JPS5846098B2 - ル−プバスネットワ−クシステムにおけるバス優先制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数のプロセッサを一方向のループ状のバス
で結合したネットワークシステムにおけるループバスの
優先制御方式に関するものである。

第１図に示すように、複数のホストプロセッサ１をノー
ドプロセッサ２を介して、一方向のループ状のバス３で
結合したループバスネットワークシステムでは、データ
伝送遅延時間の短縮のために、データを素通りさせるス
ルー通信方式が多く採用される。

このとき、バス３は、論理的には一本の共通バスとして
扱われるため、同時に複数のホストプロセッサ１がデー
タ伝送を要求したときは、競合が発生する。

したがって、何らかの手段によって、順番にバス３の使
用を許可する必要がある。

従来は、ループ中に専用のバス制御用プロセッサを設け
、そのプロセッサが集中的に制御をおこなう中央制御方
式が多（用いられていた。

しかしながら、この方式では制御が難しい上に、高速伝
送の実現が困難であった。

さらに、バス制御用のプロセッサで障害が発生すると、
システム全体力機能しなくなってしまうものであった。

この発明はループ上に特別な制御装置を必要とせず、メ
ツセージに優先レベルを設け、優先レベルの高いメツセ
ージから順にバスの使用を許可し同一レベルのメツセー
ジに対しては、各ホストコンピュータが対等に扱われる
ようなループバスの優先制御方式を提供するものである
。

この発明の特徴とするところは、複数のプロセッサが一
方向のループバスで結合され、各プロセッサは送信メツ
セージを発するに際しその優先度を示すレベル番号を付
して発生するネットワークシステムにおいて、２以上の
ノードでメツセージの送信要求が生じた場合、それらの
ノードの夫夫においては、夫夫が発生したメツセージの
レベル番号と、そのレベル番号において当該ノードに割
当てられた優先度を示すデータとを含むバス制御データ
をループバスに送出せしめ、かつ当該ノードが次段ノー
ドに送信したバス制御データと、前段ノードから受信し
たバス制御データとを比較し、大きい方のバス制御デー
タのみをさらに次段ノードへ送るようにすることにより
、唯一つのバス制御データのみがループバスを一巡する
ごとくなしそれを発生したノードのプロセッサにループ
バスの使用権を与えるとともに、ループバスの使用権が
決定するごとに、すべてのノードにおいて、前記のメツ
セージレベル番号毎に夫夫のノードに割当てられた優先
度を示すデータを変更するようにしたことにある。

ここで、ループバスの使用権が決定するごとに、すべて
のノードにおいて、優先度を示すデータを変更するのは
、ループバス上に同じ優先順位を持つノードが現われな
いようにするためである。

何故なら、送信要求の発生したノードがその優先順位を
ループバスに送り、それが一巡したノードにバス使用権
を与えているため、同じ優先度を持つノードが２台以上
存在すると、どちらもバス使用権を得たと判定する恐れ
があるためである。

まず、第２図を参照して、この発明の原理について説明
する。

この発明においては、各ホストプロセッサ（以下、単に
ホストと云う）で発生される伝送すべきメツセージにそ
の優先度に応じたレベルを付加する。

例えば、レベルＯからレベル４までの５レベルである。

ここでは、レベル数の大きいものが高優先度を有するも
のとする。

また、同レベルのメツセージであっても、そのメツセー
ジを発したホストにより優先度が異なる。

このホストによって決められた優先度をサブプライオリ
ティと称する。

尚、ホストとサブプライオリティの関係は変更可能であ
る。

第２図イはメツセージを発するホストとメツセージレベ
ルとによって決められるサブプライオリティの関係の一
例を示すものである。

サブプライオリティの場合も、大きな数のものが高位の
優先度を持つものとする。

この例は第１図に示されたホスト８台（０，Ｉ、ＩＦ、
・・・・・・■ ）からなるネットワークシステムを対
象としたものである。

例えば、レベル１のメツセージの場合、ホス）ＩＦから
のメツセージが最高のサブプライオリティを有し、ホス
ト■かものメツセージが最低となる。

またホス）Ｉ［［からのレベル１のメツセージと、ホス
トＶからのレベル２のメツセージとでは、サブプライオ
リティの数値は同じであるが、メツセージレベルから、
ホストｖからのメツセージの方が高位の優先度を有する
ことになる。

伝送すべきメツセージが発生したホスト１に接続された
ノードプロセッサ２は次段のノードプロセッサ２ヘバス
制御データを送る。

この制御データは、第２図口に示すごとく、メツセージ
レベルとサブプライオリティとから構成されている。

かかる構成になるバス制御データをプライオリティデー
タと称する。

例えば、ホス）ＶＩからのレベル３のメツセージの場合
であれば、「３７」となる。

実際上は、これらは２進数で表わされる。

したがって、第１図の場合であれば、プライオリティデ
ータはメツセージレベルに対して３ビツト、サブプライ
オリティに対して３ビツトの合計６ビツトで表わされる
ことになる。

なお、サブプライオリティはシーケンシャルなものでな
くてもよく、また欠番があってもよい。

この場合には、予め決められている最大値を基準として
サブプライオリティの変更をおこなう。

第２図へを参照して、優先制御について説明する。

状況として、ホス）Ｉ、ＩＶおよび■において、レベル
２，２．１のメツセージが夫夫発生した場合を考える。

この場合、上記の各ホスト■。■、■に接続されたノー
ドプロセッサで作成されるプライオリティデータは夫夫
「２３」 。

「２８Ｊ 、 「１３Ｊとなる。

すべてのノードは削設ノードからプライオリティデータ
を受信し、次段ノードへ送信するという動作を続ける。

しかしながら、前記のホストＩ 、ＩＶ、■のノードに
おいては、前段から受信したプライオリティデータと自
からが発信したプライオリティデータとを比較し、受信
したプライオリティデータが自からが発信したものより
大きい場合のみ、その受信したプライオリティデータを
次段に送信する。

そうでない場合には、受信したプライオリティデータを
破棄する。

このようにしてゆくと、ホストＩで発信されたプライオ
リティデータ「２３」はホスト■のところで、またホス
ト■で発信されたプライオリティデータ「１８」はホス
トＩのところで夫夫破棄され、ホス）ＩＶの発信したプ
ライオリティデータ「２８」のみがループバスを一巡し
て、再びホスト■のところで受信される。

これによって、ホスト■は自分がバスの使用権を獲得し
たことを知る。

バスの使用権を得たホスト■は、バスの制御が終ったこ
とを示す信号を発信する。

この信号がループバスを一巡することにより、他のホス
トはバスの制御が終了したことを知らされる。

なお、この信号は制御フェーズ終了コードと称し、バス
制御データの一つである。

ここまでは、バスの制御フェーズであって、この制御フ
ェーズの終了後、メツセージの伝送フェーズに入り、各
ノード及びそのホストはメツセージの送受信処理をおこ
なう。

次に、第３図、第４図を参照して、この発明の一実施例
について説明する。

第３図はその構成を示すものであって、各ホストに対応
して設けられる。

図において、４はホストで発生した送信メツセージに付
されているメツセージレベルを蓄えるレベルレジスタ、
６は複数のレジスタからなるサブプライオリティレジス
タ（以下、ＳＰレジスタと称す）である。

各ノードにおけるＳＰレジスタ２は第２図イに示した表
のうちの自ノードのホストに対応するメツセージレベル
毎のサブプライオリティを記憶している。

例えば、ホスト■のノードにおけるＳＰレジスタ６はメ
ツセージレベル０゜１．２，３に夫夫対応したサブプラ
イオリティ６゜０．２．４を記憶する４つのレジスタ群
からなる。

８はプライオリティ作成回路であって、ホストからの信
号により駆動されレベルレジスタ４に書込まれたメツセ
ージレベルによりＳＰレジスタ６を検ｉして、自ホスト
における当該レベルのメツセージのサブプライオリティ
を求める。

そして、これらの２つの値、すなわちメツセージレベル
とサブプライオリティとからそのとき発生したメツセー
ジのプライオリティデータを作成する。

１０は上述のようにして作成されたプライオリティデー
タを蓄える自プライオリティレジスタ（以下、Ｐレジス
タと称す）である。

１２は送信レジスタ、１４は送信回路、１６は受信レジ
スタ、１８は受信回路を示すものであって、これらは通
常のデータ伝送において使用されており公知のものであ
る。

２０は制御フェーズ終了コードレジスタ（以下、Ｅレジ
スタと称す）で、シスチー内すべてに共通でかつプライ
オリティデータとは区別できるコードが格納されている
。

例えば、第２図口では、６ビツトによりプライオリティ
データで表わしたが、実はこれらのうちのメツセージレ
ベル分の３ビツトには末だ余裕がある。

即ち、ホスト■がレベル３のメツセージを発生した場合
、そのプライオリティデータはｒ３７Ｊ（これは、この
例において最高のプライオリティである）であって、メ
ツセージレベル部分（ｒ３Ｊ ）、サブプライオリティ
部分（ｒ７Ｊ ）を夫夫２進数で表わして合成したとき
、” １００１１１ ’″となる。

プライオリティデータのコードとしてはこれ以上のもの
はないのであるから、制御フェーズ終了コードとしては
” １１１１１１ ”を選ぶことができる。

２２は受信レジスタ１６の内容と、Ｐレジスタ１０、送
信レジスタ１２、Ｅレジスタ２０等の内容とを比較する
比較器、２４は比較器２２を制御し、あるいは比較器２
２の比較結果に基づいて、他の機器を制御する制御装置
、２６は制御装置２４の制御の下に、送信レジスタ１２
の内容に基づいてＳＰレジスタ６を変更するサブプライ
オリティ変更回路を示すものである。

次に、上記のごとき構成になる実施例の動作を説明する
が、その動作フローを示す第４図を参照すれば、より良
く理解し得よう。

まず、ホストにおいて送信メツセージが発生した場合で
ある（第４図イ参照）。

送信メツセージが発生すると、そのメツセージレベルが
レベルレジスタ４に書込まれる。

それと同時に、ホストからの信号によりプライオリティ
作成回路８が駆動され、メツセージレベルによりＳＰレ
ジスタ６を検索する。

これによって、そのとき発生したメツセージのプライオ
リティデータが決定し、Ｐレジスタ１０へ格納される。

次いでそれは送信レジスタ１２に転送され、送信回路１
６により、次段のノートプロセッサＮｉ＋ｔに送信され
る。

受信回路１８は前段Ｎｉ 、からのバス制御データを
待つ。

受信回路１８がバス制御データを受信すると、それを受
信レジスタ１６へ送る。

バス制御データが受信レジスタ１６に格納されると、比
較器２２は次の動作をおこなう。

（１）バス制御データをＥレジスタ２０の内容と比較す
る。

両者が一致したときは、受信した制御データが制御フェ
ーズ終了コードであったことを意味するので、受信した
制御データを送信レジスタ１２に転送し、送信回路１４
により次段Ｎｉ＋１に送信するとともに、サブプライオ
リティ変更回路２６を駆動しＳＰレジスタ６の内容を変
更する（理由は後述）。

その後、メツセージ受信処理状態に入る。

受信したバス制御データがＥレジスタ２０の内容と一致
しないときは、その制御データは制御フェーズ終了コー
ドではなく、プライオリティデータであるということに
なる。

したがって、未だ制御フェーズが終了していないことを
意味するのであるから、受信したプライオリティデータ
に基づいて引続き必要なバス制御動作をおこなう。

（２）バス制御データをＰレジスタ１０の内容と比較す
る。

両者が一致した場合は、自ノードが発信したプライオリ
ティデータがループバスを一巡してきたこと、したがっ
て自ノードがバスの使用権を得たことを知る。

これにより、Ｅレジスタ２０の内容を送信レジスタ１２
に転送シ、システム全体に制御フェーズが終了したこと
を知せるため、制御フェーズ終了コードの制御データを
バスに送り出す。

また、サブプライオリティ変更回路２６を駆動してＳＰ
レジスタ６の内容を変更する。

その後、メツセージ送信処理〈状態に入る。

受信した制御データがＰレジスタ１０の内容と一致しな
かった場合（Ｅレジスタ２０の内容とも一致しない。

これが一致しているときは上記（１）の動作と同じにな
る）には、そのプライオリティデータに基づいて、引続
き必要なバス制御動作をおこなう。

（３）バス制御データを送信レジスタ１２の内容と比較
する。

送信レジスタ１２の内容が受信したバス制御データより
も大きいときは、送信レジスタ１２の内容をそのままと
し、受信した制御データを破棄する。

受信回路１８は次に送られてくるバス制御データを待つ
。

送信レジスタ１２の内容が受信したバス制御データより
も小さいときは、送信レジスタ１２の内容を受信したバ
ス制御データによって書換える。

そして、書換えられた送信レジスタ１２の内容は新たな
プライオリティデータとして送信回路１４を介して次段
Ｎｉ＋、に送信される。

このように、受信した制御データの破棄、あるいはそれ
による送信レジスタ１２の書換えをおこなっているうち
、受信した制御データがＥレジスタ２０の内容あるいは
Ｐレジスタ１０の内容と一致する状態が生ずる。

このような状態が生じた後の動作は、前記（１）あるい
は（２）に述べる通りである。

以上は送信メツセージを発生したノードにおける動作で
ある。

上記説明においては、説明の便宜上、比較器２２におけ
る３つの比較動作を上記（１）。

（２） 、 （３）の順で述べたが、実際の比較動作は
この順に限られるものではない。

例えば、受信したバス制御データが制御フェーズ終了コ
ードであるか否かの判断、即ち受信レジスタ１６の内容
とＥレジスタ２０のそれとの比較（上記説明の（１））
は、受信したバス制御データが自ノードが発信したプラ
イオリティデータであるか否かの判断、即ち受信レジス
タ１６とＰレジスタ１０との比較（上記説明の（２））
の後におこなわれてもいつこうに差支えない。

ところで、送信メツセージを発生しなかったノードにお
ける動作は、自ノードがループバスの使用権を得られる
か否かを考慮に入れな（ともよいので、より簡単にする
ことができる。

その動作を第４図口を参照して説明する。

コ（７）場合には、送信メツセージがないのであるから
自己のプライオリティは作成されておらず、したがって
、受信レジスタ１６とＰレジスタ１０との比較は不要で
ある。

また、かかるノードにおいてはバス制御データを通過さ
せるのみでよいので、送信レジスタ１２との比較も必要
ない。

したがって、受信した制御データをＥレジスタ２０の内
容と比較し、その一致、不一致を調べる以外はその制御
データを送信レジスタ１２に移して次段のノードＮｉ、
、４−１に伝送することを、データ受信毎に繰返えせば
よい。

そして、制御データとＥレジスタ２０の内容と一致した
場合には、前記（１）で説明した動作と同じである。

第３図の実施例の動作は、以上のごとくであるが、送信
メツセージを発生するホストと、そのメツセージのレベ
ルとから決められるサブプライオリティが第２図イに示
す表に固定されてしまうと。

同じレベルのメツセージが発生したときは常に発生した
ホストにより一義的にサブプライオリティが決まってし
まい好ましくない。

そこで、この実施例では制御フェーズが終了するごとに
、サブプライオリティ変更回路２６を起動してＳＰレジ
スタ６の内容を変更している。

変更の規則は自由であるが、同一レベルのメツセージで
サブプライオリティが重複しないように注意しなげれば
ならない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の適用対象であるループパスネットワ
ークシステムを示す図、第２図はこの発明の詳細な説明
するための図、第３図はこの発明の一実施例の構成を示
す図、第４図は前記実施例の動作フローを示す図である
。 図において、１はホストプロセッサ、２はノートフロセ
ッサ、３はループバス、４はレベルレジスタ、６はサブ
プライオリティレジスタ、８はプライオリティ作成回路
、１０は自プライオリティレジスタ、１２は送信レジス
タ、１６は受信レジスタ、２０は制御フェーズ終了コー
ドレジスタ、２２は比較器、２４は制御回路、２６はサ
ブプライオリティ変更回路を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のプロセッサが一方向のループバスで結合され
   、各プロセッサは送信メツセージを発するに際しその優
   先度を示すレベル番号を付して発生するネットワークシ
   ステムにおいて、２以上のノードでメツセージの送信要
   求が生じた場合、それらのノードの夫夫においては、夫
   夫が発生したメツセージのレベル番号と、そのレベル番
   号において当該ノードに割当てられた優先度を示すデー
   タとを含むバス制御データをループバスに送出せしめ、
   かつ当該ノードが次段ノードに送信したバス制御データ
   と、前段ノードから受信したバス制御データとを比較し
   、大きい方のバス制御データのみをさらに次段ノードへ
   送るようにすることにより、唯一つのバス制御データの
   みがループバスを一巡するごとくなしそれを発生したノ
   ードのプロセッサにループバスの使用権を与えるととも
   に、ループバスの使用権が決定するごとに、すべてのノ
   ードにおいて、前記のメツセージレベル番号毎に夫夫の
   ノードに割当てられた優先度を示すデータを変更するよ
   うにしたことを特徴とするループバスネットワークシス
   テムにおけるバス優先制御方式。