JPS59208623A

JPS59208623A - バス優先制御装置

Info

Publication number: JPS59208623A
Application number: JP8179483A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Takamatsu; 良一高松
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-05-12
Filing date: 1983-05-12
Publication date: 1984-11-27
Also published as: JPS635785B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は共有データバスの後先制御方法に係υ、特に共
有データバスの高占有状態時の占有制御に好適なバス優
先制御方法に関する。

〔発明の背景〕

第１図及び第２図は計算機システム等のノ（ス構成の代
表例を示すものである。これらは計算機内の高速バス、
計算機間リンケージ・（ス、入出力〕（ス等のシステム
で用いられる。第１図はデータノζス１にプロセッサ等
の機器３〜８が接続されておシ、機器３〜８がバス１を
占有しようとする時は、アービタ２に対し占有要求を出
す。アービタ２は、複数の占有要求に対し１つの機器を
選択してバス占有を許可するための制御回路である。し
かし、このようなシステムでは、アービタ２の電源がオ
フとなったシ故障によりダウンすると、全系ダウンとな
る欠点をもつ。またアービタ２には、各機器３〜８から
の占有要求信号とアービタ２からの許可信号が集中する
ので、入出力ビンがネックとなる場合がある。

一方、第２図の構成では、データバス１に機器１０〜１
５が接続されているが、第１図のような独立したアービ
タはなく、バスの占有制御回路は各機器１０〜１５に分
散されている。このようなバス構成は集中制御部がない
ので部分ダウンが全系ダウンに結びつくことが少なく、
経済的に高信頼性を芙現できる。本発明はこの第２図の
バス構成の占有優先制御に関するものであって、その詳
細な構成を以下に示す。

第３図は、第２図のバス構成分もつ情報処理装置の一例
を示したものである。一般に機器間の情報伝送バス１は
、クロック信号ＣＬＯＣＫ、占有制御線几ＥＱ、データ
線ＤＡＴＡ、アドレス線ＡＤＤＲ等より構成されている
。機器１０，１１．１２はデータ処理装置であり、内部
レジスタ１０４〜１０６、演算器１０７、内部メモリ１
０８、内部バス１０９，１１０等をもつ。また情報伝送
バス１とのインターフェースとしてデータ送信のための
レジスタ２９、アドレス送信のためのレジスタ１１１１
データ受信のためのレジスタ１１２、アドレス受信のた
めのレジスタ１１３とバス占有機構１１４、クロック回
路１１５等をもつ。このうち、本発明に関する部分１６
のより詳細な構成が第４図に示されている。但し同図で
は、簡単のため機器ＩＯの関連部分１６のみを示してい
る。またこの例ではクロック同期式のバスを考え、その
ためのクロック信号は別の部分から供給されるものとす
る。バス占有要求フリップフロップ２６の出力Ｑが１に
なると機器１０からバス占有要求が出されたことを意味
し、クリップ７０ツブ２７の出力Ｑ＝１は、後述のよう
に機器ｌｏがバスを占有していることを意味する。バス
優先制御回路２８の詳細は第５図に示されてい°る。ま
た第４図の回路１６内のインバータ２２１〜２２３の入
力端の一部が接地されているが、これは各機器１０〜１
２の優先度を定めるものであって、各様器１０〜１２の
回路１６〜１８毎に番号として各機器１６〜１８が異な
った位置で接地されている。

以上の従来回路の動作を説明する。第４図に於て、接地
電位を論理値０、Ｖｃｃ〉０の電位を論理値１に対応さ
せると、回路１６〜１８のインバータ２２１〜２２３の
出力論理値工〜には、インバータ２２１〜２２３０入力
の接地の有無、つ址り機器毎に設定された優先順位のみ
で定まる。回路１６の場合は（１，Ｊ、Ｋ）＝（ｌ、ｏ
、ｏ）であり、同様に回路１７．１８に対し・ては（０
，１゜０＞’、（０，０，１）になる。一方、フリップ
７０ツブ２６は、山系（回路１６では機器１０）力）ら
の占有要求信号３７がオンするとその出力Ｑが１となり
、従ってナントゲート２４１〜２４３の出力は（０，０
，１）になる。但し、Ｑ二〇の時、つ１り自系からの占
有要求のない時は（１，１゜１）である。同様に、他系
の回路１７．１８からの同様の出力は、その系の占有要
求有の時（１゜０．１）及び（１，１，０）、占有要求
なしの時はいずれも（１，１，１）である。これらの各
回路１６〜１８のナントゲート２４１〜２４３出力は、
占有制御線ＲＥＱｉ、ｊ、にでそれぞれ接続されており
、例えばＲＥＱｉの論理値は、回路１６〜１８からの出
力が１つでも０（接地レベル）なら、他に１（）・イレ
ベル）があってもこれは接地されて０になるものとする
。従って、制御線ＲＥＱｉ、ｊ、には、回路１６，１７
．１８のそれぞれが占有要求有の時は他に関係なくＯに
なる。

そしてこれが再びインバータ２３１〜２３３で反転され
るので、信号ＲＩ〜１１．にの各々は、回路１６〜１８
の各々が占有要求有のとき１、ないときＯとなシ、これ
と前述のインバータ２２１〜２２３の出力１〜Ｋ（固定
）が第５図に示す各回路１６〜１８の優先制御回路２８
へ入力される。

第５図の回路では、まずＲ，Ｉ−１の時、これはゲー）
３８．３９へ反転入力されるので強制的にオフとなる。

即ち機器１０から占有要求が出されてＲＩ−１となると
、占有制御線比ＥＱｉ（−〇）？通して回路１７．１８
のゲート３８．３９はオフされるので、回路１７．１８
に占有要求比Ｊ＝几に＝１があってもなくても出力Ｓは
Ｏとなり、バス占有は許可されない。そして回路１６の
みがＩ−１，Ｉもに＝１の条件によってアントゲート３
７が、従ってオアゲート４０が８＝１を出力し、第４図
のフリップフロッグ２７をセットする。これによってゲ
ート２５がオンし、データレジスタ２９がデータ線ＤＡ
ＴＡと接続される。即ち回路１６（機器１０）が最優先
的にバスを占有する。

次にＲＩ−０、即ち回路１６からの占有要求がない時は
、Ｒ，Ｉ＝００条件で各回路１６〜１８のゲート３７は
オフ、ゲート３８．３９はオン状態になる。この時ＲＪ
＝１．即ち回路１７（機器１１）から占有要求があると
回路１７のゲート３８のみはＪ＝１の条件で１全出力し
、これがＳ＝１を出力する。即ちバス占有を前述と同様
にして許可される。回路１６．１８のゲート３８はＪ二
〇のため出力は０１また回路１６〜１８のゲート３９は
ＲＪ＝１の条件でオフのままである。このように、回路
１６に占有要求がなく、回路１７にあると、回路１８の
占有要求有無に関わりなく回路１７がバスを占有できる
。即ち回路１７（機器１１）は第２順位の優先権をもつ
。

同様な考察によシ、回路１８は、回路１６゜１７に占有
要求がない時のみ、バスを占有でき、第３順位の優先権
をもつ。ところが以上のような独立アービタのない従来
方法には次のような問題点がある。

第６図及び第７図は上記の優先制御方法によった時の動
作例を示すタイムチャートで、同期用のクロック信号Ｃ
ＬＯＣＫより少し遅れて占有要求の有無を示す信号ＲＩ
、ＲＪ、ＲＫ等が確立され、これを受けて占有許可が優
先制御回路２８により与えられるまで、最低ｌクロック
を要する。そこで今、第６図のようにタイミングｔｏに
おいてＲＩ　＝ＲＫ＝１になったとする。つまシ、回路
１６．１８から占有要求が田されたとすると、タイミン
グｔ１において各機器のバス優先制御回路２８が働き、
前述のように愛先順位の高い回路１６によりバス占有が
許可される。しかしこれに」二つて回路１６のフリップ
フロッグ２７の出力Ｑが１となって、フリップフロッグ
２６が次のタイミングでリセットされるので、タイミン
グｔ２では回路１８によるバス占有が許可される。以下
、同様に動作する。第７図の例では優先度の高い機器１
０．１１回路１６．１７）が非常に高速な転送を行うも
のとする。そうすると、ＲＩ−１゜ＲＪ＝１の信号が交
互に連続して田される可能性があシ、この時ＲＫ＝１　
、即ち機器１２（回路１８）からの要求は中々受付けら
れない。このため、機器１２がタイムアウト等でダウン
してしまう。

第８図は、従来の優先制御方法の別の例を示すもので、
伝播論理音用いている。例えば機器４２が現在バス占有
中であり、その占有を解除したとき機器４３に対して伝
播信号４５を送る。ここで機器４３がバス占有要求有無
でなければその信号全バイパスして伝播信号４６として
機器４４に送る。たまたま機器４４がバス占有要求状態
である場合はバスを占有すると共に伝播信号４７はオン
しない。すなわちバス占有要求状態において前の機器よ
り伝播信号をとらえた時、バス占有権を得る方法である
。しかし、この方法では、機器４２〜４４のいずれかが
非実装であると伝播信号が伝わらないため、非実装状態
が考えられる場合は採用できない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、
独立アービタのない分散制御形のデータバスに接続され
る機器に対して、常にバス占有の機会が与えられるよう
にすることによって、バス負荷の冒いところでも高速機
器群と低速機器群に対して本来のバス性能の限界１で効
率よくザービスできるようにした、バスの優先制御方法
を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、バス占有の優先順位を変化きせる手段を設け
るとともに、いずれかの機器によってバスが占有された
時に、その機器の優先順位ケ上記手段によって低下させ
るようにしたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第９図の実施例を用いて説明する。本実
施例は、各機器に設定された優先順位を示す信号（１，
Ｊ、Ｋ）を符号化するコーダ１４９と、ゲート群１５０
と、バスに付加された識別線ＩＤと、この識別線ＩＤの
内容に応じて優先順位を変更するためのシフタ１４８と
が第４図の従来回路１６〜１８に追加されたものであっ
て、その動作は以下の通りである。但し、従来例と同様
に、バスに接続される機器は３台として説明する。

エンコーダ１４９は、識別線ＩＤの本数をできるだけ少
なくするために設けられており、自機器の優先順位を示
す信号（Ｉ、Ｊ、Ｋ）ｆ：２進パターンに符号化して出
力する。この優先パターンは、いずれかの機器がバスを
占有してその内部のフリップフロップ２７がオンしてい
る時、ゲート群１５０がオンして識別線ＩＤへ送出され
る。各回路のシフタ１４８は、その入力信号（Ｉ、Ｊ、
Ｋ）及び（Ｒ，Ｉ、ＲＪ、ＲＫ）’にシフトすることに
よって、以下のように優先順位の変更を識別線ＩＤの内
容に応じ０行う。

第１０図はシフタ１４８の構成例ゲ示すもので、デコー
ダ１６３は、識別線ＩＤ上の優先パターンを解読し、も
しその内容が（Ｉ、Ｊ、Ｋ）−（０゜０．０）、即ち回
路１８（機器１２）がバスを占有していた時は、その出
力Ｄ３のみ全論理値ｌとする。解読結果が（Ｉ、Ｊ、Ｋ
）−（１，Ｏ，Ｏ）又は（０，１，Ｏ）、即ち回路１６
（機器１０）又は回路１７（機器１１）がバスを占有し
ている時は、その出力ＤＩ又はＤ２のみを論理値１とす
る。従ってゲート１６４は、その構成から明らかなよう
に、その入力（几Ｉ、ＲＪ、ＲＫ）’にその出力（ＸＩ
、ＹＪ、ＺＫ）へ第１１図に示すように対応づけて出力
する。もう１つのゲート群１６５もゲート群１６４と全
く同じ構成であるので、入力（Ｉ、Ｊ、Ｋ）と出力（ｘ
、ｙ、ｚ）も全く同様に対応づけられる。

以上のシフタ１４８の出力（Ｘ、Ｙ、Ｚ）。

（ＸＩ、Ｙ、Ｊ、ＺＫ）は、第５図で説明した優先制御
回路２８へ入力される。この回路は、前述したようにＸ
、Ｙ、Ｚの順に高い優先度でもって優先制御を行う。こ
のため、第１１図のＤ３−１の時、即ちバスがいずれの
機器によっても占有されていないか、あるいは最も設定
優先順位の低い機器１２（回路１８）によって占有され
ている時は、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）−（Ｉ、Ｊ、Ｉ（）、（Ｘ
Ｉ、ＹＪ。

ＺＫ）＝（ＲＩ、ＲＪ、ＲＫ）となり、実際の優先順位
は従来例で説明した通シの、設定された優先順位のまま
となる。この様子は第１２図のタイムスロットｔＯ＋　
　’３　＋　　ｔ６に示されている。

１．１＝１．即ちバスが最も設定優先順位の高い機器１
０により占有されている時は（Ｘ、Ｙ、Ｚ）−（Ｊ、に
、Ｉ　）、（ＸＩ、ＹＪ、Ｚ、Ｋ）＝（ＲＪ、ＲＫ、Ｒ
，Ｉ　）となって、優先順位は高い方から機器１１，１
２．１０に変更される。即ち今、バスを占有した機器１
０は次のタイムスロットでは最低の優先１−位とされる
。この時の様子は第１２図のタイムスロットｔｌ　＋　
１４　＋　ｔ７に示されている。Ｄ２−１の時も同様に
して、バスを占有した機器１１が次には最低の優先順位
金与えられる。

以上のように、本実施例では、各機器はバス占有権を均
等に割当てられるので、従来の分散形制御方法のように
、低速機器のバス使用が長期間許可されないといった不
都合をなくすことができる。

なお、本実施例では、バスに接続される機器は３台とし
たが、これは台数がふえても容易に本発明の方法を適用
可能なことは明らかであり、また、バス占有の優先権変
更のためのシフタ１４８に代って別の適当な論理構成の
回路を用い、高速機器には低速機器よシも多い頻度で優
先権を与え、かつ低速機器が待ち時間中にタイムアウト
しないようにすることも可能である。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高信
頼度の分散制御全実現することができ、バスの効率よい
使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は独立アービタ分有するバス構成を示す図、第２
図は分散制御形のバス構成を示す図、第３図はバスに接
続される機器の構成例を示す図、第４図は従来の優先制
御のための関連回路を示す図、第５図は優先制御ｌ路を
示す図、第６図及び第７図は従来方法の動作タイムチャ
ート、第８図は別の優先制御方法を示す図、第９図は本
発明の一実施例を示す図、第１０図及び第１１図は第９
図のシフタの構成図及びその動作説明図、第１２図は第
９図の実施例の動作説明図である。 ■・・・バス、１０−１５・・・機器、２６・・・占有
要求フリップフロップ、２８・・・優先制御回路、１４
８・・・シフタ、１４９・・・エンコーダ、１６３・・
・デコーダ、１６４．１６５・・・ゲート群、ＲＥ　Ｑ
・・・占有制御線、丁Ｄ・・・識別線。代理人　弁理士　秋本正実弔６図弔′７図１３２− 子１０図入ＩＩ！−ＸＬ″ｒＪメ青く

Claims

【特許請求の範囲】１、バス中の占有制御線を介して互いに接続された占有
制御手段を、バスを共有する複数個の機器対応に設け、
上記各占有制御手段に予め設定された設定優先順位と上
計占有制御線を介して全ての占有制御手段から送られて
きた対応機器の占有要求信号とから、占有要求を出力し
ている占有制御手段のうち最も上記設定優先順位の高い
ものがバスを占有するようにしたバス優先制御方法に於
て、バスに識別線を付加するとともに、各占有制御手段
は、山手段がバスを占有した時には山手段個有の識別信
号を上記識別線に出力し、上記識別線にいずれかの上記
識別信号があってバスが占有状態にある時には上記設定
優先順位を互いに重ならないように変更して該変更され
た優先順位に従って上記バスの占有状態終了後の次の優
先制御に備えるようにしたことを特徴とするバス優先制
御方法。２、前記優先順位の変更方法を、前記設定優先順位を、
最低の優先順位の次に最高の優先順位が続くようにサイ
クリックな順位とした時、ノ（スを占有している占有制
御手段の上記設定優先順位の次に低い設定優先順位を最
高の順位とし、かつ該順位以下を上記サイクリックな後
先１１１１１位の順になるようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のバス優先制御方法。