JPS6024979B2 - 分散形優先競合の自己制御方法および装置 - Google Patents

分散形優先競合の自己制御方法および装置

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JPS6024979B2
JPS6024979B2 JP3537881A JP3537881A JPS6024979B2 JP S6024979 B2 JPS6024979 B2 JP S6024979B2 JP 3537881 A JP3537881 A JP 3537881A JP 3537881 A JP3537881 A JP 3537881A JP S6024979 B2 JPS6024979 B2 JP S6024979B2
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弘昌 山岡
勇三郎 岩佐
和久 松永
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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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multi Processors (AREA)
  • Bus Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の装置が共有システムを構成している場合
の優先制御方法および装置に関する。
複数の袋暦が共有バスラィンに接続されていて、共有バ
スラィンを介して各々の装置が情報伝送をおこなう場合
が少なくない。また複数装置が共有する装置があって、
それぞれ独立に接続されているが、同時にその装置を使
用することはできず、何らかの優先制御をおこなわない
と競合の問題が発生し混乱する。したがって上記のよう
な共有バスあるいは共有装置(以下これらの類を共有資
源を呼ぶ)の使用にあたって何らかの優先制御をおこな
う必要がある。この問題に対し従釆は次のような方式が
とられていた。その1つに、複数装置からの使用要求を
制御する優先制御装置を設ける方式がある。
この装置は複数装置からの使用要求を受け付け、あらか
じめ定められた優先順位にしたがって各装置に対し共有
資源の使用許可を与える。しかしながら優先制御装置が
必要であること、要求受付、許可信号の返送などのため
の信号線が必要になることさらには該優先制御装置の異
常は該複数装置の全てに影響を与えるなどの欠点がある
。他の例には特公昭55−2945y号がある。
これは前記のような集中的な優先制御装置を設けない方
式である。競合制御を分散形にするとともに、ラウンド
ロビンに資源の使用権が渡るようにしたもので、優先度
記憶素子のリセット信号線、マスク信号線などが必要で
、所謂デイジィチェイン方式に該当する。しかしチェィ
ンの一部を取外したり、あるいは故障したりするとそれ
に続く装置の優先制御が不可能になる欠点がある。また
この種の技術として、特関昭54一817私号もあるが
、同様の欠点を有する。本発明の目的は、これらの欠点
を解決するためになされたもので、特別な優先制御装置
を設けることなく、簡単な構成でかつシステム構成の変
更に対しても柔軟に対処し得るような、共有資源の優先
制御方法および装置を提供することにある。
本発明は、1つの資源を共有する各装置において、共有
資源が現在いずれかの装置に使用されているか否かを判
別し、共有資源が使用されなくなった時刻又は使用され
なくなるであろう予測時刻からの経過時間を測定し、各
装置に設定された各各異なる固有の時間に上記測定経過
時間が等しくなった時、もしその装置が共有資源の使用
を要求していれば共有資源の使用権を得、共有資源を使
用できるようにしたことに特徴がある。以下、本発明の
実施例を図面により説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す。共有資源10は、バ
ス101を介して複数の装置(この例では計算機CPU
)11〜13に接続されている。本実施例で共有資源1
0を1/0(入出力装置)とすると、1/010を使用
する際は必ずバス101を介しておこなう。したがって
バス101も共有資源である。以下バス101を共有資
源として説明する。CPUII〜13はビジーラィン1
00を介して相互に1/0バス101の使用状況を監視
している。ピジーライン100は本実施例では短絡状態
で1/0バス101が使用状態であることを示し、オー
プン状態で1/0バス101が不便用状態であることを
示す。以下、各CPUII〜13がどのようにして、1
/0バス101の使用権を得るかを第2図により説明す
る。第2図は各CPUII〜13の本発明に係る1/0
バス101使用権制御回路の部分を示している。サイク
リツクにクロツクCLKのパルスをカウントするカウン
タ12川こはクロツクパルスが入力されている。ビジー
ラィン100がショート状態(以下“L”と表わす)で
あればリセット状態にあり、ビジーラィンがオープン状
態(以下“H”と表わす)になればカウントを開始する
。すなわちビジーラィンが“L”から“H”に変化し、
何れかのCPUが1/0バス101の使用を終了すると
各々のCPUI1〜13内のカウンタ120は同時にカ
ウントを開始する。カウン夕出力は比較器121に入力
され、各CPU毎に異なる値に設定されている設定値C
sと比較され、一致したときのみ出力信号を発生し出力
信号Tcによりフリップフロップ122をトリガする。
フリツプフロップ122がトリガされた時、もし使用要
求Creqが無ければ、フリップフロップ122はリセ
ット状態を保ち1/0バス101に対しても、ピジーラ
イン100‘こ対しても何ら影響を与えない。
一方フリツプフロツプがトリガされた時、もし使用要求
(CrM)があればフリップフロツプ122はセットさ
れ出力信号を発生する。そして、使用要求があってフリ
ップフロップ1 22がONという条件で論理積ゲート
1 23が○Nし、出力ゲート125を介して送信デー
タをバス101を使用して送信する。バス101の占有
を開始するとともにビジーラィン100を“L”状態に
する。それは第2図に示すようにトランジスタ回路12
4で実現することができる。この状態で、他のCPU(
装置)のカウンタ12川まリセット状態になるとともに
、当該CPU以外のCPU(当該CPUを11とすると
12,13)はバス101を使用することが出来ない状
態になる。1/0バス101の使用権を得たCPUは一
連のデータの送信処理終了後使用要求を解除する。
1/0バス101に対する出力ゲート125を解放し、
同時にビジーラィン100を“H”状態にする。
以後各CPU内のカゥンタ120は初期状態からカウン
トを開始し上記動作をくりかえす。
以上の動作のタイムチャートを第3図a〜hに示す。第
3図では各CPUに割当てられている設定値Csを、C
PUI Iは“1”、CPU12は“2”、CPU13
は“3”としている。まず最初カウンタ値が“1”とな
った時点160ではCPUIIとCPU13が使用要求
151および154を出している。
この時点では設定値が1であるところのCPUI1がバ
スの使用権を獲得し、ただちにビジーラィンに対しビジ
ー信号150を送出し、バスを使用する。これによりカ
ウンタはリセットされ、その状態はCPUIIがバスの
使用を終了するまで続く。CPUI Iがバスの使用を
終了152するとビジーラィンが解放されカウンタは再
びカウントを開始する。ここでCPU13からの使用要
求154はカウンタ値が“3”となった時点161で受
付けられ、CPU13は上で述べたような所定の動作を
する。その後発せられたCPU12からの使用要求15
7はCPU13のバス使用155が終了してカウンタ値
が“2”となった時点162で受付けられる。154は
CPU13がバスの使用を終了155して要求を解除し
た点、同時にビジーラィンも解除する153。
この実施例では共有資源の使用終了後ビジーラィンを解
除しているが、これはハードウェアの簡素化を図ったも
のである。より一層のスループットの向上を望むならば
、共有資源の使用終了前一定時間内にビジーラィンを解
除する方式が採用できる。ただし、この場合、1つの装
置が共有資源の使用を開始した時点においてそれ以前の
他の装置の共有資源使用が終了していることを保証する
ように上記一定時間を定める必要がある。これは共有資
源の使用効率を高めるためにあらかじめ終了時刻を予測
してカウンタのカウントを開始させ、使用要求が発せら
れている装置が終了に続いていちはやく共有資源の利用
ができるようにするためである。
さらに、本実施例ではカウンタおよびクロツクを用いて
バス使用が終了してからの時間を測定しているが、この
部分は例えばワンショット回路等で置き替えることが可
能である。
さらに本実施例のようにカウンタおよびクロック信号を
用いる装置においては、長時間にわたり全く使用要求が
発せられない場合、すなわちビジー信号がどの装置から
も発せられない場合には、各クロツクの周波数のズレに
より各カウンタが同期してカウントができなくなる恐れ
がある。
これを避けるために、もしカウンタがカウントアウトし
た場合は、一瞬間強制的にビジー信号を送信するように
しておけば、そのビジー信号によりカウンタの同期がと
れることとなる。また第2図、第3図の説明では固定設
定値として説明したが、可変にすることもできる。
最も簡単な方法はデイジィスィッチなどで設定変更する
方法である。以下第4図により設定値の設定法を説明す
る。
第4図aは設定値をスイッチ15川こより設定した例で
あり、システム動作中は固定であるが、システム停止時
にはスイッチにより設定値を変更し、優先制御における
優先度を可変し得るものである。このようにすれば、シ
ステム変更時における優先度変更が容易にできる。第4
図bは設定値をソフトウェアプログラマフルとした例で
あり、プログラムによりレジスタ160‘こ設定値を設
定できる。
この方式はソフトウェアによりシステムの構成制御を自
動的に行う場合に効果を発揮する。第4図cは設定値の
変更をシステム動作中に行うものであり、優先度が固定
されることを避けるために用いる。
設定値の可変は各々の装置が共有資源を使用する毎にカ
ゥンタ170をインクリメント又はデクリメントするこ
とにより行われる。このようにして、各装贋の優先度を
見かけ上無くすことができ、共有資源の使用が特定の装
置に集中することを避けることができる。第4図dは、
設定値の一部のみを第4図cの方法により自動変更する
もので、各装置を優先度が同一レベルのグループに分類
し、各グループ内にて設定時間を可変とし、グループ間
の優先度は一定に保つたまま、グループ内の優先度を可
変とする場合に適用できる。
例えば共有資源を使用する装置の数を10優先度が同一
レベルの装置の数が4で、4つのグループに分類する場
合については下記のようになる。設定値は1母蚤である
から4ビットバィナリーで実現できる。
このうち、上位の2ビットをグループ単位の優先度設定
用、下位の2ビットをグループ内の優先度設定用とし、
上位2ビットは第4図a〜bに示す方法にて固定、下位
2ビットは第4図cに示す方法でカゥンタ180を用い
自動可変とする。例えば、初期設定値が0,1、および
4の装置は、共有資源が使用される毎に、その設定値が
下記のように変化する。初期設定値 0→1→2→3→0 1→2→3→0→1 4→5→6→7→4 このようにして、グループ間の優先度は一定に保ったま
ま、グループ内の優先度を可変とすることができる。
第5図は本発明の他の実施例を示す。
第1図と異なるのは第5図における各装置21〜23が
CPUではなく伝送装置であること、伝送ライン200
がビジーラインをも兼用していることにある。本実施例
では、伝送装置21〜23は各々送信受信を行うことが
でき、特に送信権の制御は本発明を採用することにより
、コントローラ不要の簡単な構成にしている。第6図は
第5図における伝送装置21〜23の内部のうち送信権
制御の詳細を示したものである。
第6図によりその動作を説明する。伝送ライン200へ
の送信は送信部224を介して行い、受信は受信部22
5を介して行う。
もしも今伝送ライン20川こいずれかの伝送装置からデ
ータが送出されているとすれば、ワンショツト226が
セットされ、カウンタ220はリセツトされる。ここで
、ワンショツト226の目的は伝送ライン200上のパ
ルスの有無を判別し、伝送ラインが使用されているか杏
かを知らせる直流的な信号をつくり出すことにある。し
たがって、このワンショット226の出力が第2図にお
けるビジーラィンの信号と同機能を果すことになる。す
なわち、1つの送信が終了するとワンショット226の
出力が無くなり、カウンタ220のカウントが開始され
前記実施例で述べたと同様にして送信部224からの送
信を制御する。221は比較器、222はフリップフロ
ップ、223はアンドゲートである。
この実施例では、複数の伝送装置の送信権の制御を特別
な制御線およびコントローラ無しで行うことができ、コ
ストダウンが計れるだけでなく、オンライン状態での伝
送装置の増設、削減が伝送ラインと伝送装置の接続、離
脱の操作のみにて簡単に実現できる。
ところで、本実施例では、トランスを介して絶縁された
伝送ラインを挙げたが、これは本発明には無関係であり
、伝送ラインの絶縁の有無、さらには伝送ラインの有無
(有線、繁線)にかかわらず本発明が実施できることは
明らかである。
さらに本実施例では伝送ライン上のパルスの有無を判別
し、伝送ラインが使用されているか否かを検知するため
にワンショットを用いているが、本機能はカウンタ、シ
フトレジスタ等を用いても実現できる。さらに、伝送信
号のパルス間隔がカウンタ12川こ入力されるクロック
間隔に比べ短かければ本機能が不要となることはいうま
でもない。また第2図、第6図において、動作をより安
定に行なわしめるために、例えば第7図a,bに示すよ
うに時間遅れ要素126,227を設けることが望まし
い。
その時の動作タイムチャートを第6図の例について第8
図a〜h‘こ示す。これから明らかなように送信部22
4からの送信信号が225を介して回り込んでして動作
を不安定にすることはなくなる。第8図で例えばTrで
使用要求Creqが発せられたとする。
いまこの装置の設定をCSとすると、しでカウンタ値と
一致し比較器221がONされるとともにフリツプフロ
ツプ222がセットされる。TDの出力信号がもる時間
遅れ後ONするとともに送信が開始される。ワンショツ
ト回路226はらから○Nし続ける。比較器はt3でO
FFされる。いま送信が終了するとちでCreqを解除
するとフリツプフロツプがリセットされt6でTDの出
力もOFFされる。また本発明によると優先レベルの低
い袋直は何時までも送信の機会が与えられない場合が発
生する。
しかしこれは一回送信した装置は設定値を自己設定変更
し優先レベルを順次シフトするような方法をとれば、少
なくも所定の周期に1回はどの装置の場合であっても共
有資源の利用の機会が与えられる。これは特に固定の優
先レベルがなく、平均的に資源を利用できるようにする
場合に効果がある。以上述べたように本発明によれば分
散している複数台の装置による共有資源の利用の優先制
御が分散形において可能となり、システムが簡単になる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を複数CPU間の共有バス使用権制御に
採用した一実施例のシステム構成を、第2図は第1図に
おける本発明による制御回路構成を、第3図は第1図に
おけるバス使用権の推移を、第4図はしベル設定変更の
例を、第5図は本発明を複数伝送装置の送信権制御に採
用した一実施例のシステム構成を、第6図は第5図にお
ける本発明による制御回路構成を、第7図は回り込み防
止回路の例を、第8図は第6図、第7図における動作の
タイムチャートをそれぞれ示す。 120・・・カウンタ、101・・・・・・共有バス、
121・・・・・・比較器、122・・・・・・フリッ
プフロップ、123・・・・・・アンドゲート。 努ー図 第2図 第3図 第4図 稀‘図 静づ図 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の装置がそれぞれ使用できる共用装置を有し、
    該複数の装置が該共用装置の使用状態を監視し、該共用
    装置を必要に応じて使用するシステムにおいて、該複数
    の装置の何れからの使用もなくなつたことを判別してそ
    の時点からの経過時間を該複数の装置各々において計測
    し、該計測経過間が該複数の装置各々にあらかじめ設定
    された固有の時間と一致しかつ当該装置に該共用装置の
    使用要求があるとき当該装置が該共用装置を専有するこ
    とを特徴とする分散形優先競合の自己制御方法。 2 前記特許請求の範囲第1項記載において、該複数の
    装置の何れも該共用装置を使用する時刻を予測し、該複
    数の装置の何れもが該共用装置を使用しなくなる時刻に
    先行して該カウントを開始せしめることを特徴とする分
    散形優先競合の自己制御方法。 3 前記特許請求の範囲第1項記載において、該複数の
    装置に設定される固有値を必要に応じて可変設定するこ
    とを特徴とする分散形優先競合の自己制御方法。 4 複数の装置がそれぞれ使用できる共用装置を有し、
    該複数の装置が該共用装置の使用状態を監視し、該共用
    装置を必要に応じて使用するシステムにおいて、該複数
    の装置が 該共用装置を該複数の装置の何れもが専有し
    なくなつたことを判別してその時からの時間を計数する
    手段と、 該複数の装置にあらかじめ設定されている当
    該装置固有の時間と該計数時間とを比較し一致したとき
    のみ出力信号を発生する比較手段と、 該比較手段の出
    力信号と当該装置の該共用装置の使用要求信号との論理
    積で当該装置の該共用装置を専有させ専有終了により当
    該装置の使用要求信号を解除する論理手段とを具備する
    ことを特徴とする分散形優先競合の自己制御装置。 5 前記特許請求の範囲第4項記載において、該専有ま
    たは解除の論理手段に該出力信号の時間遅れ要素を含む
    ことを特徴とする分散形優先競合の自己制御装置。
JP3537881A 1981-03-13 1981-03-13 分散形優先競合の自己制御方法および装置 Expired JPS6024979B2 (ja)

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