JPS59223827A - バスア−ビトレ−シヨン回路 - Google Patents

バスア−ビトレ−シヨン回路

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Publication number
JPS59223827A
JPS59223827A JP9778883A JP9778883A JPS59223827A JP S59223827 A JPS59223827 A JP S59223827A JP 9778883 A JP9778883 A JP 9778883A JP 9778883 A JP9778883 A JP 9778883A JP S59223827 A JPS59223827 A JP S59223827A
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JP
Japan
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bus
master
signal
arbiter
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP9778883A
Other languages
English (en)
Inventor
Masamitsu Watanabe
渡辺 政光
Kazuhiko Honma
和彦 本間
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS59223827A publication Critical patent/JPS59223827A/ja
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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】 〔技術分野〕 この発明は、情報処理技術さらにはマイクロ・コンピュ
ータシステムに適用して特に有効な技術に関するもので
、たとえば、複数の、デジタル回路によって共用される
デジタルデータバスの管理な行なうバスアービトレーシ
ョン回路に利用して有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
マルチプロセッサ方式のコンピュータシステムなどでは
、複数のデジタル回路が同じデジタルデータバスを共用
する。このような場合、そのバスを所定のプロトコルに
従って管理するバスアービトレーション手段が必要にな
る。どのパスアービトレーシ目ン手段では、バスを共用
する複数のデジタル回路から個々に発せられるバス使用
要求を受け、その中の−のデジタル回路にだけバスの使
用権を与えることにより、バスの使用が競合するのを回
避することが提案されている。このために、バスアービ
タが設けられる。このパスアービタは各デジタル回路と
の間で制御信号のやりとりを行なう。これによりバスア
ーとりは、どのデジタル回路へバスの使用権を与えるか
を決める。バスの使用権が与えられたデジタル回路はバ
スを専有して使用する。この間、他のデジタル回路はバ
スを使用することができない。ここで、現在バスを便用
しているデジタル回路以外のデジタル回路からバス使用
要求が発せられた場合は、上記バスアービタがそのバス
使用要求を検出する。そして、そのバス使用要求の優先
度を判断する。バスを別のデジタル回路に使用させる必
要があると判断した場合は、バス使用解除指令を発して
、現在バスを使用中のデジタル回路に対してバスの明渡
しを要求する。このバス使用解除指令を受けて、現在バ
スを使用中のデジタル回路はバスを明渡す。バスアービ
タは、バスが明渡されたことを確認してからバス使用許
可を発する。これにより、バス使用要求を出していた別
のデジタル回路がバスの使用権を得て該バスを専有する
。以上のようにしてバスの管理すなわちアービトレーシ
ョンが行われる。
ところで、本発明者が検討したところによると、上述し
たごときバスアービトレーション回路では、各デジタル
回路から個々に発せられるバス使用要求を受けて、その
使用要求の優先度の判断およびバス使用解除指令の発生
などの一連、の処理を行なわなければならない。従って
、バスの使用権を頻繁に移行させようとすると、その移
行に先立って行なわれる上記処理のための時間が、バス
の実際の使用時間に対して大きな比率を占めるようにな
ってくるという問題が生じる。いわゆる、アービトレー
ションを行なう部分がオーバヘッドの状態になってしま
うことがわかった。本発明者が、明らかにしたところに
よると、このような事態を回避するためには、上述した
バス使用解除指令を使用しないことである。しかし、バ
ス使用解除指令を使用しないと、特定のデジタル回路に
よってバスが独占すなわちロックされてしまうという問
題が生じるようになる。
〔発明の目的〕
その目的とするところは、アービトレーションを行なう
ための処理負担を軽減することにある。
本発明の一つの目的は、複数のデジタル回路からの頻繁
なバス使用要求に効率良く応じられるようにしたバスア
ービトレーション回路を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明かkな
るであろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、複数のデジタル回路によって共用されるデジ
タルデータバスを所定のプロトコルに従って管理するバ
スアービトレーション回路であって、上記バスの使用権
を得たデジタル回路が該バスを周期的に明渡すような回
路手段を備え、該バスが明渡された期間に他のデジタル
回路に上記バスの使用機会を与えるようにし、これkよ
りアービトレーションを行なうための処理負担を軽減し
つつ、複数のデジタル回路からの頻繁なバス使用要求に
効率良く応じられるようにするという目的を達成するも
のである。
〔実施例〕
以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。
なお、図面において同一あるいは相当する部分は同一符
号で示す。
第1図はこの発明に係るバスアービトレーション回路の
実施例を示す。
同図に示す回路では、デジタルデータバスBが複数のバ
スマスターBM1.BM2.BM3に共用されるように
なっている。バスマスターBMI。
BM2.BM3は例えばマイクロ・プロセッサのごとき
デジタル回路である。各バスマスター13M1、、BM
2.BM3は上記バスBを介して互いに連結され、これ
により例えばマルチプロセッサ方式のコンピュータシス
テムを構成する。各ハスマスターBM1.BM2.BM
3はそれぞれに上記バスBを使用して例えはデータの転
送あるいはメモリのアクセスなどを行なう。
また、上記バスBを所定のプロトコルに従って管理する
ために、制御ライン01,02,03゜04およびバス
アービタARが設けられ℃いる。
制御ライン01〜04はワイアード0■1によって各バ
スマスターBM1.BM2.BM3およびア−ピタAR
と接続される。また、バスマスターBMI、BM2.B
M3およびアーピスタARからはトライステートの制御
信号BR,BBSY。
BG、BOLRが発せられる。
ここで、制御ライン01には、各バスマスターBM1.
BM2.l3M3からそれぞれに発せられるバス使用要
求信号BRが乗る。制御ラインo2には、各バスマスタ
ーBMI、BM2.BM3の中のいずれか一つがバスB
を使用しているときに発するバス使用中信号BBSYが
乗る。制御ライン03には、バスアービタARからのバ
ス使用許可信号GRか乗る。そして、制御ラインc4に
は、バスアービタARからのバス使用解除指令信号BO
LRが乗る。
実施例のバスアービトレーション回路では、2種類の動
作モードが実行可能である。第1のモードでは、上記制
御ラインO1〜04の全部を使うプロトコルが実行され
る。第2のモードでは、01.02,03の3s@の制
御ラインだげを使うプnトコルが実行される。
先ず、上記第1のモードについて説明する。
上記バスアービタARは各バスマスターBMI。
BM2.BM3との間で4種類の制御信号のやりとりを
行なう。バスマスターBMI〜BM3側からはバス使用
要求信号BRとバス使用中信号BBSYが発せられる。
バスアービタAR側からはバス使用許可信号BGとバス
使用解除指令信号BOLRが発せられる。これによりバ
スアービタは、どのバスマスターへバスの使用権を与え
るかを決める。
例、tばバスマスターBMIがバスBを使用する場合、
このバスマスターBMからバス使用要求信号BRが出力
される。この要求信号BRはバスアービタARに検出(
あるいは認知)される。バスアービタARは、バス使用
中信号BBSYによってバスBか使用中であるか否かを
判断する。バスBが使用中でなければ、バス使用許可信
号BGを出力する。上記バスマスターJ3 M 1は、
その許可信号BGを受けてからバスBの使用を開始する
これとともに、そのバスマスターBMIから使用中信号
BBSYが出力される。また、バス使用要求信号BRが
取下げられる。これにより、バスBの使用権が第1のバ
スマスターBMIに与エラれたことになる。以上のよう
にしてバスBの使用権が与エラれたバスマスターBMI
は、バスBを専有して使用する。この間、他のバスマス
ターBM2、BM3はバスBを使用することかできない
ここで、現在バスBを使用しているバスマスターBMI
以外の例えば第2のバスマスターBM2からバス使用要
求信号BRが発せられたとする。
すると、上記バスアービタARがそのバス使用要求信号
BRを検出する。要求信号BRを検出したならば、バス
アービタARは、さらにその要求信号BRの発生元すな
わちバスアービタBM2の優先度を判断する。この優先
度の判断結果によりてバスBの使用権を移すか否かを判
断する。そして、バスBを別のバスマスターBM2に使
用させる必要かあると判断した場合は、バス使用解除指
令信号130LRを出力する。これにより2、現在バス
Bヲ使用中のバス−マスターBMIに対してバスBの明
渡しを要求する。このバス使用解除指令信号BOLRを
受けて、現在バスBを使用中のバスマスターBMIはバ
スBの使用を停止する。こレトともに、バス使用中信号
BBSYも取下げる。すなわち、バスBを明渡す。
バスアービタARは、バス使用中信号BBsYの取下げ
によりバスBが明渡されたことを確認する。そして、バ
ス使用許可信号BGを発する。これにより、バス使用要
求を出していた別のバスマスターBM2がバスBの使用
権を得て該バスBを専有して使用する。以上のようにし
て、第1のモードによるバスBの管理すなわちアービト
レーションが行なわれる。
次に、上記第2のモードによる動作について説明する。
このモードでは、制御ライン04に乗るバス使用解除指
令信号BOLRは使用されない。上記バスアービタAR
と各バスマスターBM1.BM2゜BM3との間では、
バス使用要求信号BR,バス使用許可信号BGおよびパ
ス使用中信号BBSY03種類だけの制御信号のやりと
りが行なわれる。
そして、この3種類の信号のやりとりだけでもってバス
Bの管理が行なわれるようになっている。
その代り、バスBの使用権を得たバスマスターがバスB
を周期的に明渡すような回路手段が設けられている。こ
の回路手段は、各バスマスターにそれぞれ設けられる。
これにより、バスBの使用権を得たバスマスターは、所
定の時間ごとにバスの使用を一定の短時間停止するよう
になっている。
バスBの明渡しは、プロセッサの1マシンサイクルごと
に、1インストラクシヨンサイクA/(1命令実行サイ
クル)ごと、あるいはプログラムの1ル一チン実行期間
ごとに行なわれる。以下、その動作例を第2図および第
3図を参照しながら示す。
先ず、第2図に示す動作例について説明する。
同図において、第1のバスマスターBMIがバスBを使
用する場合、このバスマスターBMIからバス使用要求
信号BRが出力される。この要求信号BRはバスアービ
ターARに検出される。バスアービタARは、バス使用
中信号BBSYによりてバスBが使用中であるか否かを
判断する。バスBが使用中でなければ、直ちにバス使用
許可信号BGを出力する。上記バスマスターBMIは、
その許可信号BGを受けてからバスBの使用を開始する
。これとともに、そのバスマスターBMIからバス使用
中信号BBSYが出力される。また、バス使用要求信号
BRが取下げられる。これによす、ハスBの使用権が第
1のバスマスターBMIに与えられたことになる。以上
のようにしてバスBの使用権か与えられたバスマスター
BMIは、バスBを専有して使用する。この間、他のバ
スマスターBM2.BM3はバスBを使用することがで
きない。しかし、上述したように、バスマスターBMI
は周期的にバスBを明渡すようになっている。従って、
一定期間T1の間バスBを使用すると、自分からバスB
の使用を一時停止する。同時に、バス使用中信号BBS
Yの出力も一時停止する。そして、一定の待機時間を置
いた後再びバス使用要求信号BRを出力する。ここで、
バスマxターBMI以外のバスマスターからバス使用要
求信号BRが発せられていなければ、上記バスアービタ
ARは、第1のバスマスターBMIが再度光したバス使
用要求信号BRに対してのバス使用許可信号BGを再び
発する。すなわち、バスBを引続いて使用するための再
許可を与える。このようにして、他からバスBの便用要
求が出なければ、バスマスターBMIは周期的にバスB
を明渡しながらバスBの使用を続行することができる。
次に、第3図に示す動作例について示す。この−場合は
、第1のバスマスターBMIがバスBを使用している期
間T1に別のバスマスターBM2からバス使用要求信号
BRが発せられている。この要求信号BRはバスアービ
タARによって検出(認知)される。ただ、第1のバス
マスターBM1がバスBを使用している間は、バス使用
中信号BBSYがあるため、バス使用許可信号BGを発
せられないでいる。ところが、第1のバスマスターBM
1が所定の使用期間T1を経過してバスBの使用および
バス使用中信号DBS、Yの出力を一時的に停止すると
、その停止の合間にバスアービタARからバス便用許可
信号BGが発せられる。
これにより、次の期間T2ではバスBの使用権が別のバ
スマスターBM2に移行する。他方、今マでバスBを使
用してきた第1のバスマスターBM1は、再びバス使用
要求信号BRを発するが、すテニハスBの使用権が別の
バスマスターBM2 IC移ってしまったため、次の期
間T2ではバスBを使用することができない。しかし、
ここで第1のバスマスターBMIからバス使用要求信号
BRを出し続ければ、その要求信号BRがバスアービタ
ARに検出(認知)されて、仄々の期間T3に℃再びバ
スBの使用権を回復することができる。このようにして
、バス使用要求信号BRを発した2つのバスマスターB
MIとBM2は、いずれか一方が周期的忙バスBを明渡
すごとに、交互に時分割でバスBを共用することができ
る。このとき、さらに別のバスマスターからもバス使用
要求信号BRが発せられると、今度はそのバスマスター
も加わってバスBを時分割で共用するようになる。
他方、バスBの使用要求信号BRを発するバスマ、x、
p−カ一つだけになると、そのバスマスターは各期間連
続的にバスBを使用するようになる。以上のようにして
、バス使用解除指令信号BOLRを使用することなくバ
スBを共用するだめの管理が行なわれる。
ここで、上述した第2のモードにおいて注目すべきこと
は、パスアービタAR側は、バス使用要求信号BRとバ
ス使用中信号BBSYとによってバス使用許可信号BG
を出すか否かの単純な判断だけを行なえば艮いようにな
っていることである。
これにより、バスアービタARにおける判断処理の負担
が大幅に軽減され、複数のバスマスターからの頻繁なバ
ス使用要求に対しても、アービトレーシ田ンのための処
理時間を長くすることなく、迅速かつ効率良く応じるこ
とができる。また、−程の時分割処理の動作形態か状況
に応じて自動的に形成されるため、システム制御のため
のソフトウェア、いわゆるO8(オペレーションシステ
ム)の負担を著しく軽減できるという利点も生じる。
一般に、時分割処理を伴うO8は非常に複雑かっ大規模
であって、そのO8のプログラムはコンピュータシステ
ムのメモリー領域の大きな部分を占める。しかし、上述
した回路では、そのO8の負担を大幅に軽減させること
もできるのである。
〔効果〕
バスを周期的に明渡すような回路手段を設けるという簡
単な構成でもって、バスアービトレーシBンを行なうた
めの処理負担を軽減しつつ、複数のデジタル回路からの
頻繁なバス使用要求に効率良く応じることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではな(、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、上記回路手
段はバスアービタ側にもうけてもよい。この場合、バス
アービタ側から周期的にバス使用解除指令信号のような
ものを発するようにすればよい。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となりた利用分野であるコンビヱータ応用シ
ステムについて説明したが、それに限定されるものでは
なく、例えば、ローカル通イBネットワークなどにも適
用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるバスアービトレーシ曹ン回路の
一実施例を示す回路図である。 第2図はこの発明の実施例の回路による動作の一例を示
すタイミングチャートである。 第3図はこの発明の実施例の回路による動作の別の例を
示すタイミングチャートである。 B・・・デジタルデータバス、BMl、BM2゜BM3
・・・デジタル回路(バスマスター)、 AR・・・バ
スアービタ、01,02,03,04・・・制御ライン
、BR・・・バス使用要求信号、BBSY・・・バス使
用中信号、BG・・・バス使用許可信号、BOLR・・
・バス使用解除指令信号、T1.T2.T3・・・バス
使用期間。 代理人 弁理士  高 橋 明 夫  1′、A(・ 
  、l 第  1  図 第  2 図 第  3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数のデジタル回路によりて共用されるデジタルデ
    ータバスを所定のプロトコルに従って管理するバスアー
    ビトレーション回路であって、上記バスの使用権を得た
    デジタル回路が該バスを周期的に明渡すような回路手段
    を備え、該バスが明渡された期間に他のデジタル回路に
    上記バスの使用機会を与えるようにしたことを特徴とす
    るバスアービトレーション回路。 2、上記回路手段は、各デジタル回路にそれぞれ設けら
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    バスアービトレーション回路。
JP9778883A 1983-06-03 1983-06-03 バスア−ビトレ−シヨン回路 Pending JPS59223827A (ja)

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JP9778883A JPS59223827A (ja) 1983-06-03 1983-06-03 バスア−ビトレ−シヨン回路

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JP9778883A JPS59223827A (ja) 1983-06-03 1983-06-03 バスア−ビトレ−シヨン回路

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JPS59223827A true JPS59223827A (ja) 1984-12-15

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ID=14201546

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JP9778883A Pending JPS59223827A (ja) 1983-06-03 1983-06-03 バスア−ビトレ−シヨン回路

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