JPS616759A - メモリ共有マルチプロセツサシステム - 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】 技術分野 本発明は、複数のプロセッサから構成されるシステム、
特に共有メモリを介、してプロセッサ間の通信を行なう
ための方法と装置とに関するものである。

本発明の背景 ビジネス応用や科学技術研究分野において、今後とも計
算機能力に対する需要はますます増大する。この需要に
答える一つの方法は、いくつかの非同期に動くプロセッ
サが一つの仕事のそれぞれ異なる一部分を実行し、その
部分的な結果をまとめて一つの最終結果を得るという形
で動作するよう構成するという方法である。非同期プロ
セッサをうまく組合せるための主要な課題は、プロセッ
サ間通信機構にあるので、それぞれの相互接続されたプ
ロセッサの動作に対する妨げがなるべく少なくなるよう
にしなければならない。それ故、各プロセッサが可能な
限り独立して動作することが望まれる。

マルチプロセッサシステムには、バス共有システムとメ
モリ共有システムとがめる。メモリ共有システムでは、
すべての相互接続されたプロセッサがアクセスできるよ
うな、共有メモリ空間を通してプロセッサが通信する。

送信側プロセッサは既定のメモリ空間に伝文を書込み、
受信側プロセッサに対し既定のメモリ空間から読み出す
よう信号を送る。著者エム・サチャナラヤナン（Ｍ、　
５ａｔｙａｎａｒａｙａｎａｎ　）によってプレンティ
スホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ　）社から出版
された［マルチプロセッサその比較研究Ｊ　（”　ＭＵ
ＴＩＰＲＯＣＥＳＳＯＲ８：Ａ　Ｃｏｍｐａｒａｔｉｕ
ｅＳｔｕｄｙ　”　Ｊという本の中で、前述のバス共刊
システムやメモリ共有システムを含む周知のマルチプロ
セッサシステムのいくつかについて記述されている。

この種の装置は、ちょうど二つのプロセッサしかない場
合にうまく動作する。王台以上のプロセッサになると、
特に構成を父えたシプロセッサ数を増減するような場合
に装置構成が複雑になる。各プロセッサ内のすべてのソ
フトウェアは、すべてのプロセッサを識別できるように
変更を反映すべく、修正をほどこさなければならない。

それ故、前述の制限が除去されるような方法でプロセッ
サを相互接続する方法を見出すことが期待されている。

本発明の要約 本発明の説明に用いる実施例に従えば、プロセッサ間通
信制御装置（ｒｃｃ）によって相互接続されたプロセッ
サ系において、一つのプロセッサが他のプロセッサとＩ
ＣＣを介して情報を転送する方法が公表てれている。

コマンドがプロセッサからＩＣＣに対して発行され、そ
の応答がＩＣＣからプロセッサに対して戻される。

プロセッサの一つからＩＣＣに対し、第２のプロセッサ
との間の通信路を開設するような要求が出される。ＩＣ
Ｃは第２のプロセッサが動作可能ならば要求に肘して応
答する。

その後、第１のプロセッサは、ＩＣＣが当該の第１のプ
ロセッサからの情報を受けて一順的に保持するのに必要
な空間を待っているかどうか１Ｉｃｃに対して間貧わせ
る。ＩＣＣば、空間が使用可能ならば第１のプロセッサ
に通知する。次に、第１のプロセッサは情報ケＴＣＣに
送信する。この情報を受信すると、ＩＣＣは第２のプロ
セッサに割込みをかけ、第２のプロセッサはＩＣＣから
情報を読み取る。第２のプロセッサがＩＣＣからの情報
を読み取った後に、通信路は取除かれる。

さらに詳しく述べると、コマンドは一つのプロセッサか
らアドレスバッファを介して、ＴＣＣに転送される。未
使用コマンド記述子バッファプールから一つのコマンド
記述子が選稠され、コマンドはこのコマンド記述子に格
納されて、コマンド記述子はコマンド記述子キューの末
尾に登録される。キューの中では、コマンド記述子は互
いにポインタでリンクされている。最後のコマンド記述
子のアドレスは、コマンドキュー記述子に格納される。

コマンドキュー記述子は、コマンド記述子キュー内のコ
マンド記述子の数、最初のコマンド記述子のアドレスお
よび最後のコマンド記述子のアドレスを待っている。各
プロセッサは一つのコマンド記述子キューと一つのコマ
ンドキュー記述子とに関連伺けられている。

ＩＣＣはコマンドに応答して、コマンドを処理し、未使
用応答記述子バッファプールから未使用応答記述子を捜
し、そして応答記述子に応答を格納する。その後、応答
記述子は応答記述子キューの末尾に格納される。応答記
述子キュー内の応答記述子は、キュー内の次の応答記述
子のアドレスを指し示すことによって互いにリンクされ
ている。最後の応答記述子のアドレスは応答キュー記述
子に格納される。

応答キュー記述子は、応答記述子キュー内の応答の数、
第１の応答記述子のアドレス、そして最後の応答記述子
のアドレスを持っている。各プロセッサは、一つの応答
記述子キューと一つの応答キュー記述子とに関連付けら
れている。

ＩＣＣは未使用データ記述子バツファプールから未使用
データ記述子を取出す。次に第１の未使用データ記述子
のアドレスは、データブロック内のデータ記述子の数と
ともに、応答記述子キューに格納される。各データ記述
子は、次のものとポインタによってリンクされており、
リンク・リストを構成している。

その後、第１のプロセッサは、前述のデータ記述子ブロ
ック内に第２のプロセッサ間送るべき情報を格納する。

次に、ＩＣＣは、肩２２のプロセッサに関連する応答記
述子キュー内に応答を格納することによって、データカ
；使用可能であることを第２のプロセッサに通知する。

情報を読み取ると、第２のプロセ゛ンサは、ＩＣＣに対
し情報を読み取った旨のコマンドを発行する。

詳細な説明 第１図に関しては、本発明を実施するマＪＬチプロセッ
サシステムのブロック図力（示されている。アプリケー
ション・プロセッサ１゜２および３は、調停回路５の制
御の１にプロセッサ間通信制御装置（ＩＣＣ）を介して
相互に通信する。

アドレスバッファ６．７および８は、それぞれプロセッ
サ１，２および３によって、工ＣＣＪ内のメモリ位置を
読むだめのアドレスを一時的に記憶するために使用され
る。データバッファ９，１０および１１は、それぞれプ
ロセッサ１，２および３によって、アドレスバッファ６
．７および８からの前述のアドレスによってアクセスさ
れるメモリ位置から受信したデータを記憶あるいは検索
するために使用される。送受信器１３および１４は、そ
れぞれバッファ対７，１０および８，１１をケーブル１
５および１６を介してプロセ゛ンサ２および３のバック
プレーンに接続するために使用される。プロセッサ１に
対しても送受信器を設置することによって、ＩＣＣ４を
独立したものにすることもできるが、実際には製造費用
を下けるために、プロセッサ１にばｍｌ有の送受信器を
直かない。図ではプロセッサ１に結合されているが、Ｉ
ＣＣ４は、プロセッサ２あるいは３と結合されていても
同様である。

通常、プロセッサ１，２あるいは３は時間割システムで
あり、工ＣＣ４は前述のプロセッサ間でデータを転送す
るため専用の機能を有している。従ってＩＣＣ４は、端
子（ａ）、（ｂ）あるいは（ｃ）を介してそれぞれプロ
セッサ１゜２あるいは３に割込む必要がある。しかし、
プロセッサ１，２あるいは３はＩＣＣ４には割込みを行
なわない。

第２、第３および第４図に関しては、さらに詳しくＩＣ
Ｃ４の詳細を図示しだものである。中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）１７は制御・命令実行装置である。ＣＰＵ１７は、
ＩＣＣ４の立上り時にのみ読出し占用メモリ（ＲＯＭ）
８にあらかじめ記憶されている命令を実行する。わらか
しめ記憶されている命令は、１）ハードウェアの設定を
初期化し、２）■、Ｃ’Ｃ４の動作状態全般を検食し、
３）ＲＡＭ１９内のプログラムの実行にとりかかる、と
いうものでるる。

ＲＡＭ１９内のプログラムはプロセッサ１゜２あるいは
３のうちの一つからダウンロードされる。メモリ装置２
６に記憶された前述のダウンロードされたプロクラムは
、ＩＣＣ４がデータ転送段階にある時にＣＰＵ１７によ
って実行される。ＲＡＭ１！ｌ：Ｉ：プロセッサ１゜２
および３によって共有されているので、プロセッサ１．
２あるいは３は調停回路５の制御の下で読み出し・書込
みができる。調停回路５はある時点でプロセッサ１，２
あるいは３のどれがＲＡＭ１９にアクセスできるかを決
定する。ＲＡＭ１！ｌ、前述のプロセッサの任意の２つ
の闇での実際の人力および出力データ交換のだめの空間
を与えるものである。

プロセッサ数が増大すると、ＲＡＭ１９に示されるメモ
リの異なる部分がメモリアクセスの速度を向上するため
にインタリーブプれる。この場合、複数の調停回路（図
示されていない）が使用される。この形では、各調停回
路はインタリーブされたメモリの既定の部分にのみアク
セスが訂される。さらにＸ各調停回路はプロセッサのう
ちのいくつかと関連付けられる。

再び第２、第３、および第４図に戻って、プロセッサ１
．２あるいは３が他のプロセッサ１，２あるいは３と通
信する心安が生じると、未使用バッファのアドレスを決
めるために、未使用コマンド記述子バッファプール３０
への参照が行なわれる。そこで起動をかけた側のプロセ
ッサ１，２あるいは３からのコマンドがそれぞれ未使用
コマンド記述子に格納され、そのアドレスが未使用コマ
ンドバッファ記述子プール３０から得られてコマンド記
述子キュー２７．３３あるいは３５に置かれる。キュー
２７．３３あるいは３５の各コマンド記述子（り、以下
に詳細に述べるその他の情報とともにコマンドを保持す
る。

各コマンドがコマンド記述子キュー２７゜３３めるいは
３５に格納されると、対応するコマンドキュー記述子２
０，２１，６るいは２２、も捷た更新される。コマンド
キュー記述子２０，２１．あるいは２２は、プロセッサ
１．２あるいは３と対応しており、キュー２７゜３３あ
るいは３５内のコマンドの総数、実行待ちのキュー２７
，３３，６るいは３５内の最初のコマンドへのポインタ
、およびキュー２７．３３．あるいは３５内の最後のコ
マンドへのポインタを保持する。

コマンドが処理されると、工ＣＣ４はコマンドキュー記
述子２０．２１あるいは２２を更新し、キュー２７，３
３．あるいは３５から今未使用となったバッファアドレ
スを、未使用コマンドバッファ記述子プール３０に返す
。

キュー２７．３３あるいは３５からのコマンドが実行さ
れた後、ＩＣＣ４は未使用応答記述子のアドレスを未使
用応答記述子バッファプール３１から取出し、その応答
を応答記述子キュー２８．３７るるいは３９の一部とな
る前述の未使用応答記述子内に格納する。

その後、対応する応−答キュー記述子２３　、２４ある
いは２５もまた更新される。応答キュー記述子２３．２
４あるいは２５は、それぞれプロセッサ１，２あるいは
３に対応しており、キュー２８．２７あるいは３９内の
応答の数、キュー２８．３７．あるいは３９内の最初の
応答へのポインタおよびキュー２Ｂ、３７．Ｓるいは３
９内の最後の応答へのポインタを保持する。

、さらに筐た、工ＣＣ４およびプロセッサ１゜２あるい
は３の双方からアクセス可能な未使用データバッファプ
ール２９がある。データ、コマンドおよび応答の長さが
異なるために、３棟類のバッファプール２９．３０およ
び３１が使用される。

コマンドキュー２７，３３および３５と、応答キュー２
８．３７および３９はいづれもリンク・リストである。

すなわち一つの記述子はキュー内の次の記述子をポイン
トする。

このような手法の利点は隣接しないメモリ空間を使用で
きる点にるる。

コマンドキューおよび応答キューと同様に、データキュ
ー（図示されていない）も存在し、同じくリンク・リス
トである。別々のデータキューが各プロセッサに与えら
れているが、本実施例では１つのデータキューのみが使
用される。

未使用バッファプール２９．３０および３１もまたリン
クリストである。リンク・リストに関する情報は、ジエ
ー、エム、フォスター（Ｊ、　Ｍ、　Ｆｏｓｔｅｒ　）
　　によって書かれたマクドナルドロンドン（ＭＡＣＤ
ＯＮＡＬＤ；ＬＯＮＤＯＮ　）　　およびアメリカンエ
ルスピユー（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｅｌｓｅｖｉｗ　）社
より出版された「リスト処理」（ＬｉｓｔＰｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ　”　）　　という本の中に記述されている。

未使用バッファプール２９，３０．および３１の処理は
、排他制御プリミティブによって保護された危険部分（
ｃｒｉｔｉｃａｌ　５ｅｃｔｉｏｎ　）　　内で閉じて
おシ、２つのプロセッサが同時に一つのバッファプール
にアクセスでき彦いようにしている。このことはポイン
タが混同しないようにするために必要である。このポイ
ンタの混同は、ＩＣＣ４がコマンド処理中にプロセッサ
によって割込丑れた場合に発生し得る。危険部分は危険
領域とも呼ばれるが、ピー、ブリニヒハンセン（Ｐ、　
Ｂｒ１ｎｃｈ　Ｈａｎｓｅｎ　）による「オペレーティ
ングシステム原理」（”　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓ
ｔｅｍ　Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ　　”）という本の中で
記述されている。

前述のコマンドキュー記述子２０，２１．Ｓるいは２２
はキュー内のコマンドの数および最初と最後のコマンド
のアドレスを保持しており、、ＩＣＣ４およびプロセッ
サ１，２あるいは３によってアクセス可能である。Ｃ言
語で表わしたキュー記述子の一般的な構造体は次のよう
になる。

５ｔｒｕｃｔ　ＱＩＪＥＴＪＥ　（ ｓｈｏｒｔ　ｎｏ　Ｊ）ｅｓｃｒｉｐｔｏｒｓ；　／４
キュー内の記述子の数十／ｃｈａｒ　＊ｈｅａｄＪｔｒ
；　　　　／＋最初の記述子へのポインタ餐／ ｃｈａｒ　＊ｔａｉ　］　ｐｔｒ；　　　　／”最後の
記述子へのポインタ餐／ ）；。

コマンドキュー記述子２０，２１．Ｓるいは２２は次の
文によって割付けることができる。

５ｔｒｕｃｔ　ＱＩＪＥＩＪＥ　ｃｍｄ　ｑｕｅｕｅ　
；ｈｅａｃｊｐｔｒ　　とｔａｉｌ−ｐｔｒ　　とが同
じ位置を示している場合は、キューは空である。故に、
常に少なくとも一つの空の記述子がキュー内に存在しな
ければならない。プロセッサ１．２あるいは３だけがコ
マンド・キューのｔａｉｌ　ｐｔｒを変更できる。同様
にＩ　ＣＣ４だけがコマンドキューのｈｅｒｄ　ｐｔｒ
　　葡に更できる。

コマンドキュー２７．３３あるいは３５内の要素はコマ
ンド記述子と呼はれる。コマンド記述子の構造体は次の
ように６つのフィールドから構成される。

５ｔｒｕｃｔ　ｃｏｒｒｒｎａｎｄ　ｄｅｓｃｒｉｐｔ
ｏｒ　（ｃｈａｒ　　　＊ｐｔｒ−ｎｅｘｔ；　　／＋
次のコマンド記述子へのポインタＶ′ ｃｈａｒ　　　ｃｏｒｒｍａｎｄ：　　　／ｍコマンド
簀／ｃｈａｒ　　　ｃｄｅｖｉｃｅ；　　　／チコマン
ドに対するプロセッサ番号黄／ ｃｈａｒ　　　＊ｂｕｆｐ；　　　　／チコマンドのデ
ータバッファポインタ＊／ ｕｎａｉｑｎｅｄ　ｃｏｕｎｔ；　　　　／＊転送コマ
ンドツバイト数チ／ｃｈａｒ　　　＊ｃｏｍ−ｉｄ；　
　　／蒼要求の一意識別用のＩＤタグ藁／ ）；。

コマンド記述子の第１のフィールドは次のコマンド記述
子へのポインタである。コマンド記述子キューの最後の
コマンド記述子では第１のフィールドの値はＯ（零）で
ある。

プロセッサ１，２あるいは３は、コマンド’１Ｉｃｃ４
へ送信するために第２から第６のフィールドを使用する
。これらのフィールドの意味は次のような説明になる。

ｃｏｍｍａｎｄ−プロセッサ１，２あるいは３からＩＣ
Ｃ４あるいは他のプロセ ッサ１，２るるいは３への要求； ｃｄｅｖｉｃｅ−コマンドの対象であるプロセッサの識
別； ｂｕｆｐ　　　−相手プロセッサへの転送のためにデー
タを格納するバッファ構 遺体の先頭のポインタ； ｃｏｕｎｔ　　−バッファ構造体内のバイト数；ｅｏｍ
−ｉｄ　　−コマンドを一意識別するだめの識別子。

規定されているコマンドは次ノ通シ。

ＢＦＲＥＥ　　−ＲＥＡＤ　　コマンド完了後プロセッ
サ１．２あるいは３に与えられ たバッファを未使用にし、その バッファを未１更川バツフアプー ルに戻す： ＢＡＬＬＯＣ−プ′ロセツサ１，２あるいは３が未使用
バッフアラ安来する。必 要と１−るバッファの大きさが、 ＩＣＣ４の容量より大きい場合 は、応答Ｂ　ＴＯＯＢＩＧ　が返される。

必要とするバッファの大きさが ＩＣＣ４がその時点で用意でざ るものよりも大きい場合は、応 答Ｂ　Ｎｏ　ＳＰＣが返される。

ＲＥＡＤ　　　−コマンド記述子のｃｄｅｖｉｃｅに記
憶された識別子のプロセッサか ら送られたデータを返すよう、 Ｉ　ＣＣ４に命令を与える。指定 されたプロセッサからのデータ がない場合には、応答ＮＣｊＤＡＴＡ が返される。プロセッサがバラ ファ空間の使用を完了すると、 ＢＦＲＥＥコマンドが発行される。

■ＩＴＥ　　−コマンド記述子のｃｄｅｖｊｃｅフィー
ルドによって指定された識別 子を持つプロセッサに対し、ポ インタｂｕｆ　ｐ　　で指でれるデータを転送するよう
ＩＣＣ４に命令 を与える。転送されるデータの バイト数はコマンド記述子の ｃｏｕｎｔという名称のフィールド 内の値に等しい。この空間は ■ＩＴＥコマンドが完了すると、 未使用状態にされる。

０ＰＥＮ　　　−プロセッサがＩＣＣ４に対して、この
コマンド記述子内のｃｄｅｖｉｃｅに等しい識別子を持
つ他のプロ セッサとの間でのデータ転送路 を確立するよう要求する。

ＣＬＯ８Ｅ　　−プｐｔ’ｙすがＩＣＣ４に対して、こ
のコマンド記述子のｃｄｅｖｉｃｅ に等しい識別子の他のプロセラ サとの間のデータ転送路をとり やめるように通知する。

コマンドキューに関するプロトコルは次のようである 呼出し側プロセッサの要求ｉｌ（より、プロセッサ１，
２あるいは３はコマンド記述子をキューに入れる前に、
その記述子の数を検査することによって呼び出し１則プ
ロセッサに関するコマンドキューが満杯でないことを確
認する； プロセッサはコマンド記述子の数とコマンドキューの最
後をさすポインタを更新する。

複数プロセッサによるコマンド記述子数へのアクセスの
同期をとるために、この数は相互排他プリミティブによ
って保獲された危険部分内に置かれている。

コマンドキューが満杯の場合、呼出し側プロセッサは空
間が利用できるようになるまで待つ；プロセッサには、
応答処理段階にスペースが利用可能であることが通知さ
れる。

１ＣＣ４がコマンドに対して応答していない時間に、Ｉ
ＣＣ４はコマンド記述子キュー２７．３３および３５を
順々に見回シ、１でに応答を返したコマンド記゛述子を
取除く。

Ｉ　ＣＣ４はコマンド記述子の数と各コマンドキュー記
述子２０．２１および２２の先頭へのポインタを更新す
る。

ＩＣＣ４がプロセッサに対する応答を送る用意ができる
と、応答キュー２８，３７．あるいは３９内に応答記述
子を挿入する。応答キュー記述子２３．２４あるいは２
５は、コマンドキュー記述子と同じ構造体である。応答
キュー記述子２３．２４あるいは２５は、応答キューの
状態を記述するのに用いられ、次の文によって割付ける
ことができる。

５ｔｒｕｃｔ　ＱＵＥＩＴＥ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｑｕ
ｅｕｅ；　。

コマンドキューを処理するために考えられた方法は、プ
ロセッサ１，２あるいは３と、Ｉ　ＣＣ４との役割りが
逆転する点を除いては、応答キューの処理にそのｉ！ま
適用できる。

応答キュー内の安素は応答ｎピ述子２８．２７あるいは
３９と呼ばれる。応答記述子の構造体は７つのフィール
ドを持ち次のようになる。

５ｔｒｕｃｔ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｏ
ｒ　（ｃｈａｒ　＊ｐｔｒ　ｎｅｘｔ：　　　／’Ｘ次
の応答記述子へのポインタ繋／ ｃｈａｒ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ；　　　　／＋９１求され
たコマンドへの応答黄／ ｃｈａｒ　ｒｃｏｍｎａｎｄ；　　　　／＋応答に対応
するコマンドポ／ｃｈａｒ　ｒｄｅｖｉｃｅ；　　　　
／％応答のプロセッサ番号チ／ｃｈａｒ　＊ｒｂｕｆ；
　　　　　７条応答に対するデータバッファポインタ釜
／ ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｒｃｏｕｎｔ；　　　／’に文字数
繋／ｃｈａｒ　＊ｒｃｏｒｎ　ｉｄ；　　　　／＋応答
に対するコマンドの■Ｄタグ餐／ ）； 第１のフィールドはキュー２８．３７．あるいは３９内
の次の応答記述子へのポインタとして使われる。ＩＣＣ
’４は応答記述子の第２から第７のフィールドをプロセ
ッサー、２あるいは３へ応答するために使用する。これ
らのフィールドの意味は次のような説明になる。

ｒｅｓｐｏｎｓｅ　　−コマンドに対する応答ｒｃｏｍ
ｍａｎｄ　　−この応答を要求しているコマンド ｒｄｅｖｉｃｅ　　一応答のあて先のプロセッサの識別
子 ｒｂｕｆ　　　　一応答データへのポインタｒｃｏｕｎ
ｔ−゛　　一応答データのバイト数あるいは文字数 ｒｃｏｍ　ｉｄ　　一応答に対応するコマンドの識別子 規定されているコマンドは次の通り ＧＯＯＤ　　　　−コマンドは正常に完了した。

ＢＡＤ　ＣＯＭ　　−コマンドが不当である、あるいは
認識できない ＢＡＤ　ＣＤＥＶ　　−不当なｃｄｅｖｉ　ｃｅが指定
された；０ＰＥＮ　　コマンドが正常にｌｆＴなわれな
かった場合の返答であ る ＩＯＥＲＲ−データ転送時のエラーか元年した Ｂ　ＴＯＯＢＬＧ　　−Ｉ　ＣＣ４で利用可能な空間よ
−９大きい空間を要求する ＢＡＬＬＯＣコマンドに対する応 答 Ｂ　Ｎｏ　ＳＰＣ−バッファ空間が一時的に不足してい
るため、この時点で実 行でき々いＢＡＬＬＯＣコマンド に対する応答 ＤＡＴＡ　　　　一応答記述子のｒｄｅｖｉｃｅフィー
ルドに指定された識別子のプ ロセッサに対してデータが用 意できていることを指示する。

Ｎｏ　ＤＡＴＡ　　−ＲＥＡＤ　　コマンドが与えられ
たが、応答記述子のｒｄｅｖｉｃｅフ ィールドに指定された識別子 のプロセッサからはデータが ない 応答キューに関連するプロトコルは次のようである ・コマンドの完了時に、ＩＣＣ４は共有メモリ内の未使
用応答バッファプールから未使用応答バッファを要求し
応答記述子を構成する。

・応答キューが満杯でなければ、工ＣＣ４は応答キュー
に応答記述子を格納する。

・Ｉ　ＣＣ４は応答記述子の数、および応答キュー記述
子２３．２４あるいは２５の最後ケ指すポインタを更新
する。応答記述子の数ハ、相互排他プリミティブにより
保議された危険部分に置かれている。

・応答キューが満杯であれは、工ＣＣ４は応答処理を行
なわずに応答記述子をキュー２８゜３７あるいは３９に
格納し、後で処理しようとする。

・応答キューが満杯あるいけタイマによって時間が切ら
れた場合には’１　１ｃｃ４はプロセッサ１，２あるい
（Ｌ′：ｉ３に対する割込みを起こす。

・割込みを受けた後、プロセッサは応答キューが空でな
いことを確認し、キュー２８゜３７あるいは３９から得
られる応答記述子をすべて取除く。

・プロセッサ１，２あるいは３は応答記述子の数と応答
キュー２８．３７あるいは３９の先頭を指すポインタを
更新する。

・プロセッサ１，２あるいは３は、未使用バッファ空間
を待っているプロセッサ１，２あるいは３に対して、コ
マンドバッファ空間が利用できるようになったことを通
知する。

ＣＰＵ１７によって実行される記憶領域２６内にタウン
ロードされたプログラムは、典型的には主ルーチンと特
別な機能を実現する各種の支援サブルーチンとから構成
される。主ルーチンは初期化の段階とプロセッサ１，２
めるいは３からのコマンドを検索し処理するために呼・
ぶサブルーチン呼出しを含むような無限ループとから構
成される。

ループ内には、プロセッサ１，２あるいは３に応答を送
信するサブルーチンもある。初期化の段階はハードウェ
アの初期値、未使用バッファブール、ソフトウェアデー
タ構造についての標準値を設定し、■ＣＣ４が動作可能
であることをプロセッサ１，２あるいは３に通知する。

ループに起動された後に入ると、回復不能な障害が発生
するまで止まらすに走る。ループ内の制御の流れは第４
図に示されるが、その説明は自明であろう。

動作 本発明の動作については、プロセッサ１がプロセッサ２
にデータを送信しようとする場合を例として、以下に説
明を行なう。コマンドキュー記述子２０がコマンドキュ
ー２７に関する情報を保持していると仮定する。プロセ
ッサ１はコマンド記述子ゲコマンドキュー２７に挿入す
るために、キューに入っているコマンドの数やキュー２
７の先頭と最後へのポインタなどを利用する。捷だ応答
キュー記述子２３は応答キュー２８に関する情報を保持
していると仮定する。プロセッサ１は、応答キュー２８
から応答記述子を取除いて読み込むことができる。ざら
に、領域２１と２４およびキュー３３と３７はプロセッ
サ２に対して同じ機能を果し、領域２０と２３およびキ
ュー２７と２８はプロセッサ１に対して同じ機能を果す
。

プロセッサ２ヘデータを送信するために、プロセッサ１
はプロセッサ２との間のデータ転送路を形成するようＩ
’ＣＣ４に対して０ＰＥＮコマンドを発行する必要があ
る。データ転送路を形成した後で、プロセッサ１はコマ
ンドキュー２７にＢＡＬＬＯＣコマンド記述子を挿入し
なければならない。すなわち、コマンド記述子内のコマ
ンドフィールドの値はＢＡＬＬＯＣに設定される。コマ
ンド記述子のアドレスは未使用コマンドバッファ３０か
ら持って来られ、コマンドキュー記述子２０内の最後を
指すポインタの値が修正される。

ＢＡＬＬＯＣコマンドは転送するデータを記憶するため
のメモリ１９内のバッファ空間を要求するものである。

ＢＡＬＬＯＣコマンドを受信した後で、空間が利用可能
ならば、応答記述子ＧＯＯＤ　が応答キュー２８に挿入
され、応答ＧＯＯＤ　のアドレスが応答キュー記述子２
３内の最後を指すポインタに格納される。応答記述子Ｇ
ＯＯＤ　の中では、バッファポインタおよびバッファ空
間の長さがそれぞれフィールドｒｂｕｆｐおよびｒｃｏ
ｕｎｔ　　に蓄えられる。応答キュー２８からの応答を
受信ずなと、プロセッサ１は応答記述子のポインタによ
って指示されるバッファ空間にデータを書込むことがで
きる。

プロセッサ１はまたコマンドキュー２７にコマンド記述
子■ＩＴＥを挿入する。コマンド記述子のアドレスは、
コマンドＷＲＩ　ＴＥが最も新しくキューに加わったも
のであるから、コマンドキュー記述子２０に格納される
。受取り先の指足の他にも、データのアドレスと艮でも
コマンド記述子内で指示されている。換言すれ（げ、フ
ィールドｃｄｅｖｉｃｅはプロセッサ２のアドレスを持
つ；　ｂｕｆｐ　　はデータの開始アドレスを待つ；そ
してｃｏｕｎｔはデータの長さを持つ。

プロセッサγからＷＲＩＴＥコマンドケ受信すると、Ｄ
ＡＴＡ　応答記述子がＩＣＣ４によって応答キュー２８
に挿入される。応答記述子のアドレスはキュー記述子２
４内の最後を指すポインタに格納される。応答ＤＡＴＡ
　は、端子６上の割込み信号を介して、一定量のデータ
がポインタｒｂｕｆｐによって指示されるアドレスに用
意されているということを通知する。

データの量は応答記述子のフィールドｒｃｏｕｎｔで１
旨示される。

プロセッサ２がＩ　ＣＣ４に対しＲＥＡＤ　　コマンド
を発行すると、キュー記述子２４内の最後を指すポイン
タにアドレスが格納されている応答キュー３７の応答が
読み込１れ、メモリ１９からのデータがデータバッファ
１０を介してプロセッサ２に転送され、その結果として
プロセッサ間通信が達成される。コマンドＣＬＯ８Ｅが
データ転送路を取除くだめに発行される。

この手法において、プロセッサ１はプロセッサ２につい
ての情報やプロセッサ２との間の直接の物理的接続を用
いずに通信することができる。それ故、本発明によって
共有メモリを介して疎に結合したマルチプロセッサ構成
が可能となる。これは、共有メモリ方式を用いる他の従
来の発明では実現されない利点の一つである。

本発明のもう一つの利点は、工ＣＣ４とプロセッサ１，
２あるいは３との間のＲＥＡＤ　およびＷＲＩＴＥ動作
が非同期的であるという点である。言換えれは、次の動
作がＲＥＡＤ　でろれＷＲ，Ｉ　ＴＥでめれ、以前の動
作の完了を待たずに次に進めることである。それ故、デ
ータ転送は二方向交互転送ではなく真の意味での二方向
同時転送となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プロセッサ間通信制御装置によって相互接続
されたプロセッサ系統図；第２、第３および第４図は、
第１図のＲＡＭの詳細を示す図； 第５図は、制御の流れを示す図である。 〔主要符号の説明〕 １．２．３・・・アプリケーションプロセッサ４・・・
・プロセッサ間通信制御装置（ＩＣＣ）５・・・・・調
停回路 ６、γ、８・・・アドレスバッファ ９．１０．１１・・・データバッファ １３．１４・・・送受信器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のプロセッサの任意の二つのものの間で通信を
   実現するシステムにおいて、該 システムが、 プロセッサ間通信制御装置（ＩＣＣ）と 任意の時点において、前記のプロセッサ のどれがＩＣＣにアクセスするかを決定す る調停回路と、 前記のプロセッサの一つからコマンドを 受信し、前記のコマンドをアドレスバッフ ァに送信し、また、データバッファからの 応答を受信し、前記のプロセッサに送信す るための、複数の送受信器と、 前記のＩＣＣに対し、前記のプロセッサ のそれぞれに対し選択的に割込みをかける ための割込み信号発生手段とを含むことを 特徴とするシステム。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のシステムにおいて、
   ＩＣＣが、 前記のプロセッサの任意の一つから、応 用プログラムを受信し記憶するための、随 時書込み可能メモリ（ＲＡＭ）と、 制御プログラムを記憶するための、読み 出し専用メモリ（ＲＯＭ）と、 前記の制御プログラムと前記のアプリケ ーションプログラムとを実行するための中 央処理装置（ＣＰＵ）とを含むことを特徴 とするシステム。 ３、特許請求の範囲第２項に記載のシステムにおいて、
   前記のＲＡＭが、 未使用コマンド記述子バッファプールと、 未使用応答記述子バッファプールと、 未使用データバッファプールと、 複数のコマンド記述子キューと、 複数の応答記述子キューと、 複数のデータキューと、 複数のコマンドキュー記述子と、 複数の応答キュー記述子とを含むことを 特徴とするシステム。 ４　特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて、
   前記の未使用コマンド記述子バ ッファプールが、 前記の未使用コマンド記述子バッファプ ール内の未使用コマンド記述子の数と、 前記の未使用コマンド記述子バッファプ ール内の第１の未使用コマンド記述子のア ドレスを指すポインタと、 前記の未使用コマンド記述子バッファプ ール内の最後のコマンド記述子のアドレス を指すポインタとを含み、前記の、未使用 コマンド記述子が、前記の、未使用コマン ド記述子のそれぞれが、前記の未使用コマ ンド記述子の次のものを指し示すという形 でリンクリストを形成することを特徴とす るシステム。 ５、特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて、
   前記の未使用応答記述子バッフ ァプールが、 前記の応答記述子バッファプール内の未 使用応答記述子の数と、 前記の未使用応答記述子バッファプール 内の第１の未使用応答記述子のアドレスを 指すポインタと、 前記の未使用応答記述子バッファプール 内の最後の応答記述子のアドレスを指すポ インタとを含み、前記の未使用応答記述子 が、前記の未使用応答記述子のそれぞれが 前記の未使用コマンド記述子の次のものを 指し示すという形でリンクリストを形成す ることを特徴とするシステム。 ６、特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて、
   前記の未使用データ記述子バッ ファプールが、 前記のデータ記述子バッファプール内の、 未使用データ記述子の数と、 前記の未使用データ記述子バッファプー ル内の、第１の未使用データ記述子のアド レスを指し示すポインタと、 前記の未使用データ記述子バッファプー ル内の最後の未使用データ記述子のアドレ スを指し示すポインタとを含み、前記の未 使用データ記述子が、前記の未使用データ 記述子のそれぞれが前記の未使用データ記 述子の次のものを指し示すという形でリン クリストを形成することを特徴とするシス テム。 ７、特許請求の範囲第３項記載のシステムにおいて、前
   記のコマンド記述子キューのそ れぞれが、 それぞれがコマンド記述子キュー内の次 のコマンド記述子を指し示すような複数の リンクされたコマンド記述子を含み、コマ ンド記述子のそれぞれがコマンド名とコマ ンドに関する情報とを保持するために複数 のフィールドを含むことを特徴とするシス テム。 ８、特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて、
   前記の応答記述子のそれぞれが、前記の応答記述子キュ
   ー内の前記の応答 記述子の次のものを指し示すための複数の リンクされた応答記述子を含み、前記の応 答記述子が、応答の名称と応答に関する情 報とを保持する複数のフィールドを含むこ とを特徴とするシステム。 ９、特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて、
   前記のコマンドキュー記述子の それぞれが、 前記のコマンド記述子キュー内のコマン ドの数が前記のＩＣＣによつて制御され、 一つのポインタが前記のコマンド記述子 キュー内の前記の第１のコマンド記述子の アドレスを指し示すためにＩＣＣによつて 制御され、 第２のポインタが前記のコマンド記述子 キュー内の最後のコマンド記述子のアドレ スを指し示すために、プロセッサの一つに よつて制御されることを特徴とするシステ ム。 １０、特許請求の範囲第３項に記載のシステムにおいて
   、前記の応答キュー記述子のそれ ぞれが、 前記の応答記述子キュー内の応答の数が 前記のＩＣＣによつて制御され、 前記の応答記述子キュー内の第１の応答 記述子のアドレスを指す一つのポインタが 前記のプロセッサの一つによつて制御され、前記の応答
   記述子キュー内の最後の応答 記述子のアドレスを指す第二のポインタが 前記のＩＣＣによつて制御されることを特 徴とするシステム。 １１、複数のプロセッサを含むシステムにおいて任意の
   ２つのプロセッサ間の情報転送を 行なう方法において、 前記のプロセッサの第１のものからの要 求を、プロセッサ間通信制御装置（ＩＣＣ）に対して最
   初に与え、前記のプロセッサの うちの第２のものとの通信路を開設するこ とと、 前記の第２のプロセッサが動作可能なら ば、前記のＩＣＣによつて前記の要求に対 して応答することと、 前記のＩＣＣが、前記の第１のプロセッ サからの情報を受信し、一時的に保持する ために必要な空間を持つていることを判定 するために、前記の第１のプロセッサによ つて前記のＩＣＣに要求を出すことと、 前記の必要な空間が利用可能であるとき、 前記の第１のプロセッサに対して前記のＩ ＣＣが応答することと、 前記の第１のプロセッサから前記のＩＣ Ｃに対して前記の情報を送信することと、 前記の第２のプロセッサが前記のＩＣＣ によつて割込まれることと、 前記の第２のプロセッサによつて前記の 情報が読込まれることを特徴とする方法。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載の方法において、
   さらに、 前記のＩＣＣ内の未使用コマンド記述子 バッファプールを前記の第１のプロセッサ により探索することと、 前記の未使用コマンド記述子バッファプ ールからの未使用コマンド記述子を取り出 すことと、 前記のコマンドを前記の未使用コマンド 記述子内に格納し、前記の第１のプロセッ サに関連するコマンド記述子キューの終り に前記のコマンド記述子を置くことと、 最も新しく、前記のコマンド記述子キュ ーに格納された、前記のコマンド記述子の アドレスを格納するということで、前記の 第１のプロセッサに関連したコマンドキュ ー記述子内の第２のポインタを変更する段 階とを含むことを特徴とする方法。