JPS62184564A - Electronic computer control system - Google Patents

Electronic computer control system

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Publication number
JPS62184564A
JPS62184564A JP2749386A JP2749386A JPS62184564A JP S62184564 A JPS62184564 A JP S62184564A JP 2749386 A JP2749386 A JP 2749386A JP 2749386 A JP2749386 A JP 2749386A JP S62184564 A JPS62184564 A JP S62184564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus
address
write
read
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2749386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Mitsusaka
敏夫 三坂
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS62184564A publication Critical patent/JPS62184564A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the activity ratio of a bus by selecting a required inseparable read/write signal out of signals outputted from a processor, and making perform a bus access. CONSTITUTION:When a reference to a storage device in which an inseparable readout/write signal 5 is at a level of 1 is generated, an address 7 and a data 8 at that time are stored at registers 28 and 29 respectively, and an FF22 is set at the level of 1. And at every reference to the storage device by a processor 1, an address is compared with the previous one stored at the register 28, and when they coincide with each other, a bus request signal 32 is set at a level of 0, thereby preventing a bus operation from being generated, and also, the data 8 at the register 29 is returned to the processor 1 as a result read out from the storage device. Meanwhile, by detecting a coincidence between the address signal 7 on a bus 2 and the address in the register 28 at a comparator 33, and detecting both that it is a write operation, and that it is not an inseparable signal by an AND gate 34, the FF22 is reset through an OR gate 21.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は複数の処理装置がバスを介して1つの記憶装
置を時分割で共有する電子計算機システムに関し、特に
共有情報の読出し頻度を下げ、全体のシステム性能を向
上させるための制御方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a computer system in which a plurality of processing units share one storage device via a bus in a time-sharing manner. This paper relates to a control method for improving overall system performance.

「従来の技術」 処理装置を複数台使用して処理能力を上げる電子計算機
システムがある。このシステムで最も多く用いられる処
理装置の結合方式はいわゆるバス結合である。バス結合
方式とはバスを時分割的に共有して記憶装置内に格納さ
れた共有のデータを授受し、互いに交信するものである
。この方式の性能にとって重要な点はバスの使用率を低
くおさえることである。すなわち、記憶装置に対して読
出しや書込み(以下まとめてアクセスと呼ぶ)が集中す
ると、バスがシステム上の隘路となり、バスの能力でシ
ステム性能におさえられてしまうからである。
``Prior Art'' There is an electronic computer system that uses multiple processing units to increase processing capacity. The most commonly used connection method for processing devices in this system is so-called bus connection. The bus coupling method is a method in which a bus is shared in a time-division manner to exchange shared data stored in a storage device and to communicate with each other. An important point for the performance of this system is to keep the bus usage rate low. That is, when reads and writes (hereinafter collectively referred to as accesses) are concentrated on a storage device, the bus becomes a bottleneck in the system, and the system performance is limited by the bus's capacity.

従来からあるバスのアクセスを減らす方式として有効性
が確認されているものにキャッシュメモリ方式がある。
A cache memory method is a conventional method that has been confirmed to be effective in reducing bus accesses.

これは処理装置とバスとの間にその処理装置専用のメモ
リを持ち、そのメモリに記憶装置のデータの一部を保持
しておき、必要なデータがこのメモリに保持されていた
場合はそれを処理装置に出力し、バスを使用しないよう
に制御するものであり、その分だけバスアクセスを減ら
すことができる。
This has a memory dedicated to the processing device between the processing device and the bus, holds some of the data in the storage device in that memory, and if necessary data is held in this memory, it can be saved. The data is output to the processing device and controlled so that the bus is not used, thereby reducing the number of bus accesses.

一方、複数の処理装置を有する電子計算機システムのソ
フトウェアでは、システム共有の資源の管理などを行う
ため例えば資源毎に1バイトの情報を持ち、対応する資
源が使用中であれば°°1パそうでなげれば′0゛を格
納しておき、処理装置がその資源を使用したい場合には
“0パであることを確認した後II I I+を書込む
。すると他の処理装置では、その資源が現在使用できな
いことを知り、その資源を使わなくても実行可能な他の
処理を行うか、その資源が開放されるまで待つ。すなわ
ち資源が開放されるまで何度もその情報を読み出す。こ
の操作の際に用いられるのが不可分の読出し書込みであ
り、上記の例では゛′0パであることを確認し、”1パ
を書込む間に他のプロセッサが“0″を読込んでしまう
ことを避けるため、°′0°“が読出されてから°°1
″を書込むまでの間バスを他の処理装置に使用させない
よう制御する。
On the other hand, software for a computer system that has multiple processing units has, for example, 1 byte of information for each resource in order to manage system-shared resources, and if the corresponding resource is in use, it will have 1 byte of information. If it is not, it stores '0'', and when a processing device wants to use that resource, it writes 'II I I+' after confirming that it is ``0''.Then, other processing devices can use that resource. Knowing that the resource is currently unavailable, perform some other processing that can be done without using that resource, or wait until the resource is freed. In other words, read that information over and over again until the resource is freed. The operation used is atomic read/write, and in the above example, confirm that it is ``0'', and make sure that other processors read ``0'' while writing ``1''. To avoid this, °°1 is read after °′0°”
The bus is controlled so that no other processing device is allowed to use it until `` is written.

不可分の読出し書込みは通常のバス使用よりも長くバス
を専有するため、回数をなるべく少なくすることが必要
であるが、不可分の読出し書込みに対しては前述のキャ
ッシュメモリはその本来の働き、すなわち指定されたア
ドレスのデータがキャッシュメモリ内にあっても、バス
アクセスを起こさない様に制御しないと、その処理装置
だけが、そのアドレスのデータを書換えたことの保証が
ない。つまりキャッシュメモリを用いてもバス使用率を
下ることにならない。
Since atomic reads and writes occupy the bus for a longer time than normal bus use, it is necessary to minimize the number of times they occur. Even if data at a given address is in the cache memory, there is no guarantee that only that processing device has rewritten the data at that address unless control is taken to prevent bus access. In other words, even if cache memory is used, the bus usage rate will not decrease.

また、不可分の読出し書込み時のバス使用をおさえる方
法として特開昭58−163451号公報および特開昭
58−214534号公報に示す方法がある。
Further, as a method of suppressing bus usage during indivisible reading and writing, there is a method shown in Japanese Patent Laid-Open No. 58-163451 and Japanese Patent Laid-Open No. 58-214534.

これは、不可分の読出し書込み動作で書換えに失敗した
場合、マイクロプログラムの働きで処理装置が止まるこ
とによりバスの使用を避ける様に動作するものである。
This operates in such a way that if rewriting fails in an indivisible read/write operation, the processing device is stopped by the action of the microprogram, thereby avoiding the use of the bus.

「発明が解決しようとする問題点」 上述の様にキャッシュメモリ方式は、不可分の読出し書
込みについてはバスの使用率を下げることができないと
いう欠点がある。
"Problems to be Solved by the Invention" As described above, the cache memory method has the drawback that it is not possible to reduce the bus usage rate for atomic reading and writing.

また、特開昭58−163451号および特開昭58−
214534号各公報に示す方式では不可分の読出し書
込みの際、処理装置が止まり、他の処理ができなくなる
可能性があるという欠点と、処理装置内部の働きによる
ため、既存のマイクロプロセッサなどに適用できないと
いう欠点があった。
Also, JP-A-58-163451 and JP-A-58-
No. 214534 The methods shown in each publication have the disadvantage that the processing device may stop during indivisible reading and writing, making it impossible to perform other processing, and because it depends on the internal workings of the processing device, it cannot be applied to existing microprocessors, etc. There was a drawback.

この発明の目的は、処理装置から出される不可分の読出
し書込みのうち必要なものだけを選び出してバスアクセ
スを起こさせることにより、′バスの使用率を下げるこ
とができる電子計算機制御方式を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electronic computer control system that can reduce the bus usage rate by selecting only necessary reads and writes issued by a processing unit and causing bus access. It is in.

「問題点を解決するための手段」 この発明の電子計算機制御方式は、不可分の読出し書込
み動作が行われた時のアドレスを記憶する第1手段と、
その時に書込まれたデータを記憶する第2手段と、次に
不可分の読出し書込み動作が起こった時にそのアドレス
と、第1手段によって記憶したアドレスとを照合する照
合手段と、その照合が一致していた場合は記憶装置から
読出した結果として第2手段によって記憶したデータを
処理装置に返し、バスは使用することがない様に制御す
る第3手段と、他の処理装置による書込み動作を監視す
る監視手段と、第1手段によって記憶されたアドレスに
対して書込み動作が行われた場合には、以降新たな不可
分の読出し書込みが行われるまで照合手段による照合を
行わない様制御する第4手段とを具備している。
"Means for Solving the Problems" The electronic computer control method of the present invention includes a first means for storing an address at the time when an indivisible read/write operation is performed;
A second means for storing the data written at that time, a collation means for collating the address and the address stored by the first means when the next atomic read/write operation occurs, and the collation matches. If the data has been read from the storage device, the data stored by the second means is returned to the processing device, and the third means controls the bus so that it is not used, and monitors the write operation by the other processing device. monitoring means; and fourth means for controlling, when a write operation is performed to the address stored by the first means, no verification by the verification means until a new inseparable read/write is performed. Equipped with:

「実施例」 次にこの発明について図面を参照して説明する。"Example" Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

この発明の実施例の動作の特徴を明確に示すため、この
発明によらない場合と、この発明による場合との差を示
す形で説明する。
In order to clearly show the characteristics of the operation of the embodiment of the present invention, the explanation will be made to show the difference between a case not based on the present invention and a case according to the present invention.

第1図はこの発明によらない場合の電子計算機の例を部
分的に示したものであり、処理装置1がバス2にどの様
に接続されるかを示している。この例では処理装置1は
記憶装置(図示せず)に対して読出し/書込みを行うた
めにバス2を使用する時には、まずバス要求信号線3を
II I IIにする。
FIG. 1 partially shows an example of an electronic computer not according to the invention, and shows how a processing device 1 is connected to a bus 2. In FIG. In this example, when the processing device 1 uses the bus 2 to read/write to a storage device (not shown), it first sets the bus request signal line 3 to II II II.

第2図には示されていないが、バス調停回路がこれを受
信し、処理装置1にバス2の使用権を与えることができ
ると判断した場合は、バス了承信号4を°′1°“とす
る。
Although not shown in FIG. 2, when the bus arbitration circuit receives this and determines that it can grant the right to use the bus 2 to the processing device 1, the bus approval signal 4 is shall be.

処理装置1はこれを受信し、記憶装置に対する情報とし
て、不可分読出し書込み信号5、読出し/書込み信号6
、アドレス信号7、データ信号8をそれぞれ送出する。
The processing device 1 receives this and sends an indivisible read/write signal 5 and a read/write signal 6 as information to the storage device.
, address signal 7, and data signal 8, respectively.

ただしデータ信号8の送出は書込み時のみで、読出し時
は受信になる。この時バッファ回路11,12.13は
、バス了承信号4が゛1パとなったことによって活性化
され、それら上り信号5,6.7をそれぞれ送出できる
様に動作する。また、バッファ回路14.15は読出し
か書込みかによってどちらが1つが活性化される様バス
了承信号4、読出し/書込み信号6がアンドゲート16
へ供給され、アンドゲート16の出力がバッファ回路1
4、ノットゲート17へ供給され、バッファ回路15は
ノットゲート17の出力で制御される。また、処理装置
1には初期化のための信号、リセット信号18が大刀さ
れている。
However, the data signal 8 is sent only when writing, and is received when reading. At this time, the buffer circuits 11, 12, and 13 are activated when the bus acknowledge signal 4 becomes ``1'', and operate so as to be able to send out the upstream signals 5, 6, and 7, respectively. In addition, the buffer circuits 14 and 15 are connected to the bus acknowledge signal 4 and the read/write signal 6 by the AND gate 16 so that one is activated depending on whether it is a read or a write.
and the output of the AND gate 16 is supplied to the buffer circuit 1.
4. The signal is supplied to the NOT gate 17, and the buffer circuit 15 is controlled by the output of the NOT gate 17. Further, the processing device 1 is provided with a signal for initialization, a reset signal 18.

第2図はこの発明の方式を第1図の電子計算機に適用し
た例であり、この例では不可分の読出し書込み動作が行
われた時のアドレスを記憶する手段として、1つだけレ
ジスタを設けた場合である。
FIG. 2 shows an example in which the method of the present invention is applied to the electronic computer shown in FIG. This is the case.

第2図の回路においても、不可分の読出し書込みが行わ
れない限り、全体として第1図の回路と同じ動作をする
The circuit of FIG. 2 operates in the same manner as the circuit of FIG. 1 as a whole unless atomic read/write is performed.

リセット信号18が発せられると処理装置1とともにオ
アゲート21を介してフリップフロップ22が”0”に
リセットされ、この出力がアンドゲート23に送出され
る。アンドゲート23はその時″O”を出力するので、
オアゲート24.アンドゲート25はこれらが無い場合
と同じになり、また、マルチプレクサ26はバス2側が
ら来るデータ信号を選択し、バス2に対する動作は第1
図の回路と同じとなり、この動作状態は不可分の読出し
書込みが発せられるまで続く。
When the reset signal 18 is issued, the flip-flop 22 is reset to "0" together with the processing device 1 via the OR gate 21, and this output is sent to the AND gate 23. Since the AND gate 23 outputs "O" at that time,
Orgate 24. The AND gate 25 is the same as without these, and the multiplexer 26 selects the data signal coming from the bus 2 side, and the operation for bus 2 is the first one.
This is the same as the circuit shown, and this operating state continues until an atomic read write is issued.

不可分の読出し書込み、すなわち不可分読出し書込み信
号5が1”′である記憶装置の参照が起こると、その後
半の書込みサイフル時、アンドゲート27は°′1″を
出力する。この信号はレジスタ28ノストローブ信号と
なり、その時のアドレス7はレジスタ28に記憶され、
またフリップフロップ22を1”′にセットする。また
アンドゲート27の前記信号はレジスタ29のストロー
ブ信号となり、その時のデータ8はレジスタ29に記憶
される。
When an atomic read/write, that is, a reference to a storage device in which the atomic read/write signal 5 is 1''' occurs, the AND gate 27 outputs 0'1'' during the latter half of the write cycle. This signal becomes the register 28 no strobe signal, and the address 7 at that time is stored in the register 28.
Also, the flip-flop 22 is set to 1"'. The signal from the AND gate 27 becomes a strobe signal for the register 29, and the data 8 at that time is stored in the register 29.

フリップフロップ22が″1′′ニセットされると、処
理装置1による記憶装置に対するレジスタ28に記憶さ
れたアドレスの参照の監視が開始される。
When the flip-flop 22 is reset to "1", the processing device 1 starts monitoring the reference of the address stored in the register 28 to the storage device.

すなわち、処理装置1が記憶装置への参照を行おうとす
るたびに、そのアドレスとレジスタ28に記憶された前
回の不可分の読出し書込み時のアドレスとが比較器31
によって比較される。この比較の結果不一致であれば比
較器31は0”を出力するので、アンドゲート23の出
力は”0゛となり、前述のフリップフロップ22が”0
”にリセットされている状態と同じ動作となる。
That is, each time the processing device 1 attempts to refer to the storage device, the comparator 31 compares that address with the address stored in the register 28 at the time of the previous indivisible read/write.
compared by. If there is no match as a result of this comparison, the comparator 31 outputs 0'', so the output of the AND gate 23 becomes 0, and the flip-flop 22 described above outputs 0.
The operation is the same as if it had been reset to ”.

比較器31の比較の結果が一致していれば、不可分の読
出し書込み時と通常の読出し時はアンドゲート23の出
力は1′′となり、オアゲート24の出力を”1”、ア
ンドゲート25の出力を°°0”、マルチプレクサ26
の出力はレジスタ29の出力側とする。この動作により
バス要求信号32を”0パにし、バス動作を起こさない
様に制御するとともに、処理装置1に対してはバス了承
信号4を“1′°とじて伝え、読出しデータ8としてレ
ジスタ29に記憶された前回の不可分の読出し書込みが
行われた際の書込みデータを与える。
If the comparison results of the comparator 31 match, the output of the AND gate 23 becomes 1'' during indivisible read/write and normal read, the output of the OR gate 24 becomes "1", and the output of the AND gate 25 becomes "1". °°0”, multiplexer 26
The output of is assumed to be the output side of the register 29. Through this operation, the bus request signal 32 is set to "0" to control the bus so that no bus operation occurs, and the bus acknowledge signal 4 is transmitted as "1'° to the processing device 1, and the read data 8 is stored in the register 29. The write data stored when the previous atomic read/write was performed is given.

一方、バス2上の書込み動作を監視する。これはバス上
のアドレス信号7とレジスタ28に記憶されたアドレス
との一致を比較器33によって検出し、また書込み動作
であることと不可分でないことが併せて成立しているこ
とをアンドゲート34によって検出し、オアゲート21
を介してフリップフロップ22をリセットする動作を行
う。この動作によりフリップフロップ22がII OI
Iにリセットされると、この回路は不可分の読出し書込
みを検出する前の動作状態に戻る。
Meanwhile, write operations on bus 2 are monitored. A comparator 33 detects the match between the address signal 7 on the bus and the address stored in the register 28, and an AND gate 34 detects that it is a write operation and that it is not inseparable. Detect, or gate 21
The operation of resetting the flip-flop 22 is performed via the . This operation causes the flip-flop 22 to become
When reset to I, the circuit returns to its operating state prior to detecting an atomic read write.

この発明の実施例としては、この他にレジスタ28と2
9を複数組持ち、複数のアドレスに対して同時に上記の
様な制御を行うこともできる。
In addition to this, the embodiment of the present invention includes registers 28 and 2.
It is also possible to have multiple sets of 9 and perform the above-mentioned control on multiple addresses at the same time.

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明は不可分の読出しく11) 書込みが行われた場合には、そのアドレスとデータを記
憶し、以降同じアドレスに対して参照(ただし通常の書
込みは除く)が行われた時にはバス動作を行わないよう
に動作し、一方そのアドレスに対して書込みが行われた
ことを検出すると前記の動作状態を解除する様に制御す
ることによって不可分の読出し書込みのうち、必要なも
のだけを選び出す働きをし、バスの使用率を下げる効果
がある。
"Effects of the Invention" As explained above, this invention has an inseparable read/write function.11) When a write is performed, the address and data are stored, and the same address is subsequently referenced (except for normal writes). ) is performed, the bus operation is not performed, and when it is detected that a write has been performed to that address, the above operating state is canceled. , which selects only the necessary items and has the effect of reducing bus usage.

また、この発明は従来の処理装置に対しても適用できる
という効果もある。
Further, the present invention has the advantage that it can also be applied to conventional processing devices.

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

第1図はこの発明によらない場合の電子計算機の例を部
分的に示した図、第2図はこの発明の方式を第1図の電
子計算機に適用した例を示した図である。 1:処理装置、2:バス、28ニアドレス記憶用レジス
タ、29:データ記憶用レジスタ、31.33ニアドレ
ス比較器。
FIG. 1 is a diagram partially showing an example of an electronic computer not based on the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example in which the system of the present invention is applied to the electronic computer of FIG. 1: Processing unit, 2: Bus, 28 Near address storage register, 29: Data storage register, 31.33 Near address comparator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の処理装置が共通の信号線(以下これをバス
と呼ぶ)を介して1つの記憶装置を時分割で共有し、1
回の読み書き毎にバスを使用する処理装置を切換えるこ
とができ、かつ1つのアドレスのデータを読出した後、
そのアドレスに対して書込みを行う動作の間に他のバス
動作が入らない様に処理装置からの信号によって制御す
る(以下これを不可分の読出し書込みと呼ぶ)ことがで
きる電子計算機システムにおいて、 前記不可分の読出し書込み動作が行われた時のアドレス
を記憶する第1手段と、 その時に書込まれたデータを記憶する第2手段と、次に
不可分の読出し書込み動作が起った時にそのアドレスと
前記第1手段によって記憶したアドレスとを照合する照
合手段と、 その照合が一致していた場合には前記記憶装置から読出
した結果として第2手段によって記憶したデータを処理
装置に返し、バスは使用することがない様に制御する第
3手段と、 前記バス上の書行み動作を監視する監視手段と、前記第
1手段によって記憶されたアドレスに対して書込み動作
が行われたことが前記監視手段により検出されると以降
新たな不可分の読出し書込みが行われるまで、前記照合
手段による照合を行わない様に制御する第4手段とを有
することを特徴とする電子計算機制御方式。
(1) Multiple processing devices share one storage device in a time-sharing manner via a common signal line (hereinafter referred to as a bus),
The processing device that uses the bus can be switched for each read/write, and after reading data at one address,
In an electronic computer system that can be controlled by a signal from a processing unit so that no other bus operation occurs during a write operation to that address (hereinafter referred to as an inseparable read/write), the inseparable a first means for storing an address at the time when a read/write operation is performed; a second means for storing data written at the time; a collation means for collating the address stored by the first means; and if the verification results in a match, the data stored by the second means is returned to the processing device as a result of reading from the storage device, and the bus is used; a third means for controlling the write operation on the bus; and a monitor means for controlling the write operation to the address stored by the first means; and a fourth means for controlling the collation by the collation means so that the collation is not performed after the detection by the collation means is performed until a new indivisible read/write is performed.
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