JPS6015979B2 - Main memory access control mechanism - Google Patents

Main memory access control mechanism

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JPS6015979B2
JPS6015979B2 JP9171277A JP9171277A JPS6015979B2 JP S6015979 B2 JPS6015979 B2 JP S6015979B2 JP 9171277 A JP9171277 A JP 9171277A JP 9171277 A JP9171277 A JP 9171277A JP S6015979 B2 JPS6015979 B2 JP S6015979B2
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JP
Japan
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main memory
memory access
control
input
central processing
Prior art date
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Expired
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JP9171277A
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Japanese (ja)
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JPS5425636A (en
Inventor
秀雄 森末
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • G06F13/16Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
    • G06F13/18Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus based on priority control

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主記憶アクセス制御機構に関し、特に電子計算
機等において入出力動作のための主記憶アクセスが中央
処理装置の主記憶アクセスを遅らせひいては中央処理装
置の性能を低下させることをできるだけ回避するための
主記憶アクセス制御機構に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a main memory access control mechanism, and particularly in electronic computers, etc., where main memory access for input/output operations delays main memory access of a central processing unit, which in turn reduces the performance of the central processing unit. This invention relates to a main memory access control mechanism for avoiding such problems as much as possible.

電子計算機の主記憶装置へのアクセスは中央処理装置と
入出力チャンネルとから各々独立して行われる。
Access to the main memory of an electronic computer is performed independently from the central processing unit and the input/output channels.

従って、同一の主記憶装置に対するアクセス要求がぶつ
かることがある。多くの入出力動作にはその転送速度に
関して物理的な制約があり(例えば、磁気ディスク装置
においては記録密度と回転速度から定まるデータ転送速
度がチャンネルに確保されないと、旨わゆるデータオー
バーランが起る)、アクセス要求が重なる時には入出力
動作に伴う要求の分を優先して扱うのが一般的である。
命令語ノオベランドの大幅な先取を行わない中央処理装
置においては、主記憶アクセスが入出力動作などで待た
されると、それだけ演算実行が遅れる場合が多い。通常
、チャンネル部にはいくらかのデータバッファがあり、
一時的な主記憶アクセスの遅れは吸収できるようになっ
ている。
Therefore, access requests to the same main storage device may conflict with each other. Many input/output operations have physical restrictions on their transfer speeds (for example, in magnetic disk drives, if the data transfer speed determined by the recording density and rotational speed is not secured in the channel, so-called data overrun will occur). When access requests overlap, it is common to give priority to requests related to input/output operations.
In a central processing unit that does not preempt instruction words to a large extent, if main memory access is delayed due to input/output operations, the execution of operations is often delayed accordingly. Usually there is some data buffer in the channel part,
Temporary delays in main memory access can be absorbed.

そして、バッファに余裕が充分にある時と、余裕が少く
なっている時とで主記憶アクセス要求の優先度を変える
ような細かい制御を行うこともある。これは入出力チャ
ンネル同志の競合を効果的に捌くために採用されている
が、チャンネルによる要求が低い時は中央処理装置の要
求を優先させることに用いることもできる。しかし、上
記の方法は同時に要求があった時にのみ有効となる方法
である。この場合、1マシンサイクルでもずれていると
、要求優先度に拘らず先に要求した方が受付けられ、後
の要求は前の主記憶動作が終るまで1〜数マシンサイク
ル待たされることになり、従って同時要求に対する制御
に凝ってみても大きい効果は期待できない。本発明の目
的は入出力動作のための主記憶アクセス要求がまだあま
り緊急でない段階では中央処理装置の動作を遅らせない
ようにする主記憶アクセス制御機構を提供することにあ
る。本発明では、入出力制御装置が主記憶アクセスに際
しその緊急度に応じて少なくとも2種のしべルの要求が
出せる機構を持っていることを前提として、中央処理装
置はアクセス要求を出すマイクロプログラムより前の段
階で実行されるマイクロプログラムの特定フィールドの
値により主記憶アクセス予告信号を出し、前記主記憶ア
クセス要求を捌く機構は、前記予告信号を受けたときに
、緊急でない入出力のアクセス要求を抑えるという機構
を有している。
Then, detailed control may be performed such as changing the priority of main memory access requests depending on when there is sufficient buffer space and when there is little buffer space. Although this is employed to effectively handle conflicts between input and output channels, it can also be used to prioritize the demands of the central processing unit when the demands by the channels are low. However, the above method is effective only when requests are made at the same time. In this case, if there is a difference of even one machine cycle, the first request will be accepted regardless of the request priority, and the subsequent request will have to wait one to several machine cycles until the previous main memory operation is completed. Therefore, no great effect can be expected even if efforts are made to control simultaneous requests. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a main memory access control mechanism that does not delay the operation of a central processing unit when a main memory access request for an input/output operation is not yet very urgent. In the present invention, on the premise that the input/output control unit has a mechanism for issuing at least two types of requests depending on the degree of urgency when accessing the main memory, the central processing unit executes a microprogram that issues an access request. A mechanism that issues a main memory access notice signal based on the value of a specific field of a microprogram executed at an earlier stage, and handles the main memory access request, upon receiving the notice signal, issues a main memory access notice signal based on the value of a specific field of a microprogram executed at an earlier stage. It has a mechanism to suppress

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

本発明の一実施例は第1図および第2図に示されている
。第1図において、参照数字63および26で示す部分
が本発明に関する部分であり、他は通常のマイクロプロ
グラム方式の中央処理装置の構成の概略を示している。
One embodiment of the invention is illustrated in FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, parts indicated by reference numerals 63 and 26 are parts related to the present invention, and the other parts schematically show the structure of a conventional microprogram type central processing unit.

マイクロプログラム制御方式の計算機では、制御記憶と
呼ばれるマイクロプログラム格納用制御記憶4があり、
その番地を指定する制御記魔アドレスレジスタ5で示さ
れた番地のマイクロ命令語が読み出されて、マイクロ命
令語を保持する制御データレジスタ6に格納された後、
そのパターンによって演算動作実行装置(以下装贋と称
す)7が制御される。
In a computer using a microprogram control system, there is a control memory 4 for storing microprograms called a control memory.
After the microinstruction word at the address indicated by the control memory address register 5 that specifies that address is read out and stored in the control data register 6 that holds the microinstruction word,
The arithmetic operation execution device (hereinafter referred to as counterfeiting) 7 is controlled by the pattern.

前記レジスタ6中のひとつのマイクロ命令語は通常いく
つかのフイール日こ分れており、この図では次のマイク
ロプログラムステップの制御記憶番地を決定するための
制御記憶番地制御フィールド61と装置7を制御する主
記憶制御フィールド62と主記憶アクセス予告フィール
ドとが示されている。前記フィールド61と装置7内の
図示していないフリツプフロツプ/レジスタ類の値やそ
れに外部からの信号(この図では主記憶動作完了の信号
21が示されている)などの値によって制御記憶アドレ
ス決定回路8が次の番地を決め、前記レジスタ5にセッ
トする。なお、本実施例においては、信号線と信号の内
容を同一の意味に使用することもある。一方、主記憶制
御フィールド62のパターン等によって装置7が動作し
、例えば、主記憶アクセス時には要求信号22を上げ、
コマンドコード23および主記憶番地24を第2図の主
記憶装置1に与える。
One microinstruction word in the register 6 is usually separated by several file days, and in this figure the control memory address control field 61 and device 7 are used to determine the control memory address of the next microprogram step. A main memory control field 62 and a main memory access notice field are shown. The control memory address determining circuit is determined based on the values of the field 61, flip-flops/registers (not shown) in the device 7, and external signals (in this figure, the main memory operation completion signal 21 is shown). 8 determines the next address and sets it in the register 5. Note that in this embodiment, the terms "signal line" and "signal content" may be used to mean the same thing. On the other hand, the device 7 operates depending on the pattern of the main memory control field 62, and for example, raises the request signal 22 when accessing the main memory.
A command code 23 and a main memory address 24 are given to the main memory device 1 of FIG.

読み/書きデータ線25はこの例では双方向性のデータ
線であり、主記憶書込み時には装置7から主記憶装置1
にデータが送られ、議出し動作時には主記憶装置1から
菱直7にデータが送られる。
The read/write data line 25 is a bidirectional data line in this example, and is connected from the device 7 to the main memory 1 during main memory writing.
Data is sent to the main storage device 1 and the data is sent to the Hishi Nao 7 during the drafting operation.

そして、本実施例では、従来のマイクロ命令語に1ビッ
トの主記憶アクセス予告フィールド63が余分に設けら
れる。このビットが“1”の時、主記憶アクセス予告信
号26が主記憶装置1に対して発せられる。一方、入出
力制御菱簿、中央処理装置および主記憶装置の接続は概
略第2図のようになる。
In this embodiment, a 1-bit main memory access notice field 63 is additionally provided in the conventional microinstruction word. When this bit is "1", a main memory access notice signal 26 is issued to the main memory device 1. On the other hand, the connections between the input/output control register, the central processing unit, and the main memory are roughly as shown in FIG.

第2図において、主記憶菱贋1はアクセスのための後続
口74を2つ有しており、各々中央処理菱贋2および入
出力制御装置3に接続されている。中央処理装置2と入
出力制御装置3とが同時に出した主記憶アクセス要求に
対しては入出力制御装置3からの要求が先に受付けられ
るよう(従釆技術によって)設計されているものとする
。中央処理装置2と主記憶装置1との間の信号線21〜
25は第1図中の同一番号と同じ意味であり、入出力制
御装置3との間にも同様の機能を持つ信号線31〜35
がある。入出力制御装置3からはさらに、主記憶アクセ
ス要求が高優先度か低優先度かを示す信号36(“1’
’の時高優先度とする)が出ており、中央処理装置2か
らは既述の主記憶アクセス予告信号26が出ている。
In FIG. 2, the main memory bank 1 has two trailing ports 74 for access, each connected to the central processing bank 2 and the input/output control device 3. It is assumed that the system is designed so that, in response to main memory access requests simultaneously issued by the central processing unit 2 and the input/output control unit 3, the request from the input/output control unit 3 is accepted first (by follow-up technology). . Signal lines 21 to 1 between the central processing unit 2 and the main storage device 1
25 has the same meaning as the same number in FIG.
There is. The input/output control device 3 further sends a signal 36 (“1”) indicating whether the main memory access request has high priority or low priority.
', high priority is given), and the central processing unit 2 outputs the main memory access notice signal 26 described above.

そして、破線内の論理ゲート回路が本発明を実現する部
分であり、図から明らかなように、入出力制御装贋3か
らの要求は、それが高優先度であるかまたは中央処理装
置2からの予告信号も主記憶アクセス要求信号も出てい
ない時のみ主記憶装置1に伝えられるよう構成されてい
る。マイクロプログラム制御でない構造の装置において
も本発明における予告信号26を予め出す論理を組むこ
とが可能である。
The logic gate circuit inside the broken line is the part that realizes the present invention, and as is clear from the figure, the request from the input/output control device 3 is of high priority or is sent from the central processing unit 2. It is configured such that the information is transmitted to the main memory device 1 only when neither the advance notice signal nor the main memory access request signal is issued. Even in a device having a structure other than microprogram control, it is possible to incorporate logic for issuing the advance warning signal 26 in the present invention.

なお、本発明での予告信号の発生は、装置設計時あるい
はマイクロプログラムのコーディングを行う時に設計者
はどのマイク。
In addition, in the present invention, the generation of the notice signal is determined by the designer using which microphone when designing the device or coding the microprogram.

プログラムステップで主記憶アクセスを行うかを知って
いるから、その少し前に予告信号が出るようなコーディ
ングを附加すれば良い。複数台の主記憶装置を使用した
いわゆるィンタリープ方式をとっているシステムにおい
ても各主記憶装置毎に本発明を適用できる。
Since we know whether main memory access will be performed in a program step, we can add coding that will issue a warning signal a little before that. The present invention can also be applied to each main storage device in a system using a so-called interleap method using a plurality of main storage devices.

一例として基本マシンサイクルの6倍のサイクルタイム
を持つ主記憶装置に関連させて本発明の効果について考
える。
As an example, the effects of the present invention will be considered in relation to a main memory device having a cycle time six times as long as the basic machine cycle.

まず、本発明を適用しない場合(但し、低優先度の入出
力主記憶アクセス要求より中央処理装置の主記憶アクセ
ス要求の方を優先する機能は有しているものとする):
あるマシンサイクルにおいて入出力動作による主記憶要
求が発せられる確率が1/Kであるとする。
First, when the present invention is not applied (provided that a function is provided to prioritize main memory access requests from the central processing unit over low-priority input/output main memory access requests):
Assume that the probability that a main memory request is issued due to an input/output operation in a certain machine cycle is 1/K.

Kの値は厳密には算出し得ないが、Kの値が大きい時、
平均Kマシンサイクルに1度入出力動作による主記憶要
求が出るものと考えれば良い。ある時刻(マシンサイク
ル)において中央処理装置による主記憶要求が出された
とすると、その1つ前のマシンサイクルにおいて入出力
動作による要求が出される確率は1/Kであり、これは
第3図の状況1に当るから、このことによる中央処理装
置の遅れは5マシンサイクルとなり、従ってこの遅延の
期待値は5/Kマシンサイクルとなる。さらに、もう1
マシンサイクル前に発生する要求による遅延の期待値は
(第3図の状況2に当るから)4/Kであり、同様にす
べての遅延期待値を合計すると、1/K+2/K+3/
K+4/K+5/K=15/Kとなる。
Although the value of K cannot be calculated strictly, when the value of K is large,
It can be assumed that a main memory request due to an input/output operation is issued once every K machine cycles on average. If a main memory request is issued by the central processing unit at a certain time (machine cycle), the probability that a request due to an input/output operation will be issued in the previous machine cycle is 1/K, which is shown in Figure 3. Since this corresponds to situation 1, the delay of the central processing unit due to this is 5 machine cycles, and therefore the expected value of this delay is 5/K machine cycles. Furthermore, one more
The expected value of delay due to a request that occurs before a machine cycle is 4/K (this corresponds to situation 2 in Figure 3), and similarly, summing all expected delay values is 1/K+2/K+3/
K+4/K+5/K=15/K.

そこで、本発明の予告信号により入出力動作に伴う主記
憶アクセス要求を抑えることにすると(予告信号を実際
のアクセス要求より2マシンサイクル前に出すとする)
、上記の内状況1および2を引き起す入出力動作に伴う
要求が抑えられるから中央処理装置の主記憶アクセスに
伴う競合遅延の期待値は1/K+2/K+3/K=6/
K となり、競合による遅延が半減することになる。
Therefore, we decided to suppress main memory access requests associated with input/output operations using the advance notice signal of the present invention (assuming that the advance notice signal is issued two machine cycles before the actual access request).
, since the requests associated with input/output operations that cause situations 1 and 2 above are suppressed, the expected value of contention delay associated with main memory access of the central processing unit is 1/K+2/K+3/K=6/
K, and the delay due to contention is halved.

なお、第3図の各状況1〜5中のa,b,c,dおよび
eは中央処理装置よりのアクセス要求の処理遅れ時間を
示す。図面の簡単な説明第1図および第2図は本発明の
一実施例を説明する図および第3図は本発明の効果を説
明する図である。
Note that a, b, c, d, and e in each of situations 1 to 5 in FIG. 3 indicate processing delay times for access requests from the central processing unit. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 and 2 are diagrams for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining the effects of the present invention.

第1図および第2図において、1・・・・・・主記憶装
置、2……中央処理袋鷹、3……入出力制御装魔、4・
…・・制御記憶、5・・・・・・制御記憶アドレスレジ
スタ、6・・・・・・制御データレジスタ、7・・・・
・・演算動作実行装置、8・・・・・・制御記憶アドレ
ス決定部回路、21,31……主記憶動作完了応答線、
22,32…・・・主記憶アクセス要求線、23,33
・・・・・・主記憶コマンド線、24,34・・・・・
・主記憶番地線、25,35・・・・・・読み/書きデ
ータ線、26・・・…主記憶アクセス予告線、36・・
・・・・要求レベル指定線、61・・・・・・制御記憶
番地制御フィールド、62・・・・・・主動作制御フィ
ールド、63・・・・・・主記憶アクセス予告フィール
ド。
In FIG. 1 and FIG. 2, 1... Main storage device, 2... Central processing unit, 3... Input/output control device, 4.
...Control memory, 5...Control memory address register, 6...Control data register, 7...
. . . Arithmetic operation execution device, 8 . . . Control storage address determination circuit, 21, 31 . . . Main memory operation completion response line,
22, 32... Main memory access request line, 23, 33
...Main memory command line, 24, 34...
・Main memory address line, 25, 35...Read/write data line, 26...Main memory access notice line, 36...
. . . Request level designation line, 61 . . . Control storage address control field, 62 . . . Main operation control field, 63 . . . Main storage access notice field.

第3図 第1図 第2図Figure 3 Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電子計算機等の情報処理装置内で複数個の部分装置
からの主記憶アクセス要求を捌く機構において、ある部
分装置はアクセス要求を出すマイクロプログラムより前
の段階で実行されるマイクロプログラムの特定フイール
ドの値により予告信号を発生する手段を有し、前記主記
憶アクセス要求を捌く機構は前記予告信号を受けたとき
に他の部分装置からの主記憶アクセス要求の一部を抑え
る手段を有することを特徴とする主記憶アクセス機構。
1. In a mechanism that handles main memory access requests from multiple partial devices in an information processing device such as a computer, a certain partial device can process specific fields of a microprogram that is executed at a stage prior to the microprogram issuing the access request. The apparatus is characterized in that it has means for generating a notice signal according to a value, and the mechanism for handling main memory access requests has means for suppressing a part of main memory access requests from other partial devices when receiving the notice signal. main memory access mechanism.
JP9171277A 1977-07-29 1977-07-29 Main memory access control mechanism Expired JPS6015979B2 (en)

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JPS5425636A JPS5425636A (en) 1979-02-26
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