JPH03250355A - マルチプロセッサシステムのプロセッサ間通信方法 - 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〕 本発明は複数のプロセッサ間でメツセージ交換を行うマ
ルチプロセッサシステムのプロセッサ間通信方法に関す
る。

〔従来の技術〕

第４図は、一般的なマルチプロセッサシステムの構成を
示す概略構成図である。同図において、プロセッサ（ロ
ーカルメモリを含む）ＰＩ〜Ｐｎと共有メモリ４１は、
システムバス４２を介して接続されており、各プロセッ
サは、共有メモリ４１にアクセスして他の任意のプロセ
ッサに割り込みを発生させることにより、プロセッサ間
通信を行うことができる。

従来のマルチプロセッサシステムには、第５図に示すよ
うに、共有メモリ４１内に、プロセッサＰ１、Ｐ２、・
・・Ｐｎにそれぞれ対応して固定領域４１−１〜４１−
ｎが割り付けされ、さらにそれらの固定領域には、自己
以外の各プロセッサ（すなわち、（ｎ　−１，）のプロ
セッサ）に対応して、各プロセッサからのメツセージか
書き込まれるメツセージ書き込み用固定領域か設けられ
ているものがある。なお第５図において、ｒ　Ｉｎｔｅ
ｒｒｕｐｔ（記号Ｘ−記号Ｙ）Ｊは、プロセッサＰＸか
らプロセッサＰＹへの割り込みが発生することを示して
おり、例えば、図中矢印Ａで示すｒ　Ｉｎｔｅｒｒｕｐ
ｔ（？１）Ｊは、プロセッサＰ２からプロセッサＰ１へ
の割り込みが発生することを示している。また図中、各
固定領域内において斜線で示す升目以外の升目部分、例
えば矢印Ｂて示す升目部分は、メツセージ書き込ろ用固
定領域を示している。

上述したマルチプロセッサシステムにおいて、各プロセ
ッサが、共有メモリ４１を使用してプロセッサ間通信を
行う場合、例えばプロセッサＰ２がプロセッサＰ１に対
して割り込みを発生させる場合は、プロセッサＰ１に対
応する固定領域４１１における自己用のメツセージ書き
込み用固定領域にメツセージを書き込んで割り込み（Ｉ
ｎｔｅｒｒｕｐｔ（２−’１．））を発生させる。一方
プロセッサＰ１では、割り込み（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ（
？１．））か発生すると、プロセッサＰ２に対応するメ
ツセージ書き込み用固定領域をアクセスして、割り込み
処理を実行する。

この場合、共有メモリ領域（メツセージ書き込み用固定
領域）のアドレスは通信する両者が予め認識している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上記従来のマルチプロセッサシステムでは、ｎ
個のプロセッサを対等に動作させるには、メツセージ書
き込み用固定領域（共有メモリ内）及び割り込みの種類
を共に（ｎＸ（ｎ−１，））個分設定しなければならず
、ｎが大きいときは、非常に多くの、かつ回路構成が複
雑な割り込み処理用のハードウェアが必要になってしま
う。さらに多くのハードウェアが必要となるので、その
構成要素である部品が増大しコストアップになってしま
うという欠点があった。

本発明は上記欠点を解消し、多くのプロセッサがある場
合であっても、単純化した回路構成で、かつ最小限のハ
ードウェア資源でプロセッサ開通信を行うことのできる
マルチプロセッサシステムのプロセッサ間通信方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数のプロセッサと、それらのプロセッサが
共通にアクセスできる共有メモリとを有するマルチプロ
セッサシステムにおいて、前記共有メモリには各プロセ
ッサに対応して自己以外の全てのプロセッサからの割り
込み要求に対してアクセスを許可するか否かの情報を与
える共通のメツセージ領域を設け、各プロセッサは、通
信相手のプロセッサに対応するメツセージ領域にアクセ
スを許可する情報が示されていた場合は、当該領域に所
定のメツセージを書込んで当該プロセッサに割り込みを
発生させるように構成したものである。

〔作用〕

本発明のプロセッサ間通信方法によれば、共有メモリに
は、ｎ個のプロセッサに対応するｎ個の共通のメツセー
ジ領域（他の全てのプロセッサが割り込みを発生させる
ための領域）を設けている。

そして各プロセッサは、割り込み要求に際し、通信相手
のプロセッサに対応するメツセージ領域を参照し、アク
セスを許可する情報が示されていた場合は、当該領域に
自己の識別情報及びメツセージの書き込みを行い、また
自己のメツセージ領域を参照して割り込みか発生してい
た場合は当該割り込み処理を実行する。

従って、ｎ個のプロセッサが存在する場合は、ｎに比例
する所定の構成要素から成る割り込み処理用のハードウ
ェアで良いことと−なり、多くのプロセッサがある場合
であっても、最小限のハードウェア資源でプロセッサ間
通信が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るプロセッサ間通信方法の実施例を添
付図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係るプロセッサ間通信方法を適用した
マルチプロセッサシステムの一実施例を示す構成図であ
る。同図において、第４図に示したマルチプロセッサシ
ステムにおける構成部分と同様の機能を果たす部分には
同一の符号を付している。

第１図において、共有メモリ１０には、プロセッサＰ１
、Ｐ２、・・・　Ｐｎにそれぞれ対応して、メツセージ
書き込み用固定領域（以下、固定領域という）１０刊、
１０−２、・＝　　１０−ｎが割り付けされている。こ
れらの各固定領域は、上述したメツセージ領域の機能を
果し、対応する自己のプロセッサ以外の全てのプロセッ
サからの割り込み情報が書き込まれる。例えば、第１図
の固定領域１０−１内に示されている［（２〜Ｉ＋）→
１）」は、プロセッサＰ１以外の他の全てのプロセッサ
Ｐ２〜Ｐｎからの割り込み情報が書き込まれることを示
している。また同様のことが、他の固定領域１ｏ−２，
１０−３、・・　］０−ｎについてもいえる。ただし、
同図の固定領域１０−２．１０−３には、表現を簡単に
するためＩ”　（１，−ｎ）→２　Ｊ、ｒ　（１〜ｎ）
−３Ｊと記載されているが、正確には「（１，３〜ｎ戸
２」、「（１，２，４〜ｎ）−３」である。

すなわち共有メモリ］０には、ｎ個のプロセッサに対応
してｎ個の固定領域が割り付けされ、所定のプロセッサ
への通信には、そのプロセッサに対応する固定領域が使
用される。なお各固定領域（共有メモリの各エントリ）
には、対応するプロセッサへのアクセスを許可するか否
かのフラグ（セマフォフラグ）と割り込み元の識別情報
（ＩＤ）を含むものとする。

一方、割り込みも、ｎ個のプロセッサに対応（つまり割
り込みをかけられる側のプロセッサに対応）しており、
そのプロセッサへの通信を行う場合の割り込みは全て同
一のものが使用される。

従って、固定領域および割り込み（１ｎｔｅｒｒｕｐｔ
　）の種類も、ｎ個のプロセッサに対応してｎ個だけ設
定されることになる。

なお、第１図の図中矢印Ａて示す点線内に囲まれた部分
のｒ　Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ（（２〜ｎ）→１）」は、プ
ロセッサＰ］への他のプロセッサＰ２〜Ｐｎからの割り
込みか発生することを示している。同様に、プロセッサ
Ｐ２に対するｒ　Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ（（１〜ｎ）−２
）Ｊ　、−Ｐｎに対するｒ　Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ（（１
〜ｎ−１）＝ｎ）　Ｊも、それぞれ該当するプロセッサ
Ｐ２、・・　Ｐｎへの他のプロセッサ（ＰＩ、Ｐ３〜Ｐ
ｎ）　、・・・　プロセッサ（ＰＩ〜Ｐ（ｎ−１，））
からの割り込みが発生ずることを示している。

次に上記マルチプロセッサシステムのプロセッサ間通信
処理動作を第２図及び第３図を用いて説明する。

ここに、割り込みをかける側のプロセッサをプロセッサ
Ｐ１とし、また割り込みをかけられる側のプロセッサを
プロセッサＰ２とする。

最初に、割り込みをかける側のプロセッサの割り込み処
理について第２図を用いて説明する。

プロセッサＰ１は、プロセッサ間通信の要求元からの割
り込み処理要求を受は付け（ステップ２０）、割り込み
をかけたい通信相手のプロセッサ（この例ではプロセッ
サＰ２）に対応する共有メモリ１０の固定領域（この例
では固定領域１ｏ−２（第１図参照））のセマフォフラ
グをテストアンドセット命令でアクセスして、通信相手
に割り込みをかける権利を確保する。

すなわち、プロセッサＰ１は、固定領域、１．０−２内
のセマフォフラグかオンか否かを判断しくステップ２］
）、オフの場合には割り込み許可であると認識（割り込
みをかける権利を確保てきたと認識）して、通信相手の
プロセッサに対応する固定領域すなわち固定領域１０−
２に、自己のプロセッサ識別情報（ＩＤ）及び必要なメ
ツセージを書き込み（ステップ２２）、通信相手のプロ
セッサＰ２に割り込みを発生させ（ステップ２３）、そ
の後、次の割り込み処理要求に備えてリターンする。

なお、上記ステップ２１において通信相手がビジィ−（
Ｂｕｓｙ）であった場合（セマフォフラグがオンの場合
）は、エラーコード（Ｂｕｓｙ）を設定して（ステップ
２４）、その旨をプロセッサ間通信の要求元へ通知し、
リトライを促す。

続いて、割り込みをかけられる側のプロセッサの処理に
ついて第３図を用いて説明する。

割り込みをかけられる側のプロセッサとしてのプロセッ
サＰ２は、他のプロセッサがらの割り込みが発生（この
例ではプロセッサＰ１がらの割り込みが発生）した場合
は（ステップ３０）、自己のプロセッサ内の図示しない
レジスタの値（例えば自己の現在の状態）を退避させ（
ステップ３１）その後、自己のプロセッサに対応する固
定領域１．０−２（第１図参照）に書かれているプロセ
ッサＩＤ及びメツセージを読出し、さらにそれらの情報
に基づいてとこからの通信でとのような内容かを識別し
、該当する処理タスクに渡す（ステップ３２）。

次にプロセッサＰ２は、自己のプロセッサに対する固定
領域１０−２内のセマフォフラグをクリアにして（ステ
ップ３３）、レジスタの値を復帰させ（ステップ３４）
、さらに割り込み処理を終了して（ステップ３５）、次
の割り込み要求に備えリターンする。

以上説明したように本実施例によれば、プロセッサの数
をｎとした場合、ハードウェアの構成要素は、従来では
（ｎＸ（ｎ−１））に比例する増分たったものが、ｎに
比例する増分てすむ。

すなわち、ｎ個のプロセッサがお互いに対等な立場で任
意の相手と通信を行うマルチプロセッサシステムの場合
であっても、従来の如く、メツセージ書き込み用固定領
域及び割り込みの種類をそれぞれ（ｎＸ（ｎ−１））個
にする必要はなく、メツセージ書き込み用固定領域及び
割り込みの種類は共にｎ個で良いので、割り込み処理用
のノへ−ドウェアの回路構成を単純化でき、また／％−
Ｆウェアの構成要素（部品）を最小限に抑制することか
できる。

従って、安価なマルチプロセッサシステムを提供するこ
とかできるとともに、最小限のハードウェア資源でプロ
セッサ間通信を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、共有メモリには、
ｎ個のプロセッサに対応したｎ個のメソセージ領域を設
け、所定のプロセッサへの通信には、他の全てのプロセ
ッサは、所定のプロセッサに対応する共通のメツセージ
領域にアクセスするようにしたため、ｎに比例する構成
要素から成る割り込み処理用のハードウェアを設定すれ
ば良いこととなり、最小限のハードウェア資源でプロセ
ッサ間通信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプロセッサ間通信方法を適用した
マルチプロセッサシステムの一実施例を示す構成図、第
２図および第３図は割り込み処理動作を示すフローチャ
ート、第４図は一般的なマルチプロセッサシステムの構
成を示す概略構成図、第５図は従来のマルチプロセッサ
システムの構成を示す構成図である。 Ｐ］、Ｐ２、Ｐｎ・・プロセッサ、１０・共有メモリ、
１０−１．１０−２．１０−３．１０−ｎ・・・メツセ
ージ書き込み用固定領域、４２・・システムバス。 第４図 ３３９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のプロセッサと、それらのプロセッサが共通にアク
   セスできる共有メモリとを有するマルチプロセッサシス
   テムにおいて、 前記共有メモリには各プロセッサに対応して自己以外の
   全てのプロセッサからの割り込み要求に対してアクセス
   を許可するか否かの情報を与える共通のメッセージ領域
   を設け、各プロセッサは、通信相手のプロセッサに対応
   するメッセージ領域にアクセスを許可する情報が示され
   ていた場合は、当該領域に所定のメッセージを書込んで
   当該プロセッサに割り込みを発生させるようにしたこと
   を特徴とするマルチプロセッサシステムのプロセッサ間
   通信方法。