JPS62184559A - デ−タ処理システム - Google Patents

デ−タ処理システム

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JPS62184559A
JPS62184559A JP30193686A JP30193686A JPS62184559A JP S62184559 A JPS62184559 A JP S62184559A JP 30193686 A JP30193686 A JP 30193686A JP 30193686 A JP30193686 A JP 30193686A JP S62184559 A JPS62184559 A JP S62184559A
Authority
JP
Japan
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data
processor
sequential
adapter
access
Prior art date
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Pending
Application number
JP30193686A
Other languages
English (en)
Inventor
ウイリアム・ゲイリー・クルバ
ジヨセフ・リチヤード・マシス
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.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS62184559A publication Critical patent/JPS62184559A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G06F13/1668Details of memory controller
    • G06F13/1684Details of memory controller using multiple buses

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Digital Computer Display Output (AREA)
  • Information Transfer Systems (AREA)
  • Bus Control (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】 (産業上の利用分野) 本発明は、一般にデータ処理システムの改良に関し、さ
らに具体的には、メモリとプロセッサと入出力アダプタ
との間でのデータおよび命令の転送効率が高いかかるシ
ステムに関するものである。
(従来技術) 通常の従来技術によるマイクロプロセッサ・システムは
、一本のアドレス/データ・バスでプロセッサと記憶装
置と入出力アダプタを相互接続している。かかるシステ
ムでは、たとえば直接メモリ・アクセス(DMA)によ
って記憶装置との間でデータが移動すると、メモリ・サ
イクルが゛′スチール″されるために、プロセッサの命
令実行が妨害される。また、DMA転送をサポートする
ために入出力アダプタ内に制御ネットワークが必要であ
るが、これはかなり規模が大きくかつ高価である。この
DMAトラヒックによる性能損失を克服する試みの一つ
は、2ポート記憶サブシステムを構築するか、またはい
わゆる″ページ・ニブル″モードでランダム・アクセス
・メモリ(RAM)を使ってその中にデータと命令を記
憶する方法である。これらの方法を使うとバス妨害が少
しは減少するかもしれないが、実記憶アレイの争奪は依
然として残′る。°この従来技術のシステム構造に付随
する主な問題の一つは、データ・ブロックの転道中、高
性能の入出力アダプタがデータ・バスを独占することで
ある。この型式の操作が行なわれると、プロセッサは命
令実行のために記憶装置にアクセスすることが全くでき
なくなる。かかる閉め出しが起こり処理能力が低下する
と、割込み待ち時間が望ましいまたは許容し得る限界を
越えることがある。
第4図に、プロセッサ10を含む通常の従来技術による
マイクロプロセッサ・システムの例を示す。記憶装置1
4と入出力アダプタとの間でデータ転送を行なうために
、DMA制御装置11、システム・バス・アービタ12
および入出力アダプタのDMA制御ネットワーク13が
必要である。
これらの制御ネットワークが実施する機能は、次の通り
である。
システム・バス・アービタ12は、プロセッサ以外のシ
ステム要素にシステム・バス15を制御できる能力を与
える。このアクションにより、プロセッサによる命令実
行が実際に停止する。
DMA制御装置11は、システム・バスを制御するのに
必要な知能制御構造をもたらして、入出力アダプタが記
憶装置にアクセスできるようにする。これは、入出力ア
ダプタの一部分(自己DMA)として実装することも、
システム論理と一緒に(第三者)実装することもある。
DMA制御装置11は、入出力アダプタに代わって、シ
ステム・バス・アービタからシステム・バスの使用を要
求する。バスの使用が許可されると、バス信号を適宜順
序づけして、バス・サイクルを開始する。DMA制御装
置11は、また転送操作段階で入出力アダプタに代わっ
て適切な記憶アドレスを供給し、次のバス・サイクルの
準備としてアドレスを適宜増分または減分する。
入出力アダプタのDMA制御ネットワークは、DMA制
御装置からの一義的信号とシステム・バスの転送制御信
号を解釈し、それらの信号に応答する必要がある。DM
A制御装置または入出力アダプタ・インターフェース制
御ネットワークは、操作を完了するのに必要な転送数を
追跡する。
(発明の要約) 本発明の機構は、データ転送操作段階での妨害および通
常のチャネルと関連する同期制御ネットワークを実質上
なくする。この環境にある転送機構を、順法転送チャネ
ル(STC)と呼ぶ。
STCは、いわゆるビデオRAM記憶技術にもとづいて
いる。ビデオRAMは、とくに高性能図形表示装置用に
開発されたダイナミックRAMであり、順次ポートから
チップ内部のワード・レジスタにアクセスできる。表示
環境においては1表示装置(CRT)がRAMの順次ポ
ートから再生中に、プロセッサは、RAMのランダム・
アクセス・ポートから記憶装置に実質上無制限にアクセ
スできる。本発明では、表示適用業務、ビデオRAMを
縦続接続するのに使われている“直列入力”機能を使っ
て、STCのデータ受入経路を設け、“′直列出力″機
能でデータ送出経路を設ける。すなわち、ビデオRAM
は、ダイナミックRAMの通常のランダム・アクセス・
ポートとビデオRAM独特の逐次または順次アクセス・
ポートという2つのデータ・ポートを備える。ビデオR
AMは、現在テキサス・インストルメンツ(Texas
Instruments)から型番号TMS4161と
して市販されており、他社も発売を予定している。この
テキサス・インストルメンツ社のメモリは、′MDSメ
モリ・データブック1984年版補遺(Supplem
ent to MDS Memory Data Bo
ok 1984”に所載の論文″高速順次アクセス式2
重ポート・メモリ(Dual Dort Memory
 With High 5peedSerial Ac
cess)”、pp、5−3〜5−10に記載されてい
る。
(実施例) プロセッサー人 カアダプタ 本発明でプロセッサー人出力アダプタ実施例に使用する
記憶サブシステムの一般的編成は、RAMモジュールを
組み立てて並列構造(通常は16ビツトまたは32ビツ
ト)にするという点で、通常システムの編成に類似して
いる。第3図に示すように、本発明のビデオRAM記憶
サブシステムは、独立の2つのRAMを内蔵したRAM
21と見なすことができる。このように考えると、順次
ポートは、順次アクセスできる並列ポートの属性を帯び
ている。すなわち、この記憶装置は、低速のランダム・
アクセスRAMアレイ21aとより小型で高速の順次ア
クセスRAMアレイ21bという独立した2個のRAM
であると見なすことができる。
この2個のアレイは、通常のランダム・ボートへの読み
書きアクセス中および順次ポートでのトランザクション
中は、実際上結合を解除されている。この2個のポート
間の相互作用は、直列レジスタの内容をランダム・アク
セス・アレイからロードしたりランダム・アクセス・ア
レイに記憶したりするためのランダム・ボート(システ
ム・バス)上での1つのトランザクションだけに限られ
ている。256ビツトのシフト・レジスタを備えたビデ
オRAMでは、順次ポートでのトランザクション256
個につき1記憶サイクルが必要である。このことから、
順次ポートはランダム・ボートよりもずっと早く循環す
るので、妨害は1/256である、あるいは0.39%
が誤りを招くものであると結論できる。ランダム・ボー
トを使用する場合にはそれを100%消費するはずの順
次ポート・トランザクションでは、妨害は2〜3%にな
ると予想される(実際には、順次ポートはランダム・ボ
ートの2〜3倍の速度でデータを転送できる)。
本発明のSTCは、入出力アダプタのデータ・バスをビ
デオRAMの順次アクセス・ボートに接続して構築でき
る。データをこの新しいチャネルで転送すると、通常の
従来技術によるシステムで命令の実行が閉め出されるか
、あるいは減少するのに比べて、プロセッサによる命令
実行または通常のDMAトラヒックに対する妨害がほぼ
ゼロになる。
第4図の記憶装置14と本発明のSTC機構を利用した
アダプタとの間でのデータ転送のデータ流れを示す構成
図を第1図に示す。第1図に示すように、データは、ビ
デオRAMの部分216と関連する順次RAMポートと
入出力制御との間で転送され、プロセッサの内部システ
ム・バス15は利用しない。すなわち、プロセッサは転
送中いかなる妨害も受けず、記憶装置と内部バスが命令
の取出しと実行およびDMA活動に完全に(すなわち9
9%)利用できる。
第4図と第1図の装置制御ネットワークは同じである。
データ・サービスを要求する人出カアダプタ30の装置
制御ネットワークからくる非同期信号は、順次RAMイ
ンターフェースのクロックに直接接続されている。″デ
ータ・サービス要求″信号が(静的読み書き信号と一緒
に)肯定されると、ビデオRAM21の順次RAM21
bと入出力アダプタとの間でのデータ転送に影響が及ぶ
ビデオRAMの順次アクセス・ボートの刻時機構の性質
上、このインターフェースで同期論理は全く不要になる
。順次RAMを介するデータ転送は元来順次的性格であ
るため、アドレス・カウンタも不要である。しかし、ラ
ンダム・アクセス・ポート上でのロード/記憶操作がい
つ必要か、または操作がいつ完了したかを判定するため
に転送力ウンタを維持するのに、入出力アダプタは依然
必要である。ランダム・ポート上でのロード/記憶操作
は、ハードウェア(システム・バス・アービタを必要と
する)でソフトウェアへの割込みによって行なうことが
できる。
したがって、本STC,機構では、通常のシステムでみ
られる下記の要素は不要である。
・DMA制御装置 ・システム・バス・アービタ(ソフトウェアで直列レジ
スタの内容をロード/記憶する場合)・入出力アダプタ
内のDMA制御ネットワーク・実データ転送用の同期論
理 したがって(装置制御に必要なもの以上の)“知能″は
不要である。
第2図に、通常DMAを使用し、かつデータ転送が本来
順次的であり、データ速度がプロセッサの性能に重大な
影響を与えるに充分な速さとなり得る、数個の入出力ア
ダプタ用のSTC機構を利用したシステムの構成図を示
す。各装置にはそれぞれ第1図のRAM21と同様のビ
デオRAM21−〇、21−1.21−Mが付随してお
り、各RAMはランダム・アクセス部分と順次アクセス
部分を有する。
本発明のSTCのシステム妨害に関する利点を例示する
ため、次の例を考えてみる。
2バイトの記憶域インターフェースと250ナノ秒サイ
クルの記憶装置を備えた通常のシステムは、毎秒8Mバ
イトの最大バースト・データ転送をサポートできる。こ
の速度がサポートされるのは、他のシステム活動(命令
実行およびDMAトラヒック)がすべて停止している場
合だけである。
=  8Mバイト/秒 妨害=100% 2バイトのインターフェースで、シフト・レジスタの奥
行が256ビツト、クロック速度が10MHz (10
0ナノ秒期間)の順次転送チャネルがサポートするデー
タ速度は、次の通りである。
2バイト アクセス   100ナノ秒 = 20Mバイト/秒 システムに対する全妨害影響を計算するには、必要なシ
ステム・バス時間の量を連続するシステム・バス要求間
の時間間隔で割る。250ナノ秒のシステム・バス調停
時間が250ナノ秒の記憶サイクル時間と連続している
と仮定すると、= 25.6マイクロ秒/記憶サイクル
: 1.95% したがって、本発明のSTCは、システム・バスの2.
5倍のデータ速度をサポートすることができ、システム
・バスに対する妨害負荷は僅か1゜95%である。
(発明の効果) 本明細書に記載したプロセッサー人出力アダプタの発明
は、下記のような属性と利点をもつ。
プロセッサの命令実行と入出力アダプタへのデータ転送
の間の妨害が大幅に減る。
入出力アダプタの代わりに必要なベース・システム中の
ハードウェアの量が減る。
データ転送の同期論理が不要となるため、入出力アダプ
タをサポートするのに必要な制御論理が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるプロセッサと入出力アダプタの
間でのビデオRAMの使用を示す構成図、第2図は、本
発明によるプロセッサと複数個の入出力アダプタの間で
の複数個のビデオRAMの使用を示す構成図、 第3図は、本発明で使用するビデオRAMシステムの概
略図、 第4図は、従来技術のプロセッサー人出力アダブタ・シ
ステムを示す構成図である。 10・・・・プロセッサ、15・・・・システム・バス
、21・・・・RAM、21a・・・・ランダム・アク
セス・アレイ、21b・・・・順次アクセス・アレイ、
30・・・・装置アダプタ。 出願人  インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入出力アダプタとプロセッサの記憶装置との間でデータ
    を転送し、かつ、上記プロセッサが上記記憶装置と通信
    するデータ処理システムにおいて、ランダム・アクセス
    部分と順次アクセス部分を有する上記記憶装置内のメモ
    リと、 上記ランダム・アクセス部分を上記プロセッサに接続す
    る手段と、 上記順次アクセス部分を上記入出力アダプタに接続する
    手段と、 を含む上記システム。
JP30193686A 1986-02-06 1986-12-19 デ−タ処理システム Pending JPS62184559A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US82664986A 1986-02-06 1986-02-06
US826649 1986-02-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62184559A true JPS62184559A (ja) 1987-08-12

Family

ID=25247173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30193686A Pending JPS62184559A (ja) 1986-02-06 1986-12-19 デ−タ処理システム

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0234181A1 (ja)
JP (1) JPS62184559A (ja)
BR (1) BR8700435A (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
BR8700435A (pt) 1987-12-15
EP0234181A1 (en) 1987-09-02

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