JPS62154045A - Bus arbitration system - Google Patents

Bus arbitration system

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Publication number
JPS62154045A
JPS62154045A JP29271085A JP29271085A JPS62154045A JP S62154045 A JPS62154045 A JP S62154045A JP 29271085 A JP29271085 A JP 29271085A JP 29271085 A JP29271085 A JP 29271085A JP S62154045 A JPS62154045 A JP S62154045A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus
processor
main processor
signal
another
Prior art date
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Pending
Application number
JP29271085A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Iwasaki
一彦 岩崎
Atsushi Hasegawa
淳 長谷川
Ikuya Kawasaki
川崎 郁也
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.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP29271085A priority Critical patent/JPS62154045A/en
Publication of JPS62154045A publication Critical patent/JPS62154045A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the decrease in response performance even in a real time microprocessor system by having the function in which a main processor executes the bus right acquisition request even while another processor holds the bus right, by the main processor and the another processor. CONSTITUTION:While a main processor 1 executes a memory access and executes the program, when another processor 2 such as DMAC accesses the memory, the another processor asserts an HREQ and requests the bus right to the main processor. The main processor, when it is detected that the HREQ is asserted, asserts a HACK and delivers the bus right to the another processor. At such a time, respective signal pins of an address and address strobes AS and R/W' are made into a high impedance. An external processor, when it detects the low level of the HACK, knows that the main processor give up the bus right, comes to be a bus master and executes the memory access such as a DMA transfer.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、マルチプロセッサシステムとそのバス調停方
式(バス・アービトレーション)に係り、特に割り込み
に対して実時間で応答するシステムに好適なバス調停方
式に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a multiprocessor system and its bus arbitration method, and particularly to a bus arbitration method suitable for a system that responds to interrupts in real time. Regarding.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来のマルチプロセッサシステムにおけるバス調停方式
として、2本の制御信号を用いる第1の方式と、3本の
制御信号を用いる第2の方式が知られている。
As bus arbitration methods in conventional multiprocessor systems, a first method using two control signals and a second method using three control signals are known.

第1の方式は、インテル社8086システムで用いられ
ている。(インテル社8086データシート参照) インテル社8086プロセツサでは、外部デバイスがバ
ス権を要求するHOLD信号と、808.6プロセツサ
がバス権の要求を認めるH OL D A (Ho1d
 Acknowledge) M号がある。
The first method is used in the Intel 8086 system. (Refer to the Intel 8086 data sheet.) The Intel 8086 processor uses the HOLD signal, which allows an external device to request bus ownership, and the HOLD signal, which allows the 808.6 processor to acknowledge the bus ownership request.
Acknowledgment) There is an M issue.

外部デバイスがHOLDをアサートしてバス権ヲ要求し
、8086プロセツサがHOLDAをアサートしてバス
権を外部デバイス、例えば別のプロセッサへ渡した場合
、バス権を獲得したプロセッサがHOLD信号をネゲー
トするまで、8086プロセツサはバス権を獲得できな
い。
When an external device asserts HOLD and requests bus ownership, and the 8086 processor asserts HOLDA and passes the bus ownership to an external device, for example another processor, the processor that acquired bus ownership negates the HOLD signal. , the 8086 processor cannot acquire bus rights.

tj51の方式の別の例は、ザイログ社zaoo。Another example of the tj51 method is Zaoo from Zilog.

プロセッサである。(ザイログ社28000データシー
ト参照)zsoooプロセッサのベルが入力されたとき
、28000プロセツサはして、バス権を別のプロセッ
サへ渡す。
It is a processor. (Refer to the Zilog 28000 data sheet) When the zsooo processor's bell is input, the 28000 processor will pass the bus to another processor.

権を取り戻す。B tJ S RE Qが別のプロセッ
サによってアサートされてい2間、Z8000プロセッ
サはバス権を獲得する手段がない。
regain rights. While B tJ S RE Q is asserted by another processor, the Z8000 processor has no way to gain control of the bus.

第1の方式のもう1つの例は、ナショナルセミコンダク
タ社N532032プロセッサである。
Another example of the first approach is the National Semiconductor N532032 processor.

(ナショナルセミコンダクタ社、N532032データ
シート参照)NS32032プロセツサでは、別のプロ
セッサがバス権を要求する信号としツサがバス権を別の
プロセッサへ渡す信号としてサヘ渡し、HOLDがネゲ
ートされたとき、ている場合、N532032プロセツ
サはバス権を要求する手段がない。バス調停方式の第2
の方式の従来例は、モトローラ社5soooプロセッサ
である。(害田ほか”68000マイクロコンピユータ
”、丸善、P35〜P38)68000プロセツサでは
、 BR(Bus Requert) 、 BGA c
knoνledge)の3本の信号をバス調停のために
使用する。前記文献図310(P37)に示されるよう
に、68000プロセツサは、バスアービトーション終
了後、すなわちバス権を外部デバイがネゲートされるま
でバス権を獲得する手段がなかった。
(Refer to National Semiconductor's N532032 data sheet) In the NS32032 processor, when another processor passes the bus as a signal to request the bus, the processor passes the bus as a signal to another processor, and when HOLD is negated, , N532032 processor has no means to request bus ownership. The second bus arbitration method
A conventional example of this method is the Motorola 5sooo processor. (Hasuda et al. "68000 Microcomputer", Maruzen, P35-P38) In the 68000 processor, BR (Bus Request), BGA c
The three signals (Knowledge) are used for bus arbitration. As shown in Figure 310 (P37) of the above-mentioned document, the 68000 processor had no means to acquire the bus right after the bus arbitration was completed, that is, until the bus right was negated by the external device.

以上のように、従来のマルチプロセッサシステムのバス
調停方式(バス・アービトレーション)によると、外部
デバイスがバス権の要求をおこなうと、主プロセツサは
無条件でバス権を放し、また、外部デバイスがバス権を
取っている間、主プロセツサがアイドル状態となり続け
、特に実時間システムで十分な応答時間が得られないこ
とがあった・ 例えば、D M A C(D 1recj A cce
ss M emoryCont、roller)がバス
マスタとなり、バースモードによりIKF3のDMA転
送をしている場合を考える。
As described above, according to the bus arbitration method of conventional multiprocessor systems, when an external device requests bus ownership, the main processor unconditionally releases the bus ownership; While taking over, the main processor may remain idle, which may not provide sufficient response time, especially in real-time systems.
Let us consider the case where ssMemoryCont,roller) becomes the bus master and performs DMA transfer of IKF3 in birth mode.

DMA転送とは、メモリシステムと入出力装ε(例えば
、ディスク装置)の間、あるいはメモリシステムと入出
力装置コントローラ(例えば、ハードディスクコントロ
ーラ)の間の転送であり、主プロセツサを介さずに実行
されるデータ転送である。DMACは、メモリシステム
に対してアドレスを、入出力装置あるいは入出力装置コ
ントローラに対してはDMA転送指令信号を生成して、
DMA転送を制御する。
A DMA transfer is a transfer between a memory system and an input/output device (e.g., a disk device) or between a memory system and an input/output device controller (e.g., a hard disk controller), and is performed without going through the main processor. This is data transfer. The DMAC generates an address for the memory system and a DMA transfer command signal for the input/output device or input/output device controller.
Controls DMA transfer.

データバスは32ビツト、32ビツトデータのDMA転
送には4クロツクサイクル必要とし、クロック周波数は
10MHzとする。この場合、IKBのr)MA転送に
12.8μs必要とする。この間、主プロセツサは、無
処理の状態となり、割込み要求があった場合に、十分な
応答時間が得られない。このため、特に高速な応答が必
要な実時間システムにおいて、応答性能が悪くなること
があった。すなわち従来のシステムでは、実時間システ
ムのバス・アービトレーションに関して十分な考慮がな
されていなかった。
The data bus is 32 bits, four clock cycles are required for DMA transfer of 32 bit data, and the clock frequency is 10 MHz. In this case, 12.8 μs is required for r)MA transfer of IKB. During this time, the main processor is in a non-processing state and cannot obtain sufficient response time when an interrupt request is received. For this reason, response performance sometimes deteriorates particularly in real-time systems that require high-speed response. That is, in conventional systems, sufficient consideration has not been given to bus arbitration in real-time systems.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、実時間マイクロプロセッサシステムに
おいても、応答性能を落とさないようなバス調停方式を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a bus arbitration method that does not degrade response performance even in a real-time microprocessor system.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明では、別プロセッサがバス権を保持している間で
も主プロセツサがバス権獲得の要求をおこなえるような
機能を、主プロセツサおよび別プロセッサに持たせるこ
とにより上記目的を達成する。
The present invention achieves the above object by providing the main processor and another processor with a function that allows the main processor to request acquisition of bus ownership even while another processor holds bus ownership.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第】図は1本発明によるバス調停方式を用いた実施例の
マイコンシステムのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a microcomputer system using a bus arbitration method according to the present invention.

第1図において、主プロセツサl (例えば、CP U
 : Central Processing Uni
t、)と別プロセッサ2 (例えば、DMAC)がバス
権をとりうるデバイスである。すなわち、主プロセツサ
1は、アドレスバス3.アドレスストローブAS(Ad
dressStrobe)信号4 R/ W (Rea
d/Write)信号5を制御して、主プロセツサlと
メモリシステム6の間、主プロセツサ1と入出カプロセ
ッサ7の間、主プロセツサ1と別プロセッサ2の間のデ
ータ転送をデータバス8を通しておこなう、一方、別プ
ロセッサ2は、アドレスバス3゜アドレスストローブA
S(6号4を制御して、メモリシステム6と入出カプロ
セッサ7の間のデータ転送をおこなう。
In FIG. 1, a main processor l (e.g. CPU
: Central Processing Uni
t, ) and another processor 2 (for example, DMAC) are devices that can take bus authority. That is, the main processor 1 uses the address bus 3. Address strobe AS (Ad
dressStrobe) signal 4 R/W (Rea
d/Write) signal 5 to transfer data between the main processor 1 and the memory system 6, between the main processor 1 and the input/output processor 7, and between the main processor 1 and another processor 2 via the data bus 8. , On the other hand, another processor 2 has an address bus 3゜address strobe A.
S (controls No. 6 4 to transfer data between the memory system 6 and the input/output processor 7).

ここで、主プロセツサとDMACのどちらがバス権をと
るか、すなわち、主プロセツサと別プロセッサのどちら
がアドレスバス3やアドレスストローブ信号を使うか、
!IIJ停する必要がある。
Here, whether the main processor or the DMAC has bus authority, that is, whether the main processor or another processor uses the address bus 3 or the address strobe signal,
! It is necessary to stop IIJ.

別プロセッサ2として、DMACのほかに、別のCPU
あるいはDMA機能をもつハードディスクコントローラ
、ネットワークコントローラ、シングルチップマイコン
などが考えられる。
As another processor 2, in addition to DMAC, another CPU
Alternatively, a hard disk controller with a DMA function, a network controller, a single-chip microcomputer, etc. can be considered.

(Hold Rsquest) (l!号および、HA
CK(Hold Acknowledge)信号を用い
ている。
(Hold Rsquest) (l! issue and HA
A CK (Hold Acknowledgment) signal is used.

第2図は、第1図のマイコンシステムにおけるバス調停
方式のオペレーションを示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the bus arbitration method in the microcomputer system of FIG.

第2図で、ハイアクティブの信号をハイレベル、あるい
は、ローアクティブの信号をローレベルにすることをア
サートと呼ぶ、逆に、ハイアクティブの信号をローレベ
ル、あるいは、ローアクティブの(73号をハイレベル
にすることをネゲートと呼ぶ。
In Figure 2, setting a high-active signal to a high level or a low-active signal to a low level is called assert; conversely, setting a high-active signal to a low level or a low-active signal (see No. 73) Setting it to a high level is called negate.

主プロセツサが、メモリアクセスをおこないながらプロ
グラム実行している間、DMACなどの別プロセッサが
メモリをアクセスする場合、別プロセッサはHREQを
アサートして、主プロセツサに対しバス権を要求する。
If another processor such as a DMAC accesses the memory while the main processor is executing a program while accessing the memory, the other processor asserts HREQ and requests bus ownership from the main processor.

主プロセツサは、Hr< )’: Qがアサートされた
ことを検出すると、HACKをアサートして、バス権を
別プロセッサへ渡す。このとき、アドレス、アドレスス
トローブAs、R/Wの各信号ピンを高インピーダンス
にする。外部プロセッサは、HACKのローレベルを検
出すると、主プロセツサがバス権を放したことを知り、
バスマスタとなって、DMA転送などのメモリアクセス
をおこなう。
When the main processor detects that Hr<)':Q is asserted, it asserts HACK and passes the bus right to another processor. At this time, the address, address strobe As, and R/W signal pins are set to high impedance. When the external processor detects the low level of HACK, it knows that the main processor has released the bus right, and
It becomes a bus master and performs memory access such as DMA transfer.

別プロセッサがバス権を取ってメモリアクセスをおこな
っている間に、主プロセツサに対し割込み要求が生じた
場合を考える。本発明では、第2図のフローチャートに
示されるように、主プロセツサは、HA CKをネゲー
1へして、外部プロセッサに対しバス権を要求する。外
部プロセッサは、HACKがネゲートされたことを検出
すると、HRE Qをネゲートしてバス権を放す。主プ
ロセツサは、HREQがネゲートさ九たとき、再びバス
マスタとなり、バス使用権を得、プログラム実行などの
メモリアクセスをおこなう。
Consider the case where an interrupt request is issued to the main processor while another processor is accessing the memory by taking bus control. In the present invention, as shown in the flowchart of FIG. 2, the main processor sets HACK to negated 1 and requests bus ownership from the external processor. When the external processor detects that HACK has been negated, it negates HREQ and releases the bus. When HREQ is negated, the main processor becomes the bus master again, obtains the right to use the bus, and performs memory access such as program execution.

第3図は、第2図のフローチャートによる。バス調停の
タイミングの一例を示す図である。
FIG. 3 is based on the flowchart of FIG. 2. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of timing of bus arbitration.

第3図において、主プロセツサの信号線はアドレス(主
プロセツサ出力)、AS(主プロセツサ出力)である。
In FIG. 3, the signal lines of the main processor are address (main processor output) and AS (main processor output).

一方、別プロセッサの信号線は。On the other hand, the signal line of another processor.

HREQ (別プロセッサ出力)、トIAcK (別プ
ロセッサ入力)、アドレス(別プロセッサ出力)。
HREQ (output of another processor), IAcK (input of another processor), address (output of another processor).

AS(別プロセッサ出力) 、R/W (別プロセッサ
出力)である。
AS (separate processor output) and R/W (separate processor output).

主プロセツサと別プロセッサは、同一のクロックまたは
非同期のクロックで動作する。第3図の実施例では、説
明の簡単化のため、同一のクロックにて動作した場合を
示す。
The main processor and separate processors operate with the same clock or with asynchronous clocks. In the embodiment shown in FIG. 3, to simplify the explanation, a case where operations are performed using the same clock is shown.

第3図において、クロック1で主プロセツサがバス使用
権を持っており、クロック1でアドレスを出力し、クロ
ック2でASを7サートし、クロック4までで1つのデ
ータ転送を実行する。り【1−トしてバス権を要求した
場合、すなわちMPU現在実行中のバスサイクルが終了
する時に、すなを別プロセッサへ渡すことを知らせる。
In FIG. 3, the main processor has the right to use the bus at clock 1, outputs an address at clock 1, asserts AS seven times at clock 2, and executes one data transfer up to clock 4. When the MPU requests bus ownership by accessing the MPU, that is, when the bus cycle currently being executed by the MPU ends, it is notified that the bus will be handed over to another processor.

別プロセバスマスタとなり、バス使用権を獲得する。す
なサートし、アドレス、AS、R/Wを高インピーダン
ス状態(第3図では中間レベル)にしてバス使用権を別
プロセッサへ渡す、別プロセッサは、タロツク6でアド
レスを出力し、クロック7でASをアサートして、クロ
ック7までで1つのデータ転送、例えばD M A k
、送を実行する。
Becomes another process bus master and acquires the right to use the bus. The bus is asserted and the address, AS, and R/W are set to high impedance state (intermediate level in Figure 3) and the right to use the bus is passed to another processor.The other processor outputs the address at clock 6 and outputs the address at clock 7. Assert AS and perform one data transfer up to clock 7, e.g. D M A k
, execute the send.

主プロセツサから別プロセッサへバス権を渡す別の方法
として、主プロセツサがHACKをクロック3あるいは
クロック4でアサートする方法もある。この場合、別プ
ロセッサは、主プロセツサのAS出力がハイレベルまた
は高インピーダンス状態になったことを検出してバスマ
スタとなり。
Another method for passing the bus right from the main processor to another processor is for the main processor to assert HACK at clock 3 or clock 4. In this case, the other processor detects that the AS output of the main processor becomes a high level or high impedance state and becomes the bus master.

バス権を得る。主プロセツサがBUSLOCK(”号な
どのバスクロツタ信号をもっている場合、BUSLOC
K信号がネゲートされてかっ、AS出力がハイレベルま
たは高インピーダンス状態になるまで待機する必要があ
る。
Get bus rights. If the main processor has a bus lock signal such as BUSLOCK,
It is necessary to wait until the K signal is negated and the AS output becomes a high level or high impedance state.

本発明の主たる特徴は、第3図で示すように。The main features of the present invention are as shown in FIG.

主プロセツサがHACKをネゲートすることにより、別
プロセッサに対し、バス権の要求をおこなうことができ
る点である。第3図において、クロック7で主プロセツ
サがHACKをネゲートシ。
By negating HACK, the main processor can request another processor for bus ownership. In FIG. 3, the main processor negates HACK at clock 7.

別プロセッサがF(ACKのハイレベルを検出すると、
別プロセッサは現在実行中のバスサイクル終了後にすな
わちクロック10でHREQをネゲートしバス権をMP
tJへ返すことを知らせる。主プロセツサはHREQの
ハイレベルを検出すると。
When another processor detects the high level of F(ACK),
Another processor negates HREQ after the currently executed bus cycle ends, that is, at clock 10, and takes over the bus.
Inform tJ that you will return it. When the main processor detects the high level of HREQ.

バスマスタとなる。すなわち、クロック11〜14で1
つのデータ転送を実行し、クロック15〜18で次のデ
ータ転送を実行する。クロックドしてバス権を要求して
いるが、所定の条件が満たされるまでバス権を渡さない
。所定の条件とは、例えば、主プロセツサのステータス
レジスタなどのバス権要求許可ビットがセットされたと
きなどである。
Become a bus master. That is, 1 at clocks 11 to 14.
One data transfer is executed, and the next data transfer is executed at clocks 15-18. The bus is clocked and requests the bus, but the bus will not be granted until certain conditions are met. The predetermined condition is, for example, when a bus request permission bit in the status register of the main processor is set.

別プロセッサがデータ転送を終了して、バス権をMPU
へ返すときのフローチャートを第4図に示す、これは従
来からの方法である。
Another processor finishes the data transfer and takes over the bus right to the MPU.
FIG. 4 shows a flowchart for returning the data to the computer, which is a conventional method.

別プロセッサはDMA転送などの一連のメモリアクセス
が終了したとき、HREQをネゲートしてバス権を放す
、主プロセツサは、別プロセッサ再びバスマスタとなり
、プログラム実行などのメモリアクセスをおこなう、第
4図のブローチヤードでは、主プロセツサは、HREQ
がアサートされている間、待機している。
When the other processor completes a series of memory accesses such as DMA transfer, it negates HREQ and releases the bus mastership.The main processor becomes the bus master again for the other processor and performs memory accesses such as program execution. At the yard, the main processor is HREQ
Waiting while is asserted.

本発明では、このような従来の機能に加え、第3図で示
すように、MPUが周辺プロセッサに対し、バス権の要
求ができるところに特徴がある。
In addition to such conventional functions, the present invention is characterized in that the MPU can request bus rights to peripheral processors, as shown in FIG.

第4図のフローチャートと第2図のフローチャートとの
違いは、主プロセツサがバス権を放した後、別プロセッ
サに対してバス権の要求をおこなで待機している点であ
る。
The difference between the flowchart of FIG. 4 and the flowchart of FIG. 2 is that after the main processor releases the bus right, it requests another processor for the bus right and waits.

第5図は、第4図のフローチャートによるバス調停法の
タイミングの一例を示す図である。第3ら、HACK信
号がネゲートされる点である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the timing of the bus arbitration method according to the flowchart of FIG. 4. Third, the HACK signal is negated.

第3図および第5図において、HACKの立ち下がりで
、主プロセツサが別プロセッサへバス権を移す、また、
HREQの立ち上りで、別プロセッサが主、プロセッサ
へバス権を移す、したがって。
In FIGS. 3 and 5, at the falling edge of HACK, the main processor transfers bus ownership to another processor, and
At the rising edge of HREQ, another processor transfers bus ownership to the main processor, thus.

HREQの立ち上りで主プロセツサのバス制御出力を有
効化し、HACKの立ち下りで、別プロセッサのバス制
御出力を有効化すればよい。パワーオンリセット時は主
プロセツサがバス権を持つ。
The bus control output of the main processor may be enabled at the rising edge of HREQ, and the bus control output of another processor may be enabled at the falling edge of HACK. At power-on reset, the main processor has bus authority.

第6図に、入出力バッファの制御回路の1例を示す。FIG. 6 shows an example of an input/output buffer control circuit.

フリップフロップ20はS(セット)入力の立ち上りで
Q出力がハイレベルとなり、R(リセット)入力の立ち
上りでQ出力がローレベルとなるQ出力はQ出力の反転
信号である。よって、HREQの立ち上りまたはリセッ
トでフリップフロップ20のQ出力がハイレベル、Q出
力がローレベルとなる。これによって、主プロセツサ1
側のトライステートバッファ(21〜24,27,28
゜37.38)が有効化され、別プロセッサ2側のトラ
イステートバッファ(121〜124,127゜128
.137,138)が高インピーダンス状態となる。す
なわち、トライステートバッファ21゜22が有効化さ
れ、主プロセンサlのアドレス61がシステムバス19
へ出力される。アドレスバス61を有効化するトライス
テートバッファはアドレスバス61の本数だけ必要であ
る。第6図では2個のみ示した。同時にトライステート
バッファ23.24が有効化され、それぞれ、制御バス
62.63を介して主プロセツサlのAS(yi号。
In the flip-flop 20, the Q output becomes high level at the rising edge of the S (set) input, and the Q output becomes low level at the rising edge of the R (reset) input.The Q output is an inverted signal of the Q output. Therefore, when HREQ rises or is reset, the Q output of the flip-flop 20 becomes high level and the Q output becomes low level. This allows main processor 1
side tri-state buffer (21 to 24, 27, 28
゜37, 38) is enabled, and the tri-state buffer (121 to 124, 127゜128) on the other processor 2 side is enabled.
.. 137, 138) are in a high impedance state. That is, the tri-state buffers 21 and 22 are enabled, and the address 61 of the main processor l is transferred to the system bus 19.
Output to. As many tristate buffers as there are address buses 61 are required to enable the address buses 61. In FIG. 6, only two are shown. At the same time, the tri-state buffers 23,24 are enabled and the AS(yi) of the main processor l is activated via the control bus 62,63, respectively.

R/W信号がシステムバス19へ出力される。The R/W signal is output to the system bus 19.

また、データバスの方向はR/W信号に依存するため、
R/W信号がハイレベルのときはANDゲート25.3
5をハイレベル、ANDゲート26゜36をローレベル
にしてトライステートバッファ27.37を有効化する
。R/W信号がローレベルのときはANDゲート26.
36をハイレベル。
Also, since the direction of the data bus depends on the R/W signal,
When the R/W signal is high level, AND gate 25.3
5 is set to high level and AND gate 26.36 is set to low level to enable tri-state buffers 27 and 37. When the R/W signal is at low level, the AND gate 26.
36 at a high level.

ANDゲート25.35をローレベルにしてトライステ
ートバッファ28.38を有効化する。R/W信号の反
転はインバータ29を通しておこなう。
AND gate 25.35 is set to low level to enable tristate buffer 28.38. The R/W signal is inverted through an inverter 29.

データバス64を有効化する回路は(25〜28.35
〜38)、データバス64の本数まで必要である。
The circuit that enables the data bus 64 is (25 to 28.35
~38), up to the number of data buses 64 are required.

また、HACKの立ち下りでインバータ40を通してフ
リップフロップ20の出力がロー、Q出力がハイとなり
、別プロセッサ2のアドレス信号(161) 、AS信
号(162)、R/W信号(163)を有効化し、デー
タバス164をR/W信号のレベルによって有効化する
。トライステートバッファ121,122,123,1
24゜127.128,137,138、ANDゲート
125.126,135,136、インバータ129の
動作は、それぞれトライステートバッファ21,22,
23,24,27,28,37゜38、ANDゲート2
5,26,35,36、インバータ29に等しい。
Also, at the falling edge of HACK, the output of the flip-flop 20 goes low and the Q output goes high through the inverter 40, enabling the address signal (161), AS signal (162), and R/W signal (163) of another processor 2. , data bus 164 is enabled by the level of the R/W signal. Tri-state buffer 121, 122, 123, 1
24° 127, 128, 137, 138, AND gates 125, 126, 135, 136, and inverter 129 operate as tristate buffers 21, 22,
23, 24, 27, 28, 37° 38, AND gate 2
5, 26, 35, 36, equal to inverter 29.

第6図において、フリップフロップ20.インバータ4
0を主プロセツサ1にオンチップ化し、信号線41また
は42を外部へ供給することもできる。この時、信号線
41のハイレベルは、主プロセツサlがバスマスタであ
ることを表し、信号fi42のローレベルは別プロセッ
サ2がバスマスタであることを表す。
In FIG. 6, flip-flop 20. Inverter 4
It is also possible to make the main processor 1 on-chip and supply the signal line 41 or 42 to the outside. At this time, the high level of the signal line 41 indicates that the main processor 1 is the bus master, and the low level of the signal fi42 indicates that the other processor 2 is the bus master.

第7図は、1個の主プロセツサに対し、バス権をとる別
プロセッサが2個以上ある場合の接続例れぞれプルアッ
プ抵抗11によってワイヤドオアされて主プロセツサI
のHREQに入力される。
FIG. 7 shows a connection example when there are two or more separate processors that take bus authority for one main processor.
is input to HREQ of

主プロセツサ1のHACK出力は別プロセッサ2HAC
Koutの出力から次の別プロセッサ2′のHACK 
 inへ入力される。
The HACK output of main processor 1 is sent to another processor 2HAC.
HACK the next other processor 2' from the output of Kout
input to in.

この実施例では主プロセツサは、何個の別プロセッサが
接続されているかは知る必要がない構成となっている。
In this embodiment, the main processor does not need to know how many separate processors are connected to it.

第7図の例では、最初にHA CKinがアサートされ
たことを知った別プロセッサがバスマスタとなる。すな
わち、別プロセッサ2゜2′が同時にHREQを7サー
トした場合、別プロセッサ2がバス権の優先権を持つこ
とになる。
In the example of FIG. 7, the other processor that first learns that HACKin has been asserted becomes the bus master. That is, if another processor 2'2' asserts HREQ seven times at the same time, the other processor 2 will have priority right of bus ownership.

又、第7図の例で、別プロセッサは、他の別プロセッサ
が既にバスマスタとなっている場合1例えば、HACK
in入力がアサートart、rいΦ場合、HREQをア
サートできないようにしておくことにより、新たにバス
マスタとなることはできないように構成することができ
る。
In addition, in the example of FIG. 7, if another processor is already the bus master, 1, for example, HACK
By disabling HREQ from being asserted when the in input is asserted, it is possible to configure the device so that it cannot become a new bus master.

第8図は、第3図、第5図のタイミングチャートを実現
する主プロセツサ内のバス制御回路の1例を示すブロッ
ク図である。バス制御回路は、主プロセツサのチップ上
に集積化される。PLA50はクロック51に同期して
動作し、フィードバックバス52によって、有限のステ
ート機械53を実現する。ステート機械53の入力は、
主プロセツサの内部状態信号54、ステータスレジスタ
55の第10ビツトBIO5HREQ信号である。主プ
ロセツサの内部状態信号54は、メモリのアクセスなど
を要求する信号である。ステータスレジスタの第1Oビ
ツトはバス権移譲許可ビットである。このビットがハイ
レベルのとき、セッサはバス権を放す。バス権移譲ビッ
トがロー譲ビットは、チップ内あるいはチップ外の割込
みや、主プロセツサのマイクロプログラムによって。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a bus control circuit within the main processor that implements the timing charts of FIGS. 3 and 5. FIG. The bus control circuit is integrated on the main processor chip. The PLA 50 operates in synchronization with a clock 51 and implements a finite state machine 53 through a feedback bus 52 . The input of the state machine 53 is
These are the internal status signal 54 of the main processor and the 10th bit BIO5HREQ signal of the status register 55. The main processor's internal state signal 54 is a signal requesting memory access or the like. The first O bit of the status register is a bus transfer permission bit. When this bit is high, the processor relinquishes control of the bus. The bus transfer bit can be set low by an on-chip or off-chip interrupt or by the main processor's microprogram.

セットまたはリセットされる。set or reset.

信号、HACK信号であり、ステート機械53内部のス
テートを入力条件、フィードバックバス52によって遷
移させながら、バスを制御する。
This signal is a HACK signal, and controls the bus while changing the state inside the state machine 53 according to input conditions and the feedback bus 52.

第9図は、本発明による第2の実施例を示すタイミング
チャートである。システム構成は第1図で示すものと同
一である。バス調停のアルゴリズムは、第2図で示され
るフローチャートと同一である。第3図と第9図の相違
は、主プロセッサ出グの違いだけである。第3図では、
アドレス信号は3.5クロック間有効であったが、第9
図では2クロック間のみ有効である。AS信号は、第3
図では、2.5クロック間有効であったが、第9図では
lクロック間のみ有効である。R/W信号は、第3図で
は、2.5クロック間ローレベルであったが、第9図で
は2クロック間のみローレベルである。しかし、第3図
と第9図のバス調停の方法は等しい。すなわち別プロセ
ッサがHREQをアサートしてバス権を要求し、主プロ
セツサがすに対してバス権を要求し、別プロセッサがH
REQをネゲートして、主プロセツサが再びバスマスタ
になる。
FIG. 9 is a timing chart showing a second embodiment according to the present invention. The system configuration is the same as that shown in FIG. The bus arbitration algorithm is the same as the flowchart shown in FIG. The only difference between FIG. 3 and FIG. 9 is the main processor output. In Figure 3,
The address signal was valid for 3.5 clocks, but
In the figure, it is valid only for two clocks. The AS signal is the third
In the figure, it is valid for 2.5 clocks, but in FIG. 9 it is valid only for 1 clock. In FIG. 3, the R/W signal was at a low level for 2.5 clocks, but in FIG. 9, it was at a low level only for 2 clocks. However, the bus arbitration methods in FIGS. 3 and 9 are equivalent. In other words, another processor asserts HREQ to request bus ownership, the main processor requests bus ownership, and another processor asserts HREQ.
By negating REQ, the main processor becomes the bus master again.

第2実施例でも、第4図のフローチャートは同一である
The flowchart in FIG. 4 is the same in the second embodiment as well.

第5図で示されるバス調停法は、主プロセツサのもので
あっても同様に機能する。よって、第9図で示されるよ
うな第2の実施例の主プロセツサのアドレス、AS、R
/W信号に対しても、第5図と同様のバス調停法がある
The bus arbitration method shown in FIG. 5 works equally well for the main processor. Therefore, the addresses, AS, R of the main processor of the second embodiment as shown in FIG.
For the /W signal, there is also a bus arbitration method similar to that shown in FIG.

第2の実施例の人出力バッファの制御は、第6図の方法
で実現できる。また、別プロセッサが複数存在するよう
なシステム構成例は第7図と同一である。第9図のシー
ケンスを実現するハードウェアは第8図の回路と同一で
あるが、第1の実施例とは、PLAの格子接続の方法(
目玉のパターン)が異なる。
Control of the human output buffer in the second embodiment can be realized by the method shown in FIG. Further, an example of a system configuration in which a plurality of separate processors exist is the same as that shown in FIG. The hardware for realizing the sequence in FIG. 9 is the same as the circuit in FIG. 8, but the PLA lattice connection method (
The eyeball patterns) are different.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、別プロセッサがバスマスタの時でも、
主プロセツサは別プロセッサに対してバス権を要求でき
る。このため、優先度の高い割込みや例外処理が生じた
場合1例えば、バーストモードによるDMA転送中であ
っても、バス権を獲得し、高速に応答できるという利点
があり、特に実時間システムに好適である。
According to the present invention, even when another processor is the bus master,
The main processor can request bus ownership from another processor. Therefore, when a high-priority interrupt or exception handling occurs, for example, even during a DMA transfer in burst mode, it has the advantage of being able to acquire bus ownership and respond quickly, making it especially suitable for real-time systems. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のバス調停方式の実施例を説明するマイ
コンシステムのブロック図、第2図、第4図は本発明の
バス調停方式の実施例を説明するオペレーション・フロ
ーチャートを示す図、第3図、第5図は本発明のバス調
停方式の実施例を説明するタイミングチャートを示す図
、第6図は人出力バッファの回路図、第7図は他の実施
例のマイコンシステムブロック図、第8図はバス制御回
路の回路ブロツク図、第9図は本発明の他の実施例を説
明するタイミングチャートを示す図である。 l:主プロセツサ 2.2’  :別プロセッサ 3ニアドレスバス 4:AS信号線(コントロールバス) 5 : R/W信号線(コントロールバス)6:メモリ
システム 7:入出カプロセッサ 代理人 弁理士 小 川 勝 男 第2図
FIG. 1 is a block diagram of a microcomputer system explaining an embodiment of the bus arbitration method of the present invention, FIGS. 2 and 4 are operation flowcharts explaining an embodiment of the bus arbitration method of the present invention, and FIG. 3 and 5 are timing charts illustrating an embodiment of the bus arbitration method of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram of a human output buffer, and FIG. 7 is a microcomputer system block diagram of another embodiment. FIG. 8 is a circuit block diagram of the bus control circuit, and FIG. 9 is a timing chart illustrating another embodiment of the present invention. l: Main processor 2.2': Other processor 3 Near address bus 4: AS signal line (control bus) 5: R/W signal line (control bus) 6: Memory system 7: Input/output processor agent Patent attorney Ogawa Katsuo Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、バス権の獲得を要求する入力信号■■■■の入力手
段と、バス権の移譲を認める出力信号■■■■の出力手
段を有する第1のプロセッサと、バス権の獲得を要求す
る出力信号■■■■の出力手段と、バス権の移譲を認め
る入力信号■■■■の入力手段を有する第2のプロセッ
サとが同一バス上に結されて成るシステムにおいて、第
2のプロセッサが■■■■をアサートし、第1のプロセ
ッサが■■■■をアサートして第2のプロセッサがバス
権を保持している間に、第1のプロセッサが■■■■を
ネゲートすることにより、第2のプロセッサの■■■■
がネゲートされ、バス権を第1のプロセッサへ移譲する
手段を有することを特徴とするバス調停方式。 2、バス権の獲得を要求する入力信号■■■■とバス権
の移譲を認める出力信号■■■■を有する第1のプロセ
ッサにおいて、第2のプロセッサが■■■■をローレベ
ルにした時、前記第1のプロセッサ内部のレジスタの値
によって、■■■■をローレベルにしてバス権を移譲す
るか、或いは■■■■をハイレベルにしたまま第1のプ
ロセッサの実行を続けるかを切り分ける手段を有する特
許請求の範囲第1項記載のバス調停方式。
[Scope of Claims] 1. A first processor having an input means for inputting an input signal ■■■■ requesting acquisition of bus rights, and an output means for outputting an output signal ■■■■ approving transfer of bus rights; In a system in which a second processor having an output means for outputting an output signal ■■■■ requesting acquisition of bus ownership and an input means for inputting an input signal ■■■■ approving transfer of bus ownership are connected on the same bus. , the second processor asserts ■■■■, and while the first processor asserts ■■■■ and the second processor holds the bus, the first processor asserts ■■■■. By negating ■, the second processor's ■■■■
1. A bus arbitration method comprising means for transferring bus rights to a first processor. 2. In the first processor which has the input signal ■■■■ requesting acquisition of the bus right and the output signal ■■■■ approving the transfer of the bus right, the second processor sets the ■■■■ to low level. At this time, depending on the value of the register inside the first processor, whether to transfer bus ownership by setting ■■■■ to low level, or to continue execution of the first processor with ■■■■ to high level. 2. A bus arbitration system according to claim 1, further comprising means for separating.
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