JPH0433056B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、基本動作クロツクで動作する複数の
装置を含むシステムにおいて、各装置間の基本動
作クロツクの位相を一致させるための位相同期方
式に関する。

〔発明の背景〕

従来、例えばマルチプロセツサシステムにおい
ては、一般に各中央処理装を動作させる基本動作
クロツクを、各中央処理装置に共通的に設けた基
本動作クロツク作成部で作成し、各中央処理装置
に供給することで中央処理装置間の同期をとつて
いた。第４図はその構成例であり、発振器１から
供給されるシステムクロツクにより、基本動作ク
ロツク作成部２０が各中央処理装置３０を動作さ
せる基本動作クロツクを作成し、各中央処理装置
３０に供給する例を示している。

このような構成は、共通部である基本動作クロ
ツク作成部の規模を小さくするために採られたも
のであるが、集積回路技術の進展に伴い、物理的
な大きさを決定する要因が論理規模ばかりでな
く、入出力端子数に依存する傾向が大きくなる
と、第４図で例示した構成では、基本動作クロツ
クを各部に分配する必要上、基本動作クロツク作
成部２０の出力端子数が、基本動作クロツクの供
給を受ける中央処理装置３０の数により決まつて
しまい、基本動作クロツク作成部２０の物理的小
規模化の限界が規定され、システムとしての小型
化の阻害要因になると共に、更にはコスト増の要
因となる恐れも出てくる。

このような欠点を取り除くための一つの方策と
して、例えば第５図に示すように、中央処理装置
対応に基本動作クロツク作成部を設ける構成が考
えられる。第５図は、例えば中央処理ユニツト２
においては、基本動作クロツク作成部２１が発振
器１のシステムクロツクにより中央処理装置２２
の基本動作クロツクを作成し、該中央処理装置２
２に供給することを示している。他の中央処理ユ
ニツトについても同様である。

第５図のような構成を採れば、基本動作クロツ
ク作成部からは、自分の中央処理ユニツト内の中
央処理装置にのみ基本動作クロツクを供給すれば
良いことになり、該中央処理ユニツト内での最適
化が可能となり、入出力端子数の削減に伴いシス
テムとしての小型化、更にはVLSI化の推進が容
易となる。また、中央処理ユニツトを単位とした
ビルデイングブロツク構成を採れば、マルチプロ
セツサシステムに適するばかりでなく、シングル
プロセツサシステムからマルチプロセツサシステ
ムへの拡張も容易となり、同一のハード構成で、
幅の広い計算機ラインアツプが可能となる。

しかしながら、第５図に示したような構成を採
る場合には、中央処理装置間の同期をとるため、
基本動作クロツク相互間の位相同期のとり方が問
題となる。

第５図に示したような同一周期の基本動作クロ
ツクで動作する複数の装置を含むシステムに於い
て、該装置間の基本動作クロツクの位相を合わせ
る方法としては、例えば特開昭59−1239号公報に
示されるように、２つの装置の基本動作クロツク
についてその位相差を検出する手段を設け、該位
相差検出手段の出力で一方の基本動作クロツク発
生手段に対する入力を停止することにより他方の
基本動作クロツクを遅延させ、相互の位相関係を
順次遷移させ、最終的に基本動作クロツク相互の
位相を合わせる方法が知られている。しかしなが
ら、この方法は、各装置間の基本動作クロツクの
位相差を検出する必要上、システムを構成する装
置数により位相差検出手段の構成が異なり、ま
た、装置数が多くなるに従つて位相差検出手段が
複雑になる傾向がある。更に位相関係を順次遷移
させて同期をとるため、基本動作クロツクが低速
であつたり、或いは散発的に発生したりするよう
な場合に同期がとれるまでに時間がかかる等の傾
向もある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、基本動作クロツクで動作する
複数の装置を含むシステムにおいて、該システム
を構成する装置数に依存することなく迅速に装置
間の同期をとる手段を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は装置対応に基本動作クロツク作成部を
設けると共に、各装置の基本動作クロツク作成部
を縦続に接続し、前段の基本動作クロツク作成部
では、当該基本動作クロツクの特定状態毎に同期
用信号を作成して後段の基本動作クロツク作成部
に供給し、後段の基本動作クロツク作成部では、
前段基本動作クロツク作成部からの前記同期用信
号を制御信号として当該基本動作クロツクを初期
状態に設定することにより、各装置の基本動作ク
ロツク相互の位相を合わせることを特徴とするも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に
より説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロツク図であ
り、２つの中央処理ユニツトからなるシステムに
本発明を適用した場合を示している。

中央処理ユニツト２は、基本動作クロツク作成
部２１と中央処理装置２２から構成され、基本動
作クロツク作成部２１は、発振器１のシステムク
ロツクから該基本動作クロツク作成部２１内で使
用する基本動作クロツクを作成する基本動作クロ
ツク作成回路２１１、前記基本クロツクから基本
動作クロツクを作成する基本動作クロツク作成回
路２１２、基本動作クロツク作成部間の同期をと
るための同期用信号を作成する同期用信号作成回
路２１３、該同期用信号を出力する同期用信号出
力端子２１５、後述する制御信号に基づいて基本
クロツク作成回路２１１を特定の状態に設定する
位相同期回路２１４、該制御信号を入力する制御
信号入力端子２１６から構成されている。同様
に、中央処理ユニツト３は基本動作クロツク作成
部３１と中央処理装置３２から構成され、基本動
作クロツク作成部３１は基本クロツク作成回路３
１１、基本動作クロツク作成回路３１２、同期用
信号作成回路３１３、同期用信号出力端子３１
５、位相同期回路３１４、制御信号入力端子３１
６から構成されている。

第１図では、中央処理ユニツト２の基本動作ク
ロツク作成部２１が基本動作クロツク相互の位相
同期を行うマスタ側、中央処理ユニツト３の基本
動作クロツク作成部３１がスレーブ側となる場合
を示している。即ち、マスク側の基本動作クロツ
ク作成部２１の同期用信号出力端子２１５とスレ
ーブ側の基本動作クロツク作成部３１の制御信号
入力端子３１６とを接続することにより、マスタ
側の基本クロツク作成回路２１１のタイミングに
基ずいて同期用信号作成回路２１３で作成された
同期用信号を、スレーブ側の位相同期回路３１４
が制御信号として受信し、基本クロツク作成回路
３１１を所定の状態に設定する。この動作によ
り、スレーブ側の基本クロツク作成回路３１１の
状態がマスタ側の基本クロツク作成回路２１１の
状態と同一になれば、両者の位相同期が確立され
たことになる。而して、マスタ側の基本クロツク
作成回路２１１の出力からスレーブ側の基本クロ
ツク作成回路３１１に状態設定信号が入力される
までには、同期用信号作成回路２１３、位相同期
回路３１４、及び、同期用信号出力端子２１５と
制御信号入力端子３１６とを接続する配線パター
ンが存在するので、これらの要素を考慮して状態
設定信号を作成すれば良いことになる。

なお、第１図に於いては、基本動作クロツク作
成回路と同期用信号作成回路、即ち、２１２と２
１３及び３１２と３１３を別ブロツクとして表現
してあるが、両ブロツクを一体化した構成でも問
題なく、また、同期用信号として基本動作クロツ
クを利用する構成でも問題ないことは明白であ
る。位相同期回路２１４，３１４と基本クロツク
作成回路２１１，３１１や、基本クロツク作成回
路２１１，３１１と基本動作クロツク作成回路２
１２，３１２についても同様のことが言える。更
に、同期用信号作成回路２１３，３１３の入力を
基本動作クロツク作成回路２１２，３１２の入力
側からとつているが、例えば、基本動作クロツク
作成回路２１２，３１２の出力側からとる構成で
も問題ないことも明白である。

次に、第２図と第３図を用いて本発明の一実施
例の動作をより詳細に説明する。第２図は、第１
図に於いて、マスタ／スレーブ側の基本クロツク
作成回路２１１，３１１を４ビツトカウンタ４
１，５１で、マスタ側の同期用信号作成回路２１
３をアンドゲート４２で、スレーブ側の位相同期
回路３１４をエツジトリガタイプのフリツプフロ
ツプ５３で構成した場合を示している。なお、第
２図では動作説明に直接関係する部分のみを示
し、第１図におけるマスタ側の位相同期回路２１
４やスレーブ側の同期用信号作成回路３１３、及
び、マスタ／スレーブ側の基本動作クロツク作成
回路２１２，３１２は省略してある。第３図は位
相同期がとれる時点の第２図各部の動作を説明す
るためのタイムチヤートである。

マスタ側の基本クロツク作成回路２１１を構成
する４ビツトカウンタ４１は発振器１から供給さ
れるシステムクロツクによりカウント動作を行
う。同期用信号作成回路２１３を構成するアンド
ゲート４２は、前記カウンタ４１のカウント値
“14”でパルス（同期用信号）を発生すべく構成
されている。尚、該アンドゲート４２の入力側の
丸印は否定論理を表現するものである。カウンタ
４１のカウント値“14”で発生した同期用信号は
制御信号としてスレーブ側の位相同期回路３１４
に送られる。該位相同期回路３１４では、それを
構成するエツジトリガタイプのフリツプフロツプ
５３が、素子遅延及び配線遅延等で遅延時間を持
つて送られてきた前記同期用信号を、前記カウン
タ４１のカウント値“15”、即ち、１マスタクロ
ツク遅れたタイミングで保持・出力する。このよ
うにして前記カウンタ４１のカウント値“15”の
タイミングで発生した信号は、スレーブ側の基本
クロツク作成回路３１１の状態設定用信号として
該基本クロツク作成回路３１１を構成する４ビツ
トカウンタ５１のロード端子に供給される。この
状態設定用信号は素子遅延等及び配線遅延等で遅
延時間が生じ、結局、前記カウンタ４１のカウン
ト値“０”のタイミングで、スレーブ側の基本ク
ロツク作成回路３１１を構成する４ビツトカウン
タ５１は該カウンタ５１のデータ入力D0〜３に
設定された値“０”に初期設定される。第３図の
矢印が前記カウンタ５１を“０”に初期設定する
時点を示している。

以上のようにして、マスタ側のカウンタ４１の
カウント値が“０”の時点でスレーブ側のカウン
タ５１も“０”にロードされるため、第３図で示
した矢印より前の時点でスレーブ側のカウンタ５
１のカウント値がどのような値であろうとも、該
矢印の時点でマスタ側とスレーブ側の同期がとれ
ることになる。しかも、以上の同期動作はマスタ
側で同期用信号が発生すれば即座に実施されるた
め、同期引込み動作の迅速性も保証されることに
なる。

第１図は中央処理ユニツトが２と３の２台から
なる場合であるが、３台の場合は、中央処理ユニ
ツト３の基本動作クロツク作成部３１をマスタ側
として、その同期用作成回路３１３で作成した同
期用信号を端子３１５により、後段の中央処理ユ
ニツトにおける基本動作クロツク作成部の位相同
期回路に供給するようにすればよい。或いは、中
央処理ユニツト２をシステム全体のマスタとし
て、その同期用信号作成回路２１３で作成した同
期用信号を端子２１５により、後段即ち３台目以
降の中央処理ユニツトにおける基本動作クロツク
作成部の位相同期回路に、中央処理ユニツト３に
対して同様に供給すればよい。もちろん、これら
２つの方法を組み合わせることも可能である。い
ずれの場合でも、以下、同様にして、任意の数を
装置からなるシステムに適用することが可能であ
る。また、同期用信号作成回路と位相同期回路の
数は、基本動作クロツクの供給を受ける装置の数
と必ずしも一致する必要のないことも容易に理解
されるところである。即ち、上記前者の方法に於
いては、初段装置の位相同期回路及び最終段装置
の同期用信号作成回路は必須ではなく、上記後者
の方法に於いては、前段即ちマスタ側の位相同期
回路及び後段即ちスレーブ側の同期用信号作成回
路は必須ではない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、独立に作
成した複数の装置の基本動作クロツクを迅速に、
かつ装置の数によらない回路構成で同期化するこ
とができるため、装置の増設が低コストで、かつ
容易に実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図は第１図における主要部分の詳細図、第３図は
第２図の動作を説明するためのタイミングチヤー
ト、第４図及び第５図は従来の構成例を示す図で
ある。 １…発振器、２，３…中央処理ユニツト、２
１，３１…基本動作クロツク、２２，３２…中央
処理装置、２１１，３１１…基本クロツク作成回
路、２１２，３１２…基本動作クロツク作成回
路、２１３，３１３…同期用信号作成回路、２１
４，３１４…位相同期回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一周期の基本動作クロツクで動作し、且
   つ、各々がシステムクロツクにより基本動作クロ
   ツクを作成する基本動作クロツク作成手段を有す
   る複数の独立した装置からなるシステムにおい
   て、各装置の基本動作クロツク相互の位相を合わ
   せる位相同期方式であつて、 各装置の基本動作クロツク作成手段に、当該基
   本動作クロツクの特定状態毎に同期用信号を作成
   する同期用信号作成手段と、制御信号により当該
   基本動作クロツクを初期状態に設定する位相同期
   手段とを設け、 各装置間で前記同期用信号作成手段と前記位相
   同期手段とを縦続に接続し、前段装置は当該同期
   用信号作成手段からの同期用信号を後段装置に送
   り、後段装置は前段装置から送られてきた前記同
   期用信号を当該位相同期手段の制御信号とするこ
   とを特徴とする位相同期方式。