JP3149143B2 - アクセス調停方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置、通信用
交換機、特にＡＴＭ交換機、その他バスにより共通に接
続された複数のリソースを有するシステムに利用する。
ここでリソースとは、メモリ装置、出力装置、表示装
置、入力装置、印字装置、機能ユニット、その他システ
ムを運用するためのハードウエアを伴う設備を言う。

【０００２】本発明は、一つのシステムに配置された複
数の共有リソースに対して、そのシステム内から発生す
る複数のアクセス要求の調停に関する。

【０００３】

【従来の技術】図８に示すモデルにより従来技術による
アクセス要求の調停を説明すると、これはリングアービ
タの制御手法によるものである。このモデルには８個の
アクセス要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) と、このアクセス要
求を受け付ける８個のリソースＳ(1) 〜Ｓ(8) がある。
これらはそれぞれマトリクススイッチ手段の入力端子群
と出力端子群に接続されている。このマトリクススイッ
チ手段は図示するようなマトリクス構成のハードウエア
を備えていてもよく、またアクセス要求を伝達できる図
示するマトリクス機能を有する論理回路により構成され
る仮想的なものでもよい。アクセス要求発生源の数とリ
ソースの数は必ずしも等しくなくともよい。

【０００４】アクセス要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) は次々
にアクセス要求を発生する。アクセス要求は発生源側の
都合にしたがって発生するから、一つのリソースに対し
て同時に複数のアクセス要求が競合することがある。マ
トリクススイッチ手段によりその競合を調停して、一つ
のアクセス要求発生源を要求先の一つのリソースにその
アクセス要求を伝達する。このときリングアービタＲＡ
(1) 〜ＲＡ(8) が、それぞれ図８に矢印で示すようにア
クセス要求を掃引して、該当するアクセス要求に行き当
たるとその交点Ｃ(n,m) を介してそのアクセス要求を一
つだけリソース側に伝達しリソースはそのアクセス要求
を受け付ける。

【０００５】一つのアクセス要求が受け付けられると、
当該アクセス要求を送出していた要求源に対して要求が
受け付けられた旨の情報が送出される。また一つのアク
セス要求を受け付けることにより、そのリングアービタ
に送出されていた別のアクセス要求は待たされ、その別
のアクセス要求は次のタイミングで、あるいはその次の
タイミングで検出されることになる。アクセス要求が受
け付けられてからは、このマトリクススイッチ手段を介
して、あるいは別のバス信号線を介して必要なデータが
転送されるなど処理が実行される。

【０００６】図９はこのリングアービタの動作を説明す
る概念図である。各要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) からそれ
ぞれ一つづつその要求先のリソースの番号がアクセス要
求として表示されている。調停制御はリソース毎に実行
される。いま図９でｍ番目のリソースＳ(m) について調
停制御が実行されている。各要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8)
からのアクセス要求を検索してその中に当該リソースＳ
(m) に対してアクセス要求を発しているものがあるかを
検索する。いまこの例では２番目の要求発生源Ｒ(2) が
ｍ番目のリソースにアクセス要求を出している。調停制
御ではこれを発見するとこの要求発生源を当該リソース
Ｓ(m) に接続することになる。一つが接続されると他の
要求発生源については非接続となる。

【０００７】いまｍ番目のリソースＳ(m) に対してアク
セス要求を出している要求発生源が一つであればただち
にその要求を受け付けるが、それが複数であればその間
の競合について調停を実行して一つを選択してその要求
を受け付ける。この調停の論理はさまざまに設定するこ
とができる。ここではかりに要求発生源Ｒ(1) 、Ｒ(2)
、・・・、Ｒ(n) のように循環して実行されるものと
する。この論理は、各要求発生源について平等に行う、
要求発生源に優先順位を付ける、その他任意の論理を設
定することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなアクセス要
求の調停制御では、競合する場合の調停を行うためのリ
ングアービタＲＡ(1) 〜ＲＡ(8) はそれぞれ、１回のタ
イムスロットで各要求発生源から出されているアクセス
要求を一つだけ受け付けることができる。各要求発生源
にかりに複数のアクセス要求が既に発生していて、これ
が第３図左端に示すように待ち行列を作って待っていた
としても、その先頭の斜線で示すアクセス要求だけが競
合調停の対象になるのであって、待ち行列二番目以降の
アクセス要求は少なくとも次のタイムスロットを待たな
ければならない。

【０００９】かりに、一つの要求発生源ではその待ち行
列の先頭のアクセス要求が二番目のリソースＳ(2) であ
り、待ち行列二番目のアクセス要求がリソースＳ(3) で
あったとすると、このタイムスロットでリソースＳ(2)
が他の要求発生源との間で競合状態であり受け付けられ
ず、リソースＳ(3) には他の要求発生源からのアクセス
要求がなかったとすると、リソースＳ(3) に対するアク
セス要求は受け付けられてもよかったはずである。つま
り、マトリクススイッチ手段のこの要求発生源とリソー
スＳ(3) との交点はこのタイムスロットで使用されなか
ったことになる。これは、マトリクススイッチ手段にま
だ余裕があるにもかかわらず調停制御の都合で使用され
ず、実質的にアクセス要求のスループットが抑制されて
いることを意味する。

【００１０】本発明はこれを改良するもので、アクセス
要求のスループットを向上するアクセス調停方式を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、アクセス要求
を発生するＮ個（Ｎは２以上の整数）の要求発生源と、
このアクセス要求源に共有されたＭ個（Ｍは２以上の整
数）のリソースと、前記Ｎ個の要求発生源が入力端子に
接続され、前記Ｍ個のリソースが出力端子に接続された
Ｎ×Ｍの容量を有するマトリクススイッチ手段と、この
マトリクススイッチ手段の交点の接断を制御する制御回
路とを備えた装置に実施される。この制御回路は、前記
Ｎ個の要求発生源から発生するアクセス要求について、
タイムスロット毎に１回の調停制御を行い、その調停制
御の結果にしたがってそのタイムスロット毎に前記マト
リクススイッチ手段の多数（厳密には１以上）の交点の
接断を同時に制御する構成である。

【００１２】前記アクセス要求源は、それぞれ広い意味
でリソースであり、装置構成によっては前記Ｍ個のリソ
ースの一つであることもできる。前記マトリクススイッ
チ手段は、ハードウエアで構成されたスイッチがマトリ
クスの交点に配列されたマトリクススイッチでもよく、
また、実質的にアクセス要求を前記交点で接続または遮
断する回路をプログラム制御回路により実現する仮想的
なマトリクススイッチでもよい。

【００１３】ここで本発明の特徴とするところは、各要
求発生源に対応して発生するアクセス要求の要求先のリ
ソース番号をそれぞれ待ち行列として保持するレジスタ
を備えたところにある。そして、前記調停制御を前記リ
ソース対応に順次行うこととし、そのリソース対応に行
われる前記調停制御のタイミングに先立って、その待ち
レジスタのそれぞれ設定された深さまでに保持されてい
るアクセス要求のうち当該リソース番号のアクセス要求
の一つをあらかじめ選択する選択制御を実行することを
特徴とする。

【００１４】このとき、前記待ちレジスタの各段に対応
して、その待ちレジスタに保持されているアクセス要求
の優先順位を保持する優先順位レジスタを備え、その優
先順位レジスタの内容を参照して前記選択を実行するこ
とができる。

【００１５】また、前記待ちレジスタのそれぞれ設定さ
れた深さまでに保持されているアクセス要求のうち当該
リソース番号のアクセス要求の数を計数する手段を備
え、この計数する手段により計数された数の大きいもの
を優先するように調停制御することができる。

【００１６】さらに別の構成として、待ちレジスタのそ
れぞれ設定された深さまでに保持されているアクセス要
求について待ち時間の情報を保持しておき、リソース対
応に行う調停制御はこの待ち時間の長いものを優先する
ように制御することができる。

【００１７】前記設定された深さは、レジスタの全部の
深さでもよく、レジスタの一部の深さでもよく、また要
求発生源毎にその深さを同一ではなく個別の値に設定す
ることもできる。

【００１８】

【作用】本発明の方式では、マトリクススイッチ手段を
制御する制御回路は、時間の経過にしたがってタイムス
ロット毎に、複数の要求発生源からのアクセス要求につ
いて競合する場合に調停制御を実行して、その調停制御
に結果に基づいて１つのタイムスロットに１回だけマト
リクススイッチ手段の交点を接続状態にしてアクセス要
求を受け付ける。つまり、１回のタイムスロット期間内
では、はじめに調停制御を実行し、その後に一つの交点
について１回だけ接続状態を作る。したがって、一つの
要求発生源は１回のタイムスロットに１回だけアクセス
要求ができる。一つのリソースも１回のタイムスロット
に１回だけアクセス要求を受け付けることができる。

【００１９】本発明の方式では、各要求発生源に対応し
て設けられたレジスタに、その要求発生源から発生する
アクセス要求の要求先のリソース番号をそれぞれ待ち行
列として保持する。そして、選択制御によりこの待ち行
列の設定された深さまでのアクセス要求についてどれを
選択するかを決め、次に、リソース対応の調停制御を実
行する。

【００２０】この場合にも、一つの要求発生源にとって
は１回のタイムスロット内で受け付けられるアクセス要
求は一つであることには変わりないが、このようにする
ことにより、一つのリソース対応の調停制御に提供した
アクセス要求がかりに他の要求発生源と競合して受け付
けられなかった場合にも、別のリソース対応のアクセス
要求が受け付けられる可能性があるからスループットが
向上する。

【００２１】

【実施例】本発明第一実施例の構成を図１および図２を
参照して説明する。図１は本発明第一実施例の構成図で
ある。図２は本発明第一実施例の要求発生源の構成図で
ある。

【００２２】本発明は、アクセス要求を発生する８個の
要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) と、このアクセスの要求発生
源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) に共有された８個のリソースＳ(1) 〜
Ｓ(8) と、８個の要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) が入力端子
１₁ 〜１₈ に接続され、８個のリソースＳ(1) 〜Ｓ(8)
が出力端子２₁ 〜２₈ に接続された８×８の容量を有す
るマトリクススイッチ３と、８個の要求発生源Ｒ(1) 〜
Ｒ(8) から発生するアクセス要求について、タイムスロ
ット毎に１回の調停制御を調停部１０により行い、その
調停制御の結果にしたがってそのタイムスロット毎にマ
トリクススイッチ３の１以上の交点の接断をマトリクス
スイッチ接断部１１により制御する制御回路４とを備え
たアクセス調停方式である。

【００２３】ここで、本発明の特徴とするところは、要
求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) 毎に発生するアクセス要求の要
求先のリソース番号をそれぞれ待ち行列として保持する
待ちレジスタであるシフトレジスタ６を備え、制御回路
４は、調停制御をリソースＳ(1) 〜Ｓ(8) 対応に順次行
う構成であり、リソースＳ(1) 〜Ｓ(8) 対応に行われる
前記調停制御のタイミングに先立って、そのシフトレジ
スタ６のそれぞれ設定された深さまでに保持されている
アクセス要求のうち当該リソース番号のアクセス要求の
一つを選択する選択制御手段を調停部１０に備えたとこ
ろにある。

【００２４】次に、本発明第一実施例の動作を図２を参
照して説明する。図２は本発明第二実施例の構成図であ
る。

【００２５】図２において、ＳＲ(1) 〜ＳＲ(D) は、シ
フトレジスタ６の構成要素を表す。アクセス要求発生部
７では、アクセス要求するリソースＳ(1) 〜Ｓ(8) の位
置番号を出力し、これをシフトレジスタ６に転送する。
ここで、この位置番号はＳＲ(1) 、…、ＳＲ(D) の順に
シフトレジスタ６に蓄えられる。

【００２６】制御回路４の調停部１０が行うリソースＳ
(m) に対する要求発生源Ｒ(n) のアクセス要求の検索順
序は、ＳＲ(1) 、…、ＳＲ(d) の順である。このＳＲ
(1) からＳＲ(d) までを検索範囲とし、ｄを検索個数す
なわち検索深さと呼ぶ。

【００２７】図２では、要求発生源Ｒ(n−1)の検索深さ
はｄ′、要求発生源Ｒ(n) の検索深さはｄ、要求発生源
Ｒ(n＋1)の検索深さはｄ″である。

【００２８】まず、要求発生源Ｒ(n−1)のＳＲ(1) から
検索を開始し、ＳＲ(d′) までこの順に検索する。要求
発生源Ｒ(n−1)内のシフトレジスタ６にリソースＳ(m)
へのアクセス要求はないので、次の要求発生源Ｒ(n) に
アクセス権を譲渡する。

【００２９】要求発生源Ｒ(n) では、ＳＲ(1) から検索
を開始し、ＳＲ(d) までこの順に検索する。ここでは、
ＳＲ(4) にリソースＳ(m) へのアクセス要求が存在し、
制御回路４の調停部１０にＳＲ(4) からリクエストＨ
(n) が出力される。要求発生源Ｒ(n) ではＳＲ(4) のデ
ータを削除し、ＳＲ(5) 以降のデータをつめる。

【００３０】ＳＲ(4) からのリクエストＨ(n) を受け取
った制御回路４の調停部１０は、マトリクススイッチ接
断部１１を制御してＳＲ(4) に関するアクセスを実行す
る。

【００３１】続いて、、要求発生源Ｒ(n＋1)のＳＲ(1)
から検索を開始する。今回のアクセス許可は、要求発生
源Ｒ(n＋1)のＳＲ(3) に与えられる。ＳＲ(3) にリソー
スＳ(m) へのアクセス要求が存在し、制御回路４の調停
部１０にＳＲ(3) からリクエストＨ(n＋1)が出力され
る。要求発生源Ｒ(n＋1)ではＳＲ(3) のデータを削除
し、ＳＲ(4) 以降のデータをつめる。

【００３２】ＳＲ(3) からのリクエストＨ(n＋1)を受け
取った制御回路４の調停部１０は、マトリクススイッチ
接断部１１を制御してＳＲ(3) に関するアクセスを実行
する。

【００３３】図３に検索の順序を示した。図３は本発明
第一実施例の検索の順序を示す図である。検索は要求発
生源Ｒ(1) から要求発生源Ｒ(8) まで順次行われ、次の
タイミングで再び要求発生源Ｒ(1) に戻る。したがっ
て、検索深さｄ×８個の検索を実際のアクセスの前に行
うことによりスループットを向上できる。

【００３４】次に、図４を参照して本発明第二実施例を
説明する。図４は本発明第二実施例の構成図である。本
発明第二実施例では、アクセス要求発生部７からのアク
セス要求とともに、それぞれのアクセス要求に外部から
優先順位ＰＲを付与することを特徴とする。シフトレジ
スタ６の構成要素であるＳＲ(1) 〜ＳＲ(D) に一対一で
対応した優先順位格納部９を設ける。この優先順位格納
部９はシフトレジスタ６に並行する第二のシフトレジス
タを設けることで実現できる。優先順位は「１」または
「０」で表現され、同一のリソースＳ(1) 〜Ｓ(8) に対
するアクセス要求の場合は、この優先順位格納部９に
「１」が格納されているＳＲ(1) 〜ＳＲ(D) のアクセス
要求が「０」が格納されているＳＲ(1) 〜ＳＲ(D) のア
クセス要求に優先して出力される。図４において、ＳＲ
(2) およびＳＲ(5) の内容がリソースＳ(m) とのアクセ
ス要求であるが、優先順位ＰＲが「１」であるＳＲ(5)
をアクセス許可とする。本発明第二実施例の利点は、順
次発生するアクセス要求に優先順位ＰＲを外部から付与
できるところにある。

【００３５】次に、図５を参照して本発明第三実施例を
説明する。図５は本発明第三実施例の構成図である。本
発明第三実施例の特徴は、本発明第一および第二実施例
における制御回路４に優先順位設定部ＰＲ(1) 〜ＰＲ
(8) を設けたところにある。この優先順位設定部ＰＲ
(1) 〜ＰＲ(8) は、要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) にそれぞ
れ設けられたシフトレジスタ６であるＳＲＴ(1) 〜ＳＲ
Ｔ(8) に蓄えられたアクセス要求量を監視し、その量の
多い要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) から検索を開始する優先
順位を付加するものである。

【００３６】図５においては、要求発生源Ｒ(5) 、Ｒ
(8) 、Ｒ(2) 、Ｒ(6) 、Ｒ(3) 、Ｒ(7) 、Ｒ(1) 、Ｒ
(4) の順番で検索が行われる。それぞれの要求発生源Ｒ
(1) 〜Ｒ(8) での検索方法は本発明第一または第二実施
例と同様である。本発明第三実施例の利点は、アクセス
要求量の最も多い順に優先順位を設定するので、各要求
発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) が保持しているアクセス要求量を
均等に保つことができるところにある。

【００３７】次に、図６を参照して本発明第四実施例を
説明する。図６は本発明第四実施例の構成図である。本
発明第四実施例は、本発明第一実施例と構成は同一であ
る。本発明第四実施例の特徴は、制御回路４に検索深さ
による優先順位付与回路１２を設けたところにある。

【００３８】検索深さの浅い所にアクセス要求が存在す
れば、そのアクセス要求はより早期に発生されたもので
あることがわかる。すなわち、ＳＲ(1) 側から見て検索
深さが浅いアクセス要求は、ＳＲ(D) 側から見れば待ち
時間の長いアクセス要求である。この待ち時間の長いア
クセス要求を優先させて出力する。本発明第四実施例の
利点は、検索順序に関係なく待ち時間の長いアクセス要
求を優先できるところにある。

【００３９】図７に、本発明第一ないし第四実施例で示
した検索順序の他例を示す。図７は他の検索順序を示す
図である。本発明第一ないし第四実施例では要求発生源
Ｒ(1) 〜Ｒ(8) ごとの検索を行ったが、図７に示すよう
にシフトレジスタ６の構成要素であるＳＲ(1) 〜ＳＲ
(D) ごとに検索を行う構成とすることもできる。

【００４０】各要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) の各ＳＲ(1)
をすべて検索し、その次に各要求発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8)
の各ＳＲ(2) をすべて検索する。このようにして各要求
発生源Ｒ(1) 〜Ｒ(8) の各ＳＲ(1) 〜ＳＲ(D) 毎に検索
する構成とすることもできる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればア
クセス要求検索の個数が複数なのでアクセス許可を与え
られる確率が大幅に向上される。したがって、 アクセ
ス要求のスループットを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の構成図。

【図２】本発明第一実施例の要求発生源の構成図。

【図３】本発明第一実施例の検索順序を示す図。

【図４】本発明第二実施例の構成図。

【図５】本発明第三実施例の構成図。

【図６】本発明第四実施例の構成図。

【図７】他の検索順序を示す図。

【図８】従来例の構成図。

【図９】リングオービタを説明する図。

【符号の説明】

１₁ 〜１₈ 入力端子 ２₁ 〜２₈ 出力端子 ３ マトリクススイッチ ４ 制御回路 ６ シフトレジスタ ７ アクセス要求発生部 ９ 優先順位格納部 １０ 調停部 １１ マトリクススイッチ接断部 １２ 優先順位付与回路 ＰＲ 優先順位 ＰＲ(1) 〜ＰＲ(8) 優先順位設定部 Ｒ(1) 〜Ｒ(8) 要求発生源 ＲＡ(1) 〜ＲＡ(8) リングアービタ Ｓ(1) 〜Ｓ(8) リソース

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセス要求を発生するＮ個（Ｎは２以
   上の整数）の要求発生源と、 このアクセス要求源に共有されたＭ個（Ｍは２以上の整
   数）のリソースと、 前記Ｎ個の要求発生源が入力端子に接続され、前記Ｍ個
   のリソースが出力端子に接続されたＮ×Ｍの容量を有す
   るマトリクススイッチ手段と、 前記Ｎ個の要求発生源から発生するアクセス要求につい
   て、タイムスロット毎に１回の調停制御を行い、その調
   停制御の結果にしたがってそのタイムスロット毎に前記
   マトリクススイッチ手段の１以上の交点の接断を制御す
   る制御回路とを備えたアクセス調停方式において、 前記要求発生源毎に発生するアクセス要求の要求先のリ
   ソース番号をそれぞれ待ち行列として保持する待ちレジ
   スタを備え、 前記制御回路は、前記調停制御を前記リソース対応に順
   次行う構成であり、 前記リソース対応に行われる前記調停制御のタイミング
   に先立って、その待ちレジスタのそれぞれ設定された深
   さまでに保持されているアクセス要求のうち当該リソー
   ス番号のアクセス要求の一つを選択する選択制御手段を
   備えたことを特徴とするアクセス調停方式。
2. 【請求項２】 前記待ちレジスタの各段に対応して、そ
   の待ちレジスタに保持されているアクセス要求の優先順
   位を保持する優先順位レジスタを備え、 前記選択制御手段は、その優先順位レジスタの内容を参
   照して前記選択を実行する手段を含む請求項１記載のア
   クセス調停方式。
3. 【請求項３】 前記待ちレジスタのそれぞれ設定された
   深さまでに保持されているアクセス要求のうち当該リソ
   ース番号のアクセス要求の数を計数する手段を備え、 前記制御回路は、前記調停制御をこの計数する手段によ
   り計数された数の大きいものを優先するように制御する
   手段を含む請求項１記載のアクセス調停方式。
4. 【請求項４】 前記待ちレジスタのそれぞれ設定された
   深さまでに保持されているアクセス要求について待ち時
   間の情報が保持され、 前記制御回路は、前記リソース対応に行う調停制御はこ
   の待ち時間の長いものを優先するように制御する手段を
   含む請求項１記載のアクセス調停方式。