JPS6057441A - 情報処理装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はキュー制御方式に係り、特にメモリ・アクセス
に優先順位が高い装置に対するキュー（ＱＵＥＵＥ）　
と他の装置に対するキューとが併設されている場合にお
いて、優先順位を考慮しつつなるべく各キューにおける
データ数が均一的になるように処理するようにしたもの
に関する。

〔従来技術と問題点〕

例えば第１図に示す如く、ベクトル演算装置４とチャネ
ル５とがメモリ制御装置３を経由してメモリ１に対して
アクセスするようなベクトル計算機においては、メモリ
制御装置３内のタグ３−３内に所望のデータが存在しな
いとき、メモリ１に対するアクセスは０ＰＵ２のキャッ
シュとの整合性が不要であるためキューの状態に無関係
に行われる。又存在する場合はアクセス結果に応じ０Ｆ
Ｕ２のタグ２−１とも整合性をとることが必要であり１
例えば書き替えたものに対しては０ＰＵ２のタグ２−１
のそれを無効化処理しなければならない。このためにア
ドレスポート３−１に対するキュー３−４と、アドレス
ポート３−２に対するキュー３−５を設けてこれらを選
択回路３−６によりチャネル５からのアクセス要求に対
し一義的に優先権を付与するように処理していた。その
ためベクトルユニット４に対するキュー３−４が満ちる
状態があり、このような状態になるとメモリ制御装置３
内の優先回路は動作を停止してこの満ちた状態のキュー
の処理が行われる。このために今度はチャネル５に対す
るアクセス要求が長く待たされることになる。ところで
チャネル５には複数の端末装置が接続されており、これ
らの端末装置からのアクセス要求が一定時間以上処理待
ちになったとき、オーバー・ラン状態となるので、これ
を防止するため上記優先権が付与されているにもかかわ
らず、このようなことが生ずることがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の如く、固定的にチャネル側のキ
ューに対して優先権を与えたことにもとづき発生する問
題点を改善するために、原則的にはチャネル側に優先権
を与えるものの、チャネル側以外のキューにおいてチャ
ネル側よりも未処理要素があるレベル以上に存在すると
きにこれに優先権を与えるようにして、均一的に未処理
要素が存在するように優先権をある程度変更できるよう
にしたキュー制御方式を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

この目的を達成するため９本発明のキュー制御方式では
、複数のキューよりデータを選択して出力するキュー制
御方式において、各キューに入力されるデータをカウン
トする入力カウンタと、出力されるデータをカウントす
る出力カウンタと。

これらの入力カウンタと出力カウンタの差がある閾値を
こえたときこれを出力する差検出手段を設け、キューに
保持されているデータ数が少ないときには湧常は優先順
位が低いものでも保持されているデータ数が上記閾値を
こえたときそのキューの出力優先順位を変更してこれを
出力するように制御したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明を一実施例にもとづき詳述するに先立ちその動作
原理について第２図により説明する。

いまキューの数をＡ、Ｂ２個の例について、各キューの
ブロック数を２．ブロック内のレジスタ個数を２．優先
度をＡ）Ｈの場合で説明する。

本発明では、キューＡ、Ｂ内のデータを次の動作論理に
より選択処理する。

■　ブロック１内のデータの追出し処理はＡがＢより優
先する。

■　キューＡ、Ｂともブロック１を超えてブロック２に
データがある場合、ＡがＢより優先処理される。

■　キューＢのみがブロック１を超えてブロック２にデ
ータがある場合、ＢがＡより優先処理される。

キューＡ、Ｂを構成するレジスタ１０−１１！；ｔファ
ストイン・ファストアウトで制御されており。

これらがシフトレジスタで構成されている場合には、・
区分１，２にデータがあるときがブロック１にデータが
存在する場合となり２区分３，４にもデータがあるとき
はブロック２にデータが存在する場合となる。しかしキ
ューＡ、Ｂを構成するレジスタ１０．１１が後述するよ
うに、アドレス制御されるもので構成される場合には、
４つの区分のうち２個以内にデータが存在するときブロ
ックｌにデータがあるものと定義し、３個以上データが
存在するときブロック２にデータがあるものと定義する
。

そして上記■〜■で説明した選択制御を論理式で示せば
次の如くなる。ここで５ＥＬＡはセレクタ１２がキュー
Ａを選択して出力レジスタ１３にデータを出力させて処
理を行うための制御信号を示し、５ＥＬＢはセレクタ１
２がキューＢを選択して出力レジスタ１３にデータを出
力させるための制御信号を示す。

５ＦｉＬ　Ａ　＝　Ａ３　＋　Ａｌ−Ｂｓ　・・・・・
・（す５ＢＬＢ＝ＢＳ・Ａｓ　＋　Ｂ　１・Ａ１　・・
・・・・（２）ここでＡ１はキューＡに１個以上のデー
タが入っている場合。

Ｂ＋はキューＢに１個以上のデータが入っている場合。

先はキューＡに３個以上データが入っている場合。

鵬はキューＢに３個以上データが入っている場合 をいう。

上記（り式および（２）式で出力処理される結果を第２
図←）にて示す。ここで横の数字０〜４はＡボート・キ
ュー個数を示し、縦の数字θ〜４はＢボート・キュー個
数を示し１表内のＡはキューＡがらデータを追出し処理
を行うことを示し、ＢはキューＢからデータを追出し処
理することを示す。

上記（り式及び（２）式にもとづき動作を行う１本発明
の一実施例構成を第３図で示す。

第３図におりて、２０はＡポートのキュー、２１はイン
キュー・カウンタであってキュー２ｏに対してデータが
入力されたときそのデータを七ッ卜すべき区分を指示す
るライト・アドレスを出方するもの、２２はアウトキュ
ー・カウンタであってキュー２０よりデータを出方する
ときに出方すべき区分を指示するリード・アドレスを出
力するもの、２３はキ・ニー２０において保持されてい
るデータが何個あるのか検出して２個以内か３個以上か
出力する差検出回路であり、２４はインバータ。

２５はアンド回路、２６はオア回路である。また３０は
Ｂボートの午ニー、３１はインキュー・カウンタであっ
て上記インキュー・カウンタ２１と同様な動作を行うも
の、３２はアウトキュー・カウンタであって上記アウト
キュー・カウンタ２２と同様な動作を行うもの、３３は
差検出回路であって上記差検出回路２３と同様な動作を
行うもの。

３４．３５はインバータ、３６．３７はアンド回路、３
８はオア回路である。

インキュー・カウンタ２１およびアウトキューカウンタ
２２は初期状態でいずれも初期値零にセットされている
。そしてキュー２０に入力データが伝達されたとき、こ
の入力データはインキュー・カウンタ２１の出力値零を
アドレスとして区分零にセットされ、またインキュー・
カウンタ２１は＋１だけカウント・アップして１を出力
し９次の入力データを区分１にセットするようにアドレ
スを出力する。−オアウドキュー・カウンタ２２はこれ
また零に初期設定され、キュー２０より出力ずべきデー
タが区分零のデータであることを指示する。そしてキュ
ーＡよりデータを出力すべくオア回路２６よりキューＡ
への選択出力信号５ＥＬＡが出力され１図示省略したセ
レクタがアウトキュー・カウンタ２２の指示する区分零
のデータを出力したとき、このアウトキュー・カウンタ
２２は＋１して次に出力すべきデータが区分１のデータ
であることを示す。インキュー・カウンタ２１は３０次
に＋１されたとき再び１を出力し、同様にアウトキュー
・カウンタ２２も３の次にカウント・アップするとき＋
１を出力する。差検出回路２３はインキュー・カウンタ
２１の出力値とアウトキュー・カウンタ２２の出力値の
差を演算してキュー２０に存在しているデータ数を算出
し、１個以上のデータが存在しているときこれを示す出
力信号Ａ１を発生し、３個以上のデータが存在している
とき出力信号Ａ３を発生する。

またインキュー・カウンタ３１．アウトキュー・カウン
タ３２及び差検出回路３３は、それぞれ上記インキュー
・カウンタ２１．アウトキュー・カウンタ２２．差検出
回路２３と同様に動作するものであって、インキュー・
カウンタ３１及びアウトキュー・カウンタ３２は初期状
態ではいずれも零を出力している。そしてキュー３ｏに
入力データが伝達されたときインキュー・カウンタ３工
の出力するアドレスに指示された区分にセットされると
ともに該インキュー・カウンタ３１は＋１される。また
キュー２０より出力されるデータの区分はアウトキュー
・カウンタ３２で指示され、キューＢへ（７Ｊ選択ｆｆ
ｌ力信号５ＥＬＢによりセレクタがアウトキュー・カウ
ンタ３２の指示した区分よりデータを出力したときこの
アウトキュー・カウンタ３２は＋１される。差検出回路
３３はインキュー・カウンタ３１とｕｊ力値とアウトキ
ュー・カウンタ３２の出力値の差を演算してキュー３０
に保持しているデータ数をめ、１個以上のデータが存在
しているとき出力信号Ｂ１を出方し、１１１１ｉ！以上
のデータが存在しているとき出力信号Ｂ３を出力する。

したがって、第３図において、キュー２０にデータが３
個以上保持されておれば、差検出回路２３が出力信号Ａ
３を出力し、これによりオア回路２６から選択出力信号
５ＲＬＡが出力され、図示省略したセレクタがキュー２
０よりデータを１つ出力してこれを処理する。またキュ
ー２０に１個以上データが保持され、かつキュー３０に
３個以上のデータが保持されていない場合には、差検出
回路２３からは出力信号人が出力されるものの差検出回
路３３からは出力信号Ｂ３は出力されない。したがって
インバータ２４は「１」を出力し、かくしてアンド回路
２５は「１」を出力し、オア回路２６からＳＥＬ　Ａが
出力され、これまたキュー２０に保持されたデータが出
力処理されることになる。

このようにして第３図により上記（０式の論理を遂行す
ることができる。

また、キュー３０にデータが３個以上保持され寸たキ３
．−２０にはデータが３個まで保持されていなければ、
差検出回路３３がら出力信号Ｂ３が出力されるものの、
差検出回路２３がら出力信号ルは出力されないのでイン
バータ３４が「１」を出力することとなる。かくしてア
ンド回路３６は「１」を出力し、オア回路３８からは選
択出力信号ＳＥＬ　Ｂが出力され、図示省略したセレク
タがキューＢつまりキュー３０よりデータを１つ出力し
てこれを処理する。またキュー２０にデータが１個も保
持されてなく、キュー３ｏに１個以上のデータが保持さ
れているときは、差検出回路Ａ１は出力されないのでイ
ンバータ３５は「Ｊ」を出力する。このとき差検出回路
３３は出力信号ＢＩを出力するのでアンド回路３７は「
１」を出力し、オア回路３８は選択出力信号５ＦｉＬ　
Ｉ３を出力する。

このようにして、これまた上記（２）式の論理を遂行で
きる。

次に第３図の動作を第４図にもとづき説明する。

第４図はサイクル１，２．３に、Ａボートにデータ１゜
２．３が入力され、サイクル６．７，８．９にはＡボー
トにデータ４，５，６．７が入力されＢボートにデータ
α、ｈ、ｃ、ｄが入力されるケースである。

（１）サイクル１．２．３にＡボートにデータｌ、２゜
３が入力される。これによりインキュー・カウンタ２１
は０から、１，２．３とカウントアツプし。

アウトキュー・カウンタ２２はサイクル３，４゜５にお
いて１，２．３とカウントアツプする。そして差検出回
路２３はサイクル２，３，４に出力信号Ａ１を出力する
。ところでサイクル１〜５までＢホードには入力データ
が伝達されないので、キュー３０にはデータはなく、差
検出回路３３は出力信号Ｂ３を出力しないので、インバ
ータ２４は「１」を出力し、アンド回路２５は「１」を
出方する。

そしてこれによりオア回路２６からサイクル２〜４ｔで
の間選択出力信号ＳＥＬ　Ａが出力され、出力レジスタ
（第２図の１３）にはサイクル３〜５において、データ
１．２．３が出方される。

（２）　サイクル６〜９において、Ａポートにはデータ
４，５．６．７が入力され、Ｂボートにはデータα、ｂ
、ｃ、ｄが入力される。その結果インキュー・カウンタ
２１はサイクル７〜１ｏにて＋１されて。

０．１．２．３とカウントアツプされ、またインキュー
・カウンタ３１も同じ＜１．２，３．０とカウントアツ
プされる。そしてサイクル７から差検出回路２３．３３
はそれぞれＡＩ　、　Ｂ＋を出力する。

（３）　ところでサイクル７ではキュー２０と３０に１
個ずつデータが保持されるので、上記（０式により５Ｅ
ＬＡが出力され、サイクル８にてＡボートのデータ４が
セレクタから出方レジスタに出力され、アウトキュー・
カウンタ２２は＋１されて零を出力する。

（４）　サイクル８ではキュ−２０には１個の、キュー
３０には２個のデータが保持されるので、これまた上記
（１）式により５ＢＬＡが出力され、サイクル９にてＡ
ボートのデータ５が出力され、またアウトキュー・カウ
ンタ２２は＋１されてｌを出力する。

（５）サイクル９ではキュー２０には１個の、キュー３
０には３個のデータが保持されるので、今度は差検出回
路３３から出力信号Ｂｓが出力される。

この結果上記（２）式により５ＥＬＢが出力され、すイ
クル１０にてＢボートのデータαが出力される。

（６）サイクル１０ではキュー２０には２個の、キュー
３０には３個のデータが保持されているので。

上記（５）と同様に上記（２）式によりＳＢＬ　Ｄが出
力され、かくしてティクル１１にてＢボートのデータｋ
が出力される。

（７）　サイクル１１では、キュー２０には２個の。

キュー３０にはこれまた２個のデータがそれぞれ保持さ
れているので、再び上記（１）式により５ＥＬＡが出力
され、サイクル１２にてＡポートのデータ６が出力され
る。そしてこのようにして上記（１）弐及び（２）式に
よる論理に応じて５ＥＬＡ、５ＢＬＢが出力され、第４
図に示す如もデータが順次セレクタより出力レジスタに
出力されることになる。

なおキューの中のデータとしてはバリッド・ビットと、
バリッド・ピッドの補助ピッドであるＶ。

ｗ、ｘ、ｙ、ｚと、メモリに対するアドレス等が含まれ
る。このメモリに対するアドレスにおいては４ビツト〜
７ビツトに対するパリティＰｏと、８ビツト〜１５ピツ
トに対するパリティＰ１と、１６ビツト〜・２３ビツト
に対するパリティｈ等が含まれる。なおアドレスのうち
Ｏ〜３ビットは当面は使用せず将来のことも考え残して
いるものである。

次にキューを３（Ａ、Ｂ、Ｏ）、ブロックを２゜各ブロ
ック内のレジスタ個数が２の場合について説明する。こ
の場合、優先度はＡ）Ｂ）０とすると、各キューが選択
される制御信号５ＢＬＡ、５ＢＬＢ、５ＥＬＯは次式に
より出力される。

８　Ｅ　Ｌ　Ａ、　＝　Ａｓ　＋Ａ１−Ｂｓ・０３　・
・・・・・（３）ＳＥＬＢ＝Ｂｓ・Ａ３　＋ｆ３１−Ａ
ｌ・０３　・・・・・・（４）８Ｅ：ＬＯ＝０３・Ｂ３
・Ａｓ　＋　０１−ん・Ｂ１　・・・・・・（５）そし
て上記（３）弐〜（５）式を実行するための回路構成が
牙５図に示される。第５図において４０〜４４はアンド
回路、４５〜５３はインバータ、５４〜５６はオア回路
である。

一般的にキューをＡ−Ｎ（Ａ、Ｂ、Ｏ・・・・・・Ｎ）
、ブロック全２＃各ブロック内のレジスタ個＠全２とし
たとき選択用の制御信号の論理式は次式のようになる。

、！３ＥＬＡ＝ＡＳ＋ＡＩ・ＡＬＬＳ　・・・・・・（
６）ＳＥＬＢ＝Ｂｓ・Ａ３　＋ｆ３！・ん・ＡＬＬｓ　
町・賢７）・・・・・・（９） ここでＡＬＬＳとはＡ３〜Ｎ３までのオアの論理を示す
。

そして上記（６）式・・・（９）式を実行するための回
路構成が′３＋６図に示される。第６図において６０〜
６３はオア回路、６４〜６８はアンド回路、６９〜７５
はインバータである。

次にオフ図に示す如く、キューが２であるがブロックを
３．ブロック内のレジスタ個数が２の場合におｈて、各
キューＡ、Ｂが選択される制御信号５ＥＬＡ、５ＥＬＢ
は次式により出方される。

Ｓ　ＥＬ　Ａ　＝Ａｓ　＋Ａｓ　・ＢＳ＋ＡＩ　Ｊ’ｓ
　川＝−（９）ＳＥＬＢ＝ＢＳ・Ｂ＋Ｂ３・Ａｘ＋Ｂｓ
−Ｋｒ　・・・・・・（ＯここでＡｓはキューＡに５個
以上のデータが入っている場合。

Ｂ６はキューＢに５個以上のデータが入っている場合 をいう。

上記（９）式が成立するとき、セレクタ８２に対して５
ＥＬＡが印加されて８０で示ずキューＡよりデータが出
力レジスタ８３に送出され、また＜１０）式が成立する
ときセレクタ８２に対して５ＥＬＢが印加されて８１で
示すキューＢよりデータが出力レジスタ８３に送出され
る。

そして上記（９）式、（０）式を実行するための回路構
成が第８図に示される。第８図において８４．８５はオ
ア回路、８６〜９０はアンド回路、９１〜９５はインバ
ータである。

このように本発明によれば優先順位の高いボートのキュ
ーに未処理データが多く蓄積されればこれを優先的に処
理を行ない、また優先順位の低いボートのキューに未処
理データが多く蓄積されるとこれを先に処理することに
なるので、結局各キュー　ニついて平均的に処理が行わ
れることになる。

そしてその結果、優先度の低いキューがフルになるとい
う可能性が非常に少くなるので、データ処理効率をはる
かに向上することができる。

本発明は勿論上記実施例のみに限定されるものではなく
、ポート数や各キューの区分数は変更できるものである
。

〔発明の効果〕

本発明によればキューに優先度が存在する場合でもこの
優先度にのみ固定されることなく、優先度の低いキュー
に未処理データが多く存在するようなときには優先度を
変更してこの未処理データを処理できるようにした。そ
れ故、特定のキューに優先度を保ちつつ各キューを均一
的に処理することが簡単な制御回路で可能となり、極度
にまたされるデータがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータ処理装置の概略図、第２図は本発明の詳
細な説明図、第３図は本発明の一実施例構成図、第４図
はその動作説明図、第５図、第６図はブロックが２の場
合の異なる実施例構成図。 オフ図、第８図はブロックが３の場合の実施例で図中、
１０．１１はキューを構成するレジスタ。 １２はセレクタ、１３は出力レジスタ、２０４まＡボー
トのキュー、２１はインキュー・カウンタ。 ２２はアウトキュー・カウンタ、２３は差検出回路、２
４はインバータ２２５はアンド回路、２６はオア回路、
３０はＢボードのキュー、３１【まインキュー・カウン
タ、３２はアウトキュー・カウンタ、３３は差検出回路
、３４．３５はインノく一タ、３６．３７はアンド回路
、３８はオア回路を示す。 特許出願人　富士通株式会社 代理人　弁理士　山　谷　晧　榮 く　ｎ ＋７ｍ 才８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のキューよりデータを選択して出力するキュー制御
   方式において、各キューに入力されるデータをカウント
   する入力カウンタと、出力されるデータをカウントする
   出力カウンタと、これらの入力カウンタと出力カウンタ
   の差が複数個ある閾値のうちある閾値をこえたときこれ
   を出力する差検出手段を設け、キューに保持されている
   データ数が少ないときには通常は優先順位が低いもので
   も保持されているデータ数が上記閾値をこえたときその
   キューの出力優先順位を変更してこれを出力するように
   制御したことを特徴とするキュー制街方式。