JPS5932809B2 - Dmaチヤネルのバス使用権制御方法 - Google Patents

Dmaチヤネルのバス使用権制御方法

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JPS5932809B2
JPS5932809B2 JP125480A JP125480A JPS5932809B2 JP S5932809 B2 JPS5932809 B2 JP S5932809B2 JP 125480 A JP125480 A JP 125480A JP 125480 A JP125480 A JP 125480A JP S5932809 B2 JPS5932809 B2 JP S5932809B2
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弘昌 山岡
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/20Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus
    • G06F13/28Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus using burst mode transfer, e.g. direct memory access DMA, cycle steal

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はDMAチャネルのバス使用権制御方法に関する
複数のDMAチャネルのバス使用権制御方法は大別して
、専用のバスコントローラを用いバス使用要求を並列的
に受け入れそれを制御する方法と一本のバス使用要求ラ
イン及びバス使用許可ラインを用い、いもづる式にバス
使用権を制御するデイジーチェーン方式がある。
本発明は後者のデイジーチェーンに関するものである。
ここでは従来用いられていた方式について説明する。第
1図は1つのCPUIと複数のDMAチャネル2、3、
4およびメモリ60よりなるコンピュータシステムの一
部である。
各DMAチャネルには入出力機器21、22、23が接
続されており、DMAによりメモリ入出力機器間のデー
タ転送を行う。各DMAチャネルはDMAコントローラ
11、13、15および優先制御回路10、12、14
よりなる。以下、各DMAチャネルの動作をDMAチャ
ネル3を例にあげ説明する。
まず、CPUIは、DMAチャネル3に対し、入出力機
器のデータ転送番地、データ数および転送方向の指定を
行う。次に入出力機器22に対しデータ転送開始指令を
発する。次に、人出力機器22はデータ転送が可能とな
つた時点でDMAチャネル3のDMAコントローラ13
に対してDMA転送要求信号101を発し、DMAコン
トローラ13からDMA転送・ 許可信号102を受け
るとDMAによる転送を開始する。このときのメモリ6
0に対する転送番地はDMAコントローラ13がアドレ
スバス51上に送出する。次に第2図および第3図によ
りDMAチャネル・3についてその動作を詳細に説明す
る。
第2図はDMAチャネル3の内部回路例であり第3図は
その動作を示すフローチャートである。第3図において
はDMAチヤネル2、DMAチヤネル4をそれぞれ前段
、後段と呼ぶことにする。なお、他のDMAチヤネル2
,4の内部についてもその構成、動作は第2図、第3図
と同様である。入出力機器22からのDMA転送要求信
号101を受けたDMAコントローラ13はバス使用要
求信号103を優先制御回路12に転送する。
バス使用要求信号103はゲート201を通してDMA
チヤネル2に対するバス使用要求信号106として転送
される。バス使用要求信号はDMAチヤネル2の優先制
御回路10におけるゲート201と同機能のゲートを通
過し、CPUlに対するバス使用要求信号109となる
。以上の経過をDMAチヤネルを特定せずに説明したも
のが第3図におけるF5〜Fl5である。
もし、バス使用要求信号103が発せられた時点で、す
でにDMAチヤネル4からバス使用要求信号105が発
せられていれば、ゲート202は禁止されているからフ
リツプフロツブ203は禁止状態にあり、DMAコント
ローラ13に対するバス使用許可信号104は発せられ
ない。この状態はDMAチヤネル4がDMA転送を終了
するまで続く。すなわちDMAチヤネル4からのバス使
用要求信号105が解除されるまで継続する。次にバス
使用要求信号105が解除されるとゲート202は解放
されDMAコントローラ13からのバス使用要求信号1
03によりフリツプフロツプ203がトリガされる。以
上の経過をDMAチヤネルを特定せずに説明したものが
第3図におけるF2O〜F25である。もし、DMAコ
ントローラ13からのバス使用要求信号103が発せら
れたとき、DMAチヤネル4からのバス使用要求信号1
05が発せられていなかつた場合には、先ずオアゲート
201を開放し、バス使用要求信号106をCPUlに
送る。
CPUlは、バス使用要求信号106を受けとると、現
在実行中のバスサイクルを終了後、即ち一定の許可時間
内でのバスサイクルを終了後、バス使用許可信号110
を発生する。この信号110はすべてのDMA優先回路
10,12,14に送出される。一方、ゲート202も
バス使用要求信号105がない場合にはバス使用要求信
号103がきた時点で開放となり、ただちにフリツプフ
ロツプ203をトリガする。一旦フリツプフロツプ20
3はトリガを受けると、CPUlからバス使用許可信号
110およびDMAチヤネル2からのバス使用許可信号
107により、ゲート204が解放され、DMAコント
ローラ13に対してバス使用許可信号104が発せられ
る。ここで、ゲート入力の他の1つであるバス使用許可
信号110は、優先制御回路12が発生した前記バス使
用要求信号106を受入れたCPUに応動して発生した
バス使用許可信号である。更にゲート入力の残りの1つ
であるバス使用許可信号107は、デイジチェーン化さ
れてなる前段のDMAチヤネル2からの信号であり、前
段でのDMAチヤネルがバス使用要求を発していない時
に生ずる。一方、アンドゲート205は、アンドゲート
204の出力の反転信号及び前段からの使用許可信号1
07とを入力としている故に、バス使用許可信号104
がでると同時に遮断となる。
この結果、後段のDMAチヤネル4への出力する信号1
08は、バス使用許可信号でなくバス使用不許可信号と
なる。このバス使用不許可信号は、使用禁止信号となる
。以上の経過をDMAチヤネルを特定せずに説明したも
のが、第3図におけるF3O〜F35である。以上のよ
うにして、DMAコントローラ13はバス使用権を得、
DMA転送を開始する。
この状.態はDMAコントローラ13がDMA転送を終
了し、バス使用要求信号103を解除することによりフ
リツプフロツプ203がりセツトされるまで続く。もし
、フリツプフロツプ203がトリガされたとき、DMA
チヤネル2における同様のフリツプフロツプもトリガさ
れていたとすれば、DMAチヤネル2からのバス使用許
可信号107は上記説明と同じ理由にて禁止されている
から、DMAコントローラ13は、DMAチヤネル2が
DMA転送を終了するまでの間バスの占有を待たされる
ことになる。以上3個のDMAチヤネルから成る例を述
べたが、DMAチヤネルの数が3以外の場合も同様であ
り、次に述べるようなりMAチヤネルのバス使用権制御
を実現している。
(1) 1つのDMAチヤネルがバスを使用する必要が
生じた場合、ただちにCPUに対してバス使用要求を送
出するが、そのとき他のDMAチヤネルが既にバスを使
用している場合は、それが終了するまでバスの使用は許
可されない。
(2) 2つ以上のDMAチヤネルが同時にバス使用要
求を発した場合には、ハード的にCPUに近いDMAチ
ヤネルがバス使用を許可され、ハード的にCPUから遠
いDMAチヤネルには前段のDMAチヤネルがバス使用
を終了するまでバス使用許可はおりない。
この方式はいわゆる先着優先制御方式である。しかし次
のような欠点を有する。この方式では、DMAチヤネル
からのバス使用要求にてCPUに対するバス使用要求が
直ちに出力される。もし、1つのDMAチヤネルがバス
を使用中に、他のDMAチヤネルがバス使用要求を出す
ということがくり返し行われると、CPUに対してバス
使用要求が出放しとなり、CPUはバスを使用できない
状態でストツプしてしまう。このような状態を避ける為
には、CPUはバス占有に関し高優先度を持たなければ
ならない。
一方、DMAチヤネルは一般に高速大容量転送を行うも
のであり、バス占有に関しても速応性が要求されるもの
が多くその意味ではDMAチヤネルはCPUよりもバス
占有に関して高優先度を持たなければならない。すなわ
ち、DMAチヤネルのバス占有制御に関しては、下記が
要求される。
(1)正常動作時はDMAチヤネルはCPUよりも優先
度を高くしたい。
(2) DMAチヤネルのバス負荷が増加した場合でも
CPUが完全にSTOPしてしまう状態は避けたい。
従来の方式では(1)と(2)を両方満たすことができ
なかつた。
例えば、シリアル伝送等、単位時間あたりの転送語数が
一定であるような入出力機器に対するデータ転送を、複
数チヤネルのDMAにて行う際、正常時は単位時間あた
りに要求される各DMAコントローラのバス占有時間の
和はその単位時間により小さくなるように設計される。
従つてCPUはその空時間を用いて各DMAコントロー
ラの起動、停市等の制御ができる。特に伝送装置等では
、データ転送はDMAにて行いその間CPUは伝送部の
状態監視を行うということはよく用いられる手法である
。ところが、入出力機器等の異常により、単位時間あた
りに要求される各DMAチヤネルのバス占有時間の和が
その単位時間以上となると、複数のDMAコントローラ
がバスを占有してしまい、CPUにバス使用権がかえら
なくなつてしまう。この場合CPUはその故障を発見で
きないしまた外部からの異常割込も受けつけないため異
常の回復は不可能となり、一部の故障が原因でシステム
ダウンにつながるという欠点を有している。本発明の目
的は単位時間あたりに要求される各DMAチヤネルのバ
ス占有時間の和がその単位時間以上になるような場合に
おいても、CPUがバスを使用でき、異常の検出および
その回復措置を可能ならしめる。
DMAチヤネルのバス使用権制御方法を提供することに
ある。本発明はDMAコントローラからバス使用要求信
号が送出されても、それを直ちにCPUへのバス使用要
求信号とはせずに、CPUがバスを使用していることを
確認したうえで、CPUへバス使用要求信号を発するよ
うにし、前記目的を達成するようにしたものである。
次に本発明の一実施例を図面により説明する。
第4図はバス使用要求人力とバス使用許可出力を備えた
CPUlと複数のDMAチヤネル、2,3,4および入
出力機器21,22,23としてシリアル伝送用パラレ
ル−シリアル変換器又はパラレル−シリアル変換器を使
用したシリアル伝送装置の=部である。受信の場合は、
1ワード受信毎にシリアル−パラレル変換を行い、デー
タをDMA転送にてメモリ60に格納する。また送信で
はデータをパラレル−シリアル変換して伝送を行い、1
ワード送信毎にパラレルデータをDMAにてメモリ60
から読み出す。CPUlはDMA転送と並行して、伝送
部の状態監視、制御およびDMAチヤネル2,3,4の
起動、停市等の作業を行う。更にCPUlは、従来と同
じく、バス使用要求信号109を受付けた時には、許容
時間内にバス使用許可信号110を各DMAチヤネル2
,3,4に発生する機能を待つ。従つて、バス使用許可
信号110がない状態は、CPUはDMAチヤネル全体
にバス使用許可を与えていないことを意味する。次に第
5図および第6図によりDMAチヤネル3についてその
動作を説明する。第5図は第4図におけるDMAチヤネ
ル3の内部回路であり、第6図はその動作を示すフロー
チヤートである。第6図においてはDMAチヤネル2,
DMAチヤネル4をそれぞれ前段、後段と呼ぶことにす
る。なお、他のDMAチヤネルの内部についても、その
構成、動作は第5図、第6図と同様である。入出力機器
22からのDMA転送要求信号101を受けたDMAコ
ントローラ13はバス使用要求信号103を優先制御回
路31に送出する。もしこの時、CPUに対してバス使
用要求信号109が他のDMAチヤネルから送出されて
いれば、ゲート302は禁止さへフリツプーフロツプ3
03はトリガされない。又、CPUからのバス使用許可
信号110が送出されている場合も、ゲート302は禁
市され、フリツプーフロツプ303はトリガされない。
この場合DMAチヤネル3からCPUlへのバス使用要
求信号109は送出されない。この状態は他のDMA転
送が終了し、すなわち他のDMAチヤネルからのCPU
lに対するバス使用要求信号109が解除され、しかも
CPUlがバス使用権を得たとき、すなわちCPUlか
らのバス使用許可信号110が解除されるまで継続し、
この条件が満たされるとフリツプーフロツプ303はト
リガされる。以上の説明は第6図におけるF5〜Fl5
に該当している。もし、DMAコントローラ13からの
バス使用要求信号103が発せられた時、他のDMAチ
ヤネルからのCPUに対するバス使用要求信号109が
発せられておらず、かつCPUlからのバス使用許可信
号110が解除された状態にあつたならば、ゲート30
2は解放されているからただちにフリツプフロツプ30
3はトリガされる。
一担フリツプーフロツプ303がトリガされると、DM
AチヤネルからCPUlへのバス使用要求信号109が
ワイアードオアゲート301を通して送出される。CP
Ulはバス使用要求信号109を受けとると、現在実行
中のバスサイクルを終了後、バスを解放し、バス使用許
可信号110を送出する。もしこのときDMAチヤネル
2からバス使用許可信号107が送出されていたならば
、即ち、上位のDMAチヤネルがバス使用要求を出して
いなければ、ゲート304は解放され、DMAコントロ
ーラ13に対してバス使用許可信号104が発せられる
。これと同時にゲート305は禁市されDMAチヤネル
4へのバス使用許可信号108は禁市される。この状態
はDMAチヤネル3がDMA転送を終了し、DMAコン
トローラ13からのバス使用要求信号103が解除さへ
フリツプフロツプ303がりセツトされるまで継続す
る。もし、DMAチヤネル3のフリツプフロツプ303
がトリガされたとき、DMAチヤネル2の同様のフリツ
プフロツプもトリガされたならば、上記説明と同じ理由
でDMAチヤネル3に対してバス使用許可107が発せ
られないため、DMAチヤネル2がDMA転送を終了す
るまで、DMAチヤネル3のバス使用は待たされる。以
上の説明が第6図におけるF2O〜F3Oに該当する。
上記の説明のうち第6図におけるFlO,Fl5が本発
明を実施する部分であり、この部分により複数のDMA
チヤネルが連続的にバスを使用することを防止しCPU
が各DMAチヤネルの切換時点にてCPUがバスを使用
できる。このことによりDMAコントローラ11,13
,15および入出力機器21,22,23の異常により
頻繁にDMA転送要求が起つても、CPUがストツプし
てしまうという事態には陥らない。このようにして本実
施例では伝送部レジスタ設定誤り、入出力機器の異常時
によりDMAチヤネルのバス占有時間が増えた際にも、
CPUがストツプすることなく異常処理を行うことがで
きる。また本実施例では送受信時のアンダーラン、オー
バーラン等により発せられる割込も、CPUがバスを占
有する時間が与えられているために、受けつけることが
できるため、異常処理に関して非常に大きい効果が得ら
れている。本発明によれば単位時間あたりに要求される
各DMAチヤネルのバス占有時間の和がその単位時間以
上になるような場合においても、CPUがバスを使用で
き、異常の検出およびその回復措置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示すデイジーチェーン方式バス制御方
式を示す図、第2図はDMAチヤネルの詳細図、第3図
は動作フロー図、第4図は本発明の一実施例を示す伝送
装置の一部を示す図、第5図はDMAチヤネルの詳細図
、第6図は同じく動作フロー図である。 1・・・・・・CPU、2,3,4・・・・・・DMA
チヤネル、10・・・・・・優先制御回路、11・・・
・・・DMAコントローラ、21,22,23・・・・
・・10機器、60・・・・・・メモリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 CPUにインターフェイスしているバス使用要求ラ
    イン及びバス使用許可ラインと、複数のDMAチャネル
    とを備え、デイジチェイン方式によつてバス使用権を制
    御してなるDMAチャネルのバス使用権制御方法に於い
    て、各DMAチャネル内にあつては、バス使用要求ライ
    ンへのバス使用要求を発する際に、上記バス使用要求ラ
    インでの使用要求及び上記バス使用許可ラインでのCP
    Uからの使用許可のいずれも発生していない条件時のみ
    上記バス使用要求ラインに自己のDMAチャネルからの
    バス使用要求を乗せ、該バス使用要求ラインを介しての
    バス使用要求を受けとつたCPUは、所定時間内にバス
    使用許可を上記バス使用許可ラインに乗せ、該バス使用
    許可ラインを通してのバス使用許可を受けとつた各DM
    Aチャンネル中で前記バス使用要求を発生した該当DM
    Aチャネルは、デイジチェイン方式の上位のDMAチャ
    ネルからのバス使用許可の存在下でバス使用権を得てな
    るDMAチャネルのバス使用権制御方法。
JP125480A 1980-01-11 1980-01-11 Dmaチヤネルのバス使用権制御方法 Expired JPS5932809B2 (ja)

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