JP3598901B2

JP3598901B2 - Multiplex transmission system, multiple bus control device, and multiple bus control method

Info

Publication number: JP3598901B2
Application number: JP25712699A
Authority: JP
Inventors: 健上村; 健一小林; 忍小関; 雅夫舟田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: JP2001084181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重伝送システム、多重バス制御装置、及び多重バス制御方法に係り、通信時の消費エネルギーが異なる複数の伝送チャネルを有する多重バスを介して、モジュール間の信号を送受信する多重伝送システム、多重バス制御装置、及び多重バス制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積化技術の向上により、ＬＳＩのデータ処理速度が飛躍的に向上している。これに伴い、半導体集積回路を実装する配線基板に対しても、信号伝送能力の向上が求められている。
【０００３】
特に最近では、パーソナルコンピュータにおいても、上位機種にあたるサーバタイプのシステムでは、高速ＣＰＵチップ（ＬＳＩ）を複数備える、所謂並列処理アーキテクチャが採用されている。この並列処理アーキテクチャ技術の分類に関して、例えば「天野英晴、並列コンピュータ、昭晃堂、ｐｐ．６−１３」に記載されている。
【０００４】
これによると、ＣＰＵ等のデータ処理を行うモジュールを複数含む並列システムを構成する場合、モジュール間の結合方法は、バス結合型、スイッチ結合型、結合網型に分類される。このうちバス結合型は、多数のモジュールの結合には適さないが、他の結合型に比べて構造がシンプルであり、ハードウェア量が少なく、拡張性にも優れるといったメリットがある。このため、パーソナルコンピュータを始めとする多くの商用の計算機や、計算機応用製品に用いられている。
【０００５】
従来より、並列処理システムのモジュール間結合部の実装においては、多数の接続コネクタと配線を必要とするため、配線の多層化や微細化によって通信能力や配線密度の向上が計られてきた。しかし、配線間容量や接続配線抵抗に起因する信号遅延や伝送波形の歪み、消費電力の増大に伴う発熱等により、限界に達しつつある。また、動作速度の上昇により電磁ノイズ（ＥＭＩ：ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）も大きな問題となっている。
【０００６】
そこで、バスの制御レベルにおいて、消費電力や電磁ノイズを低減するための様々な提案が行われている。例えば、特開平３−４８３５６号公報には、階層化された多重バスにおいて、アクセス頻度の低い下位側のバスをトランジスタにより切り離し、不要な放電を防ぐ技術が開示されている。特開平３−１６４８４９号公報には、メモリ内のワードの一部ビットにのみアクセスする場合に、メモリバスの対応ビット線のみを活性化する技術が開示されている。これは主として画像メモリにおいて、例えばＲＧＢ中のＲデータのみにアクセスする場合を想定している。また、特開平４−３０８９５７号公報では、バスに接続する対象モジュールの処理速度ごとにバスを分け、各バス間を速度変換器によりブリッジする技術が提案されている。すなわち、不要な信号線の活性化を防ぐ技術、通信速度ごとにバスを分けて構成する技術が中心となっている。
【０００７】
このようにＬＳＩを用いたデータ処理装置の処理能力は、しばしば配線基板のバス（電気式バス）の伝送能力によって制限されるようになってきた。そこで電気式バスの限界を打破するために、光インターコネクションと呼ばれる、システム内光接続技術を用いることが検討されている。なお、光インターコネクション技術の概要は、「内田禎二、第９回回路実装学術講演大会、１５Ｃ０１，ｐｐ．２０１〜２０２」や「Ｈ．Ｔｏｍｉｍｕｒｏ，ｅｔａｌ．， ”ＰａｃｋａｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＯｐｔｉｃａｌＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ”，ＩＥＥＥＴｏｋｙｏ，Ｎｏ．３３，ｐｐ．８１〜８６，１９９４」、「和田修、エレクトロニクス１９９３年４月号、ｐｐ．５２〜５５」等に記載されており、システムの構成内容により様々な形態が提案されている。
【０００８】
このシステム内光接続技術には、電気式以上の高周波動作が可能でありながら電磁ノイズが低減できること、バス信号線の物理的な結線が不要となること、波長や強度等を用いた多重化により伝送バンド幅を拡張できること、同時双方向通信が可能であること、等のメリットがある。
【０００９】
特に空間光伝送技術は、光ファイバによる伝送技術と異なり、多ポート間の同時通信を可能とするため、上述のバス結合型の並列処理アーキテクチャとの整合がよい。これに関連する技術として、廣田らによる特開平１０−１２３３５０号公報に開示されている技術がある。この技術は、詳しくは、平板型の導光路の端面に設置されたポート間での光通信を実現する技術であり、入射信号光を拡散して対向する端面に伝送し、ブロードキャスト通信を実現する。多重伝送を用いることにより、複数の独立なブロードキャスト通信が同時に実行される。
【００１０】
また、具体的な多重伝送技術としては、逆井らによる特願平９−３０７３８３に示される技術がある。これによると、発光側のポートが各々異なる光強度レベルのパルス列光信号を発光すると、導光路内に全ポート分加算された信号光が伝播される。受光側のポートにおいては、伝播された信号光から各強度レベルの信号を検出する。例えば２つの強度１と２の信号光を同時に発光して伝送する場合、受光側は強度０〜３の４レベルを識別すれば個々の信号が取り出され、多重伝送が実現される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気方式による多重バス方式の多くは配線を多重化して実現されており、この場合、どのバス（チャネル）を選んで伝送しても消費電力の差はほとんど無い。しかし、上述のような光強度を用いた多重伝送（以下、「光強度による振幅多重」という）では、使用する強度レベルが高いほど発光ドライバへの注入電流が増加し、消費電力が大きくなる。また、電気方式でも、電圧による振幅多重を用いた場合に同様のことがいえる。
【００１２】
従来技術では、光強度や電圧による振幅多重のように、チャネル毎に伝送エネルギーが異なる方式を用いた多重伝送において、消費電力が小さいチャネルが空いている（未使用である）にも係らず、消費電力の高いチャネルを用いて信号を伝送してしまい、無駄な消費電力が生じることがあった。
【００１３】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、チャネル毎に伝送エネルギーが異なる伝送方式によって、複数のモジュール間の信号通信を行う場合に、信号通信に係る消費エネルギーを最小限に抑える多重伝送システム、多重バス制御装置、及び多重バス制御方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも送信装置又は受信装置を備え、信号を少なくとも送信又は受信可能な複数のモジュールと、前記モジュールの動作を統括制御する多重バス制御装置とを含んで構成され、通信時の消費エネルギーが異なる複数の伝送チャネルを持つ多重バスを介して、前記複数のモジュール間の信号の送受信を管理する多重伝送システムであって、前記モジュール間の信号通信を開始する場合に、現在未使用中の前記伝送チャネルで、且つ最も消費エネルギーが小さい伝送チャネルから少なくとも１つの伝送チャネルを順次選択して前記開始するモジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルに割り当てる、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、モジュール間の信号通信を開始する場合、現在未使用中の伝送チャネルの中から、少なくとも１つの伝送チャネルを選択して、当該モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルに割り当てる。このとき、選択して割り当てる伝送チャネルは１つでも複数でも構わないが、最も通信時の消費エネルギーが小さい伝送チャネルから順次選択されるようになっている。これにより、常に通信時の消費エネルギーが最小となる伝送チャネルを用いて、モジュール間の信号通信を行なうことができ、当該信号通信に係る消費エネルギーを最小限に抑えることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、通信時の消費エネルギーが異なる複数の伝送チャネルを持つ多重バスを介して、複数のモジュール間の信号を送受信するとともに、前記モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルの割り当てを制御する多重バス制御装置であって、前記モジュール間の信号通信を開始する場合に、現在未使用中の前記伝送チャネルで、且つ最も消費エネルギーが小さい伝送チャネルから少なくとも１つの伝送チャネルを順次選択するチャネル選択手段と、当該モジュール間の信号通信に対して、前記チャネル選択手段により選択された前記伝送チャネルを割り当てる割当手段と、を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、モジュール間の信号通信を開始する場合、チャネル選択手段によって、未使用中の伝送チャネルの中から、少なくとも１つの伝送チャネルが選択され、このチャネル選択手段によって選択された伝送チャネルが、割当手段によって、信号通信を開始する当該モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルに割り当てられる。このとき、選択して割り当てられる伝送チャネルは１つでも複数でも構わないが、チャネル選択手段によって、最も通信時の消費エネルギーが小さい伝送チャネルから順次選択されるようになっている。これにより、常に通信時の消費エネルギーが最小となる伝送チャネルを用いて、モジュール間の信号通信を行なうことができ、当該信号通信に係る消費エネルギーを低減することができる。
【００１８】
なお、請求項３に記載の発明されているように、前記各伝送チャネルが使用中か否かを更新記憶する第１の記憶手段と、前記モジュールからの信号通信開始を要求する通信要求を受信し、前記通信要求を送信してきたモジュールを記憶する第２の記憶手段と、前記第２の記憶手段に記憶されている前記通信要求を送信してきたモジュールの中から、少なくとも１つのモジュールを選択するモジュール選択手段とを更に備え、前記チャネル選択手段が、第１の記憶手段に未使用中と記憶されている伝送チャネルで、且つ最も消費エネルギーの小さい伝送チャネルから少なくとも１つの伝送チャネルを順次選択し、前記割当手段が、前記モジュール選択手段により選択されたモジュールに係る前記モジュール間の信号通信に対して、前記チャネル選択手段により選択された伝送チャネルを割り当てるようにするとよい。
【００１９】
このとき、請求項４に記載されているように、前記チャネル選択手段が、前記第２の記憶手段から、前記各チャネルが使用中か否かを示すビット列を入手し、入手した前記ビット列に基づいてチャネルを選択するようにするとよい。
【００２０】
この場合、請求項５に記載されているように、前記ビット列が、最上位ビット又は最下位ビットから消費エネルギーが小さい順に各伝送チャネルの使用中か否かを示し、前記チャネル選択手段が、対応する伝送チャネルが未使用中であることを示すビットで、且つ最上位ビット又は最下位ビットに近いビットに対応する伝送チャネルから順次選択するようにしてもよい。
【００２１】
また、請求項６に記載されているように、前記チャネル選択手段が、前記ビット列の取り得る全ての値に対して、各値で未使用中であると示されている伝送チャネルで且つ、最も消費エネルギーの小さい伝送チャネルから少なくとも１つの伝送チャネルを示すルックアップテーブルを備え、前記ビット列をアドレスとして前記ルックアップテーブルにアクセスし、当該ビット列の値に対する伝送チャネルを選択するようにしてもよい。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、通信時の消費エネルギーが異なる複数の伝送チャネルを持つ多重バスを介して、複数のモジュール間の信号を送受信するとともに、前記モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルの割り当てを制御する多重バス制御方法であって、前記モジュール間の信号通信を開始する場合に、現在未使用中の前記伝送チャネルの中における、最も消費エネルギーが小さい伝送チャネルから順次選択して、当該モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルに割り当てる、ことを特徴としている。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、モジュール間の信号通信を開始する場合、現在未使用中の伝送チャネルの中から少なくとも１つの伝送チャネルを選択して、当該モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルに割り当てる。このとき、選択して割り当てる伝送チャネルは、１つでも複数でも構わないが、最も通信時の消費エネルギーが小さい伝送チャネルから順次選択されるようになっている。これにより、常に通信時の消費エネルギーが最小となる伝送チャネルを用いて、モジュール間の信号通信を行なうことができ、当該信号通信に係る消費エネルギーを最小限に抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１には、本発明の多重バス制御装置が適用された多重バスシステムの概略構成が示されている。
【００２６】
図１に示されるように、多重バスシステム１０は、データ処理を行う複数のモジュール１２と、各モジュール１２からの信号を送信するための複数の発光装置１４、各モジュール１２へ送信されてきた信号を受信するための複数の受光装置１６、モジュール間の信号を伝送するための空間光伝送を行う光伝送媒体１８、及びモジュール間の信号の送受信を司る多重バス制御装置２０とを含んで構成されている。すなわち、多重バスシステム１０が本発明の多重伝送システムに対応する。
【００２７】
なお、本発明は、モジュール１２、発光装置１４、受光装置１６の個数を限定するものではないが、本実施の形態では、モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの計３つのモジュール１２が設けられ、モジュール１２Ａに対応して発光装置１４Ａ及び受光装置１６Ａが設けられ、モジュール１２Ｂに対応して発光装置１４Ｂ及び受光装置１６Ｂが設けられ、モジュール１２Ｃに対応して発光装置１４Ｃ及び受光装置１６Ｃが設けられている場合を例に説明する。なお、特に区別しない場合は、モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃをまとめてモジュール１２、発光装置１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃをまとめて発光装置１４、受光装置１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃをまとめて受光装置１６と呼ぶ。
【００２８】
光伝送媒体１８は、信号光を入射又は出射するためのアクセスポートを複数備えており、媒体内部に光信号を伝送させて多重伝送を行うようになっている。すなわち、光伝送媒体１８が、本発明の多重バスに対応し、具体的には、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）による透明な平行板を用いることができる。なお、光伝送媒体１８における多重伝送方式には、一般には波長多重、空間多重、振幅多重、偏光多重、時分割多重などを適用できるが、本実施の形態では、特に、振幅多重を適用し、チャネル毎に伝送エネルギーが異なる伝送方式を対象としている。
【００２９】
光伝送媒体１８の各アクセスポートには、発光装置１４又は受光装置１６が接続されている。
【００３０】
各発光装置１４は、各々対応するモジュール１２と接続されており（すなわち発光装置１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、順にモジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと接続されている）、各々対応するモジュール１２からデータ送信用の信号を受信可能となっている。
【００３１】
また、各発光装置１４は、光伝送媒体１８において使用可能な全伝送チャネルの中から少なくとも１つを発光チャネルとして選択可能となっており、選択した発光チャネルにおいて、受信したデータ送信用の信号に基づく信号光を出力するようになっている。各発光装置１４から出力された信号光は、光伝送媒体１８に入射されるようになっている。すなわち、発光装置１４が、本発明の送信装置に対応し、具体的には、発光ダイオード等の電光変換デバイスを用いることができる。
【００３２】
一方、各受光装置１６は、光伝送媒体１８からの全チャネルの出射光を取り込む（受光する）ようになっている。各受光装置１６は、光伝送媒体１８において使用可能な全伝送チャネルの中から少なくとも１つを受光チャネルとして選択可能となっており、選択した受光チャネルにおける受光量に基づいて、データ受信用の信号を出力するようになっている。すなわち、受光装置１６が、本発明の受信装置に対応し、具体的には、フォトダイオード、ＣＣＤ等の光電変換デバイスを用いることができる。
【００３３】
また、各受光装置１６は、各々対応するモジュール１２と接続されており（すなわち受光装置１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、順にモジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと接続されている）、各受光装置１６から出力されたデータ受信用の信号を、各々対応するモジュール１２に送信するようになっている。
【００３４】
各モジュール１２は、多重バス制御装置２０と互いに接続されている。各モジュール１２は、モジュール間通信を行う際に、多重バス制御装置２０へ通信要求信号を送信し、多重バス制御装置２０からの通信許可信号を受信するようになっている。
【００３５】
また、各モジュール１２は、この通信許可信号を受けて、データ送信用の信号を対応する発光装置１４へと送信する（すなわちモジュール１２Ａは発光装置１４Ａ、モジュール１２Ｂは発光装置１４Ｂ、モジュール１２Ｃは発光装置１４Ｃへ送信する）が、このとき、まず、データの送信先のモジュール１２を示す宛先モジュール番号が送信されるようになっている。
【００３６】
なお、本実施の形態では、各モジュール１２を識別するために、予め各モジュール１２に対して、各々異なるモジュール番号を付与しており、データの送信先モジュール１２に対応するモジュール番号が宛先モジュール番号として送信される。前述の受光装置１６は、受光した全チャネルの光信号から、宛先モジュール番号を抽出し、予め当該受光装置に定められているモジュール番号（当該受光装置１６が対応しているモジュール１２のモジュール番号）と照合することにより、当該受光装置１６宛ての信号か否か判断し、当該受光装置１６宛ての信号の伝送チャネルを受光チャネルとして選択することができる。なお、モジュール１２は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏインタフェース等、一般にバスに接続可能な装置であれば如何なるものでもよい。
【００３７】
多重バス制御装置２０は、各発光装置１４にも接続されている。多重バス制御装置２０は、モジュール１２から通信要求信号を受信した場合、現在未使用中の伝送チャネルの中から伝送に用いるチャネル（送信チャネル）を選択し、通信要求信号の送信元のモジュール１２へ通信許可信号を送信するとともに、当該モジュール１２に対応する発光装置１４へ送信チャネルとして選択したチャネルの番号を通知するようになっている。なお、前述の発光装置１４は、この通知された送信チャネルに基づいて、発光チャネルを選択する。
【００３８】
次に、この多重バス制御装置２０について更に詳しく説明する。図２には、多重バス制御装置の詳細構成が示されている。
【００３９】
図２に示されるように、多重バス制御装置２０は、通信要求レジスタ２２、モジュール選択部２４、チャネル割当部２６、リソースレジスタ２８、チャネル選択部３０とを含んで構成されている。
【００４０】
通信要求レジスタ２２は、各モジュール１２から多重バス制御装置２０へと送信されてきた通信要求信号が入力され、これを保持（記憶）するようになっている（すなわち、本発明の第２の記憶手段に対応する）。なお、本実施の形態では、一例として、各モジュール１２からは、それぞれ１ビット信号の通信要求信号が入力されるようになっており、値“１”が「通信要求あり」、値“０”が「通信要求なし」を表わすものとする。なお、各値の設定は逆でもよい。
【００４１】
また、通信要求レジスタ２２はモジュール選択部２４と接続されており、何れのモジュール１２から通信要求信号が送信されてきているのかを示す、通信要求信号の受信結果信号をモジュール選択部２４に送信するようになっている。なお、本実施の形態では、一例として、通信要求信号を送信してきたモジュール１２のモジュール番号が送信されるようになっている。
【００４２】
モジュール選択部２４では、この通信要求レジスタ２２の信号から、何れのモジュール１２から通信要求信号が送信されてきているのか、すなわちモジュール間通信の要求がなされている全モジュール１２を把握するようになっている。モジュール選択部２４は、通信要求レジスタ２２からの通信要求信号の受信結果信号信号を受けて、モジュール間通信の要求がなされている全モジュール１２の中から少なくとも１つのモジュール１２を、通信開始を許可するモジュール１２として選択するようになっている（すなわち、本発明のモジュール選択手段に対応する）。これにより、全ての通信要求の中から通信開始を許可する通信要求が選択される。
【００４３】
また、モジュール選択部２４は、チャネル割当部２６に接続されており、選択した通信要求（選択したモジュール１２のモジュール番号）をチャネル割当部２６に送信するようになっている。このチャネル割当部２６は、リソースレジスタ２８に接続されている。
【００４４】
リソースレジスタ２８は、各チャネルが使用されているか否かを示す最新の情報を保持（記憶）している（すなわち、本発明の第１の記憶手段に対応する）。また、リソースレジスタ２８は、チャネル選択部３０に接続されており、各チャネルが使用されているか否かを表わす信号（以下、「使用状況信号」という）をチャネル選択部３０に送信するようになっている。
【００４５】
本実施の形態では、一例として、１チャネルあたり１ビット信号の信号が送信されるようになっており、値“１”が「未使用」、値“０”が「使用中」を表わすものとする。なお、各値の設定は逆でもよい。また、このとき、最も光強度の振幅（以下、単に「振幅」という）が小さい（すなわち、最も伝送エネルギーが小さい）チャネルをＭＳＢ（ＭｏｓｔＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＢｉｔ：最上位ビット）に割り当て、振幅が小さいチャネルから大きいチャネルへと順次下位ビットとされ、最も振幅が大きい（すなわち、最も伝送エネルギーが大きい）チャネルをＬＳＢ（ＬｅａｓｔＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＢｉｔ：最下位ビット）に割り当てたビット列信号として、使用状況信号を送信するようになっている。
【００４６】
チャネル選択部３０は、リソースレジスタ２８からの使用状況信号に示される未使用チャネルの中から少なくもと１つのチャネルを、送信チャネルとして選択するようになっている（すなわち、本発明のチャネル選択手段に対応する）。チャネル選択部３０には、プライオリティエンコーダが用いられており、使用状況信号（ビット列信号）の値“１”のビットの中から、常にＭＳＢに最も近いビットに対応するチャネルが選択されるようになっている。なお、リソースレジスタ２８から全ビットが値“０”の使用状況信号を受信した場合は、全てのチャネルが使用中であると判断する。
【００４７】
また、チャネル選択部３０は、チャネル割当部２６に接続されており、送信チャネルとして選択したチャネルの番号（送信チャネル番号）をチャネル割当部２６に送信するようになっている。
【００４８】
チャネル割当部２６は、モジュール選択部２４からのモジュール番号に対して、チャネル選択部３０からのチャネル番号を割り当て、調停結果として通信許可信号と送信チャネル番号を各々出力するようになっている（すなわち、本発明の割当手段に対応する）。すなわち、モジュール選択部２４からのモジュール番号に対応するモジュール１２へ通信許可信号を送信し、当該モジュール１２に対応する発光装置１４へ送信チャネル番号を送信するようになっている。また、チャネル割当部２６は、送信チャネルに割り当てられたチャネルのチャネル番号をリソースレジスタ２８へ通知（送信）することにより、当該チャネルの状態を「未使用」から「使用中」へと変更させるようになっている。
【００４９】
次に、第１の実施の形態の作用について説明する。
【００５０】
各モジュール１２では、他のモジュール１２へデータを送信する必要が生じると、モジュール間通信の開始を要求する通信要求信号を多重バス制御装置２０へ送信する。送信された通信要求信号は、多重バス制御装置２０の通信要求レジスタ２２に入力される。
【００５１】
通信要求レジスタ２２では、入力された通信要求信号を保持（記憶）するとともに、通信要求信号の受信結果信号をモジュール選択部２４へ送信する。モジュール選択部２４は、この受信結果信号から、モジュール間通信の要求がなされている全モジュール１２を把握し、モジュール間通信の要求がなされている全モジュール１２の中から通信開始を許可するモジュール１２を選択する。また、その選択結果（モジュール番号）をチャネル割当部２６へ送信する。
【００５２】
チャネル割当部２６が通信開始を許可するモジュール１２の選択結果を受信すると、各チャネルの使用状況を１チャネルあたり１ビットで表し、且つ振幅の小さいチャネルから大きいチャネルの順に、ＭＳＢからＬＳＢの各ビットを順に割り当てた使用状況信号（１：未使用、０：使用中）が、リソースレジスタ２８からチャネル選択部３０へ送信される。
【００５３】
チャネル選択部３０は、この使用状況信号に基づいて、未使用チャネルの中から送信チャネルを選択し、そのチャネル番号をチャネル割当部２６へ送信する。詳しくは、使用状況信号の値“１”のビットの中から、ＭＳＢに最も近いビットに対応するチャネルを送信チャネルに選択することにより、未使用チャネルの中から、最も小さい振幅のチャネルを選択する。
【００５４】
チャネル割当部２６は、モジュール選択部２４からのモジュール番号に対して、チャネル選択部３０からのチャネル番号を割り当て、調停結果として、通信許可信号と送信チャネル番号を各々出力するとともに、リソースレジスタ２８に記憶されている送信チャネルに割り当てられたチャネルの状態を「未使用」から「使用中」へと変更させる。
【００５５】
多重バス制御装置２０から出力された通信許可信号は、モジュール選択部２４からのモジュール番号に対応するモジュール１２へ送信され、送信チャネル番号は、当該モジュール１２に対応する発光装置１４へ送信される。
【００５６】
モジュール１２は、多重バス制御装置２０からの通信許可信号を受けて、当該モジュール１２が対応する発光装置１４にデータ送信用の信号を送信する。発光装置１４は、多重バス制御装置２０からの送信チャネル番号に基づいて発光チャネルを選択し、モジュール１２からのデータ送信用の信号に基づく信号光を出力する。これにより、現在、未使用チャネルの中から、最も小さい振幅のチャネルでデータが送信される。出力された信号光は、光伝送媒体１８内を伝送して、受光装置１６に受光される。
【００５７】
上記のように、本実施の形態では、多重バス制御装置２０によって、未使用チャネルの中から最も小さい振幅のチャネルが選択されて、送信チャネルに割り当てられるようになっている。すなわち、発光装置１４における消費電力が最小となる送信チャネルが選択されるので、電力消費を最小限に抑えることができる。すなわち、エネルギーの無駄な消費を抑えることができる。
【００５８】
また、通信要求レジスタ２２に保持されているモジュール１２からの通信要求の中から、モジュール選択部２４によって通信開始を許可する通信要求を選択し、リソースレジスタ２８に記憶されている最新の各チャネルの使用状況（使用中／未使用）に基づいて、選択された通信要求に対する送信チャネルの割り当てが行われるようになっている。これにより、複数のモジュール１２から同時に通信要求が送信されてきた場合にも、順に正確に処理する（未使用チャネルの中から最も小さい振幅のチャネルを選択して送信チャネルに割り当てる）ことができる。
【００５９】
なお、上記では、多重バス制御装置２０において、各チャネルの使用状況を１チャネルあたり１ビットで表し、且つ振幅の小さいチャネルから大きいチャネルの順に、ＭＳＢからＬＳＢの各ビットを順に割り当てた使用状況信号（ビット列信号）から、未使用であることを示し、且つ最もＭＳＢに近いビットに対応するチャネルを送信チャネルとして選択することにより、未使用チャネルの中から最も小さい振幅のチャネルを選択するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。第２の実施の形態として、未使用チャネルの中から最も小さい振幅のチャネルを選択する多重バス制御装置２０の他の実施形態について説明する。
【００６０】
（第２の実施の形態）
図３には、第２の実施の形態に係る多重バス制御装置の詳細構成が示されている。なお、第１の実施の形態（図２）と共通なものについては同一の符号を付与し、詳細な説明を省略する。また、多重バスシステム１０についても、第１の実施の形態（図１）と同様であるため、説明を省略する。
【００６１】
図３に示されているように、第２の実施の形態の多重バス制御装置２０では、前述のチャネル選択部３０の代わりに、ルックアップテーブル４０が設けられている。
【００６２】
ルックアップテーブル４０には、リソースレジスタ２８からの使用状況信号が取り得る全ての値に対して、使用状況信号の値と割り当てチャネルの対応関係が予め記憶されている。すなわち、ルックアップテーブル４０では、使用状況信号をアドレスとしてアクセスし、対応する割当チャネル番号を読み出し、読み出した割当チャネル番号をチャネル割当部２６へ送信するようになっている。なお、この場合、使用状況信号において、チャネルの振幅の大きさとビット位置との関係を特に規定する必要はない。
【００６３】
ここで、ルックアップテーブル４０について具体的に説明する。図４には、多重バスシステム１０の伝送チャネルとして、チャネル１、２、３の計３チャネルが設けられている場合の、３ビットのプライオリティエンコーダの真理値表をルックアップテーブル４０とした例が示されている。図４（Ａ）は１つのチャネルのみを割り当てる場合、（Ｂ）は最大２チャネルまで割り当てる場合を示している。なお、各チャネルの振幅は、チャネル１、２、３の順に小さくなるように設定されている。
【００６４】
図４（Ａ）、（Ｂ）において、アドレスは使用状況信号に対応し、ＭＳＢから（右側から）順にチャネル１、２、３の未使用（１）／使用中（０）を表わしている。例えばアドレス“１１１”は、全チャネルが未使用であることを示している。
【００６５】
また、各アドレスに対応して格納されているデータは、割当チャネル番号であり、この値が読み取られてチャネル割当部２６へ送信される。ここでは２ビットととしており、“００”、“０１”、“１０”、“１１”は、各々「割当なし」、「チャネル１を割当」、「チャネル２を割当」、「チャネル３を割当」を表わしている。
【００６６】
このようなルックアップテーブル４０を用いることにより、必ず、未使用チャネルの中から最も振幅の小さいチャネル番号を選択して、モジュール間通信を行うことができる。これにより、エネルギーの無駄な消費を抑えることができる。
【００６７】
例えば、図４（Ａ）のルックアップテーブル４０でば、チャネル１、２、３の中で最も振幅の小さいチャネル３が未使用（アドレスが“１００”、“１０１”、“１１０”、“１１１”）のときは、データ（割当チャネル番号）が“１１”となっており、必ずチャネル３が送信チャネルに割り当てられるようになっている。また、チャネル３が使用中でチャネル１、２が未使用（アドレスが“０１１”）のときは、データが“１０”となっており、チャネル１よりも振幅の小さいチャネル２が送信チャネルとして割り当てられるようになっている。
【００６８】
なお、図４（Ｂ）のルックアップテーブル４０においては、割当チャネル番号１、２がともに“００”でなく、２つのチャネルを使用可能（割当可能）であれば、１つのモジュール１２に両チャネルを割り当ててもよいし、２つのモジュール１２に各々１チャネルずつ割り当ててもよい。前者の場合、可変バンド幅の通信が実現できる。
【００６９】
また、上記で示した例は単純なプライオリティエンコーダであるため、ルックアップテーブルを用いなくても論理回路で実現可能である。しかし、例えばＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のように複数の多重伝送方式が併用され、単純な論理回路等では未使用チャネルの中から最も消費電力が小さいチャネル番号を決定できない場合や、図４（Ｂ）のように複数のチャネルを割り当てるために、チャネル選択方法が複雑になる場合においも、ルックアップテーブルを用いることにより、未使用チャネルの中から最も消費電力が小さいチャネル番号を簡単に選択することができる。
【００７０】
なお、第１、第２の実施の形態では、光強度振幅による多重伝送に本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電圧振幅による多重伝送等、チャネル毎に伝送エネルギーが異なる伝送方式による信号の多重伝送であればよい。
【００７１】
また、多重バス制御装置の構成はこれに限定されるものではなく、未使用チャネルの中から最も消費電力が小さいチャネルを選択して、割り当てることができれば如何なる構成でもよい。
【００７２】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明では、チャネル毎に伝送エネルギーが異なる伝送方式によって、複数のモジュール間の信号通信を行う場合に、信号通信に係る消費エネルギーを最小限に抑えることができるという優れた効果を有する。
【００７３】
また、複数の多重伝送方式が併用される場合や、可変バンド幅の通信のように複数チャネルを使用する場合等、一般にチャネルの選択方法が複雑となる場合でも、本発明により容易に最も消費エネルギーの小さい伝送チャネルを選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１、第２の実施の形態における多重バスシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態における多重バス制御回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】第２の実施の形態における多重バス制御回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施の形態におけるルックアップテーブルの一例を示す図であり、（Ａ）は１つのチャネルのみを割り当てる場合、（Ｂ）は最大２チャネルまで割り当てる場合を示している。
【符号の説明】
１０多重バスシステム
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃモジュール
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ発光装置
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ受光装置
１８光伝送媒体
２０多重バス制御装置
２２通信要求レジスタ
２４モジュール選択部
２６チャネル割当部
２８リソースレジスタ
３０チャネル選択部
４０ルックアップテーブル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multiplex transmission system, a multiplex bus control device, and a multiplex bus control method, and more particularly to a multiplex transmission system for transmitting and receiving signals between modules via a multiplex bus having a plurality of transmission channels having different energy consumption during communication. , A multiplex bus control device, and a multiplex bus control method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the improvement of semiconductor integration technology, the data processing speed of an LSI has been dramatically improved. Accordingly, there is a demand for an improvement in signal transmission capability of a wiring board on which a semiconductor integrated circuit is mounted.
[0003]
In particular, recently, even in personal computers, a so-called parallel processing architecture having a plurality of high-speed CPU chips (LSI) has been adopted in a server-type system which is a high-end model. The classification of the parallel processing architecture technology is described in, for example, "Hideharu Amano, Parallel Computer, Shokodo, pp. 6-13".
[0004]
According to this, when a parallel system including a plurality of modules for performing data processing such as a CPU is configured, the coupling method between the modules is classified into a bus coupling type, a switch coupling type, and a coupling network type. Of these, the bus-coupling type is not suitable for coupling a large number of modules, but has advantages such as a simpler structure, a smaller amount of hardware, and superior scalability than other coupling types. Therefore, it is used in many commercial computers such as personal computers and computer application products.
[0005]
Conventionally, since a large number of connectors and wirings are required in mounting a module connection part of a parallel processing system, communication capability and wiring density have been improved by increasing the number of wiring layers and miniaturization. However, the limit is being reached due to signal delay and transmission waveform distortion due to inter-wiring capacitance and connection wiring resistance, heat generation due to increased power consumption, and the like. In addition, electromagnetic noise (EMI: Electromagnetic Interference) has become a serious problem due to an increase in operating speed.
[0006]
Therefore, various proposals have been made to reduce power consumption and electromagnetic noise at a bus control level. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-48356 discloses a technique for preventing unnecessary discharge in a hierarchical multiplexed bus by separating a lower bus having a low access frequency by a transistor. Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-164849 discloses a technique for activating only a corresponding bit line of a memory bus when accessing only a part of bits of a word in a memory. This mainly assumes a case in which, for example, only R data in RGB is accessed in the image memory. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-308957 proposes a technique in which a bus is divided for each processing speed of a target module connected to the bus, and each bus is bridged by a speed converter. That is, a technique for preventing activation of unnecessary signal lines and a technique for separately configuring a bus for each communication speed are mainly used.
[0007]
As described above, the processing capability of a data processing device using an LSI has often been limited by the transmission capability of a bus (electric bus) on a wiring board. Therefore, in order to overcome the limitations of the electric bus, use of an optical connection technology in a system called optical interconnection is being studied. The outline of the optical interconnection technology is described in “Tadaji Uchida, 9th Circuit Packaging Academic Lecture Meeting, 15C01, pp. 201-202” and “H. Tomimura, et al.,“ Packaging Technology for Optical Interconnects ”, IEEE. Tokyo, No. 33, pp. 81-86, 1994 ", Osamu Wada, Electronics April 1993, pp. 52-55, etc., and various forms are proposed depending on the configuration of the system. ing.
[0008]
This in-system optical connection technology is capable of reducing electromagnetic noise while being able to operate at a higher frequency than an electrical system, eliminating the need for physical connection of bus signal lines, and multiplexing using wavelength and intensity. There are advantages such as being able to extend the transmission bandwidth and enabling simultaneous two-way communication.
[0009]
In particular, the spatial light transmission technology, unlike the transmission technology using an optical fiber, allows simultaneous communication between multiple ports, and therefore has good matching with the above-described bus-coupled parallel processing architecture. As a technique related to this, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-123350 by Hirota et al. More specifically, this technology is a technology for realizing optical communication between ports installed on the end face of a flat light guide path, and realizes broadcast communication by diffusing incident signal light and transmitting it to the opposite end face. . By using multiplex transmission, a plurality of independent broadcast communications are performed simultaneously.
[0010]
As a specific multiplex transmission technique, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application No. 9-307383 by Sakai et al. According to this, when the ports on the light emitting side emit pulse train optical signals having different light intensity levels, the signal light added for all the ports is propagated in the light guide path. In the port on the light receiving side, a signal of each intensity level is detected from the propagated signal light. For example, in the case where two signal lights having the intensities 1 and 2 are simultaneously emitted and transmitted, if the light receiving side identifies the four levels of the intensities 0 to 3, individual signals are taken out and multiplex transmission is realized.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, most of the multiplex bus systems based on the electric system are realized by multiplexing wiring, and in this case, there is almost no difference in power consumption regardless of which bus (channel) is selected and transmitted. However, in multiplex transmission using light intensity as described above (hereinafter, referred to as "amplitude multiplexing by light intensity"), the higher the intensity level used, the greater the current injected into the light emitting driver and the higher the power consumption. The same can be said for the electric system when amplitude multiplexing by voltage is used.
[0012]
In the prior art, in multiplex transmission using a method in which transmission energy differs for each channel, such as amplitude multiplexing based on light intensity or voltage, despite the fact that channels with low power consumption are vacant (unused), A signal is transmitted using a channel with high power consumption, and wasteful power consumption may occur.
[0013]
The present invention has been made to solve the above problems, and minimizes energy consumption for signal communication when performing signal communication between a plurality of modules by a transmission method in which transmission energy differs for each channel. It is an object to provide a multiplex transmission system, a multiplex bus control device, and a multiplex bus control method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes at least a transmitting device or a receiving device, a plurality of modules capable of transmitting or receiving at least a signal, and a multiplex bus control for integrally controlling the operation of the module. A multiplex transmission system configured to include a device and through a multiplex bus having a plurality of transmission channels with different energy consumption during communication, and to manage transmission and reception of signals between the plurality of modules, When starting signal communication, at least one transmission channel is sequentially selected from the transmission channels currently unused and having the lowest energy consumption. The transmission channel used for signal communication between the modules to be started Assigning.
[0015]
According to the first aspect of the present invention, when starting signal communication between modules, at least one transmission channel is selected from currently unused transmission channels and used for signal communication between the modules. Assign to a transmission channel. At this time, one or more transmission channels may be selected and assigned, but the transmission channels that consume the least energy during communication are sequentially selected. Thus, signal communication between modules can always be performed using a transmission channel that minimizes energy consumption during communication, and energy consumption for the signal communication can be minimized.
[0016]
The invention according to claim 2 transmits and receives signals between a plurality of modules via a multiplex bus having a plurality of transmission channels having different energy consumption during communication, and transmits and receives signals between the plurality of modules. A multiplex bus control device for controlling allocation, wherein when starting signal communication between the modules, at least one transmission channel is sequentially used from the transmission channel that is currently unused and has the lowest energy consumption. It is characterized by having a channel selecting means for selecting and an allocating means for allocating the transmission channel selected by the channel selecting means to signal communication between the modules.
[0017]
According to the second aspect of the present invention, when signal communication between modules is started, at least one transmission channel is selected from unused transmission channels by the channel selection means. The selected transmission channel is allocated by the allocating means to a transmission channel used for signal communication between the modules which starts signal communication. At this time, one or a plurality of transmission channels may be selected and assigned, but the channel selection means is configured to sequentially select the transmission channel that consumes the least energy during communication. Thus, signal communication between modules can always be performed using a transmission channel that minimizes energy consumption during communication, and energy consumption for the signal communication can be reduced.
[0018]
As described in the third aspect of the present invention, the first storage means for updating and storing whether or not each of the transmission channels is in use, and a communication request for requesting start of signal communication from the module is received. Then, at least one module is selected from a second storage unit that stores the module that has transmitted the communication request and a module that has transmitted the communication request stored in the second storage unit. Module selection means, wherein the channel selection means sequentially selects at least one transmission channel from transmission channels which are stored in the first storage means as being unused and which consumes the least amount of energy. , The allocating means performs signal communication between the modules according to the module selected by the module selecting means, Better to assign a selected transmission channel by-option means.
[0019]
At this time, as described in claim 4, the channel selection means obtains a bit string indicating whether or not each of the channels is in use from the second storage means, based on the obtained bit string. It is preferable to select a channel by using
[0020]
In this case, as described in claim 5, the bit string indicates whether or not each transmission channel is being used in ascending energy consumption from the most significant bit or least significant bit. The transmission channel to be used may be a bit indicating that the transmission channel is unused, and may be sequentially selected from transmission channels corresponding to the most significant bit or a bit close to the least significant bit.
[0021]
In addition, as described in claim 6, the channel selecting means selects, for all possible values of the bit string, a transmission channel indicated as being unused in each value, and A look-up table indicating at least one transmission channel from transmission channels with low energy consumption may be provided, the lookup table may be accessed using the bit string as an address, and a transmission channel corresponding to the value of the bit string may be selected.
[0022]
According to a seventh aspect of the present invention, signals transmitted and received between a plurality of modules are transmitted and received via a multiplex bus having a plurality of transmission channels having different energy consumption during communication, and a transmission channel used for signal communication between the modules is transmitted and received. A multi-bus control method for controlling allocation, wherein when starting signal communication between the modules, among the currently unused transmission channels, the transmission channels with the lowest energy consumption are sequentially selected, and It is characterized by assigning to a transmission channel used for signal communication between modules.
[0023]
According to the invention described in claim 7, when signal communication between modules is started, at least one transmission channel is selected from currently unused transmission channels, and transmission used for signal communication between the modules is selected. Assign to channels. At this time, the number of transmission channels to be selected and assigned may be one or more, but the transmission channels that consume the least energy during communication are sequentially selected. Thus, signal communication between modules can always be performed using a transmission channel that minimizes energy consumption during communication, and energy consumption for the signal communication can be minimized.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an example of an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a multiplex bus system to which a multiplex bus control device of the present invention is applied.
[0026]
As shown in FIG. 1, a multiplex bus system 10 includes a plurality of modules 12 for performing data processing, a plurality of light emitting devices 14 for transmitting signals from each module 12, and a signal transmitted to each module 12. A plurality of light-receiving devices 16 for receiving signals, an optical transmission medium 18 for performing spatial light transmission for transmitting signals between modules, and a multiplex bus controller 20 for transmitting and receiving signals between modules. ing. That is, the multiplex bus system 10 corresponds to the multiplex transmission system of the present invention.
[0027]
Although the present invention does not limit the number of the modules 12, the light emitting devices 14, and the light receiving devices 16, in the present embodiment, a total of three modules 12A, 12B, and 12C are provided, and the module 12A , A light emitting device 14A and a light receiving device 16A are provided corresponding to the module 12B, and a light emitting device 14C and a light receiving device 16C are provided corresponding to the module 12C. The case will be described as an example. Unless otherwise specified, modules 12A, 12B, and 12C are collectively referred to as module 12, light emitting devices 14A, 14B, and 14C are collectively referred to as light emitting device 14, and light receiving devices 16A, 16B, and 16C are collectively referred to as light receiving device 16.
[0028]
The optical transmission medium 18 includes a plurality of access ports for inputting or outputting signal light, and transmits an optical signal inside the medium to perform multiplex transmission. That is, the optical transmission medium 18 corresponds to the multiplex bus of the present invention. Specifically, for example, a transparent parallel plate made of polymethyl methacrylate (PMMA) can be used. In addition, wavelength multiplexing, spatial multiplexing, amplitude multiplexing, polarization multiplexing, time division multiplexing, and the like can be generally applied to the multiplex transmission method in the optical transmission medium 18. In the present embodiment, amplitude multiplexing is particularly applied. It is intended for transmission schemes with different transmission energy for each channel.
[0029]
The light emitting device 14 or the light receiving device 16 is connected to each access port of the optical transmission medium 18.
[0030]
Each light emitting device 14 is connected to the corresponding module 12 (that is, the light emitting devices 14A, 14B, and 14C are sequentially connected to the modules 12A, 12B, and 12C, respectively). Can be received.
[0031]
In addition, each light emitting device 14 can select at least one of all transmission channels available in the optical transmission medium 18 as a light emitting channel. Based on the signal light. The signal light output from each light emitting device 14 is incident on the optical transmission medium 18. That is, the light emitting device 14 corresponds to the transmitting device of the present invention, and specifically, an electro-optical conversion device such as a light emitting diode can be used.
[0032]
On the other hand, each light receiving device 16 is configured to take in (receive) light emitted from all channels from the optical transmission medium 18. Each light receiving device 16 can select at least one of all transmission channels available in the optical transmission medium 18 as a light receiving channel. Based on the amount of light received in the selected light receiving channel, a signal for data reception is provided. Is output. That is, the light receiving device 16 corresponds to the receiving device of the present invention, and specifically, a photoelectric conversion device such as a photodiode or a CCD can be used.
[0033]
Each of the light receiving devices 16 is connected to the corresponding module 12 (that is, the light receiving devices 16A, 16B, and 16C are sequentially connected to the modules 12A, 12B, and 12C), and is output from each light receiving device 16. The data receiving signals are transmitted to the corresponding modules 12, respectively.
[0034]
Each module 12 is mutually connected to the multiplex bus control device 20. Each module 12 transmits a communication request signal to the multiplex bus controller 20 and receives a communication permission signal from the multiplex bus controller 20 when performing inter-module communication.
[0035]
In addition, each module 12 receives the communication permission signal and transmits a data transmission signal to the corresponding light emitting device 14 (that is, module 12A is light emitting device 14A, module 12B is light emitting device 14B, and module 12C is light emitting. In this case, the destination module number indicating the module 12 to which the data is to be transmitted is transmitted first.
[0036]
In this embodiment, in order to identify each module 12, a different module number is given to each module 12 in advance, and the module number corresponding to the data transmission destination module 12 is the destination module number. Sent as The above-mentioned light receiving device 16 extracts a destination module number from the received optical signals of all channels, and a module number determined in advance for the light receiving device (a module number of the module 12 to which the light receiving device 16 corresponds). By determining whether the signal is addressed to the light receiving device 16 or not, the transmission channel of the signal addressed to the light receiving device 16 can be selected as the light receiving channel. The module 12 may be any device that can be generally connected to a bus, such as a CPU, a memory, and an I / O interface.
[0037]
The multiplex bus control device 20 is also connected to each light emitting device 14. When receiving the communication request signal from the module 12, the multiplex bus control device 20 selects a channel (transmission channel) to be used for transmission from the currently unused transmission channels, and sends it to the module 12 that is the source of the communication request signal. The communication permission signal is transmitted, and the number of the channel selected as the transmission channel is notified to the light emitting device 14 corresponding to the module 12. The light emitting device 14 selects a light emitting channel based on the notified transmission channel.
[0038]
Next, the multiplex bus control device 20 will be described in more detail. FIG. 2 shows a detailed configuration of the multiplex bus control device.
[0039]
As shown in FIG. 2, the multiplex bus control device 20 includes a communication request register 22, a module selection unit 24, a channel allocation unit 26, a resource register 28, and a channel selection unit 30.
[0040]
The communication request register 22 receives a communication request signal transmitted from each module 12 to the multiplex bus control device 20 and holds (stores) the communication request signal (that is, the second storage of the present invention). Corresponding to the means). In the present embodiment, as an example, a communication request signal of a 1-bit signal is input from each module 12, and the value “1” is “communication requested”, and the value “0”. Represents “no communication request”. The setting of each value may be reversed.
[0041]
The communication request register 22 is connected to the module selection unit 24, and transmits a communication request signal reception result signal indicating which module 12 has transmitted the communication request signal to the module selection unit 24. It has become. In the present embodiment, as an example, the module number of the module 12 that has transmitted the communication request signal is transmitted.
[0042]
The module selector 24 recognizes from the signal of the communication request register 22 which module 12 has transmitted the communication request signal, that is, all the modules 12 for which an inter-module communication request has been made. ing. The module selection unit 24 receives the reception result signal signal of the communication request signal from the communication request register 22, and permits at least one of the modules 12 requested to perform inter-module communication to start communication. To be selected as a module 12 (that is, corresponds to the module selecting means of the present invention). As a result, a communication request permitting the start of communication is selected from all communication requests.
[0043]
Further, the module selecting unit 24 is connected to the channel allocating unit 26, and transmits the selected communication request (the module number of the selected module 12) to the channel allocating unit 26. The channel allocator 26 is connected to the resource register 28.
[0044]
The resource register 28 holds (stores) the latest information indicating whether or not each channel is being used (that is, corresponds to the first storage unit of the present invention). The resource register 28 is connected to the channel selection unit 30 and transmits a signal indicating whether each channel is used (hereinafter, referred to as a “usage signal”) to the channel selection unit 30. ing.
[0045]
In the present embodiment, as an example, a 1-bit signal is transmitted per channel, and a value “1” indicates “unused” and a value “0” indicates “in use”. I do. The setting of each value may be reversed. At this time, a channel having the smallest amplitude of light intensity (hereinafter, simply referred to as “amplitude”) (that is, having the smallest transmission energy) is assigned to the MSB (Most Significant Bit: the most significant bit), and the channel having the smallest amplitude is assigned first. The use state signal is transmitted as a bit string signal in which the lower bits are sequentially assigned to the larger channels and the channel having the largest amplitude (that is, the largest transmission energy) is assigned to LSB (Least Significant Bit). Has become.
[0046]
The channel selection unit 30 selects at least one of the unused channels indicated by the usage signal from the resource register 28 as a transmission channel (that is, the channel selection unit of the present invention). Corresponding to). A priority encoder is used in the channel selection unit 30, and a channel corresponding to a bit closest to the MSB is always selected from bits having a value “1” of a use state signal (bit string signal). ing. When a use status signal in which all bits have the value “0” is received from the resource register 28, it is determined that all the channels are in use.
[0047]
Further, the channel selecting unit 30 is connected to the channel allocating unit 26, and transmits the number of the channel selected as the transmission channel (transmission channel number) to the channel allocating unit 26.
[0048]
The channel assignment unit 26 assigns the channel number from the channel selection unit 30 to the module number from the module selection unit 24, and outputs a communication permission signal and a transmission channel number as arbitration results (that is, the transmission channel number). , Corresponding to the allocation means of the present invention). That is, a communication permission signal is transmitted from the module selection unit 24 to the module 12 corresponding to the module number, and a transmission channel number is transmitted to the light emitting device 14 corresponding to the module 12. Further, the channel assignment unit 26 notifies (transmits) the channel number of the channel assigned to the transmission channel to the resource register 28 to change the state of the channel from “unused” to “in use”. It has become.
[0049]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
[0050]
When it is necessary to transmit data to another module 12, each module 12 transmits a communication request signal requesting start of inter-module communication to the multiplex bus control device 20. The transmitted communication request signal is input to the communication request register 22 of the multiplex bus controller 20.
[0051]
The communication request register 22 holds (stores) the input communication request signal and transmits a reception result signal of the communication request signal to the module selection unit 24. The module selecting unit 24 grasps from the received result signal all the modules 12 for which the request for inter-module communication is made, and among the modules 12 for which the request for inter-module communication is made, the module 12 which permits the start of communication. Select Further, the selection result (module number) is transmitted to the channel assignment unit 26.
[0052]
When the channel allocating unit 26 receives the selection result of the module 12 permitting the start of communication, the usage status of each channel is represented by one bit per channel, and each bit from MSB to LSB is displayed in order from a channel with a small amplitude to a channel with a large amplitude. Are sequentially transmitted from the resource register 28 to the channel selection unit 30 (1: unused, 0: in use).
[0053]
The channel selection unit 30 selects a transmission channel from unused channels based on the use status signal, and transmits the channel number to the channel allocation unit 26. Specifically, a channel having the smallest amplitude is selected from unused channels by selecting a channel corresponding to a bit closest to the MSB from the bits of the value “1” of the usage signal as a transmission channel. .
[0054]
The channel allocating unit 26 allocates the channel number from the channel selecting unit 30 to the module number from the module selecting unit 24, outputs a communication permission signal and a transmission channel number as arbitration results, and The state of the channel assigned to the stored transmission channel is changed from “unused” to “used”.
[0055]
The communication permission signal output from the multiplex bus controller 20 is transmitted to the module 12 corresponding to the module number from the module selector 24, and the transmission channel number is transmitted to the light emitting device 14 corresponding to the module 12.
[0056]
The module 12 receives the communication permission signal from the multiplex bus control device 20, and transmits a signal for data transmission to the light emitting device 14 corresponding to the module 12. The light emitting device 14 selects a light emitting channel based on the transmission channel number from the multiplex bus control device 20 and outputs a signal light based on a data transmission signal from the module 12. As a result, data is transmitted on the channel of the smallest amplitude among the currently unused channels. The output signal light is transmitted through the optical transmission medium 18 and received by the light receiving device 16.
[0057]
As described above, in the present embodiment, the channel having the smallest amplitude is selected from the unused channels by the multiplex bus control device 20 and assigned to the transmission channel. That is, since a transmission channel that minimizes power consumption in the light emitting device 14 is selected, power consumption can be minimized. That is, useless consumption of energy can be suppressed.
[0058]
Further, from among the communication requests from the modules 12 held in the communication request register 22, a communication request for permitting the start of communication is selected by the module selecting unit 24, and the latest channel of each channel stored in the resource register 28 is selected. A transmission channel is allocated to the selected communication request based on the use status (in use / unused). Thus, even when a communication request is transmitted from a plurality of modules 12 at the same time, it is possible to perform processing accurately in order (select a channel with the smallest amplitude from unused channels and assign it to a transmission channel).
[0059]
In the above description, in the multiplex bus control device 20, the usage status of each channel is represented by 1 bit per channel, and the usage status signal in which each bit from the MSB to the LSB is allocated in order from the channel having the smallest amplitude to the channel having the largest amplitude. By selecting a channel corresponding to a bit closest to the MSB from the (bit string signal) indicating that it is unused and selecting a channel corresponding to the bit closest to the MSB as a transmission channel, a channel having the smallest amplitude is selected from unused channels. However, the present invention is not limited to this. As a second embodiment, another embodiment of the multiplex bus control device 20 that selects a channel with the smallest amplitude from unused channels will be described.
[0060]
(Second embodiment)
FIG. 3 shows a detailed configuration of the multiplex bus control device according to the second embodiment. Note that components common to the first embodiment (FIG. 2) are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. Also, the multiplex bus system 10 is the same as that of the first embodiment (FIG. 1), and thus the description is omitted.
[0061]
As shown in FIG. 3, in the multiplex bus control device 20 according to the second embodiment, a lookup table 40 is provided instead of the above-described channel selection unit 30.
[0062]
In the look-up table 40, the correspondence between the value of the usage signal and the assigned channel is stored in advance for all possible values of the usage signal from the resource register 28. That is, in the lookup table 40, the use state signal is accessed as an address, the corresponding assigned channel number is read, and the read assigned channel number is transmitted to the channel assignment unit 26. In this case, it is not necessary to particularly define the relationship between the amplitude of the channel and the bit position in the usage signal.
[0063]
Here, the lookup table 40 will be specifically described. FIG. 4 shows an example in which a truth table of a 3-bit priority encoder is used as a lookup table 40 when a total of three channels 1, 2, and 3 are provided as transmission channels of the multiplex bus system 10. It is shown. FIG. 4A shows a case where only one channel is assigned, and FIG. 4B shows a case where up to two channels are assigned. The amplitude of each channel is set so as to decrease in the order of channels 1, 2, and 3.
[0064]
In FIGS. 4A and 4B, the address corresponds to the use status signal, and represents unused (1) / in use (0) of channels 1, 2, and 3 in order from the MSB (from the right). For example, the address “111” indicates that all channels are unused.
[0065]
The data stored corresponding to each address is an assigned channel number, and this value is read and transmitted to the channel assignment unit 26. Here, it is 2 bits, and “00”, “01”, “10”, and “11” are “no allocation”, “allocate channel 1”, “allocate channel 2”, and “allocate channel 3”, respectively. ".
[0066]
By using such a look-up table 40, it is possible to always perform the inter-module communication by selecting the channel number having the smallest amplitude from the unused channels. Thereby, useless consumption of energy can be suppressed.
[0067]
For example, according to the look-up table 40 in FIG. 4A, the channel 3 having the smallest amplitude among the channels 1, 2, and 3 is unused (addresses are “100”, “101”, “110”, and “111”). ")", The data (assigned channel number) is "11", and channel 3 is always assigned to the transmission channel. When the channel 3 is used and the channels 1 and 2 are not used (the address is “011”), the data is “10”, and the channel 2 having a smaller amplitude than the channel 1 is allocated as the transmission channel. It is supposed to be.
[0068]
In the lookup table 40 of FIG. 4B, if both the assigned channel numbers 1 and 2 are not “00” and two channels can be used (assignable), one module 12 May be assigned, or one channel may be assigned to each of the two modules 12. In the former case, communication with a variable bandwidth can be realized.
[0069]
Further, since the example shown above is a simple priority encoder, it can be realized by a logic circuit without using a lookup table. However, for example, a plurality of multiplex transmission schemes such as QAM (Quadrature Amplitude Modulation) are used in combination, and a simple logic circuit or the like cannot determine a channel number having the lowest power consumption from unused channels, or FIG. In the case where the channel selection method is complicated to allocate a plurality of channels as in the case of (1), a channel number having the lowest power consumption can be easily selected from unused channels by using a lookup table. Can be.
[0070]
In the first and second embodiments, an example in which the present invention is applied to multiplex transmission based on light intensity amplitude has been described. However, the present invention is not limited to this. Any multiplex transmission of a signal by a transmission method having different transmission energy for each channel may be used.
[0071]
The configuration of the multiplex bus control device is not limited to this, and any configuration may be used as long as a channel with the lowest power consumption can be selected from unused channels and assigned.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when performing signal communication between a plurality of modules by a transmission method in which transmission energy is different for each channel, it is possible to minimize energy consumption related to signal communication. Has the effect.
[0073]
In addition, even when the method of selecting a channel is generally complicated, such as when a plurality of multiplex transmission methods are used in combination or when a plurality of channels are used as in communication of a variable bandwidth, the present invention makes it easy to minimize the energy consumption. Can be selected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a multiplex bus system according to first and second embodiments.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a multiplex bus control circuit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a multiplex bus control circuit according to a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a look-up table according to the second embodiment, in which (A) illustrates a case where only one channel is allocated, and (B) illustrates a case where up to two channels are allocated.
[Explanation of symbols]
10 Multiple bus system
12, 12A, 12B, 12C module
14, 14A, 14B, 14C Light emitting device
16, 16A, 16B, 16C light receiving device
18 Optical transmission media
20 Multiplex bus controller
22 Communication request register
24 Module Selector
26 channel allocation unit
28 Resource Register
30 channel selector
40 Look Up Table

Claims

It comprises at least a transmitting device or a receiving device, is configured to include a plurality of modules capable of transmitting or receiving at least a signal, and a multiplex bus control device that comprehensively controls the operation of the modules, and a plurality of different energy consumptions during communication. A multiplex transmission system that manages transmission and reception of signals between the plurality of modules via a transmission medium having a transmission channel,
When the signal communication between the modules is started, in the currently unused transmission channel, the transmission channel used for the signal communication between the modules to be started is sequentially selected from the transmission channels with the lowest energy consumption, and is allocated.
A multiplex transmission system, characterized in that:

A multiplex bus control device that transmits and receives signals between a plurality of modules via a multiplex bus having a plurality of transmission channels having different energy consumption during communication and controls assignment of transmission channels used for signal communication between the modules. So,
When starting signal communication between the modules, channel selection means for sequentially selecting at least one transmission channel from the transmission channels that are currently unused and have the lowest energy consumption,
Allocating means for allocating the transmission channel selected by the channel selecting means for signal communication between the modules;
A multiplex bus control device comprising:

First storage means for updating and storing whether or not each of the transmission channels is in use;
A second storage unit that receives a communication request that requests signal communication start from the module, and stores a module that has transmitted the communication request;
Module selection means for selecting at least one module from the modules that have transmitted the communication request stored in the second storage means,
The channel selecting means sequentially selects at least one transmission channel from the transmission channels that are stored in the first storage means as being unused and has the lowest energy consumption;
The allocating unit allocates the transmission channel selected by the channel selecting unit to the signal communication between the modules according to the module selected by the module selecting unit.
3. The multiplex bus control device according to claim 2, wherein:

The channel selecting means obtains a bit string indicating whether or not each of the transmission channels is in use from the second storage means, and selects a transmission channel based on the obtained bit string;
The multiplex bus control device according to claim 3, wherein:

The bit string indicates whether or not each transmission channel is being used in ascending energy consumption from the most significant bit or the least significant bit,
The channel selection means is a bit indicating that the corresponding transmission channel is unused, and sequentially selects from the transmission channel corresponding to the bit closest to the most significant bit or the least significant bit;
The multiplex bus control device according to claim 4, wherein:

The channel selecting means selects, for all possible values of the bit string, at least one of the transmission channels indicated as unused in each value and the transmission channel with the lowest energy consumption. With a lookup table as shown
Accessing the look-up table with the bit string as an address and selecting a transmission channel for the value of the bit string;
The multiplex bus control device according to claim 4, wherein:

A multiplex bus control method for transmitting and receiving signals between a plurality of modules via a multiplex bus having a plurality of transmission channels having different energy consumption during communication, and controlling assignment of transmission channels used for signal communication between the modules. So,
When starting the signal communication between the modules, among the transmission channels that are currently unused, sequentially select from the transmission channel with the lowest energy consumption, and allocate to the transmission channel used for signal communication between the modules,
A multiplex bus control method characterized by the above-mentioned.