JPH10222462A - 調停装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、同時には１つの主体（例えば１つの
デバイス）のみが占有することが可能な１つの事象（例
えば、バス使用権、あるいは割込みの受付け等）に関す
る、複数の主体（例えば複数のデバイス）それぞれから
の占有要求（例えばバス使用要求あるいは割込み要求
等）を受け付けて、占有を要求している主体のうちのい
ずれか１つの主体にその事象の占有許可を与える調停装
置に関し、比較的小規模の回路構成で、多数の主体の中
から事象の占有許可を与える主体を効率良く決定する。 【解決手段】複数の主体をグループ化しておき、先ずラ
ウンドロビン方式により、順次いずれか１つのグループ
（主体群）に優先権を与え、優先権が与えられたグルー
プの中では、優先権を順次ローテーションするという点
が付加された固定優先方式により占有許可を受ける主体
を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同時には１つの主
体（例えば１つのデバイス）のみが占有することが可能
な１つの事象（例えば、バス使用権、あるいは割込みの
受付け等）に関する、複数の主体（例えば複数のデバイ
ス）それぞれからの占有要求（例えばバス使用要求ある
いは割込み要求等）を受け付けて、占有を要求している
主体のうちのいずれか１つの主体にその事象の占有許可
を与える調停装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各デバイスのバス使用要求、また各デバ
イスからの割込み等の要求を調停する方法として、優先
順位をあらかじめ固定させた固定優先順位決定方式と、
各デバイスに対し循環的に要求の有無を問い合わせるラ
ウンドロビン優先順位決定方式が知られている。

【０００３】これらの方式は、いずれも広く一般的であ
り、前者の固定優先順位決定方式は、優先順位を固定と
しておくために、そのシステムの中でリソースをもっと
も頻繁に使うデバイス等に高い優先順位を割り付けてお
くことによってシステムの効率的な動作が可能である。
また、後者のラウンドロビン優先順位決定方式の場合、
優先度をほぼ公平に持たせたいようなアプリケーション
に適用される。両者の方式は、『ＶＭＥバスアーキテク
チャマニュアル』（ＣＱ出版社）等に詳しく記述されて
いるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
として、前者の固定優先決定方式の場合は、要求権を持
つデバイスが少数の場合は、実現回路規模は問題とはな
らないが、デバイス数が増えるにしたがって、実現のた
めの回路が指数関数的に大きくなってしまうという問題
がある。

【０００５】また、後者のラウンドロビン方式を採用し
た場合、特に要求権を持つデバイス数が多い時には、場
合によっては、要求受付けのサービス間隔が広がるため
に、各デバイスが用意しておくべきバッファの容量が増
加する。また要求受付けは、ポーリング形式となるた
め、要求が受け入られる時間帯に、そのデバイスからの
要求がなかった場合においては、要求の調停を行なうス
ケジューラは、アイドル（無駄）な時間を挿入せざるを
得なくなり、効率のよいリソースの使用が不可能とな
る。

【０００６】このアイドルな時間をなくすために、前者
の固定優先順位決定方式を改良して、デバイスからの要
求を受け付けるタイミング度に優先権をローテーション
する方式も考えられるが、この方式を採った場合におい
ても、固定優先順位決定回路は、要求権を持つデバイス
数が増加するにしたがって膨大なものとなってしまう。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、比較的小規模
な回路構成で、かつ多くのクライアント（主体）からの
占有要求を受け付け、効率のよい占有許可を与えること
のできる調停装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の調停装置は、同時には１つの主体のみが占有するこ
とが可能な１つの事象に関する、複数の主体それぞれか
らの占有要求を受け付けて、占有を要求している主体の
うちのいずれか１つの主体に該事象の占有許可を与える
調停装置において、上記事象の占有を要求する権利を有
する複数の主体からの、その事象の占有要求の有無の情
報を入力し、これら複数の主体が複数のグループに分割
されてなる各主体群毎に、所定の順序で、１つの主体群
を構成する複数の主体からの、その事象の占有要求の有
無の情報を出力するラウンドロビン調停手段と、１つの
主体群を構成する複数の主体からの上記事象の占有要求
の有無の情報がそれぞれ入力される、固定された優先順
位をもつ複数のポートを有し、その固定された優先順位
に従って、占有を要求している主体のうちのいずれか１
つの主体にその事象の占有許可を与えるプライオリティ
調停手段と、上記ラウンドロビン調停手段と、上記プラ
イオリティ調停手段との間に介在し、ラウンドロビン調
停手段から出力された、１つの主体群を構成する複数の
主体からの占有要求の有無の情報を、上記複数のポート
に、これら複数の主体と複数のポートとの対応関係を順
次切り替えながら入力する分配手段とを備えたことを特
徴とする。

【０００９】本発明の調停装置は、複数の主体をグルー
プ化しておき、先ずラウンドロビン方式により、順次い
ずれか１つのグループ（主体群）に優先権が与えられ
る。１つの主体群には複数の主体が含まれており、した
がって１つの主体に優先権を与えた場合と比べ、優先権
を得た主体群内のいずれの主体も占有を要求しておらず
アイドル（無駄）な時間となってしまう可能性が大きく
低減される。優先権が与えられたグループの中では、優
先権をローテーションするという点が付加された固定優
先方式により占有許可を受ける主体が決定されるが、１
つの主体群内の主体の数はある程度の少数に押えること
ができ、回路規模は小規模で済む。したがって本発明の
調停装置によれば、比較的小規模な回路構成で効率の良
い調停を行なうことができる。

【００１０】ここで、上記本発明の調停装置において、
上記主体群の順序をあらわすスケジュール情報が格納さ
れるメモリを備え、上記ラウンドロビン調停手段が、上
記メモリに格納されたスケジュール情報に従う順序で、
各主体群毎に順次に、各主体群を構成する複数の主体か
らの上記事象の占有要求の有無の情報を出力するもので
あることが好ましい。

【００１１】この場合に、上記メモリが、複数の主体群
を一巡する間に１つの主体群が複数の順序位置に配列さ
れることが許容されたスケジュール情報が格納されるも
のであることがさらに好ましい。本発明の調停装置にお
いて上記のスケジュール情報が格納されるメモリを備え
ると、任意の順序で各グループ（各主体群）に優先権を
与えることができ、複数の主体群を一巡する間に１つの
主体群が複数の順序位置に配列されることが許容された
スケジュール情報の場合、ある特性の主体群に他の主体
群と比較して多くのアクセス権（占有の優先権）を与え
ることができる。またこのメモリとして書き換え自在な
メモリを用いると、各主体群に占有の優先権を与える順
序や頻度を、そのときそのときに応じて変更することが
可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の調停装置の一実施形態の構
成ブロック図である。この図１に示す調停装置には、ス
ケジュールステートマシーン１０、６ビットカウンタ１
１、スケジュールインフォメーションテーブル１２ａを
格納するＲＡＭ１２、２ビットカウンタ１３、第１のセ
レクタ１４、第１の分配器１５、固定優先決定回路１
６、第２の分配器１７、および第２のセレクタ１８から
構成されている。

【００１３】ここでは、合計４０個のデバイス（図示せ
ず）がそれぞれが４つのデバイスからなる合計１０グル
ープにグループ化されているものとし、各グループを構
成する各４つのデバイスからのリクエストＲｅｑ（０
０：０３），Ｒｅｑ（１０：１３），…，Ｒｅｑ（９
０：９３）を受け付け、いずれか１つのデバイスに優先
権を与えるものとする。ここで、Ｒｅｑ（ｉｊ：ｉｋ）
のｉはグループ番号、ｊ，…，ｋはグループ内の番号を
あらわしており、例えばＲｅｑ（００：０３）はグルー
プ０内の４つのデバイス０〜３のリクエスト信号をあら
わしている。

【００１４】スケジュールステートマシーン１０は、ク
ロックＣＬＫに同期したタイミングで、６ビットカウン
タ１１にカウントアップイネーブルを出力し、また、Ｒ
ＡＭ１２に格納されたスケジュールインフォメーション
テーブル１２ａの最終（エンド）まで達したことを受け
て６ビットカウンタ１１をクリアし、２ビットカウンタ
１３に対してカウンタアップイネーブルを出力する。

【００１５】図２は、ＲＡＭ１２に格納されたスケジュ
ールインフォメーションテーブルの一例を示した図であ
る。各アドレスに対応して、グループ番号とエンドフラ
グが格納されている。ここで、エンドフラグは負論理で
示されており、エンドフラグ“Ｌ”がそのスケジュール
インフォメーションテーブルの最終アドレスであること
をあらわしている。

【００１６】図３は、スケジュールステートマシーン１
０の状態遷移図である。例えば電源投入時等、所定のリ
セットタイミングで６ビットカウンタをクリアし（状態
Ｓ０）、６ビットカウンタ１１にカウントアップイネー
ブルを出力して状態Ｓ１に移る。６ビットカウンタ１１
はクロックＣＬＫが入力されるたびにカウントアップさ
れ、その６ビットカウンタ１１のカウント値がアドレス
としてＲＡＭ１２に入力され、そのＲＡＭ１２に格納さ
れたスケジュールインフォメーションテーブル１２ａの
対応するアドレスからグループ番号とエンドフラグが読
み出される。この読み出されたグループ番号は、スケジ
ュールインフォメーションとして第１および第２のセレ
クタ１４，１８に入力される。このスケジュールインフ
ォメーションについては後述する。ＲＡＭ１２から読み
出されたエンドフラグはスケジュールステートマシーン
１０に入力され、そのスケジュールステートマシーンは
そのエンドフラグが“Ｈ”にある間は、図３に示す状態
Ｓ１を維持し、そのエンドフラグが“Ｌ”に変化すると
状態Ｓ０に遷移して、６ビットカウンタをクリアしてそ
の６ビットカウンタ１１のカウント値をスケジュールイ
ンフォメーションテーブル１２ａの先頭のアドレスに戻
すとともに、２ビットカウンタ１３に向けて、その２ビ
ットカウンタ１２が１つカウントアップする間だけカウ
ントアップイネーブルを出力する。尚、この２ビットカ
ウンタ１２は、カウントアップする毎にそのカウント値
が０→１→２→３→０→１→…のように循環的に変化す
るように構成されている。この２ビットカウンタ１３の
カウント値は第１および第２の分配器１５，１７に入力
される。

【００１７】スケジュールステートマシーン１０では、
図３に示す状態Ｓ０に戻って６ビットカウンタ１１をク
リアするとともに２ビットカウンタ１３にカウントアッ
プイネーブルを出力すると直ちに状態Ｓ１に再び遷移
し、以後これを繰り返す。ＲＡＭ１２から読み出され
た、グループ番号をあらわすスケジュールインフォメー
ションは、上述したように、第１および第２のセレクタ
１４，１８に入力される。

【００１８】第１のセレクタ１４では、そのスケジュー
ルインフォメーションを受けて、そのスケジュールイン
フォメーションがあらわすグループを構成する４つのデ
バイスからのリクエストを選択的に通過させて第１の分
配器１５に入力する。例えば今回入力されたスケジュー
ルインフォメーションがグループ０をあらわすものであ
る場合、グループ０を構成する４つのデバイスからの４
本のリクエストＲｅｑ（００：０３）が、第１の分配器
１５の４つの入力端子ＩＮ０，ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３
にそれぞれ伝達される。第１のセレクタ１４に入力され
るスケジュールインフォメーションがグループ０以外の
他のグループ１〜９をあらわしている場合も同様であ
る。

【００１９】また、第２のセレクタ１８は、第２の分配
器１７の４つの出力端子ＯＵＴ０，ＯＵＴ１，ＯＵＴ
２，ＯＵＴ３から出力された信号を、今回入力されたス
ケジュールインフォメーションがあらわすグループを構
成する４つのデバイスへのアクナリッジとして出力す
る。すなわち、例えば今回この第２のセレクタ１８に入
力されたスケジュールインフォメーションがグループ０
をあらわすものである場合、第２の分配器１７の４つの
出力端子ＯＵＴ０，ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３から
出力された信号は、それぞれグループ０の、デバイス
０，１，２，３のアクナリッジ（これらグループの４つ
のデバイスへのアクナリッジをまとめて、Ａｃｋ（０
０：０３）と表現する）として出力される。他のグルー
プ１〜９のアクナリッジＡｃｋ（１０：１３）〜Ａｃｋ
（９０：９３）は全て“Ｈ”レベルに保持される。この
とき第２の分配器１７の各出力端子ＯＵＴ０，ＯＵＴ
１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３からそれぞれ“Ｌ”，“Ｈ”，
“Ｈ”，“Ｈ”が出力されたものとすると、グループ０
のデバイス０に優先権が与えられることになる。第２の
セレクタ１８に入力するスケジュールインフォメーショ
ンがグループ０以外の他のグループ１〜９をあらわして
いる場合も同様である。

【００２０】図４は、第１および第２のセレクタ１４，
１８により選択されるグループの変遷の一例を示す図で
ある。図２に示すスケジュールインフォメーションテー
ブルには、アドレス０〜アドレスｎ−２の順に、グルー
プ０→グループ１→グループ２→グループ０→…→グル
ープ９が格納されており、グループ９が格納されたアド
レスｎ−２にはエンドフラグ“Ｌ”が格納されているた
めアドレスｎ−２のグループ９の次はアドレス０のグル
ープ０に戻る。

【００２１】図４には、このグループの変遷が示されて
おり、第１および第２のセレクタ１４，１８では、順次
この順に各グループが選択される。図５〜図８は、第１
および第２の分配器の入出力端子間の接続状態の変遷を
示す図である。図５〜図８は、図１に示す２ビットカウ
ンタ１３のカウント値がそれぞれ０，１，２，３のとき
の状態を示しており、第１の分配器１５ではこのカウン
ト値が変化するに従って４つの入力端子ＩＮ０，ＩＮ
１，ＩＮ２，ＩＮ３から入力された信号が順次入れ替わ
って４つの出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３から
出力されるようにそれら各４つの入出力端子間の接続状
態が切り換えられ、第２の分配器１７では、第１の分配
器１５により入れ替えられた信号順序を元に戻すように
その第２の分配器１７の各４つの入出力端子間の接続状
態が切り換えられる。

【００２２】表１は、固定優先決定回路１６の入力を出
力との関係を示す表である。

【００２３】

【表１】

【００２４】ここでは負論理で示されており、ＩＮ０が
“Ｌ”であれば、ＩＮ１〜ＩＮ３が“Ｌ”であるか
“Ｈ”であるかによらずＯＵＴ０が“Ｌ”、かつＯＵＴ
１〜ＯＵＴ３がいずれも“Ｈ”となり、ＩＮ０からリク
エストを入力したデバイスに対し優先権が与えられる。
ＩＮ０が“Ｈ”であってＩＮ１が“Ｌ”のときは、ＯＵ
Ｔ１のみが“Ｌ”、ＩＮ０およびＩＮ１が共に“Ｈ”で
あってＩＮ２が“Ｌ”のときは、ＯＵＴ２のみが
“Ｌ”、ＩＮ０〜ＩＮ２がいずれも“Ｈ”であってＩＮ
３が“Ｌ”のときは、ＯＵＴ３のみが“Ｌ”となる。す
なわち、図１に示す固定優先権決定回路１６にはＩＮ０
に最も高い優先順位が与えられており、以下、優先順位
はＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３の順である。

【００２５】図１に示す調停装置は以上説明したように
構成されており、第１のセレクタ１４により、スケジュ
ールインフォメーションに従ってラウンドロビン方式で
グループ毎に順次優先権が与えられ、優先権が与えられ
たグループ内では、第１の分配器１５により、２ビット
カウンタ１３のカウント値に応じて優先順位が順次変更
されて、固定優先決定回路１６によりいずれか１つのデ
バイスに優先権を与える。第２の分配器１７および第２
のセレクタ１８は、信号の配列を元の順序に戻す役割り
を成している。

【００２６】上記実施形態において、第１のセレクタ１
４によって実現されるラウンドロビン方式ではグループ
が選択される。その選択されたグループ内には複数のデ
バイスが含まれているため、デバイス１つずつについて
ラウンドロビン方式を適用する場合と比べ、それら複数
のデバイスのうちのいずれのデバイスもリクエストを出
力していない可能性、すなわち、そのグループが選択さ
れた時間がアイドル（無駄）な時間となってしまう可能
性が大きく低減され、効率の良いリソースの使用が可能
となる。

【００２７】また、ラウンドロビン方式により選択され
たグループ内では、２ビットカウンタ１３と第１の分配
器１５とにより信号の伝達経路を順位変更しながら、固
定優先決定回路１６により固定優先方式で優先権を与え
るデバイスが決定されるが、１つのグループ内のデバイ
ス数は、上記実施形態における４デバイス等、少数のデ
バイス数で１グループを構成することにより小規模な回
路構成で優先権を決定することができる。

【００２８】すなわち、上述の実施形態では、全体とし
ても比較的小規模の回路構成で、かつアイドルな時間が
入り込む余地の少ない効率の良い優先権付与を行なう調
停装置が実現できる。また、上記実施形態では、ＲＡＭ
１２内にスケジュールインフォメーションテーブル１２
ａを格納し、第１のセレクタ１４では、そこから読み出
されたスケジュールインフォメーションに従ってラウン
ドロビン方式によるグループの選択を行なっており、し
たがってＲＡＭ１２内のスケジュールインフォメーショ
ンテーブル１２ａを書き換えることにより、複数のグル
ープの選択の順序を自由に変更したり、一巡する間の、
各グループが選択される回数を自由に決定することがで
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的小規模の回路構成で、多数の主体の中から事象の
占有許可を与える主体を効率良く決定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の調停装置の一実施形態の構成ブロック
図である。

【図２】ＲＡＭに格納されたスケジュールインフォメー
ションテーブルの一例を示した図である。

【図３】スケジュールステートマシーンの状態遷移図で
ある。

【図４】第１および第２のセレクタにより選択されるグ
ループの変遷の一例を示す図である。

【図５】第１および第２の分配器の入出力端子間の接続
状態を示す図である。

【図６】第１および第２の分配器の入出力端子間の接続
状態を示す図である。

【図７】第１および第２の分配器の入出力端子間の接続
状態を示す図である。

【図８】第１および第２の分配器の入出力端子間の接続
状態を示す図である。

【符号の説明】

１０ スケジュールステートマシーン １１ ６ビットカウンタ １２ ＲＡＭ １２ａ スケジュールインフォメーションテーブル １３ ２ビットカウンタ １４ 第１のセレクタ １５ 第１の分配器 １６ 固定優先決定回路 １７ 第２の分配器 １８ 第２のセレクタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同時には１つの主体のみが占有すること
   が可能な１つの事象に関する、複数の主体それぞれから
   の占有要求を受け付けて、占有を要求している主体のう
   ちのいずれか１つの主体に該事象の占有許可を与える調
   停装置において、 前記事象の占有を要求する権利を有する複数の主体から
   の、前記事象の占有要求の有無の情報を入力し、これら
   複数の主体が複数のグループに分割されてなる各主体群
   毎に、所定の順序で、１つの主体群を構成する複数の主
   体からの、前記事象の占有要求の有無の情報を出力する
   ラウンドロビン調停手段と、 １つの主体群を構成する複数の主体からの前記事象の占
   有要求の有無の情報がそれぞれ入力される、固定された
   優先順位をもつ複数のポートを有し、該固定された優先
   順位に従って、占有を要求している主体のうちのいずれ
   か１つの主体に前記事象の占有許可を与えるプライオリ
   ティ調停手段と、 前記ラウンドロビン調停手段と、前記プライオリティ調
   停手段との間に介在し、前記ラウンドロビン調停手段か
   ら出力された、１つの主体群を構成する複数の主体から
   の占有要求の有無の情報を、前記複数のポートに、これ
   ら複数の主体と複数のポートとの対応関係を順次切り替
   えながら入力する分配手段とを備えたことを特徴とする
   調停装置。
2. 【請求項２】 前記主体群の順序をあらわすスケジュー
   ル情報が格納されるメモリを備え、 前記ラウンドロビン調停手段が、前記メモリに格納され
   たスケジュール情報に従う順序で、各主体群毎に順次
   に、該各主体群を構成する複数の主体からの前記事象の
   占有要求の有無の情報を出力するものであることを特徴
   とする請求項１記載の調停装置。
3. 【請求項３】 前記メモリが、複数の主体群を一巡する
   間に１つの主体群が複数の順序位置に配列されることが
   許容されたスケジュール情報が格納されるものであるこ
   とを特徴とする請求項２記載の調停装置。