JPH09319699A - バスシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数ビットからなるバスを分割して非同期に
使用可能なバスシステムを提供する。 【解決手段】 各デバイスの入出力ブロックは、８つの
バスユニットに分割された６４ビット幅のシステムバス
に接続されており、占有されているバスユニットの位置
を設定するバス位置設定回路１と、バスユニットが占有
されている時間を出力する占有時間確定回路２と、未使
用のバス幅を出力するバス幅選択回路３と、バス位置設
定回路１、占有時間確定回路２及びバス幅選択回路３の
データから占有するバス幅、バスユニットの位置及び占
有時間を算出する出力制御回路７と、該出力制御回路か
らの指令により転送するデータの入出力を行うデータ入
出力回路４と、バスユニットを占有する時間を出力する
占有時間出力回路５と、占有するバスユニットを指定す
るバス位置出力回路６とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バスシステムに関
し、特に、複数ビットのビット幅を有するバスシステム
において情報の伝達を効率的に行い得るバスシステムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定のビット幅を有するバスシス
テムにおいては、接続されているデバイスとビット幅全
てを使用しないでデータを送受信する場合でも、バス全
てを占有しており、バスの未使用ビットを他の目的に使
用することはできない。例えば、システムバスが６４ビ
ット幅、接続されているデバイスが８ビット幅であり、
システムバスの下位８ビットを使用する場合、システム
バスの上位５６ビットは未使用であるが占有されている
ため、他の目的に使用することはできない。

【０００３】第４図はこの従来例の動作の例を示す図で
ある。デバイス１からデバイス７までの７つのデバイス
が６４ビットのシステムバスに接続され、デバイス１か
らデバイス２に８ビットのデータを転送する場合、デー
タは例えばシステムバスの下位８ビットを使用して転送
されるが、システムバスの使用していない５６ビットに
ついては未使用であるが占有されているため他のデバイ
スでは使用できない。

【０００４】特開平７−６５１８０号公報には、所定ビ
ット幅のバスの１サイクル中に、該ビット幅より小さい
ビットのデータを複数、プログラムされた動作によって
複数のデバイスに同時に出力してデータ転送効率を向上
させたデータ転送制御装置が開示されている。この装置
においては、１サイクルがデータ転送の単位であり、デ
ータの転送は各デバイス間で同期している必要がある。

【０００５】また、特公平７−８６８５３号公報には、
２ｍビット幅のバスにｍビット幅の装置を２台接続し
て、１サイクルに２台の装置に同時にデータを転送する
バス転送制御方式が開示されている。この方式では、接
続する装置のビット幅及び接続方法が固定されており、
接続される装置及び転送するデータに合わせてビット幅
を変更することはできない。

【０００６】図５は、この特公平７−８６８５３号公報
に示された従来例の動作の例を示す図である。第４図と
同様に、デバイス１からデバイス７までの７つのデバイ
スが６４ビットのシステムバスに接続され、デバイス１
からデバイス２に８ビットのデータを転送する場合、デ
ータは例えばシステムバスの下位８ビットを使用してデ
バイス１からデバイス２へ転送される。この場合、６４
ビット幅のバスは上位３２ビットと下位３２ビットの２
つに分割して使用できるので、図に示したようにデバイ
ス１へデバイス３から８ビットのデータを転送すること
は可能である。図では転送するデータをいずれも８ビッ
トとしたが、上記のような場合には、３２ビットデータ
まで同時に転送できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のバスシステム及び転送制御方式においては、接続
されたデバイスは予め割り当てられたビットに対して入
出力を行うよう構成されており、接続する装置及び転送
するデータに合わせて、割り当てビット幅及び転送サイ
クルを柔軟に変更することはできない。

【０００８】特開平７−６５１８０号公報に記載された
装置においては、データ転送のサイクルは固定されてお
り、転送するデータに合わせて柔軟にプロトコルを変更
することは困難である。

【０００９】また、特公平７−８６８５３号公報に記載
された装置においては、同時に入出力可能なデータ転送
経路の数は２つである。

【００１０】本発明は上記のような問題点を解消すべ
く、接続する装置及び転送するデータに合わせて、柔軟
に効率的にデータ転送を行うことができるバスシステム
を提案するものである。

【００１１】本発明は、複数ビットからなるバスを任意
のビット幅にバスの空きビットにあわせて分割して非同
期に使用可能なバスシステムを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、それぞれ
が複数または単数のビット線からなる複数のバスユニッ
トに分割されたバスと、該バスを介して互いにデータを
送受信する複数のデバイスとを含むバスシステムであっ
て、該バスシステムに接続される各デバイスは、各バス
ユニットの使用状態及び占有時間を登録するための登録
手段と、該登録手段の内容から未使用のバスユニットを
検出してデータの転送が可能であるか否かを判断する判
断手段と、該判断手段がデータの転送が可能であると判
断した際には、前記登録手段に使用するバスユニット及
び占有時間を登録すると共に登録したバスユニットを介
して転送するデータを出力する出力手段とを備えること
を特徴とする本発明のバスシステムによって達成され
る。

【００１３】本発明のバスシステムは、前記出力手段
が、前記バスシステムに接続された全てのデバイスの登
録手段に使用するバスユニット及び占有時間を登録する
ように構成されていてもよい。

【００１４】本発明のバスシステムは、前記出力手段
が、前記判断手段がデータ転送が可能でないと判断した
際に、該データ転送に必要なバスユニット数を他のデバ
イスに通知する手段を更に備えるように構成されていて
もよい。

【００１５】本発明のバスシステムは、前記各デバイス
が、連続していない複数のバスユニットを介してデータ
を分割して同時に転送可能に構成されていてもよい。

【００１６】本発明のバスシステムは、前記各デバイス
が、転送するデータ幅に対応する数のバスユニットが確
保できない際には前記数より少ない数のバスユニットを
介してデータを時分割して転送するように構成されてい
てもよい。

【００１７】本発明のバスシステムは、前記各デバイス
が、他のデバイスの占有時間からデータを分割する数及
び使用するバスユニットの数を決定するように構成され
ていてもよい。

【００１８】本発明のバスシステムは、バスユニットの
数が３つ以上に構成されていてもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のバスシステムの実
施の形態を図を用いて詳細に説明する。本実施の形態に
おいては、システムバスは６４ビット幅であり、該シス
テムバスを８ビットのバスユニット８個に多重分割して
使用する場合について説明する。

【００２０】図１は、本発明のバスシステムに接続され
る各デバイスの入出力処理ブロックを示すブロック図で
ある。各入出力ブロックは、６４ビット幅のシステムバ
スに接続されており、他のデバイスにより占有されてい
るバスユニットの位置を設定するバス位置設定回路１
と、他のデバイスによりバスユニットが占有されている
時間を出力する占有時間確定回路２と、占有されていな
いバス幅を出力するバス幅選択回路３と、バス位置設定
回路１、占有時間確定回路２及びバス幅選択回路３から
出力されたデータからシステムバスに対する調停を行
い、占有するバスの幅、バスユニットの位置及び占有時
間を算出する出力制御回路７と、該出力制御回路からの
指令により転送するデータの入出力を行うデータ入出力
回路４と、バスユニットを占有する時間を出力する占有
時間出力回路５と、占有するバスユニットを指定するバ
ス位置出力回路６とを備えている。

【００２１】図２は、図１の入出力処理ブロックの構造
及びデータの流れを詳細に示す説明図である。

【００２２】それぞれが８ビットの幅を有する８つの各
バスユニットの状態を示す占有サイクルカウンタ８０が
８つ設けられており、この占有サイクルカウンタのデー
タから、空いているバスユニットの位置が空きバスユニ
ット検出手段１０により検出され、最大占有時間がカウ
ンタ最大値検出手段２０により検出され、空いているバ
ス幅が空きバスユニット幅検出回路３０によって検出さ
れる。

【００２３】同時に、バスユニットが１つでも使用され
ているかどうかがバス状態検出回路７２によって検出さ
れる。バスユニットが１つも使用されていない場合には
バスを優先的に使用できるファーストバスマスタとして
動作し、そうでない場合にはセカンドバスマスタとして
動作するようにバスマスタ状態設定がなされる。

【００２４】ファーストバスマスタとして動作する場合
には、自己転送データ量から占有するバスユニット幅、
バスユニット位置及び占有時間を占有バスユニット選択
回路７１により選択してバス占有回路５０を介して各占
有サイクルカウンタに登録して、占有したバスユニット
を使用して出力データがデータ出力回路４０によって目
的のデバイスへアドレスデータと共に出力される。

【００２５】セカンドバスマスタとして動作する場合に
は、設定されたバスマスタ状態と自己転送データ量とを
転送可能量比較回路７０で比較して、転送可能である場
合にはファーストバスマスタの場合と同様にバスユニッ
トを占有してデータが転送される。

【００２６】次に、本実施の形態における動作について
説明する。

【００２７】図３は、本発明のバスシステムの動作の例
を説明する図である。デバイス１からデバイス２に６４
ビット幅のバスの下位８ビットを使用してデータが転送
される場合、残りの５６ビットについては使用可能であ
るので、デバイス３からデバイス４への中位３２ビット
を使用したデータの転送、更にデバイス５からデバイス
６への上位１６ビットを使用したデータの転送を同時に
行うことが可能である。

【００２８】この場合、転送を行うデバイス間での事前
の取り決めにより、データを複数に分割することにより
転送データのビット数より少ないビット幅を使用して転
送することも可能である。

【００２９】図６から図８は、それぞれのデータ転送例
のタイミングを示すタイミングチャートである。

【００３０】図６は、デバイス１からデバイス２への８
ビットデータの転送（１）、デバイス３からデバイス４
への３２ビットデータの転送（２）、デバイス５からデ
バイス６への６４ビットデータの転送（３）、デバイス
７からデバイス１への６４ビットの転送（４）が順に要
求された場合を示している。

【００３１】全てのバスユニットが開放されている状態
（開始）で、デバイス１からデバイス２への８ビットデ
ータの転送が要求されると、デバイス１は自分の占有サ
イクルカウンタの値が全て０であるかどうかを確認す
る。全ての占有サイクルカウンタの値が０であればデバ
イス１はファーストバスマスタとして動作し、そうでな
い場合にはセカンドバスマスタとして動作可能であるか
否かを判断する必要がある。この場合には全てのバスユ
ニットは開放されているので、デバイス１はファースト
バスマスタとして動作する。この処理サイクルは図中
「調停」で示され、図中の開始時点から時点ａまでの期
間に行われる。

【００３２】次に、デバイス１は占有するバスユニット
幅、バスユニット位置及び占有時間を確保するため、専
用線又はデータバス等の信号線を介して各バスユニット
の占有サイクルカウンタに登録する。その後、占有した
バスユニットを使用して目的のデバイスのアドレスを送
信して、該アドレスのデバイスがデータを受け取るよう
に設定する。この処理サイクルは図中「宣言」で示され
ている。

【００３３】占有サイクルカウンタに登録された情報に
より、他のデバイスは図中の時点ａから時点ｂまでのデ
バイス１が転送を終了するまでの期間（ファーストバス
マスタ転送期間）は、デバイス１の占有するバスユニッ
トに対してのアクセスを自主的に禁止する。

【００３４】宣言の終了後、ファーストバスマスタであ
るデバイス１は、占有しているバスユニットを使用して
デバイス２に実際にデータを転送する。図中「転送」で
示されている期間がこれに相当する。

【００３５】上記デバイス１からデバイス２へのファー
ストバスマスタ転送期間の間、未使用となる５６ビット
（７バスユニット）幅については以下のような手順に基
づいて他のデバイスで使用される。

【００３６】デバイス１による「調停」の終了後、デバ
イス３は、占有サイクルカウンタにより、占有されてい
るバスユニット、空いているバス幅及び専有時間を認識
する。また、他のデバイスが、現在空いているバス幅よ
り広いバス幅で転送を行おうとしているか否かを確認す
る。同時に自分の転送しようとするデータがファースト
バスマスタ転送期間内に転送可能であるか否かを占有サ
イクルカウンタの値から計算して確認する。

【００３７】自分の転送がファーストバスマスタ転送期
間内に転送可能でなく、かつ現在空いているビット幅よ
り拾うビット幅で転送を行おうとしているデバイスがあ
る場合、デバイス３は、自分の転送がファーストバスマ
スタ転送期間内に終了するように時間調整を行う。時間
調整によりデバイス４への転送が可能であればデータを
転送し、不可能であれば転送を中止して次の転送の機会
を待つ。

【００３８】デバイス３から４への３２ビット幅を使用
したデータ転送が行われている間、残りの２４ビットは
まだ未使用のままである。ここで、デバイス５から６へ
の６４ビットデータの転送が要求されて「調停」が行わ
れ、デバイス５が自己の転送データを４分割すればファ
ーストバスマスタ転送期間内に転送可能であると判断し
た場合は、未使用の２４ビット幅の内１６ビット（２バ
スユニット）を使用してデータを４つに時分割してデバ
イス５からデバイス６への転送が行われる。

【００３９】以上の処理により、システムバスのビット
幅６４ビットの内、未使用のビット幅は８ビット（１バ
スユニット）となる。この時点で、デバイス７がデバイ
ス１へ６４ビットデータの転送を行いたい場合、６４ビ
ットを８つに時分割して転送するとファーストバスマス
タ転送期間内に終了しないと判断した場合、デバイス７
は確保したいビット数を専用線によって他のデバイスに
宣言し、目的のデバイス転送に必要なビット幅が確保さ
れるまで転送を待つ。

【００４０】以上説明した図６の例では、バスの占有要
求は順次出されたものとして説明したが、実際には複数
のデバイスから同時にバスを確保しようとする場合も発
生する。この場合の調停方法としては、デバイス固有の
情報により起動時に設定した順番により周期的に権利を
与え、自分の順番の際に転送を行わない場合にはその旨
他のデバイスに通知するような方法、従来のアービトレ
ーションのように先着順に確保する方法、及びＳＣＳＩ
機器で行われているようにデバイス固有のＩＤデータを
データバスに示してその優先順位によりバスを確保する
方法等が考えられる。

【００４１】図７は、図６のデバイス３からデバイス４
へのデータ転送（２）がファーストバスマスタ転送期間
内に終了しない場合においても転送が行われる変形例を
示しており、この場合にはデバイス７からデバイス１へ
の６４ビット幅を使用したデータ転送（４）の調停は、
デバイス３からデバイス４への転送が終了した時点ｃか
ら後に行われる。

【００４２】図８は、接続されたデバイスが番号の若い
順にアクセス優先順位を持っており、デバイス１から２
への６４ビット幅を使用したデータ転送（１）が行われ
ている間に、デバイス３からデバイス４への３２ビット
データの転送（２）、デバイス７からデバイス１への６
４ビットデータの転送（４）、及びデバイス５からデバ
イス６への６４ビットデータの転送（３）が順に要求さ
れた場合のタイミングチャートである。この場合、デバ
イス１からデバイス２へのデータ転送終了後の時点ｂか
らデバイス３の調停が行われ、時点ｃ以降にデバイス３
からデバイス４へのデータ転送が行われる。この間、デ
バイス５及びデバイス７は転送リクエストを送信後に待
ち状態となる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１に記載のバスシステムによれ
ば、バスの未使用ビットを使用して異なるデバイス間で
同時かつ非同期にデータの転送を行うことができる。こ
れによりバスの情報伝達効率を大幅に向上することが可
能となる。

【００４４】請求項２に記載のバスシステムによれば、
各デバイスが自身の登録手段の内容から他のデバイスの
使用しているバスユニット及び占有時間を知ることがで
きる。

【００４５】請求項３に記載のバスシステムによれば、
あるデータ転送が終了した後に要求のあったデバイスに
優先的にバスユニットを開放することが可能となる。

【００４６】請求項４に記載のバスシステムによれば、
データのビット数に対応する数のバスユニットを連続し
て確保できない場合でも、バス中の未使用のバスユニッ
トの数が必要な数以上であればデータを転送することが
可能となる。

【００４７】請求項５記載のバスシステムによれば、デ
ータのビット数に対応する数のバスユニットを確保でき
ない場合でも、データを転送することが可能となる。

【００４８】請求項６記載のバスシステムによれば、デ
ータを時分割して転送する際に効率的にバスを使用する
ことが可能となる。

【００４９】請求項７記載のバスシステムによれば、３
つ以上の経路で同時に非同期にデータ転送することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のブロック図である。

【図２】図１のブロック図の構造を詳細に示す図であ
る。

【図３】本発明のデータ転送の例を示す図である。

【図４】従来の装置によるデータ転送の例を示す第１の
図である。

【図５】従来の装置によるデータ転送の例を示す第２の
図である。

【図６】本発明のデータ転送のタイミングチャートの第
１の例を示す図である。

【図７】本発明のデータ転送のタイミングチャートの第
２の例を示す図である。

【図８】本発明のデータ転送のタイミングチャートの第
３の例を示す図である。

【符号の説明】

１ バス位置設定回路 ２ 占有時間確定回路 ３ バス幅選択回路 ４ データ入出力回路 ５ 占有時間出力回路 ６ バス位置出力回路 ７ 出力制御回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが複数または単数のビット線か
   らなる複数のバスユニットに分割されたバスと、該バス
   を介して互いにデータを送受信する複数のデバイスとを
   含むバスシステムであって、各デバイスは、各バスユニ
   ットの使用状態及び占有時間を登録するための登録手段
   と、該登録手段の内容から未使用のバスユニットを検出
   してデータの転送が可能であるか否かを判断する判断手
   段と、該判断手段がデータの転送が可能であると判断し
   た際には、前記登録手段に使用するバスユニット及び占
   有時間を登録すると共に登録したバスユニットを介して
   転送するデータを出力する出力手段とを備えることを特
   徴とするバスシステム。
2. 【請求項２】 前記出力手段が、各デバイスの登録手段
   に使用するバスユニット及び占有時間を登録することを
   特徴とする請求項１に記載のバスシステム。
3. 【請求項３】 前記出力手段が、前記判断手段がデータ
   転送が可能でないと判断した際に、該データ転送に必要
   なバスユニット数を他のデバイスに通知する手段を更に
   備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のバスシ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記各デバイスが、連続していない複数
   のバスユニットを介してデータを分割して同時に転送可
   能に構成されていることを特徴とする請求項１から３の
   いずれか一項に記載のバスシステム。
5. 【請求項５】 前記各デバイスが、転送するデータ幅に
   対応する数のバスユニットが確保できない際には前記数
   より少ない数のバスユニットを介してデータを時分割し
   て転送するように構成されていることを特徴とする請求
   項１から４のいずれか一項に記載のバスシステム。
6. 【請求項６】 前記各デバイスが、他のデバイスの占有
   時間からデータを分割する数及び使用するバスユニット
   の数を決定するように構成されていることを特徴とする
   請求項５に記載のバスシステム。
7. 【請求項７】 前記バスユニットの数が３以上であるこ
   とを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の
   バスシステム。