JPS6052466B2 - 分散形割込優先制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の装置が共有する装置を有してシステムを
構成している場合の優先制御における割制御方法および
装置に関する。

複数の装置が共有バスラインに接続されていて、共有バ
スラインを介して各々の装置が情報伝送をおこなう場合
が少なくない。

また前記複数装置が共有する装置にそれぞれ独立に接続
されているが、同時にその装置を使用することはできず
、何らかの優先制御をおこなわないと競合の問題が発生
し混乱する。したがつて上記のような共有バスあるいは
共有装置（以下これらの類を共有資源と呼ぶ）の使用に
あたつて何らかの優先制御をおこなう必要がある。この
問題に対し従来は次のような方式がとられていた。その
１つに、複数装置からの使用要求を制御する優先制御装
置を設ける方式がある。

この装置は複数装置からの使用要求を受け付け、あらか
じめ定められた優先順位にしたがつて各装置に対し共有
資源の使用許可を与える。しカルながら優先制御装置が
必要であること、要求受付、許可信号の返送などのため
の信号線が必要になることさらに）は該優先制御装置の
異常は該複数装置の全てに影響を与えるなどの欠点があ
る。他の例には特公昭５５−２９４８時がある。

これは前記のような集中的な優先制御装置を設けない方
式である。競合制御を分散形にするとともに、ラウンド
ロピン的に資源の使用権が渡るようにしたもので、優先
度記憶素子のりセツト信号線、マスク信号線などが必要
で、所謂デイジーチェーン（ＤａｉｓｙＣｈａｉｎ）方
式に該当する。しかしチェーンの一部を取外したり、あ
るいは故障したりするとそれに続く装置の優先制御が不
可能になる欠点がある。またこの種の技術として、特開
昭Ｍ一８１７３４号もあるが、同様の欠点を有する。そ
こで発明者らは、これらの欠点を解決するために次に述
べる方法を発明し、特願昭５６−３５３７８（昭和５＠
３月１３日付特許願）として特許出願を行つた。これら
の欠点を解決するためにわれわれはすでに出願した。

その要旨は１つの資源を共有する各装置において、共有
資源が現在いずれかの装置に使用されているか否かを判
別し、共有資源が使用されなくなつた時刻又は使用され
なくなるであろう予測時刻からの経過時間を測定し、各
装置に設定された各々異なる固有の時間に上記測定経過
時間が等しくなつた時、もしその装置が共有資源の使用
を要求していれば共有資源の使用権を得、共有資源を使
用できるようにしたことにある。しかし、複数の装置内
での共用装置使用要求レーベルの差異、例えば常用、緊
急用等、がある場合には十分対処しきれない場合がある
。即ち、通常時は共用装置の使用頻度が小さく、かつ共
用装置使用優先度は低いが緊急時には高優先度が要求さ
れるような装置が存在する場合、該発明のみでは！常用
、緊急用、又は割込等の概念がない。もし該装置の優先
度を高くしておけは他装置の待時間が長くなり、優先度
を低くしておけば割込としての用を為さないという欠点
があつた。本発明は上記発明に改良を加え、各装置内に
お３いて共用装置の使用要求をレベル分けし、各レベル
に応じた共用装置使用時の競合制御を各装置に分散して
行い得る制御方法を提供するものである。

本発明は、１つの装別を共用する各装置におい４て、共
用装置が現在いずれかの装置に使用されているか否かを
判路し、共用装置が使用されなくなつた時刻又は使用さ
れなくなるであろう使用時刻からの経過時間を計測し、
該計測時間があらかじめ定めた間に一致したとき何れか
の装置に割込要求があれば当該装置は割込要求を他の装
置に知らしめた後複数の装置にそれぞれ固有にあらかじ
め設定された時間内に他の装置が該共用装置の専有をな
し得なかつた場合に該共用装置を専有し、かつ共用装置
を専用したことを他の装置に知らしめるようにし、割込
的に共用装置を使用てきるようにしたことに特徴がある
。

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

）第１図は本発明の一実施例を示す。本例では複数の装
置（ＣＰＵ）１１〜１３がバス１０１および入出力装置
（１／σ）１０を共用している。ＣＰＵｌｌ〜１３はビ
ジーライン１００を介して相互にバス１０１の使用状況
を監視している。ビージーライン１００は本実施例では
短絡状態でＩ／Ｏバス１０１が使用状態であることを示
し、オープ７状態でＩ／０バス１０１が不使用状態であ
ることを示す。以下、各ＣＰＵｌｌ〜１３がどのように
して、Ｉ／０バス１０１の使用権を得るかを第２図によ
り説明する。第２図は各ＣＰＵｌｌ〜１３の本発明に係
るＩ／０バス１０１使用権制御回路の部分を示している
。サイクリツクにクロツクＣＬＫのパルスをカウントす
るカウンタ１２０には分周器１２７を介してクロツクパ
ルスが入力されている。

ビジーライン１００がシヨート状態（以下“Ｌ゛と表わ
す）であればりセツト状態にあり、ビジーラインがオー
プン状態（以下、゜゜Ｈ゛と表わす）になればカウント
を開始する。すなわちビジーラインが゜“Ｌ゛から“Ｈ
゛に変化し、何れかのＣＰＵがＩ／Ｏバス１０１の使用
を終了すると各々のＣＰＵｌｌ〜１３内のカウンタ１２
０は同時にカウントを開始する。カウンタ出力は比較器
１２１に入力され、各ＣＰＵ毎に異なる値に設定されて
いる設定値Ｃ３と比較され、一致したときのみ出力信号
を発生し出力信号ＴＯ，によりフリツプフロツプ１２２
をトリガする。フリツプフロツプ１２２がトリガされた
時、もし使用要求Ｓｒｅｑ又はＬｅｑが無ければ、フリ
ツプフロツプ１２２はりセツト状態を保ちＩ／０バス１
０１に対しても、ビジーライン１００に対しても何ら影
響を与えない。

一方フリツプフロツプがトリガされた時、もし通常使用
要求（Ｓ，ｅｑ）又は割込使用要求（，Ｅｑ）があれば
フリツプフロツプ１２２はセツトされ出力信号を発生す
る。そして、使用要求があつてフリツプフロツプ１２２
が０Ｎという条件で論理積ゲート１２３が０Ｎし、出力
ゲート１２５を介して送信データをバス１０１を使用し
て送信する。バス１０１の占有を開始するとともにビジ
ーライン１００を“Ｌ゛状態にする。それは第２図に示
すようにトランジスタ回路１２４で実現することができ
る。この状態で、すべてのＣＰＵ（装置）のカウンタ１
２０はりセツト状態になるとともに、当該ＣＰＵ以外の
ＣＰＵ（当該ＣＰＵを１１とすると１２，１３）はバス
１０１を使用することが出来ない状態になる。

１／Ｏバス１０１の使用権を得たＣＰＵは一連のデータ
の送信処理終了後使用要求を解除する。

１／０バス１０１に対する出力ゲート１２５を解放し、
同時にビジーライン１００を“Ｈ′３状態にする。

以後各ＣＰＵ内のカウンタ１２０は初期状態からカウン
トを開始し上記動作をくりかえす。

以上が通常使用要求と割込使用要求に共通した動作であ
るが、次に割込使用要求特有の動作を説明する。比較器
１３１はカウンタ１２０の出力が“１゛３となつたとき
のみ出力信号を発生し出力信号Ｔｅｉによりフリツプフ
ロツプ１３２をトリガする。

フリツプフロツプ１３２がトリガされた時、もし割込使
用要求（１、，ｑ）が無ければ、フリツプフロツプ１３
２はりセツト状態を保ちワンシヨツトトリガ回路１３４
に対しては何ら影響を与えない。一方、フリツプフロツ
プ１３２がトリガされた時、もし割込使用要求（、Ｅｑ
）があればフリツプフロツプ１３２はセツトされ、その
出力によリワンシヨツトトリガ回路１３４がトリガされ
論理和１３５およびトランジスタ１２４を介してビジー
ライン１００を一定時間“Ｌ゛とし割込要求を発する。
このようにして、各装置のうちの１つでも、カウンタ値
が６６ｒ１の時点でビジーライン１００を゜゜Ｌ゛とす
れば、フリツプフロツプ１３０がセツトされる。以上の
説明のもとに、割込要求の有無と割込要求を発している
装置が当該装置か他の装置かによつて場合分けし、その
各々の動作を説明する。１）全ての装置が割込要求を発
生しなかつた場合カウンタ１２０はカウントアツプされ
、フリツプフロツプ１３０およびフリツプフロツプ１３
２はセツトされないため論理積ゲート１３３はオフ状態
となり、論理和ゲート１２９には影響をおよぼさない。

１）当該装置が割込要求を発した場合 カウンタ１２０はカウントアツプされフリツプフロツプ
１３０およびフリツプフロツプ１３２は共にセツトされ
るため論理積ゲート１３３はオア状態となり論理和ゲー
ト１２９には影響をおよぼさない。

この場合は割込要求（１．ｅｑ）が出力されているから
、もしもカウンタが設定値（Ｃ，）に一致すれば、前に
述べたようにして当該装置がバス１０１の使用権を得る
。但し、当該装置よりも優先度の高い即ち設定値の小さ
い他の装置が同様の動作を行つた場合には、その装置か
ら発せられるビジー信号により、分周器１２７およびカ
ウンタ１２０がりセツトされるため、比較器１２１出力
Ｔｃ＄は発生せず、当該装置のバス１０１使用は他の装
置がバス１０１使用終了以後まで待たされる。｛）当該
装置が割込要求を発せず、他の装置の１つ以上が割込要
求を発した場合カウンタ１２０はカウントアツプされフ
リツプフロツプ１３０はセツトされフリツプフロツプ１
３２はりセツト状態を保つから論理積ゲート１３３が０
Ｎし論理和ゲート１２９を通してフリツプフロツプ１２
２はりセツト状態に保たれ当該装置の使用要求Ｓｒｅｑ
およびＩｒｅｑは受付られない。

この状態は他の装置のうちのどれか、即ち、割込要求を
発した装置のうち最も優先度の高い装置がバス１０１を
専有しビジー信号を発するまで保たれる。１２８は０Ｒ
ゲートであり、Ｓｒｅｑ，．Ｉ．ｅｑのどちらも発せら
れていない場合フリツプフロツプ１２２をりセツトする
ためのものである。

以上述べたようにして、どの装置の割込要求もトての装
置の通常使用要求に優先し、しかも複数り割込要求間に
おいては先着優先かつ同時の場合ま設定値に従つた優先
度により、バス１０１の使１］が許されることが判る。

以上の動作のうち割込が全くない場合のタイム１アート
を第３図ａ−ｈに示す。第３図では各ＣＰＵに割当られ
ている設定値Ｃｓを、ＣＰＵｌｌは゜゜２゛、ＣＰＵｌ
２は“３゛、ＣＰＵｌ３は“４゛としている。まず最初
カウンタ値が゜゜２゛となつた時点１６０ではＣＰＵｌ
ｌとＣＰＵｌ３が使用要求１５１および１５４を出して
いる。

この時点では設定値が２であるところのＣＰＵｌｌがバ
スの使用権を獲得し、ただちにビジーラインに対しビジ
ー信号１５０を送出し、バスを使用する。これによりカ
ウンタはりセツトされ、その状態はＣＰＵｌｌがバスの
使用を終了するまで続く。ＣＰＵｌｌがバスの使用を終
了１５２するとビジーラインが解放されカウンタは再び
カウントを開始する。ここでＣＰＵｌ３からの使用要求
１５４はカウンタ値が′６『゛となつた時点１６１で受
付けられ、ＣＰＵｌ３は上で述べたような所定の動作を
する。その後発せられたＣＰＵｌ２からの使用要求１５
７はＣＰＵｌ３のバス使用１５５が終了してカウンタ値
が゜“３゛となつた時点１６２で受付けられる。１５４
はＣＰＵｌ３がバスの使用を終了１５５して要求を解除
した点、同時にビジーラインも解除する１５３。

次に割込がある場合についてのタイムチヤートを第４図
ａ−ｋにより説明する。本図においても各ＣＰＵに割当
てられている設定値Ｃｓは第３図と同じである。まず最
初カウンタ値が“１゛となつた時点２６１ではＣＰＵｌ
ｌの通常使用要求２５９およびＣＰＵｌ３の割込使用要
求２５２が出ている。

この時点では割込要求２５２を発しているところのＣＰ
Ｕｌ３がビジーライン上に割込要求信号２５０を出力し
、他のＣＰＵの要求を禁止する。その後一旦りセツトさ
れたカウンタカ幼ウントアツプし、カウント値が“４゛
となるとＣＰＵｌ３がビジー信号２５１を送出し、バス
を使用する。これ．によりカウンタはりセツトされ、そ
の状態はＣＰＵｌ３がバスの使用を終了するまで続く。
ＣＰＵｌ３がバスの使用を終了２５３するとビジーライ
ンが解放されカウンタは再びカウントを開始する。次に
カウンタ値が゜“１゛となつた時点２６３ではＣＰＵｌ
ｌの通常使用要求が出力されているが同時にＣＰＵｌ２
の割込使用要求が出力されているため、ＣＰＵｌ２は前
述のＣＰＵｌ３と同様の動作をする。ＣＰＵｌ２のバス
使用が終了２５７後カウントが開始され、カウンタ値が
゜゜１゛となつた時点２６５ではどのＣＰＵからも割込
要求は出ておらず、ＣＰＵｌｌの通常使用要求のみが出
力されているから、カウント値が６゜２゛となつた時点
てＣＰＵｌｌがビジー信号を発しバスの使用が受けられ
る。２５９はＣＰＵｌｌがバスの使用を終了２６０して
要求を解除した点であり、同時にビジーラインも解除す
る２５８。

第５図ａ−ｋはＣＰＵｌｌおよびＣＰＵｌ２から・通常
使用要求が発せられ、既にＣＰＵｌｌがバス使用権を獲
得した時点でＣＰＵｌ３から割込使用要求が発せられた
場合を示す。

カウンタ値が６６２１となつた時点３６０では、ＣＰＵ
ｌｌの通常使用要求３５１およびＣＰＵｌ２の通常使用
要求３５８が出ている。

この時点ではＣＰＵｌｌがビジー信号３５０を送出しバ
スを使用する３５２。さらにＣＰＵｌｌがバス使用中に
、ＣＰＵｌ３に割込使用要求３５５が発生した場合には
、ＣＰＵｌｌがバス使用を終了３５１し、カウンタ値が
゛゜１゛となつた時点３６１においてＣＰＵｌ３からビ
ジーライン上に割込要求信号３５３出力され、他のＣＰ
Ｕの要求を禁止する。その後、第４図の説明と同様の動
作を行い、ＣＰＵｌ３の割込使用が終了後３５５、ＣＰ
Ｕｌ２の通常使用３５９が行われる。以上のようにして
、１つのＣＰＵがバス使用中に、あるＣＰＵに割込使用
要求が発した場合には該時点で進行中のバス使用は何ら
影響を受けずバス使用を継続し、さらに刻バス使用が終
了後は、割込要求がどの通常使用要求よりも優先される
ことが判る。

以上のようにして、本実施例ては割込の制御を可能とし
ているが、ここで注意しなければならないことは、割込
要求用の設定値として“１゛を使用しているのは、ハー
ドウエア簡略化のためである。場合によつては割込用の
タイムスロツトを別のハードウエアで構成することによ
り、設定値の゜゜１゛を使用する必要性を無くすことが
できる。また、本実施例におけるアツプカウンタ、比較
器等をダウンカウンタ、プリセツタブルカウンタに置き
換え得ることは容易に想像ができよう。

さらに、この実施例では共有資源の使用終了後ビジーラ
インを解除しているが、これはハードウエアの簡素化を
図つたものである。より一層のスループツトの向上を望
むならば、共有資源の使用終了前一定時間内にビジーラ
インを解除する方式が採用できる。ただし、この場合、
１つの装置が共有資源の使用を開始した時点においてそ
れ以前の他の装置の共有資源使用が終了していることを
保証するように上記一定時間を定める必要がある。これ
は共有資源の使用効率を高めるためにあらかじめ終了時
刻を予測してカウンタのカウントを開始させ、使用要求
が発せられている装置が終了に続いていちはやく共有資
源の利用ができるようにするためである。

さらに、本実施例ではカウンタおよびクロツクを用いて
バス使用が終了してからの時間を測定しているが、この
部分は例えばワンシヨツト回路等で置き替えることが可
能である。

さらに本実施例のようにカウンタおよびクロツク信号を
用いる装置においては、長時間にわたり全く使用要求が
発せられない場合、すなわちビジー信号がどの装置から
も発ぜられない場合には、各クロツクの周波数のズレに
より各カウンタが同期してカウントができなくなる恐れ
がある。

これを避けるために、もしカウンタがカウントアウトし
た場合は、一瞬間強制的にビジー信号を送信するように
しておけば、そのビジー信号によりカウンタの同期がと
れることとなる。さらに、本発明がビジーラインをこと
さら必要としないことは先願で述べた。

ここではそれについては省略する。本発明によると、共
用システムにおける通常の共用装置使用の他に割込的な
使用も、競合制御を各装置に分散して行えるため、信頼
性の向上および応答性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を複数ＣＰＵ間の共有バス使用権制御に
採用した一実施例のシステム構成を、第２図は第１図に
おける本発明による制御回路構成を、第３図、第４図は
第１図におけるバス使用権の推移を、第５図は通常要求
と割込要求の関係を説明する図を、それぞれ示す。 １２１，１３１・・・・・・比較器、１２０，１３０，
１２２，１３２・・・・・フリツプフロツプ、１３４・
・・・・・ワンシヨツト回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の装置がそれぞれ使用できる共用装置を有し、
   該複数の装置が該共用装置の使用状態を監視し、該共用
   装置を必要に応じて使用するシステムであつて、該複数
   の装置の何れからの使用もなくなつたことを判別してそ
   の時点からの経過時間を該複数装置各々において計測し
   、該計測経過時間があらかじめ設定された固有の時間と
   一致しかつ当該装置に該共用装置の使用要求があるとき
   当該装置が該共用装置を使用することができるシステム
   において、該複数の装置に割込要求があるときは、該複
   数の装置の何れからの使用もなくなつた時点からの最小
   カウント時間にて、他の装置からの前記使用要求による
   該共用装置の使用を禁止し、前記計測経過時間があらか
   じめ設定された固有の時間と一致したとき、当該装置が
   割込要求による送信を他の装置の使用要求に優先して行
   ない該共用装置を使用することを特徴とする分割形優先
   割込制御方法。