JPS6097462A - 時分割メモリ共有型マルチマイクロプロセツサシステム - Google Patents

時分割メモリ共有型マルチマイクロプロセツサシステム

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JPS6097462A
JPS6097462A JP58206236A JP20623683A JPS6097462A JP S6097462 A JPS6097462 A JP S6097462A JP 58206236 A JP58206236 A JP 58206236A JP 20623683 A JP20623683 A JP 20623683A JP S6097462 A JPS6097462 A JP S6097462A
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JP
Japan
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time
common memory
microprocessor
memory
processor units
Prior art date
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Pending
Application number
JP58206236A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Kosako
小迫 秀夫
Yoshiyuki Gotou
後藤 桂之
Hiroshi Kihagi
木作 洋
Yoshiaki Kojima
児島 義明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KINKI KEISOKKI KK
Original Assignee
KINKI KEISOKKI KK
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Publication date
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Priority to JP58206236A priority Critical patent/JPS6097462A/ja
Publication of JPS6097462A publication Critical patent/JPS6097462A/ja
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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

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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)

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】 この発明は、複数のプロセッサユニットが共通メモ1片
Jイクロプロセッサの1動作サイクル時間内に時分割で
共有する時分割メモリ共有型マルチマイクロプロセッサ
システムに関するものである。
複数のマイクロプロセッサを用いたマルチマイクロプロ
セッサシステムは、その並列処理能力を高める試みが種
々の方法で行なわれている。この並列処理性能はマイク
ロプロセッサの使用台数に比例して向上させる必要があ
り、このためには、共通メモリへのアクセス競合が起こ
らないこと、マイクロプロセッサ間において信号及びデ
ータの転送に費やす時間が微小で、かつシステム中のマ
イクロプロセッサの台数に影響されないことが要求され
る。
この発明は、上記の要求を満たすためになされたもので
、その目的とするところは、動作サイクル時間が′[゛
であるm個のプロセッサユニットをT/。
ずつずらして動作させ、これらを時分割にて共通メモリ
へ接続することにより、アクセス競合を起こすことなく
高速データ転送を可能とする時分別メモリ共有型マルチ
マイクロプロセッサシステムを提供することにある。
以下、この発明を添付図面に示す実施例に基づいて説明
する。
第1図に示すように、入出力装置等の周辺機器11こは
、ホストコンピュータ2が信号やデータを送受できるよ
う1こ接続されている。
上記ホストコンピュータ2には、動作サイクル時間がI
゛の1個(図示実施例においては1=8)のプロセッサ
ユニットPUiが互いに並列に接続され、これらの各プ
ロセッサユニットPUiは屯−モジュールの共通メモリ
3に切換手段4を介して逐次切換接続される。
この切換手段4の切換動作を行なわせるためにクロック
信号発生器5から発生する3種・類のクロック信号を用
いるが、以下これらのクロック信号1こついて第2図を
参照しつつ説明t6゜(a)フロセッサユニットPUi
の動作クロックChi(+ ”” 11・・・、8):
各PU+ (i−1+・・・、8)内のマイクロプロセ
ッサの動作サイクルTi(サイクル時間、=T)を定め
るクロックで、タイミングが順1こTl8(秒)ずつず
れて発生する。
(b)バス切換クロック(基本クロック)CCJ:各P
Ui(i = 1 +・・・、8)を1つの共通メモリ
への接続バスに逐次切換接続するための制御用クロック
で、Tl8(秒)の周期を有し、タロツク信号発生器5
の基本クロックとして機能する。
(C1ランチパルスLP + (1−1+・・・、8)
゛各PUi(’ ” 11・・・、8)の動作サイクル
Tl内で割当てられた1つの時分割区間τ1における基
本クロックCC1の立下りから次の立上りまでのパルス
で、共通メモリ3からの読出しデータをラッチレジスタ
LRi (i=1 、・・・、8)に置くために用いら
れる。
上記の3種角のクロック信号によって8個のプロセッサ
ユニツl−1’Uiがそれぞれ共通メモリ3にアクセス
できるのは基本クロックCClによりタイミングが定ま
る各時分割区間τ1の′[78秒間だけであるが、この
アクセス可能な時分割区間τ。
はどのI’Uilこついてもその動作サイクルT iの
前*(立上りから立゛トリまて)の中の定位置(図示実
施例では前′トの2牌]」の時分割区間)に置かれてい
る。なお、Jj(本タロツクCC1を入力して上記のプ
ロセッサユニット動作クロックc77iおよびラッチパ
ルスLRi (i=1 、・・・、8)を発生するクロ
ック信号発生器5の回路は公知の論理回路技術により容
易1こ得ることができるので、説明は省略する。
第3図にクロック信号発生器5からのクロックによって
8個のプロセッサユニツ)PUiが共通メモリ3に逐次
アクセスする回路構成を示す。図中PAi 、l’l)
i 、艮1およびWi(i==l、・・・、8)はそれ
ぞれ各プロセッサユニットPUiからのアドレスバス、
データバス、読出し指令および書込み指令を示し、A 
、 DWおよびDr はそれぞれ切換手段4と共通メモ
リ3との間のアドレスバス、書込み用データバスおよび
読出し用データバスである。
第4図1こ第3図の切換手段4の一実施例の構成を示す
。図中SaおよびSdはそれぞれ8個のプロセッサユニ
ットPUiからのアドレスバスPAiおよびデータバス
PD1(l−1,・・、8)を1本のアドレスバスAお
よび書込用データバスDwlこ順次切換えて接続するマ
ルチプレクサスイッチである。
これらのスイッチSaおよびSdの切換動作は基本クロ
ックCC1と同期して行なわれる。共通メモリ3のデー
タは第2図のタイミング図1こ示すように続出し用デー
タバスorに出力され、第4図1こ示す8個のラッチレ
ジスタLRiの1つにラツチノくバスLPiの制御によ
って入れられる。
第4図においてGwHおよびGγ1(i=1.・・・、
8)はトライステートゲートであり、プロセッサユニッ
) I’Uiからの書込み指令Wiおよび読出し指令に
1 によってデータバスPDiの接続状態を切換える。
たとえば、1)Lliがデータを読出ずときはゲートG
riかオン、Gwiかオフとなり、ラッチレジスタLR
i中のデータがバスPDiに出力されてPUiに取込ま
れる。
第5図に第4図に示す切換手段の回路の主な点の波形を
示す。第5図の各波形は、プロセッサユニツ) Put
、 、 IILJ’、 、 PU2.・・・がそれぞれ
時分割区間τ8.τI、τ2.・・・の順に共通メモリ
に接続されるとき、11 [J 8とIILJ2が共通
メモリ3に対して続出しのアクセス・埋木を出し、PU
lが非アクセス状態1こある場合の波形である。波形A
はアドレス信号で。
基本クロックCC1!の立上りからマルチプレクサスイ
ッチSaの動作遅it+だけ遅れて現われ、このアクセ
スにより発生する共通メモリ3がらの続出しデータ■)
rはざらにそのアクセスタイム[2だけ遅れて現われる
。l)rの連続したデータはラッチハルストP8およヒ
L1)2の持続期間中ラッチセットアツプ時間(3を費
やしてランチレジスタLR8およびLR2にそれぞれセ
・シトされ、続出し指令R8+P−2によってデータバ
スl) 1)8およびPO2を介しプロセッサユニット
1)U8およびPU2Iこそれぞれ読込まれる。なお、
上記のマルチプレクサスイッチの動作遅延(1,アクセ
スタイムt2およびラッチセットアツプ時間[3を時分
割区間τ1について第2図に拡大して示す。第2図のI
)wはPU、の書込み指令時の書込み用データバス上の
波形のタイミングを拡大して示す。
上記の各プロセッサユニッ)PUiは、たとえば第6図
に示すように、ホストコンピュータ2及び共通メモリ3
とデータ送受を行なうマスクマイクロプロセッサ12と
、演算処理専用として用いられるスレーブマイクロプロ
セッサ11と、マスタ及びスレーブプロセッサ12.1
1が共有するローカルメモリ13とで構成されている。
前述の各プロセッサユニットの動作サイクルTi(サイ
クル時間=T)はこのマスクマイクロプロセッサ12の
動作サイクルになっており、スレーブマイクロプロセッ
サ11の動作サイクルは第7図1こ示す如くマスタマイ
クロプロセッサの動作サイクルの逆位相1こなっている
。これらの両マイクロプロセッサ11.12がローカル
メモリ13を共存する場合はそれぞれの動作サイクルの
前半でローカルメモリ13にアクセス[7、後半でメモ
リからの続出しまたはメモリへの潜込みが行なわれる。
このよう1こスレーブマイクロプロセッサ11およびマ
スクマイクロプロセッサ12か1/2勅作サイクル毎1
こ時分割でローカルメモリ13を共有するようにしたの
は、マイクロプロセッサ1こは第7図に示すようにメモ
リからの続出しおよびメモリへの書込みの期間が動作サ
イクルの後半でilられる製品が市販されており、これ
を使用すること1こよって両マイクロブロセッ→f 1
1 、12間のデータ信号の転送を′1/2の時間で行
なうことかできるためである。また、マスクマイクロプ
ロセッサ12はスレーブマイクロプロセッサ11がもつ
演算処理専用をもかね備えている。
以」二の実施例において、各プロセッサユニットl) 
IJ iは1個のマイクロプロセッサからなるものであ
ってもよく(スレーブプロセッサを省く)、7’ o 
セッサユニットの個数1ηは8以外の任意の数が可能な
ことはもちろんである。ただ゛し、Ail言己のマルチ
プレクサスイッチの動作遅延[l、共通メモリのアクセ
スタイム[2およびラッチセットアツプ時間E3とプロ
セッサユニットの数mとの関係は次式1こよって制限さ
れる。
m≦T/ (t++ t2+ t3) 次に、この発明の応用例を第8図を参照しつつ説明する
。第8図のマルチマイクロプロセッサシステムは前記実
施例の拡張システムで複数個のプロセッサユニッ) P
U、、〜PUmmがm×mの行列状に配列されており、
各行に共通メモリ141〜14m及び切換手段(図示省
略)を付加したものを基本要素151,1521・・・
、15m として動作させる。
これらの各基本要素は、第1図に示す複数個のプロセッ
サユニットPUi、共通メモリ3および切換手段4とか
らなるシステムと全く同様に動作するから、詳細は省略
する。
また、上記の行列状配列のうちPU目、PU2I、・・
・、 PUm、より成る列にバッファメモリ16及び切
換手段(図示省略)を付加してバッファ要素17として
動作させるが、このバッファ要素17も各基本要素15
1〜i5+n と全く同様に動作するから。
説明は省略する。
この実施例の各プロセッサユニットPUo + PUI
□、・・、I’Un1m の間においては互いにデータ
信号の送受が6■能である。たとえばプロセッサユニッ
トPUijからプロセッサユニットPUk7?(i、j
、に、J=1〜m、i〜に、jへI)へデータを転送す
る1こは、データは、プロセッサPUij−共有メモリ
141−プロセッサI’Ui、(1動作サイクル時間′
r以内)−バッファメモリ16−ブロセツー)1−I’
Uk1(1動作ザイクル時間゛r以内)−共有メモ’)
 14に=プロセッザIゝUk/!(1動作サイクル時
間−r pl内)のように時間31’以内で転送できる
。このように行列状Iこ配置したプロセッサユニット1
こバッファメモリを設けることによりデータ転送を非常
に簡ql lこ行なうことができ、かつ、行列中のどの
プロセッサ間のデータ転送も3TLJ、内で行なうこと
ができる。なお、この行列状にプロセッサユニットを配
置して使用する場合、各行のプロセッサユニットの数は
異なってもよい。
この発明は、吸上のとおり、マイクロプロセッサで構成
されたマイクロプロセッサユニットを時分割で共通メモ
リに接続して動作させるようにしているから、プロセッ
サユニット相互間のデータ転送はメモリ競合を引き起こ
すことなく、マイクロプロセッサの1動作サイクル内で
マルチ処理ができるという利点がある。複数個のマイク
ロプロセッサによって共通メモリを非同期アクセス方式
によって共有することは、使用効率や処理速度の向上が
図れるが、バス競合を制御するバスアービタやアクセス
順序を記憶するキュー構造か複雑となり、製作が容易で
はない。
この発明のシステムは、共1mメモリとして高速メモリ
が必要であるが、時分割方式で共通メモリのアクセスを
行なうよう1こしたため構成が非常1こ簡単となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図は第1図のシステムの動作を説明する時分割方式
のタイミング波形図、第3図は第1図のシステムの主要
部の構成の一例を示すブロック図、第4図は第1図のシ
ステムの切換手段の一例を示すブロック図、第5図は第
4図の主要点の信号を示す波形図、第6図は第1図のシ
ステムの各プロセッサユニットの構成の一例を示すブロ
ック図、第7図は第6図のプロセッサユニットの動作を
説明するタイミング波形図、第8図は本発明のもう1つ
の実施例のシステムの構成を示す概略ブロック図である
。 1・・・周辺1幾器、2・・ホストコンピュータ、1)
lJi・・・プロセッサユニット、3・・・共通メモリ
、4・・・切換手段、5・・・クロック信号発生器、1
1・・・スレーブマイクロプロセソザ、12・・・マス
タマイクロプロセッサ、13・・・ローカルメモ!J 
、PUn〜I)Umm・・プロセツ→ノ゛ユニット、1
41〜14m・・・共通メモリ、15+〜15m・・・
基本要素、16・・・バッファメモリ、17・・・バッ
ファ要素 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)周辺(幾器に接続されるホストコンピュータと、
    ホストコンピュータ1こ互いに並列に接続され、動作サ
    イクル時間が1”(秒)であり1つそれぞれの動作サイ
    クルが1’ / m (秒)ずつずれているm個のプロ
    セッサユニットと、上記各プロセッサユニットが共有で
    きる共通メモリと、上記m個のプロセッサユニットを共
    通メモリへ周期T / mで111α次切換える切換手
    段とがらなり、上記m個のプロセッサユニソj・か上記
    共通メモリを時分割にて共有することを特徴とする時分
    割メモリ共有型マルチマイクロプロセッザシステム。
  2. (2)」二記プロセ・ンサユニ・ントが、ポストコンピ
    ュータ及び共通メモリのい「れとも通信およびデータの
    授受か可能なマスクマイクロプロセッサと、演算処理専
    用として用いられるスレーブマイクロプロセッサと、上
    記マスクマイクロプロセッサ及びスレーブマイクロプロ
    セッサが共有するローカルメモリとからなり、上記マス
    クマイクロプロセッサ及びスレーブマイクロプロセッサ
    か互にr/2(秒)(位相180°)ずつ交互に上記ロ
    ーカルメモリを時分割で共有するよう構成した特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の時分割メモリ共有型マル
    チマイクロプロセッサシステム。
JP58206236A 1983-11-01 1983-11-01 時分割メモリ共有型マルチマイクロプロセツサシステム Pending JPS6097462A (ja)

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Cited By (2)

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