JPH0844661A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 システム内に処理の遅いバス・スレーブがあ
っても、バスの使用効率が低下しないようにすること。 【構成】 処理を要求する複数個のバス・マスタＭ₁ 〜
Ｍ₃ と、要求された処理を実行するバス・スレーブＳ₁
〜Ｓ₃ と、バスの使用権を調停するバス調停手段２と
を、共有バス１に共通に接続する。バス・マスタＭ₁ 〜
Ｍ₃ は、バス・スレーブＳ₁ 〜Ｓ₃ に処理を要求する際
に、バス使用権を獲得して処理要求コマンドをバス・ス
レーブに対して発行した後、バスを解放する。一方、バ
ス・スレーブは、受信した自己宛のコマンドを一旦キュ
ーに格納し、その中から１つを選択して所定の処理を実
行する。処理終了後は、処理要求元のバス・マスタへの
返信コマンドを作成し、バス調停手段２に対してバス使
用要求を発行する。バス調停手段２は、バス・マスタＭ
₁ 〜Ｍ₃ よりバス・スレーブＳ₁ 〜Ｓ₃ に優先的にバス
使用権を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、共有バスを有効利用す
るようにした情報処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、共有バスに複数のバス・マスタ及
びバス・スレーブが接続された情報処理装置において、
各バス・マスタにバス使用の優先順位を設定して、各バ
ス・マスタが共有バスを介してデータ転送する際には、
バス調停手段により、上記優先順位に基づいてバス使用
の調停を行うようにしたものが普及している。

【０００３】図６は、バス・マスタ及びバス・スレーブ
が共有バスに接続された状態を示す図である。図６にお
いて、１は共有バス、２はバス調停手段、Ｍ₁ 〜Ｍ
₃ は、プロセッサ，ＤＭＡ(Direct Memory Access)コン
トローラ等のバス・マスタ、Ｓ₁〜Ｓ₃ は、メモリ，Ｉ
／Ｏ（入出力）装置等のバス・スレーブである。バス・
マスタＭ₁ 〜Ｍ₃ は、バス・スレーブＳ₁ 〜Ｓ₃ との間
でデータ転送を行うに当たり、プログラムからの要求に
よりバス使用要求を出し、バス使用許可が出たら、共有
バス１を使用する。バス調停手段２は、各バス・マスタ
Ｍ₁ 〜Ｍ₃ に設定されたバス使用優先順位に基づいて、
各バス・マスタＭ₁ 〜Ｍ₃ 間のバス使用要求の調停を行
う。

【０００４】例えば、各バス・マスタＭ₁ 〜Ｍ₃ のバス
使用優先順位が、バス・マスタＭ₃，Ｍ₂ ，Ｍ₁ の順に
高いとすると、バス・マスタＭ₁ とバス・マスタＭ₃ が
バス調停手段２に対して同時にバス使用要求を出したと
き、バス調停手段２は、バス・マスタＭ₃ にバス使用許
可を与える。しかし、既にバス・マスタＭ₁ がバス使用
中であれば、バス・マスタＭ₃ がバス調停手段２に対し
てバス使用要求を出しても、バス・マスタＭ₁ が共有バ
ス１を解放するまでは、バス・マスタＭ₃ にバス使用許
可は与えられない。しかも、バス・マスタＭ₁ が共有バ
ス１を解放するのは、バス・スレーブから返信があった
後で、例えば、データをバス・スレーブから読み出す場
合、バス・スレーブに対して読出コマンドを送った後、
バス・スレーブからデータの返送があった時である。

【０００５】そのため、バス・マスタＭ₁ によるデータ
読み出しの要求があってから、データを読み出すのに比
較的長い時間を要するバス・スレーブの場合には、その
間、他のバス・マスタＭ₂ ，Ｍ₃ は共有バス１を使うこ
とができず、共有バス１の使用効率を落としてしまうこ
とになる。特に、高速のマイクロプロセッサの登場によ
り、マイクロプロセッサとメモリとの間でさえその速度
差が問題となる最近の状況では、メモリにおいてもその
ような問題が発生する。

【０００６】そこで、特開平３−５１９４３号公報に示
されるように、処理に比較的長い時間を要するバス・ス
レーブには、コマンドの送信とそれに対する返信とを分
割して共有バス１を使用する、分割アクセスを行うよう
にする技術が提案されている。すなわち、バス・マスタ
が分割アクセス対応のバス・スレーブにアクセスする時
は、該バス・スレーブからの返信を待たずに共有バス１
を解放し、該バス・スレーブは、応答できる状態になっ
てからバスの使用権を獲得し、送信元のバス・マスタに
対して返信する。そのようにすれば、応答の遅いバス・
スレーブからの返信を待っている間に、他のバス・マス
タが他のバス・スレーブと通信を行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の技術では、１つのバス・マスタが分割アクセス
を実行している時、他のバス・マスタは、他のバス・ス
レーブにはアクセスできても、分割アクセスされている
バス・スレーブにはアクセスできない。そのため、シス
テム内に遅いＩ／Ｏ装置等が複数ある場合には、待たさ
れるバス・マスタの数が多くなってバスの使用効率が低
下するという問題点があった。特に、マイクロプロセッ
サを複数用いた所謂マルチプロセッサ環境では、その問
題がより一層大きくなる。本発明は、以上のような問題
点を解決することを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、処理を要求する複数個のバス・マスタ
と、バス・マスタに要求された処理を実行するバス・ス
レーブと、それらバス・マスタ，バス・スレーブを共通
に接続する共有バスと、該共有バスの使用権を調停する
バス調停手段とを有する情報処理装置において、前記バ
ス・マスタは、バス・スレーブに処理を要求する際に、
共有バスの使用要求を前記バス調停手段に対して発行す
るバス使用要求手段と、共有バスの使用権を獲得後、処
理を要求するコマンドをバス・スレーブに対して発行
し、共有バスを解放するコマンド発行手段とを具え、前
記バス・スレーブは、受信したコマンドを溜めておくキ
ューと、共有バスから受信した自己宛のコマンドを前記
キューに入れ、また、該キューに溜められたコマンドの
中から１つを選択して処理実行部に送るキュー管理手段
と、処理実行部の処理終了後に、処理要求元のバス・マ
スタへの返信コマンドを作成するコマンド発行手段と、
処理要求元のバス・マスタに返信コマンドを送るため、
前記バス調停手段に対して共有バスの使用要求を発行す
るバス使用要求手段とを具え、前記バス調停手段は、バ
ス・マスタより優先してバス・スレーブにバス使用権を
与えることとした。

【０００９】

【作 用】バス・スレーブでは、共有バスから自己宛
のコマンドを受信したら、キュー管理手段により、それ
をキューに格納する。また、キュー管理手段は、該キュ
ーに蓄積されたコマンドの中から１つを選択して処理実
行部に送る。処理実行部の処理が終了したら、コマンド
発行手段は、処理要求元のバス・マスタへの返信コマン
ドを作成する。また、バス使用要求手段は、処理要求元
のバス・マスタに返信コマンドを送るため、バス調停手
段に対して共有バスの使用要求を発行する。その際、バ
ス調停手段は、バス・マスタより優先してバス・スレー
ブにバス使用権を与える。

【００１０】そのように、バス・スレーブにコマンドを
溜めておくキューを設けたため、あるバス・マスタから
の要求により処理を行っているバス・スレーブでも、他
のバス・マスタから処理要求を受け付けることができ
る。すなわち、あるバス・マスタが分割アクセスを実行
している時、他のバス・マスタは、分割アクセスされて
いるバス・スレーブにもアクセスするとこができる。そ
の結果、バス・マスタは、バス・スレーブの処理が終わ
るまで待たされるということがなくなり、バスの使用効
率が低下するということはなくなる。また、バス・マス
タからの処理要求コマンドの送信より、バス・スレーブ
からの返信が優先的に行われるため、その分キューに溜
まるコマンド数が減少し、キューの段数を少なくするこ
とができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、バス・マスタとバス・スレーブの
概略の構成を示す図であり、その内、図１（イ）が、バ
ス・マスタの概略の構成を示し、図１（ロ）が、バス・
スレーブの概略の構成を示している。符号１，Ｍ₁ ，Ｓ
₁ は、図６のものに対応し、３は命令実行手段、４，１
０はバス使用要求手段、５，１１はコマンド発行手段、
６，７はバス監視手段、８はキュー、９はキュー管理手
段、１２はメモリである。

【００１２】バス・マスタＭ₁ においては、命令実行手
段３は、プログラムを解釈・実行し、バス・スレーブＳ
₁ 〜Ｓ₃ にアクセスする必要がある時には、バス使用要
求手段４に共有バス１の使用権獲得を依頼し、コマンド
発行手段５にコマンドの生成を依頼する。バス使用要求
手段４は、命令実行手段３から共有バス１の使用権獲得
を依頼されたとき、バス使用要求信号を発行し、バス調
停手段２（図６参照）からバス使用許可が得られた時に
は、それをコマンド発行手段５に通知する。コマンド発
行手段５は、命令実行手段３からのコマンド生成依頼を
受けてコマンドを生成する。また、バス使用要求手段４
からコマンド発行依頼を受けた時に、生成したコマンド
を共有バス１上に発行する。バス監視手段６は、常に共
有バス１を監視していて、共有バス１を流れるコマンド
が自己宛であると判断した時には、それを取得して、そ
れを命令実行手段３に送る。

【００１３】また、バス・スレーブＳ₁ においては、バ
ス監視手段７は、常に共有バス１を監視していて、共有
バス１を流れるコマンドが自己宛であると判断した時に
は、それを取得して、それをキュー管理手段９に伝え
る。キュー管理手段９は、バス監視手段７が取得したコ
マンドをキュー８に入れたり、リード／ライト要求コマ
ンドをキュー８から取り出して、処理実行部としてのメ
モリ１２に発行したりする。また、メモリ１２からの処
理終了を受けてバス使用要求手段１０に処理を依頼した
り、コマンド発行手段１１にメッセージを伝えて返信コ
マンドの生成を依頼したりする。

【００１４】バス使用要求手段１０は、キュー管理手段
９から共有バス１の使用権獲得依頼を受けた時には、バ
ス使用要求信号を発行し、バス調停手段２（図６参照）
から使用許可が得られた時には、それをコマンド発行手
段１１に伝える。コマンド発行手段１１は、キュー管理
手段９からのコマンド生成依頼を受けてコマンドを生成
する。また、バス使用要求手段１０からコマンド発行依
頼を受けた時に、生成したコマンドを共有バス１上に発
行する。メモリ１２は、キュー管理手段９からリード／
ライト要求を受けた時にはそれを実行し、要求された処
理が完了した時には、データと共にそのことをキュー管
理手段９に伝える。

【００１５】図２は、コマンド・フォーマットを示す図
である。図２に示すように、コマンドは、自己のＩＤ
（識別子）を書き込むフィールド，相手のＩＤを書き込
むフィールド，リード／ライトの別を書き込むフィール
ド，相手のアドレスを書き込むフィールド及びメッセー
ジを書き込むフィールドを有している。バス・マスタか
ら発行されるコマンドのメッセージ・フィールドには、
ライトの時は、ライトすべきデータが書き込まれ、リー
ドの時には、何も書き込まれない。また、バス・スレー
ブから発行される返信コマンドのメッセージ・フィール
ドには、リードの時には、メモリ１２から読み出したデ
ータまたはエラー・メッセージを書き込む。また、ライ
トの時は、エラーの時以外はコマンドを発行しない。

【００１６】図３は、キューの内容の一例を示す図であ
る。キュー８には、受信したコマンドがそのままの形で
入っており、図３に示すもののように、例えば、８段の
深さを持っているキューであれば、キューの第１段は
次にメモリ１２に送られるコマンドが入っているところ
であり、キューの第８段には、最も後にサービスされ
るコマンドが入るところである。さらに、このキュー８
には、現在、キューのどこまでコマンドが入っているか
を示すカレント・ポインタがある。

【００１７】次に、本発明の動作を説明する。命令実行
手段３は、応用プログラムからメモリ１２へのアクセス
が要求された時には、バス使用要求手段４に共有バス１
の使用権獲得を依頼し、コマンド発行手段５にコマンド
の生成を依頼する。コマンド発行手段５は、命令実行手
段３からのコマンド生成依頼を受けてコマンドを生成す
る。そして、バス使用要求手段４からコマンド発行依頼
を受けて、生成したコマンドを共有バス１上に発行す
る。コマンド発行後は、バス・マスタからの返信を待つ
ことなく、バスを解放する。

【００１８】一方、バス・スレーブ側では、バス監視手
段７が自己宛のコマンドを受信したら、それをキュー管
理手段９に通知する。該通知を受けたキュー管理手段９
では、次のような処理を行う。図４は、キュー管理手段
のコマンド格納処理を示すフローチャートである。 ステップ１…バス監視手段７が、バス・マスタＭ₁ 〜Ｍ
₃ からコマンドを受信したか否かを判別する。 ステップ２…受信したら、キュー８の第１段から第８
段までコマンドが入っていて、キュー８が満杯になっ
ているか否かを調べる。 ステップ３…満杯でなければ、カレント・ポインタをイ
ンクリメントする。 ステップ４…カレント・ポインタが指す位置に受信した
コマンドを入れる。 ステップ５…ステップ２で満杯であれば、ビジー・コマ
ンドの発行をコマンド発行手段１１に依頼する。その
際、コマンド発行手段１１では、図２に示すコマンドの
相手のＩＤのフィールドに、共有バス１上の全てのバス
・マスタへの送信を意味する“０”を入れ、メッセージ
・フィールドにビジーである旨のメッセージを入れて送
出する。

【００１９】図５は、キュー管理手段のコマンド実行処
理を示すフローチャートである。 ステップ１…キュー８にコマンドが何も入っておらず空
になっているか否かを調べる。 ステップ２…空でなければ、キューの第１段に入って
いるコマンドをメモリ１２に実行させる。 ステップ３…メモリ１２の処理が終了したか否かを判別
する。

【００２０】ステップ４…終了したら、処理要求元のバ
ス・マスタへの返信コマンドの生成をコマンド発行手段
１１に依頼する。この返信コマンドは、図２のものと同
様なフォーマットを持ち、自己のＩＤのフィールドに当
該バス・スレーブのＩＤ、相手のＩＤのフィールドに処
理要求元のバス・マスタのＩＤを書き込み、リード／ラ
イトの別を書き込むフィールド，相手のアドレスを書き
込むフィールドは空欄とする。また、メッセージ・フィ
ールドには、要求された処理がリードであった時には、
メモリ１２から読み出したデータまたはエラー・メッセ
ージを書き込む。また、ライトであった時は、書込完了
メッセージまたはエラー・メッセージを書き込む。

【００２１】ステップ５…バス使用要求手段１０に対し
て、共有バス１の使用要求を行うように処理を依頼す
る。 ステップ６…カレント・ポインタの値を−１する。 ステップ７…キュー８内にある全てのコマンドをキュー
の第１段の方向へ移動させる。 ステップ８…ビジー解除コマンドの発行をコマンド発行
手段１１に依頼する。その際、コマンド発行手段１１で
は、図２に示すコマンドの相手のＩＤのフィールドに、
共有バス１上の全てのバス・マスタへの送信を意味する
“０”を入れ、メッセージ・フィールドにビジー解除の
メッセージを入れて送出する。なお、この実施例では、
処理を簡略化するため、ビジー・コマンドが発行された
後であるか否かに関係なく、１つのコマンドの処理が実
行される毎にビジー解除コマンドを発行するようにした
が、ビジー・コマンドが発行された後である場合だけビ
ジー解除コマンドを発行するようにしてもよい。

【００２２】バス使用要求手段１０は、キュー管理手段
９から共有バス１の使用要求を行うように依頼を受けた
時には、バス使用要求信号を発行し、その結果、バス調
停手段から使用許可が得られたら、それをコマンド発行
手段１１に伝える。コマンド発行手段１１は、キュー管
理手段９からのコマンド生成依頼を受けて返信コマンド
を生成し、バス使用要求手段１０から上記通知を受けた
時に、生成した返信コマンドを共有バス１上に発行す
る。

【００２３】なお、上記実施例では、バス・スレーブＳ
₁ の処理実行部がメモリ１２である場合で示したが、本
発明は、それに限定されずＩ／Ｏ装置等の他のバス・ス
レーブでも同様に適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の情報処理装置
によれば、バス・スレーブにコマンドを溜めておくキュ
ーを設けたため、あるバス・マスタからの要求により処
理を行っているバス・スレーブでも、他のバス・マスタ
から処理要求を受け付けることができるようになった。
その結果、バス・マスタは、バス・スレーブの処理が終
わるまで待たされるということがなくなり、バスの使用
効率が低下するということはなくなった。また、バス・
マスタからの処理要求コマンドの送信より、バス・スレ
ーブからの返信を優先的に行うようにしたため、その分
キューに溜まるコマンド数が減少し、キューの段数を少
なくすることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 バス・マスタとバス・スレーブの概略の構成
を示す図

【図２】 コマンド・フォーマットを示す図

【図３】 キューの内容の一例を示す図

【図４】 キュー管理手段のコマンド格納処理を示すフ
ローチャート

【図５】 キュー管理手段のコマンド実行処理を示すフ
ローチャート

【図６】 バス・マスタ及びバス・スレーブが共有バス
に接続された状態を示す図

【符号の説明】

１…共有バス、２…バス調停手段、３…命令実行手段、
４，１０…バス使用要求手段、５，１１…コマンド発行
手段、６，７…バス監視手段、８…キュー、９…キュー
管理手段、１２…メモリ、Ｍ₁ 〜Ｍ₃ …バス・マスタ、
Ｓ₁ 〜Ｓ₃ …バス・スレーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理を要求する複数個のバス・マスタ
   と、バス・マスタに要求された処理を実行するバス・ス
   レーブと、それらバス・マスタ，バス・スレーブを共通
   に接続する共有バスと、該共有バスの使用権を調停する
   バス調停手段とを有する情報処理装置において、前記バ
   ス・マスタは、バス・スレーブに処理を要求する際に、
   共有バスの使用要求を前記バス調停手段に対して発行す
   るバス使用要求手段と、共有バスの使用権を獲得後、処
   理を要求するコマンドをバス・スレーブに対して発行
   し、共有バスを解放するコマンド発行手段とを具え、前
   記バス・スレーブは、受信したコマンドを溜めておくキ
   ューと、共有バスから受信した自己宛のコマンドを前記
   キューに入れ、また、該キューに溜められたコマンドの
   中から１つを選択して処理実行部に送るキュー管理手段
   と、処理実行部の処理終了後に、処理要求元のバス・マ
   スタへの返信コマンドを作成するコマンド発行手段と、
   処理要求元のバス・マスタに返信コマンドを送るため、
   前記バス調停手段に対して共有バスの使用要求を発行す
   るバス使用要求手段とを具え、前記バス調停手段は、バ
   ス・マスタより優先してバス・スレーブにバス使用権を
   与えることを特徴とする情報処理装置。