JPS6381556A - 可変クロツクバスシステム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報処理システムのためのバス機構に関し、
特に、データ転送のタイミングが共通りロックにより規
制される同期式バスにおけるクロック周期の制御に関す
る。

〔従来の技術〕

バスを介してのデータ転送における送信側装置と受信側
装置の間のタイミングの制御には、非同期方式と同期方
式の２種がある（例えば、ハロルド　Ｓ、ストーン原著
「マイクロコンビュータイ・ンタフェース原理と応用」
啓学出版１９８５年発行、第７９〜９１頁参照）。非同
期方式では、送出側装置がバスへのデータ送出と同期し
て制御信号を送出し、受信側装置は、この制御信号を検
出することによってバス上のデータの存在を知り、その
データを取込む。これとは対照的に、同期方式では、送
出側装置からのデータ送出と受信側装置へのデータ取込
みとが、クロック源から供給される共通のクロックに同
期して行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

非同期方式では、送出側装置がその内部タイミングに従
って制御信号を生成・送出し、受信側装置がその内部タ
イミングに従ってこの制御信号に応答する。これにより
生じる遅れは、近距離データ転送におけるバス信号伝搬
遅延時間に匹敵するか又はそれよりも大きい、したがっ
て、非同期方式においては、近距離データ転送の効率の
低下を免れることができない。

他方、同期方式では、本質的に、非同期方式の前記問題
が生じない。したがって、データ転送距離が均一であれ
ば、それが近距離であっても遠距離であっても、非常に
高いデータ転送効率が達成できる。しかし、データ転送
距離が広い範囲に分布すれば、クロック周期が最も長い
距離のデータ転送に必要な値に制限される結果、近距離
データ転送の効率は、不本意に低く押えられる。この難
点を除くことができれば、データ転送距離に左右されな
い高効率のバスシステムを実現することができる。

また、データ転送速度の異なる装置が混在する場合に、
従来の同期方式では、クロック周期が最も遅い装置のデ
ータ転送速度によって制限されるか、あるいは、遅い装
置の見掛は上のデータ転送速度を上げるためのバッファ
機構の付加が必要になる。

更に、従来の同期方式では、バスの使用状況に関係なく
、データ転送速度は一定である。バス使用要求が頻発す
る場合にデータ転送速度を可能な範囲で増加することが
できれば有利である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、同期式バスのための共通りロックの供
給源として、クロック周期をバスの稼動中に動的に変更
できる可変周期クロック発生手段が設けられ、更に、ク
ロック周期をデータ転送動作の条件に応じて選択する手
段が設けられる。データ転送動作の条件は、例えば、装
置間距離、装置のデータ転送速度、バスの使用頻度など
である。

〔作用〕

可変周期クロック発生手段の周期を動的に変更するとと
もに、その周期をデータ転送動作の条件によって選択す
ることによって、それぞれのデータ転送動作において、
データ転送距離、装置のデータ転送速度、あるいはバス
の多忙さなどに対して最適な周期のクロックを利用する
ことができる。

例えば、近距離データ転送には短周期のクロック信号を
用いて高速転送を行ない、遠距離データ転送には長周期
のクロックを用いて低速転送を行なうことができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例としてのバスシステムを含
む情報処理システムを示す。装Ｗ１ａ、１ｂ及び１ｃの
それぞれは、中央処理装置、記憶装置、入出力装置その
他の、情報処理システムを構成する主要ユニットの一つ
であり、これらは、本発明によるバスシステム１０に接
続される。

バスシステム１０は、装［１ａ、１ｂ及び１ｃにそれぞ
れ接続された周期選択回路２ａ、２ｂ及び２ｃ、バスア
ービタ３、可変周期クロック発生器４、バス５、クロッ
ク信号線６、及び周期選択線７からなる。バス５は、ア
ドレスバス、データバス、アドレスストローブ信号線、
データストローブ信号線、バス使用権制御のためのバス
使用要末成及びバス使用許可線、並びにその他の各種制
御線を含み、このバスを介して装ｆｉｔｌａ、１ｂ及び
１ｃの間のデータ転送が行なわれる。データ転送動作に
おける各種信号の送出と受信のタイミングは、可変周期
クロック発生器４からクロック信号線６を経て装に１ａ
、１ｂ及び１ｃに供給されるクロック信号によって制御
される。

バスアービタ３は、バス使用権を管理する周知の装置で
ある。装置１ａ、１ｂ及びＩＣは、バスを使用したい時
に、バス使用要求をバス５中のバス使用要求線を経てバ
スアービタ３に送り、バスアービタ３は、バス使用要求
を発生した諸装置の一つを予め定められた優先順位に従
って選択し、この選択された装置に、バス５中のバス使
用許可線を経て、バス使用許可信号を送る。バス使用許
可を得た装置（ｌａ、ｌｂ又はＩＣ）、すなわちバスマ
スタは、データ転送手続の開始に先立ち、それに接続さ
れた周期選択回路（２ａ、２ｂ又は２ｃ）に、アクセス
先装置のアドレスを送る。このアドレスを受取った周期
選択回路は、後述する機構により、開始されようとする
データ転送の距離に適したクロック周期を示す信号を、
周期選択線７を経て、可変周期クロック発生器４に送る
。

可変周期クロック発生器４は、指示された周期のクロッ
ク信号を、クロック信号線６を経て各装置に供給する。

破線で示される矩形８及び９は、それぞれ筐体を表わす
。装［１ａと１ｂは筐体Ａ８に収容されており、装置１
ｃは筺体Ｂ９に収容されている。

簡明のため、装置１ｂと１０の間のバスの長さは。

装置１　ａと１ｂの間のバスの長さの２倍であるとする
。したがって、装置１ｂと１０の間のデータ転送に適し
たクロック周期は、装［１ａと１ｂの間のデータ転送に
適したクロック周期の２倍であり、また、装置１ａと１
０の間のデータ転送に適したクロック周期は、装置１ａ
と１ｂの間のデータ転送に適したクロック周期の３倍で
ある。各装置のアドレスは、各装置のバス上での座標に
対応する値に設定される。第１図に示された配置に対し
ては、装置１ａにアドレス”　ｏ　ｏ”、１ｂにアドレ
ス″０１”、１ｃにアドレス“１１”（いずれも２進表
示）をそれぞれ与える。

周期選択回路２ａないし２Ｃのそれぞれは、それに接続
された装置のアドレスを保持するレジスタと、減算器と
を有し、この減算器は、前記レジスタ中のアドレス値と
装置から送られたアクセス先装置のアドレス値の差の絶
対値を計算する。この差値は、アドレスが前記のように
設定されているため、装置間距離に対応する。したがっ
て、この値をクロック周期指定情報として直接使用する
ことができる。なお、バスマスタになりえない装置、例
えば記憶装置に対しては、周期選択回路を設ける必要は
ない。

第１図の実施例においては、可変周期クロック発生器４
は、基本周期、２倍周期及び３倍周期の各クロック信号
を選択的に発生できることが必要であり、このような整
数倍周期のクロック信号群は１周知のパルス分周回路に
より容易に実現することができる。可変周期クロック発
生器４は１周期選択線７を経て受信した周期選択信号の
値に対応する周期のクロック信号を、クロック信号線６
に送出する。

第２図は、第１図のシステムで行なわれるデータ転送動
作の二つの例におけるタイミングを示す。

期間（イ）は、バスマスタになった装置１ｂが装ｆｉ　
１　ａからデータを転送してもらう場合を示し、期間（
ロ）は、バスマスタになった装置１ｂが装置１ｃからデ
ータを転送してもらう場合を示す。

期間（イ）においては、装［１ａと１ｂのアドレスの差
はｉｔ　Ｉ　Ｉ＋であるから、基本周期クロック信号が
発生され、期間（ロ）においては、装置１ｂと１０のア
ドレスの差は１１２　Ｉ＋であるから、２倍周期クロッ
ク信号が発生される。図示されてはいないが、装置１ａ
と１０の間のデータ転送に対しては、これら装置のアド
レスの差が“３″であるから、３倍周期のクロック信号
が発生される。したがって、各装置対の間のデータ転送
動作は、それら装置の間のバス信号伝搬遅延時間に見合
った最適周期のクロック信号に基づいて遂行される。

なお、第２図において破線で描かれたクロック信号の部
分は、それぞれの期間において実際には発生されないク
ロック信号を、他方のクロック信号との対比のために示
したものである。

装置アドレスを筐体アドレスと筐体内アドレスの組合わ
せで表わしてもよい。しかし、このようなアドレスフォ
ーマットにおいては、アドレスの単純な差と装置間距離
を厳密に対応付けることができない場合があり、その場
合には、アドレス差に適当な修正を施こすか、又は、各
アドレス対とそれに対応する装置間距離（すなわち使用
すべきクロック周期）の対応を示すテーブルを用いれば
よい。特に、筐体間距煎が筐体内での装置間距離に対し
て充分大きい装置に対しては、筐体アドレスと筐体内ア
ドレスを別々に減算し、筐体アドレスに差がなければ筐
体内アドレスの差に従ってクロック周期を選択し、筐体
アドレスに差があれば、筐体内アドレスの差を無視して
、筐体アドレスの差のみによってクロック周期を決定し
てもよい。

あるいは、筐体アドレスのみを減算して、その差に従っ
てクロック周期を選択し、すべての筐体内データ転送に
は一律に基本周期クロックを用いるようにしてもよい。

クロック信号が多相であってもよいことはいうまでもな
い。また、クロック発生器の源発振器に可変周波数発振
器を用い、その発振周波数を周期選択信号で制御するよ
うにすれば、クロック周期を、整数倍系列に限らず、任
意の所望値に設定することができる。周期選択回路２ａ
ないし２ｃは。

対応する装置１ａないし１ｃの内部に設けられてもよい
し、あるいは、可変周期クロック発生器４の内部に設け
られてもよい。なお、バスへの信号送出からバス上の信
号の確定までの時間は、最遠端からの反射信号のために
、一般に遠端よりも近端における方が大きい。したがっ
て、整合終端により反射信号を防止すれば、データ転送
距離に応じたクロック周期の選択の効果が助長される。

第２の実施例として、データ転送速度が異なる装置から
なるシステムにおいては、データ転送に参加する装置の
データ転送速度に従ってクロック周期を選択することが
できる。この実施例においては、周期選択回路２ａない
し２ｃのそれぞれは。

装置アドレスとその装置のデータ転送速度の対応を示す
テーブルを備え、これを用いて、データ転送が行なわれ
る一対の装置のデータ転送速度を調べ、低い方のデータ
転送速度に対応するクロック周期を選択する。

第３図に示された第３の実施例では、可変周期クロック
発生器４は、（れ自身でクロック周期を周期的に変更す
る。例えば、まず、第２図の期間（イ）に示されるよう
な基本周期クロックを発生し、次いで期間（ロ）に示さ
れるような２倍周期クロックを発生し、続いて３倍周期
クロックを発生し、以後同じサイクルを反復する。可変
周期クロック発生器４は、また、各期間におけるクロッ
ク周期を表わす情報を、周期表示線１１を経て諸装置１
ａないしＩＣに送る。各装置は、周期選択　′回路２ａ
ないし２ｃと同様な回路を内蔵し、その出力と周期表示
線１１上の情報を比較して、所要周期のクロックが発生
される期間にデータ転送を実行する。変形として、各装
置がクロック周期を測定する回路を備えてもよい。

第４図に示される第４の実施例では、バスの使用頻度（
忙しさ）に応じてクロック周期が選択される。この実施
例において、周期選択線７はバスアービタから可変周期
クロック発生器４へ布線され、バスアービタ３は、諸装
置１ａないし１ｃからのバス使用要求の頻度を測定し、
その頻度に応じたクロック周期選択信号を可変周期クロ
ック発生器４に送る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、データ転送距離、装置のデータ転送速
度、バス使用頻度などの状況に応じて最適の周期のクロ
ック信号を使用することができ、したがって、データ転
送の効率を著しく改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を含む情報処理システムのブ
ロックダイヤグラム、第２図は第１図のシステムで行な
われるデータ転送動作の例を示すタイミング図、第３図
及び第４図はそれぞれ本発明の異なる実施例を含む情報
処理システムのブロックダイヤグラムである。 １ａ〜１ｃ・・・情報処理システムを構成する装置、２
ａ〜２ｃ・・・周期選択回路、４°゛・可変周期クロッ
ク発生器、５・・・バス、６・・・クロック信号線、７
・・・周期選択線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の装置が接続されたデータ転送用バスと、前記
   バスを介して転送されるデータの送出と受信のタイミン
   グを規制する共通クロックとしてバス稼動中に周期が動
   的に変化するクロック信号を前記装置に供給するための
   可変周期クロック発生手段と、各データ転送動作で使用
   すべき前記クロック信号の周期をそのデータ転送動作の
   条件に応じて選択する手段とを備えたバスシステム。 ２、特許請求の範囲１において、前記データ転送動作条
   件はそのデータ転送が行なわれる一対の前記装置の間の
   前記バスに沿った距離であるバスシステム。 ３、特許請求の範囲２において、前記周期選択手段は前
   記一対の装置のそれぞれの前記バス上の位置に対応する
   アドレスの差に基づいて周期を決定する手段を有するバ
   スシステム。 ４、特許請求の範囲１において、前記データ転送動作条
   件はそのデータ転送が行なわれる一対の前記装置のデー
   タ転送速度であるバスシステム。 ５、特許請求の範囲１において、前記データ転送動作条
   件は前記バスの使用頻度であるバスシステム。 ６、特許請求の範囲１、２、３、４又は５において、前
   記可変周期クロック発生手段は前記周期選択手段の出力
   に応じてクロック信号の周期を変更するバスシステム。 ７、特許請求の範囲１、２、３又は４において、前記可
   変周期クロック発生手段はそれ自体でクロック信号の周
   期を周期的に変更し、前記周期選択手段は各データ転送
   条件に適した周期のクロック信号が発生される期間を選
   択するバスシステム。