JPH0831003B2 - Bus occupation circuit - Google Patents

Bus occupation circuit

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JPH0831003B2
JPH0831003B2 JP1259815A JP25981589A JPH0831003B2 JP H0831003 B2 JPH0831003 B2 JP H0831003B2 JP 1259815 A JP1259815 A JP 1259815A JP 25981589 A JP25981589 A JP 25981589A JP H0831003 B2 JPH0831003 B2 JP H0831003B2
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JP
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bus
cpu
circuit
common bus
signal
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周 吉田
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はCPU(マイクロプロセッサ)周辺回路の制御
に関し、特に複数のCPUが単独のバスを共用するマルチ
プロセッサシステムのバス調停回路に関するものであ
る。
The present invention relates to control of a CPU (microprocessor) peripheral circuit, and more particularly to a bus arbitration circuit of a multiprocessor system in which a plurality of CPUs share a single bus. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

マルチCPUシステムにおいては、複数のCPUが同一のバ
ス(共通バス)を使用するが、マルチCPUシステムに使
用される各CPU盤の内、同一時刻に共通バスを占有でき
るのは1枚だけであるから、共通バス上でのデータの衝
突を避けるための調整回路が何らかの形で必要になる。
In a multi-CPU system, multiple CPUs use the same bus (common bus), but of the CPU boards used in the multi-CPU system, only one can occupy the common bus at the same time. Therefore, some form of coordination circuit is needed to avoid data collisions on the common bus.

バス調停の方法としては、すべてのCPU盤から独立し
た調停盤を使用する方法と、各CPU盤内に調停回路を追
加する方法があるが、いずれも基本的な考え方として
は、以下の様な動作を行う。なお、以下の本文中の「ア
サート」及び「ネゲート」という用語は、信号の「正論
理(アクティブHigh」、「負論理(アクティブLow)」
に無関係に、「アサート」は信号を「真」またはアクテ
ィブにし、「ネゲート」は信号を「偽」または非アクテ
ィブにすることを意味する。
There are two methods of bus arbitration: one that uses an arbitration board that is independent from all CPU boards, and one that adds an arbitration circuit to each CPU board. In either case, the basic idea is as follows. Take action. Note that the terms "assert" and "negate" in the following text refer to "positive logic (active High)" and "negative logic (active Low)" of signals.
Regardless of, "assert" means to make the signal "true" or active and "negate" to make the signal "false" or inactive.

すなわち、バス調停回路はバスが使用中かどうかを常
に監視しており、どれかのCPUがバスを使用(占有)し
ようとしてバス占有要求を発生したとき、既に他のCPU
によってバスが使用中であれば先のCPUにバス占有を待
たせ、バスが空いたら待たせてあったCPUにバスの使用
を許可する。許可されたCPUはバス使用許可信号を調停
回路から受け取ると、アドレス確定信号(Address Stro
be:AS)をアサートしてバスを占有するし、データの送
受信を行う。CPU盤内のバスすなわち内部バスはトライ
ステートバッファを介して共通バスと接続されていて、
通常バスを使用しないCPU盤の共通バス側はハイインピ
ーダンスになっており、調停回路によってバス使用を許
可されたCPU盤のみが内部バスを共通バスに接続する。
That is, the bus arbitration circuit constantly monitors whether or not the bus is in use, and when one of the CPUs tries to use (occupy) the bus and issues a bus occupation request, another CPU has already been in operation.
When the bus is in use, it causes the previous CPU to wait for the bus to occupy the bus, and when the bus becomes available, the CPU that has been waiting waits to use the bus. When the enabled CPU receives the bus use enable signal from the arbitration circuit, it receives the address confirmation signal (Address Stro
be: AS) to occupy the bus and send and receive data. The bus in the CPU board, that is, the internal bus, is connected to the common bus via the tri-state buffer,
The common bus side of the CPU board that does not normally use the bus has high impedance, and only the CPU board that is permitted to use the bus by the arbitration circuit connects the internal bus to the common bus.

第4図は各CPU盤に調停回路を持つ従来例を示す図で
ある。第4図において、点線の左側がCPU盤、右側が共
通バス側である。ASはCPUの出力するアドレスが確定し
たことを示すアドレス確定信号、DSは同じくデータ確定
信号である。EXTREQは共通バス使用の要求信号である。
4および5はトライステートバッファで、入力Gが“L"
のとき、内部バスと共通バスが接続され、Gが“H"のと
き、共通バス側はハイインピーダンスとなる。4入力NA
ND6はマルチCPU調停用で、その出力BGSが他のCPU盤のBG
x入力に接続される(第3図参照)。すなわち、4入力N
AND6のすべての入力が“H"のときのみBGSがアサートに
なり、そのCPU盤が共通バスを使用できる。そのようなC
PU盤は唯一しか存在し得ないので、データが共通バス上
で衝突する事が避けられる。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional example in which each CPU board has an arbitration circuit. In FIG. 4, the left side of the dotted line is the CPU board, and the right side is the common bus side. AS is an address confirmation signal indicating that the address output by the CPU has been confirmed, and DS is also a data confirmation signal. EXTREQ is a request signal for using the common bus.
4 and 5 are tri-state buffers, input G is "L"
In this case, the internal bus and the common bus are connected, and when G is "H", the common bus side becomes high impedance. 4-input NA
ND6 is for multi-CPU arbitration, and its output BGS is BG of other CPU board.
It is connected to the x input (see Figure 3). That is, 4 inputs N
BGS is asserted only when all inputs of AND6 are “H”, and the CPU board can use the common bus. Such C
Since there can be only one PU board, it is possible to avoid data collision on the common bus.

第3図は3枚のCPU盤がマルチCPUとして動作する場合
の接続例である。
FIG. 3 shows an example of connection when three CPU boards operate as multiple CPUs.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

第4図に示す回路ではAS信号がネゲートになると、直
ちにバスが開放され、バッファの出力がハイインピーダ
ンスとなる。一見問題無い様に思われるが、高速のCPU
を使用した場合、ASまたはDS信号がアサート後ネゲイト
され、1つのサイクルが終了した後、すぐに次のサイク
ルが始まり、ASあるいはDSがアサートされる事を考慮し
なければならない。実例を上げると、32bitCPU MC68020
(モトローラ)をクロック20MHzで使用した場合、AS(D
S)がネゲイトになっている期間は最小38nSとなってい
る。すなわちAD(DS)ネゲイト後38nS以内に共通バス上
のAS(DS)が完全にネゲイトになっていないと、次のサ
イクルのAS(DS)信号との区別がつかなくなり、誤動作
してしまう事になる。ところがGバス上のAS(DS)信号
(GASまたはGDS)は他のCPU盤と並列に接続され、抵抗
でプルアップされるのが通例であるが、もしAS(DS)が
完全にネゲートになる前にトライステートバッファ4の
ゲートが閉じられ、GAS(GDS)がハイインピーダンスに
なったとすると、GAS(GDS)は抵抗のプルアップの働き
でのみネゲート(“H")になろとする。今、バスライン
の容量がC(F)、プルアップ抵抗R(Ω)、E(V)
でプルアップしているとすると、ハイインピーダンスに
なった瞬間の電圧が最悪0Vであったとするならば、t
(S)の後の電圧は Et=E(1−EXP(−t/CR))であるから、仮にE=5
V、C=100pF、R=2kΩとすると、Etがスレッショルド
電圧の2.4Vに達するまでの時間は約130nSとなり、完全
に次のサイクルに重なっていることになる。
In the circuit shown in FIG. 4, when the AS signal becomes negated, the bus is immediately opened and the output of the buffer becomes high impedance. It seems that there is no problem at first glance, but a high-speed CPU
When using, it must be taken into consideration that the AS or DS signal is negated after assertion and one cycle is completed, and immediately after that, the next cycle is started and AS or DS is asserted. As an example, 32bit CPU MC68020
When (Motorola) is used with a clock of 20MHz, AS (D
The minimum period during which S) is negated is 38nS. That is, if the AS (DS) on the common bus is not completely negated within 38nS after the AD (DS) negate, it cannot be distinguished from the AS (DS) signal in the next cycle, and it may malfunction. Become. However, the AS (DS) signal (GAS or GDS) on the G bus is usually connected in parallel with another CPU board and pulled up by a resistor, but if AS (DS) is completely negated. If the gate of the tri-state buffer 4 is closed before and GAS (GDS) becomes high impedance, GAS (GDS) will negate ("H") only by the pull-up function of the resistor. Now, the capacitance of the bus line is C (F), pull-up resistance R (Ω), E (V)
If the voltage at the moment when the impedance becomes high is 0V at worst, then t
The voltage after (S) is Et = E (1-EXP (-t / CR)), so E = 5
If V, C = 100 pF and R = 2 kΩ, it takes about 130 nS until Et reaches the threshold voltage of 2.4 V, which means that it completely overlaps with the next cycle.

本発明の目的は前記課題を解決したバス占有回路を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a bus occupation circuit that solves the above problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

前記目的を達成するため、本発明に係るバス占有回路
は、バス調停回路と、トライステートバッファと、遅延
回路とを有し、同一の共通バスに接続された複数のCPU
盤のうち一のCPU盤のみが共通バスを占有可能なマルチC
PUに使用されるバス占有回路であって、 バス調停回路は、一つのCPU盤の共通バス占有要求が
共通バスで他のCPU盤との衝突を阻止するものであり、 トライステートバッファは、前記バス調停回路の制御
信号によって開閉され低地のCPU盤を共通バスに接続す
るものであり、 遅延回路は、CPUの共通バス占有要求が終了した後、
バス調停回路の制御信号が完全にネゲイトされてから一
定の遅延をおいて前記トライステートバッファのゲート
を閉じてバス上のデータを一定時間確保するものであ
る。
To achieve the above object, a bus occupation circuit according to the present invention has a bus arbitration circuit, a tri-state buffer, and a delay circuit, and a plurality of CPUs connected to the same common bus.
Multi-C in which only one of the boards can occupy the common bus
The bus arbitration circuit used for PU, the bus arbitration circuit prevents a common bus occupancy request of one CPU board from colliding with another CPU board on the common bus. It is opened and closed by the control signal of the bus arbitration circuit to connect the low-lying CPU board to the common bus.The delay circuit is
The gate of the tri-state buffer is closed with a certain delay after the control signal of the bus arbitration circuit is completely negated to secure the data on the bus for a certain time.

〔作用〕[Action]

本発明のバス占有回路は、マルチCPU動作を行うCPUシ
ステムにおいて各CPU盤の内部バスを外部の共通バスに
接続する3ステートのバスバッファの開閉信号に遅延回
路を挿入し、そのCPUが共通バス占有を終了した後、CPU
の出力するアドレス確定信号がネゲイトした後少し時間
をおいてからバスバッファを閉じるようにすることによ
り、GASのネゲイトは抵抗のプルアップの働きによら
ず、CPU自身の高速度な立ち上がり速度にネゲイトさ
れ、その後でバッファを閉じるようにして、上述した問
題を解決している。
The bus occupation circuit of the present invention inserts a delay circuit into an open / close signal of a 3-state bus buffer that connects an internal bus of each CPU board to an external common bus in a CPU system that performs multiple CPU operation, and the CPU is the common bus. After occupying the CPU
By closing the bus buffer after a short time after the address confirmation signal output by the NEGATE is negated, the GAS negate negates the high speed rising speed of the CPU itself, regardless of the pull-up function of the resistor. Then, the buffer is closed after that, and the above-mentioned problem is solved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成図であり、点線
の右側が共通バスに接続される部分、左側がCPU盤であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The right side of the dotted line is a portion connected to a common bus, and the left side is a CPU board.

図において、1はCPUの出力するアドレスが確定した
ことを示す信号、2は同じくデータの確定信号、3は外
部共通バスの要求信号、4及び5はトライステートバッ
ファ、6は4入力NANDである。7はスフトレジスタで、
D入力がCKの立ち上がりでシフトされ、2段シフトされ
たところがQBに入力され、共通バスの占有要求の終了の
みを遅延させる遅延回路8を構成する。共通バス側のBG
S、BG0〜BG2はマルチCPU制御用の信号で、第3図に示す
ように他のCPU盤と接続される。
In the figure, 1 is a signal indicating that the address output from the CPU is fixed, 2 is a data fixing signal, 3 is a request signal for the external common bus, 4 and 5 are tristate buffers, and 6 is a 4-input NAND. . 7 is a shift register,
The D input is shifted at the rising edge of CK, and the two-stage shift is input to QB, which constitutes a delay circuit 8 which delays only the end of the common bus occupation request. Common bus side BG
S and BG0 to BG2 are signals for controlling multiple CPUs and are connected to other CPU boards as shown in FIG.

第2図は本発明の動作を示すタイムチャートである。
AおよびBは共通バス側のアドレス(データ)確定信号
(GAS、GDS)で、Aは本発明によるもの、Bは従来方式
によるものである。
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the present invention.
A and B are address (data) confirmation signals (GAS, GDS) on the common bus side, where A is according to the present invention and B is according to the conventional method.

第1図において、遅延回路8のシフトレジスタ7の働
きにより、AS信号がアサートするときは遅延されず、ネ
ゲートのみ遅延される。
In FIG. 1, due to the function of the shift register 7 of the delay circuit 8, there is no delay when the AS signal is asserted, and only the negate is delayed.

第2図のタイムチャートはASが連続してアサートした
場合のタイミングを示している。Aは本発明のGAS、B
は従来の回路によるGAS信号である。Bはネゲートの所
で波形がなまっており、次のサイクルにずれ込んでいる
が、遅延回路8の働きによりASネゲイトとほぼ同時にネ
ゲイトしている。
The time chart of FIG. 2 shows the timing when AS is continuously asserted. A is GAS, B of the present invention
Is the GAS signal from the conventional circuit. The waveform of B is blunted at the negate and is delayed in the next cycle, but is negated almost simultaneously with the AS negate by the function of the delay circuit 8.

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明のバス占有回路は、バス調
停回路に挿入した遅延回路の働きにより、アドレス(デ
ータ)確定信号が完全にネゲイトになってからバスを開
け渡すことにより、バス開放と同時にGAS(GDS)信号を
完全にネゲイトし、マルチCPUシステムにおいて高速のC
PUを使用した場合にも制御信号をバスサイクルごとに完
全に分離し、誤動作のないシステムを実現できるという
効果がある。
[Effect of the Invention] As described above, the bus occupying circuit of the present invention operates by opening the bus after the address (data) confirmation signal is completely negated by the function of the delay circuit inserted in the bus arbitration circuit. , GAS (GDS) signal is completely negated at the same time when the bus is released, and high-speed C is achieved in a multi-CPU system.
Even when the PU is used, the control signal is completely separated for each bus cycle, and it is possible to realize a system without malfunction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は本発
明の動作を示すタイムチャート、第3図はマルチCPUシ
ステムの構成を示す図、第4図は従来例を示す構成図で
ある。 1…CPUが出力するアドレスが確定したことを示す信号 2…データの確定信号 3…外部共通バスの要求信号 4,5…トライステートバッファ 6…4入力NAND、7…シフトレジスタ 8…遅延回路
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart showing the operation of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a multi-CPU system, and FIG. 4 is a configuration showing a conventional example. It is a figure. 1 ... Signal indicating that the address output by the CPU has been decided 2 ... Data decision signal 3 ... External common bus request signal 4,5 ... Tri-state buffer 6 ... 4 input NAND, 7 ... Shift register 8 ... Delay circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バス調停回路と、トライステートバッファ
と、遅延回路とを有し、同一の共通バスに接続された複
数のCPU盤のうち一のCPU盤のみが共通バスを占有可能な
マルチCPUに使用されるバス占有回路であって、 バス調停回路は、一のCPU盤の共通バス占有要求が共通
バスで他のCPU盤との衝突を阻止するものであり、 トライステートバッファは、前記バス調停回路の制御信
号によって開閉され低地のCPU盤を共通バスに接続する
ものであり、 遅延回路は、CPUの共通バス占有要求が終了した後、バ
ス調停回路の制御信号が完全にネゲイトされてから一定
の遅延をおいて前記トライステートバッファのゲートを
閉じてバス上のデータを一定時間確保するものであるこ
とを特徴とするバス占有回路。
1. A multi-CPU having a bus arbitration circuit, a tri-state buffer and a delay circuit, wherein only one CPU board among a plurality of CPU boards connected to the same common bus can occupy the common bus. The bus arbitration circuit is a bus arbitration circuit that prevents a common bus occupancy request of one CPU board from colliding with another CPU board on the common bus. It is opened / closed by the control signal of the arbitration circuit and connects the low-level CPU board to the common bus. A bus occupation circuit, characterized in that the gate of the tri-state buffer is closed after a certain delay to secure data on the bus for a certain time.
JP1259815A 1989-10-04 1989-10-04 Bus occupation circuit Expired - Lifetime JPH0831003B2 (en)

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