JPH05189368A - マルチプロセッサ装置とそのデータバス使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データ処理に要求されるサンプリング時間が相
互に異なり得る複数のプロセッサが共有のデータバスを
使用し得るよう制御するマルチプロセッサ装置とそのデ
ータバスアクセス方法を提供する。 【構成】データバス１０の使用時間およびサンプリング
時間を制御するバスアクセスコントローラ２０を各プロ
セッサ１、２、３…に接続して設け、各プロセッサのデ
ータ処理に要求されるサンプリング時間で該プロセッサ
に対するデータバスの使用時間を設定し、その使用時間
に該プロセッサが上記データの入出力をするよう各プロ
セッサに対して制御する手段を備える。 【効果】本発明によれば、データ処理が高速化できると
ともに、複数のサンプリング時間を必要とするデータ処
理を装置の中に混在させることが可能となる。さらに、
各プロセッサのサンプリング時間が変えられるため、デ
ータ処理を高効率で実施でき、かつ汎用性のあるデータ
処理を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ処理に要求され
るサンプリング時間が相互に異なる複数のプロセッサ
が、単一のデータバスを共有して使用しながら各プロセ
ッサが単独でデータ処理をできるようにしたマルチプロ
セッサ装置とそのデータバス使用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ処理を高速で実施するために、複
数のプロセッサを接続し、各プロセッサにデータ処理を
分散し、プロセッサ１台当たりのデータ処理量を軽減さ
せることで、データ処理を高速化するマルチプロセッサ
装置が用いられる。このマルチプロセッサ装置における
各プロセッサは、データ処理を独立して実施するが、分
散しているデータ処理を統合するために、各プロセッサ
間でのデータ伝送が必要であり、共有のデータバスを使
用する。このように複数のプロセッサが共有のデータバ
スを使用する従来技術例として、例えば、特公平３−２
３９４０号に記載のように、マルチプロセッサシステム
における割込みを制御する方法に関するもの、あるい
は、特公平３−３０１６９号に記載のように、複数のプ
ロセッサをシーケンシャルに呼び出す場合の制御に関す
るものなどがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
データ処理に要求されるサンプリング時間が相互に異な
り得る複数のプロセッサが相互にデータの入出力を実施
し、一連のデータ処理の一部を同時に分担して全体的に
高速処理を果たすために、共有のデータバスを簡易に使
用し得る技術について提供するものはない。複数のプロ
セッサが共有するデータバスにより、各プロセッサ間で
データを入出力する場合、各プロセッサが任意の時間に
共有データバスを使用すると、共有データバス上でデー
タの衝突が発生し、データの入出力が不可能となる。本
発明は、データ処理に要求されるサンプリング時間が相
互に異なり得る複数のプロセッサが共有のデータバスを
使用し得るよう制御するマルチプロセッサ装置とそのデ
ータバス使用方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のマルチプロセッサ装置には、例えば図１に
示すように、データバス１０の使用時間およびサンプリ
ング時間を制御するバスアクセスコントローラ２０を各
プロセッサ１、２、３…に接続して設け、各プロセッサ
のデータ処理に要求されるサンプリング時間で該プロセ
ッサに対するデータバスの使用時間を設定し、その使用
時間に該プロセッサが上記データの入出力をするよう各
プロセッサに対して制御する手段を備えることとする。
あるいはさらに、例えば図２に示すように、マルチプロ
セッサ装置の作動状態を制御するモードコントローラ５
０を上記バスアクセスコントローラ２０に接続して設
け、該モードコントローラにより上記バスアクセスコン
トローラ２０を介し各プロセッサ１、２、３…に対する
データ処理のサンプリング時間およびデータバス１０の
使用時間を可変にする手段を備えることとすれば、マル
チプロセッサ装置の作動状態（モード）に変更を要する
ような場合にも対応でき、装置としての汎用性が高まる
ので好ましい。また、上記の目的を達成するための本発
明のマルチプロセッサ装置におけるデータバスアクセス
方法では、例えば図４に示すように、各プロセッサがデ
ータバスを使用できるサンプリング時間と該サンプリン
グ時間にデータバスを使用するプロセッサを予め設定し
（４１）、設定した該サンプリング時間が到来した時点
で該当のプロセッサにデータバスを使用できるようにし
（４２）、該当のプロセッサはこれによりデータバスを
介してデータ処理に要するデータを入出力し（４３）、
該サンプリング時間のデータバスの使用時間終了時点で
当該プロセッサに対しデータバスの使用をできないよう
にする（４４）。この場合に、マルチプロセッサ装置の
作動状態に変更を要する場合に対処し、各プロセッサに
対するデータ処理のサンプリング時間を変更できるよう
にすれば一層汎用性が高められる。

【０００５】

【作用】本発明によれば、マルチプロセッサ装置におけ
る各プロセッサの共有データバスの使用時間のタイミン
グをプロセッサ個別のデータ処理に要求されるサンプリ
ング時間毎に設定し、所定の使用時間に該プロセッサ個
別にデータの入出力を実施し、所定の使用時間が終了す
ればデータの入出力ができなくなるので、サンプリング
時間が異なるプロセッサが共有データバスを使用する場
合でも共有データバス上でのデータの衝突は回避できる
ようになる。また予めきまったサンプリング時間にデー
タバスの使用のタイミングを設定するので制御も複雑さ
を要しない。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例にかかるブロック図で
ある。図１の１，２，３……は１系統のデータバス１０
を共有する各プロセッサであり、このプロセッサは、マ
イクロプロセッサによるもの、デジタルシグナルプロセ
ッサによるもの、または単なるハードウェアにより実現
した回路によるもの等を総称したもので、データ処理を
実現するための手段としてこの表現で示す。そして、定
められたサンプリング時間でデータ処理を実施するもの
である。２０は、データバス１０の使用時間を管理する
ためのバスアクセスコントローラであり、プロセッサ
１，２，３……の個々に対してデータバス１０の使用許
可を与えることで、データバス１０上のデータの流れを
管理すると共にサンプリング時間を制御する。３０は、
データバス１０を通じてプロセッサ１，２，３……間で
入出力するデータを一時保存するためのレジスタ群であ
り、プロセッサ１，２，３……が共有して使用する。４
０は、プロセッサ１，２，３……がレジスタ群３０にデ
ータを入出力する場合に、レジスタ群３０内のどのレジ
スタに対して実施するかを選択するための選択バスであ
る。

【０００７】このようなマルチプロセッサ装置におい
て、例えば、データバス１０の使用時間がプロセッサ
１，２，３……の個々に対して２０マイクロ秒ずつプロ
セッサ１から順に与えられたとし、５００マイクロ秒の
サンプリング時間間隔で回転するようにこれをバスアク
セスコントローラ２０に設定する。まず、プロセッサ１
がデータバスを使用できる時間が到来すると、バスアク
セスコントローラ２０は、プロセッサ１に対してデータ
バス１０の使用許可を２０マイクロ秒の間与える。その
後、バスアクセスコントローラ２０は、プロセッサ２，
３……の個々に対しても順次データバス１０の使用許可
を２０マイクロ秒単位で与え、５００マイクロ秒後に、
プロセッサ１に対してデータバス１０の使用許可を２０
マイクロ秒の間再び与える周期で繰り返す。データバス
１０の使用許可を受けたプロセッサ１は、レジスタ群３
０に対して選択バス４０を使用して個々のレジスタを切
り替えて、該レジスタを介してプロセッサ間でのデータ
の入出力を実施する。この時レジスタ群３０内の各レジ
スタに対するデータの内容割当ては、予め決定されてい
るものとする。次に、プロセッサ２がデータバス１０の
使用許可を受けると、プロセッサ１と同様に、レジスタ
群３０を介してプロセッサ間でのデータの入出力を実施
する。このようにして、レジスタ群３０を仲介してプロ
セッサ１，２，３……の個々の間でのデータ入出力を可
能とし、一連のデータ処理を分散した複数のプロセッサ
で実行する。

【０００８】一方、上記のようなデータ処理において、
プロセッサ１，２，３……の中の一プロセッサ、例えば
プロセッサ１に注目すると５００マイクロ秒周期でデー
タバス１０を使用できることから、サンプリング時間５
００マイクロ秒でデータ処理（または、信号処理）して
いることに等しくなる。プロセッサ１，２，３……にお
ける個々のデータ処理（または、信号処理）の内容に応
じて、このサンプリング時間を個別に設定する必要が有
る場合には、バスアクセスコントローラ２０に、例え
ば、プロセッサ１はサンプリング時間５００マイクロ
秒、プロセッサ２はサンプリング時間２５０マイクロ
秒、プロセッサ３はサンプリング時間１０００マイクロ
秒……と設定することで実現できる。

【０００９】図２は、図１の実施例にモードコントロー
ラ５０を付加した実施例である。プロセッサ１，２，３
……における個々のデータ処理（または、信号処理）の
内容が、外的要因で何種類かに変化するような場合に
は、バスアクセスコントローラ２０に外的要因に応じて
モードコントローラ５０を通じて何種類かのサンプリン
グ時間を設定し、サンプリング時間を外的要因に応じて
可変する。この外的要因とは、マルチプロセッサシステ
ムの作動状態（モード）が、何種類か存在するような場
合に、その中の一作動状態が選択されたことにより、発
生する。このモードコントローラ５０による各プロセッ
サ１，２，３……に対するデータ処理のサンプリング時
間を可変可能とすることで、マルチプロセッサシステム
に汎用性の有るデータ処理を実現させることが可能とな
る。

【００１０】図１及び図２の説明内容をタイムチャート
として一例を図３に示す。図３は、バスアクセスコント
ローラ２０の指示により、各プロセッサ１，２，３……
が、データバス１０をアクセスしている期間を示してい
る。図３は、プロセッサ１がサンプリング時間５００マ
イクロ秒、プロセッサ２がサンプリング時間２５０マイ
クロ秒、プロセッサ３がサンプリング時間１０００マイ
クロ秒……でデータバス１０をアクセスしている。これ
が、図１の一実施例によるものであり、図２の実施例で
は、各プロセッサ１，２，３……のサンプリング時間
が、可変可能となる。

【００１１】図４は、あるプロセッサに着目したデータ
バスアクセス方法の基本例をフローチャートで示すもの
である。上述の説明で既に明らかと思われるが、図１を
引用しながらデータバスアクセス方法を簡単に説明す
る。プロセッサ１，２，３……がデータバス１０を使用
できる使用時間およびサンプリング時間とそれに対応す
るプロセッサを予め設定する（４１）。設定されたサン
プリング時間が到来した時点でプロセッサ１，２，３…
…のいずれかにデータバス１０の使用許可を与える（４
２）。例えば、プロセッサ１がデータバスを使用できる
時間が到来すると、バスアクセスコントローラ２０は、
プロセッサ１に対してデータバス１０の使用許可を与え
る。データバス１０の使用許可を受けたプロセッサ１
は、レジスタ群３０に対して選択バス４０を使用して個
々のレジスタを切り替えてプロセッサ間でのデータの入
出力を実施する（４３）。この時、レジスタ群３０内の
各レジスタに対するデータの内容の割り当ては、予め決
定されているものとする。プロセッサ１のこの動作は、
バスアクセスコントローラ２０からデータバス１０の使
用許可を取り消されるまで続けることができる。バスア
クセスコントローラ２０は、プロセッサ１がデータバス
１０を使用できる時間が終了した時点で使用許可を取り
消す（４４）。次に、バスアクセスコントローラ２０が
プロセッサ２に対してデータバス１０の使用許可を与え
ると、プロセッサ２は、プロセッサ１と同様にレジスタ
群３０を介してプロセッサ間でのデータの入出力を実施
する。このようにして、プロセッサ１，２，３……間で
のデータ伝送を可能とし、分散した一連のデータ処理を
複数のプロセッサで実行する。この時、バスアクセスコ
ントローラ２０が、データバス１０の使用許可をプロセ
ッサ１に対して２回与える間に、プロセッサ２に対して
は、１回だけしか与えないとすれば、プロセッサ１のサ
ンプリング時間は、プロセッサ２のサンプリング時間の
２倍となる。これによりマルチプロセッサ装置における
各プロセッサのサンプリング時間制御が可能となる。

【００１２】以上のようなデータバスアクセス方法にお
いて、マルチプロセッサ装置の作動状態の変化に対処で
きるようにサンプリング時間を可変に制御できるように
すれば一層汎用性が高くなる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
連のデータ処理を複数のプロセッサに分散させること
で、個々のプロセッサ当たりのデータ処理量を軽減で
き、データ処理が高速化できるとともに、複数のプロセ
ッサに対してサンプリング時間を個々に設定できるため
に、複数のサンプリング時間を必要とするデータ処理を
一つの装置の中に混在させることが可能となる。さら
に、プロセッサのデータ処理内容に応じて、各プロセッ
サのサンプリング時間が変えられるため、データ処理を
高効率で実施可能であるとともに、一つの装置であるに
もかかわらず汎用性のあるデータ処理を実現させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチプロセッサ装置の１実施例を示
すブロック図。

【図２】本発明のマルチプロセッサ装置の他の実施例を
示すブロック図。

【図３】図１および図２の実施例の動作を示すタイムチ
ャート。

【図４】本発明のデータバスアクセス方法を示すフロー
チャート。

【符号の説明】

１，２，３……プロセッサ、 １０……デ
ータバス、２０……バスアクセスコントローラ、
３０……レジスタ群、４０……選択バス、
５０……モードコントローラ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のプロセッサが単一のデータバスを共
   有し、該データバスを介しデータの受け渡しをすること
   によりデータ処理を上記プロセッサ間で分担して行うマ
   ルチプロセッサ装置において、 上記データバスの使用時間およびサンプリング時間を制
   御するバスアクセスコントローラを各プロセッサに接続
   して設け、各プロセッサのデータ処理に要求されるサン
   プリング時間で該プロセッサに対するデータバスの使用
   時間を設定し、その使用時間に該プロセッサが上記デー
   タの受け渡しをするよう各プロセッサに対して制御する
   手段を備えることを特徴とするマルチプロセッサ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のマルチプロセッサ装置にお
   いて、さらに該マルチプロセッサ装置の作動状態を制御
   するモードコントローラを上記バスアクセスコントロー
   ラに接続して設け、該モードコントローラにより上記バ
   スアクセスコントローラを介し各プロセッサに対するデ
   ータ処理のサンプリング時間を可変にする手段を備える
   ことを特徴とするマルチプロセッサ装置。
3. 【請求項３】複数のプロセッサが共有の単一データバス
   を介してデータの受け渡しをしてデータ処理をプロセッ
   サ間で分担して行うマルチプロセッサ装置における、各
   プロセッサによる上記データバス使用のためのアクセス
   方法において、 各プロセッサがデータバスを使用できるサンプリング時
   間と該サンプリング時間にデータバスを使用するプロセ
   ッサを予め設定し、 設定した該サンプリング時間が到来した時点で該当のプ
   ロセッサにデータバスを使用できるようにし、 該当のプロセッサはこれによりデータバスを介してデー
   タ処理に要する転送データを入出力し、 該データバス使用時間の終了時点で当該プロセッサに対
   しデータバスの使用をできないようにすることを特徴と
   するマルチプロセッサ装置のデータバス使用方法。
4. 【請求項４】請求項３に記載のデータバスアクセス方法
   において、マルチプロセッサ装置の作動状態に変更を要
   する場合に対処し、各プロセッサに対するデータ処理の
   サンプリング時間を変更できるようにすることを特徴と
   するマルチプロセッサ装置のデータバスアクセス方法。