス101がアクセスできなくなることに起因して
機能しないという可能性を最小にするように、さまざま
な代替的方法でアービタ103はデバイスA、B、およ
びCに優先順位を割当てることができる。上で議論され
た例は、簡単にするために、バスをアクセスする3つの
デバイスを基本にしている。しかしながら、明らかに、
バスをアクセスして相互にコンテンションした状態にな
り得るデバイスの数はどのようなものでもよい。したが
って上述のこの発明のさまざまな実施例はバスの使用を
最適化するように使用されることができる。
きたが、さらなる修正ができることが理解されるだろう
し、この出願は、一般的にこの発明の原理に従って、か
つこの発明が関連する当該技術における知識または慣例
内にあるような、この開示との相違を含み、さらにここ
に前述されたかつこの発明の範囲または前掲の特許請求
の範囲内にある必要不可欠な特徴に適用されるようにこ
の発明の何らかの変形、使用、または適合を含むことが
意図されることが理解されるであろう。
される、この発明の一例を示す図である。
のデバイスの代替的接続を示す図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 バスと、 複数のデバイスとを含み、前記複数のデバイスのうち少
なくとも1つは対応のタイマと関連し、前記タイマは前
記少なくとも1つのデバイスが前記バスをアクセスする
ごとに0にリセットされ、前記タイマは前記少なくとも
1つのデバイスが最後に前記バスをアクセスしてからの
経過時間を示す値を有するようにし、さらに、 前記デバイスを前記バスに接続するアービタを含み、前
記アービタは前記タイマの値に基づいて前記バスへの前
記デバイスのアクセスを認める、バスアクセス調停シス
テム。 - 【請求項2】 前記デバイスの各々は対応のタイマと関
連し、前記対応のタイマはその対応のデバイスが前記バ
スをアクセスするごとに0にリセットされ、各タイマは
その対応のデバイスが最後に前記バスをアクセスしてか
らの経過時間を示す値を有するようにし、前記アービタ
は前記タイマの値に基づいて前記バスへの前記デバイス
のアクセスを認める、請求項1に記載のバスアクセス調
停システム。 - 【請求項3】 前記アービタは前記少なくとも1つのデ
バイスに対して予め定められた最小アクセス間隔を含
み、前記少なくとも1つのデバイスの相対的優先順位は
前記タイマの値が最小アクセス間隔に近づくにつれ上が
るようにする、請求項1に記載のバスアクセス調停シス
テム。 - 【請求項4】 前記アービタは各デバイスに対して予め
定められた最小アクセス間隔を含み、各デバイスの相対
的優先順位はその対応のタイマの値がその最小アクセス
間隔に近づくにつれ上がるようにする、請求項2に記載
のバスアクセス調停システム。 - 【請求項5】 前記アービタはさらに、各デバイスが転
送の準備をしているデータの量を示す情報を含み、前記
アービタはさらに、各デバイスが転送の準備をしている
データの量に基づいて前記バスへの前記デバイスのアク
セスを認める、請求項2に記載のバスアクセス調停シス
テム。 - 【請求項6】 前記アービタはさらに、各デバイスのデ
ータ転送速度を示す情報を含み、前記アービタはさらに
それらのデータ転送速度に基づいて前記バスへの前記デ
バイスのアクセスを認める、請求項5に記載のバスアク
セス調停システム。 - 【請求項7】 バスと、 複数のデバイスとを含み、前記複数のデバイスのうち少
なくとも1つは対応のタイマと関連し、前記少なくとも
1つのデバイスが前記バスをアクセスするごとに、前記
タイマは、前記少なくとも1つのデバイスと関連の予め
定められた最小アクセス間隔にリセットされ、前記タイ
マは0に向かってカウントダウンし、さらに、 前記デバイスを前記バスに接続するアービタを含み、前
記アービタは前記タイマの値に基づいて前記バスへの前
記デバイスのアクセスを認める、バスアクセス調停シス
テム。 - 【請求項8】 前記デバイスの各々は対応のタイマと関
連し、その対応のデバイスが前記バスをアクセスするご
とに前記対応のタイマは予め定められた最小アクセス間
隔にリセットされ、各タイマは0に向かってカウントダ
ウンし、前記アービタは前記タイマの値に基づいて前記
バスへの前記デバイスのアクセスを認める、請求項7に
記載のバスアクセス調停システム。 - 【請求項9】 前記アービタはさらに、各デバイスが転
送の準備をしているデータの量を示す情報を含み、前記
アービタはさらに、各デバイスが転送の準備をしている
データの量に基づいて前記バスへの前記デバイスのアク
セスを認める、請求項8に記載のバスアクセス調停シス
テム。 - 【請求項10】 前記アービタはさらに、各デバイスの
データ転送速度を示す情報を含み、前記アービタはさら
にそれらのデータ転送速度に基づいて前記バスへの前記
デバイスのアクセスを認める、請求項9に記載のバスア
クセス調停システム。 - 【請求項11】 相対的に最も低い値を有する前記タイ
マに対応する前記デバイスが、最も高い優先順位を認め
られ、相対的に最も高い値を有する前記タイマに対応の
前記デバイスが最も低い優先順位を認められる、請求項
8に記載のバスアクセス調停システム。 - 【請求項12】 バスアービタを介して複数のデバイス
へのバスアクセスを認める方法であって、 各デバイスに対応のタイマをセットするステップと、 その対応にデバイスが前記バスをアクセスするごとに前
記対応のタイマをリセットするステップと、 その対応のタイマの値に基づいて優先順位を各デバイス
に割当てるステップと、 それらの割当られた優先順位に基づいて前記バスへの前
記デバイスのアクセスを認めるステップとを含む、バス
アクセスを認める方法。 - 【請求項13】 さらに、 各デバイスの予め定められた最小アクセス時間を前記ア
ービタにストアするステップと、 各デバイスの前記タイマの値と前記最小アクセス時間と
の間の差を計算するステップとを含み、 前記セットするステップは、前記タイマを0にセット
し、前記リセットするステップは前記タイマを0にリセ
ットし、前記タイマは0からカウントアップし、前記優
先順位を割当てるステップは、前記タイマの値とそれら
の対応の最小アクセス時間との間の計算された差に基づ
いてデバイスの優先順位を決める、請求項12に記載の
方法。 - 【請求項14】 各デバイスは、前記デバイスが前記バ
スと通信する速度を示す関連の転送速度を有し、優先順
位を各デバイスに割当てる前記ステップはまた各デバイ
スの転送速度にも基づく、請求項12に記載の方法。 - 【請求項15】 前記アービタは、各デバイスが転送の
準備をしているデータの量を示す情報を含み、前記アー
ビタはさらに、各デバイスが転送の準備をしているデー
タの量に基づいて前記バスへの前記デバイスのアクセス
を認める、請求項12に記載の方法。 - 【請求項16】 前記セットするステップは、前記対応
のデバイスに対する予め定められた最小アクセス間隔に
前記タイマをセットし、前記リセットするステップは、
前記対応のデバイスに対する予め定められた最小アクセ
ス間隔に前記タイマをリセットし、前記タイマは0に向
かってカウントダウンし、前記優先順位を割当てるステ
ップは、対応のタイマが最も低い値を有する前記デバイ
スに最も高い優先順位を割当て、対応のタイマが最も高
い値を有する前記デバイスに最も低い優先順位を割当て
る、請求項12に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US08/359,286 US6178475B1 (en) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Multimedia system employing timers to properly allocate bus access |
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Country | Link |
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US (1) | US6178475B1 (ja) |
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