JPH0281254A - マルチプロセッサ制御装置 - Google Patents

マルチプロセッサ制御装置

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JPH0281254A
JPH0281254A JP23250588A JP23250588A JPH0281254A JP H0281254 A JPH0281254 A JP H0281254A JP 23250588 A JP23250588 A JP 23250588A JP 23250588 A JP23250588 A JP 23250588A JP H0281254 A JPH0281254 A JP H0281254A
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JP
Japan
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processor
fifo memory
slave
memory
master processor
Prior art date
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Pending
Application number
JP23250588A
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English (en)
Inventor
Atsuhiko Nishikawa
敦彦 西川
Yoshiaki Takahashi
義明 高橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0281254A publication Critical patent/JPH0281254A/ja
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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、マルチプロセッサ制御装置に係り。
特にプロセッサ間の通信を効率良く行い、システムの処
理性能を高めるのに好適な制御装置に関する。
〔従来の技術〕
複数のプロセッサにより処理負荷を分担するマルチプロ
セッサシステムにおいて、プロセッサ間の情報の授受は
不可欠であり、その効率がシステム全体の性能に大きく
影響する。
従来のプロセッサ間通信方式としては、単純なレジスタ
渡し方式、共有メモリ方式、FIFOメモリ方式などが
ある。
このうちレジスタ渡し方式では、伝達する情報量があら
かじめ準備されたハードウェアにより制限される。
また、共有メモリ方式においては、同一エリアへのアク
セス競合を回避するための排他制御が必要となり、処理
オーバーヘッドが増大する。また、排他制御によって他
方のプロセッサに必ず待ち時間が発生し、プロセッサ数
に比例して競合する確立が増し、待ち時間の増加により
、システム性能が飽和してしまう。
FIFO方式は、プロセッサ間通信のために、FIFO
メモリを追加したもので、ハードウェア量は増すが、競
合が発生しないので、効率の良いプロセッサ間通信が実
現できる。また、近年の半導体技術の向上により2ポー
トメモリ技術が進歩し、コンパクトで大容量、高速のF
IFO・メモリが入手できる様になったため、ハードウ
ェア量に制限されずFIFOメモリの使用が可能となっ
た。
FIFOメモリを使用したプロセッサ間通信に関する従
来技術としては、特開昭62−85369.62−93
742等が挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術では、FIFOメモリからの受信側の読出
しタイミングを、受信側プロセッサがアイドル状態の時
としているため、受信側プロセッサの処理が長時間にな
ると、その間情報伝達が行われない。
一方、マルチプロセッサのシステム構成として、特開昭
62−85369に見られるような、全てのプロセッサ
が対等な立場で処理を分担する対称形マルチプロセッサ
方式と、特開昭62−93742に見られるような、1
台のマスタプロセッサと複数のスレーブプロセッサから
構成される非対称形マルチプロセッサ方式とがある。
マルチプロセッサシステムにおいては、複数のプロセッ
サが、入出力装置やメモリ等の資源を共有するため、複
数のプロセッサ間で資源の使用権を管理する排他制御が
必要となる。対称形マルチプロセッサ方式においては、
資源管理を行うために、全プロセッサが互いに協調をと
る必要があるため、そのためのオーバーヘッドが多くな
る。非対称形マルチプロセッサ方式においては、1台の
プロセッサが資源を管理するので、管理権のあるプロセ
ッサの負荷により制限されるものの、処理が簡単になる
ため、オーバーヘッドは少ない。
非対称形のマルチプロセッサ方式では、1台のマスタプ
ロセッサ上でオペレーティングシステムプログラムが実
行され、複数のスレーブプロセッサ上で、ユーザプログ
ラムが実行される。実行されるべきユーザプログラム(
以下ユーザプロセスと呼ぶ)の数は、スレーブプロセッ
サ数よりも多い場合が多いから、スレーブプロセッサは
時分割にユーザプロセスを実行する。しかしユーザプロ
セスの実行時間は各々異なるので、長いプロセスが実行
されると1次に実行されるプロセスはその分待たされる
。マルチタスキングシステムにおいては、S J F 
(Short Job First)が、最もスループ
ットの高い方法であることが知られている。すなわち、
短いプロセスを優先して実行すると、単位時間に処理さ
れるプロセス数が多くなる。
上記の様な非対称形のマルチプロセッサ方式においては
、前述の従来技術の様にアイドル状態でしかFIFOメ
モリの読出しを行わないと、長いプロセスが長い時間プ
ロセッサを占有するため。
処理するプロセス数が減少し、SJFによる効率的処理
とは反する結果になる。
本発明の目的は、非対称形のマルチプロセッサシステム
において、FIFOメモリを使って効率の良いプロセッ
サ間通信を行うと同時に、スレーブプロセッサのプロセ
ススイッチをSJFに近い形で行うことでシステム全体
のスループットを向上させることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、プロ
セスの生成消滅および資源管理を行う1台のマスタプロ
セッサと、プロセスの実行を行う1台以上のスレーブプ
ロセッサと、上記マスタプロセッサが書込み、上記スレ
ーブプロセッサが読出す第1のFIFOメモリと、上記
スレーブプロセッサが書込み、上記マスタプロセッサが
読出す第2のFIFOメモリとを有し、上記マスタプロ
セッサから上記スレーブプロセッサへのプロセス実行起
動は、第1のFIFOメモリを介して行われ、上記スレ
ーブプロセッサから上記マスタプロセッサへのプロセス
終了応答および資源使用要求は、第2のFIFOメモリ
を介して行われるマルチプロセッサシステムにおいて、 第1のFIFOメモリは、書込機所定時間経過しても読
出しが行われないと上記スレーブプロセッサに対し割込
みを入れる手段を有し、上記スレーブプロセッサは、上
記割込みを検出すると、ただちに実行中のプロセスを中
断し、新たなプロセス情報を第1のFIFOメモリから
読出す手段を有することを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、上記スレーブプロセッサ
が、資源使用要求が生じると、その要求情報を第2のF
IFOメモリに書込むと同時に、現在実行中のプロセス
を中断し、新たなプロセス情報を第1のFIFOメモリ
から読出す手段を有することを特徴とする。
〔作用〕
請求項1記載の発明では、スレーブプロセッサは、アイ
ドル状態になった時1次に実行すべきフムロセス情報を
第1のFIFOメモリから読出すとともに、マスタプロ
セッサから第1のFIFOメモリに書込みが行われた後
、所定時間経過して読出し要求割込みが発生すると、た
だちに実行中のプロセスを中断し、次に実行すべきプロ
セス情報を第1のFIFOメモリから読出す、それによ
って、長いプロセスが長時間スレーブプロセッサを占有
することをなくし、短いプロセスを優先して処理させる
ことができる。しかも、一定周期のタイマ割込みにより
プロセススイッチを行う場合と比較して、次に実行すべ
きプロセスがない時は割込みが入らないので、プロセス
実行を妨げることがない。
また、請求項2記載の発明では、資源使用要求が生じる
と、スレーブプロセッサは、要求情報を第2のFIFO
メモリに書込むと同時に、現在実行中のプロセスを中断
し、新たなプロセス情報を第1のFIFOメモ!ノから
読出す、それによって、資源使用待ちによる空き時間を
少なくし、システムの実行効率を上げることができる。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例のマルチプロセッサシステ
ムの全体構成を示す。
マスタプロセッサ2と、スレーブプロセッサ3および4
は、システムバス1に接続されている。
システムバス1には、各プロセッサの共有資源であるメ
モリ5が接続され、各プロセッサからアクセスすること
が可能である。
マスタプロセッサ2は、プロセッサ部2■と、FIFO
メモリ22とから構成されている。FIFOメモリ22
は、システムバス側からデータを書込み、プロセッサ部
21から読出せる様になっている。
スレーブプロセッサ3は、プロセッサ部31と。
FIFOメモリ32と、読出し監視タイマ33とから構
成されている。FIFOメモリ32は、システムバス側
からデータを書込み、プロセッサ部31から読出す構造
となっている。
スレーブプロセッサ4もプロセッサ3と同一の構成であ
り、41.42.43は31.32.33に対応する部
分である。
第2図はスレーブプロセッサ3の構成をさらに詳しく示
した図である。
プロセッサ部31は、データバス320とアドレスバス
310を介してシステムバス1と接続されている。FI
FOメモリ32にはデータ入力バス325と、データ出
力バス326が接続され、データ入力バス325とデー
タ出力バス326は、データバス310に接続されてい
る。
システムバス1側からFIFOメモリ32へのデータ書
込みは、書込み要求信号321を使ってシステムバス1
からデータバス320とデータ入力バス325を介して
データを送信することにより行われる。
FIFOメモリ32からのデータ読出しは、読出し要求
信号322を使ってデータ出力バス326とデータバス
320を介してプロセッサ部31にデータを送信するこ
とにより行われる。
FIFOメモリ32は、データが満杯であることを示す
Fullフラグ35と、データが空であることを示すE
+5ptyフラグ36を持っている。マスタプロセッサ
2は、システムバス1を介して、Fullフラグ35の
出力信号351を読出しFIFOメモリ32が満杯でな
いことを確認してデータを書込む。
また、プロセッサ部31もデータを読出す前に。
Emptyフラグ36の出力信号361を読み、有効な
データが入っていることを確認後、データを読出す。
第3図は読出し監視タイマ33の構成を示したものであ
る。
読出し監視タイマ33は、ワンショットマルチバイブレ
ータ331と読出し要求フラグ332とから構成されて
いる。ワンショットマルチバイブレータ331は、クリ
ア人力333がローレベルの時にクリアされ、ローレベ
ルからハイレベルに遷移するとトリガされ、外付けのコ
ンデンサ334と抵抗器335の時定数によって与えら
れるパルス幅の信号336を出力する。信号336の後
縁でフラグ332がセットされる。
今、ワンショットマルチバイブレータ331のクリア入
力333には、FIFOメモリ32のEmptyフラグ
出力361をインバータ367によって反転した信号が
入力されている。 Estptyフラグ出力361がハ
イレベルの時、すなわちFIFOメモリが空の時は、ク
リア人力333はローレベルとなり、ワンショットマル
チバイブレータ331はクリアされ続ける。
Em+ptyフラグ出力361がローレベル、すなわち
FIFOメモリ32が空でなくなると、クリア人力33
3がハイレベルとなり、マルチバイブレータ出力336
としてパルスが出力される。
FIFOメモリ32にデータの書込みがあってから所定
時間内に読出しが行われると、フラグ332のセットは
行われないが、所定時間内に読出されないと、フラグ3
32がセットされ、割込み信号34がオンになる。
その後、FIFOメモリ32が空になると、クリア入力
337がローレベルになることで、フラグ332がクリ
アされ、割込みが解除される。
第4図は、スレーブプロセッサ3の動作をタイムチャー
トで表わしたものである。
時点61では、プロセスAが終了し、プロセスAの終了
処理、すなわちマスタプロセッサ側FIFOメモリ22
への情報書込みを行い1時点62で、ディスバッチ処理
、すなわちFIFOメモリ32にデータがあるか否かを
判定し、時点63でプロセス開始処理、すなわちFIF
Oメモリ32からの情報読出しを行い、時点64でプロ
セスBの実行を開始する。
プロセスBの実行が所定時間より長いと、前述の読出し
監視タイマ33からの読出し要求割込みが入り1時点6
5で読出し要求割込み処理を行う0割込み処理は、時点
66で現プロセスを中断するための終了処理を起動し、
時点67でディスバッチ処理、時点68で次のプロセス
開始処理を行った後、プロセスCの実行を開始する。
以下、同様にプロセスD、・・・へのプロセススイッチ
が行われる。
?1.72.73はマスタプロセッサからFIFOメモ
リ32へのプロセス情報書込みのタイミングであり、書
込みと読出しが非同期で行えることを示している。
第4図には示していないが、プロセス実行中に資源使用
要求が生じた場合は、スーパバイザサービス要求処理、
すなわちマスタプロセッサ側FIFOメモリ22への情
報書込みに続いて、前述のディスバッチ処理を行ない、
FIFOメモリ32にデータがあることを確認して現プ
ロセスを中断するための終了処理の起動、次のプロセス
開始処理を行なった後、FIFOメモリ32から読出し
た次のプロセスの実行を開始する。
【発明の効果〕
請求項1記載の発明によれば、非対称形のマルチプロセ
ッサシステムにおいて、FIFOメモリを用いて競合の
ない効率的なプロセッサ間通信を実現でき、かつFIF
Oメモリからスレーブプロセッサへの読出し要求割込み
によって長いプロセスを中断し、短いプロセスを優先的
に実行させることができるので、SJFに近い制御とな
り、システム全体のスループットを向上させることがで
きる。
また、請求項2記載の発明によれば、スレーブプロセッ
サからの資源使用要求と同時に実行中のプロセスを中断
し、FIFOメモリから新たなプロセス情報の読出しを
行なわせることで、資源使用待ちによる空き時間を少な
くすることができるので、それによってもスループット
を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のマルチプロセッサシステム
の全体構成図、第2図は第1図中のスレーブプロセッサ
の詳細構成図、第3図はスレーブプロセッサ側FIFO
メモリの読出し監視タイマの構成図、第4図はスレーブ
プロセッサの動作フローチャートである。 1・・・システムバス、2・・・マスタプロセッサ、3
・・・スレーブプロセッサ、22.32・・・FIFO
メモリ、33・・・読出し監視タイマ、34・・・読出
し要求割込み信号。 椛 を 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、プロセスの生成消滅および資源管理を行う1台のマ
    スタプロセッサと、 プロセスの実行を行う1台以上のスレーブプロセッサと
    、 上記マスタプロセッサが書込み、上記スレーブプロセッ
    サが読出す第1のFIFOメモリ(先入れ先出しメモリ
    )と、 上記スレーブプロセッサが書込み、上記マスタプロセッ
    サが読出す第2のFIFOメモリとを有し、 上記マスタプロセッサから上記スレーブプロセッサへの
    プロセス実行起動は、第1のFIFOメモリを介して行
    われ、 上記スレーブプロセッサから上記マスタプロセッサへの
    プロセス終了応答および資源使用要求は、第2のFIF
    Oメモリを介して行われるマルチプロセッサシステムに
    おいて、 第1のFIFOメモリは、書込み後所定時間経過しても
    読出しが行われないと上記スレーブプロセッサに対し割
    込みを入れる手段を有し、上記スレーブプロセッサは、
    上記割込みを検出すると、ただちに実行中のプロセスを
    中断し、新たなプロセス情報を第1のFIFOメモリか
    ら読出す手段を有することを特徴とするマルチプロセッ
    サ制御装置。 2、プロセスの生成消滅および資源管理を行う1台のマ
    スタプロセッサと、 プロセスの実行を行う1台以上のスレーブプロセッサと
    、 上記マスタプロセッサが書込み、上記スレーブプロセッ
    サが読出す第1のFIFOメモリ(先入れ先出しメモリ
    )と、 上記スレーブプロセッサが書込み、上記マスタプロセッ
    サが読出す第2のFIFOメモリとを有し、 上記マスタプロセッサから上記スレーブプロセッサへの
    プロセス実行起動は、第1のFIFOメモリを介して行
    われ、 上記スレーブプロセッサから上記マスタプロセッサへの
    プロセス終了応答および資源使用要求は、第2のFIF
    Oメモリを介して行われるマルチプロセッサシステムに
    おいて、 上記スレーブプロセッサは、資源使用要求が生じると、
    その要求情報を第2のFIFOメモリに書込むと同時に
    、現在実行中のプロセスを中断し、新たなプロセス情報
    を第1のFIFOメモリから読出す手段を有することを
    特徴とするマルチプロセッサ制御装置。
JP23250588A 1988-09-19 1988-09-19 マルチプロセッサ制御装置 Pending JPH0281254A (ja)

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JPH0281254A true JPH0281254A (ja) 1990-03-22

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JP23250588A Pending JPH0281254A (ja) 1988-09-19 1988-09-19 マルチプロセッサ制御装置

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JP (1) JPH0281254A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007069464A1 (ja) * 2005-12-14 2007-06-21 Sonac Incorporated 待合わせ機構を有する演算装置
JP2012003673A (ja) * 2010-06-21 2012-01-05 Mitsubishi Electric Corp Cpu間通信システム及びcpu間通信方法
JP2017187909A (ja) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社デンソー マイクロコンピュータ及び電子制御装置

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