JPS60134954A - マルチプロセツサシステムのデ−タ通信方式 - Google Patents

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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、共通バスを介して複数の中央処理装置とデ
ィスク制御装置とが接続されたマルチプロセッサシステ
ムのデータ通信方式に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来、この種マルチプロセッサシステムの通信方式とし
て、大別すると下記の３つの方式が提案されている。

「方式（１）」 各中央処理装置に対して共通の共有メモリを設け、この
共有メモリに通信データを格納し、通信タイミングは、
共通バス上の割込信号線を使用して割込信号として受信
側中央処理装置に通知するというものである。

この通信方式によると、各中央処理装置が共有メモリを
直接参照することにより、通信データの転送が不要とな
り、高速度のデータ通信をおこなうことができるが、通
常各中央処理装置の主記憶装置及び共有メモリとして半
導体メモリを使用しているので、電源が遮断されたり、
何らかの異常によって、システムダウン（システム停止
）を生じると、共有メモリ内に格納したデータが消失す
ると共に、次のシステム再起動時に通信データ領域や各
種の制御データ領域が初期化される欠点を有する。これ
を解決するために、主記憶装置及び共有メモリのバック
アップや、システムダウン時に主記憶装置及び共有メモ
リをディスクメモリに退避させる対策が講じられている
が、この場合は処理が複雑となる欠点を有するものであ
った。しかも、各中央処理装置における共有メモリに対
する通信データの参照は、共通バスを経由して行うので
、参照頻度が多くなると、共通バスの負荷が大きくなり
、マルチプロセッサシステムとしての処理速度が低下す
るという欠点もあった。

「方式（２）」 前記欠点を解消するために、第１図に示すように、各中
央処理装置ＣＰＵｒ　、ＣＰＵ２・・・・・・ｃｐＵＮ
に共通の、補助記憶としてのディスク装置ＤＫ及びその
制御を行うディスク制御装置ＤＣを設け、このディスク
装置ＤＫを介してＤＭＡ転送を行い通信データを送信側
及び受信側中央処理装置の主記憶装置Ｍｌ、Ｍ２・・・
・・・ＭＮ間で授受を行い、通信タイミングは、共通バ
スＢ上の割込信号線を使用して通知するというものであ
る。

次に、この方式（２）による動作を第２図を用いて説明
する。送信側中央処理装置ＣＰＵｌ０主記憶装ｆＺＭｘ
に格納した通信データＡＩを受信側中央処理装置ＣＰＵ
Ｎに対して伝送する場合には、まず、通信データＡｌの
転送に先立ち、送信側中央処理装置ＣＰＵＩからディス
ク制御装置ＤＣに対して主記憶装置Ｍｌの通信データＡ
１を格納したアドレスデータ、通信データＡＩのサイズ
データ、ディスク装置Ｄ’にの書込アドレスデータ及び
書込コマンド等の書込指令データを符号■で示すように
共通ハスＢを介して送信する。次いで、通信データＡ１
を符号■で示すようにディスク制御装置ＤＣに転送し、
この通信データＡｌをディスク制御装置ＤＣ内のバッフ
ァメモリＢＦ内に書き込む。

このバッファメモリＢＦへの書き込みが終了すると、バ
ッファメモリＢＦに格納された通信データＡ１を符号■
で示すようにディスク装置ＤＫの所定アドレス位置に記
録する。次いで、ディスク装置ＤＫへの通信データＡＩ
の転送が終了すると、ディスク制御装置ＤＣから転送完
了割込信号を符号■で示すように送信側中央処理装置Ｃ
ＰＵＩに送信し、この送信側中央処理装置ＣＰＵ１は、
受信側中央処理装置ＣＰＵＮに対してディスク装置ＤＫ
に記録した通信データＡＩの読込を指示する割込信号を
符号■で示すように共通バスＢの割込信号線を使用して
送信する。次いで、受信側中央処理装置ＣＰ’ＵＮは、
ディスク制御装置ＤＣに対してその主記憶装置ＭＮのア
ドレスデータ、ディスク装置ＤＫのアドレスデータ及び
読込コマンド等の読込指令データを符号■で示すように
共通バスＢを介して送信する。この読込指令データをデ
ィスク制御装置ＤＣが受信すると、まず、ディスク装置
ＤＫに記録した通信データＡＩを読み出してこれを符号
■で示すようにディスク制御装置ＤＣのバッファメモリ
ＢＦに書き込む。このバッファメモリＢＦへの書き込み
が終了すると、バッファメモリＢＦに格納された通信デ
ータＡＩを符号■で示すように共通バスＢを介して受信
側中央処理装置ＣＰＵＮに転送する。そして、通信デー
タＡｌの転送を終了すると、ディスク制御装置り、Ｃか
ら受信側中央処理装置ＣＰＵＮに対して転送完了割込信
号を符号■で示すように送信して中央処理装置間のデー
タ通信を終了する。

この方式によると、通信データＡＩは、ディスク装置Ｄ
Ｋ上にも格納されるので、電源遮断時あるいは異常時の
システムダウン、時や再起動時にも再使用が可能である
と共＆巳、記録として残しておくことができ、しかも共
有メモリを特に必要としない等の利点がある。しかしな
がら、この方式による場合、送信側中央処理装置ＣＰＵ
Ｉの主記憶装置Ｍｌから通信データＡ１を共通バスＢを
介してディスク装置ＤＫに転送し、転送終了後に受信側
中央処理装置ＣＰＵＮに対して共通ハスＢ上の割込信号
線を介して割込信号を送出して受信側中央処理装置ＣＰ
ＵＮに割込を掛け、これに基づき受信側中央処理装置Ｃ
Ｐ　Ｕ　Ｎがディスク装置ＤＫに格納された通信データ
Ａ１を読み込むことになり、しかも、一般にディスクメ
モリのアクセスタイムは主記憶装置ＭＮのアクセスタイ
ムに比較して非席に長いので、データ伝送に必要な処理
時間が長（なる欠点を有する。すなわち、通信割込処理
時間は、前記方式（１）と等価であるが、ディスクメモ
リへの転送完了通知用の割込処理時間が必要であり、し
かも、共通バスＢ上には、ディスク装置ＤＫからの転送
完了割込線と、各中央処理装置間の割込信号線とが必要
となる。この割込線を共通化することもできるが、その
制御が複雑となるだけで、割込回数を減少できるもので
はない。

「方式（３）」 この他、送信側中央処理装置の主記憶装置上に格納され
ている通信データを、受信側中央処理装置が直接参照す
るような形式のマルチプロセッサシステムも公知である
が、このものは、ハードウェアが複雑となると共に、前
記方式（１）と類似の問題点がある。さらに、各中央処
理装置の主記憶装置を直接共通バスに接続するようにし
たマルチプロセッサシステムもあるが、この場合は、前
記方式（２）と同様の構成としたときでも、通信データ
の参照を共通バスを利用して行うので、共通バスの負荷
が大きくなり、前記方式（１）の場合と同様のマルチプ
ロセッサシステムとしての処理速度が低下する欠点を有
する。

〔発明の目的〕

この発明は、前記従来方式の欠点に着目してなされたも
のであり、基本的には、ディスク装置を使用したデータ
通信方式を採用しながら、簡易な構成で処理時間を大幅
に短縮してより高速なマルチプロセッサシステムのデー
タ通信方式を提供することを目的としている。

［発明の要点〕 この発明は、共通ハスに複数の中央処理装置とディスク
装置を制御するディスク制御装置とを接続し、−の中央
処理装置の主記憶装置上の通信データを前記ディスク制
御装置を介して他の中央処理装置の主記憶装置へ転送す
るマルチプロセッサシステムであって、前記ディスク制
御装置は、前記通信データを書き込む通信用バッファメ
モリを有し、前記各中央処理装置は、前記ディスク制御
装置に対する１込処理データ中に送信先コードを付加し
て前記ディスク制御装置に送信し、前記ディスク制御装
置は、送信側中央処理装置から前記送信先コードで示さ
れる受信側中央処理装置に前記通信データを転送すると
きに、前記通信データを前記通信用パンツアメモリに記
憶すると共に、前記受信側中央処理装置に書込完了通知
を送出し、且つ通信データを少なくとも前記受信側中央
処理装置からの読込処理データを受信するまで保持し、
該読込処理データの受信時に、前記通信用バッファメモ
リに記憶した前記通信データを受信側の中央処理装置に
転送することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第３図は、この発明の一実施例を示すプロ・ツク図、第
４図は、この発明の詳細な説明に供する信号の流れを示
す図である。

図中、Ｂは、共通バスであって、これに複数の中央処理
装置ＣＰｔＪｔ　、ＣＰＵ２・・・・・・ＣＰＵＮが接
続されていると共に、ディスク装置ＤＫを制御する１つ
のディスク制御装置ＤＣが接続されてし）る。

各中央処理装置ＣＰＵＩ　（１”ｌ、２．・・・・・・
Ｎ）は、主記憶装置Ｍｌを有し、この主記憶装置Ｍｌに
中央処理装置ＣＰ（Ｊｒで演算処理を行った結果、他の
中央処理装置に対して転送する通信データＡ工を格納す
る。この場合、各中央処理装置ＣＰＵ１は、他の中央処
理装置に対して通信データＡＩを送信する際には、まず
、ディスク制御装置ＤＣに対して通信データＡｘを書き
込むために必要な書込コマンド、転送する通信データＡ
Ｘを格納する主記憶装置Ｍｌのアドレス及びデータサイ
ズを示ずデータ、ディスク装置ＤＫの書込アドレスを示
すアドレスデータ、自己の中央処理装置番号を表す自己
コード、受信側中央処理装置ＣＰＵＪの番号を表す送信
先コード等の書込処理データをディスク制御装置ＤＣに
送出する。

ディスク制御装置ＤＣは、第３図に示すように、パス制
御部１０と、通信用バッファメモリ１１と、バッファメ
モリ１２と、ディスク装置ＤＫに対するインターフェイ
ス部１．１！とから構成されている。

バス制御部１０ば、共通バスＢに接続されたインターフ
ェイスレジスタ１４と、このインターフェイスレジスタ
１４の内容を判定してバッファメモリ１１．１２を選択
するバッファメモリ切換制御部１５と、ＤＭＡ制御部１
６とから構成されている。

インターフェイスレジスタ１４は、ディスク制御部ＷＤ
Ｃの作動状態を示すステータスレジスタ１４ａと、共通
バスＢを介して各中央処理装置ＣＰＵＩから送信される
書込又は読込コマンドを記憶するコマンドレジスタ１４
ｂと、共通バスＢを介して各中央処理装置ＣＰＵｒから
送信される主記憶装置Ｍｌのアドレスデータを格納する
主記憶装置アドレスレジスタ１４ｃと、ディスク装置Ｄ
Ｋの書込アドレスを格納するディスクアドレスレジスタ
１４ｄと、共通バスＢを介して送信される通信データＡ
ｘの転送サイズデータを格納する転送サイズレジスタ１
４ｅと、共通バスＢを介して送信される送信先中央処理
装置ＣＰＵＪの番号を示す送信先コードを格納する送信
先コードレジスタ１４ｆと、ディスク制御装置ＤＣから
バッファメモリ１１に格納した通信データＡＩを送信す
る際の転送サイズを格納する転送ワークレジスタ１４ｇ
とから構成されている。

また、通信用バッファメモリ１１は、通常の送信側中央
処理装置ＣＰＵｔの通信データＡｘの所定のデータサイ
ズを格納し得る記憶容量を有し、その通信データＡＩを
受信側中央処理装置ＣＰＵＪからの読込処理データを受
信するまで保持するため、他の送信側中央処理装置及び
受信側中央処理装置が異なる書込指令データを受け付け
ないようにインターロンクされる。なお、バッファメモ
リ１２への書き込みは、通信用バッフ１メモリ１１のデ
ータ保持状態にかかわらず自由に行うことができる。さ
らに、送信側中央処理装置ＣＰＵＩは、通信用バッファ
メモリ１１の記憶容量を越えない範囲で通信データＡＸ
を作成する。

次に、作用について説明する。中央処理装置ＣＰＵ、か
ら主記憶装置Ｍ１に格納した通信データＡＩを中央処理
装置ＣＰＵＮに対して転送する場合について説明すると
、まず、中央処理装置ｃｐＵｌから共通バスＢを介して
ディスク制御装置ＤＣのインターフェイスレジスタ１４
のステータスレジスタ１４ａのセント状態を参照する。

そして、ステータスレジスタ１４ａにディスク制御装置
ＤＣが作動状態を示すフラグがセットされているときに
は、ディスク制御装置ＤＣへの通信データＡｌの転送を
待機する。そして、前記フラグがリセットされてステー
タスレジスタ１４ａに通信データの受信可能フラグがセ
ットされているときには、第４図で符号■で示すように
通信データＡＩを格納している主記憶装置Ｍ１のアドレ
スデータを主記憶装置アドレスレジスタ１４Ｃに、ディ
スク装置ＤＫの書込アドレスデータをディスクアドレス
レジスタ１４ｄに、通信データの転送サイズデータを転
送サイズレジスタ１４ｅに、受信側中央処理装置ＣＰＵ
Ｎの番号を示す送信先コードを送信先コードレジスタ１
４ｆに夫々設定し、且つコマンドレジスタ１４ｂに送信
側中央処理装置ＣＰＵ１から書込コマンドが設定される
と、送信側中央処理装置ＣＰＵ１の主記憶装置Ｍ１に格
納された通信データＡＩが符号＠で示すようにディスク
制御装置ＤＣに送信される。すなわち、ディスク制御装
置ＤＣは、コマンドレジスタ１４ｂに書込コマンドが設
定されると、動作を開始し、バッファメモリ切換制御部
１５で送信側中央処理装置ＣＰＵ工のコードと送信先コ
ードとを比較する。この場合、送信側及び受信側中央処
理装置のコードが異なるので、通信用バッファメモリ１
１を選択する。そして、この状態で、送信側中央処理装
置ＣＰＵｌ０主記憶装置Ｍｌの主記憶装置アドレスレジ
スタ１４ｃに設定されたアドレスに格納された通信デー
タＡ、を共通バスＢ及びＤＭＡ制御部１０を介して通信
用バッファメモリ１１に書き込む。そして、この通信用
パンファメモリエ１への所定の転送サイズの通信データ
Ａｌの書き込みを終了すると、ディスク装置インターフ
ェイス部１３によって通信用バッファメモリ１１に格納
された通信データＡｌを符号０で示すようにディスク装
置ＤＫの回転動作と同期をとってディスクアドレスレジ
スタ１４ｄで指定されるアドレス位置に書き込む。

次いで、ディスク装置ＤＫへの通信データＡＩの転送が
終了すると、ディスク制御装置ＤＣは、ステータスレジ
スタ１４ａに転送完了状態（正常又はエラー発生）を示
すフラグをセントし、且つ転送サイズレジスタ１４ｅの
内容を通信ワークレジスタ１４ｇに書き込むと共に、符
号＠で示すように送信先コードレジスタ１４ｆに格納さ
れた送信先コードに対応する受信側中央処理装置Ｃ’Ｐ
ＵＮに対して共通バスＢを介して書込完了割込信号を書
込完了通知として送信する。

これに応じて、受信側中央処理装置ＣＰＵＮは、書込完
了割込信号を受信すると、ディスク制御装置ＤＣのステ
ータスレジスタ１４ａの内容をチェックし、使用可能状
態であるときに、符号■で示すように受信データを格納
する主記憶装置ＭＮのアドレスデータをディスク制御装
置ＤＣに送信し、これを主記憶装置アＰレスレジスタ１
４ｃに書き込むと共に、コマンドレジスタ１４ｂに読込
コマンドを書き込む。

このように、コマンドレジスタ１４ｂに読込コマンドが
書き込まれると、ディスク制御装置ＤＣは、通信用バッ
クアメモリ１１を選択してこれに格納されている送信側
中央処理装置ＣＰＵｚからの通信データＡＩを符号［相
］で示すようにＤＭＡ制御部１６を介して受信側中央処
理装置ＣＰＵＮに送信し、その主記憶装置ＭＮの所定ア
ドレス位置に通信データＡ１を書き込む。そして、受信
側中央処理装置ＣＰＵＮへのデータ転送が終了すると、
その終了時点で送信先コードレジスタ１４ｆ及び通信ワ
ークレジスタ１４ｇをリセットし、且つ転送完了割込信
号を符号Ｏで示すように受信側中央処理装置ＣＰＵＮに
送信すると共に、ステータスレジスタ１４ａに使用可能
状態を示すフラグをセットする。

また、中央処理装置ＣＰＵｘ間で通信データの授受を行
わずに、単に一つの中央処理装置ＣＰ　Ｕ　Ｉからディ
スク装置ＤＫに通信データＡｒを書き込むときには、中
央処理装置ＣＰ１ＪＸによってディスク制御装置ＤＣの
主記憶装置アドレスレジスタ１４Ｃ１デイスクアドレス
レジスタ１４ｄ＆び転送サイズレジスタ１４ｅに夫々所
定のデータを格納し、且つコマンドレジスタ１４ｂに書
込コマンドを書き込むことにより、バッファメモリ選択
制御部１４で、へソファメモリ１２が選択され、このバ
ッファメモリ１２に送信側中央処理装置ＣＰＵ！の通信
データＡｒが書き込まれ、これがディスク装置インター
フェイス部１５を介してディスク装置ＤＫの所定アドレ
ス位置に書き込まれる。

そして、ディスク装置ＤＫへの書き込みが終了すると、
ステータスレジスタ１４ａに受信可能状態を示すフラグ
をセットし、送信側中央処理装置ＣＰＵ！に書込完了割
込信号を送信する。

以上のように、この発明の実施例によると、第２図及び
第４図を比較して明らかなように、従来のデータ通信方
式における割込信号■、■をディスク制御装置ＤＣから
受信側中央処理装置ＣＰＵＮに対する割込信号０のみで
置換することができると共に、ディスク制御装置ＤＣか
ら受信側中央処理装置に対する通信データの転送が通信
用バッファメモリ１１から直接行うことができるので、
処理時間を短縮することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、共通バスを介
して接続された中央処理装置間で通信データの授受を行
う場合に、送信側中央処理装置とディスク装置との間の
データ転送時に使用するディスク制御装置から送信側中
央処理装置に送信する書込完了信号を受信側中央処理装
置に対する読込指令信号として使用すると共に、ディス
ク制御装置内に中央処理装置間で転送する通信データを
保持する通信用バッファメモリを設けるようにしたので
、送信側中央処理装置からの通信デニタをディスク装置
上に記録しながら送受信側中央処理装置間での高速デー
タ転送が可能となり、マルチプロセッサシステムの処理
能力を向上させることができると共に、電源遮断時等に
おける通信データの消失を防止してシステムの信頼性を
向上することができるという顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例を示すブロック図、第２図は、従来例
の動作の説明に供する信号の流れを示す図、第３図は、
この発明の一実施例を示すブロック図、第４図は、この
発明の詳細な説明に供する信号の流れを示す図である。 ＣＰＵ１−ＣＰＵＮ・・・・・・中央処理装置、ＣＰＬ
ｌｒ・・・・・・送信側中央処理装置、ＣＰＵ、ｙ・・
・・・・受信側中央処理装置、Ｂ・・・・・・共通バス
、ＤＣ・・・・・・ディスク制御装置、ＤＫ・・・・・
・ディスク装置、１０・・・・・・バス制御部、１１・
・・・・・通信用バッファメモリ、１４・・・・・・イ
ンターフェイスレジスタ、１５・・・・・・バンファメ
モリ切換制御部、１６・・・・・・ＤＭＡ制御部。 特許出願人 富士電機製造株式会社 冨士ファコム制御株式会社 代理人　弁理士　森　哲也 代理人　弁理士　内藤　車間 代理人　弁理士　清水　正 代理人　弁理士　提出　債是 第３図 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 共通バスに複数の中央処理装置とディスク装置を制御す
   るディスク制御装置とを接続し、−の中央処理装置の主
   記憶装置上の通信データを前記ディスク制御装置を介し
   て他の中央処理装置の主起（Ｐａ置へ転送するマルチプ
   ロセッサシステムであって、前記ディスク制御装置は、
   前記通信データを書き込む通信用バッファメモリを有し
   、前記各中央処理装置は、前記ディスク制御装置に対す
   る書込処理データ中に送信先コードを付加して前記ディ
   スク制御装置に送信し、前記ディスク制御装置は、送信
   側中央処理装置から前記送信先コードで示される受信側
   中央処理装置に前記通信データを転送するときに、前記
   通信データを前記通信用バッファメモリに記憶すると共
   に、前記受信側中央処理装置に書込完了通知を送出し、
   且つ通信データを少なくとも前記受信側中央処理装置か
   らの読込処理データを受信するまで保持し、該読込処理
   データの受信時に、前記通信用バッツァメモリに記憶し
   た前記通信データを受信側の中央処理装置に転送するこ
   とを特徴とするマルチプロセッサシステムのデータ通信
   方式。