JPS6019274A - 多重処理システムのための同期機構 - Google Patents

多重処理システムのための同期機構

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JPS6019274A
JPS6019274A JP59078781A JP7878184A JPS6019274A JP S6019274 A JPS6019274 A JP S6019274A JP 59078781 A JP59078781 A JP 59078781A JP 7878184 A JP7878184 A JP 7878184A JP S6019274 A JPS6019274 A JP S6019274A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の装置またはサブシステムがバスを介し
て相互接続されている多重処理システムに関する。
各装置またはサブシステムは一連のオペレーションを実
行することができる。このような多重処理システムにお
いては、一連のオペレーションの実行中に、互いの装置
の正確な同期をとらねばならない。すなわち、バスに接
続されている全ての装置またはサブシステムの各々i番
目のオペレーションが終了するまでは、各装置または各
サブシステムが各々(1+1)番目のオペレーションを
開始しないようにしなければならない。
本発明は特にこうした多重処理システムの同期に関する
〔従来技術〕
従来こうした同期をとる方法として、全ての装置に共通
のクロック信号を供給する方法があった。
しかしながらこの方法には欠点がいくつかある。
例えば、オペレーションの複雑さの違いや、異なる回路
技術を使用することからくる回路の動作速度の違いがあ
るために、各装置または各サブシステムのオペレーショ
ンの実行時間がまちまちである場合が多い。こうした装
置を共通のクロック信号で制御する場合は、最も遅いオ
ペレーションに合うようにクロック信号の周波数を下げ
なければならない。さらにオペレーションの実行時間が
その時その時で異っている場合は、正常なオペレーショ
ンを維持するだめにクロック信号の周波数を下げたり、
実行時間が短い時はそれを利用するためにクロック信号
の周波数を上げたりしなければならない。
〔発明が解決しようとする問題点1 以上に説明したように、共通のクロック信号を用いる同
期方法は、オペレーションに応じてその周波数を変化さ
せなければならない。
本発明の目的は、多重処理システムの各装置がそれぞれ
一連のオペレーションを実行する際、こうした共通のク
ロック信号を用いないで容易に各装置の同期を行う手段
を多重処理システムに提供することにある。
〔問題点を解決するだめの手段〕
複数の装置またはサブシステムが共通のバスf介して相
互接続され、各装置またはサブシステムがそれぞれ同じ
または異なる一連のオペレーションを実行するために構
成されており、全ての装置またはサブシステムの各々i
番目のオペレーションが終了するまでは、各装置または
各サブシステムが各々(i+1 )番目のオペレーショ
ンを開始することのないようにこれらを互いに同期させ
ることを必要とする多重処理システムにおいて、次のよ
うな同期機構を多重処理システムに備えることによって
本発明の目的は達成される。同期機構は、制御ラインに
接続された同期手段を各装置に備えている。各装置の同
期手段は、関連する装置の選択されたオペレーションの
終了時に各々の制御ラインに制御信号を発生する。全て
の制御ラインはグループとして論理手段を介してバスの
中の選択されたパスラインに接続される。論理手段は制
御信号の受取りに応答し全ての装置の選択されたオペレ
ーションが終了した時にのみバス信号をパスラインに発
生する。バス信号は各々の制御ラインを介して各同期手
段に印加され、各同期手段はバス信号受取時に関連する
装置を付勢してオペレーションシーケンス中の次のオペ
レーションの実行を開始する。
〔実施例〕
複数の装置またはサブシステムを相互に接続するバスを
共有する多重処理システムに、本発明は適用できる。複
数の装置またはサブシステムは、装置間の優先順位を決
定してバスに接続されている他の装置との通信を行うた
めのバス競合回避機構の制御のもとで動゛作する。一般
にこうしたバス競合回避機構は、バス制御を要求する装
置間の競合を処理する手順、および1つの装置から他の
装置へ制御信号を伝達する手順、を有している。しかし
ながらこうした手順を行うだめには、バスに接続されて
いる全ての装置が実行するオペレーションの同期が、正
確にとれていることが必要である。本発明はこの同期に
関する。
本実施例では、6本の制御ラインが使用される。
この6本の制御ラインは、各々の装置から3本のそれぞ
れのパスラインへ至るラインであり、ろ本のパスライン
は、装置間を相互接続するバスの一部となっている。各
装置は、6つの2進変数である制御信号p、q、および
rを6本の制御ラインにそれぞれ送出する。これらの制
御信号はその2進値によって、その時点での装置の動作
状況を表わす。6本の制御ラインは、ワイヤードORに
より対応するパスラインに接続されている。第1のパス
ラインが、各装置において生ずる全ての制御信号pをワ
イヤードORを介して伝達し、第2のパスラインが、各
装置において生ずる全ての制御信号qをワイヤードOR
を介して伝達し、第3のパスラインが、各装置において
生ずる全ての制御信号rをワイヤードORを介して伝達
する。第2図に、各装置で一連のオペレーションが実行
されるときの制御信号の状態変化の様子の一例を示す。
ただし第2図において、下位レベルが2進値パ1°′を
表わすものとする。
第2図の上段より、装置A、装置B、および装置nの各
々における、オペレーションシーケンス中の4つの連続
するオペレーションが実行される際の、制御信号p、q
、およびrの状態変化の様子を表わす波形図である。第
2図の最下段は、以上の3つの装置の制御信号pをOR
することによって生ずるバス信号P、3つの装置の制御
信号qをORすることによって生ずるバス信号Q、およ
び6つの装置の制御信号rをORすることによって生ず
るバス信号R1の状態変化を表わす波形図である。説明
を簡単にするために装置が3つ(A、B1およびn)の
場合しか示していないが、もちろん装置の数はこれ以上
であってもよくその場合は、全ての装置のそれぞれの制
御信号のORをとってそれぞれのバス信号が生成される
。バスに接続されている全ての装置によってバス信号P
、Q。
およびRの状態の変化が監視され、これらのバス信号を
用いて装置を制御し必要ならば同期させてオペレーショ
ンを実行する。。以上の制御信号を生成する、同期論理
の実際の回路構成は、第1図を参照して後に説明する。
第2図に示すように、初めはオペレーションを実行して
いる装置はなく、各装置の制御信号p、qlおよびr、
ならびにバス信号P、Q、およびRの2進値はそれぞれ
0.0、および1である。
従ってバス信号P、Q、およびRの値は、各装置の制御
信号p、q、およびrの値にそれぞれ一致しており、多
重処理システムは安定状態にある。
所望の装置の制御信号pの値をパ1”に強制することに
よってオペレーションシーケンスが開始する。第1図の
例では、この開始のだめに装置Aを選択しである。以下
にオペレーションシーケンスを順に追って説明する(以
上に説明した制御信号p、q、およびrに対応する制御
ラインをそれぞれp−制御ライン、q−制御ライン、お
よびr−制御ラインと呼び、同様にバス信号P、Q、お
よびRに対応するパスラインをそれぞれP−パスライン
、Q−パスライン、およびR−パスラインと呼ぶことに
する)。
(イ)外部からの開始信号によって、装置Aの制御信号
pの値がパ1”に切替わる。全ての装置のp−制御ライ
ンはワイヤードOR論理(後に説明する)を介してP−
パスラインに接続されていルノで、装置Aの制御信号p
の値が1”となることによりバス信号Pの値が′”1″
て切替わる。そうして装置Aが第1のオペレーション(
opAi)を開始する。他の全ての装置はバス信号Pの
値が“′1”になったことを検知し、それぞれの制御信
号pの値を1”に切替えてそhぞれの第1のオペレーシ
ョン(opBl、・・・・、opn 1 )を開始する
。全ての装置の制御信号p、q、およびrがそれぞれ等
しい値1.0、および1となり従ってバス信号P、Q、
およびRの値が1、olおよび1となる。ここで多重処
理システムは再び安定状態となる。バス信号Pの切替え
によって生ずる制御信号pの切替えの時間的な遅れは、
信号の伝搬時間および各装置の信号処理速度に起因する
ものであり、この遅れは装置によって異なる場合もある
(ロ) 各装置がそれぞれの第1のオペレーションを終
えると、それぞれの制御信号rをパ1”から°′0”に
切替える。第2図かられかるように、各装置の第1のオ
ペレーション(opAl、opBl等)の実行時間はま
ちまちである。全ての装置のr−制御ラインはワイヤー
ドOR論理を介してR−パスラインに接続されているの
で、全ての装置の第1のオペレーションが終了するまで
(第2図の例では装置nが最後となっている)は、バス
信号Rの値を切替えない。第1のオペレーションが全て
終了するとバス信号Rは”1”から0”に切替わる。
(ハ)全ての装置はバス信号Rの値がパ0”になったこ
とを検知し、それぞれの制御信号qの値を′1′に切替
えてそれぞれの第2のオペレーション(opA2、op
B2、・・・・、opn2’)を開始する。(イ)およ
び(ロ)と同様に、制御信号qの切替えの時間的な遅れ
、および第2のオペレーションの実行時間は、装置によ
ってまちまちである。全ての装置のq−制御ラインはワ
イヤードOR論理を介してQ−パスラインに接続されて
いるので、最も早く切替わる制御信号q(第2図の例で
は装置nが最も早い)によって、バス信号QはQ”から
1”に切替わる。こうして全ての装置の制御信号p、q
、およびrがそれぞれ等しい値1.1、および0となり
従ってバス信号P、Q、およびRの値が1.1、および
Dとなる。ここで多重処理システムは再び安定状態とな
る。
(勾 各装置がそれぞれの第2のオペレーションを終え
ると、それぞれの制御信号pを“1”からO”に切替え
る。全ての装置の第2のオペレーションが終了(第2図
の例では装置nが最後となっている)すると、バス信号
Pはパ1”から“0”に切替わる。
(ホ)全ての装置はバス信号Pの値が0”になったこと
を検知し、それぞ九の制御信号rの値を°゛1″に切替
えてそれぞれの第6のオペレーション(o pA3、o
pB3、・・・・、opn3 )を開始する。この切替
えの時間的な遅れ、およびオペレーションの実行時間は
、装置によってまちまちである。全ての装置のr−制御
ラインはワイヤードOR論理を介してR−パスラインに
接続されているので、最も早く切替わる制御信号r(第
2図の例では装置nが最も早い)によって、バス信号R
はパ0″から1″に切替わる。こうして全ての装置の制
御信号p、q1およびrがそれぞれ等しい値0.1、お
よび1となり従ってバス信号P、QlおよびRの値が0
.1、および1となる。ここで多重処理システムは再び
安定状態となる。
(へ)各装置がそれぞれの第3のオペレーションを終え
ると、それぞれの制御信号qを“′1′から“0″に切
替える。全ての装置の第6のオペレーションが終了(第
2図の例では装置Bが最後と゛なっている)すると、バ
ス信号0は1”から°゛0″に切替わる。この時点で多
重処理システムはオペレーションシーケンス開始時と同
じ状態になる。
従ってシーケンスを続行させるには、任意の1つの装置
に開始信号を入力すればよい。第4のオペレーション以
降は、(イ〕ないしくへ)の繰り返しである。
以上ニ説明した処理はオペレーションシーケンスが終了
する壕で続く。実際にはそれぞれの装置はオペレーショ
ンの数をカウントすることができる。または1つの装置
がこれをカウントし、新だなパスラインを付加してカウ
ント値を標示できるヨウにしてもよい。オペレーション
シーケンスのオペレーションに対して1から順に番号を
付けると、その番号が3の倍数のところでは、制御信号
p、q、およびrの値が0S0、および1と疫っており
、オペレーションシーケンスは、この値に始まってこの
値に終ることを意味する。オペレーションシーケンスが
この値に終わらない場合は、擬オペレーションをオペレ
ーションシーケンスの後に追加して、この値に終るよう
にしてもよい。
以上に説明したオペレーションシーケンスの同期は、各
装置(装置A、装置B、・・・・、装置n)に備えた同
期回路によって実現できる。第1図πこの同期回路を示
す。第1図の一点鎖線より左側に、3本のパスライン、
すなわちP−パスライン、Q〜パスライン、およびR−
パスラインを示す。
3本のパスラインは、装置間を相互接続するバスの一部
となっている。第1図の一点鎖線より右側に同・期回路
を示す。同期回路の制御ラインp、q、およびrは、ワ
イヤードOR論理の接続部L1、L2、およびL3によ
って、P−パスライン、Q−パスライン、およびR−パ
スラインにそれぞれ接続されている。接続部L1、L2
、およびL3は通常のオープンコレクタトランジスタ段
で構成されている。
各装置の同期回路は便宜上3つの独立した論理ブロック
LB1、LB2、およびLB3から成るとみなすことが
できる。各論理ブロックは、1つのインバータ、2つの
ANDゲート、および1つのORゲートを組合せて構成
する。論理ブロックLI3”1において、これらの構成
要素に番号1.2.6、および4をそれぞれ付ける。同
様に論理ブロックLB2において、11.12.16、
および14、論理ブロックLB3において、21.22
.26、および24とする。
P、Q、およびR−パスラインは各装置の3つの論理ブ
ロックLBi、LB2、およびLB3へ、入力線として
接続されている。各装置において、論理ブロックLBI
の出力信号が制御信号pであり、論理ブロックLB2の
出力信号が制御信号qであり、l論理ブロックLB3の
出力信号が制御信号rである。
論理ブロックへの入力であるバス信号P、Q、およびR
の他に、論理ブロックLB1には、さらに2つの1言号
が印加される。1つは外部からの開始信号であり、オペ
レーションソーケンスを開始するだめに関連する装置の
1つが選択されると、この開始信号を用いてオペレーシ
ョンソーケンスの開始を強制する。もう1つは、第2の
オペレーション(さらに第5、第8、第11等のオペレ
ーション)が現在進行中かどうかを標示する信号である
。この信号(op2進行信号と呼ぶ)は、装置の制御信
号qから直接引き出される。論理ブロックLB2にも、
同様力信号(op3進行信号と呼ぶ)が印加される。o
p3進行信号は、第3のオペレーション(さらに第6、
第9、第12等のオペレーション)が現在進行中かどう
かを標示する信号である。op3進行信号は装置の制御
信号rから直接引き出される。論理ブロックLl’lに
も、同様な信号(op1進行信号と呼ぶ)が印加される
。op1進行信号は、第1のオペレーション(さらに第
4、第7、第10等のオペレーション)が現在進行中か
どうかを標示する信号であろっop1進行信号は装置の
制御信号pから直接引き出される。
第1図に示した同期回路における各信号の状態の推移を
表1に示す。表1の左から第1欄に、バス信号P、Q、
およびRの値の推移を示す。各装置の論理ブロックLB
1、LB2、およびLB3にそれぞれ入力される信号の
状態を、第2欄、第6欄、および第4欄にそれぞれ示す
。各論理ブロックへの入力は以下の通りである。ただし
それぞれの記号の上部に付す−はその信号の否定を表わ
す。
論理ブロックLB1 ANDゲート2 開始信号、バス信号q、バス信号R ANDゲート6 バス信号4、バス信号P ORゲート4 ANDゲート2出力、A’NDゲート3出力、op2進
行信号 庄)表1においてop2進行信号はマルで囲んだ2で表
わす。
論理ブロックL/B2 ANDゲート12 バス信号P、バス信号k AND ソー ト 16 バス信号Q、バス信号且 ORゲート14 ANDゲート12出力信号、ANDゲート16出力信号
、op3進行信号 注)表1においてop3進行信号はマルで囲んだ3で表
わす。
論理ブロックLB3 AND ソー ト 22 バス信号F、バス信号Q ANDゲート23 バス信号や、バス信号R ORゲート24 ANDゲート22出力信号、ANDゲート23出力信号
、op1進行信号 注)表1においてop1進行信号はマルで囲んだ1で表
わす。
初めはオペレーションを実行している装置はなく、バス
信号P、Q、およびRの値はそれぞれ0.0.1である
。これが表1の行番号1における入力条件である。こう
して行番号2に示すような値を、ANDゲートが出力し
ORゲートに入力される。その結果、行番号3に示すよ
うな値を、ORゲートが出力する。
行番号4に示すように、ANDゲート2への入力の1つ
である開始信号を°゛1”に切替えて、ANDゲート2
およびORゲート4を付勢する。こうして制御信号pが
パ1”に切替わり、当該装置で第1のオペレーションが
開始される。制御信号pは、ワイヤードOR論理の接続
部L1を介してP−バスラインに印加されて、バス信号
Pが“1”に切替わる。他の全ての装置はバス信号Pが
パ0”から1”になったことを検知して第1のオペレー
ションを開始する。バス信号PidANDゲート6に印
加され、論理ブロックLBiの出力である制御信号p 
(” 1”)を維持する。行番号8に示すように、論理
ブロックLB3のORゲート24にopi進行信号(パ
1”)が入力されている間は、ORゲート24は付勢さ
れていて制御信号rを”′1”に維持している。
この安定状態は第1のオペレーションが終了するまで続
く。第1のオペレーションの終了ハ、ORゲート24へ
印加されているop1進行信号R■が“′1”から0″
に切替わることによって示される(行番号11)。こう
してORゲート24の出力である制御信号rが1”から
o”に切替わる。行番号12に示すように、この時点で
制御信号p、q、およびrの値は、1.0.0となる。
前述のように、全ての装置のr−制御ラインはワイヤー
ドOR論理の接続部L3を介してR−バスラインに接続
されているので、全ての装置の第1のオペレーションが
終了した時点でバス信号Rが“1”から” o ’に切
替わって、各装置に第2のオペレーションの開始が指示
される。
このバス信号R(” 0”)は論理ブロックI、B2の
インバータ11により反転(パ1”)されて、ANDゲ
ート12に印加される。こうしてANDゲート12およ
びORゲート14が付勢されて、ORゲート14の出力
すなわち論理ブロックLB2の出力である制御信号qが
′0”から“1”に切替わる。この状態を行番号13に
示す。制御信号q (” ’+”)はワイヤードOR論
理の接続部L2を介してQ−パスラインに印加されて、
バス信号Qはただちに°゛1”に切替わる。更に、制御
信号q (” i”)は関連する装置に印加されて、当
該装置が自身のオペレーション2を開始する。行番号1
8に示すように、論理ブロックLB1のORゲート4に
op2進行信号P■(°′1″)が入力されている間は
、ORゲート4は付勢されていて論理ブロックLB1の
出力である制御信号pを′1”に維持している。
第2のオペレーションが終了すると、すなわち、行番号
20に示すようにORゲート4に印加されているop2
進行信号P■が1”からO”に切替わると、論理ブロッ
クLBIの出力である制御信号pが“′1”から0”に
切替わる。行番号21に示すように、この時点で制御信
号p、q、およびrの値は、それぞれ0.1、および0
となる。前述のように、全ての装置のp−制御ラインは
ワイヤードOR論理の接続部L1を介してp −パスラ
インに接続されているので、全ての装置の第2のオペレ
ーションが終了した時点でバス信号Pが“1”から°゛
0”に切替わって、各装置に第6のオペレーションの開
始が指示される。
このバス信号p (” o”)は論理ブロックLB乙の
インバータ21により反転(′1”)されて、すでにバ
ス信号Q (” 1”)を受け取っているANDゲート
22に印加される。こうしてANDゲート22およびO
Rゲート24が付勢されて、論理ブロックLB3の出力
である制御信号rがパ0”からパ1”に切替わる。行番
号24に示すように、この時点で制御信号p、q、およ
びrの値はそれぞれOll、および1となる。制御信号
r (” 1”)はワイヤードOR論理の接合部L6を
介してR−バスラインに印加されて、バス信号Rはただ
ちに”1”に切替わる。更に、制御信号r(”1”)は
関連する装置に印加されて、当該装置が自身のオペレー
ション6を開始する。行番号26に示すように、論理ブ
ロックLB2のORゲート14にop3進行信号Q■(
°1”)が入力されている間は、ORゲート14は付勢
されていて論理ブロックLB2の出力である制御信号q
を1”に維持している。
第6のオペレーションが終了すると、すなわち、行番号
29に示すようにORゲート14に印加されているop
3進行信号Q6が1”から0”に切替わると、論理ブロ
ックLB2の出力である制御信号qが”1″から°゛0
”に切替わる。行番行30に示すように、この時点で制
御信号p、q、およびrの値は、それぞれ0.0、およ
び1となる。前述のように、全ての装置のq−制御ライ
ンはワイヤードOR論理の接続部L2を介してQ−パス
ラインに接続されているので、全ての装置の第6のオペ
レーションが終了した時点でバス信号Qが”1”から0
”に切替わる。この時点ま・でに開始信号が“1”から
パ0”に切替わっていれば、オペレーションシーケンス
はここで停止する。
オペレーションシーケンスが4つ以上のオペレーション
を有する場合にはこの時点(でおいても開始信号は1”
に維持されており従って、バス信号Qの切替えに応答し
て論理ブロックLB7の出力である制御信号pが0°°
からパ1”に切替わる。
以上に本発明の同期機構の根幹を説明したが、ここでこ
の同期機構に関して以下にさらに2点の説明を付は加え
る。
第1点は、ORゲート4.14、および24の入力にそ
れぞれ起こり得る乱調状態に関する説明である。例えば
ORゲート24の場合は、表1の行番号5および8の間
で乱調状態が起こり得る。
正常な動作を維持するには、ANDゲート26の出力が
パ1”から0”に切替わるよりも前にOp1進行信号が
”′0”から°゛1”に切替わっていることが必要であ
る。これは他の論理ブロックLB1およびLB2につい
ても同様である。こうした乱調状態の整定手段は従来か
らよく知られている。
第2点は、パスラインに起こり得る雑音である。
2つ以上の装置がパスラインに制御信号である2進値パ
1”を印加している際に、一つの装置が制御信号を′O
″に切替えると、スプリアス・パルスがパスラインに現
われ、そのため装置がパスラインの信号’t ” 1 
”から” o ”に切替わったと誤って認識する場合が
考えられる。この誤動作は以下のように積分器およびし
きい値回路を用いることによって回避できる。それぞれ
のパスラインと各論理ブロックとの間に、積分器および
しきい値回路を順に介在させる。P−パスラインに関し
て言えば、ANDゲート6、ANDゲート12、および
インバータ21のそれぞれとP−パスラインとの間に積
分器およびしきい値回路が介在することになる。Q−パ
スラインに関して言えば、インバータ1、ANDゲート
13、およびANDゲート22のそれぞれとQ−パスラ
インとの間に積分器およびしきい値回路が介在し、R−
パスラインに関して言えば、ANDゲート3、インバー
タ11、およびANDゲート26とR−パスラインとの
間に積分器およびしきb値回路が介在することになる。
〔発明の効果〕
以上に説明した本発明の同期機構により、共通のクロッ
ク信号を必要とせずに容易に各装置の同期を行うことが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従って各々の装置に備えた同期回路の
構成を表わすブロック図、第2図は各々の装置で動作す
る第1図の同期回路の各々の信号およびバス信号を表わ
す波形図である。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーノズ・
コーポレーション代理人 弁理士 頓 宮 孝 − (外1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数の装置またはサブシステムが、複数のパスラインを
    有する共通のバスを介して相互接続され、一連のオペレ
    ーションを前記装置が個々に実行するように構成されて
    いる多重処理システムにおいて、 前記複数の装置またはサブシステムが制御ラインに接続
    された同期手段を各々備え、該各々の同期手段は関連す
    る前記装置またはサブシステムの選択されたオペレーシ
    ョンの終了時に各々の前記制御ラインに制御信号を発生
    し、全ての前記制御ラインはグループとして論理手段を
    介して前記バスのうち選択されたパスラインに接続され
    、前記論理手段は前記制御信号の受取りに応答し全ての
    前記装置またはサブシステムの前記選択されたオペレー
    ションが終了した時にのみバス信号を前記パスラインに
    発生し、該バス信号は前記各々の制御ラインを介して前
    記各々の同期手段に印加され、該各々の同期手段は前記
    バス信号の受取りに応答して関連する前記装置で次のオ
    ペレーションを開始せしめることを特徴とする多重処理
    システムのための同期機構。
JP59078781A 1983-07-08 1984-04-20 多重処理システムのための同期機構 Granted JPS6019274A (ja)

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DE3374238D1 (en) 1987-12-03
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