(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共有バスを介して少なくとも１つのバススレーブ装置と接続される複数のバスマスタ装置から前記バススレーブ装置へのアクセスの優先順位を制御する優先順位制御システムにおいて、
前記バスマスタ装置からのアクセス要求に対して一度アクセス許可を与えたら前記アクセス要求が連続して出ている限り前記アクセス許可を出し続ける第１の優先順位制御手段と、
前記アクセス許可が出ておりかつ他のバスマスタ装置からのアクセス要求が出ている時に前記アクセス要求を一時ＯＦＦさせるフィードバック信号を生成するフィードバック制御手段と、
システムに応じて予め設定した優先度に応じた優先順位を制御するゲート制御信号を出力するとともに他のバスマスタ装置からのアクセス要求を一時ＯＦＦさせるフィードバック信号を生成する第２の優先順位制御手段と、
前記フィードバック制御手段からのフィードバック信号または前記第２の優先順位制御手段からのフィードバック信号により前記第１の優先順位制御手段へのアクセス要求をＯＮ／ＯＦＦ制御するゲート手段とを備えたことを特徴とする優先順位制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の優先順位制御システムにおいて、
前記第２の優先順位制御手段が、前記複数のバスマスタ装置からのアクセス要求量を管理するアクセス要求管理手段を備え、アクセス要求量に基づき優先順位を制御することを特徴とする優先順位制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の優先順位制御システムにおいて、
前記アクセス要求管理手段が、前記バスマスタ装置からのアクセス要求を一時保存するキューメモリであり、前記アクセス要求量が、アクセス頻度，アクセス待ちデータ量の少なくとも一方であることを特徴とする優先順位制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優先順位制御システムに係り、特に、リアルタイム性能を損なわずに、複数のバスマスタ装置からバススレーブ装置へのアクセス要求の優先順位を制御する優先順位制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のバスマスタ装置とバススレーブ装置とが共有バスを介して接続されるシステムにおいては、複数のバスマスタ装置からバススレーブ装置へのアクセス要求が同時に発生した場合、アクセスを調停する共有バス調停装置が必要である。
【０００３】
共有バスの調停方式としては、調停装置にアクセス要求を出しその許可によりアクセス権を得る集中調停方式や、予め決められた優先順位に基づきアクセス要求を許可するデイジーチェーン方式などがある。複雑な優先順位を制御する場合は、主に集中調停方式が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
システム全体の性能を高めるには、共有バスを効率的に使用することが重要である。この場合、各バスマスタ装置からのアクセス状況を管理して、その情報に基づいて共有バスの優先順位を制御するなどの複雑な優先順位制御が必要となる。
【０００５】
バスの使用回数や使用待ち許容時間などに基づいて複雑な優先順位を制御する例として、特開平１０-３３４０４２号公報に記載されているバス調停制御装置などがある。
【０００６】
従来の共有バス調停装置は、複雑な優先順位を制御する場合には、レイテンシ(待ち時間)が増加し、リアルタイム性能が求められる優先順位制御システムとしては使用できないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、リアルタイム性能が求められる制御装置の共有バス調停装置において、リアルタイム性能を損なわずに複雑な優先順位制御が可能な優先順位制御システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、共有バスを介して少なくとも１つのバススレーブ装置と接続される複数のバスマスタ装置からバススレーブ装置へのアクセスの優先順位を制御する優先順位制御システムにおいて、優先順位制御の処理を単純に高速化する第１の優先順位制御手段と、システムに応じて予め設定した優先度に応じた優先順位を制御する第２の優先順位制御手段と、第１の優先順位制御手段へのアクセス要求を第２の優先順位制御手段からのゲート制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御するゲート手段とを備えた優先順位制御システムを提案する。
【０００９】
本発明は、また、共有バスを介して少なくとも１つのバススレーブ装置と接続される複数のバスマスタ装置からバススレーブ装置へのアクセスの優先順位を制御する優先順位制御システムにおいて、バスマスタ装置からのアクセス要求に対して一度アクセス許可を与えたらアクセス要求が連続して出ている限りアクセス許可を出し続ける第１の優先順位制御手段と、アクセス許可が出ておりかつ他のバスマスタ装置からのアクセス要求が出ている時にアクセス要求を一時ＯＦＦさせるフィードバック信号を生成するフィードバック制御手段と、第１の優先順位制御手段へのアクセス要求をフィードバック制御手段からのフィードバック信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御するゲート手段とを備えた優先順位制御システムを提案する。
【００１０】
本発明は、さらに、共有バスを介して少なくとも１つのバススレーブ装置と接続される複数のバスマスタ装置からバススレーブ装置へのアクセスの優先順位を制御する優先順位制御システムにおいて、バスマスタ装置からのアクセス要求に対して一度アクセス許可を与えたらアクセス要求が連続して出ている限りアクセス許可を出し続ける第１の優先順位制御手段と、アクセス許可が出ておりかつ他のバスマスタ装置からのアクセス要求が出ている時にアクセス要求を一時ＯＦＦさせるフィードバック信号を生成するフィードバック制御手段と、システムに応じて予め設定した優先度に応じた優先順位を制御するゲート制御信号を出力するとともに他のバスマスタ装置からのアクセス要求を一時ＯＦＦさせるフィードバック信号を生成する第２の優先順位制御手段と、フィードバック制御手段からのフィードバック信号または第２の優先順位制御手段からのフィードバック信号により第１の優先順位制御手段へのアクセス要求をＯＮ／ＯＦＦ制御するゲート手段とを備えた優先順位制御システムを提案する。
【００１１】
第２の優先順位制御手段は、複数のバスマスタ装置からのアクセス要求量を管理するアクセス要求管理手段を備えると、アクセス要求量に基づき優先順位を制御できる。
【００１２】
アクセス要求管理手段は、より具体的には、バスマスタ装置からのアクセス要求を一時保存するキューメモリであり、アクセス要求量は、アクセス頻度，アクセス待ちデータ量の少なくとも一方である。
【００１３】
本発明においては、単純で高速な優先順位を制御する第１の優先順位制御手段と、システムに応じて予め設定した優先度に応じた優先順位を制御する第２の優先順位制御手段とに、優先順位制御を分け、第２の優先順位制御手段の制御結果を用いて第１の優先順位制御手段へのアクセス要求をＯＮ／ＯＦＦ制御する。その結果、低レイテンシの優先順位制御を第１の優先順位制御手段で実現しつつ、複雑な優先順位制御を並列処理できるので、リアルタイム性を損なわずに、複雑な優先順位制御が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図１〜図４を参照して、本発明による優先順位制御システムの実施形態を説明する。
【００１５】
【実施形態１】
図１は、本発明による優先順位制御システムの実施形態１の構成を示すブロック図である。ここでは、３個のバスマスタ装置１１０〜１１２を示してあるが、バスマスタ装置の数はいくつでもよい。
【００１６】
本実施形態１において、共有バス１０には、バスマスタ装置１１０〜１１２と、バススレーブ装置１２と、共有バスの調停を制御する優先順位制御システム１３とが接続されている。
【００１７】
本実施形態１の優先順位制御システム１３は、低レイテンシの優先順位を制御する第１の優先順位制御手段２０と、複雑な優先順位を制御する第２の優先順位制御手段２１と、第２の優先順位制御手段２１の制御結果により第１の優先順位制御手段２０へのアクセス要求１４０〜１４２をＯＮ／ＯＦＦ制御するゲート手段２２０〜２２２とからなる。
【００１８】
バスマスタ装置１１０は、優先順位制御システム１３にアクセス要求１４０を出し、アクセス許可１５０が得られたら、バススレーブ装置１２にアクセスする。バスマスタ装置１１１，１１２も同様に動作する。
【００１９】
リアルタイム性能が求められる優先順位制御システム１３においては、アクセス要求１４０を出してからアクセス許可１５０が得られるまでのレイテンシを短縮することが要求される。
【００２０】
優先順位制御システム１３において、高度な調停を制御するために優先順位制御を複雑化した場合、一般にレイテンシが増加する。
【００２１】
これに対して、本実施形態１において、第１の優先順位制御手段２０は、ゲート手段２２０〜２２２を通過したバスマスタ装置１１０〜１１２からのアクセス要求１４０〜１４２を均等に振り分け、アクセス許可１５０〜１５２を出力する。
【００２２】
このように単純化した制御のみを実行すると、バスマスタ装置１１０〜１１２がアクセス要求１４０〜１４２を出してからアクセス許可１５０〜１５２が得られるまでのレイテンシを短縮できる。
【００２３】
一方、第２の優先順位制御手段２１は、優先的に処理したいバスマスタ装置のアクセス要求のみを通過させるゲート手段２２０〜２２２を制御するゲート制御信号２３０〜２３２を生成する。
【００２４】
バスマスタ装置１１０からのアクセス要求１４０を優先的に処理する場合を例として説明する。第２の優先順位制御手段２１は、ゲート制御信号２３０のみアクティブとし、ゲート制御信号２３１，２３２を非アクティブとする。その結果、第１の優先順位制御手段２０へのアクセス要求２４０〜２４２のうち、アクセス要求２４０のみが有効となり、バスマスタ装置１１１，１１２からのアクセス要求は遮断され、バスマスタ装置１１０のみが優先的に処理される。
【００２５】
このように第２の優先順位制御手段２１を備えると、第１の優先順位制御手段２０の均等に振り分ける優先順位制御に加えて、より複雑な優先順位制御が可能となる。
【００２６】
【実施形態２】
第２の優先順位制御手段２１は、アクセス要求管理手段を備えてもよい。アクセス要求管理手段は、バスマスタ装置１１０〜１１２からのアクセス要求について、アクセス頻度，アクセス待ちデータ量などの情報を管理する。第２の優先順位制御手段２１は、アクセス要求管理手段の情報に基づき優先順位を制御する。例えば、アクセス待ちデータ量が多いバスマスタ装置を優先的に処理させるなどの方法がある。
【００２７】
図２は、アクセス要求管理手段としてキューメモリを設置した本発明による優先順位制御システムの実施形態２の構成を示すブロック図である。本実施形態２は、実施形態１の構成に、アクセス要求を管理する手段として、バスマスタ装置１１０〜１１２からのアクセスを一時保存するキューメモリ３００〜３０２を設置してある。なお、キューメモリ３００〜３０２は、優先順位制御システム１３に内蔵してもよい。
【００２８】
バスマスタ装置１１０〜１１２は、優先順位制御システム１３の内または外に設置されたキューメモリ３００〜３０２と接続されている。
【００２９】
バスマスタ装置１１０〜１１２は、共有バス１０へのアクセス許可１５０〜１５２が得られない場合、キューメモリ３００〜３０２にデータを一時保存する。キューメモリ３００〜３０２にデータが保存されている場合、共有バス１０へのアクセス許可１５０〜１５２が得られたら、キューメモリ３００〜３０２内のデータをもってバススレーブ装置１３にアクセスする。
【００３０】
このキューメモリ３００〜３０２内のデータ量を監視すると、アクセス待ちデータ量などのアクセス要求管理情報３１が得られる。
【００３１】
本実施形態２によれば、低レイテンシの優先順位制御を第１の優先順位制御手段で実現しつつ、複雑な優先順位制御を並列処理できるので、リアルタイム性能が必要な制御装置に対応可能な優先順位制御システムを実現できる。
【００３２】
【実施形態３】
図３は、フィードバック制御を設置した本発明による優先順位制御システムの実施形態３の構成を示すブロック図である。本実施形態３の優先順位制御システム１３は、第１の優先順位制御手段２０と、ゲート手段２２０〜２２２と、フィードバック制御回路４００〜４０２とからなる。
【００３３】
実施形態１における第１の優先順位制御手段２０は、アクセス許可１５０，１５１，１５２を一度与えたら、アクセス要求１４０，１４１，１４２が無くならない限り、そのアクセス許可１５０，１５１，１５２を出し続ける処理を実行するものであった。
【００３４】
１つのバスマスタ装置例えば１１０からアクセス要求が連続して出力されないランダムアクセスの場合は、第１の優先順位制御手段２０のみでアクセスを平均化できる。
【００３５】
しかし、１つのバスマスタ装置１１０からアクセス要求が連続して出力される転送処理などでアクセスした場合は、他のバスマスタ装置１１１，１１２からのアクセス要求が遮断され、アクセスが平均化しない。
【００３６】
そこで、本実施形態３においては、アクセス許可１５０，１５１，１５２をフィードバックすることにより、現在の優先度を用いてアクセスを平均化する。
【００３７】
フィードバック回路４００は、アクセス許可１５０が出ており、かつ、他のバスマスタ装置１１１，１１２からのアクセス要求１４１，１４２が出た時にアクティブとなるフィードバック信号４２０を生成する。
【００３８】
フィードバック制御回路４０１、４０２に関しても同様に、フィードバック信号４２１，４２２を生成する。
【００３９】
第１の優先順位制御手段２０は、基本的に、バスマスタ装置１１０，１１１，１１２がアクセス許可１５０，１５１，１５２を一度得たら、アクセス要求１４０，１４１，１４２が出ている限り、アクセス許可１５０，１５１，１５２を出し続ける。
【００４０】
そこで、フィードバック信号４２０，４２１，４２２を用いて、アクセス要求１４０，１４１，１４２を一時遮断し、他のバスマスタ装置にアクセス許可を譲らせる。
【００４１】
【実施形態４】
図４は、実施形態１と実施形態３とを組み合わせた本発明による優先順位制御システムの実施形態４の構成を示すブロック図である。
【００４２】
本実施形態４では、フィードバック制御回路４００〜４０２からのフィードバック信号４２０〜４２２と、第２の優先順位制御手段２１が出力するフィードバック信号４３０〜４３２とをＯＲ回路４１０〜４１２で受け、ゲート手段２２０〜２２２に接続してある。
【００４３】
ゲート手段２２０〜２２２は、フィードバック信号４２０〜４３２に応じて、第１の優先順位制御手段２０へのアクセス要求１４０〜１４２をＯＮ／ＯＦＦ制御し、優先度を制御する。
【００４４】
例えば、バスマスタ装置１１０を優先的に処理させたい場合、第２の優先順位制御手段２１がフィードバック信号４３０のみをアクティブすなわちHighレベルにすると、ゲート制御信号２３１，２３２を遮断でき、バスマスタ装置１１０に対するアクセス許可１５０を出し続けることができる。
【００４５】
フィードバック制御回路４００〜４０２からのフィードバック信号４２０，４２１，４２２を用いて、アクセス要求１４０，１４１，１４２を一時遮断し、他のバスマスタ装置にアクセス許可を譲らせることもできる。したがって、実施形態１と実施形態３との制御モードを併せて搭載でき、優先順位制御の柔軟性が拡がる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、共有バスを介して少なくとも１つのバススレーブ装置と接続される複数のバスマスタ装置からバススレーブ装置へのアクセスの優先順位を制御する優先順位制御システムにおいて、優先順位制御の処理を単純に高速化する第１の優先順位制御手段と、複雑な優先順位を制御する第２の優先順位制御手段と、第１の優先順位制御手段へのアクセス要求を第２の優先順位制御手段からのゲート制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御するゲート手段とを備えたので、低レイテンシの優先順位制御を第１の優先順位制御手段で実現しつつ、複雑な優先順位制御を第２の優先順位制御手段で並列処理できる。
【００４７】
したがって、共有バスを効率よく利用するための複雑な優先順位制御を全体として低レイテンシで実現でき、リアルタイム性能を損なわずに、画像処理や信号処理などの大量の演算を低レイテンシで処理する必要のある制御装置に対応可能な優先順位制御システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による優先順位制御システムの実施形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】  アクセス要求管理手段としてキューメモリを設置した本発明による優先順位制御システムの実施形態２の構成を示すブロック図である。
【図３】  フィードバック制御を設置した本発明による優先順位制御システムの実施形態３の構成を示すブロック図である。
【図４】  実施形態１と実施形態３とを組み合わせた本発明による優先順位制御システムの実施形態４の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  共有バス
１１０〜１１２  バスマスタ装置
１２  バススレーブ装置
１３  優先順位制御システム
１４０〜１４２  アクセス要求
１５０〜１５２  アクセス許可
２０  第１の優先順位制御手段
２１  第２の優先順位制御手段
２２０〜２２２  ゲート手段
２３０〜２３２  ゲート制御信号
２４０〜２４２  アクセス要求
３００〜３０２  キューメモリ
３１  アクセス要求管理情報
４００〜４０２  フィードバック制御回路
４１０〜４１２  ＯＲ回路
４２０〜４２２  フィードバック信号
４３０〜４３２  フィードバック信号
【図１】
0004022719.tif 000002
【図２】
0004022719.tif 000003
【図３】
0004022719.tif 000004
【図４】
0004022719.tif 000005