JPH11120122A

JPH11120122A - バス使用権調停システム

Info

Publication number: JPH11120122A
Application number: JP28538997A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Takahashi; 雅史高橋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】共有バスによってデータ転送を行うシステム
における従来のバス使用権調停システムにおいては、バ
スの利用権の割り当てを均一、あるいはシステムの構成
が要求する比率に保つとともに、バスのデータ転送能力
に大きな無駄の生じないよう制御でき、かつ、バス使用
権調停システムを簡単なハードウェア構成で実現するこ
とが課題である。【解決手段】共有バスと、これを共有する複数のバス
マスタと、これらのバスマスタのバス利用を調停するバ
ス調停手段からなるシステムであり、バス調停手段は、
それぞれのバスマスタに対応して発生するバス要求をサ
ンプリングして記憶するバス要求記憶手段と、記憶され
たバス要求に基づきバス利用権を割り当てるバス要求選
択手段と、サンプリングの間隔を決定する手段とからな
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、複数のバスマスタ
が共有するバスを介して、他のバスマスタ、あるいはバ
スに接続された共有デバイスにアクセスするための調停
を行なうシステムに関する。特にバスマスタに較べて低
速であり、かつ時間的に均一な転送レートで継続的にデ
ータを授受するような入出力デバイスの接続に適する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、例えば特開平５−
２６５９３２号公報に示されているバス制御方式で用い
られている調停手段がある。図３５は該バス制御方式の
動作の概要を説明するためのブロック構造図であり、４
個のバスマスタ１ａ〜１ｄと共有バス２、バス要求選択
手段３３、及び４個のゲーティング手段１３ａ〜１３ｄ
を含む。１４ａ〜１４ｄは各バスマスターから出力され
るバス要求信号であり、１５ａ〜１５ｄはバス要求手段
から送信されるゲーティング信号である。

【０００３】図３６は該バス制御方式の動作タイミング
を説明するタイミングチャートであり、例えば、バス要
求選択手段はバスマスタ１ａのデータ転送が終了したｔ
１に、次に共有バスの使用権を得るバスマスタを決定す
べく、各バスマスタの出力するバス要求信号を参照す
る。ｔ２、ｔ３も同様である。このように、該従来型の
バス要求選択手段は、あるバスマスタからのデータ転送
が終了して共有バスが解放されるタイミングごとに、次
に共有バス使用権を得るバスマスタを決定すべくバス要
求信号を参照することでバス使用の競合を調停してお
り、調停の履歴についての情報は利用されない。

【０００４】また別の第２の従来技術としては、例えば
特開平２−５１６９号公報に示されているバスアクセス
競合調停回路がある。図３７は該バスアクセス競合調停
回路の動作の概要を説明するためのブロック構造図であ
る。図中の１ａ〜１ｄはバスマスタであり、２は共有バ
スであり、４はゲーティング信号を循環的に昇順に有効
にするタイミング発生手段であり、１３ａ〜１３ｄはゲ
ーティング信号に従いバスマスタと共有バスを接続する
ゲーティング手段であり、１５ａ〜１５ｄは該タイミン
グ発生回路である４が発生するゲーティング信号であ
る。

【０００５】図３８は該タイミング発生手段が発生する
ゲーティング信号のタイミングを示しており、ゲーティ
ング信号１５ａ〜１５ｄが互いにオーバラップしてＬレ
ベルにならないよう制御している。ゲーティング手段は
ゲーティング信号がＬレベルのときにバスマスタと共有
バスを接続するように設定されている。バスマスタはゲ
ーティング手段により共有バスに接続された期間にデー
タの入出力を行う。このように、共有バスの使用権をバ
スマスタに循環的に昇順に割り当てることによりバス使
用の競合を調停している。

【０００６】さらに別の第３の従来技術としては、例え
ば特開平６−２５９３７７号公報に示されているＣＰＵ
バス調停システムがある。図３９は該ＣＰＵバス調停シ
ステムの動作の概要を説明するためのブロック構造図で
ある。１ａ〜１ｄは複数のバスマスタであり、２は共有
バスであり、３はバス調停手段である。また、該バス調
停手段はバス要求を記憶しておくバス要求記憶手段３２
と、バス要求記憶手段の出力である３４ａ〜３４ｄに基
づいてバス要求を選択するバス要求選択手段３３から構
成されている。

【０００７】図４０は該ＣＰＵバス調停システムの動作
タイミングを説明するタイミングチャートであり、例え
ば、ｔ１の時点のように、バス調停手段はいずれかのバ
スマスタからのバス要求信号を検出した時点で、全ての
バスマスタが出力するバス要求信号をバス要求記憶手段
にサンプリングする。サンプリングされたバス要求信号
は、バス要求選択手段により選択され、対応するバスマ
スタに例えばバスマスタのあらかじめ決まられた順序に
従ってバス利用権が割り当てられた時点でバス要求記憶
手段から消去される。また、サンプリングされたバス要
求信号への応答が完了する時点まで、次のサンプリング
を行わないことで公平にバス使用の競合を調停してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】共有バスとそれを共有
する複数のバスマスタを含む構成のシステムでは、バス
要求を発生しているいずれのバスマスタについても、バ
ス利用権を均一、もしくはシステムの仕様で要求される
比率に応じて割り当てることが望ましい。また、バスの
転送能力を十分に利用することも望まれる。

【０００９】しかし、前記第１の従来型のバス制御方式
では、いずれか１つ以上のバス要求信号が発生した時点
で、それらのバス要求信号群に対応するバスマスタから
１つを選択して調停を行う。このように、調停の履歴情
報を利用せずに共有バスの利用権を割り当てるため、バ
スマスタからのバス要求が発生するタイミングによって
は、特定のバスマスタへ割り当てが集中する、あるいは
減少するといったむらが生じることがあった。これを解
決するために、バス利用権の割り当て状況を一定期間記
憶し、その履歴情報に基づいて制御する方式も考えられ
るが、一般的に回路構成が複雑になるという問題があ
る。

【００１０】前記第２の従来型のＣＰＵバス調停システ
ムは、上記従来型バス制御方式のもつ問題を解決しよう
とするものであり、利用権割り当ての均一性は保証され
るが、共有バスを必要としないバスマスタに対してもバ
ス利用権を割り当てるため、共有バスが利用されない期
間が多く発生し、バスの転送能力が十分に利用されない
という問題がある。さらに、該従来型のＣＰＵバス調停
システムでは、タイミング発生回路がすべてのバスマス
タに対して完全に均一なバス使用権の割り当てを行うた
め、より多くのデータを入出力するバスマスタにより大
きな比率で利用権を割り当てるような柔軟な制御が行え
ないという問題がある。さらに、該従来型のＣＰＵバス
調停システムでは、バスマスタが連続的にバスを利用で
きる期間が一定であるため、可変長のデータの転送や可
変の転送速度への対応が困難になるという問題がある。

【００１１】前記第３の従来型のバスアクセス競合調停
回路も同様に、上記第１の従来型バス制御方式のもつ問
題を解決しようとするものであるが、複数のバス要求信
号を共有バス本体とは異なる信号線を利用して伝達する
ため、バスマスタの増加に従って、信号線の数が増加す
るという問題がある。また、該バス調停手段も、ある一
時点において発生しているバス要求信号群に対して利用
権を均一に割り当てるだけであり、より長い期間につい
ての均一性は保証されないという問題もある。

【００１２】本発明は、上記従来例の問題点を解消する
ために、バス利用権の割り当ての比率をある規定された
期間に渡ってシステムが要求する値になるよう、バス調
停を行うバス使用権調停システムを簡単な回路構成で提
供することを目的とする。また、本発明はバスマスタが
増加してもバス要求信号を伝達する信号線が増加しない
バス使用権調停システムを提供することを目的とする。
また、本発明はバス利用権の割り当ての比率を柔軟に変
化させられるバス利用権調停システムの実現を目的とす
る。また、本発明は共有バスを利用しないバスマスタが
存在しても共有バスの伝送能力に大きな無駄が生じない
バス利用権調停システムの実現を目的とする。また、本
発明はバスマスタが連続的にバスを利用できる期間を可
変長にして、可変長のデータの転送や可変の転送速度へ
の対応を容易にしたバス利用権調停システムの実現を目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
のバス使用権調停システムは、上記課題を解決するため
に、共有バスと、該共有バスを共有する複数のバスマス
タと、該各バスマスタそれぞれに対応するバス要求信号
をサンプリングしてバス使用を調停するバス調停手段
と、該バス調停手段の出力に従ってバスマスタと共有バ
スの接続状態を制御するゲーティング手段とから構成さ
れ、バス調停手段がバス要求信号をサンプリングする時
刻を指定し、その時刻に有効であったバス要求信号に対
応するバスマスタについてのみ使用権が割り当てられる
ように制御するものである。これにより、バス利用権の
割り当ての比率をある規定された期間に渡ってシステム
が要求する値になるよう、バス調停を行うとともに、共
有バスを利用しないバスマスタが存在しても共有バスの
伝送能力に大きな無駄が生じないバス利用権調停システ
ムを簡単な回路構成で実現することが可能になる。

【００１４】また、請求項２に記載の本発明のバス使用
権調停システムは、上記課題を解決するために、共有バ
スを少なくとも、伝送データ及びバス要求信号を時間的
に多重化して転送する共有バスとするものである。これ
により、バスマスタが増加した場合のバス要求信号を伝
達する信号線の増加を防ぐことが可能になる。

【００１５】また、請求項３に記載の本発明のバス使用
権調停システムは、上記課題を解決するために、前記バ
スマスタを、個々のバスマスタについて１つ以上のバス
要求信号が対応するバスマスタとするものである。これ
により、バス利用権の割り当ての比率を柔軟に変化させ
ることが可能になる。

【００１６】また、請求項４に記載の本発明のバス使用
権調停システムは、上記課題を解決するために、前記バ
ス調停手段のサンプリングとサンプリングの間隔である
サンプリング間隔を、一定時間間隔とするものである。
これにより、バス利用権の割り当ての比率を一定時間間
隔である該サンプリング間隔に渡ってシステムが要求す
る値になるよう、バス調停を行うことが可能になる。

【００１７】また、請求項５に記載の本発明のバス使用
権調停システムは、上記課題を解決するために、サンプ
リング間隔を、一定時間間隔であるが、サンプリングを
行なおうとする時刻がバスマスタによるデータ転送期間
中である場合には、当該データ転送期間が終了するまで
延長可能な可変長の間隔とするものである。これによ
り、バスマスタが連続的にバスを利用できる期間を可変
長にして、可変長のデータの転送や可変の転送速度への
対応を容易にするとともに、バス利用権の割り当ての比
率を一定時間間隔である該サンプリング間隔に渡ってシ
ステムが要求する値になるよう、バス調停を行うことが
可能になる。

【００１８】また、請求項６に記載の本発明のバス使用
権調停システムは、上記課題を解決するために、前記バ
ス調停手段を、サンプリングされたバス要求信号に基づ
き、循環的にバスマスタにバス使用権を与えるバス調停
手段とするものである。これにより、バス利用権の割り
当ての順序の決定を簡単な回路で実装することが可能に
なる。

【００１９】また、請求項７に記載の本発明のバス使用
権調停システムは、上記課題を解決するために、前記サ
ンプリング間隔を、バス使用権の割り当てが整数回数循
環する可変長の時間とするものである。これにより、バ
ス利用権の割り当ての比率をバス使用権の割り当てが整
数回数循環する可変長の時間である該サンプリング間隔
にわたってシステムが要求する値になるよう、バス調停
を行うことが可能になる。

【００２０】また、請求項８に記載の本発明のバス使用
権調停システムは、上記課題を解決するために、前記サ
ンプリング間隔は、一定時間間隔であるが、サンプリン
グを行なおうとする時刻がバス使用権の割り当ての循環
中である場合には、当該循環が終了するまで延長可能な
可変長の間隔とするものである。これにより、可変長の
データの転送や可変の転送速度への対応を容易にすると
ともに、バス利用権の割り当ての比率をバス使用権の割
り当てが整数回数循環する可変長の時間である該サンプ
リング間隔に渡ってシステムが要求する値になるよう、
バス調停を行うことが可能になる。

【００２１】また、請求項９に記載の本発明のバス使用
権調停システムは、上記課題を解決するために、前記バ
ス調停手段を、サンプリングされたバス要求信号を、個
々のバス要求信号について個別に取り消す取り消し要求
信号を持つバス調停手段とするものである。これによ
り、共有バスを利用しないバスマスタがサンプリング間
隔中に発生しても共有バスの伝送能力に大きな無駄が生
じないバス利用権調停システムを簡単な回路構成で実現
することが可能になる。

【００２２】また、請求項１０に記載の本発明のバス使
用権調停システムは、上記課題を解決するために、前記
取り消し要求信号を、取り消そうとするバス要求信号に
基づきバス利用権の割り当てられているバスマスタのデ
ータ転送期間に参照される入力信号とするものである。
これにより、前記取り消し要求信号がいずれのバスマス
タに対応するかについての情報をそれぞれの取り消し要
求信号に付加する必要をなくし、回路構成を簡単にする
ことが可能になる。

【００２３】また、請求項１１に記載の本発明のバス使
用権調停システムは、上記課題を解決するために、前記
取り消し要求信号を、バス使用権に基づいて時間的に多
重化されている取り消し要求信号とするものである。こ
れにより、前記取り消し要求信号を伝達する信号線の数
を削減することが可能になる。

【００２４】また、請求項１２に記載の本発明のバス使
用権調停システムは、上記課題を解決するために、前記
バス調停手段を、サンプリングされたバス要求信号が全
て取り消された時点でサンプリングを行うバス調停手段
とするものである。これにより、バス利用権の割り当て
の比率をあるサンプリングからサンプリングされたバス
要求信号が全て取り消された時点までの期間に渡ってシ
ステムが要求する値になるよう、バス調停を行うことが
可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
例を説明する。なお説明の都合上、バスマスタが４個の
システムを例にして説明しているが、本発明はこれに限
定されるものではない。また、バス要求信号を発生する
回路がバスマスタに含まれているが、バスマスタの動作
状況を外部から判断してバス要求信号を発生するような
システムにも本発明は適用できる。さらに、共有バスと
して複数の信号線を含む並列バスを仮定しているが、時
分割で信号線を利用する直列バスに適用することも考え
られる。なお、以下の説明で用いているタイミングチャ
ートでは、制御信号をローアクティブとして表現してい
る。また、タイミングチャート中、共有バスの値にアル
ファベットがふられている場合は、該アルファベットで
示されるバスマスタにバス利用権が与えられていること
を示している。また、説明を簡単にするため各図面にお
ける番号は共通にしており、特に断りがない場合、若い
図番で定義した内容がそれ以降の図面においても適用さ
れる。

【００２６】図１は本発明の請求項１で示されるバス使
用権調停システムの一実施例を示すブロック図である。
ここで、２は共有バスであり、１ａ〜１ｄは該共有バス
を共有するバスマスタである。以後１ａはバスマスタ
ａ、１ｂはバスマスタｂ、１ｃはバスマスタｃ、１ｄは
バスマスタｄと呼ぶことがある。３はバス調停手段であ
り、１１ａ〜１１ｄはバス要求信号を発生するバス要求
発生回路であり、１２ａ〜１２ｄはバスマスタのデータ
入出力ポートであり、１３ａ〜１３ｄはゲーティング手
段であり、１４ａ〜１４ｄはバス要求信号であり、１５
ａ〜１５ｄはゲーティング手段を制御するゲーティング
信号であり、１６ａ〜１６ｄと１７ａ〜１７ｄはデータ
入出力のバスである。

【００２７】図２は該構成におけるバス調停手段の詳細
の一例を示すブロック図であり、３２はバス要求信号を
サンプリングして記憶するバス要求記憶手段であり、３
１は該バス要求記憶手段がサンプリングを行うタイミン
グを決定するサンプリングタイミング生成手段であり、
４３はサンプリングタイミング生成手段から出力される
サンプリングタイミング信号であり、３４ａ〜３４ｄは
該バス記憶手段の記憶手段出力であり、３３はバス利用
権を与えるバスマスタを選択するバス要求選択手段であ
る。バス要求記憶手段は、サンプリングタイミング信号
の立ち下がりでバス要求信号をサンプリングし、どのバ
スマスタが共有バスの利用を要求しているかを記憶す
る。

【００２８】図３は上記図１、図２の構成におけるシス
テムの動作を示すタイミングチャートである。図３にお
いて白丸を付した値が、バス要求記憶手段に取り込まれ
るバス要求信号の値であり、ｔ１の時点ではバスマスタ
ａ、バスマスタｂ、バスマスタｄが、またｔ２の時点で
はバスマスタａ、バスマスタｂがそれぞれ共有バスの利
用を要求している。バス要求選択手段は、バスマスタに
よるデータ転送が完了するたびに、Ｌである記憶手段出
力を一つ選択し、これに対応するゲーティング信号をＬ
にすることで、バスマスタにバス利用権を割り当てる。
ゲーティング手段はゲーティング信号がＬとなっている
期間、バスマスタと共有バスを接続する。

【００２９】図３においては、ｔ１からｔ２までの期間
はバスマスタａ、バスマスタｂ、バスマスタｄに対し
て、ｔ２から次のサンプリングまでの期間はバスマスタ
ａ、バスマスタｂに対して、それぞれバスの利用権を割
り当てる。バス要求選択手段がバス利用権の割り当てを
決定する方法の一例として、Ｌである記憶手段出力を乱
数で１つ選び、該信号に対応するバスマスタにバス利用
権を割り当てる方法が考えられる。そのように割り当て
た例が図３の共有バスの利用状況であり、サンプリング
の間隔がある程度長ければ、サンプリングの時点でバス
要求信号を発生していたバスマスタにバス利用権が割り
当てられる確率は均一になる。

【００３０】図１では、バス調停手段から４個のゲーテ
ィング手段に４本の個別のゲーティング信号を用いてゲ
ーティング信号を伝送しているが、例えば図４に示すよ
うに、ゲーティング手段を識別するコードを伝送する信
号線を用い、ゲーティング手段内でこのコードをデコー
ドしてゲーティングすることも考えられる。１９ｍ、１
９ｎはゲーティング手段識別信号線である。６８は１９
ｍ、１９ｎの信号レベルによりどのようにゲーテイング
手段が選択されるかを表した表である。この方法を用い
た場合には、ゲーティング手段を制御するのに必要な信
号線の本数は、バスマスタの個数が２ⁿ個以下であれば
ｎ本となる。

【００３１】図５は本発明の請求項２で示されるバス使
用権調停システムの一実施例を示すブロック図である。
１８ａ〜１８ｄはゲーテイング手段から出力されるバス
要求信号であり、２０はバス要求信号のゲーティング状
態を制御するバス要求ゲーティング信号であり、２１は
共有バスからバス調停手段への接続バスである。図６は
図５におけるバス調停手段の詳細の一例を示すブロック
図である。３５ａ〜３５ｄはゲーティング信号を抑制す
るＡＮＤゲートである。

【００３２】図７は図５及び図６におけるバス要求信号
線、ゲーティング手段、共有バスの信号線の接続状態を
示す詳細図であり、図８は該構成におけるシステムの動
作を示すタイミングチャートである。バス要求信号１８
ａ〜１８ｄの中で、図７中では簡単のため、１８ａ、１
８ｂのみ記載している。また、２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄ、２ｘは共有バス内の信号線を個別に示している。

【００３３】図６中のサンプリングタイミング生成手段
はサンプリングに先立って、サンプリングタイミング信
号を出力するとともにゲーティング信号を抑制する。サ
ンプリング信号が出力されると、ゲーティング手段はバ
ス要求信号と共有バス内の１本の信号線を接続する。図
７に示すように、バスマスタａのバス要求信号線１８ａ
は信号線２ａに接続され、バスマスタｂのバス要求信号
線１８ｂは信号線２ｂに接続されるというように、バス
要求信号線と接続される共有バス内の信号線はそれぞれ
独立しており、短絡することはない。また、該期間はゲ
ーティング信号がすべて無効になるため、共有バスがバ
スマスタのデータ入出力に利用されることもない。

【００３４】図８において網掛けされた期間が共有バス
の信号線をバス要求信号の伝達に利用している期間であ
り、この期間の終わりであるｔ１、ｔ２にサンプリング
が行われる。ｔ１では、バスマスタａ、バスマスタｂ、
バスマスタｄがバス要求を発生しており、２ａ、２ｂ、
２ｄがＬとなる。同様に、ｔ２では、バスマスタａ、バ
スマスタｃがバス要求を発生しており２ａ、２ｃがＬと
なっている。上記説明では、コード化したゲーティング
信号を用いない場合について述べたが、図４と同様に、
コード化したゲーティング信号を用いる場合には、割り
当てされていないコードをサンプリングタイミングを示
す値として利用することも考えられる。さらに、図７で
はバス要求信号のゲーティングにスリーステートゲート
を用いているが、共有バスの信号線をプルアップしてお
き、バス要求信号線とサンプリングタイミング信号がと
もに有効になった場合にだけＬを出力するオープンコレ
クタ型のＡＮＤゲートを用いることも考えられる。

【００３５】図９は本発明の請求項３で示されるバス使
用権調システムの一実施例を示すブロック図であり、図
１０は該構成におけるバス調停手段の詳細の一例を示す
ブロック図であり、図１１は該構成におけるシステムの
動作を示すタイミングチャートである。ここで、１４ａ
−１、１４ａ−２はともにバスマスタａのバス要求信号
線であり、３４ａ−１、３４ａ−２は該バス要求信号に
対応するバス要求記憶手段の出力であり、３６はゲーテ
ィング信号を合成するＯＲゲートである。図９に示すよ
うに、バスマスタａには２本のバス要求信号線が割り当
てられており、該２本のバス要求信号線は、図１０に示
すようにバス要求記憶手段とバス要求選択手段を経由し
てＯＲゲートに入力され、ゲーティング信号として出力
される。

【００３６】図１１のｔ１においてはバスマスタａがバ
ス要求信号１４ａ−１、バス要求信号１４ａ−２の２本
を有効にしている。その結果、ｔ１〜ｔ２の期間にバス
マスタａに利用権が割り当てられる比率は、ほかのバス
マスタの２倍になる。ここでは、バスマスタａがバス要
求を出力すると、必ず２本のバス要求信号線が有効にな
るような構成が示されているが、各バスマスタに割り当
てるバス要求信号線の数は１本もしくは２本に限定され
るものではない。さらに、各バスマスタに割り当てられ
た複数のバス要求信号線から、そのシステムの状態に合
わせて任意の本数のバス要求信号を有効にするよう制御
することも考えられる。

【００３７】図１２は本発明の請求項４で示されるバス
使用権調システムの一実施例におけるバス調停手段の詳
細の一例を示すブロック図であり、図１３は該構成にお
けるシステムの動作を示すタイミングチャートである。
ここで、３７はシステムクロックなど周期一定のクロッ
ク信号であり、３８は該信号を一定比率で分周する分周
手段である。該分周手段は、図１３に示す例ではクロッ
ク信号を４分周している。サンプリングタイミング信号
として周期的なクロックを分周した周期的な信号を用い
ることにより、サンプリングタイミング間隔が一定間隔
となる。図１３において、矢印で示したｔ１からｔ２、
ｔ２からｔ３がサンプリング間隔である。

【００３８】図１４は本発明の請求項５で示されるバス
使用権調システムの一実施例におけるバス調停手段の詳
細の一例を示すブロック図であり、図１５は該構成にお
けるシステムの動作を示すタイミングチャートである。
ここで、４０はクロック信号をアップカウントするカウ
ント手段であり、４１はカウント値がある一定値に達し
た時点で出力される該カウント手段のカウント出力であ
り、４２は該カウント出力を遅延させる遅延手段であ
り、４４は共有バスによるデータ転送のタイミングを制
御する信号線に接続されているバス制御信号であり、４
５は該バス制御信号を監視するバス監視手段であり、４
６は該監視手段の監視出力である。

【００３９】図１５において、ｔ１でカウントを開始し
たカウンタは、一定時間経過後のｔ２にカウント出力を
Ｌにするとともに、サンプリングタイミング信号がＬに
なることによって、カウント手段が初期化されるまでの
期間、動作を停止する。また、遅延手段は監視出力が立
ち下がるまで該カウント出力を遅延させる。バス監視手
段はバス制御信号を監視し、バスマスタのデータ転送の
完了のタイミングで監視出力を立ち下げる。ｔ２以降、
ｔ２’において初めて監視出力が立ち下がると、サンプ
リングタイミング信号が有効になり、バス要求記憶手段
がバス要求信号をサンプリングするとともに、カウント
を再初期化してカウントを再開させる。以上のような構
成により、図１５において、ｔ１から一定時間経過した
時刻ｔ２に行うべきサンプリングは、ｔ２がバスマスタ
のデータ転送中であるためにｔ２’まで延期される。一
方、ｔ２’から一定時間経過後のｔ３はデータ転送の完
了と重なるため、直ちにサンプリングが行われる。

【００４０】また、図１６に示すように、バス要求記憶
手段とバス要求選択手段の間に遅延手段を設け、バス要
求記憶手段によるサンプリングは分周手段の出力にした
がって行い、この結果をデータ転送の完了まで遅延させ
てバス要求選択手段に伝える構成も考えられる。さら
に、カウント手段はアップカウント手段に限定されるも
のではなく、サンプリングタイミング信号による初期化
から一定時間後に出力がＬになる手段であればカウント
手段として利用できる。

【００４１】図１７は本発明の請求項６で示されるバス
使用権調システムの一実施例におけるバス要求選択手段
の詳細の一例を示すブロック図であり、図１８は該構成
におけるシステムの動作を示すタイミングチャートであ
る。ここで、６５は共有バスの利用権を切り替えるタイ
ミングを示す利用権切り替え信号であり、６４はサンプ
リングタイミング信号の立ち下がり時に必ずＬとなる要
求ロード信号であり、６１ａ〜６１ｄはエッジトリガ型
のＤフリップフロップであり、６０は最左ビット検出手
段であり、６９に示す論理表にしたがった出力を出す組
合せ論理回路である。６２ａ〜６２ｄは７０に示す論理
表にしたがった出力を出す組合せ論理回路であり、６３
ａ〜６３ｄはＡＮＤゲートである。

【００４２】なお、６９、７０の中の−は信号がＬＨの
いずれでも良いことを意味している。サンプリングタイ
ミングには、要求ロード信号がＬになるため、それぞれ
のフリップフロップには最左検出手段の出力が入力さ
れ、いずれか１つのみのフリップフロップがＬを、それ
以外がＨを格納する。要求ロード信号がＨになると、バ
ス要求選択手段はリングカウンタとして動作し、ゲーテ
ィング信号を循環的にＬにする。ここで、対応する記憶
手段出力がＨであるフリップフロップは選択手段により
バイパスされ、また該フリップフロップの出力はＡＮＤ
ゲートにより抑制されるため、対応するゲーティング手
段がＬになることはない。

【００４３】図１８において、ｔ１の時点ではバス要求
信号ａ、バス要求信号ｂ、バス要求信号ｄが有効になっ
ている。そのため、ｔ１からｔ２までの期間はバスマス
タａ、バスマスタｂ、バスマスタｄに対して循環的にバ
ス使用権が割り当てられている。図下方の矢印は１回の
循環をあらわしている。ここでは、バスマスタａからバ
スマスタｄに向かってバス利用権を循環させているがこ
れに限定されるものではなく、例えば、バスマスタｄ→
バスマスタｂ→バスマスタａ→バスマスタｃといった不
規則な循環も考えられる。また、請求項８の構成におい
て請求項５と同様に、バス利用の完了までサンプリング
を遅延させることも考えられる。

【００４４】図１９は本発明の請求項７で示されるバス
使用権調システムの一実施例におけるバス調停手段の詳
細の一例を示すブロック図であり、図２０は該構成にお
けるシステムの動作を示すタイミングチャートである。
ここで、４８はバス利用権の割り当てが一巡するタイミ
ングに同期して出力される選択循環信号である。遅延手
段は、サンプリングタイミング生成手段の出力を、バス
利用権の循環が完了するまで遅延させる。

【００４５】図２０において、ｔ２にサンプリングタイ
ミング生成手段出力が有効になっているが、遅延手段に
よって、該信号をｔ２以降初めて選択循環信号が有効に
なるｔ２’まで遅延させている。図２０では循環の回数
は不定の整数であり、システムの状態により制御されて
いる状況を示しているが、定数整数とすることも考えら
れる。請求項８の構成においては請求項５と同様に、バ
ス利用の完了までサンプリングを遅延させることも考え
られる。

【００４６】図２１は本発明の請求項８で示されるバス
使用権調システムの一実施例におけるバス調停手段の詳
細の一例を示すブロック図であり、図２２は該構成にお
けるシステムの動作を示すタイミングチャートである。
図２１は請求項５の実施例である図１４とほぼ同様であ
るが、遅延手段の遅延時間を規定する入力が選択循環信
号である点で異なる。これにより、遅延手段はカウント
手段の出力をバス利用権の循環が完了するまで遅延させ
る。図２２において、ｔ２にカウント出力が有効になっ
ているが、遅延手段によって、該信号をｔ２以降初めて
選択循環信号が有効になるｔ２’まで遅延させている。
請求項８の構成においては請求項５と同様に、バス利用
の完了までサンプリングを遅延させることも考えられ
る。

【００４７】図２３は本発明の請求項９で示されるバス
使用権調停システムの一実施例を示すブロック図であ
り、図２４は該構成におけるバス調停手段の詳細の一例
を示すブロック図であり、図２５は該構成におけるバス
要求記憶手段の詳細の一例を示すブロック図であり、図
２６は該構成におけるシステムの動作を示すタイミング
チャートである。ここで、２２ａ〜２２ｄはバス要求を
取り消すための取り消し要求信号であり、７１はＮＯＴ
ゲートであり、７２ａ〜７２ｄは非同期セット入力を持
つエッジトリガ型Ｄフリップフロップである。データ転
送が終了し、共有バスの利用権割り当てが不要になった
バスマスタは、取り消し要求信号をＬにすることで、バ
ス要求記憶手段にサンプリングされたバス要求を取り消
す。

【００４８】図２６において、バスマスタｂとバスマス
タｄがそれぞれ取り消し要求を発生しているため、それ
以降ｔ２までの期間のバス利用権割り当ての対象から外
されている。図２７は本発明の請求項１０で示されるバ
ス使用権調停システムの一実施例におけるバス調停手段
の詳細の一例を示すブロック図であり、図２８は該構成
におけるバス要求記憶手段の詳細の一例を示すブロック
図であり、図２９は該構成におけるシステムの動作を示
すタイミングチャートである。

【００４９】ここで、６６ａ〜６６ｄはＡＮＤゲートで
ある。データ転送が終了し、共有バスの利用権割り当て
が不要になったバスマスタは、取り消し要求信号をＬに
することで、バス要求記憶手段にサンプリングされたバ
ス要求を取り消しを要求する。取り消し要求信号は、取
り消し要求を発生しているバスマスタがバス利用権を持
たない期間はＡＮＤゲートによって抑制されているた
め、取り消し動作は、該バスマスタにバス利用権が渡っ
た時点まで遅延される。図２９において、バスマスタｂ
とバスマスタｄがそれぞれ取り消し要求を発生している
が、それぞれの取り消しの実行はバスマスタｂ、バスマ
スタｄにバス利用権が渡るまで遅延されている。

【００５０】図３０は本発明の請求項１１で示されるバ
ス使用権調停システムの一実施例を示すブロック図であ
り、図３１は該構成におけるゲーティング手段の詳細の
一例を示すブロック図であり、図３２は該構成における
システムの動作を示すタイミングチャートである。ここ
で、３９は時間的に多重化されたバス取り消し要求信号
である。図３２に示すように、共有バスと同様に、バス
マスタはそれぞれのゲーティング信号がＬになっている
期間だけ、多重取り消し要求信号線を利用することがで
き、バスマスタの発生する取り消し信号がバス調停手段
に伝わる。

【００５１】図３３は本発明の請求項１２で示されるバ
ス使用権調停システムの一実施例を示すブロック図であ
り、図３４は該構成におけるシステムの動作を示すタイ
ミングチャートである。ここで６７はＡＮＤゲートであ
る。図３３に示すように、記憶手段出力がすべてＨにな
り、バス要求選択手段が選択すべきバス要求がなくなる
とＡＮＤゲートがこれを検出してサンプリングタイミン
グ生成手段に伝達する。これによって、該サンプリング
タイミング生成手段はサンプリングタイミングを早期に
生成する。図３４において、サンプリングタイミング生
成手段は、本来ｔ２に発生するサンプリングタイミング
信号を、サンプリングされたすべてのバス要求が取り下
げられたｔ２’の時点まで早めて出力している。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ス要求信号をサンプリングし、サンプリングされた値に
基づいてバス利用権を割り当てることにより、バス利用
権の割り当ての比率をある規定された期間に渡ってシス
テムが要求する値になるよう、バス調停を行うととも
に、共有バスを利用しないバスマスタが存在しても共有
バスの伝送能力に大きな無駄が生じないバス利用権調停
システムを簡単な回路構成で実現することが可能にな
る。

【００５３】また、共有バス内の信号線とバス要求信号
線を時間多重にすることにより、バスマスタが増加した
場合のバス要求信号を伝達する信号線の増加を防ぐこと
が可能になる。

【００５４】また、個々のバスマスタに複数のバス要求
信号線を割り当てることにより、バス利用権の割り当て
の比率を柔軟に変化させることが可能になる。

【００５５】また、サンプリング間隔を一定時間とする
ことにより、バス利用権の割り当ての比率を一定時間間
隔である該サンプリング間隔に渡ってシステムが要求す
る値になるよう、バス調停を行うことが可能になるとと
もに、バスマスタのバス利用状況の変化を一定時間内に
バス利用権割り当ての制御に反映させることが可能にな
り、サンプリングのタイミングを決定する回路の構成を
簡単にすることが可能になる。

【００５６】また、バスマスタによるデータ転送の状況
を監視して、サンプリング期間を延長することにより、
バスマスタが連続的にバスを利用できる期間を可変長に
して、可変長のデータの転送や可変の転送速度への対応
を容易にするとともに、バス利用権の割り当ての比率を
一定時間間隔である該サンプリング間隔に渡ってシステ
ムが要求する値になるよう、バス調停を行うことが可能
になる。

【００５７】また、循環的にバスマスタを選択してバス
利用権を割り当てるよう制御することにより、バス利用
権の割り当ての順序の決定を簡単な回路で実装すること
が可能になる。

【００５８】また、サンプリング間隔をバス使用権の割
り当てが整数回数循環する可変長の時間にすることによ
り、該サンプリング間隔に渡ってシステムが要求する値
になるよう、バス調停を行うことが可能になるととも
に、サンプリング周期が比較的短い場合でも割り当て比
率を完全に均一にすることが可能になる。

【００５９】また、サンプリング間隔を一定時間とし、
バス利用権の割り当ての循環の途中である場合にはサン
プリングを遅延させることにより、可変長のデータの転
送や可変の転送速度への対応を容易にするとともに、バ
ス利用権の割り当ての比率を完全に均一に該サンプリン
グ間隔に渡ってシステムが要求する値になるよう、バス
調停を行うことが可能になる。

【００６０】また、サンプリングされたバス要求を取り
消す信号を用意することにより、共有バスを利用しない
バスマスタがサンプリング間隔中に発生しても共有バス
の伝送能力に大きな無駄が生じないバス利用権調停シス
テムを簡単な回路構成で実現することが可能になる。

【００６１】また、取り消し要求信号をバスマスタがバ
ス利用権を持つ期間に限定して参照するようにすること
で、該取り消し要求信号がいずれのバスマスタに対応す
るかについての情報をそれぞれの取り消し要求信号に付
加する必要をなくし、回路構成を簡単にすることが可能
になる。

【００６２】また、取り消し要求信号を時間的に多重化
して伝達することにより、取り消し要求信号を伝達する
信号線の数を削減することが可能になる。

【００６３】また、サンプリングされたバス要求がすべ
て取り消された時点でサンプリングすることにより、バ
ス利用権の割り当ての比率をあるサンプリングからサン
プリングされたバス要求信号が全て取り消された時点ま
での期間に渡ってシステムが要求する値になるよう、バ
ス調停を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明請求項１で示される実施例の説明図であ
る。

【図２】本発明請求項１の実施例におけるバス調停手段
の詳細図である。

【図３】本発明請求項１の実施例における動作説明図で
ある。

【図４】本発明請求項１の実施例における別のゲーティ
ング手段制御方法の説明図である。

【図５】本発明請求項２で示される実施例の説明図であ
る。

【図６】本発明請求項２の実施例におけるバス調停手段
の詳細図である。

【図７】本発明請求項２の実施例における信号線接続の
詳細図である。

【図８】本発明請求項２の実施例における動作説明図で
ある。

【図９】本発明請求項３で示される実施例の説明図であ
る。

【図１０】本発明請求項３の実施例におけるバス調停手
段の詳細図である。

【図１１】本発明請求項３の実施例における動作説明図
である。

【図１２】本発明請求項４の実施例におけるバス調停手
段の詳細図である。

【図１３】本発明請求項４の実施例における動作説明図
である。

【図１４】本発明請求項５の実施例におけるバス調停手
段の詳細図である。

【図１５】本発明請求項５の実施例における動作説明図
である。

【図１６】本発明請求項５の実施例におけるバス調停手
段の別の実施例の説明図である。

【図１７】本発明請求項６の実施例におけるバス要求選
択手段の詳細図である。

【図１８】本発明請求項６の実施例における動作説明図
である。

【図１９】本発明請求項７の実施例におけるバス調停手
段の詳細図である。

【図２０】本発明請求項７の実施例における動作説明図
である。

【図２１】本発明請求項８の実施例におけるバス調停手
段の詳細図である。

【図２２】本発明請求項８の実施例における動作説明図
である。

【図２３】本発明請求項９で示される実施例説明図であ
る。

【図２４】本発明請求項９の実施例におけるバス調停手
段の詳細図である。

【図２５】本発明請求項９の実施例におけるバス要求記
憶手段の詳細図である。

【図２６】本発明請求項９の実施例における動作説明図
である。

【図２７】本発明請求項１０の実施例におけるバス調停
手段の詳細図である。

【図２８】本発明請求項１０の実施例におけるバス要求
記憶手段の詳細図である。

【図２９】本発明請求項１０の実施例における動作説明
図である。

【図３０】本発明請求項１１で示される実施例説明図で
ある。

【図３１】本発明請求項１１の実施例における信号線接
続の詳細図である。

【図３２】本発明請求項１１の実施例における動作説明
図である。

【図３３】本発明請求項１０の実施例におけるバス調停
手段の詳細図である。

【図３４】本発明請求項１２の実施例における動作説明
図である。

【図３５】第１の従来技術を示す説明図である。

【図３６】第１の従来技術における動作説明図である。

【図３７】第２の従来技術を示す説明図である。

【図３８】第２の従来技術における動作説明図である。

【図３９】第３の従来技術を示す説明図である。

【図４０】第３の従来技術における動作説明図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄバスマスタ２共有バス２ａ〜２ｃ、２ｘ共有バス内の信号線３バス調停手段１１ａ〜１１ｄバス要求発生回路１２ａ〜１２ｄデータ入出力ポート１３ａ〜１３ｄゲーティング手段１４ａ〜１４ｄバス要求信号１４ａ−１、１４ａ−２バス要求信号線１５ａ〜１５ｄゲーティング信号１６ａ〜１６ｄデータ入出力バス１７ａ〜１７ｄ共有バス（ゲーティング手段への接
続）１８ａ〜１８ｄゲーティングされたバス要求信号２０バス要求ゲーティング信号２１共有バス（バス調停手段への接続）２２ａ〜２２ｄ取り消し要求信号３１サンプリングタイミング生成手段３２バス要求記憶手段３３バス要求選択手段３４ａ〜３４ｄ記憶手段出力３４ａ−１、３４ａ−２記憶手段出力３５ａ〜３５ｄＡＮＤゲート３６ＯＲゲート３７クロック信号３８分周手段３９多重化取り消し要求信号４０カウント手段４１カウント出力４２遅延手段４３サンプリングタイミング信号４４バス制御信号４５バス監視手段４６監視出力４８選択循環信号６０最左ビット検出手段６１ａ〜６１ｄＤフリップフロップ６２選択手段６３ａ〜６３ｄＡＮＤゲート６４要求ロード信号６５利用権切り替え信号６６ａ〜６６ｄＡＮＤゲート６７ＡＮＤゲート６８ゲーティング手段識別論理表６９最左ビット検出手段の論理表７０選択手段の論理表７１ＮＯＴゲート７２ａ〜７２ｄＤフリップフロップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共有バスと、該共有バスを共有する複数のバスマスタと、該各バスマスタそれぞれに対応するバス要求信号をサン
プリングしてバス使用を調停するバス調停手段と、該バス調停手段の出力に従ってバスマスタと共有バスの
接続状態を制御するゲーティング手段とからなるバス使
用権調停システムにおいて、バス調停手段がバス要求信号をサンプリングする時刻を
指定し、その時刻に有効であったバス要求信号に対応す
るバスマスタについてのみ使用権が割り当てられるよう
に制御することを特徴とするバス使用権調停システム。
【請求項２】前記共有バスは、少なくとも、伝送デー
タ及びバス要求信号を時間的に多重化して転送する共有
バスであることを特徴とする請求項１記載のバス使用権
調停システム。
【請求項３】前記バスマスタは、個々のバスマスタに
ついて１つ以上のバス要求信号が対応するバスマスタで
あることを特徴とする請求項１記載のバス使用権調停シ
ステム。
【請求項４】前記バス調停手段のサンプリングとサン
プリングの間隔であるサンプリング間隔は、一定時間間
隔であることを特徴とする請求項１記載のバス使用権調
停システム。
【請求項５】前記サンプリング間隔は、サンプリング
を行なおうとする時刻がバスマスタによるデータ転送期
間中である場合には、当該データ転送期間が終了するま
で延長可能な可変長の間隔であることを特徴とする請求
項４記載のバス使用権調停システム。
【請求項６】前記バス調停手段は、サンプリングされ
たバス要求信号に基づき、循環的にバスマスタにバス使
用権を与えるバス調停手段であることを特徴とする請求
項１記載のバス使用権調停システム。
【請求項７】前記サンプリング間隔は、バス使用権の
割り当てが整数回数循環する可変長の時間であることを
特徴とする請求項６記載のバス使用権調停システム。
【請求項８】前記サンプリング間隔は、一定時間間隔
であるが、サンプリングを行なおうとする時刻がバス使
用権の割り当ての循環中である場合には、当該循環が終
了するまで延長可能な可変長の間隔であることを特徴と
する請求項７記載のバス使用権調停システム。
【請求項９】前記バス調停手段は、サンプリングされ
たバス要求信号を、個々のバス要求信号について個別に
取り消す取り消し要求信号を持つバス調停手段であるこ
とを特徴とする請求項１記載のバス使用権調停システ
ム。
【請求項１０】前記取り消し要求信号は、取り消そう
とするバス要求信号に基づき割り当てられているデータ
転送期間に参照される入力信号であることを特徴とする
請求項９記載のバス使用権調停システム。
【請求項１１】前記取り消し要求信号は、バス使用権
に基づいて時間的に多重化されている取り消し要求信号
であることを特徴とする請求項１０記載のバス使用権調
停システム。
【請求項１２】前記バス調停手段は、サンプリングさ
れたバス要求信号が全て取り消された時点でサンプリン
グを行うバス調停手段であることを特徴とする請求項９
記載のバス使用権調停システム。