JPH10503041A - バス結合遅延時の調停方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 データリンクを介して接続された２つの結合装置により、調停可能な２つのバスセグメントを接続する方式である。この場合、両方の結合装置のうちそのつど一方の結合装置が調停権限をもっており、調停権限をもたない結合装置を有するバスセグメント上では、調停フェーズの開始にあたりバスアクセスの試行が中止される。

Description

【発明の詳細な説明】 バス結合遅延時の調停方式 産業上の利用分野 本発明は、調停の行われるバスシステムの結合方式に関する。 従来の技術 "Small Computer System Interface"(SCSI)のようなバスシステムによれば調 停を行わせることができ、つまり接続されている各機器による優先度制御された ダイナミックなバス割り当てが可能である。このバスシステムの長さは、所定の 応答時間により制限されている。２つの短いバスセグメントをたとえば光結合部 を介し障害に対する信頼性を伴って接続するバス結合装置もたしかに可能である が、このような接続も、オプティカルリンクによればｋｍ範囲の距離でも可能で あるにもかかわらず、信号の伝播遅延時間によってその長さが数メートルに制限 されている。 したがって本発明の課題は、トランスペアレントに、つまり規定されているプ ロトコルに完全に従いながら２つのバスセグメントを結合し、しかもリンク部分 における伝播遅延時間が大きくてもいっそう確実な調停を行えるようにしたバス 結合方式を提供することにある。 発明の概要 本発明は、調停の行われるバスシステムによって調停シーケンスの中断を許可 することに基づくものである。２つのバスセグメントを結合する２つの結合ユニ ットは必要に応じて、調停に対する権限を互いに伝達し合う。一方のバスセグメ ントにおいて調停を試みたとき、そのバスセグメントの結合ユニットが調停に対 する権限をもっていれば、調停は通常どおり実行される。結合ユニットが権限を もっていなければ、その結合ユニットは他方の結合ユニットに対し権限を要求し 、同時に調停を中断させる。バスアクセスを試みた機器は、その試行を短時間後 に繰り返す。遠隔のバスセグメントがアクティブ状態になかったならば、その遠 隔の結合ユニットはただちに調停権限を送出する。この場合、この調停権限は、 アクセスを試みた機器の次回の試行時に利用可能となる。遠隔のバスセグメント がアクティブ状態にあったならば、バス結合を介してこちら側のセグメントもア クティブであり、バスが非アクティブ（開放）状態になった後に機器はアクセス の試行を繰り返す。 図面の簡単な説明 図１は、結合装置の設けられた２つのバスセグメントと３つの機器の配置構成 を示す図である。 図２は、結合装置の概略図である。 図３は、本発明による調停のシーケンスを示す図で ある。 発明の詳細な説明 図１にはバス結合の構造が示されている。この場合、２つの結合ユニットＫＥ ＡとＫＥＢがリンクＬＮＫを介して互いに接続されており、この構成については あとで説明する。ＳＥＧＡとＳＥＧＢは２つのバスセグメントであって、これら は結合ユニットＫＥＡおよびＫＥＢを介して接続されている。セグメントＳＥＧ Ａには２つの機器ＤＥＶ１とＤＥＶ２が接続されており、セグメントＳＥＧＢに は機器ＤＥＶ３が接続されている。他の機器も同じようにして接続される。ここ ではバスセグメントのうち、以下の説明で重要となるデータラインＤ０．．Ｄ８ とコントロールラインＳＥＬ，ＢＳＹおよびＩ／Ｏのみが示されている。これ以 外にもコントロールラインが設けられているが、それらは本発明に関しては重要 でなく、したがって見やすくするためここには示されていない。 同じセグメントにおける２つの機器たとえばＤＥＶ１とＤＥＶ２の接続は、ユ ーザデータ伝送用の結合装置ＫＥＡおよびＫＥＢを必要とせずに行われる。各セ グメント間の接続たとえばＤＥＶ１からＤＥＶ３への接続のためには、ユーザデ ータ伝送用の結合装置が必要である。しかし第１の事例でも状態の伝送は行われ る。簡単にするため、ユーザデータの伝送は一般的でありかつ欠点を伴わないも のとする。以下の説明では バスシステムとして"Small Computer System Interconnect",SCSI を採用し、こ れはたとえば ANSI-Standard X3.131-1986 に記載されており、以下ではこれが 周知のものであるとする。 ＳＣＳＩバスは８つの異なる機器までを作動させることができ、それらの機器 には調停中、８つのデータラインＤ０．．Ｄ７のうちの１つが割り当てられる。 データラインはオープンコレクタのドライバにより駆動され、これによりバスに おいて信号のワイヤードＯＲ処理が行われて許可される。パリティビットのため の可能な付加的データラインは、この実施例では用いられない。 さらに信号ラインＢＳＹ，ＳＥＬおよびＩ／Ｏが設けられている。ＳＣＳＩ仕 様ではさらに別のコントロールラインが挙げられており、それらについては代わ りにコントロールラインＩ／Ｏが示されている。調停のためには信号ＳＥＬとＢ ＳＹのみが重要である。これらの信号も、オープンコレクタのドライバを介して ワイヤードＯＲ処理で駆動される。これらのコントロールラインは、２つのディ ジタル状態つまりＬすなわち”否定”およびＨすなわち”肯定”をとることがで きる。コントロールラインにおけるこれらの状態の種々の可能な組み合わせを、 バス状態と称する。 バスシステムのアイドル状態は、信号ＳＥＬとＢＳＹの双方がＬであることに よってシグナリングされる 。機器ＤＥＶ１は、信号ＢＳＹをＨにセットし同時にその機器のアドレスに対応 するビットをデータライン上でアクティブにすることで、１つの調停サイクルに おいてバスの利用を要求する。まえもって定められた一定の待機時間後であり２ ．２μｓの調停遅延後、この機器は、より大きい数値のビットがアクティブにな っているか、あるいは自身でセットしたビットが最も大きい数値のものであるか をチェックする。前者であれば、いっそう優先度の高い機器が制御を引き継ぎ、 後者であれば、制御の権限は要求を行った機器におかれる。制御の権限を有する 機器は信号ＳＥＬをＨにセットし、バスシステムの制御を引き継ぐ。これで調停 処理が終了する。これに続いてデータ転送のためのバス状態が続き、これはアイ ドル状態ＩＤＬＥへの移行により終了する。信号Ｉ／Ｏおよび他の信号のセット により、バス状態がデータ転送のためにセットされ、周知のようにしてデータラ インを用いてデータ伝送が実行される。このような調停方式によって確実にされ ることは、一度にただ１つの機器だけしかバスの制御機能を引き継がないことで ある。他の機器は再びアイドル状態になるまで待機し、その後、１つの調停サイ クルにおいて制御権限を獲得しようとする。 結合装置ＫＥＡは、それに対応づけられているバスのバス状態を連続的に監視 する。この場合、機器ＤＥＶ１によりＢＳＹのアクティブ化が検出される。それ に続いてリンクＬＮＫを介して遠隔の結合装置ＫＥＢへ、新たなバス状態とデー タラインの状態を含むメッセージが送達される。遠隔の結合ユニットＫＥＢの方 では、いわば機器ＤＥＶ１の代理として新たなバス状態に切り替え、データライ ンをセットする。偶然同時に、遠隔のバスセグメントＳＥＧＢに対し機器ＤＥＶ ３がバスの確保を試みているならば、遠隔の結合ユニットＫＥＡはこのことを検 出して結合ユニットＫＥＡへメッセージを送達する。そして結合ユニットＫＥＡ の方はバスセグメントＳＥＧＡ上にバスセグメントＳＥＧＢと同じ状態を生成し 、機器ＤＥＶ１がバスの確保を行わないよう妨げる。結合装置ＫＥＡとＫＥＢと の間のメッセージ交換は、２．４μｓの所定の時間制限内に少なくとも１つのメ ッセージを送出して第２のメッセージを送り戻せるような速さで行う必要のある ことは明らかである。規定されたロギングおよびセットリング時間によって、こ のインターバルはさらに短くされる。したがって、リンク部分の伝播遅延時間は ２００ｎｓよりも小さく抑えられている。光導体と同様、ライン接続された電磁 波は、１ｋｍあたり５μｓよりも大きい遅延時間を有しているので、従来技術に よれば２５ｍ以上の長さのリンクは不可能である。 後続のデータ転送フェーズにおいて、同じようにして結合装置ＫＥＡおよびＫ ＥＢによりバス状態のそのつどの変化が捕捉され、それらはメッセージによって 個々の別の結合装置へ供給され、それらの結合装置によってそれらに接続された バスがそのつどの変化に設定される。 図２には、結合装置に関する回路が略示されている。メッセージの伝送は光導 体３２，４０を介して行われ、それらの光信号は Siemens 社のタイプＶ２３８ ０５−Ｅ２−Ｔ５およびＶ２３８００−Ｓ２−Ｔ５の受光装置４１および送信機 ３１を介して電気信号に変換され、ＡＭＤ社によるタイプＡＭ７９１６８および ＡＭ７９１６９の”TAXI Chip”と称するシリアル／パラレル変換器３０，４２ により変換が行われる。これらの素子によって、両方の結合装置の各々は別の結 合装置へ１０ｂｉｔ幅のメッセージを全２重モードで伝達できる。 コントローラ２５は、信号ラインＳＥＬ，ＢＳＹおよびＩ／Ｏにより示される 制御されたバス２０の状態を監視し、これはその状態が変換器２６により符号化 され、これまで有効でありメモリ２８に記憶されていた状態と比較器２７によっ て比較されることで行われる。状態が同じでなければ、状態の数値がリンク４９ を介して読み出され、リンク５１を介して比較メモリに書き込まれる。同時に、 コントローラ２５とマルチプレクサとの間のリンク５２を介して、この新たな状 態の数値が送信ＴＡＸＩ３０のデータ入力側へ加えられ、次にこれはストローブ ５３により状態を送信する よう促される。その直後、マルチプレクサ２９はスイッチバックされ、第２のス トローブにより送信ＴＡＸＩに対しデータ信号の値も伝達される。この場合、１ ０番目のビットがマルチプレクサによって、データ信号ではＬにあり状態数値で はＨとなるよう結線される。 受信側ではシリアル信号が受信ＴＡＸＩ４２においてパラレルに処理され、ス トローブ５４によってコントローラに通報され、コントローラはこれをリンク５ ５を介して評価できる。１０番目のビットがＨであれば変化のなされた状態であ り、この状態はコントローラにより内部に記憶され、リンク５７を介してメモリ ４５に書き込まれ、新たな状態信号がセットされる。１０番目のビットがＬであ ればデータワードが存在していることになり、これはストローブ信号５６を介し てメモリ４４に転送され、そこからデータバス２１に加えられる。その際、既述 のように、定められたバスプロトコルによって、まずはじめに新たな状態がアク ティブにされて次に新たなデータがアクティブにされるのか、あるいはその逆に 、まずはじめに新たなデータがアクティブにされて次に新たな状態がアクティブ にされるのかが判定される。 つまり、結合ユニットにより交換される２つの形式のメッセージがある。すな わち、データバスの変更された状態を含むデータメッセージと、変更されたバス 状態を表す状態メッセージとである。バス状態の個数はデータ状態の個数よりも ずっと少ないので、状態メッセージのためにすべての可能な符号化は使い尽くさ れない。 これまで述べてきたプロセスはいかなるバス結合にもあてはまるものであり、 つまり従来技術についてもあてはまるものである。本発明はコントローラの動作 に係わるものであり、本発明によればコントローラは状態変更に基づき作動され る。図３には、本発明に係わる範囲でそのシーケンスが示されている。 各コントローラは、それが調停権限を有する状態Ａにあるかまたは、それが調 停権限を有していない状態Ｂにある。ステップ６２において、調停権限を有する コントローラは２つのイベントのうち一方のイベントすなわち調停サイクルを開 始させるバス上での状態変化を待つ。これはＢＵＳ ＡＱと呼ばれ、状態変化と してリンク５０および４９を介して得られる。択一的にリンク５４および５５を 介して、受信ＴＡＸＩからメッセージＴＯＫ ＲＱを到来させることもできる。 最初の事例（ＢＵＳ ＡＱ）の場合、ステップＢＵＳ ＣＹＣ ６４において通常 のバスサイクルが進行し、それに属するデータがリンクを介して送信される。２ 番目の事例の場合、隔たったステーションに接続されているバスにおける機器が 調停サイクルを開始し、後で述べるが破線の矢印６８で示されているように、メ ッセージＴＯＫ ＲＱを送信する。このメッセージは許可された状態変更のセッ トに属するものではなく、まだ利用し尽くされていない可能な符号化のセットか ら取り出されたものである。コントローラはこのメッセージを検出し、データ内 容をコントロールラインにもデータバスにも供給するのではなく、単にメッセー ジを内部的に評価するだけである。これに対する応答としてコントローラ自体は メッセージＴＯＫ ＧＮＴを生成し、それに応じてマルチプレクサ２９を切り替 え、そのメッセージを遠隔のステーションに送信する。このメッセージも、まだ 使用し尽くされていない可能な符号のセットから取り出される。このコントロー ラは調停権限をもはや有していないので、コントローラは調停権限のない状態Ｂ ，６１へ移行する。 この状態は、遠隔のステーションがその状態にあってステップ６３で２つのイ ベントのうちの一方を待っている状態である。破線の矢印６９で示されたメッセ ージＴＯＫ ＧＮＴの到来によってコントローラは調停権限を受け取り、調停権 限をもつ状態Ａ，６０へ移行する。以上で、可能な状態変化はすでに説明した。 メッセージＴＯＫ ＧＮＴの到来の代わりに、調停権限のない１つのステーシ ョンにおいて、固有のバスにおける機器が調停サイクルを開始することもできる 。このことは、既述のようにしてコントローラにより検出される。リンク５７お よびメモリドライバ４５を 介したコントロールラインのセットにより、あとで詳しく説明するように、調停 サイクルが中止される。同時にコントローラは破線６８で示されているように、 ステップ６７においてトークンリクエストＴＯＫ ＲＱをトークン送出と同じよ うにして遠隔のコントローラへ送信する。メッセージＴＯＫ ＧＮＴを受信する まで、コントローラは状態Ｂ，６１のままである。トークンリクエストＴＯＫ ＲＱの受信は、遠隔のステーションにより既述のようにして処理される。バスサ イクル６４が実行されている間、あるコントローラにトークンリクエストが到来 すると、このリクエストはコントローラにおいてバスがアイドリング状態にある 間、メモリに記憶されており、次にはじめて権限が出される。これに応じて権限 のないステーションは、トークンメッセージが到来するまでバスサイクルを中止 する。 調停の中止は、８００ｎｓの”バス・クリア・ディレイ”内での信号ＳＥＬの 早期のセットにより行える。このプロセスは結合ユニットによりその固有の状態 に基づき判定できるので、伝達ラインにおける伝播遅延時間とは無関係に常に適 時に行うことができる。 既述の結合において、同じバスセグメントにおける２つの機器の通信にあたっ ても、そこに接続されている機器がデータを評価しないにもかかわらず、遠隔の バスセグメントにおけるバス状態が生成される。この ことは、各機器が遠隔のバスセグメントにおいて調停サイクルを始めないように する目的で必要である。調停において宛先アドレスが既知でなく調停後の中止が 不可能であるようなＳＣＳＩバスの場合、このことは不可避でもある。 調停において宛先アドレスも得られているような別のバスシステムの場合、各 結合ユニットを次のように構成することができる。すなわち、それらの結合ユニ ットが、そのバスセグメントに接続された機器のアドレスに関する場合によって はダイナミックに構築されるテーブルを有するようにし、バスセグメントにおい て局所的に進行可能な接続にあたり調停フェーズ中はそれを中止しないように構 成できる。宛先アドレスがそのようなテーブル中になく結合装置が調停権限を有 していなければ、その結合装置は調停を中止し、既述のようにして権限を要求す る。 既述の１０ｂｉｔ幅のメッセージ伝達の代わりに、データと状態とが同時に伝 達されるたとえば１６ｂｉｔ幅の伝達を用いることもできる。この場合、８ｂｉ ｔのデータでありデータに対し１ｂｉｔのパリティであれば、状態のために７ｂ ｉｔが残される。両方のメッセージＴＯＫ ＲＱとＴＯＫ ＧＮＴの場合、コント ローラはデータ部分を無視する。 結合としてポイント・ツー・ポイント接続の代わりに、複数の加入者を有する １つのバスシステムを用い ることも可能である。この場合、そのようなバスシステムにおけるアドレッシン グにより、ＴＯＫ ＲＱのリクエスタがわかる。そしてそれに対しＴＯＫ ＧＮＴ が送達される。光ファイバシステムＦＤＤＩは、伝送レートが高く伝達時間が保 証されていることから、殊に適している。 さらに、結合装置を接続する機構における伝達時間が既知でない場合にも、本 発明を適用することができる。これはたとえば、イーサネットないしＩＥＥＥ８ ０２．３を介した結合の行われる場合である。イーサネットを介したメッセージ 伝達の場合には、たとえばネットワーク上の衝突により、遠隔の結合ユニットへ メッセージを送達できるまで別の送信試行が必要となる可能性がある。したがっ て本発明によれば、既述の特性ゆえにこれまで全く不可能であったイーサネット リンクを介したＳＣＳＩバスシステムの結合も行える。 このように本発明によれば、３つまたはそれよりも多くのバスセグメントから 成る接続も可能となる。複数の結合装置のうち１つだけが調停権限を有する。他 のすべての結合装置に対し同時にリクエストを送信するためには、ネットワーク の同報通信（"broadcast"）機能が用いられる。あるいは権限を引き渡す結合装 置が別の複数の結合装置へ、権限が他の１つの結合装置に移されたという第３の メッセージを送信する。 これまでＳＣＳＩバスシステムに基づき本発明を説明してきた。このようなＳ ＣＳＩバスシステムでは、調停フェーズに対しそれよりも長いデータ転送フェー ズの続くことが多く、その間、送信を行う機器はバスを開放しない。データ伝送 フェーズ中、競合するアクセス試行によって妨害されない接続が期待される。こ のことは同じようにして、やはり調停が行われその中止を許可するマルチバスＩ ＩやＶＭＥバスのような他のバスシステムについても成り立つ。アドレスフェー ズ中に調停の行われるＩ²Ｌシステムも、本発明によって結合することができる 。 さらに、接続すべきバスシステムが同じではないが調停中に遮断できるように することも考えられる。この場合、２つの結合ユニットのうちの一方がプロトコ ル変換を実行する必要がある。このことは、第１のバスシステムのそのつどのバ ス状態に対し第２のバスシステムの対応のバス状態をテーブルに格納し、変換を 行う結合ユニットがそのテーブルに従い周知のプログラミング技術に従って状態 を変換することによって行える。したがってたとえば、８ｂｉｔのデータ幅をも つＳＣＳＩ−Ｉから１６ｂｉｔのデータ幅をもつＳＣＳＩ−ＩＩへの接続が可能 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．それぞれ１つのバスセグメントにつなげられており互いに接続されている結 合ユニットの結合方式において、 各結合装置（１４，１５）は実質的に同じ形式であり、 各バスセグメント（ＳＥＧＡ，２０，ＳＥＧＢ，２０′）はそれぞれ１つの 調停手順を利用し、 個々の調停手順は個々の結合ユニットによる中止（ＣＡＮ，６６）を、結合 ユニットがそれとつながっているバスシステムを介して制御権を受け取ることな く許可し、 複数の結合ユニットのうち最大限１つの結合ユニットが、調停の権限の付与 された状態Ａ（６０）を有するのに対し、他のすべての結合ユニットは、調停の 権限の付与されていない状態Ｂ（６１）を有し、 １つの結合ユニットが権限の付与されていない状態Ｂにあれば、該結合ユニ ット自体がそれとつながっているバスセグメントにおけるすべての調停を、該バ スセグメントを介して制御権を受け取ることなく中止し、少なくとも１つのリク エスト（ＴＯＫ ＲＱ）を調停の権限の付与されている状態Ａにある結合ユニッ トへ少なくとも送達し、 権限の付与されている状態Ａにある結合ユニットがリクエスト（ＴＯＫ Ｒ Ｑ）を受信すると、該結合ユニットはリクエストした結合ユニットへ権限（ＴＯ Ｋ ＧＮＴ）を送達し、同時に権限の付与されていない状態Ｂへ、それとつなが っているバスセグメントを励起することなく移行し、 権限（ＴＯＫ ＧＮＴ）の受信により、結合ユニットは権限の付与された状 態Ａへ移行することを特徴とする、 結合ユニットの結合方式。 ２．前記リクエスト（ＴＯＫ，ＲＱ）は必要に応じて記憶され、つながっている バスセグメント上で調停が可能になってはじめて権限（ＴＯＫ，ＧＮＴ）が送達 される、請求項１記載のバス結合方式。 ３．バスセグメントが開放されている付加的な待機時間は前記権限（ＴＯＫ Ｇ ＮＴ）が出される前まで経過する、請求項２記載のバス結合方式。 ４．前記バスセグメントは、”スモール・コンピュータ・システム・インタフェ ース（Small Computer System Interface）”ＳＣＳＩを使用する、請求項１〜 ３のいずれか１項記載のバス結合方式。 ５．調停の中止は、調停フェーズの開始時たとえば”バス・セット・ディレイ（ Bus Set Delay）”時間の経過前に、結合ユニットによる信号ＳＥＬのアクティ ブ化によって行われる、請求項４記載のバス 結合方式。 ６．各結合ユニットを接続するため、グラスファイバリンクを介した光学的伝送 が用いられる、請求項６記載のバス結合方式。 ７．各結合ユニットを接続するため光ファイバシステムＦＤＤＩが用いられる、 請求項６記載のバス結合方式。 ８．各結合ユニットを接続するため、アクセスの競合するネットワーク（イーサ ネット）が用いられる、請求項１〜５のいずれか１項記載のバス結合方式。 ９．２つよりも多くの結合ユニットが１つのネットワークを介して接続されてお り、リクエストが同報通信（"broadcast"）としてすべての結合ユニットへ送信 される、請求項１〜８のいずれか１項記載のバス結合方式。 10．２つよりも多くの結合ユニットがネットワークを介して接続されており、権 限を出す結合ユニットが、リクエストを行っている結合ユニットに送信される権 限に加えて、他の結合ユニットへ情報メッセージを送信する、請求項１〜８のい ずれか１項記載のバス結合方式。 11．各結合ユニットが、それらにつながっているバスセグメント上の既知の機器 に関するテーブルを有しており、宛先アドレスおよび出所アドレスが当該バスセ グメントにあれば調停を中止しない、請求項１ 〜１０のいずれか１項記載のバス結合方式。