JPH0823859B2

JPH0823859B2 - データ処理システム

Info

Publication number: JPH0823859B2
Application number: JP3199906A
Authority: JP
Inventors: ジェラルド・ドナルド・ボルト; ステファン・デール・ハンナ; ロバート・エリック・ボゲルスバーグ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1991-07-16
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH04230563A; US5377334A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御マスタ及び制御ス
レーブを使用する複数の装置（デバイス）によってデー
タ処理システムの諸資源（リソース）を制御することに
係り、更に詳細に説明すれば、種々の速度及び能力を有
する複数の装置のネットワークにおいて、任意の制御マ
スタを任意の制御スレーブと協働させることにより、か
かる資源を適切に利用することに係る。特定の用途にお
いては、本発明は、複数のバス・マスタが一のシステム
・バスへのアクセス及び制御を競合していて、一のアー
ビトレーション・コントローラを通してこれを獲得する
場合に、そのバス制御マスタ及びバス制御スレーブを非
同期的に協働させてデータ転送を行わせることに係る。

【０００２】通常、電子計算機システムは、そのプロセ
ッサが有効に機能するために入出力装置にアクセスする
ことを必要とする。最も効率的に動作するためには、こ
れらの装置が中央プロセッサと独立に動作することが必
要である。即ち、中央処理ユニットが入出力装置を制御
していた初期の電子計算機システムとは異なり、最近の
電子計算機は、一部の処理機能を入出力装置内に移し
て、中央プロセッサと入出力装置が同時に且つ独立に動
作することができるように設計されている。しかしなが
ら、かかる入出力装置は、必要に応じて、他の装置及び
中央プロセッサと共有された諸資源をアクセスしなけれ
ばならない。例えば、主メモリは、共有資源であること
が多く、システム・バスを介してアクセスされる。この
場合、複数の中央プロセッサが主メモリに格納されたデ
ータを処理し、また幾つかの装置がシステム外からのデ
ータを主メモリに格納している間に、他の装置が主メモ
リからデータを読出して、これをシステム外で使用（例
えば、計算及び処理結果を印字）することがある。

【０００３】中央プロセッサの作業との干渉を低減させ
るために、ダイレクト・メモリ・アクセス（ＤＭＡ）と
呼ばれる技法を使用して、中央プロセッサの介入を必要
とすることなく、装置がメモリの読出し又は書込みを行
えるようにしている。即ち、装置に予め格納されている
データ用のメモリ・アドレスを使用して、メモリを１サ
イクル以上の期間にわたってアドレスしている間、中央
プロセッサ及び他の装置は、このメモリをアクセスする
ことを禁止される。ＤＭＡプロセスは、メモリへのアク
セスを必ずしも規則的又は定期的に必要とせず、しかも
アクセスを行う際に中央システムに非同期的に割込むこ
とから、あたかも割込み手順のように動作するものであ
る。このＤＭＡプロセスは、サイクル・スチールとも呼
ばれる。

【０００４】全ての装置がシステム・バスを同時にアク
セスすることはできないが、これは別個の信号を識別す
る方法がないという理由による。従って、全ての装置の
要件を満足するように、資源に対するリクエスト相互間
のアービトレーションを行わなければならない。一のバ
ス・マスタがシステム・バスの制御を獲得すると、その
バス制御マスタは一のバス制御スレーブと協動して、メ
モリにおいて関連する機能（例えば、ＤＭＡ装置からの
メモリへの書込み又は読出し）を実行する。

【０００５】従来技術のバス制御マスタ及びバス制御ス
レーブは、制御信号をサンプリングして、これらの制御
信号を、その前縁部及び後縁部の両縁部でローカル・ク
ロックに同期させるようにしている。これは、タイミン
グ・ハザードや偽信号に対する不正な応答を回避すると
いう点で、安全な接近方法である。

【０００６】互いに協働するように設計されたバス制御
マスタ及びバス制御スレーブが限られた数だけ設けられ
ているシステムでは、このようなタイミング・ハザード
は、必ずしも問題とならない。これに対し、このような
バス制御マスタ及びバス制御スレーブが広範囲に変化す
る動作パラメータを有するか、又はこのようなバス制御
マスタ及びバス制御スレーブの個数が制限されていない
場合には、タイミング・ハザードが問題を惹起する。

【０００７】バス制御スレーブを選択した信号が不活性
となる場合、当該バス制御スレーブは、これに直ちには
応答しないで、非同期的な選択信号がローカル・クロッ
クと一致するまで、即ち２クロック・サイクルが経過す
るまで、その応答を遅延させる。このようにローカル・
クロックに対して同期化させると、当該バス制御スレー
ブは、その内部にあるシーケンシング論理がローカル・
クロックを外部信号と一致させる動作を完了し且つその
初期状態に戻るまで、次の選択信号に応答するのを禁止
されることになる。

【０００８】同様に、バス制御マスタは、以前に選択さ
れたバス制御スレーブからの肯定応答信号が不活性とな
るまで、次のバス制御スレーブを選択する信号の活性化
を遅延させる。このようにすると、以前に選択されたバ
ス制御スレーブからの肯定応答信号が、次の選択信号の
肯定応答として誤って解釈されるのを防止することがで
きる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、選択信
号及び肯定応答信号の後縁部を同期化させると、単一の
システム・バスに結合されたバス制御マスタとバス制御
スレーブの間の速度差に起因して生じ得る処の、タイミ
ング・ハザードや異常動作を防止することができる。例
えば、高速のバス制御マスタが低速のバス制御スレーブ
をオーバランする場合、他のバス制御スレーブが実際に
選択されたと想定されるときであっても、バス制御マス
タが低速のバス制御スレーブとリンクされたままに留ま
っていることがあり得る。他方、低速のバス制御マスタ
が以前の肯定応答信号の不活性状態を検出する前に、高
速のバス制御スレーブが、非同期的な選択信号に対する
肯定応答信号を活性化する場合には、（同期化された肯
定応答信号の不活性化が、バス制御のインタロックに従
わなければならないという理由で）偽のバス・エラー表
示が生ずることがあり得る。従って、後縁部及び前縁部
の同期化が必要と考えられていた。

【００１０】この問題に対する従来技術の解決方法は、
次の米国特許に記述されている。米国特許第３８８６５
２４号には、各々が複数のリクエスト間のアービトレー
ションを行う論理回路を有する処の、複数のバス・マス
タの接続法が開示されている。全ての論理回路に共通の
３本の線から成るバスに接続されたバス・マスタ間で、
優先順位が自己決定されるようになっている。バスの制
御を有するバス・マスタが、アクセス・グラント信号を
送出する。これは、制御中のバス・マスタがそのデータ
転送を完了するまで、他のバス・マスタをロック・アウ
トするために使用される。

【００１１】米国特許第３９９７８９６号には、バス・
マスタ及びバス・スレーブの間でデータを転送するため
に２サイクルを使用し、第１のサイクルがデータ転送を
開始するためのものであり、第２のサイクルが実際にデ
ータを転送するためのものである方式が開示されてい
る。第１対のバス・マスタ及びバス・スレーブの間のデ
ータ転送の開始と実際のデータ転送の間の遅延を排除す
るために、当該第１対の第１及び第２サイクルの間に、
第２対のバス・マスタ及びバス・スレーブが通信を行う
ことができるようにされている。

【００１２】米国特許第４０８４２３３号には、種々の
装置とデータを送受するようにプロセッサにより制御さ
れた通信チャネルが開示されている。なお、これらの装
置の全ては、タイミング・ハザードや異常動作を防止す
るため、共通のシステム・クロックに基づいて動作する
ように配設されている。

【００１３】米国特許第４１０６１０４号には、複数の
装置による一のバスへのアクセスを制御するための、共
通の制御ユニットが開示されている。低い優先順位を有
する装置の転送プロセスは、一層高い優先順位を有する
装置がこのバスを使用することができるように、割り込
み可能となっている。また、これらの装置の幾つかのも
のを共通の制御ユニットの両側に接続することができる
ように、これらの装置と共通の制御ユニットとの接続が
工夫されている。

【００１４】米国特許第４１４８０１１号には、バスへ
のアクセスを競合する複数の装置へビジー信号を結合す
るようにしたシステムが開示されている。制御論理は、
共通のビジー線を有するそれぞれの装置の間に分散され
る。共通のビジー線は、バスを制御中のバス・マスタが
データを転送している間に、他のバス・マスタをホール
ド・オフすることにより、タイミング・ハザードを回避
するようにしている。

【００１５】米国特許第４３９０９６９号には、リクエ
スト信号及び肯定応答信号を互いにオーバラップさせな
いように、リターン・ツー・ゼロ方式とも呼ばれる４サ
イクル信号を使用した非同期式データ転送システムが開
示されている。安定性を保証し且つタイミング・ハザー
ドを回避するために、これらの信号の縁部は、回路状態
を安定化させる時間を与える処の、一定の持続時間を持
つパルスを発生する。この従来技術とは対照的に、本発
明では、一定の持続時間を持つパルスによりもたらされ
る遅延のない、ノン・リターン・ツー・ゼロ方式とも呼
ばれる２サイクルを使用している。

【００１６】米国特許第４６６０１６９号には、バス肯
定応答（グラント）信号が受信される場合に、同期上の
遅延を生ぜしめることなく、一のバス・マスタがバスの
制御を獲得することができるようにした非同期式デイジ
ー・チェーン構成が開示されている。このバス・マスタ
は、当該バス・マスタがバスに対するその必要性を決定
する場合のバス・グラント信号の安定性を保証するた
め、ローカルのバス・リクエスト信号が発行される前の
短い期間にわたって、複数の同期ラッチのセッティング
を遅延させてデイジー・チェーン中の次のバス・マスタ
へ当該バス・グラント信号が転送されるのを防止するよ
うに、当該複数の同期ラッチのセッティングを禁止す
る。もしこのバス・マスタがバスの制御を必要とすれ
ば、当該バス・マスタは、バスの制御を獲得することを
完了し且つ当該バス・マスタが制御を獲得したことをバ
ス・アービタへ通知するのに十分な期間の間、同期ラッ
チのセッティングを継続的に遅延させるようにしてい
る。これに対し、本発明は、かかるラッチのセッティン
グにおける遅延を排除するとともに、バス・マスタの数
が或る限度を超えるときに生ずるようなタイミング上の
問題をも排除するようにしているのである。

【００１７】米国特許第４７７９０８９号には、複数の
非同期式バス・マスタを有するが、バス・マスタの動作
が非同期のときは同期信号を使用してバスを制御するこ
とにより、前述のタイミング・ハザードを回避するよう
にしたシステムが開示されている。

【００１８】米国特許第４８０３４８１号には、マスタ
・ユニットとスレーブ・ユニットの間にコール線を設
け、マスタ線及びスレーブ線の論理レベルが同じレベル
にあるときはマスタ・ユニットが通信を行い、これらの
論理レベルが異なるときはスレーブ・ユニットが通信を
行うようにした方式が開示されている。かかる直接通信
の要件は、単一のシステムで使用することができるバス
・マスタ及びバス・スレーブの種類を制限するのみなら
ず、タイミング・ハザードを回避する必要性をも排除す
るものである。

【００１９】米国特許第４８１７０３７号には、スレー
ブ・マスタが、指定されたバス・マスタに対し、一時的
な通信のために新しいバス・マスタを指定すべきである
ことを指示可能にするプロトコルを使用して、複数のバ
ス・サイクル動作をオーバラップさせるようにしたシス
テムが開示されている。異なる一のバス・マスタとの通
信は、指定されたバス・マスタとの通信の間に行われ
る。これらの動作は、通信プロセスのために使用される
諸信号を同期させる信号により制御される。

【００２０】米国特許第４８２１１７０号には、少なく
とも２つのシステム・バスを有する複数のホスト・プロ
セッサが開示されている。ＤＭＡ装置は、バス・アービ
トレーションを制御するとともに、専用マイクロ・プロ
セッサと高速バスとの間でデータを交換するためのリク
エストに応答して、交互的なバス・クロック・サイクル
を割り当てるように作用する。実際には、これらのバス
・クロック・サイクルは、同期動作を与える。

【００２１】米国特許第４８４７７５０号には、ＤＭＡ
装置のアドレスを順次に格納するための二重ポートを持
つフレーム・マップ・メモリを使用したデータ獲得法が
開示されている。データは、非順次アドレスを有する種
々の周辺装置から計算機の順次ロケーションへ、またそ
の逆に迅速に転送される。この構成では、システムを使
用する装置の数及び速度の範囲が制限される。

【００２２】更に、米国特許第４８８７２６２号には、
アービトレーション・フィールド及びデータ・フィール
ドから成るメッセージを使用する非同期式バス・マスタ
が開示されている。しかしながら、これは、その動作が
全体として非同期とはならないように、複数のバス・マ
スタの動作を同期化することに依存するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明のシステムは、バ
ス制御マスタ及びバス制御スレーブの各々のクロックが
互いに独立していて、広範囲の速度で走行するという点
で、全体として非同期となるように設計されている。バ
ス制御マスタ及びバス制御スレーブの数は、制限されな
い。

【００２４】本発明によれば、バス制御マスタはバス制
御スレーブを選択して、このバス制御スレーブにより制
御されるシステム・バスをアクセスする。このバス制御
スレーブは、選択信号に応答して、このシステム・バス
へのアクセスを許容するとともに、このシステム・バス
が利用中であることを指示する肯定応答信号を供給す
る。この肯定応答信号はこのシステム・バスの利用が完
了すると直ちに終了するが、バス制御マスタは、それが
安定状態となり且つ前記選択信号を終了させるまで、こ
の肯定応答信号を維持する。バス制御スレーブは、それ
が初期状態となるまで、この選択信号を維持する。

【００２５】これらのバス制御マスタ及びバス制御スレ
ーブは互いに非同期に動作するが、それらが安定状態と
なるまで、前記選択信号及び肯定応答信号を維持するこ
とにより、偽信号に対する応答を防止する。

【００２６】システムの停止（ハングアップ）を防止す
るために、バス制御マスタは、もし肯定応答信号が受信
されなければ、所定時間後に前記選択信号を終了させ
る。更に、バス制御マスタは、２つ以上のバス制御スレ
ーブが選択される可能性がある場合（例えば、前記選択
信号にパリティ・エラーが存在する場合）には、前記選
択信号を禁止する。

【００２７】

【実施例】以下、複数のバス・マスタの１つがシステム
・バスへのアクセスを獲得し且つこれを制御することに
関連して、本発明の実施例を説明する。図１において、
一のバス・マスタは、バス・マスタ・コントローラ１０
１と、バス制御マスタ１０３と、バス制御スレーブ１０
５から構成されるものとして図示されている。他のバス
・マスタを構成する２つのバス・マスタ・コントローラ
１０７及び１０９も略示されているが、これらに関連す
るバス制御マスタとバス制御スレーブは図示されていな
い。一のバス・リクエスト信号は、直列的に配置したＯ
Ｒゲート１１０〜１１２を使用して、各バス・マスタ・
コントローラからのリクエスト信号ＲＥＱを論理和する
ことにより発生される。ＯＲ機能の直列的な結合は、既
存の回路を変更する必要なしに、システム中にバス・マ
スタを追加することを容易にする。

【００２８】一のバス・グラント信号は、当該デイジー
・チェーンを構成する最初のバス・マスタ・コントロー
ラ１０１のＡＣＫ入力端子に結合される。その後、各バ
ス・マスタ・コントローラのＰＡＳＳ出力端子が、次の
バス・マスタ・コントローラのＡＣＫ入力端子に結合さ
れる。

【００２９】一のＤＭＡ装置がシステム・バスに対する
アクセスを必要とする場合、バス制御マスタ１０３は、
バス・マスタ・コントローラ１０１に対し、リクエスト
信号ＭＲＱを供給する。バス・マスタ・コントローラ１
０１がシステム・バスを獲得する場合、バス・マスタ・
コントローラ１０１は、バス制御マスタ１０３に適当な
制御グランテッド信号を送出する。この制御グランテッ
ド信号は、バス・マスタ・コントローラ１０１中のロー
カル・クロックに同期され、当該ローカル・クロックを
関連するバス・マスタ・コントローラ１０１と共有する
バス制御マスタ１０３に供給される。この同期化された
バス・グラント信号は、他の図においてＢＧ＊と表記さ
れており、遠隔の資源からのバス・グラント信号が不活
性となった後に、ローカル・クロック信号により不活性
にされる。

【００３０】前述の説明は、バス・アクセスのためのデ
イジー・チェーン式アービタに関するものであるが、シ
ステム・バスの実際の制御に係る以下の説明は、特定の
種類のアクセス・リクエスト・アービタに限定されるも
のではなく、形式の如何に関わらずシステム資源のアー
ビトレーションにも同様に適用可能である。

【００３１】バス制御マスタ１０３及びバス制御スレー
ブ１０５の詳細については、データを書込むか又はデー
タを読出すために一のＤＭＡ装置がメモリをアクセスす
る動作に関連して、これを説明する。

【００３２】図２において、バス制御マスタ１０３は、
ＤＭＡ装置２０１をシステム・バス２０５に結合する。
バス制御スレーブ１０５は、システム・バス２０５をメ
モリ２０７に結合する。通常のシステムでは、多数のバ
ス・マスタ及び多数のシステム資源が存在するが、図２
には１つのバス制御マスタ１０３及び１つのバス制御ス
レーブ１０５だけが示してある。

【００３３】通常、ＤＭＡ装置２０１は、メモリ・アド
レス信号及びアドレスされたロケーションに書込むべき
データ信号を供給する。読出し動作の場合は、メモリ・
アドレス信号が供給され、そしてメモリ２０７から検索
されたデータ信号がＤＭＡ装置２０１によりラッチされ
る。

【００３４】制御グランテッド信号を受信した場合、バ
ス制御マスタ１０３は、先ず適切なバス制御スレーブ
（この場合はメモリ２０７のためのバス制御スレーブ１
０５）を選択するとともに、ＤＭＡ装置２０１からのメ
モリ・アドレス信号をシステム・バス２０５に置く。バ
ス制御スレーブ１０５を選択するため、バス制御マスタ
１０３は、固有のスレーブ・アドレス（装置アドレス）
信号をシステム・バス２０５に与え且つ当該スレーブ・
アドレス信号が活性であることを指示する信号を供給す
る。システム・バス２０５に結合されたバス制御スレー
ブ１０５は、デコーダ２１１を有している。バス制御ス
レーブ１０５がその固有のスレーブ・アドレス信号及び
スレーブ・アドレスが活性であることを指示する信号を
受信する場合、デコーダ２１１は、転送選択信号ＸＳＥ
Ｌをバス制御スレーブ１０５の内部にある状態マシン
（後述）に供給する。

【００３５】このＸＳＥＬ信号は、ＤＭＡ装置２０１か
らシステム・バス２０５上に置かれたメモリ・アドレス
信号が有効であることを指示する。もし一の書込み動作
がＤＭＡ装置２０１により行われているのであれば、Ｄ
ＭＡ装置２０１からシステム・バス２０５上に置かれた
書込みデータ信号も有効である。

【００３６】バス制御スレーブ１０５が、バス制御マス
タ１０３からのＸＳＥＬ信号をバス制御スレーブ１０５
のローカル・クロックに同期させた場合、バス制御スレ
ーブ１０５はその割り当てられた機能、通常はメモリ２
０７における読出し又は書込み動作を実行する。その機
能を完了した場合、バス制御スレーブ１０５は、転送肯
定応答信号ＸＡＣＫをバス制御マスタ１０３に返送す
る。このＸＡＣＫ信号を受信する場合、バス制御マスタ
１０３は、（読出し動作が進行中であれば）システム・
バス２０５からのデータ信号をラッチする。

【００３７】書込み動作中、バス制御スレーブ１０５
は、システム・バス２０５からのメモリ・アドレス信号
をメモリ２０７のアドレス入力端子に結合し、メモリ書
込み信号を活性化し、更にシステム・バス２０５からの
データ信号をメモリ２０７のデータ端子に結合する。こ
のデータ信号がメモリ２０７に転送されたか、又は後の
転送のためにバス制御スレーブ１０５内でラッチされた
場合、バス制御スレーブ１０５は、ＸＡＣＫ信号を供給
する。前記メモリ・アドレス信号及びデータ信号は、バ
ス制御マスタ１０３によりＤＭＡ装置２０１からシステ
ム・バス２０５に結合されるものである。

【００３８】読出し動作中、バス制御スレーブ１０５
は、ＤＭＡ装置２０１によりシステム・バス２０５上に
供給され且つバス制御スレーブ１０５によりメモリ２０
７に結合されたメモリ・アドレス信号によりアドレスさ
れたロケーションにおいて、メモリ２０７からデータ信
号を検索する。ＸＡＣＫ信号は、検索済みのデータ信号
が利用可能であることをバス制御マスタ１０３に指示す
るものである。この場合、バス制御マスタ１０３は、シ
ステム・バス２０５からデータ信号をラッチするか、又
はＤＭＡ装置２０１にこのデータ信号をラッチさせるよ
うに作用する。

【００３９】以上のサイクルが完了した後、バス制御マ
スタ１０３は、次のアドレスに書込むべき他のデータ信
号、即ち１メモリ・ワードのサイズに等しい１組のビッ
トを送出する。なお、前記メモリ・アドレスは、ＤＭＡ
装置２０１又はバス制御マスタ１０３によりインクリメ
ントされるものである。追加的なアービトレーションな
しに連続サイクルを使用することは、バースティングと
呼ばれる。高速のバッフを備えたＤＭＡ装置は、通常は
数サイクルのバーストのためにメモリ２０７をアクセス
して、連続サイクルの間に数個のデータ・ワードの書込
み又は読出しを行う。低速のＤＭＡ装置は、通常は１サ
イクルの間にメモリ２０７をアクセスして、単一ワード
の読出し又は書込みを行う。

【００４０】図３には、バス制御スレーブ１０５を制御
する状態マシンが図式的に示されている。当業者であれ
ば、この図面の内容から、バス制御スレーブ１０５を構
成することができる筈である。バス制御スレーブ１０５
の状態マシンで使用される信号は、次の通りである。

【００４１】ＡＤＲＰＡＲ：アドレス信号のパリティが
正しい（ＡＤＲＰＡＲ′はアドレス信号のパリティ・エ
ラーを表す。）。ＢＧ＊：同期化されたバス・グラント信号（この信号の
ソースについては、例えば関連出願の特願平３ー２１９
４０９号を参照）。ＤＡＴＰＡＲ：データのパリティが正しい。ＲＤＯＰ：読出し動作が実行されている。ＷＲＯＰ：書込み動作が実行されている。ＸＳＥＬ：活性（活動的）なバス制御マスタ１０３から
の選択信号であって、これは復号済みのスレーブ・アド
レス及び「スレーブ・アドレス活性」信号により生成さ
れた出力信号である。ＸＳＥＬ＊：バス制御スレーブ１０５のローカル・クロ
ックに同期された選択信号。

【００４２】最後のＸＳＥＬ＊信号は、図４に示されて
いる回路により同期化される。この回路において、ＸＳ
ＥＬ信号は、デコーダ２１１から受信されて、インバー
タ４０３及びＡＮＤゲート４０５に印加される。ＸＳＥ
Ｌ信号が存在しない場合、フリップフロップ４０１は、
他のフリップフロップ４０７からのリセット出力信号に
よりリセットされる。ＸＳＥＬ信号がＡＮＤゲート４０
５に印加される場合、フリップフロップ４０７のＤ入力
が付勢され、そしてこのフリップフロップ４０７は、次
のローカル・クロック信号ＣＬＫによりセットされる。
（このＣＬＫ信号は、バス制御スレーブ１０５内でだけ
使用され、システム内の他の全てのクロックとは独立し
ている。）フリップフロップ４０７をセットすると、Ｘ
ＳＥＬ＊信号が発生される。

【００４３】図３に示すように、最初の状態は、アイド
ル状態に相当するＡ状態である。状態マシンは、ＸＳＥ
Ｌ＊信号が不活性であるか、又はアドレス・パリティ・
チェック信号が有効でない（ＡＤＲＰＡＲ′）限り、Ａ
状態に留まる。後者の条件は、アドレス信号がパリティ
・エラーを有する場合、即ちバス制御スレーブ１０５が
実際に選択されていないか、又はパリティ・エラーのた
めに２つ以上のバス制御スレーブが選択され得る場合に
は、バス制御スレーブ１０５の状態マシンがＡ状態から
移行することを禁止する。

【００４４】ＸＳＥＬ信号が受信された後の最初のロー
カル・クロック信号により、ＸＳＥＬ＊信号が発生さ
れ、またアドレス信号が正しい（ＡＤＲＰＡＲ）、即ち
パリティ・エラーが存在しない場合、状態マシンはＩ状
態に移行する。このＩ状態は、３つの過渡状態の１つへ
の移行を制御する中間状態である。

【００４５】もし読出し動作が実行されていて、ＲＤＯ
Ｐ信号が活性であれば、状態マシンは、Ｉ状態からＲ状
態に移行する。このＲ状態は、読出しデータをシステム
・バス２０５にゲートした後に、直ちにＢ状態に移行す
るものである。

【００４６】もし書込み動作が実行されているのであれ
ば、状態マシンは、メモリ２０７へ書込むべきシステム
・バス２０５からのデータ信号が有効（ＤＡＴＰＡＲ）
であるとき、即ちパリティ・エラーを持たないときに、
Ｗ状態に移行する。システム・バス２０５上のデータ信
号がラッチされた後、状態マシンは直ちにＢ状態に移行
する。

【００４７】もし書込み動作が実行されていて、しかも
システム・バス２０５上のデータが有効でない（ＤＡＴ
ＰＡＲ′）のであれば、状態マシンはＥ状態に移行す
る。このＥ状態では、システム・バス２０５からのデー
タはラッチされないが、データ・パリティ・エラー信号
が発生される。このエラー信号は、必要に応じて診断又
は回復手順を開始させるために、システムが使用するこ
とができる。また、このエラー信号は、活性なバス制御
マスタ１０３にも供給される。状態マシンは、Ｅ状態か
ら直ちにＢ状態に移行する。

【００４８】Ｂ状態において、状態マシンは、活性なバ
ス制御マスタ１０３に供給すべきＸＡＣＫ信号を発生す
る。図８には、前述した諸信号の関係が示されている。
図８の（Ｃ）は、システム・バス２０５上の読出しデー
タ信号を示す。その斜線部分は、システム・バス２０５
上のデータ信号が有効でないことを指示する。一方、図
８の（Ｅ）は、システム・バス２０５上の読出しデータ
が有効であることを指示するために、Ｂ状態で発生され
るＸＡＣＫ信号を示している。

【００４９】書込み動作中、ＸＡＣＫ信号は、バス制御
マスタ１０３に対し、書込みデータがシステム・バス２
０５からラッチされたことを指示する。データ・エラー
信号は、当該動作が成功しなかったことを指示する。

【００５０】バス制御スレーブ１０５がその動作を完了
した場合、ＸＡＣＫ信号が不活性にされる。この場合、
バス制御スレーブ１０５の状態マシンはＢ状態に留まる
が、ＸＳＥＬ＊信号は活性である。ＸＳＥＬ＊信号は、
ＸＳＥＬ信号が不活性にされた後の最初のローカル・ク
ロック信号の時点まで、活性のままに留まる。これは図
４に示されている。ＸＳＥＬ信号が不活性にされる場
合、インバータ４０３からの出力信号がフリップフロッ
プ４０１をセットし、かくて当該フリップフロップがＡ
ＮＤゲート４０５を禁止する。次のＣＬＫ信号が生ずる
場合、フリップフロップ４０７がリセットされて、ＸＳ
ＥＬ＊信号を終了させる。フリップフロップ４０１は、
次のＣＬＫ信号の前に生ずるような他のＸＳＥＬ信号
が、ＸＳＥＬ＊信号を活性に維持するのを阻止する。図
４の回路は、同じバス制御スレーブ１０５が他のＸＳＥ
Ｌ信号に応答し得る前に、図３の状態マシンがＡ状態に
戻ることを保証する。

【００５１】図５には、バス制御マスタ１０３の状態マ
シンが示されている。その動作はＤ状態で開始する。な
お、このＤ状態には、前掲の特願平３ー２１９４０９号
に開示されているアービトレーション論理のＣ状態から
移行するものである。もしＸＡＣＫ＊信号が活性であれ
ば、バス制御マスタ１０３の状態マシンは、Ｄ状態に留
まる。バス制御スレーブ１０５からのＸＡＣＫ信号は、
バス制御スレーブ１０５が以前のサイクルから依然とし
て活性状態にあることを指示する。

【００５２】ＸＡＣＫ＊信号は、バス制御マスタ１０３
のローカル・クロックと同期されたＸＡＣＫである。こ
のローカル・クロックは、他のローカル・クロックと同
様、他の全てのクロックとは独立していて、バス制御マ
スタ１０３内でだけ使用される。図７の回路は、バス制
御スレーブ１０５から供給されるＸＡＣＫ信号から、Ｘ
ＡＣＫ＊信号を発生するものである。

【００５３】バス制御スレーブ１０５からのＸＡＣＫ信
号は、読出しデータがシステム・バス２０５上で有効で
あるか、又は書込みデータがシステム・バス２０５から
ラッチされたことを指示する。バス制御マスタ１０３で
は、このＸＡＣＫ信号がインバータ７０３及びＡＮＤゲ
ート７１１に印加される。図７の回路は、フリップフロ
ップ７０９のセット及びリセット信号がバス制御マスタ
１０３の状態マシンの幾つかの状態の間にのみゲートさ
れることを除くと、図４の回路と同様に動作する。フリ
ップフロップ７０９がセットされるのは、状態マシンが
Ｄ状態にあり且つフリップフロップ７１５がセットされ
ている場合である。この場合において、ＸＡＣＫ信号が
受信されると、ＡＮＤゲート７１１が活性化され、かく
て次のＣＬＫ信号がフリップフロップ７１５をセットし
て、ＸＡＣＫ＊信号を発生する。

【００５４】ＸＡＣＫ信号が不活性にされる場合、バス
制御マスタ１０３の状態マシンがＤ状態、Ｆ状態又はＧ
状態にあれば、ＡＮＤゲート７０７を通してフリップフ
ロップ７０９がリセットされる。これはＡＮＤゲート７
１１を禁止するから、次のＣＬＫ信号はフリップフロッ
プ７１５をリセットして、ＸＡＣＫ＊信号を遮断させ
る。バス制御マスタ１０３の状態マシンに関する以下の
説明から明らかなように、ＸＡＣＫ＊信号のホールド・
オフは、バス制御マスタ１０３の状態マシンが安定状態
に戻ることを許容するとともに、この状態マシンが以前
のサイクルからのＸＡＣＫ信号に応答することを阻止す
る。

【００５５】図５の状態マシンでは、バス・マスタがバ
ースト・モードで動作しようとするのであれば、即ちバ
ス・マスタが２サイクル以上にわたってシステム・バス
２０５を制御して幾つかのデータ信号を転送しようとす
るのであれば、ＬＯＣＫ信号がオンに転ぜられる。ま
た、このバースト・モードは、ＡＤＲＩＮＣ信号をセッ
トして、Ｄ状態が開始されるときに、データ信号用のア
ドレスをインクリメントさせる。もし当該動作が書込み
機能であれば、ＷＲＯＰ信号がＰＡＲＡＣＴ信号を活性
化する。これらの信号はバス制御マスタ１０３の適正な
動作に対しては補助的なものであって、本発明の一部を
形成するものではない。

【００５６】ＸＡＣＫ＊信号がバースト・モードの間に
不活性にされる場合（単一サイクル動作については、こ
のＸＡＣＫ＊信号は既に不活性にされているか、又は全
く活性化されてない）、バス制御マスタ１０３の状態マ
シンは、待機状態であるＥ状態に移行する。状態マシン
は、ＸＡＣＫ＊信号もＴＭＯＵＴ信号も活性でない限
り、Ｅ状態に留まる。ＴＭＯＵＴ信号は、バス制御マス
タ１０３がＸＳＥＬ信号を発生した後の所定期間中にＸ
ＡＣＫ信号が受信されないときに、活性化される信号で
ある。これは、ＸＡＣＫ信号が受信されないときの（例
えば、アドレス・パリティが正しくないか、バス制御ス
レーブ１０５が選択されなかったか、又は選択されたバ
ス制御スレーブ１０５が誤動作しているときの）ロック
・アップを防止する。

【００５７】ＸＡＣＫ＊信号が活性化される場合、ＴＭ
ＯＵＴ信号が活性化されず且つエラーが存在しなければ
（即ち、ＮＯＥＲＲ信号が活性であれば）、状態マシン
はＦ状態に移行する。Ｆ状態は作動状態であって、ここ
で読出し動作が実行されている場合は、読出しデータが
システム・バス２０５からラッチされる。

【００５８】図６には、ＸＳＥＬ信号を発生する回路が
示されている。もしＸＡＣＫ信号が活性でなければ（正
常状態）、インバータ６０１は活性な出力信号を供給し
て、ＡＮＤゲート６０３を付勢する。ＡＮＤゲート６０
３は、バス制御マスタ１０３の状態マシンがＤ状態にあ
るとき、フリップフロップ６０９をセットするように付
勢される。フリップフロップ６０９がセットされ、そし
てバス制御マスタ１０３の状態マシンがＤ状態、Ｅ状態
又はＨ状態にあれば、ＡＮＤゲート６１１がＯＲゲート
６０７を介して付勢されて、ＸＳＥＬ信号を供給する。

【００５９】図８の（Ａ）に示すように、ＸＳＥＬ信号
は、システム・バス２０５上のメモリ・アドレス信号が
有効であることを指示する。また、書込み動作の場合
は、図８の（Ｄ）に示すような書込みデータ信号も有効
である。（既述のように、斜線部分は、データ信号が有
効でないことを指示する。）ＸＡＣＫ＊信号の不活性化
及びＬＯＣＫ信号の不在は、バス制御マスタ１０３の状
態マシンを、前掲の特願平３ー２１９４０９号に示した
アービトレーション論理の初期状態であるＡ状態に移行
させる。

【００６０】もしＬＯＣＫ信号がＦ状態において活性で
あれば、読出し動作が実行されているときは、状態マシ
ンはＤ状態に移行し、かくてバス制御マスタ１０３はア
ービトレーション・プロセスを介することなく次のサイ
クルをとる。もし書込み動作が実行されているのであれ
ば、状態マシンは、過渡的なＧ状態を介してＤ状態に移
行する。Ｇ状態では、システム・バス２０５に供給する
のに備えて、書込みデータ信号が先取り（事前取出し）
される。もしＡＤＲＩＮＣ信号が活性であれば、書込み
データ信号用のアドレスがインクリメントされる。

【００６１】前述のプロセスは、ＬＯＣＫ信号が活性の
ときに反復される。このＬＯＣＫ信号は、他のアービト
レーションを禁止するため、外部にある遠隔の資源に供
給される。

【００６２】Ｅ状態においてＸＡＣＫ＊信号が活性であ
る場合は、ＴＭＯＵＴ（タイムアウト）信号又はエラー
（ＥＲＲ）信号が、状態マシンをＥ状態からＨ状態に移
行させる。ここで、ＥＲＲ信号は、バス制御スレーブ１
０５からのアドレス・パリティ・エラー信号であるか、
又は書込み動作中にバス制御スレーブ１０５から供給さ
れるデータ・パリティ・エラー信号である。アドレス・
パリティ・エラー信号は、２つ以上のバス制御スレーブ
が応答したこと、即ちＸＡＣＫ＊信号が２つ以上のバス
制御スレーブから受信されたことを意味する場合があ
る。

【００６３】もしＸＡＣＫ信号、ＴＭＯＵＴ信号及びＬ
ＯＣＫ信号の全てが活性であれば、Ｄ状態からＨ状態に
移行することができる。このＨ状態は、次のサイクルの
アービトレーションが行われるように、ＬＯＣＫ信号を
不活性にする。ＢＧ＊信号が活性のままに留まる間、バ
ス制御マスタ１０３の状態マシンは、Ｈ状態に留まる。
一方、ＢＧ＊信号が不活性にされる場合は、バス制御マ
スタ１０３の状態マシンはＦ状態に移行し、さらにＬＯ
ＣＫ′信号が活性であるため、Ａ状態に移行する。

【００６４】図６は、Ｄ状態、Ｅ状態及びＨ状態の間
に、ＸＳＥＬ信号が活性のままに留まることを示してい
る。しかし、これは、Ｆ状態で遮断される。このこと
は、バス制御スレーブ１０５に対し、当該動作が完了し
たこと、そしてＸＡＣＫ信号を不活性化すべきことを指
示する。この結果、バス制御マスタ１０３及びバス制御
スレーブ１０５がそれらの動作を完了した直後に、シス
テム・バス２０５を解放することができる。また、ＸＡ
ＣＫ信号が不活性にされるまで、フリップフロップ６０
９のセッティングを延期させることができる。かくて、
バス制御スレーブ１０５の動作が完了したことを以前の
サイクルからのＸＡＣＫ信号が通知するまでに、バース
ト・モードにおける次のサイクルがＸＳＥＬ信号を活性
化するのを阻止することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のバス制御マスタ及び複数のバス制御スレーブを非
同期式に動作させることが可能になり、また制御信号の
後縁部をローカル・クロック信号に同期させることなし
に、システム・バスを早期に解放することができ、さら
には種々の速度を有する複数のバス制御マスタ及び複数
のバス制御スレーブを同じシステム・バスについて動作
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】デイジー・チェーン式資源獲得システムを示す
ブロック図である。

【図２】代表的なバス制御マスタ及びバス制御スレーブ
を示すブロック図である。

【図３】バス制御スレーブの諸機能を順序づけるための
状態マシンの状態図である。

【図４】バス制御スレーブ用の非同期式ロックアウト回
路の論理図である。

【図５】バス制御マスタの諸機能を順序づけるための状
態マシンの状態図である。

【図６】バス制御マスタ用の非同期式ＸＳＥＬ回路の論
理図である。

【図７】バス制御マスタ用の非同期式ロックアウト回路
の論理図である。

【図８】システムの動作中に生ずる幾つかの信号間の関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０１、１０７、１０９バス・マスタ・コントローラ１０３バス制御マスタ１０５バス制御スレーブ２０１ＤＭＡ装置２０５システム・バス２０７メモリ２１１デコーダ４０１、４０７、７０９、７１５フリップフロップ４０５、７１１ＡＮＤゲート７０３インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ステファン・デール・ハンナアメリカ合衆国アリゾナ州タクソンエイピーティ−＃17101 ノースキャニオンクレストドライブ 6655 (72)発明者ロバート・エリック・ボゲルスバーグアメリカ合衆国コロラド州ボウルダーベアーマウンテンドライブ 1345エー (56)参考文献特開昭61−110253（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）データを格納するメモリ手段と、（２）データを供給及び利用するための複数のデータ資
源手段と、（３）前記メモリ手段と前記データ資源手段との間でデ
ータを転送するためのシステム・バス手段と、（４）前記データ資源手段による前記システム・バス手
段へのアクセスを制御するための複数のバス・マスタ・
コントローラ手段とを備え、前記バス・マスタ・コントローラ手段の各々が、（４ａ）当該バス・マスタ・コントローラ手段の内部で
のみ使用されるローカル・タイミング信号を供給するた
めのローカル・クロック手段、（４ｂ）一の前記データ資源手段を前記システム・バス
手段へ結合するためのバス制御マスタ手段、（４ｃ）前記バス制御マスタ手段に応答して、前記シス
テム・バス手段へのアクセスが必要であることを指示す
る制御要求信号を供給するためのバス要求手段、（４ｄ）前記システム・バス手段へのアクセスが認容さ
れたことを表すバス・グラント信号を受け取るための選
択手段、（４ｅ）前記バス要求手段及び前記選択手段に応答し
て、当該バス・マスタ・コントローラ手段が前記ローカ
ル・タイミング信号によってゲートされるような前記制
御要求信号を供給しなかった場合は、前記バス・グラン
ト信号を出力するためのパッシング手段、（４ｆ）前記ローカル・クロック手段とは異なる独立の
クロック手段を有し、前記バス制御マスタ手段に応答し
て、前記システム・バス手段を前記メモリ手段へ結合す
るとともに、当該バス・マスタ・コントローラ手段が前
記制御要求信号を供給した場合は、前記バス・グラント
信号に応答して前記システム・バス手段を制御するため
のバス制御スレーブ手段を含み、（５）任意の前記バス要求手段からの制御要求信号を転
送する単一のバスへ、前記バス要求手段の各々をそれぞ
れ結合するための手段と、（６）各バス・マスタ・コントローラ手段の前記パッシ
ング手段を次のバス・マスタ・コントローラ手段の前記
選択手段へそれぞれ結合するとともに、前記バス・グラ
ント信号を受け取るように最初の前記バス・マスタ・コ
ントローラ手段の前記選択手段を結合するための手段
と、（７）前記バス制御スレーブ手段に設けられ、一のデー
タ転送が完了したことを指示する完了信号を供給するた
めの信号手段と、（８）前記バス制御マスタ手段に設けられ、前記ローカ
ル・クロック手段及び前記完了信号に応答して、当該バ
ス制御マスタ手段が所定の状態に達するまで、前記シス
テム・バスの制御の維持を指示する継続信号を活性化す
るための終了手段と、を備えたことを特徴とするデータ処理システム。