JPH1055337A - マルチマスタバスシステムのバス回復装置及び方法 - Google Patents

マルチマスタバスシステムのバス回復装置及び方法

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JPH1055337A
JPH1055337A JP9145202A JP14520297A JPH1055337A JP H1055337 A JPH1055337 A JP H1055337A JP 9145202 A JP9145202 A JP 9145202A JP 14520297 A JP14520297 A JP 14520297A JP H1055337 A JPH1055337 A JP H1055337A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチマスタバスシステムのバス回復のため
の装置及び方法を提供する。 【解決手段】 システムバス１４を制御するデフォール
トマスタ（ＣＰＵ）１２と、バス１４と選択的にインタ
フェースする多数のマスタ１６と、を備えたマルチマス
タバスシステムのバス回復装置として、マスタ１６から
発生するバス使用要求信号を受信してマスタ１６のうち
のいずれか１つにバスアクセスを許容する仲裁器１８
と、マスタ１６のそれぞれに許される各最長バス使用時
間をカウントするカウンタ２０と、を備え、仲裁器１８
によりバスアクセスを許容されたマスタ１６がカウンタ
２０でカウントされる最長バス使用時間を超過してバス
１４を使用している場合に、仲裁器１８が当該マスタ１
６のバス使用権を解除してデフォールトマスタ１２にバ
スアクセスを許容するようになっているバス回復装置を
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テムのバス回復装置及び方法に係り、特にマルチマスタ
バスシステムのバス回復装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロプロセッサシステムにおいて、
バスはプロセッサと他の構成要素との間におけるデータ
の伝送路となる。このバスでは例えばＣＰＵ（中央処理
装置）がバスマスタ(bus master)となり、当該ＣＰＵ、
プリンタ、メモリ、表示装置、並列・直列ポート(paral
lel and serial ports) などシステムの構成要素間のデ
ータフローを制御する。
【０００３】データトラフィックフローの制御には単一
マスタ概念(single master concept) で充分な機能を今
までは果たしてきた。しかし現在では、メモリ装置とア
プリケーションプログラムが膨大になり、計算方法の複
雑化、ビデオアプリケーションの普及などの傾向で、単
一マスタでは円滑なランニングに必要となる精密なデー
タフローを制御できなくなってきている。
【０００４】そこで、マスタに対する負担を減らすため
にマルチマスタ構造が提案されている。例えば、マスコ
プロセッサ(math co-processor) がマルチマスタ概念の
一例としてあげられる。即ち、ＣＰＵで複雑な数学的計
算を行うと速度が非常に遅くなるので、数学的計算専用
にしたマスコプロセッサにデータを伝送するようにし、
該マスコプロセッサで数学的計算をしている間にＣＰＵ
では他の作業を行えるようにしたものである。このよう
なマルチマスタ装置においては、他のマスタは、ローカ
ルエリアネットワーク(Local Area Network)の一種であ
るイーサネット(eithernet) の制御器、ビデオ制御器、
或いは他の注文式運用システム(customized operation)
として用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】マルチマスタの構成に
おいては、バスをアクセスするマスタが１ずつとなるよ
うにバスに対するアクセスを統制して調整しなければば
らない。これに関連して生じる短所として、現マスタ(c
urrent master)がバスをアクセスしているときに遅滞が
発生すると、システムに遅滞が発生してしまう点があ
る。この場合、失敗(failure) 状態からの回復（リカバ
ー）が難しいばかりでなく、問題の原因を分析すること
も難しい。
【０００６】また、例えば現マスタとしてマスコプロセ
ッサが使用されているときに、該マスコプロセッサのバ
スアクセスで遅滞が発生すると、現マスタを除去（リム
ーブ）することができないためにシステムの残りの装置
がロックアップされてしまう。
【０００７】以上のような課題に着目すると、マルチマ
スタ構造においてはバス回復のための装置及び方法が必
要である。即ち、本発明の目的は、マルチマスタバスシ
ステムのバス回復装置及び方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、マルチマス
タバスシステムでバスをアクセスしている現マスタに異
常が発生した場合に、現マスタのバス使用を解除して当
該マスタの状態情報を通報することのできるバス回復装
置及び方法を提供する。
【０００９】このために本発明によれば、システムバス
を制御するデフォールトマスタと、前記バスと選択的に
インタフェースする多数のマスタと、を備えたマルチマ
スタバスシステムのバス回復装置として、前記マスタか
ら発生するバス使用要求信号を受信して前記マスタのう
ちのいずれか１つにバスアクセスを許容する仲裁器と、
前記マスタのそれぞれに許される各最長バス使用時間を
カウントするカウンタと、を少なくとも備え、前記仲裁
器によりバスアクセスを許容された前記マスタが前記カ
ウンタでカウントされる最長バス使用時間を超過して前
記バスを使用している場合に、前記仲裁器が当該マスタ
のバス使用権を解除して前記デフォールトマスタにバス
アクセスを許容するようになっているバス回復装置を提
供する。この場合、前記仲裁器によりバスアクセスを許
容された前記マスタの識別情報を貯蔵するＩＤレジスタ
を更に備え、当該マスタが最長バス使用時間を超過した
ために前記仲裁器によりバス使用権が解除された場合
に、前記デフォールトマスタが前記ＩＤレジスタの情報
を読出して当該マスタのバス使用可否を決定するように
しておくとよい。多数の前記マスタは、マスコプロセッ
サ、イーサネット制御器及びビデオ制御器とすることが
できる。
【００１０】また本発明によれば、システムバスを制御
するデフォールトマスタと、前記バスと選択的にインタ
フェースする多数のマスタと、を備えたマルチマスタバ
スシステムのバス回復方法として、前記マスタからバス
使用要求信号があったときにいずれか１つの前記マスタ
にバスアクセスを許容する過程と、該バス使用を許容さ
れたマスタのバス使用時間をカウントする過程と、該カ
ウント値が予め設定された最長バス使用時間を超過する
場合に、当該バス使用中マスタのバス使用権を解除する
過程と、該バス使用権解除に応答して前記デフォールト
マスタにバスアクセスを許容する過程と、を実施するバ
ス回復方法を提供する。この場合、バス使用権解除時
に、当該バス使用権解除マスタの状態情報を分析し、該
マスタのバス使用可否を決定する過程を更に実施するよ
うにしておくとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に、バス回復(bus recovery)
機能を搭載したバスマスタシステムの構成をブロック図
で示してある。
【００１２】ＣＰＵ１２は、マルチバスシステムの全般
的動作制御を行い、デフォールトバスマスタ(default b
us master)の機能をもつ。バスマスタ１６は、多数のバ
スマスタ、本例では４つのバスマスタ１６１〜１６４で
構成され、システムバス１４に並列に接続して選択的に
バス１４とインタフェースする。
【００１３】バス仲裁器(bus arbiter) １８は、バス１
４をアクセスするためにマスタ１６１〜１６４から発生
されるバス使用要求信号を受信し、多数のマスタ１６の
うちのいずれか１つにバス１４の使用を許容する。ま
た、仲裁器１８は、マスタ１６のバス使用解除信号が感
知されると、バス１４を現在使用しているマスタ１６の
バス使用を解除し、これをＣＰＵ１２に通報する。
【００１４】ＩＤレジスタ(Identifier register) ２２
は、バス１４と仲裁器１８との間に設けられ、仲裁器１
８においてバス使用を許容したマスタ１６の識別情報を
貯蔵する。
【００１５】カウンタ２０は、マスタ１６をなすマスタ
数に対応させて、本例では４つのマスタ１６１〜１６４
に対応する４つのカウンタ２０１〜２０４をそれぞれバ
ス１４に並列接続して構成されている。このカウンタ２
０のそれぞれは、対応するマスタ１６のバスアクセスに
許される最長時間の値を予め設定してある。即ち、カウ
ンタ２０は、対応するマスタ１６がバス使用権を獲得し
たときに当該マスタ１６のバス使用時間をカウントし、
設定された最長バス使用時間を超過する場合にはバス使
用解除信号を発生する。
【００１６】エンコーダ(encoder) ２４は、仲裁器１８
の出力を符号化してバス１４を現在使用中の現マスタ１
６に対応するカウンタ２０の出力を選択するための選択
信号を発生する。
【００１７】マルチプレクサ２６は、エンコーダ２４の
選択信号に従ってカウンタ２０の対応するカウンタ出力
を選択し、仲裁器１８へ送る。
【００１８】この図１のようなマルチマスタバスシステ
ムでは、バス１４を現在使用中の現マスタ１６が、対応
するカウンタ２０に予め設定された時間値を超過するま
でバスを使用することになると、仲裁器１８により現マ
スタ１６のバス使用が解除され、この現マスタ１６のバ
ス使用解除に応じてＣＰＵ１２がバス１４をアクセス
し、バスを回復する。従って、図１の構成において、仲
裁器１８、カウンタ２０、ＩＤレジスタ２２、エンコー
ダ２４、及びマルチプレクサ２６が、マルチマスタバス
システムのバス回復手段(bus recovery scheme) にな
る。
【００１９】本例のマルチマスタバスシステムは１つの
デフォールトバスマスタとして動作するＣＰＵ１２を備
え、このＣＰＵ１２は正常状態においてバス１４のオー
ナーシップをもつ。また、一例として４つのバスマスタ
１６１〜１６４で構成されるマスタ１６が備えられ、こ
れらバスマスタ１６１〜１６４は選択的にバス１４の使
用権許諾を受けることができる。このように本例では、
４つのバスマスタ１６１〜１６４と１つのＣＰＵ１２の
例を示しているが、１つのＣＰＵ１２（デフォールトバ
スマスタ）と１以上のバスマスタを備えるマルチマスタ
バスシステムに適用可能であることは勿論である。マル
チマスタバスシステムにおいて収容可能なマスタ数の制
限はないが、データ衝突(data traffic conflicts)やシ
ステムの伝送速度に影響がない程度のマスタ数を上限に
設定しておくことが好ましい。
【００２０】上述したマスコプロセッサは、マルチマス
タ概念におけるマスタ１６の一類型である。マルチマス
タの配列における他のマスタ１６は、ＬＡＮの一種であ
るイーサネット(eithernet) 制御、ビデオ制御、或いは
他の応用(customized opereation) のために用いられ
る。
【００２１】バス仲裁器１８は、各マスタ１６１〜１６
４から発生されるバス使用要求信号を受信し、バス仲裁
スキームに基づいて１つのマスタ１６にバス使用許容信
号を出力し、選択的にバス１４の使用権を許容する。こ
の仲裁器１８により１つのマスタ１６にバス１４のアク
セスが許容されると、当該マスタ１６の識別情報(ident
ification)がＩＤレジスタ２２に貯蔵される。このバス
１４をアクセス中のマスタ１６が現マスタ(current mas
ter)である。
【００２２】カウンタ２０１〜２０４は、それぞれマス
タ１６１〜１６４に１：１で対応させてある。これらカ
ウンタ２０１〜２０４は、各マスタ１６１〜１６４に許
される最長のバス占有時間値を設定してある。例えば、
マスコプロセッサであれば２ｍｓの最長バス占有時間を
設定可能であるし、イーサネットマスタであれば１ｍｓ
の最長バス占有時間を設定可能である。即ち、バス占有
時間の値は、マルチマスタバスシステムの機能やアプリ
ケーションに応じて設定することができる。
【００２３】仲裁器１８によっていずれかのマスタ１６
のアクセスが許容されると、バス回復手段をなすカウン
タ２０のうち、現マスタ１６に対応するカウンタ２０が
ダウンカウントを始める。勿論、０からのアップカウン
トでもよい。また、いずれかのマスタ１６にバス使用権
が許容されると、エンコーダ２４が現マスタ１６の情報
を受信してその受信情報をエンコーディングし、現マス
タ１６に対応するカウンタ２０の出力を選択する選択信
号を発生する。次いで、その選択信号に従いマルチプレ
クサ２６は、現マスタ１６に対応するカウンタ２０の出
力を選択して仲裁器１８へ提供する。
【００２４】そしてもし、カウンタ２０に設定された最
長時間がカウントされるまでに現マスタ１６がバス１４
の使用を解除しなければ、仲裁器１８は、現マスタ１６
のバス使用権を強制的に解除する。このときにＩＤレジ
スタ２２は、現マスタ１６の識別情報を貯蔵しており、
このＩＤ情報が後にフォールトを分析するために用いら
れる。
【００２５】現マスタ１６のバス使用を解除すると、バ
ス１４の使用権は次の動作のためにデフォールトバスマ
スタのＣＰＵ１２に与えられる。即ち、ＣＰＵ１２は、
バス回復手段の出力をインタラプト信号として受信し、
バス状態を感知する。これにより、マスタ１６中の１つ
にフォールトが発生したにもかかわらずマルチマスタバ
スシステムが回復される。仲裁器１８は、現マスタ１６
がバス１４のアクセスを再び試みるように許容するか、
或いは、これ以上バスをアクセスをしないように当該マ
スタ１６のアクセスを抑止するスキームを有する。
【００２６】ＩＤレジスタ２２に貯蔵されている情報
は、バス回復スキームが開始されるときの直前の現マス
タＩＤなので、これを読出して違反(violation) を引き
起こしたマスタ１６が探索される。従ってシステム管理
者(system manager)は、バスの遅滞(bus hang-up) が発
生したときに、バス１４をアクセスしていたマスタ１６
を知ることができる。これにより、当該システムを直す
か、故障したマスタを迂回して他のマスタに機能を割り
当てるか、或いは、単純に異常のあった機能を実行しな
いように決定することができる。
【００２７】図２は、本例のマルチマスタバスシステム
におけるバス回復過程を示したフローチャートである。
【００２８】ＣＰＵ１２は２１１段階で、マスタ１６の
それぞれについてのバス使用最長許容時間値を対応する
カウンタ２０へロードする。続く２１３段階で、マスタ
１６のうちのいずれかがバス使用要求信号を発生する
と、これを受信した仲裁器１８は２１５段階で、バス１
４が使用中(busy)の状態であるか否かを検査する。そし
て、バス１４が使用中であれば２１３段階へ戻り、同じ
マスタ１６のバス使用要求が再試行されることになる。
一方、バス１４が使用中でなければ、バス使用を要求し
たマスタ１６のバスアクセスが許容される。
【００２９】仲裁器１８によりバス１４の使用が許容さ
れると、当該マスタ１６は仲裁器１８からバス使用許容
信号を受信し、２１７段階で、当該現マスタ１６に対応
するカウンタ２０のバス使用時間カウントが開始され
る。そして２１９段階では、現マスタ１６がバス１４を
解除するかどうかがチェックされる。この段階で、現マ
スタ１６が異常なく機能を遂行した後にバス１４の使用
を解除した場合には２２１段階へ進み、カウンタ２０を
停止させ、マスタ１６の最長バス使用時間を再ロードし
て次に備える。
【００３０】一方、２１９段階でバス１４を使用中の状
態であれば、続けて２２３段階で、現マスタ１６に対応
したカウンタ２０の設定時間が超過しているかどうかが
調べられる。この段階で、最長時間を超過していなけれ
ば２１９段階へ戻ってバス１４の使用解除を検査する。
もし最長時間を超過していれば、この場合は２２５段階
へ進んで、現マスタ１６の情報がＩＤレジスタ２２にラ
ッチされ、現マスタ１６に対応するカウンタ２０はカウ
ント動作を中断して最長使用時間を再ロードし、そして
現マスタ１６はバス１４の使用権を解除する。
【００３１】続いて２２７段階で、仲裁器１８からのイ
ンタラプト信号によりバス１４の制御権がＣＰＵ１２へ
リターンする。するとＣＰＵ１２は２２９段階で、ＩＤ
レジスタ２２に貯蔵された異常発生したマスタ１６の情
報を読出して分析し、以降、当該マスタ１６のバス使用
要求を許容するかどうかを決定する。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、マスタに欠陥が発生し
た場合に、遅滞を発生させることなくそのマスタのバス
使用を解除させられ、マルチマスタバスシステムのバス
回復を迅速に遂行することができる。また、異常により
バス使用に遅滞を起こすマスタの状態を即刻照会してシ
ステムの維持補修を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバス回復装置の構成を示したマル
チマスタバスシステムのブロック図。
【図２】本発明によるバス回復過程を説明するフローチ
ャート。
【符号の説明】
１２ ＣＰＵ（デフォールトバスマスタ） １４ バス １６（１６１〜１６４） バスマスタ １８ バス仲裁器 ２０（２０１〜２０４） カウンタ ２２ ＩＤレジスタ ２４ エンコーダ ２６ マルチプレクサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 システムバスを制御するデフォールトマ
    スタと、前記バスと選択的にインタフェースする多数の
    マスタと、を備えたマルチマスタバスシステムのバス回
    復装置であって、 前記マスタから発生するバス使用要求信号を受信して前
    記マスタのうちのいずれか１つにバスアクセスを許容す
    る仲裁器と、前記マスタのそれぞれに許される各最長バ
    ス使用時間をカウントするカウンタと、を少なくとも備
    え、前記仲裁器によりバスアクセスを許容された前記マ
    スタが前記カウンタでカウントされる最長バス使用時間
    を超過して前記バスを使用している場合に、前記仲裁器
    が当該マスタのバス使用権を解除して前記デフォールト
    マスタにバスアクセスを許容するようになっているバス
    回復装置。
  2. 【請求項２】 仲裁器によりバスアクセスを許容された
    マスタの識別情報を貯蔵するＩＤレジスタを更に備え、
    当該マスタが最長バス使用時間を超過したために前記仲
    裁器によりバス使用権が解除された場合に、デフォール
    トマスタが前記ＩＤレジスタの情報を読出して当該マス
    タのバス使用可否を決定する請求項１記載のバス回復装
    置。
  3. 【請求項３】 マスタがマスコプロセッサ、イーサネッ
    ト制御器及びビデオ制御器である請求項１又は請求項２
    記載のバス回復装置。
  4. 【請求項４】 システムバスを制御するデフォールトマ
    スタと、前記バスと選択的にインタフェースする多数の
    マスタと、を備えたマルチマスタバスシステムのバス回
    復方法であって、 前記マスタからバス使用要求信号があったときにいずれ
    か１つの前記マスタにバスアクセスを許容する過程と、
    該バス使用を許容されたマスタのバス使用時間をカウン
    トする過程と、該カウント値が予め設定された最長バス
    使用時間を超過する場合に、当該バス使用中マスタのバ
    ス使用権を解除する過程と、該バス使用権解除に応答し
    て前記デフォールトマスタにバスアクセスを許容する過
    程と、を実施するバス回復方法。
  5. 【請求項５】 バス使用権解除時に、当該バス使用権解
    除マスタの状態情報を分析し、該マスタのバス使用可否
    を決定する過程を更に実施する請求項４記載のバス回復
    方法。
JP14520297A 1996-06-03 1997-06-03 マルチマスタバスシステムのバス回復装置及び方法 Expired - Fee Related JP3392320B2 (ja)

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US08/657371 1996-06-03

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