KR101255995B1 - 매트릭스형 버스 접속 시스템 - Google Patents

매트릭스형 버스 접속 시스템 Download PDF

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KR101255995B1 KR1020040098450A KR20040098450A KR101255995B1 KR 101255995 B1 KR101255995 B1 KR 101255995B1 KR 1020040098450 A KR1020040098450 A KR 1020040098450A KR 20040098450 A KR20040098450 A KR 20040098450A KR 101255995 B1 KR101255995 B1 KR 101255995B1
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Abstract

매트릭스형 버스 접속 시스템에 있어서, 동일한 마스터 장치로부터 연속하여 액세스 요구가 있었을 때에, 슬레이브 장치측의 조정회로에서 동일한 조정 동작을 행하는 것에 따른 지연을 없앤다. 각 조정회로는, 최후에 액세스된 마스터 장치의 어드레스를 기억하는 동시에, 액세스 종료시에 셀렉터에 대한 선택신호를 그대로 유지해 둔다. 새로운 접속 요구가 있으면, 그 접속 요구를 행하고 있는 마스터 장치의 어드레스를 최후에 액세스된 마스터 장치의 어드레스와 비교한다. 그리고, 동일한 마스터 장치로부터의 접속 요구이면, 새로운 접속 제어를 행하지 않는다. 이에 따라, 전회의 접속 상태가 유지되어, 마스터 장치는 지연없이 슬레이브 장치에 접속할 수 있다.
Figure R1020040098450
매트릭스형 버스 접속, 마스터 장치, 슬레이브 장치, 액세스 지연, 조정회로, 접속 요구신호

Description

매트릭스형 버스 접속 시스템{MATRIX TYPE BUS CONNECTION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타낸 매트릭스형 버스 접속 시스템의 구성도이다.
도 2는 종래의 매트릭스형 버스 접속 시스템의 개략을 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 매트릭스형 버스 접속 시스템에 있어서의 버스 프로토콜의 기본동작을 나타낸 설명도이다.
도 4는 도 2의 문제점을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 5는 도 1의 동작 타이밍의 일례를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1i: 마스터 장치 2j: 슬레이브 장치
10A: 매트릭스형 버스 회로 11i: 디코더
12i, 14j: 셀렉터 13Aj: 조정회로
15i,j: 요구제어회로
본 발명은, 복수의 마스터 장치와 복수의 슬레이브 장치 사이를 임의로 접속하여 복수의 마스터 장치가 동시에 동작할 수 있도록 구성한 매트릭스형 버스 접속 시스템에 관한 것이다.
도 2는, 종래의 매트릭스형 버스 접속 시스템의 개략을 나타낸 구성도이다.
이 매트릭스형 버스 접속 시스템은, 복수의 마스터 장치(1i)(단, i=1∼m)와, 복수의 슬레이브 장치(2j)(단, j=1∼n)와, 이들 사이를 임의로 접속하기 위한 매트릭스형 버스 회로(10)로 구성되어 있다.
매트릭스형 버스 회로(10)는, 개념적으로는, 각 마스터 장치(1i)마다 설치된 전용의 마스터측 버스와, 각 슬레이브 장치(2j)마다 설치된 전용의 슬레이브측 버스를 교차하여 배치하고, 마스터 장치측의 액세스 요구에 따라 교차 개소의 접속을 제어하는 회로이다.
구체적으로는, 매트릭스형 버스 회로(10)는, 각 마스터 장치(1i)에 접속되는 전용의 마스터측 버스에 대응하여 설치된 디코더(DEC)(11i) 및 셀렉터(SEL)(12i)와, 각 슬레이브 장치(2j)에 접속되는 전용의 슬레이브측 버스에 대응하여 설치된 조정회로(ARB)(13j) 및 셀렉터(14)로 구성되어 있다.
디코더(11i)는, 마스터 장치(1i)에서 출력되는 어드레스를 해석하여 접속 대상인 슬레이브 장치(2j)를 특정하고, 그 슬레이브 장치(2j)에 대응하는 조정회로(13j)에 액세스 요구를 행하는 것이다. 한편, 조정회로(13j)는, 각 디코더(11i)에서 주어지는 액세스 요구의 우선도와 요구의 순서에 기초하여 액세스를 허용하는 마스터 장치를 결정하고, 마스터측의 셀렉터(12i)와 슬레이브측의 셀렉터(14j)를 제어하는 것이다.
도 3은, 도 2의 매트릭스형 버스 접속 시스템에 있어서의 버스 프로토콜의 기본동작을 나타낸 설명도이다.
마스터 장치(1i)는, 데이터 전송처의 어드레스 addr, 전송 타입 trans, 및 전송회수 정보 burst를, 매트릭스형 버스 회로(10)에 대해 출력한다. 어드레스 addr은, 각 슬레이브 장치(2j)에 할당된 고유한 식별 번호이다. 전송 타입 trans는, 지정하는 어드레스 addr가 연속되는지 아닌지를 나타내는 것으로, 연속되는 경우에는 "SEQ", 비연속인 경우에는 "NSQ"가 출력된다. 또한, 전송회수 정보 burst는, 전송하는 데이터의 회수를 나타낸 것으로, 전송수가 미리 결정되어 있는 경우에는 "FIXED", 미정인 경우에는 "INCR"이 출력된다.
한편, 마스터 장치(1i)로부터 지정된 슬레이브 장치(2j)는, 데이터 전송이 가능한가 아닌지의 상태를, ready 신호로 응답하도록 되어 있다.
이 매트릭스형 버스 접속 시스템에 있어서, 마스터 장치 11로부터 슬레이브 장치 2n에 액세스하는 경우를 예로 들어, 그 동작을 설명한다.
마스터 장치 11은 전용의 마스터측 버스에, 슬레이브 장치 2n의 어드레스 addr를 출력한다. 어드레스 addr은, 마스터 장치 1i에 대응하는 디코더 111에서 판독되어 해석되고, 이 디코더 111로부터 슬레이브 장치 2n측의 조정회로 13n에 대해, 액세스 요구가 출력된다.
조정회로 13n에서는, 마스터 장치 11로부터의 액세스 요구가, 도시되지 않은 액세스 요구 유지부에 유지된다. 또한, 이때, 다른 마스터 장치 1x로부터도 액세스 요구가 있으면, 그것도 액세스 요구 유지부에 유지된다. 그리고, 액세스 요구 유지부에 유지된 액세스 요구 중에서 우선순위가 가장 높은 액세스 요구가, 도시되지 않은 우선순위 판정부에서 선택되어, 해당하는 마스터 장치(이 경우에는, 마스터 장치 11로 한다)의 액세스가 허용된다.
슬레이브 장치 2n측의 조정회로 13n에서 액세스가 허용되면, 이 조정회로 13n으로부터 셀렉터 14n에, 마스터 장치 11의 버스를 접속시키기 위한 선택신호가 출력되는 동시에, 마스터 장치 11측의 셀렉터 121에, 슬레이브 장치 2n의 버스를 접속시키기 위한 선택신호가 출력된다. 이에 따라, 마스터 장치 11과 슬레이브 장치 2n이 접속된다.
접속이 행해지면, 마스터 장치 11은 슬레이브 장치 2n에 대해 어드레스 addr, 데이터의 전송 타입 trans, 전송 회수에 관한 정보 burst 등을 출력하고, 슬레이브 장치 2n은 마스터 장치 11에 대해 응답 신호 ready를 되돌린다. 그후, 전송 타입에 따른 데이터 전송이 실행된다.
이와 같이, 매트릭스형 버스 회로(10)는, 각 마스터 장치(1i)와 각 슬레이브 장치(2j)에 각각 전용으로 설치된 버스를 접속하도록 하고 있으므로, 접속 대상인 슬레이브 장치(2j)가 다른 마스터 장치(1i)에 접속되어 있지 않고 있는 한, 각 마스터 장치(1i)는 임의의 슬레이브 장치(2j)에 자유롭게 접속할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본 특개평 5-120221호 공보
[특허문헌 2] 일본 특개평 7-210501호 공보
[특허문헌 3] 일본 특허공개 2003-30133호 공보
도 4는, 도 2의 문제점을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
이 도 4에 있어서, T15 사이클에서 마스터 장치 11이 슬레이브 장치 21에 액세스하기 위해, 액세스 요구신호 req1to0를 출력하고 나서, 슬레이브 장치 21측의 조정회로 131이 이것을 받고, T16 사이클에서 마스터 장치 11의 슬레이브 장치 21 에 대한 액세스 허가 신호 activ1to0가 출력될 때까지, 1 사이클을 필요로 한다. 그 때문에 마스터 장치 11이 T15 사이클에서, 슬레이브 장치 21에 대해 출력한 액세스가, 이 슬레이브 장치 21에서 개시되는 것은 T16 사이클이 된다. 따라서, 같은 슬레이브 장치 21에 대해 반복하여 액세스하는 경우에 있어서도, 항상 1 사이클의 지연이 생긴다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 마스터 장치로부터 동일한 슬레이브 장치에 대해 반복하여 액세스하는 경우에, 지연이 생기지 않는 매트릭스형 버스 접속 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 액세스 대상장치의 어드레스를 각각 전용의 마스터측 버스에 출력함으로써 접속 요구를 행하는 복수의 마스터 장치와, 상기 접속 요구를 행한 마스터 장치와의 사이에서 각각 전용의 슬레이브측 버스를 통해 데이터 전송을 행하는 복수의 슬레이브 장치와, 상기 마스터 장치마다 설치되어 해당 마스터 장치로부터 출력되는 어드레스를 해석하고, 접속대상의 슬레이브 장치를 특정하여 접속 요구신호를 출력하는 디코더와, 상기 슬레이브 장치마다 설치되어 상기 각 디코더에서 주어지는 접속 요구신호에 기초하여 상기 마스터 장치와 해당 슬레이브 장치 사이의 접속을 제어하는 조정회로와, 상기 각 조정회로에서 주어지는 선택신호에 따라 해당하는 슬레이브측 버스와 마스터측 버스를 접속하는 셀렉터를 구비한 매트릭스형 버스 접속 시스템에 있어서, 상기 각 조정회로는, 최후에 접속 제어를 행한 마스터 장치의 어드레스를 기억하고, 동일한 마스터 장치로부터 다시 접속 요구가 있었을 때에, 그 접속 요구신호에 근거하는 마스터 장치와 슬레이브 장치 간의 접속 제어를 생략하도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
각 조정회로는, 액세스가 종료했을 때에 셀렉터에 대한 선택신호를 그대로 유지해 두는 동시에, 최후에 액세스된 마스터 장치의 어드레스를 기억하는 기억수단을 설치하여, 새로운 접속 요구가 있었을 때에, 그 접속 요구를 행하고 있는 마스터 장치의 어드레스와 비교한다. 그리고, 동일한 마스터 장치로부터의 접속 요구 이면, 새로운 접속 제어를 행하지 않는다. 따라서, 전회의 접속 상태가 유지되어 있으므로, 마스터 장치는 지연없이 슬레이브 장치에 접속할 수 있다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적 및 신규한 특징은, 다음의 바람직한 실시예의 설명을 첨부도면과 대조하여 읽으면, 더욱 완전하게 밝혀질 것이다. 단, 도면은, 오로지 해설을 위한 것으로, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예]
도 1은, 본 발명의 실시예 1을 나타낸 매트릭스형 버스 접속 시스템의 구성도로서, 도 2 중의 요소와 공통의 요소에는 공통의 부호가 붙여져 있다.
이 매트릭스형 버스 접속 시스템은, 도 2와 동일한 복수의 마스터 장치(1i)(단, i=1∼m) 및 복수의 슬레이브 장치(2j)(단, j=1∼n)와, 이들 사이를 임의로 접속하기 위한 도 2와는 약간 구성이 다른 매트릭스형 버스 회로(10A)로 구성되어 있다.
여기에서, 마스터 장치(1i)는, 예를 들면 CPU(중앙처리장치)나 DMA(direct memory access)와 같이, 어드레스 addr를 출력함으로써, 액세스 대상의 장치를 지정할 수 있는 것이다. 또한, 슬레이브 장치(2j)는, 예를 들면 입출력장치나 기억장치 등과 같이, 어드레스 addr에 의해 마스터 장치(1i)측으로부터의 액세스를 받는 것이다.
매트릭스형 버스 회로(10A)는, 각 마스터 장치(1i)에 접속되는 전용의 마스터측 버스에 대응하여 설치된 디코더(DEC)(11i) 및 셀렉터(SEL)(12i)와, 각 슬레이 브 장치(2j)에 접속되는 전용의 슬레이브측 버스에 대응하여 설치된 조정회로(ARB)(13Aj) 및 셀렉터(14j)에 덧붙여, 각 마스터 장치(1i)와 각 슬레이브 장치(2j)에 대응하여 설치된 요구 제어회로(15i,j)를 갖고 있다.
디코더(11i)는, 마스터 장치(1i)로부터 출력되는 어드레스를 해석하여 접속 대상의 슬레이브 장치(2j)를 특정하고, 그 슬레이브 장치(2j)에 대응하는 요구 제어회로(15i,j)에 액세스 신호 reqi를 출력하는 것이다.
요구 제어회로(15i,j)는, 디코더(11i)에서 주어지는 액세스 신호 reqi와, 조정회로(13Aj)에서 주어지는 현행 마스터 번호 mnoj에 기초하여, 후술하는 논리에 따라 슬레이브 장치(2j)에의 액세스 요구를 행하는 것이다.
조정회로(13Aj)는, 현재 실행중 또는 최후에 실행된 마스터 장치(1i)의 번호를 기억하는 메모리를 구비하고 있으며, 이 메모리에 기억된 마스터 장치(1i)의 번호를 현행 마스터 번호 mnoj로서, 요구 제어회로(15i,j)에 제공하는 기능을 갖고 있다. 또한, 조정회로(13Aj)는, 종래의 조정회로(13j)와 마찬가지로, 각 디코더(11i)에서 주어지는 액세스 요구의 우선도나 요구의 순서에 기초하여 액세스를 허용하는 마스터 장치를 결정하고, 마스터측의 셀렉터(12i)와 슬레이브측의 셀렉터(14j)를 제어하는 것이다.
셀렉터(12i)는, 각 조정회로(13j)에서 주어지는 선택신호에 따라, 슬레이브 장치(2j)측의 버스를 선택하여 마스터 장치(1i)측의 버스에 접속하는 것이다. 셀렉터(14j)는, 대응하는 조정회로(13Aj)에서 주어지는 선택신호에 따라, 마스터 장치(1i)측의 버스를 선택하여 슬레이브 장치(2j)측의 버스에 접속하는 것이다.
표 1은, 요구 제어회로(15i,j)의 동작 논리를 나타낸 표이다.
[표 1]
요구 제어회로(15i,j)의 동작 논리
현행 마스터 번호
(mno)		 액세스 신호
(reqi)		 조정회로(13Aj)에의 액세스 요구
=i * 정지
≠i 출력 출력
≠i 정지 정지

이 표 1에 표시된 것과 같이, 요구 제어회로(15i,j)에 주어지는 액세스 신호 reqi에서 지정되는 슬레이브 장치(2)의 어드레스(=i)가, 조정회로(13Aj)에서 주어지는 현행 마스터 번호 mnoj(=j)과 같은 경우에는, 이 조정회로(13Aj)에 대한 액세스 요구를 정지하도록 제어한다. 한편, 액세스 신호 reqi에서 지정되는 슬레이브 장치(2)의 어드레스(=i)가, 조정회로(13Aj)에서 주어지는 현행 마스터 번호 mnoj(=j)와 다른 경우에는, 이 조정회로(13Aj)에 대한 액세스 요구를 출력하도록 제어한다. 또한, 액세스 신호 reqi가 존재하지 않으면, 당연한 것이지만, 조정회로(13Aj)에의 액세스 요구는 정지된다.
이와 같은 매트릭스형 버스 접속 시스템에서는, 각 슬레이브 장치(2j)에 대응하여 설치된 조정회로(13Aj)에, 최후에 액세스한 마스터 장치(1i)의 번호(=i)가, 현행 마스터 번호 mnoj로서 기억되어 있다. 그리고, 동일한 마스터 장치(1i)로부터 다시 액세스가 있었을 경우에는, 요구 제어회로(15i,j)에 의해, 대응하는 조정회로(13Aj)에의 액세스 요구가 마스크된다. 이에 따라, 조정회로(13Aj)에서의 조정 동 작이 생략된다.
도 5는, 도 1의 동작 타이밍의 일례를 나타낸 도면이다.
이 예에서는, 1회째의 액세스일 때에 조정회로 13A는 조정 동작을 실시하지 않는다. 계속되는 2회째의 액세스는, 최후에 액세스한 마스터 장치 이외의 마스터 장치로부터의 액세스이기 때문에, 조정회로 13A에 의한 조정 동작이 행해진다.
초기 상태로서, 슬레이브 장치 2n에 대한 최후의 액세스는, 마스터 장치 11로부터이었던 것으로 한다.
T2 사이클에서, 마스터 장치 11의 버스로부터 어드레스 addrm1이 입력된다. T2 사이클에서는, 슬레이브 장치 2n의 버스의 사용 허가를 표시하는 접속 제어 active1ton이 이미 출력되어 있으므로, 슬레이브 장치 2n의 버스에는, 마스터 장치 11의 버스에 입력된 어드레스 addrm1=A의 액세스가, 시간 지연없이 직접 출력된다. 이때, 조정회로 13An에 입력되는 마스터 장치 11로부터 슬레이브 장치 2n에의 액세스 요구 req1ton은 출력되지 않는다.
T8 사이클에서, 최후에 액세스한 마스터 장치 11 이외의 마스터 장치인 마스터 장치 2로부터, addrm2=B의 액세스가 입력되면, 조정회로 13An에 입력되는 마스터 장치 12로부터, 슬레이브 장치 2에의 액세스 요구 req2ton이 출력된다.
액세스 요구 req2ton에 대해, 조정회로 13An은 조정 동작을 개시하여, 접속 제어 active2ton을 T9 사이클에서 출력한다. T9 사이클 이후는, 최후에 액세스한 마스터 12가, 슬레이브 2n에 대해 액세스가 가능하게 된다.
본 발명에서는, 슬레이브 장치마다 설치된 조정회로가, 최후에 접속 제어를 행한 마스터 장치의 어드레스를 기억하고, 동일한 마스터 장치로부터 다시 접속 요구가 있었을 때에, 그 접속 요구신호에 근거하는 마스터 장치와 슬레이브 장치 간의 접속 제어를 생략하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 동일한 마스터 장치와 슬레이브 장치 사이에서 다시 데이터 전송을 행하는 경우, 그대로 마스터측 버스와 슬레이브측 버스가 접속되므로, 버스의 접속 제어를 위한 시간이 불필요하게 되어, 액세스의 지연을 없앨 수 있다고 하는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 액세스 대상장치의 어드레스를 각각 전용의 마스터측 버스에 출력함으로써 접속 요구를 행하는 복수의 마스터 장치와,
    상기 접속 요구를 행한 마스터 장치와의 사이에서 각각 전용의 슬레이브측 버스를 통해 데이터 전송을 행하는 복수의 슬레이브 장치와,
    상기 마스터 장치마다 설치되어 해당 마스터 장치로부터 출력되는 어드레스를 해석하고, 접속대상의 슬레이브 장치를 특정하여 접속 요구신호를 출력하는 디코더와,
    상기 슬레이브 장치마다 설치되어 상기 각 디코더에서 주어지는 접속 요구신호에 기초하여 상기 마스터 장치와 해당 슬레이브 장치 사이의 접속을 제어하는 조정회로와,
    상기 각 조정회로에서 주어지는 선택신호에 따라 해당하는 슬레이브측 버스와 마스터측 버스를 접속하는 셀렉터를 구비한 매트릭스형 버스 접속 시스템에 있어서,
    상기 각 조정회로는, 최후에 접속 제어를 행한 마스터 장치의 어드레스를 기억하는 메모리를 더 구비하고,
    상기 디코더로부터 주어지는 접속 요구신호와, 상기 메모리에 기억된 마스터 장치의 어드레스에 기초하여, 상기 슬레이브 장치로의 새로운 접속 요구 여부를 판단하는 요구 제어회로를 더 구비하며,
    상기 각 조정회로는, 상기 요구 제어회로가 동일한 마스터 장치로부터의 접속 요구라고 판단하였을 경우에, 그 접속 요구신호에 근거하는 마스터 장치와 슬레이브 장치 간의 새로운 접속 제어를 생략하는 것을 특징으로 하는 매트릭스형 버스 접속 시스템.
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