JPH03229350A - マルチプロセッサ装置 - Google Patents

マルチプロセッサ装置

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JPH03229350A
JPH03229350A JP2025774A JP2577490A JPH03229350A JP H03229350 A JPH03229350 A JP H03229350A JP 2025774 A JP2025774 A JP 2025774A JP 2577490 A JP2577490 A JP 2577490A JP H03229350 A JPH03229350 A JP H03229350A
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processing
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master
cpus
cpu
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Mikio Ogisu
荻須 幹雄
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、複数のCPU間の同期処理を行うマルチプロ
セッサ装置に関するものである。
従来の技術 従来、マルチプロセッサシステムにおいて同期処理が必
要な場合、各CPUがシステムクロックに同期或は非同
期しているにもかかわらず、ソフトウェアによって同期
のための処理がされていた。
第6図は、従来の一例を示した図である。4つのCP 
U八、[3,(”’、、  Dてマルチフ゛ロセ・ソサ
システムを構成し、CPUAにはタスク1.CPUBに
はタスク2、CP U Cにはタスク;(、CP U 
Dにはタスク4を割り当てている。史にタスク3は他の
タスクに比へ早く終了することが前もって解っており、
CPIJCに同期処理をさせるとし、タスク1〜4が全
て終了した後に、各タスク1〜4の結果を用いて新たな
タスクを開始するとする。
タスクl〜4の処理をスタートし、先ず最初にタスク3
が終了し、CPUCは同門処理を開始する。
CPUAがタスク1を終了し、CPUCに対し終了した
ことをソフトウェアを用いて通信する。次にCPUDが
タスク4を終了し、c P IJ Cに対し終了したこ
とをソフトウェアを用いて通信する。
最後にCPUBがタスクを終了し、CP U Cに対し
終了したことをソフトウェアを用いて通信する。
CPUCは各CPUA、B、Dからの通信結果をメモリ
に格納しておき、ある一定間隔或は連続してメモリ内容
をソフトウェアによりチエツクすることにより、各c 
p t+に割り当てたタスクが終了しているかどうかを
判断する。各タスクが終了していると、タスク1−4終
了後の処理、例えばタスク1〜4まての処理結果を用い
て実行するタスクを新たにCPUCは起動する。
発明が解決しようとする。it!a この様にソフトウェアによって同期を行う場合、各タス
クの終了から、新たに同期後の処理を行うまでに、タス
ク終了通信と通信結果のチエツクが必要であり、ソフト
ウェア負担が増大し、また、ソフトウェア処理によるオ
ーバーヘッドが発生していた。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、複数のCP
U間の同期処理を行う場合、同期処理受理をソフトウェ
ア処理で行わず、ハードウェアでシステムクロックに同
期成は非同朋に行うことにより、より高速処理が可能な
マルチプロセッサ装置を提供することを目的としている
課題を解決するための手段 本発明のマルチプロセッサ装置は、複数個のCP [J
を有し、処理を行うマルチプロセッサ装置において、各
CP Uは入力′f#そと出)1喘子を別々に持ち、各
CP[、lの入力端子は、他のCP [Jの出力端子と
順次接続されてリング状接続を形成し、マスタCPUは
自らのタスクを終rすると、出力端子から所Tの信号を
出力し、また入力端子にその所定の信号が入力されるこ
とによって他の全ての非マスタCPUがタスク処理を終
了したことを認識するものであり、非マスクCPUは、
自らのタスクを終了すると自らの入力端子と出力端子を
接続するものであることを特徴とし、また、複数個のC
PUを有し、処理を行うマルチプロセッサ装置において
、各CPUにはシステムクロック信号が入力されると共
に、それぞれのCPU間が接続され、マスタCPUは自
らのタスクを終了すると、システムクロック信号に同期
して、所定信号を他の全ての非マスクCP Uへ出力し
、また、前記システムクロック信号とは別のタイミング
で他の非マスタCPUからの出力を入力するものであり
、前記非マスクCPUは、自らのタスクの処理が終了す
ると、終了信号を出力ずろものであることを特徴とする
ものである。
作用 請求項1の本発明は、マスタCP Uが自らのタスクの
処理を終了すると、出力端子から所定信号を出力し、他
の非マスタの一つがそれを入力し、その他の非マスタは
自らのタスク処理を終了すると、自らの入力端子と出力
端子を接続するので、全ての非マスタのタスク処理が終
了すると、マスクCPtJの入力端子に所定信号が戻っ
てきて、全CPUのタスク処理が終了したことを特徴す
る請求項2の本発明は、マスタCPUは自らのタスクの
処理を終了すると、システムクロック信号に応じて、終
了信号を出力し、その他の非マスタCPUはその終了信
号を入力すると共に、自らのタスクの処理が終了すると
、自らの終了信号を出力し、マスクCPUは全ての他の
非マスタCPUが終了信号を出力したことによって全て
のCP LIのタスク処理が終了したことを認識する。
実施例 以下、本発明の実施例について、m面を参曜しながら説
明する。
第3図は、請求項1の発明の概略を示すブロック図であ
る。同図において、各CPUA、  B、  C1D、
23.24.25.26は、それぞれの入力端そ1と出
力端子2を順次接続し、リング状に接続されている。
第1図は、その同期処理信号出力端子2と同量処理IS
号入力端子10回路図である。該同期処理信号入力端子
(以下、入力端子という)lと該同期処理信号出力端子
(以下、出力端子という)2は、Pチャンネルトランジ
スタ3と、Nチャンネルトランジスタ4による接続スイ
ッチと、出力バッフ75により入力端子1からの入力信
号をそのまま出力端子2から出力できる構造を持ってい
る。
先ず、マスクCP tJに設定された場合の動作を、以
下、説明する。
同明後の処理をさせるマスタCP Uに設定するため、
マスクフラグ6を予めセットしておく。マスタCPUは
、他のCPU同様に行っている並列タスクの実行の晶終
ステップで同期フラグ7をソフトウェア的に設定する。
マスタフラグ6はインバータ回路8を介して、Pチャン
ネルトランジスタ3とNチャンネルトランジスタ1で構
成されたスイッチゲートの動作を決定するAND回路1
0に入力される。同期フラグ7もAND回路10に入力
され、マスタCPUに設定され、且つ、同期フラグ7が
設定され、同期処理後のタスク実行を行うマスタCPU
状態に選択された時点で該スイッチゲートはオフされ、
入力端子lと出力端子2はそれぞれ独立した端子となる
。出力端子2からはマスタCPU状態であることをAN
D回路11と出力バッフ75を介して出力される。入力
端子lからの入力信号はマスタフラグ6の値と共にAN
D回路12に入力され、入力信号をトリガとしてマスタ
CPUにシステムクロックと非同門に割込みをかけるこ
とができる。
次に、あるCPUがマスタCPUに設定されない場合の
動作を、第1図を用いて説明する。この場合、マスクフ
ラグ6は常にリセットされており、同期フラグ7はタス
ク開始時、リセットされているため、AND回路10に
より該スイッチゲートはオフされている。この時出力端
子2は高インピーダンス状態となる。また、入力端子l
では、マスタフラグ6によりAND回路12がオフされ
ており、割込み発生はディスエーブルされている。
タスクが終了すると、晟終ステップにおいて、ソフトウ
ェアにより同期フラグ7がセットされる。
これを受けてAND回路lOは該スイッチゲートをオン
し、入力端子lと出力端子2が接続され、入力信号がそ
のまま出力される。
第3図は、第1図の回路を用いたマルチプロセッサ装置
の構成図である。CPUA23、CPUB24、CPU
C25、CPUr)26の入力端子lと出力端子2をリ
ング状に接続する。にてマスタCPUとして、CPUC
25を選択するとする。CPUC25が並行タスクを処
理すると、内部にある同期フラグ7をセットし、CPU
C25からマスタCPU状態であるハイレベル信号を出
力する。CP UC25の入力端子lと出力端子2は、
マスタCP U設定により切り離されている。
一方、他のCPUA23、CP U B 24、CP 
UD26は、それぞれ出力が高インピーダンス状態とな
っている。タスクが終了したCPUに関しては入力端子
1と出力端子2が接続され、入力信号がそのまま出力さ
れろ。全タスクが終了した状態では、CPUC25の出
力端子2から出力されたハイレベル信号は、CPUD2
6→CPUA23→CP U B 24を通り、最終的
にCPUC25に戻ってくる。この戻ってきたハイレベ
ル信号をト慮′リガとしてCPUC25内に同期処理割
込みがハードウェアにより発生し、CPUC25では同
期後の処理が実行される。
マスクCPUはフラグ設定により任意に選択でき、シス
テムの柔軟性が向上する。同期処理をハードウェアで大
部分処理することにより、システムのスルーブツトが向
上し、高速処理が可能となる。また、本発明のシステム
の場合、各CPUのクロックが非同期であってもよく、
非同期システムを容易に実現することができる。
第4図は、請求項2の本発明の概略を示すブロック図で
ある。各CPUA’   B’、C’   D’27.
28.29.30へはシステムクロック信号が入力され
ている。また、それぞれの入出力端子!:3は互いに接
続されている。
第2図は、その同期処理信号入出力端子13の回路図で
ある。同期処理信号入出力端子(以下、入出力端子とい
う)13は、システムクロックφ、φによって入力と出
力が交互に切り替わるようになっている。
先ず、あるCPUがマスタCPUに設定された場合の動
作を、以下、説明する。
同μ月後の処理をさせるマスタCp Uに設定するため
、マスクフラグ6を予めセットしておく。マスタCPU
が他のCPU同様に行っている並列タスクの実行の最終
ステップで、同門フラグ7をソフトウェア的に設定する
。マスクCP Uに設定され、同期フラグ7が設定され
ると、マスクCPU状態となり、システムクロックφ2
0によりAND回路19からハイレベルが出力されろ。
この時A N D回路17により出力バッファl /L
はオフされ、高イノビーダンス状態となる。入力バッフ
715もマスタフラグ6の信号によりインバータ回路1
6を介し゛Cオフされろ。AND回路18にはシステム
クロックφ21のタイミングで入力され、入力信号がハ
イレベルであると割込みが発生する。
次に、CP LJがマスタCPUに設定されない場合の
動作を、第2図を用いて説明する。
この場合、マスタフラグ6は常にリセッ]・されており
、同期フラグ7はタスク開始時リセットされている。一
方、入力バッフ715を介して入力信号がう・ンヂ22
にシステl、クロックφ20のタイミングでラッチされ
る。そしてシステムクロックφ21の夕、イミングでラ
ッチ22のデータが係持出力される。入力信号がハイレ
J\ルの時、該ランチデータとマスクフラグ6によりシ
ステムクロックφ21のタイミングでAND回路17が
オンずろが、タスク開始時は同期フラグ7がリセットさ
れているため、バッフ−y I /Lからはロウレベル
が出力される。また八N 11回路19はオフされろ。
タスクが終7し、晶fγステップとこおいてソフトウェ
アにより同期フラグ7がセットされろと、システムクロ
ックφ21のタイミングで同jJlフラク7の(11と
してハイレベルが出力される。入力信号により出幻バッ
ファ14をイネ−フルにすることにより、データの受渡
しが確実に行われているかがチエツクできる。AND回
路18は、マスクフラグ6によりオフされろ。以上のよ
うな回路構成により、マスクCP trはシステムクロ
ックφ20のタイミンクで出力、システムクロックφ2
1で入力し、マスタCPU以外の他のCPUはシステム
クロックφ21て出力、システムクロックφ20で入力
する。同門処理割込みは、システムクロックφ21のタ
イミンクに同門して発生する。
第4図は、第2図の回路を用いたマルチプロセンサ装置
の構成図である。CPUA’27、CPt1B’28、
CPt1B’28、CPUD’;30の入出力端子l:
3を1本の信号線L」−に接続する。
また、同期用のクロックとしてンステムク[コ・lりφ
20を、各CP IJに入力する。にてマスタCPUと
してCPUC’29を選択する。CPUC’29が並i
〒タスクを処理すると、内部にある同期フラグをセット
し、CPtJC’ 29からマスタCPU状態であるハ
イレベル信号をシステムクロックφ20に同期して出力
する。一方他のCPUA’B’   D’27、28、
30は、 CPUC’  29の信号を受けて、タスク
が終了していれはシステムクロックφ21のタイミング
で各CPU内の同門フラグ7の(1■を出力する。この
時−つでもロウレベルを出力するCPUがあれは、ロウ
レベルを出力するように出力トランジスタのサイズが設
定されている。従って全CPU27.28.30の出力
がハイレベルにならないと、ハイレベル信号はCPUC
’ 29へ入力されない。全タスクが終了した状態てC
PUA’ 27、cptrs’ 28、C1)[ID’
30からハイレベル18号が出力され、CPIJC’2
9はこれを受けて内部に開明処理111込みをハードウ
ェアにより発生し、CP [JC’ 29で同!IJl
後の処理が開始される。マスクCP IJはフラグ設定
により任意に選択でき、システムの柔軟性が向上する。
また、同期処理の大部分をハードウェアて処理すること
により、高速処理が可能となる。また、マスクCP [
Jの信号を受け、各(i PUから同!111割込み信
号か発生するので、アクルッン処理が容易に実現できる
第5図は、本発明の同期処理シー)1ンスを示した図で
ある。CPIJCをマスタCP Uとし、並行処理てき
るタスクI〜4をそれぞれCPU 1〜4に割り当てる
。タスク1〜4は、同期後所たなタスクを開始する処理
内容であるとする。CPUCに割り当てたタスク3の開
始後に、先ず、マスクフラグ6をセットするタスク3が
終了すると、同門フラグ7か設定され、マスタc p 
t、+状態になり、同期処理が行われろ。1也のCPU
も各々のタスクが終了し次第、同期フラグをセット腰 
最後のタスクが終了した時点で同ltI′l処理が完Y
ずろ。この後、マスクCP しl Cでは新たなタスク
に起動がかかる。同期から所タスクの起動までを高速に
1〒うことかでき、システムスルーブツトが向ヒする。
発明の効果 以上のように本発明によれは、M数のCP 0間の同期
処理を行う場合、高速に同期処理を行うことができ、シ
ステムスルーブツトを改善、向上することができる。ま
た、マスタCPUを選択できろようにすることによって
マスクCP rJを容易に変更することができ、システ
ムの柔軟性を向上させろことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のマルチプロセッサHKの一実施例に
おける同期処理信号出力端子と同期処理信号入力端子の
回路図、第2図は、別の本発明のマルチプロセッサ装置
の一実施例における同期処理信号入出力端子の回路図、
第3図は、第1図の回路を用いたマルチプロセッサ装置
のブロック図、第4図は、第2図の回路を用いたマルチ
ブロセ・・lす装置のフa・ツク図、第5図は、本光明
の同町処理シーケンスを示したタイミングチャート、第
6図は、iit来の同期処理シーケンスを不したタイミ
ンクチャートである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数個のCPUを有し、処理を行うマルチプロセ
    ッサ装置において、各CPUは入力端子と出力端子を別
    々に持ち、各CPUの入力端子は、他のCPUの出力端
    子と順次接続されてリング状接続を形成し、マスタCP
    Uは自らのタスクを終了すると、出力端子から所定の信
    号を出力し、また入力端子にその所定の信号が入力され
    ることによつて他の全ての非マスタCPUがタスク処理
    を終了したことを認識するものであり、非マスタCPU
    は、自らのタスクを終了すると自らの入力端子と出力端
    子を接続するものであることを特徴とするマルチプロセ
    ッサ装置。
  2. (2)複数個のCPUを有し、処理を行うマルチプロセ
    ッサ装置において、各CPUにはシステムクロック信号
    が入力されると共に、それぞれのCPU間が接続され、
    マスタCPUは自らのタスクを終了すると、システムク
    ロック信号に同期して、所定信号を他の全ての非マスタ
    CPUへ出力し、また、前記システムクロック信号とは
    別のタイミングで他の非マスタCPUからの出力を入力
    するものであり、前記非マスタCPUは、自らのタスク
    の処理が終了すると、終了信号を出力するものであるこ
    とを特徴とするマルチプロセッサ装置。
  3. (3)マスタCPUは、任意に選択可能であることを特
    徴とする請求項1または2記載のマルチプロセッサ装置
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59176846A (ja) * 1983-03-28 1984-10-06 Agency Of Ind Science & Technol 並列デ−タ処理装置
JPS634365A (ja) * 1986-06-24 1988-01-09 Nec Corp マルチマイクロプロセツサにおける相互監視方式
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