JPH09231163A - Ioブリッジ - Google Patents

Ioブリッジ

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JPH09231163A
JPH09231163A JP3450096A JP3450096A JPH09231163A JP H09231163 A JPH09231163 A JP H09231163A JP 3450096 A JP3450096 A JP 3450096A JP 3450096 A JP3450096 A JP 3450096A JP H09231163 A JPH09231163 A JP H09231163A
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JP
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request
bus
transfer
data
bridge
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JP3450096A
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Hiroyuki Eguchi
裕之 江口
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NEC Engineering Ltd
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NEC Engineering Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 IOバスのスループットをより向上させる。 【解決手段】 IOC60―i(i=0〜n)からのデ
ータ転送要求に対しIOブリッジ50は、要求されたデ
ータをMEM30から読出して送出する。この場合、I
OCのいずれかからデータ転送要求があったとき、その
IOCにその要求についての再試行命令を送出する。そ
して、この命令送出後に転送要求を行ったIOCからの
転送要求をマスクする。この命令送出後に転送要求にか
かるデータを内部のバッファに準備しておき、準備が完
了したときにマスクを解除する。 【効果】 マスクされている期間においては、他の下位
装置からのライト転送要求を受付けることができる。ラ
イト転送を多用するシステムにおいては、リード転送に
よるバスの占有を削減でき、IOバスのスループットを
向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はIO(Input
Output)ブリッジに関し、特にCPU(Cent
ral Processing Unit)及びMEM
(MemoryUnit)が接続されたシステムバスと
複数のIOC(Input Output Contr
oller)が接続されたIOバスとの間に接続された
IOブリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】通常、リード(READ)転送ではアド
レスを送出し、応答装置からのデータが返却されるま
で、バスは占有(インタロック)される。応答装置から
データの返却が遅れる装置においては、バスを一装置が
占有する状態となってしまうため、システムのスループ
ットを低下させてしまう。
【0003】この問題点を解決するためのバス転送方式
としてスプリット(SPLIT)転送方式(分割転送方
式)が知られている。このスプリット転送方式は、アド
レスを送出した時点でバスを解放することで、バスの占
有時間を低減し、スループットを向上させるものであ
る。
【0004】このスプリット転送をサポートするシステ
ムにおいては、送出したアドレスと応答データとを関連
づけるために、夫々の装置に対応情報の管理テーブルを
設ける必要があり、複雑なハードウェアが必要となる。
【0005】このように、IOバスにスプリット転送を
採用することは、多数のIOCにスプリット転送をサポ
ートするハードウェアを必要とすることから、非常に高
価なシステムになってしまう。このため、スプリット転
送をサポートするIOバス(Futurebus+;I
EEE896.1)も存在するものの、実際のシステム
に取り入れられた例は非常に少ない。
【0006】ところで、特開平4―264654号公報
には、バス制御装置及び方法が記載されている。かかる
公報には、上位装置からの内部処理の指示に対し、正
常、異常又はリトライの応答を行い、指示に応じた処理
を低速又は高速に行う下位装置と、下位装置に対する指
示を行いリトライ応答があると、バスサイクルを終結さ
せてバスを解放した後、改めてバス調停により再度バス
サイクルを起動する上位装置とが接続された装置におけ
るバス制御が記載されている。
【0007】この場合、指示があると、内部処理が未起
動の際に内部処理を開始し、内部処理が既起動の際にそ
の上位装置に対してリトライ応答を返し、リトライ保留
を指示する。そして、同一の上位装置からの指示がある
と、この装置に対して正常又は異常応答を作成して送出
し、かつリトライの促進を指示し、リトライ応答及びリ
トライ保留又は促進の指示に応じてリトライ実行及び待
機を行うのである。これにより、効率の良いバス制御を
実現できるのである。
【0008】しかしながら、かかる制御方式は、上位装
置から下位装置に向かった場合のバス制御方式であり、
これを上述したシステムに取り入れることはできない。
【0009】ところで、PCI(Peripheral
Component Interconnect)バ
ス等のスプリット転送をサポートしないIOバスをスプ
リット転送をサポートしたシステムバスとブリッジする
IOブリッジにおいては、IOバスからの主記憶装置に
対するデータフェッチ等(下位装置から上位装置に対す
る転送)において、その主記憶装置のデータ応答期間
中、IOバスが応答データ待ちのため占有されてしま
い、スループットが著しく低下するという問題点を抱え
ている。
【0010】これを解決するために、リトライサイクル
を利用して主記憶装置に対するフェッチデータを準備す
る方法がある。これは、上記の公報とは転送方向は異な
るが方式としては同一である。
【0011】これについて図5のフローチャートを参照
して説明する。同図には、n+1個のIOCからのバス
獲得要求BREQ(Bus Request)i(i=
0〜n)と、同IOCに対するバス獲得応答GNT(G
rant)i(i=0〜n)と、アドレス/データと、
フレーム信号FRAMEと、ライト(WRITE)又は
リードのコマンドと、データの準備が完了したことを示
すレディ信号READYと、再試行の要求を示すリトラ
イ信号RETRYとが示されている。これらの各信号は
IOバス上の信号である。
【0012】また、同図には、アドレス/データと、ラ
イト又はリードのコマンドと、応答信号(REPRY)
とが示されている。これらの各信号はシステムバス上の
信号である。
【0013】なお、同図における各信号はローアクティ
ブであるものとする。
【0014】同図に示されているように、IOCが出力
した主記憶装置に対するフェッチのアドレスを受領する
と、IOブリッジはその時点でリトライ信号により、そ
の転送を一旦終了させる(t1)。IOブリッジは、こ
のフェッチアドレスにより主記憶装置に対するフェッチ
サイクルを実行し、応答データを準備する(t2)。
【0015】主記憶装置に対するフェッチを要求したI
OCは、一定時間T待った後に再度主記憶装置に対する
フェッチを実行する(t3)。IOブリッジには、先ほ
どの転送によって、既にフェッチデータが準備されてい
る(t4)。このため、IOブリッジは、すぐに応答デ
ータを返却することができる(t5)。
【0016】この転送方式では、受け付けることができ
るリード転送要求は1つである。しかし、ライト転送は
同時に複数個受け付けることができるため(t6)、I
Oバスのトータルスループットを向上させることができ
る。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上述した図5のタイム
チャートにおいて、IOC側からのリトライを行うタイ
ミングは、IOC内部で予め設定されたリトライカウン
タに基づき、例えば1マイクロ秒後にリトライを繰返す
ように実現される。これには、ハードウェアで実現する
方法と、IOC内のマイクロプロセッサに割込んで処理
を行う実現方法とがある。
【0018】かかる場合、主記憶装置に対するフェッチ
データを最適な時間で確実に読取ることができず、スル
ープット向上の妨げになるという欠点があった。
【0019】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的はIOバスのス
ループットをより向上させることのできるIOブリッジ
を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明によるIOブリッ
ジは、複数の下位装置からのデータ転送要求に対して要
求されたデータを送出するIOブリッジであって、前記
複数の下位装置のいずれかの装置からデータ転送要求が
あったとき該装置にその要求についての再試行命令を送
出する再試行命令送出手段と、この命令送出後に前記転
送要求を行った下位装置からの転送要求をマスクするマ
スク手段と、前記命令送出後に前記転送要求にかかるデ
ータを準備するデータ準備手段と、この準備が完了した
ときに前記マスクを解除する手段とを含むことを特徴と
する。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の作用は以下の通りであ
る。
【0022】スプリット転送をサポートしたシステムバ
スとスプリット転送をサポートしないIOバスとを接続
するためのIOブリッジにおいて、複数の下位装置から
のデータ転送要求に対して要求されたデータを送出す
る。この場合、複数の下位装置のいずれかの装置からデ
ータ転送要求があったときその装置にその要求について
の再試行命令を送出する。そして、この命令送出後に転
送要求を行った下位装置からの転送要求をマスクする。
この命令送出後に転送要求にかかるデータをバッファに
準備しておく。この準備が完了したときにマスクを解除
する。マスクされている期間においては、他の下位装置
からのライト転送要求を受付けることができる。
【0023】次に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
【0024】図1は本発明によるIOブリッジの一実施
例の構成を示すブロック図である。図において、本発明
の一実施例によるIOブリッジは、複数のCPU10及
び20並びにMEM30が接続されたシステムバス40
と、下位装置である複数のIOC60―0、IOC60
―1、…及びIOC60―nが接続されたIOバスとの
間に接続されている。そしてIOブリッジ50がシステ
ムバス40によって接続されている。
【0025】IOブリッジ配下にはIOバスを経由して
複数のIOC60―0、IOC60―1、…及びIOC
60―nが実装されている。システムバスには、リード
転送に対してスプリット転送機能がインプリメントされ
ているものとする。一方、ハードウェアを簡略化するた
めに、IOバスにはスプリット転送機能がインプリメン
トされていないものとする。なお、複数のCPU10及
び20が設けられ、マルチCPU構成になっているの
は、IOCを共有することにより、コストパフォーマン
スを向上させるためである。
【0026】かかる構成において、IOC60―0がシ
ステムバス上の主記憶装置装置30にリード転送を要求
する場合、まずIOバスを獲得すべくバス獲得要求BR
EQ0をIOブリッジ50内のIOバス調停回路100
に対して出力する。IOバス調停回路100は、任意の
調停アルゴリズムに基づき、調停を実行し、IOC60
―0に対してバス獲得応答GNT0を出力する。IOC
60―0はバス使用権を獲得した後にバスに対してリー
ド要求を実行する。
【0027】以上の動作について図2を参照して説明す
る。図2は図1のIOブリッジの動作を示すタイムチャ
ートであり、図5と同等部分は同一符号により示されて
いる。なお、同図における各信号はローアクティブであ
るものとする。
【0028】IOブリッジ内のスプリット制御部110
は、IOバス獲得要求されたリード転送(t0)を認識
すると、IOバスに対してまずリード要求にすぐには答
えられないことを示すリトライ要求を出力する(t
1)。それと同時にスプリット制御部110は、IOC
60―0のバス獲得要求BREQ0を抑止すべく、マス
ク信号(mask)0をセットする(t2)。
【0029】以降、IOC60―0からのバス獲得要求
は、このマスク信号0がセットされていることにより
(t3)、IOバス調停回路100には入力されない。
IOブリッジは、スプリット制御部110により主記憶
装置装置へのリード転送の要求アドレスをシステムバス
に送出し(t4)、応答データを待つ。
【0030】主記憶装置装置からの応答データを受付け
ると(t5)、そのデータをバッファに格納する。そし
て、スプリット制御部110はマスク信号0を解除し
(t6)、IOバス調停部100に対してIOC60―
0の調停を開始する。
【0031】一方IOC60―0は、リトライ要求(t
1)により、一旦はIOバスを解放するが再度要求BR
EQ0をセットし、IOバス獲得要求を続ける。しか
し、マスク信号0がセットされていることにより(t
3)、IOブリッジ50内のIOバス調停回路100に
てこの要求が受付けられないため、IOC60―0は待
たされ続ける。
【0032】IOバス調停回路100による調停の結
果、IOC60―0が再度バス使用権を得ると(t
7)、IOC60―0がバス獲得要求を行い、再度リー
ド転送要求を行う。すると、IOブリッジ50内のバッ
ファに既に準備されていた主記憶装置30のデータがI
OC60―0に送出される(t8)。
【0033】IOブリッジ50は、IOC60―0から
のスプリット転送中にも他のIOC60―1からの主記
憶装置に対するライト転送を受付けることができる(t
9)。このため、ライト転送を多用するシステムにおい
ては、リード転送によるバスの占有が削減され、IOバ
スのスループットを向上させることができるのである。
【0034】またスプリット制御部110は、IOC6
0―nからのIOバス獲得要求されたリード転送(t1
0、t12、t14)を認識すると、IOバスに対し同
様にリトライ要求を出力する(t11、t13、t1
5)。この場合も同様に、マスク信号nがセットされて
いることにより(t16)、IOバス調停回路100に
は入力されない。IOブリッジは、スプリット制御部1
10により主記憶装置装置へのリード転送の要求アドレ
スをシステムバスに送出し(t17)、応答データを待
つ。
【0035】ここで、IOバス調停回路100の内部構
成について説明する。図3は、IOバス調停回路100
の内部構成例を示すブロック図であり、図1及び図2と
同等部分は同一符号により示されている。
【0036】図に示されているIOバス調停回路100
は、リクエスト信号REQn側よりもリクエスト信号R
EQ0側の方が優先度の高い調停を行う回路である。
【0037】図中のIOバス調停回路100は、各リク
エスト信号REQ0〜REQnに対応して設けられたア
ンドゲート12―0〜12―nと、これら各アンドゲー
ト12―0〜12―nの出力に対応して設けられたフリ
ップフロップ(以下、F/Fと呼ぶ)13―0〜13―
nと、全てのF/F13―0〜13―nのイネーブル状
態を制御するためのF/F14とを含んで構成されてい
る。なお、同図においては、各F/Fへのクロック入力
は省略されている。
【0038】アンドゲート12―1の反転入力端子に
は、対応するリクエスト信号REQ1よりも優先度の高
いリクエスト信号REQ0に対応するアンドゲート12
―0の出力が入力されている。また、アンドゲート12
―2の反転入力端子には、対応するリクエスト信号RE
Q2よりも優先度の高いリクエスト信号REQ0に対応
するアンドゲート12―0及びリクエスト信号REQ1
に対応するアンドゲート12―1の出力が入力されてい
る。同様に、アンドゲート12―nの反転入力端子に
は、対応するリクエスト信号REQ2よりも優先度の高
いリクエスト信号REQ0〜REQ(n−1)に対応す
るアンドゲート12―0〜12―(n−1)の出力が入
力されている。つまり、あるリクエスト信号が入力され
ている場合、そのリクエスト信号よりも優先度の低いリ
クエスト信号は、夫々対応するアンドゲートによって抑
止され、対応するF/Fに入力されない。これにより、
リクエスト信号REQ0〜REQnの調停が行われるの
である。
【0039】各アンドゲート12―0〜12―nの出力
は、対応するF/F13―0〜13―nに入力されて保
持される。これらF/F13―0〜13―nの保持出力
は、GNT0〜GNTnとして対応するIOC60―0
〜60―nに入力されると共にスプリット制御部110
に入力される。
【0040】F/F13―0〜13―nには夫々イネー
ブル端子Eが設けられており、全イネーブル端子Eには
F/F14の反転Q出力が入力されている。このF/F
14はRS型のF/Fであり、そのセット端子には上述
したフレーム信号FRAMEが、またリセット端子には
レディ信号READYが入力されている。
【0041】したがって、フレーム信号FRAMEが入
力されてF/F14がセット状態になると、F/F14
の反転Q出力はローレベルになる。これにより、F/F
13―0〜13―nはディセーブル状態となる。また、
レディ信号READYが入力されてF/F14がリセッ
ト状態になると、F/F14の反転Q出力はハイレベル
になる。これにより、F/F13―0〜13―nはイネ
ーブル状態となり、対応するアンドゲートの出力を保持
できる状態になる。つまり、F/F14の出力はバスビ
ジー信号BSY(ローアクティブ)となるのである。
【0042】次に、スプリット制御部110及び要求マ
スク回路90の内部構成について説明する。図4は図1
中のスプリット制御部110及び要求マスク回路90の
内部構成例を示すブロック図であり、図1及び図2並び
に図3と同等部分は同一符号により示されている。
【0043】図において、要求マスク回路90は、各バ
ス獲得要求BREQ0〜BREQnに対応して設けられ
たマスク回路90―0〜90―nを含んで構成されてい
る。各マスク回路90―i(i=0〜n)は、反転回路
90―i1(i=0〜n)と、その反転回路90―i1
の出力及び対応するバス獲得要求BREQi(i=0〜
n)を入力とするアンドゲート90―i2(i=0〜
n)とを含んで構成されており、アンドゲート90―i
2の出力がIOバス調停回路100へのリクエスト信号
REQi(i=0〜n)となる。
【0044】一方、スプリット制御部110は、バス獲
得応答GNTi(i=0〜n)とリード信号READと
の論理積信号であるGNTi*READをセット入力S
とし、かつ出力Qをマスク信号として反転回路90―i
1に与えるF/F11―i(i=0〜n)を含んで構成
されている。なお、F/F11―iのリセット入力Rに
はリード転送応答信号が入力されている。
【0045】また、スプリット制御部110は、システ
ムバスに対して送出するアドレスを保持するアドレスレ
ジスタ80と、システムバスから受けとったデータを順
に保持するデータバッファ70とを含んで構成されてい
る。
【0046】データバッファ70には準備されたデータ
が保持され、そのデータは順にIOバス85に出力され
る。なお、このデータバッファ70は、先入れ先出し構
成にすれば良い。
【0047】かかる構成において、バス獲得応答信号G
NTiとリード信号READとが共に有効になっている
場合に限り、F/F11―iがセット状態になる。これ
により、F/F11―iの出力Qがマスク信号i(i=
0〜n)として各マスク回路90―iに入力される。こ
のマスク信号iが入力されている間は、反転回路90―
i1及びアンドゲート90―i2によってバス獲得要求
信号BREQiが抑止される。したがって、この抑止さ
れている間は、IOバス調停回路100へリクエスト信
号REQiが入力されない。よって、この抑止されてい
る間は他のIOCからの主記憶装置に対するライト転送
を受付けることができ、ライト転送を多用するシステム
においては、リード転送によるバスの占有が削減され、
IOバスのスループットを向上させることができるので
ある。
【0048】これら図3及び図4を参照し本IOブリッ
ジの動作についてさらに説明する。
【0049】IOバス85配下のIOCがリード要求を
送出すると、IOブリッジはIOバスに対し、この転送
をリトライサイクルとすべく、リード要求を発行したI
OCに対してリトライ要求信号を送出する。このリトラ
イ要求を受取ったIOCは、一旦バスを解放する。IO
ブリッジは、リトライ要求を発行したIOCからのバス
獲得要求信号をマスクすべく、F/F11―i(i=0
〜n)をセット状態にする。IOCはリトライサイクル
でバス転送が終結したことを受けて、再度バス獲得要求
信号を出力するが、この要求はIOブリッジ内のマスク
回路90で抑止され、動作が保留されるのである。
【0050】IOブリッジは、リード要求のアドレスに
要求IOC番号を保持してシステムバス40にバス要求
を行う。システムバス40からリード要求が返ってくる
と、IOブリッジは、F/F11―iをリセット状態に
し、IOCからのバス要求を受付ける。IOCは再度リ
ード要求を発行するが、既に応答データがIOブリッジ
内のバッファ70に存在するため、高速にデータの返却
を行うことができるのである。
【0051】要するに本IOブリッジは、リード要求に
対してリトライ応答を行う機能と、リトライ時にIOブ
リッジ内のバス調停回路に対するバス獲得要求をマスク
する機能とを設けているので、主記憶装置に対するフェ
ッチデータを読取る時間を短縮でき、かつIOCからの
スプリット転送中にも他のIOCからの主記憶装置に対
するライト転送を受付けることができるのである。よっ
て、ライト転送を多用するシステムにおいては、リード
転送によるバスの占有を削減でき、IOバスのスループ
ットを向上させることができるのである。
【0052】請求項の記載に関連して本発明は更に次の
態様をとりうる。
【0053】(1)前記制御手段は、前記ゲート回路を
信号抑止状態に制御する信号を保持するフリップフロッ
プを含むことを特徴とする請求項2記載のIOブリッ
ジ。
【0054】(2)前記読出手段は、前記転送要求にか
かるデータをスプリット転送によって読出すことを特徴
とする請求項3記載のIOブリッジ。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、リード要
求に対してリトライ応答を行い、これに対するリトライ
時にバス獲得要求をマスクすることにより、あるIOC
からのスプリット転送中にも他のIOCからのライト転
送を受付けることができるという効果がある。このた
め、ライト転送を多用するシステムにおいては、リード
転送によるバスの占有を削減でき、IOバスのスループ
ットを向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるIOブリッジの構成を示
すブロック図である。
【図2】図1のIOブリッジの動作を示すタイムチャー
トである。
【図3】図1中のIOバス調停回路の内部構成例を示す
ブロック図である。
【図4】図1中のスプリット制御部及び要求マスク回路
の内部構成例を示すブロック図である。
【図5】従来のIOブリッジの動作を示すタイムチャー
トである。
【符号の説明】
10、20 CPU 30 MEM 40 システムバス 50 IOブリッジ 60―0〜60―n IOC 85 IOバス 90 要求マスク回路 100 IOバス調停回路 110 スプリット制御部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の下位装置からのデータ転送要求に
    対して要求されたデータを送出するIOブリッジであっ
    て、前記複数の下位装置のいずれかの装置からデータ転
    送要求があったとき該装置にその要求についての再試行
    命令を送出する再試行命令送出手段と、この命令送出後
    に前記転送要求を行った下位装置からの転送要求をマス
    クするマスク手段と、前記命令送出後に前記転送要求に
    かかるデータを準備するデータ準備手段と、この準備が
    完了したときに前記マスクを解除する手段とを含むこと
    を特徴とするIOブリッジ。
  2. 【請求項2】 前記マスク手段は、前記複数の下位装置
    からの前記データ転送要求の信号線に挿入されるゲート
    回路と、このゲート回路を信号抑止状態に制御する制御
    手段とを含むことを特徴とする請求項1記載のIOブリ
    ッジ。
  3. 【請求項3】 前記データ準備手段は、前記転送要求に
    かかるデータを主記憶装置から読出す読出手段と、この
    読出したデータを保持するバッファとを含むことを特徴
    とする請求項1又は2記載のIOブリッジ。
JP3450096A 1996-02-22 1996-02-22 Ioブリッジ Pending JPH09231163A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007087247A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Nec Electronics Corp バス制御システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007087247A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Nec Electronics Corp バス制御システム

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