JPS5945527A - バス制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の対象 本発明は、バス制御方式に関するもので、特に共通バス
を制御するバス・アービタが不要−Ｃ１かつ信頼性が高
く、稼動状陣中の保守が可能／ｊマルチプロセッサ構成
のバス制御方式に閏ずるものである。

従来技術 コンピュータによる情報処理け、環中形から分散処理形
へ転換の傾向がある。例えば、ＯＳを実行するＯ　Ｓプ
ロセッサ、利用者のタスクを実行するタスク・プロセッ
サ、通信処理用のブロセツ・ν等に分けて複数のプログ
ラムを同時に実行すれば、各プロセッサ中で並行して走
るプログラム数番．ｉ減少ずるので、応答速度は向トす
る。

このような分散処理のためのマルチプロセッサの朴”ｌ
　Ｉｒｌ；、でし■、ｊ「１１常竿］図に示１よ一）（
・・−、ｉ゜ｉ数の７１１セツ→ノＩ．：　Ｐ　Ｕ　ｌ
　〜（’．　］’　ＩＪ　ｒｌにン１して１本のバス１
が段目「、れ、さＣ：）にそのバス］の仲用イ｛、１を
制御ずるズニめのバス・アービ々２かノＣ！？要となる
。

しかし、このようにＬ　Ａ＝のバス．１−か各Ｃ　Ｐ　
ＩＪに直結され、さらにバス・アービタ２も直接接続さ
れる七、１台のＣ　Ｐ　ｌＪすたはバス・アービタ２が
異常にかっただしｌで、システム全体が々゛ウンてしま
うという欠点がイ；ｌｊ’）、プロセッサの数が増加ず
るほどシスーＴ゛ムの信頼性（、１低下ｉる。さらに、
すべてのプロセッサか同一バス１で結合されているため
、システム稼Ｉ１７１１状態で番．１｛’ｔ′．ζ『か
不ｕＪ能で言７、る。

発明の目的 本発明の目的は、これら従ヲにの欠点バ１改善ずるため
、マルチプロセッサ・システムの共通バスを制御するバ
ス・アービタを不要にして品｛ｋｊ頼性を確保し、かつ
保守性をイコするバス制ｉ，ｉ１１方式な桿供すること
にある。

発明の総括的説明 本発明のバス制省１１方式は、１７［のブｌ１セッナ間
をも１１合する］木のバスを、直線１−に直列に配ｉｔ
　Ｌ。

て］、つのクラスタ・バスとし、該クラスタ・バスな平
面的に１方向ノ「いし複数方向の格子状に配列してマル
・ブ−ブロ−１・ツ″リ゛を構成し、各プロセッサは各
クラス′ｌ・バスごとに送信要求と優先処理レベル信号
を出力して［１Ｉ１−・クラスタ・バスの他のブＩ１七
ツーリ゛から受イ，１確認仁｛号を受信１るこ２−によ
り該クラスタ・バスを占有し、該クラスタ・バスの他σ
）ブＩ７ナッーりにり１してデータ転′ｙ）百を行うこ
とを特徴とする。

士だ、前Ｒ１１名７ロ十ツザは、人出力ボート，ｕ　ｒ
ｌ１継バス制御部からなイ）ノζス制御装置を介［２て
クラスタ・バスに接続さわることに特徴を右し７ている
。

発明の実施例 第２１’ｌＬＩ、本発明の実施例を示すマルチプロセッ
サリ・システムの基本構成図である。

本発明は、１対のフロセッサ間を１本のバスてＨｉ合し
、このバスがｆ（ｉ昨ＬＬに連続し．て配列されたもの
を１−っのクラスタ・バスとし、このタラスタバスなー
＜１一面１．：　”Ｃ　１　’／Ｊ向ないし松Ｊ・・方
向σ）イ・′Ｉｒ状に配置１る・Ｉ二）のである。

ｆ心２　Ｃ５：ｌは、１つのクラスタ・バス４′示しブ
こもので、］一対のプロセッサＣ　ＩＪ　ＩＪ　ｌと（
：　ｌ’　ＩＪ　２間をバスＩＩ　ＬＩ　Ｓｌで結合し
、ブＩＪセツ→ノ（’　ｌ’　ＩＪ　２と（ＰｔＪ　３
間をバスＨ　ｔＪ　Ｓ　２で結合し、同じコうＧ，二｛
、゛ＣＣプロツザＣＰ　１．１　ｎ　ｔでｒ頁次キ１′
１台１ることに，１゛リ、１つのクラスタ・バスか形成
される。

従来のマルチプロセッサでは、笛１図に示Ｊように、す
べでのブロセツ−ｔＪ−　Ｃ　Ｐ　ｔＪ　ｌ〜］１が同
一ノクス１上に結合きれるため、１台のプロセッサ中゛
がダウンすると、すべでのブロセツ−ｖ　ｃ　ＰＩ−Ｊ
　１〜ηに悪影響を及ｔ！ｆ　Ｌ，　、システム・ダウ
ンとなる。

これに対して、本発明では、クラス々・バス方式を用い
ることに』：リ、ハードウェア的には同一クラスタ・バ
ス上でプロセッサが１久１１に接続されるため、１台の
プロセッサかダウンしても、周辺のブロセツ勺が異常を
検知して切離すことにより、システム全体としての機能
を保持する。また、ボトル・ネック（隘路）となるバス
．アービタも不要であるため、全体として高信頼化され
る。さらに、同一バストの両隣のブローセラづが互いに
弄常を検知できるため、シス・アーム稼動状態においで
も弄常プロ七ツづの保守が可能とｔＣす、保守性ＩＪ向
卜する。

また、１つのクラスタ・バス番」、その間にグウン杖茜
のプロセッサがない限り、直線状に接続されているため
、１つのプロセッサから同一クラスタ・バストの他のプ
ロセッサに同時送信−４ることができる。

第２図では、１つのクラスタ・バスがｎ個のプロセッサ
で分割されるため、（ｎ−１−）本の個別バスが１対の
プロセッサ間を結合している。各プロセッサは、ぞれぞ
れバス制御装置（Ｌｌ〜Ｌｎ）を備えており、これらの
バス制御部ｆｆ（１，１〜Ｌｎ）はクラスタ・バス（Ｒ
Ｕ　Ｓ　Ｏ”　Ｂ　Ｕ　Ｓ　ｎ　）で直線状に順次直列
接続されている。また、バス制御部Ｗ（Ｌｌ〜Ｌ　ｎ　
）は、各プロセッサから出力されるバス制御信号に応じ
て、プロ七ツ′す°間の信号およびデータを送受信し、
あるいはこれらを中継する。個別バス（Ｉ＋　ＩＪ　Ｓ
　（レ−１，＋　ｌｊ　Ｓ　ｎ　）８４、バス制御装置
１Ｎ（１，，１〜Ｉ、ｎ）の制１１１１１に、ｌＶｌ　
、／Ｊ’ｌ　１：　カモ１１）のバスのように動作する
。

第３図は、本発明の実１合例な示すバス制御装置の内部
構成図である。

バス制御装置け、ｔｊ’・５図に示すように、バス制御
信号およびデータを人出力する２個の入出カポ−１’＋
、４と、そのバス制御信号に対応し、てデータをプロセ
ッサに入出力する中１４１；バス制御部５から構成され
る。

入出力ボートδ、４および中和？バス制御部５の個々の
構成は、公知のものであって、それぞれ第４図および鉛
５図に論理構成１図を示す。

第４図に示すように、入出力水−ト３．４は並列データ
を扱うパラレル・ボートであって、複数個の信号バッフ
ァから構成される。なお、入出カポ−）３．４は、それ
ぞわ、制御るプロセッサの入カナたは出力ボートである
。

入出力ボート昌、４．は、バスを介して隣接する入出力
ボートとの間で、データ（Ｄａｔａ））−６つのハス制
御ｆｔ外（ｆｌｓＹ　、ＣＴＬ、Ｔ”１１＋１．ｒ３ｒ
（２、。

ＲＧ、ＢＣＮ１’Ｎ）を授受する。

バス制御信号のうち、ビジー信号（ＢＳ　Ｙ　）は、そ
のバスが使用中でおることを示す信号である。

また、コントロール信号（ＣＴ　Ｌ　）は、バス転送モ
ードを示すもので、この信号が１”のときには、バス使
用権を硝立するだめの制御を行う、つ＋ｔ）フントロー
ル（ＣＴ　Ｌ　）モードの期間であり、またこの信号が
°°０″のときには、そのバスでデータ転送が行われて
いる期間・である。また、バス・リフニストイＲ号（Ｂ
ｒｔｌ）は、自ブロセツ・すからバス制御装置を通して
、自プロセッサと同一バスによりｉ６接接続されたプロ
セッサに送信要求を行う信号であり、バス・リクエスト
信号（Ｂ　Ｒ２）は、自プロセツーリ°と同一バスによ
り接続された相手プロセッサから送信要求を行う信号で
ある。バス・グランド信号（ｔ３　Ｇ　）は、送信要求
信号Ｂ　Ｒ，１。

Ｂ１１．２に対する承認信号である。また、バス・コン
テスト信号（ＢＣＮＴＮ）は、２つ以上のプロセッサか
ら、同時に送信要求があったことを示す競合信号である
。

中継バス制御部凸け、バス・々゛ラントＧ゛％？（１３
（））を除いて、各ホード３，４からの入力化すのオア
をとり、プロセッサに中継する。バス・グラン）　（１
号（１３Ｇ　）　（７）　ミｌ：ｔ、各ホー）　３　、
４　ソｒ　ｒ：）（７）入力のアンドをとり、プロセラ
暇に中継：する（第５図参Ｕ＜ｔ　）。

一方、竿５図に示すように、中継バス制御部５は、各ボ
ート昌、４から人力があると、（Ａ号（ＢＧ）を除いて
、プロセッサからの入力と名ボートからの入力とのオア
をとって、反対側のボートにそれイ！わ１！１力する。

但し、Ｂ　Ｉ’１．　］−、１，ｔ　１１．２　ＩＩ仙
と異な１′）、ボートのＢＲ２人力とプロ士ツ号の１３
０１人力のオアをとってＢ　Ｒ１出力とする。し７かし
、信号（１３Ｇ　）のみ番」、プロセッサからの人力と
各ボートからの入力とのアンドをとって、イーれぞれ反
対側のボートに中継出力する。なお、鉛、５図のり、）
ｔは左側ボート右側ボートから信号が入力したとき°゛
１″を出力する回路である。

ｆｆ：６図、！７図および第８１☆Ｊけ、それぞれ木発
明の実ｆｉＡｉ例を示ずマルチブロー！でソリの接狩１
゛１・４、一方のブｔｙ−トツヤのみかＣ〕送信宏求が
出されたときの信号々−ｒムイヤート、およびｊン、信
要求が競合し。

たとゲての（ｐＴ　、５Ｆタイムチヤートである。

？ｒＩ６　ｌλＩでは、バスｉｌ制御信号の動作を簡単
にするため、笛２図のｎ　＝　２の用台、つまり２台の
グロ士ツーＩｌかｒ″−、ｌｊるマルチプロ七ツ→りの
バスｉｌｒ！：　７’ｉ　ｋついて脱Ｒ１’ｊオる。

このマル町）′ロセッ・すに才；いては、鉛６１ンＩに
示すように、バスはプロセッサ（（：　Ｐ　ＴＪ　］　
）　］ノホートとプロセッサ（ＣＰＵ２）のボート６と
を接続する１１本のみである。７０セツ±　（ＣＩ’　
＋１　］　）は２つのボート昌、４七中粧バス制御部、
５ちイｊ１−７、他方のブＯセラ−ｖ（ＣＰ　１１２　
）　柑：　２　つ（７，）　Ａｘ’　−）６゜７と中１
ｒババス１６Ｉ御部８を有する。ブロセッｊｌ（（：Ｐ
　Ｕ　］、　）のボート４とプロセッサ　（（’ＰＵ２
）のボート６目、プロセッサ（ＣＰ　［１１）　　（Ｃ
Ｉ’　１．１２）間のバスとしで、か、０図のａ　−、
／間に示１，１−月８−１ｈいに１ｉ７１−（８号を接
続しているが、伯号端：ｌ’（＋１１（１）と（１目ｔ
　２　）のみは、万いに交差して核紗サネ、：、ｊ−ｉ
ｊ　−ｒ−（ｕ　Ｒ１）ｃ＊イＩ４　ｑ゛・＋ｈ　　（
Ｉｉ　Ｉｔ　２　）　と接続さオ］６゜ バスは、第４図２竿：６１＼ｑの矢印方向Ｃ７１’：　
１−ように、（１，３Ｈ’ｌ　）　、　　（１３１（，
２）ろ除いて乃方向伝送であり、各ボート４，６から’
ｒｙ、Ｑ＋れた互いσ）バス制御信号は、バス上て剖ア
信シＪ′となる。ず２．わち、いずれか一方から°°１
′が送１１１さ１すると、バス１−の制御信号け°゛１
′″となる。

いま、一方のブロセツ１ノ　（ＣＰＬｌコ、）に−［−
一タが発生ずると、そのプロ七ツーリに１中れｒバス制
御部、５に対して、先ゴ、送信要求信号を′出力し、バ
ス使用権を確立して、・Ｔ゛−夕転送を開！’！？ｌ　
Ｌｙようとする。第７１文Ｉは、第６１ン１のブｌゴ十
ツリ゛（（シＩ’　ＩＪ　ｌ　）を送信側とした場合の
バスｆｌｒｌｌ　１ｌｌｌｌシ　ケンスを示ずものであ
る。

プロセッサ（ｃ　ｌ’　［Ｊ　１　）から中相；バス制
ｉ＋ｌＩ！部５に対して送信要求が出されると、中継バ
ス制御部５は２つのボート３，４に対して送信要求信号
（Ｂ　Ｒｌ　）を出力ｌ／）。ｆｏ　６１ス１ては、ホ
ード３はバスの末端であるため、送イｆ（′電べきイｉ
（年中−１がない。第４図に餡ず、Ｌ）に、）トートは
中継バス制御部５かＣ，の送信要求１「１号（Ｉ（Ｉｔ
　ｌ　）を送出すると同時に、相手ボートからのビジー
信号（ＢｓＹ）および承紹浦じ（Ｉ（Ｇ　）の出力を抑
［Ｅ−４る機ｆｉｔ：　？２・有しでおり、この場合、
送信゛４る相手がｔ「いため、ビジー信号（ＩｔＳＹ）
か切断される。このとき、中緋パス制？、ＩＩｌ装置、
５ζ２１、相手ボートがあるが否かを判断するため、一
定時間だ゛けオｌ〒のバス制御信号としてビジー信号（
１：１ＳＹ）、送信要求信号、：（ｒ目（２）、承認信
号（Ｂ（３）を監視し、これらの信号が全くないことを
検出すると、インアクティブと判断して１直ちにバスカ
ットを行う。すなわち、中継バス制御装作５は、ボート
５に閂Ｌ７てハＸ　（７）入出力を遮断し、インアクデ
ィプ・ボート３からはバス使用承認信号（ＢＧ）を受信
したものとみなす。

そして、バスカットしたボート３には、相手ボートニ対
しでバスの使用を禁１１−するために、ビジ１＋Ｌ号（
ＩＪ　ＳＹ）トフン）　＊−ル信号（ＣＴ　Ｌ、　）の
みを出力する。

一方、中和でバス制ｓ１１部５け、ノ＋１４−ｉ；−，
，ｉｉ　Ｌでも全く同じようにして送信要求（、′Ｂ　
（、、；、　（ＩＩ　Ｉｔ　］、　’）を出力するが、
相手ボ゛−トロからじジーｆ１１ｉシｒｌ（Ｓ−Ｙ）、
送信要求１ｊオ号（Ｄ　Ｉｔ　２）　、ｆτＪ’川承詔
用１■′ｐｒ（Ｂ　Ｇ　）のいずわ５かのイ言号がｉＰ
＜送六才するので、インアク）＋Ｎ号は検出され４Ｃい
。

次に、ブロセツ＋　　（ｃｐｕ２）の中継バス制御部８
は、フロセッサ（ＣＰＵＩ）のボート生が出力した送（
Ｆｉ要求信号（Ｂ　Ｒ］−）をボート６の相手方啜゛求
何″−３′（Ｂ　Ｉｔ、２）として受信し、プｌコセツ
サ（ＣＰ　Ｕ　］、　）の場合と同じように、相手十゛
−ト４のインアクト検出動作を行う。また、中継；バス
制御部８は、受信した要求信号（ＢＩｌ、　２　）をボ
ート７に送信要求イバ号（Ｈ１ｔ　１　）とし、て中ｆ
ｌｌＫする。そして、中継バス制御部８け、４〜゛・に
ポー　トδ℃行−）だと同じように、ボート７でｔ、イ
ンアクト検出動作を省うことにより、イン７°クデイブ
と判断して、ボート７をバスカットすると同時に、ボー
　トロからのビジー信号（１３こ（）′）を切り、相手
−１，−ト４に対■７てバスを解放する。

第７図は、このシーケンスをさらに詳細に示したもので
あって、鉛６図の３−８′の線で見たときのイ１号手順
を示している。

笛７図において、斜線のｔｃいものがホ゛−ト４がらの
Ｌｉ２力、斜線のあるものがボート６がらの出力である
。

中継バス制御部５は、ボート４を紅で送信要求信号（）
３　Ｉｔ、　ｌ　）を？−Ｉｔ力する七ともに、印、７
図の矢印のようにボート４を経由してビジー信号（１（
ｓＹ）を受信する。そし７て、ボートｏが１）の；ｉＪ
ｔ　Ｂ　信号（ＢＧ　）をボー　ト牛を経由してヴーイ
、１すと、とともに、矢印で示ず」、うに、ボート６が
らのビジーイ「１号（Ｒ８Ｙ）が終了する。中継バス制
御部５Ｇ」、上記のようにボート６がら承Ｒ信号（ＢＧ
）％・受信すると、すでにボルト昌がらも承認（ＬＳ；
　（ＩＳ（÷）を受信しているので、この両ポート５，
４の承認信号（Ｔ３　Ｇ　）があることを条件として、
送信要求信号（Ｂ　Ｉｔ、　１　）の送出を中止し、第
７図の矢印で示すように、バス使用ｔｉ確立を情味する
ビジー信号（ｌ（ＳＹ）を両ボ〜ト３，４に出力する。

こわによ１）、相手ゴ１　　トロか１゛・イｌ）ノロ、
招イＪ乞・（Ｉｔ　（ｉ　）がオフになると、フントロ
ール化；ｊ、　（Ｃ’Ｉ’　ｌ、）の出力を＋　１　＋
＋から°゛０”Ｇこしてテ゛−タ転Ｌ）′、にイく（る
。もし、画ボート３，４．か１゛、承認イ、！　１１−
（Ｉ（ｌ　）がｎス送されない場合には、バスはビジー
信号（Ｂ　、’；　ｙ　）をメンにしたままの状′ｌｊ
）＋でＡ−するたν）、中継バス制御部、５はバス使用
中ノー判１ｆｌｉｉ　ｌ、て、最初か「）バス制御をや
り直す。

なお、第７図では、承認に：’＜　”ｉ　（”　（’：
　）が１白ちルこオフした場合を示し、ているが、］オ
フ、　ｙ’（い場合にけ、ボート４はボート６に９＝ｔ
　１．てバス使用権を確立しているので、承ＨＲ信可（
Ｉｔ　（’ｉ　）がメンされるのを春？つ。承、９４β
号（＋３　（−ｉ　）かメンさね、る士での糸子Ｊ尚Ｃ
８１、・次のとおりである。

中継バス制御部８は、ボート６から入力された送信要求
信号（Ｂ　１１．２　’）のオフを林出ｌ２、ボート７
に送信要求信号（Ｂ　Ｈ，１）のオフとして中継する。

中継バス制御部８は、ボート７がインアクト検ＬＩｌ動
作によりすでに末端であることを認識しており、かつ送
信要求信号（）３　Ｉｔ、　１　）かメンニＱ　ツたご
とによって、ボート７か”）ノア４’　ＮＹ４　（、ｉ
　Ｉ；、（ｎ　（”ｉ　）がオフに！パつたす）のとみ
な［２、岸、尉（（・号　（１’ｔ　Ｇ　）のオフをボ
ート（３に中継出力ｔｚ）。

この」−うに１−ア、邦お（ｊ信壮（１１（ｊ　）のメ
ンが、ボート７かｒ、汁゛−トロ、そしてボート４に中
１′１繁！ね、プロ士ツリ　（ＣＰ　Ｔ−１１−）の中
和；バスｆｆｉ’ｌ　ａｌｌ　ｅｌ（５に人力される。

承認信号（ＢＧ）なオフにした各千’−Ｎ、Ｉ、１つの
バスとして合意が成立したことを４Ｒｄし、ブロー１デ
ンザ（ＣＩ）［丁１）がｒ）の−１＝夕転送の起町１１
、つ士ｔ］コントｖ１−ルイ１１号（Ｃ１″Ｌ）がメン
ざハて、デー々転送モードになるのを省っ。

ボート３においても、同じようにして、７７′訂１信号
（１３（−；　）がオフしたとみなされる。ｒｉ＋継バ
ス制御部５側、ボー）３．４−ノ画方（７）　ｉｆｊ＜
　ｑ＜（伯’ｒ！（１，’　Ｇ　）が討７さＪまたこと
に、１−リ、バスのデータ：ｌ町、攻のｊｌ、ｌ（備が
完ｒしたことを認誠し、両ボート３．４の１ントロ一ル
信号（（：　ｉ’　Ｔ、　）をオフして、データ転送な
ｆｉｌ始する。

：１ントし１−ル信号（Ｃｉ’　Ｌ　）のオフを受信し
た各ボー）３，４．（１，７および中継バス１１ｄ制御
部８け、前と同じような中継手順に、１−リ、バスの末
端ｔテ：ｙ　＞　）　ｎ　　＃（ｎ写（Ｃｉ’　Ｌ　）
内７１７ろ′中１’　する。このよ・）にして、バスＧ
１コントＣゴール（（”ｆ’１−１）モードからデータ
板７Ａ−Ｔニー）冒、−ノ１す、ｒ−タの転送が開ｊＨ
’Ｉされる。

′Ｐ、８図番、１、：ノントｕ−ル（Ｃ１’　Ｉ、）？
−じにおいて、う−゛−タ転送が砕：１合したとき、−
）７ｉ′ｌｉ殆んど同時に２つのポート生、０がら送イ
ゴ・シ！（−片（−ｉ　Ｓｊ　（ｌ（Ｒ］−）が出力戸
れだ・５１合の動作々イム千ヤードである。

先ｔ′、プロ士ツリ（ＣＰＩ）１）から送ｆ１−９・１
５Ｊ求伯号（１４Ｒ，］、　）が出力さね、ン欠にプロ
士ツリ　（ｃｌ’（１２）から送イＨ’に＋’求［イ号
（［３Ｉｔ　２　）が出力される。

送信元が１．　Ｉｌｌ’ｉｌの場合と同じ、ｌ二うに、
ビジー信号（ＩＩ　Ｓ　Ｙ　）がカットされる。

次に、送悄門゛求佃号（＋１１（、１，）ど（ｌ（ＩＩ
　２　）がバスに１１１力されることにより、競合（た
ことが検出されると、競合信号（Ｉｔ　ｃＮ　ｉ”　Ｎ
　）がハスに出力される。例えは、７１１士ツリ　（Ｃ
Ｐ　Ｕ　２　）の中継パス制′Ｉ）１砧置８が競、５）
〜・検知しｒ−と：１には、直ちし一＠合（−）τ’　
（ｒｌ　（”　Ｎ　ｉ’　Ｎ）を出ｊＪｌ／、（ｉｉ：
時１１．二、’ｌ？％。

信−堤申信号　（１１Ｉｔ　ｌ暑も・、＋１７にイーる
。〕（１４、第８図は、プロセッサ（ＣＰＵ１）側から
見たタイム・チャーＦであるため、信号（＋３　ＴＬ　
２　）がプロ１てソサ（ＣＩ’１７２）からの送信要求
信号どξＣつでいる。

親会信号（ｎ　ＣＮ　Ｔ　Ｎ　’）がバスを通して中継
されるので、伸５のボートでも、バスが競合したことを
検知する。

中継バス制＠部’５　＋　８　’ｊ、競合を検知す、て
）と、送（ｆｉ要求信−Ｆ＋（ＢＴｔｌ）を寸７にした
徒、バスがクリアされたこと、つま（１送・急要求信号
（）３　Ｒ１）、　。

（ＢＨ３）、銃合信号（１：３　ＣＮ　’Ｔ’　Ｎ　）
、承ｗ２信号（ｎ　Ｇ）等の信けがイ゛フごれたことを
条１午に、データ転送を再実行する。

この目虫行のとき、再ｉ％競合することを：［１１″（
するためと、データ転送をできるだけ均等に行うために
、（ｑ１λばグロ十ツ号内でのデータ発生後のｙｉｉ！
　留時間等て沙定され７）リクエスト・ファクター　（
）（１７）つ士り優失処別レベル信号をデータ・バスに
出力１°ることに」、す、Ｊ’ｌ方の′ノ’　ＩＪ−１
・シ・−１ｊン）・；：ｆ：（（ｙ＜　ｉ足型ろ・後回
し、にしで受信：ｌＪ＜　ｒ！＋　ｃ、コレＳ、。１．
″Ｊ、佳ｆ４１第７図に示ず手順をｆ４ｒｌり返し、て
、−〒−りΦ・１送’ｔ’−−−）’　）・ｆ：（゛る
。

１ｒｔ、＝　、＆ｈ、合した両方のプロ士ツーリ゛のリ
クエスト・ファクター（ＲＩ”　）が同じとをにけ、あ
らか１；め定められた優先方向にデータを転送す７）。

第９図は、本発明の実施例ム・ガ２す／ぐスｉｌｌ制御
方式の信号伝送シーケンス・チャートであって、ｎＩ−
□のブｙ７−ＩＰツザ／バ接続さｔｌ、　フ、二Ｊ：’
、、’；自σ）伝送制御手刷を示し７でいる。

ｆ−々転送モードにおいて１１、信号（＋３　＋１　］
、　）、（Ｂ］（２）はそれぞれ送信ストローブ、信号
（１３Ｇ　）　６４受信ストローグとブｒｚ）。すなわ
ち、ブロセツーＩＪ　　（ＣＰＬｌｌ）がデータを出力
すると回時番こ、送信ストローブ（＋３　Ｉｔ　’Ｌ　
）が出力され、欲にプロセッサ（ｃｒ’ｕ１）かデータ
を人力すると同１１．１ｒに、受イ？ルストローブ（１
３（ｉ　）が出力されるように構成されている。

データ転送がこの手順で終了−４ると、再びコントロ−
ル信号（ＣＴＬ）が出力されてノ々スがフントロール・
モードになると同時（こ、前処用！と１司に手順で転送
移ＩＩＬ理が行わ１１、データ転１゛・１制御が完了す
る。

第９図にオ］いて、Ｔ、が軒、送画処理を行うコントロ
ール・モード、１゛、がデータ市−送を行う７２−タ４
０：　７にモード、１１”１．が転送後処理を行うコン
トロール・モードである。

ｆ′へ”９図でＧ；１、プロセラ・リ　（ＣＰ　１．１
１　）がデータの発信ｉ原であり、転速前処理のコント
ローフし・千ド（ＴＡ）におい゛（゛番↓、同一クラス
タ・）（ストσ）同一バスにより接続されたプロセッサ
（ＣＰｔＪ２）に送信要求信号（１３Ｒ１）をオンして
出力する。

ブロセツーリ　（ＣＰＩＪ２）は、その送信７求信号（
１３Ｒｌ　）を同一クラスタ・バス上で隣接のプロセッ
サ（ＣＩ）　Ｕ　３　）に中継する。同じようＧこし、
て、プロセラ−９（Ｃ）’Ｕ３）から末端のブロセ゛ン
′１ノ（ＣＰＵｎ）まで送信要求信号（Ｂ　Ｒ１）が中
継される。プロセッサ（ＣＰＵη）は、末端のボートに
相手プロセッサが接続さねていないので、インアクティ
ブを検出し、逆方向心、−承Ｒ１１（ｔ’Ｔ号（＋３（
−；）をオンにして出力する。この承Ｍｉ　（Ｉｔ　壮
（）ｌ　に　）も、同一クラスタ・バス−Ｌの隣梓ブ（
ス・ヒツーリにＦｌ＋；ｉ　次中継されて、プｒＪ士ツ
サ（ＣＩ’　ＩＩ　］−）に伝送される。

発信源のプロセッサ（ＣＰ　ＩＩ　：１．　）　Ｉｔ：
Ｉ、承認信号（Ｂ　Ｇ　”）のメンを受信すると、バス
の使用の含意がなされたものと判断し、送信要求イ「イ
号（１３１１，１）をオフすると同時に、バス使用権を
主張するビジー信号（ＢＳＹ）をオンにして出力する。

これら送信要求信号（、ＢＲ］ｌのオフと、ビジー信号
（ＢＳＹ）のオンは、プロセッサ（ＣＰ　ｔＪ　ｌ’）
から（ＣＰＵｎ）まで順次中継される。

プロセッサ（ＣＰ　ＩＪ　ｎ　）は、送信要求信号（ｌ
３Ｒ１）のオフによりバス使用の合意が成・立したと判
断して承認信号（Ｂ　Ｇ　）をオフし、かつ受信側のボ
ートのみ、コントロール１１号（Ｃ’ｒＬ）をオフして
、送信側のプロセッサ（ＣＰ　Ｕ　１　）がコントロー
ル信号（ＣＴ　Ｌ　）をオフするのを待つ。

承認信号（Ｂ　Ｇ　）のオフと受信側のコントロール信
号（ＣＴＬ）めオフも、順次中継されて、ブロセツサ（
ＣＰ　Ｕ　１　）に返送されるので、プロセッサ（ｃ　
ｐ　ｔ）１）は承認信号（Ｂ　Ｇ　）の」フな受信する
と、バスの転送準備が完了したものと判断して、コント
ロール信号（ＣＴＬ）をオフし、データＥ送モード（Ｔ
ｏ）にする。バスがデータ転送モードになったことをＭ
Ｈすると、ブロセツ・す（ＣＰＵＩ）は、データの転送
を開始する。

フントロール信号（ＣＴＬ　）のオフは、順次中継され
るので、すべてのプロセッサ（ｃ　ＰＵ　２〜ＣＰ　（
Ｊ　ｎ　）がデータ転送モードとなり、プロセッサ（Ｃ
Ｐ　Ｕ　：＋−）から送信される１バイト目からｍバイ
ト目までのデータを受信する。

データ転送モード（ＴＢ）では、データを送受信すると
き、各プロセッサがボートにデータを出力すると同時に
送信ストローブ（ＢＲ４）を出力し、また、データを人
力すると同時に受信ストローブ（ＦＩＧ）を出力するよ
うになっている。

プロセッサがデータをバスに送信するときは、Ｌ記送信
ストローブ（１３Ｒ１）出力の後、受信ストローブ（Ｂ
　Ｇ　）が出力されることにより相手がデータを読み取
ったこ３１−を判別−（゛き、次！：ｆ：　４１ｊ手が
返送するデータを入カ才る４１Ｓ態で７４ｒつ。そして
、相手の送信ストローブ（Ｌｌｌｌ、２）、’−１自分
の受信ストローブ（ｎ　ｃ；　）が出力されることによ
って、相手からの返送データを読み’Ｉ”　））　、ｔ
’Ｊ勿の送信したデータと相手の受信１．たデータが一
致したこ七をｍ屈する。

一致している場合には、プロ＋ツーリ−（ＣＰＵＩ）け
次のデ〜りを送Ｏ１７、前と同じ手ＩＩ’ｉでデータが
相手に＃実に伝達されたことをｆ！ｉＩ詔する。もし、
データの不一致があったり、あるいけｔｔｒ手が応答し
ない風合には、デ〜り伝送Ｉ！へ常を検知して、直ちに
コントロール・モード（’ｆＣ）にして、転送の後処理
に入る。

一方、受信状態の１１コセ賢月」、送信側からのデータ
を送信と逆の順序で受信し、受信したボートに対して反
対側のボートへ中継送信する。中継送信は、送信側プロ
セッサと同じ手順で送信する。

供のようにし２て、送信側プロセッサ（ＣＰ　（Ｊ　１
）は、全データの送信を宗ｒすると、転送の後処理に入
るためコントロール信号（ｃ’ｒｒ、）をオンにして、
バスをコントロール・千−ド（ゴ。）にするとともに、
終了要求信号０１ｎｌ）をオンにして出力する。

以後は、転送Ｍ処理のときと同じようにして、プロセッ
サ（ＣＰＩｌｌ、）　７’Ｐｌ’）　（ＣＰｌ、Ｉｎ　
）ニ終了要求信号（ｒ（Ｒ１）のオンを中継用ると、プ
ロセッサ（ＣＦ’ＴＪｎ）はバス転送の終了要求信号（
ＢＧ）をオンにして送信側プロセッサ（ＣＰＩｌｌ）の
方向に中継する。

送信側プロセッサ（ＣＰ　ＩＩ］−）　？二ｔ、　　こ
れを受信すると、デー々転送がすべてのプロセッサにお
いて完了したことを確認できたものと判定し、終了要求
信号（ＢＲ，１）をオフして、転送の全シーケンスを終
了し、バスをクリアする。

以下、複数のプロセッサ（ＣＰ　Ｕ　２〜ＣＰ　ＬＪ　
Ｔｌ　）は、同じように信号（Ｂｌｌｌ）のオフを中継
して、順次転送シーテンスを終了する。

第１０図は、本発明の他の寅鳩例を示すマルチプロセッ
サ・システムの構成図である。

第２図に示す、とうに、直料１１１Ｓに配圧された複数
のプロセッサ（ＣＰｔＪ１〜ＣＰ　［Ｊ　ｎ）からなる
クラスタ・バスを、ｎ方向（”＝Ｏ＋］ｉの格子状゛に
配置することにより、ｎ方向のクラスタ・バスを有する
マルチプロセッサ・システムが構成１される。

ｆＴｈ　１０　’、’ｚＴ　（ａ）け、クラスタ・バス
の方向を５方向としたとき（ｎ＝３）のマルチプロセッ
サ・システトを示しており、Ｘ方向（ｘ　１〜ｘ４）　
、Ｘ方向（ｙｌ□ｙ４）＋および２方向（ｚｌ　”−Ｚ
４．　）がぞの一部として示されている。

第１０　Ｐ４　（ｂ）は、第１Ｏ図（８）における各プ
ロセッサの構成を示すもので、Ｘ方向、Ｘ方向、７方向
の各クラスタ・バスごとに入（Ｊ’ｒカボート３，４と
中継ハス制御部５を設置Ｊでおり、プロ士ツ・リ　（Ｃ
Ｐ　Ｕ　）　！：ｆ各中継バス制御部５を中継して×、
ｖ。

２の各クラス々・バスと信号の授受を行う。ブロセツ−
ＩＪ　　（ＣＰＩＪ）はＬ）カデータが発生ずると、相
手先プロセッサが接続されたクラスタ・バスの中継バス
制御部５に対し送信要求信号（＋３　Ｉｆ　１．　）を
出力し、前述した伝送制御手順を行った後ζ、丁、デー
タを送出する。

これらの各方向別のクラスタ・バスでは、複数のプロセ
ッサ間のデータ転送を１つのバス、ｌ−ｔ、て同時転送
することができ、さらにこのクラスタ・バスはブロセツ
・す゛対応に分割されているので、複数のクラスタ・バ
スで構成、されたマルチプロセッサ・システムでは、１
つのプロセッサが故障しても他のプロセッサに影響を及
ぼすことがなく、全体としてシステム・ダウンとならな
い。しかも、プロセッサ対応に分割されており、かつバ
スを介して１対のプロセッサが互いに監視するので、プ
ロセッサ単位で任意の時刻に保守が可能であり、保守性
が高い。また、すべてのプロセッサが同一構造であるた
め、システムの拡張性が高い。

発明の効果 以−ヒ説明したように、本発明によれば、１対のプロセ
ッサ間を１本のバスで結合した構成を単位として、これ
を直線状に複数個直列に配置し、各バスがプロセッサに
より分割されている直線状の複数のバスを１つのクラス
タ・ハスとして制御し、このクラスタ・バスを平面Ｉ−
にｎ力面の格子状に配置してマルチプロセッサ°・シス
テムを構成しており、バス・アービタの役［Ａを吉プロ
七ツサのバス制御装置に分散しているため、バス全体を
制御するバス・アービタは不要となし）、バス・アービ
タがボトルネックとなる心配かＴＩ′い。

また、バスが各プロセッサにより分割びれているので、
もし１台のプロ七ツ勺ハ・Ｉｋ　ｌ＆、？　シＴ＋ｐ・
仲のプロセッサがそのバスをカットすることによ１故障
が仲に波及することなく、全体としてシステム・ダウン
とならない。さらに、１対のプロセッサが互いに監視し
て、故障を迅辻に４１１知でき不ため、システムの稼動
状態にかかわらす、任意の時間に保守が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１川は従来のマルチプロセッサ・システムの構成図、
第２１゛′４は本発明の一実ＩＮＮ例を示すマルチプロ
セッサ・システムの基本ｔＪ戒図、第３図は本発明の実
施例を示すバス制御装置の構成図、第４図、第５図はそ
れぞれ本発明の入出力ボート、および中継バス制御部の
概略論理構成図、第６図、笛７図および第８図はそれぞ
れ本発明の一実施例を示すマルチプロセッサの接続図、
および一方のプロセッサから送信要求が出されたときの
信号タイツ＼チャート、ならびに送信要求が競合したと
きの信号々イムチャート、第９図は本発明の実施例を示
すバス制御手順のシーケンス・チャート、第１０図は本
発明の他の実施例を示すマルチプロセッサ・システムの
配置図および構成図である。 ３．４，６．７：入出力ボート、５，８：中継バス制御
部、Ｂ　Ｒ１、Ｒ１１２：バス・リクエスト信号、ＢＧ
：バス・グランド（承認）信号、ＢＳＹ：バス・ビジー
信号、ＣＴＬ：コントロール状態信号、ＢＣＮＴＮ：バ
ス・コンプント（競合）信号。 特許出願人　株式会社　日立製作所 代　理　人　弁理士　磯　村　雅　俊 第　　　１　　　図 （”Ｐｌｊｌ　　　（’ＰＩＩ２　　　　　　　（’Ｐ
［’ｎ第　　　２　　　図 第　　　４　　　図 第５図 第　　　７　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 α）１対のゼロセッサ間を結合する１本のバスを、直線
   上に直列に配置し７て１つのクラスタ・バスとし、該ク
   ラスタ・バスを平面的に１方向ないし複数方向の格子状
   に配列してマルチプロセッサを構成し、各プロセッサは
   各クラスタ・バスごとに送信要求と優先・卯・理しにル
   例号を出力して同一クラスタ・バスの他のプロセッサか
   ら受信確認信号を受信することにより該クラスタ・バス
   を占有し、該クラスタ・バスの他のプロセッサに対して
   データ転送を貸うことを特徴とするバス制御方式。 ２）前記各プロセッサは、入出力オ゛−トと中継バス制
   御部からなるバス制御装置を介してクラスタ・バスに接
   続されることを特徴とする特１ｔ’ｒ　Ｎｆｊ求の範囲
   第１項Ｗｉ：！載のバス制御方式。 ６）前記各プロセッサは、クラスタ・バスの端に位置す
   ることを検知したとき、送信要求と優先処理レベル信号
   を受信すると、受信Ｕω詔化号を返送し、また隣接ブロ
   セツーリ゛に正常に接続されていることを検知したとき
   、送信要求と優先処理ｔ−ベル信号あるいは受信確認信
   号を受信すると、該信号を送信方向に中継することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のバス制御方式。 （４）前記各ブロセツづは、その中の１′ｖ数個が同時
   にデータを送信しようとしたとき、他プロセツサが出力
   した優先処理レベル信号と自プロ十ツサが出力した優先
   処理レベル信号を比較し７て、自プロセッサの優生処理
   レベルが最も上位にあるときに送信権を得ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のバス制御方式。 （５）前記優先処理レベルが最上位にあるプロセッサは
   、再度、送信要求と優先処理レベル信号を出力して、同
   一クラスタ・バス上の他のプロセッサからの受信確認信
   号を待機することを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第４項記載のバス制御方式。 （６）前記各プロセッサは、データ転送後、データ送信
   中のバス占有の失敗あるい番：ｔデータ転送の失敗を検
   出したときには、再度、バス伝送制御手順を繰り返すこ
   とを特徴とする特訂卵才の範囲を６１項記載のバス制衝
   １方式。