(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝送チャネルを有する多重バスを介して、複数のモジュール間の信号を送受信する多重通信システムに用いられ、前記モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルの使用権を決定する多重バス制御装置であって、
前記モジュール毎に設けられ、対応するモジュールが前記信号通信を開始する際に、当該モジュールへの前記伝送チャネルの使用権を要求する要求手段と、
前記モジュール毎の要求手段によって、同時に前記使用権が要求された伝送チャネル数を計数する計数手段と、
未使用の伝送チャネル数を記憶する未使用数記憶手段と、
前記計数手段により計数された伝送チャネル数と、前記未使用数記憶手段に記憶された未使用の伝送チャネル数とに基づいて、予め定められた優先度の高いモジュールから先に、前記伝送チャネルの使用を許可する許可手段と、
を有し、
各モジュール間の信号通信に使用する伝送チャネル数が予め定められており、
前記要求手段が、
対応する前記モジュールに対して定められた前記優先度の高さに応じて定まる数値を２進数で示したビット情報で記憶する優先度記憶手段と、
前記優先度記憶手段に記憶された前記ビット情報を最上位ビットから順に１ビットずつ選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたビットの値を示す要求信号を出力する出力手段と、
を備え、
前記許可手段が、
前記計数手段によって、前記モジュール毎の要求手段の前記出力手段が同時に出力した各要求信号の値を加算することにより計数された伝送チャネル数と、未使用チャネル数とを比較する比較手段と、
前記比較手段により、前記計数された伝送チャネル数が前記未使用のチャネル数以下である場合に、出力したビット値が１であった要求手段に対応するモジュールに対して、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定する決定手段と、
前記決定手段による決定に基づいて、前記モジュール毎の要求手段における前記要求信号の出力を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする多重バス制御装置。
【請求項２】
複数の伝送チャネルを有する多重バスを介して、複数のモジュール間の信号を送受信する多重通信システムに用いられ、前記モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルの使用権を決定する多重バス制御装置であって、
前記モジュール毎に設けられ、対応するモジュールが前記信号通信を開始する際に、当該モジュールへの前記伝送チャネルの使用権を要求する要求手段と、
前記モジュール毎の要求手段によって、同時に前記使用権が要求された伝送チャネル数を計数する計数手段と、
未使用の伝送チャネル数を記憶する未使用数記憶手段と、
前記計数手段により計数された伝送チャネル数と、前記未使用数記憶手段に記憶された未使用の伝送チャネル数とに基づいて、予め定められた優先度の高いモジュールから先に、前記伝送チャネルの使用を許可する許可手段と、
を有し、
各モジュール間の信号通信に使用する伝送チャネル数が変更可能であり、
前記要求手段が、
対応する前記モジュールに対して定められた前記優先度の高さに応じて定まる数値を２進数で示したビット情報で記憶する優先度記憶手段と、
前記優先度記憶手段に記憶された前記ビット情報を最上位ビットから順に１ビットずつ選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたビットの値に、対応するモジュールが前記信号通信に用いる伝送チャネル数を乗じて得られる値を示す要求信号を出力する出力手段と、
を備え、
前記許可手段が、
前記計数手段によって、前記モジュール毎の要求手段の前記出力手段が同時に出力した各要求信号の値を加算することにより計数された伝送チャネル数と、未使用チャネル数とを比較する比較手段と、
前記比較手段により、前記計数された伝送チャネル数が前記未使用のチャネル数以下である場合に、前記選択手段により選択したビット値が１であった要求手段に対応するモジュールに対して、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定する決定手段と、
前記決定手段による決定に基づいて、前記モジュール毎の要求手段における前記要求信号の出力を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする多重バス制御装置。
【請求項３】
前記決定手段が前記伝送チャネルの使用許可を決定したことにより、未使用の伝送チャネルが無くなった場合、
或いは、前記出力手段が前記ビット情報の最下位ビットに基づく要求信号の出力を終了した場合は、
前記制御手段が、前記要求手段に対して、制御信号として可否決定信号と該要求手段に対応するモジュールの可否結果を出力する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多重バス制御装置。
【請求項４】
前記未使用の伝送チャネルが残っており、前記出力手段が前記ビット情報の最下位ビットに基づく要求信号の出力が残っている場合、
且つ、前記決定手段が少なくとも１つのモジュールに対して、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定した場合は、
前記制御手段が、前記伝送チャネルの使用を許可することが決定されたモジュールに対応する要求手段に対しては、前記出力手段による前記要求信号の出力を停止し、その他の要求手段に対しては、前記選択手段によって次のビットを選択し、前記出力手段によって当該選択されたビットに基づく要求信号を出力させる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多重バス制御装置。
【請求項５】
前記未使用の伝送チャネルが残っており、前記出力手段が前記ビット情報の最下位ビットに基づく要求信号の出力が残っている場合、
且つ、前記決定手段が何れのモジュールに対しても、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定しなかった場合は、
前記制御手段が、前記選択手段により選択したビット値が１であった要求手段に対してのみ、前記選択手段によって次のビットを選択し、前記出力手段によって当該選択されたビットに基づく要求信号を出力させる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多重バス制御装置。
【請求項６】
前記計数手段が、
前記モジュール毎の要求手段からの要求を各々光信号に変換する変換手段と、入力された光強度の総和を出力する光伝送媒体と、
前記変換手段により変換された光信号を前記光伝送媒体に入力する入力手段と、
を備え、
前記光伝送媒体の出力光量に基づいて、前記使用権が要求された伝送チャネル数を計数する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の多重バス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重バス制御装置に係わり、特に、複数の伝送チャネルを有する多重バスを介して、複数のモジュール間の信号を送受信する多重通信システムに用いられ、前記モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルの使用権を決定する多重バス制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の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、信号伝送能力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においては高速CPUチップを複数備える、いわゆる並列処理アーキテクチャが採用されている。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。これによると、CPUなどデータ処理を行うモジュールを複数含む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。
【０００４】
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、他に比べて結合トポロジーが単純であり、バックプレーンなどの形態でコンパクトに実装でき、拡張性に優れるといったメリットがあり、パーソナルコンピュータを始めとする商用の計算機や、計算機応用製品において多く用いられている。その反面、バス結合型には、接続されるモジュールの処理速度および個数に比例した通信性能が要求される。このため、従来より、バス自体を多重化して通信性能の向上を図る多重バステムが数多く提案されている。
【０００５】
一方、バスの実装においては、多数の配線と接続コネクタを必要とするため、配線の多層化や微細化による通信能力や配線密度の向上が計られてきた。しかしながら、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等により、多重化による通信性能の向上は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:Electromagnetic Interference)も大きな問題となる。バスを多重化すると接続コネクタや配線量が増大し、これらの問題が更に顕著になることは明らかである。
【０００６】
このようにデータ処理装置の処理能力は、しばしば配線基板のバスの伝送能力によって制限されるようになってきた。そこで電子回路方式の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。
【０００７】
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』、『H.Tomimuro,etal.,“Packaging Technology for Optical Interconnects”,IEEE Tokyo,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】
この光インターコネクションには、電子回路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、波長・振幅等を用いた多重化により伝送バンド幅を拡張できる、また同時双方向通信が可能である等のメリットがある。
【０００９】
特に空間光伝送技術は多ポート間の同時通信を可能とし、且つバス信号線の物理的な結線が不要となるため、上述の多重バスシステムとの整合がよい。
【００１０】
これに関する技術として、特開平１０−１２３３７４号公報に開示されている技術がある。これは、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ものであり、入射信号光を屈折作用により分岐して対向する端面に伝送し、ブロードキャストを実現する。これにより、例えば一方の端面を光信号の入射専用、他方の端面を出射専用とし、ＣＰＵボードやメモリボードといったモジュールを両端面に接続することにより、各モジュール間のバス接続を実現することができる。
【００１１】
このようにバスの通信速度が光化によって高速化されると、逆に通信を起動するまでに必要な調停処理時間等、正味の通信時間以外のオーバーヘッドが相対的に大きくなる。特に１つのトランザクションあたりのデータ転送量が短い場合、調停処理が実行される頻度が高くなるため、調停時間がシステム性能のボトルネックとなり得る。
【００１２】
例えば、キャッシュを搭載したCPUとメモリ間のバスの場合、１つのトランザクション当たりのデータ転送量はキャッシュの１ラインサイズに等しく、一般的には数百ビットから高々1000ビット程度である。光伝送においては、これらを電子回路以上の高周波クロックで伝送する時間に比べて、調停時間が十分小さくなければならない。
【００１３】
このため、従来より、光インターコネクションにおける調停処理を高速化するための技術が提案されている。例えば、特開平６−１９８３８号公報では、接続されるボードからインターコネクションへの出力信号をシリアル信号とし、バックプレーンに配置された伝送制御部に全ボードからのシリアル信号を一括入力し、調停を行う技術が提案されている。詳しくは、各ボードは通信要求の際には、バスリクエスト信号ではなくデータ信号を伝送制御部に出力し、複数ボードから同じタイミングで信号が出力された場合、伝送制御部はこれを検知し、優先度の低いボードに対しては信号をキャンセルして再送を指示するようになっている。これにより、バスリクエスト信号、アクノリッジ信号といった調停信号のやりとりが不要となり、アクセス衝突が無い場合の調停オーバーヘッドが小さくなるメリットがある。しかしながら、アクセス衝突頻度が高い場合は、各ボードからのデータの再送頻度が高くなり、逆に伝送性能が低下してしまう。
【００１４】
次に、岡田らにより『分散型アービタの一方式について』と題して情報処理学会第２３回全国大会講演集５Ｄ−４に記載された技術においては、スターカプラ型の光伝送媒体を用いた調停技術が提案されている。光伝送媒体においては、複数接続されるモジュールから光信号が入射され、全信号の論理和が全モジュールへと放送される。各ボードは調停要求時に、各々与えられた優先度データを上位ビットから下位ビットへと１ビットずつ順に光信号として同時に発光し、論理和との比較を行う。このとき、あるボードにおいて発光値と論理和が一致していなければ、当該ボードよりも優先度が高い他ボードが調停要求したことを意味するため、当該ボードは以降の発光を中止して調停要求を取り下げる。全てのビットに関して発光値と論理和が等しいモジュールが、バスを獲得する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
光伝送における大きな特徴の１つは、波長などによる多重伝送を行えることであり、多重バスが実現できることである。しかしながら、特開平６−１９８３８号公報、及び、岡田らにより「分散型アービタの一方式について」と題して情報処理学会第２３回全国大会講演集５Ｄ−４に記載されている技術は、何れも単一バスを対象とした調停技術であり、多重バスに適用することができない。
【００１６】
単一バスの調停を多重度分だけ繰り返し適用すれば、多重バス調停を実現することは可能であるが、調停時間が単一バスに比べて長くなってしまう。また、伝送時間が多重化により短縮されることを考慮すると、バスの空き時間が長くなり伝送効率が悪いという問題があった。
【００１７】
更に、単一バスを対象とする従来技術においては、各モジュールから要求される通信バンド幅が等しいという前提が必要である。従って、多重バスに含まれる複数の伝送チャネルを、各モジュールに対して各々異なる伝送チャネル数ずつ割り当てる場合に、効率よく調停を行うことができなかった。
【００１８】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、調停時間を短縮し、多重バスにおけるデータの伝送効率を上げることができる多重バス制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【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、複数の伝送チャネルを有する多重バスを介して、複数のモジュール間の信号を送受信する多重通信システムに用いられ、前記モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルの使用権を決定する多重バス制御装置であって、前記モジュール毎に設けられ、対応するモジュールが前記信号通信を開始する際に、当該モジュールへの前記伝送チャネルの使用権を要求する要求手段と、前記モジュール毎の要求手段によって、同時に前記使用権が要求された伝送チャネル数を計数する計数手段と、未使用の伝送チャネル数を記憶する未使用数記憶手段と、前記計数手段により計数された伝送チャネル数と、前記未使用数記憶手段に記憶された未使用の伝送チャネル数とに基づいて、予め定められた優先度の高いモジュールから先に、前記伝送チャネルの使用を許可する許可手段と、を有し、各モジュール間の信号通信に使用する伝送チャネル数が予め定められており、前記要求手段が、対応する前記モジュールに対して定められた前記優先度の高さに応じて定まる数値を２進数で示したビット情報で記憶する優先度記憶手段と、前記優先度記憶手段に記憶された前記ビット情報を最上位ビットから順に１ビットずつ選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたビットの値を示す要求信号を出力する出力手段と、を備え、前記許可手段が、前記計数手段によって、前記モジュール毎の要求手段の前記出力手段が同時に出力した各要求信号の値を加算することにより計数された伝送チャネル数と、未使用チャネル数とを比較する比較手段と、前記比較手段により、前記計数された伝送チャネル数が前記未使用のチャネル数以下である場合に、出力したビット値が１であった要求手段に対応するモジュールに対して、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定する決定手段と、前記決定手段による決定に基づいて、前記モジュール毎の要求手段における前記要求信号の出力を制御する制御手段と、を有することを特徴としている。また、請求項２に記載の発明は、複数の伝送チャネルを有する多重バスを介して、複数のモジュール間の信号を送受信する多重通信システムに用いられ、前記モジュール間の信号通信に用いる伝送チャネルの使用権を決定する多重バス制御装置であって、前記モジュール毎に設けられ、対応するモジュールが前記信号通信を開始する際に、当該モジュールへの前記伝送チャネルの使用権を要求する要求手段と、前記モジュール毎の要求手段によって、同時に前記使用権が要求された伝送チャネル数を計数する計数手段と、未使用の伝送チャネル数を記憶する未使用数記憶手段と、前記計数手段により計数された伝送チャネル数と、前記未使用数記憶手段に記憶された未使用の伝送チャネル数とに基づいて、予め定められた優先度の高いモジュールから先に、前記伝送チャネルの使用を許可する許可手段と、を有し、各モジュール間の信号通信に使用する伝送チャネル数が変更可能であり、前記要求手段が、対応する前記モジュールに対して定められた前記優先度の高さに応じて定まる数値を２進数で示したビット情報で記憶する優先度記憶手段と、前記優先度記憶手段に記憶された前記ビット情報を最上位ビットから順に１ビットずつ選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたビットの値に、対応するモジュールが前記信号通信に用いる伝送チャネル数を乗じて得られる値を示す要求信号を出力する出力手段と、を備え、前記許可手段が、前記計数手段によって、前記モジュール毎の要求手段の前記出力手段が同時に出力した各要求信号の値を加算することにより計数された伝送チャネル数と、未使用チャネル数とを比較する比較手段と、前記比較手段により、前記計数された伝送チャネル数が前記未使用のチャネル数以下である場合に、前記選択手段により選択したビット値が１であった要求手段に対応するモジュールに対して、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定する決定手段と、前記決定手段による決定に基づいて、前記モジュール毎の要求手段における前記要求信号の出力を制御する制御手段と、を有することを特徴としている。
【００２０】
請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、各モジュールがモジュール間の信号通信を開始する際には、それぞれ対応する要求手段によって、当該モジュールへの伝送チャネルの使用権が要求される。計数手段では、各要求手段からの使用権の要求を受けて、同時に使用権が要求された伝送チャネル数（以下、「要求チャネル数」という）を計数する。許可手段では、この要求チャネル数と未使用の伝送チャネル数に基づいて、優先度の高いモジュールから先に伝送チャネルの使用を許可する。
【００２１】
これにより、例えば、要求チャネル数が、未使用の伝送チャネル数以下であれば、伝送チャネルの使用権を要求した全てのモジュールに対して、伝送チャネルの使用を一括して許可することができる。また、優先度の高いモジュールから優先的に伝送チャネルの使用を許可されるので、要求チャネル数が未使用の伝送チャネル数よりも多い場合でも、伝送チャネルの使用権を要求したモジュールの中から、伝送チャネルの使用を許可するモジュールを容易に決定することができる。
【００２２】
すなわち、伝送チャネルの使用を１回で複数のモジュールに対して許可することが可能となり、調停時間を短縮することができる。
【００２７】
また、請求項１に記載されているように、各モジュール間の信号通信に使用する伝送チャネル数が予め定められていてもよいし、請求項２に記載されているように、各モジュール間の信号通信に使用する伝送チャネル数が変更可能（バンド幅可変）としてもよい。
【００２８】
具体的に、各モジュール間の信号通信に使用する伝送チャネル数が予め定められている場合については、請求項１に記載されているように、前記要求手段が、対応する前記モジュールに対して定められた前記優先度の高さに応じて定まる数値を２進数で示したビット情報で記憶する優先度記憶手段と、前記優先度記憶手段に記憶された前記ビット情報を最上位ビットから順に１ビットずつ選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたビットの値を示す要求信号を出力する出力手段と、を備え、前記許可手段が、前記計数手段によって、前記モジュール毎の要求手段の前記出力手段が同時に出力した各要求信号の値を加算することにより計数された伝送チャネル数と、未使用チャネル数とを比較する比較手段と、前記比較手段により、前記計数された伝送チャネル数が前記未使用のチャネル数以下である場合に、出力したビット値が１であった要求手段に対応するモジュールに対して、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定する決定手段と、前記決定手段による決定に基づいて、前記モジュール毎の要求手段における前記要求信号の出力を制御する制御手段と、を備えるようにすることで実現できる。
【００２９】
一方、各モジュール間の信号通信に使用する伝送チャネル数が変更可能な場合については、請求項２に記載されているように、前記要求手段が、対応する前記モジュールに対して定められた前記優先度の高さに応じて定まる数値を２進数で示したビット情報で記憶する優先度記憶手段と、前記優先度記憶手段に記憶された前記ビット情報を最上位ビットから順に１ビットずつ選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたビットの値に、対応するモジュールが前記信号通信に用いる伝送チャネル数を乗じて得られる値を示す要求信号を出力する出力手段と、を備え、前記許可手段が、前記計数手段によって、前記モジュール毎の要求手段の前記出力手段が同時に出力した各要求信号の値を加算することにより計数された伝送チャネル数と、未使用チャネル数とを比較する比較手段と、前記比較手段により、前記計数された伝送チャネル数が前記未使用のチャネル数以下である場合に、前記選択手段により選択したビット値が１であった要求手段に対応するモジュールに対して、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定する決定手段と、前記決定手段による決定に基づいて、前記モジュール毎の要求手段における前記要求信号の出力を制御する制御手段と、を備えるようにすることで実現できる。
【００３０】
このとき、請求項３に記載されているように、前記決定手段が前記伝送チャネルの使用許可を決定したことにより、未使用の伝送チャネルが無くなった場合、或いは、前記出力手段が前記ビット情報の最下位ビットに基づく要求信号の出力を終了した場合は、前記制御手段が、全ての要求手段に対して、前記出力手段による前記要求信号の出力を停止するようにするとよい。
【００３１】
また、請求項４に記載されているように、前記未使用の伝送チャネルが残っており、前記出力手段が前記ビット情報の最下位ビットに基づく要求信号の出力が残っている場合、且つ前記決定手段が少なくとも１つのモジュールに対して、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定した場合は、前記制御手段が、前記伝送チャネルの使用を許可することが決定されたモジュールに対応する要求手段に対しては、前記出力手段による前記要求信号の出力を停止し、その他の要求手段に対しては、前記選択手段によって次のビットを選択し、前記出力手段によって当該選択されたビットに基づく要求信号を出力させるようにするとよい。
【００３２】
また、請求項５に記載されているように、前記未使用の伝送チャネルが残っており、前記出力手段が前記ビット情報の最下位ビットに基づく要求信号の出力が残っている場合、且つ前記決定手段が何れのモジュールに対しても、前記伝送チャネルの使用を許可することを決定しなかった場合は、前記制御手段が、前記選択手段により選択したビット値が１であった要求手段に対してのみ、前記選択手段によって次のビットを選択し、前記出力手段によって当該選択されたビットに基づく要求信号を出力させるようにするとよい。
【００３３】
また、調停時間の短縮のために、請求項６に記載されているように、前記計数手段が、前記モジュール毎の要求手段からの要求を各々光信号に変換する変換手段と、入力された光強度の総和を出力する光伝送媒体と、前記変換手段により変換された光信号を前記光伝送媒体に入力する入力手段と、を備え、前記光伝送媒体の出力光量に基づいて、前記使用権が要求された伝送チャネル数を計数するようにするとよい。
【００３４】
【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。
＜第１の実施の形態＞
（多重バスシステムの構成）
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一例が示されている。図１に示されている多重バスシステム１０Ａは、データ処理を行う複数のモジュール１２と、複数の伝送チャネルによって多重通信を行って、モジュール１２間で信号を送受信するための多重バス１４と、多重バス１４による多重通信を司る多重バス制御装置１６とから構成されている。
【００３５】
なお、図１では、複数のモジュール１２としてモジュール１２Ａ、１２Ｂの２つのみ示し、残りは省略している。また、以下では、モジュール１２Ａ、１２Ｂのように、末尾にＡ、Ｂ等の添字が付与された符号により表される複数の要素を総称して指し示す時、或いは、それら複数の要素のうちの任意の１つを指し示す時は、末尾の添字を省いて説明する。また、同一のモジュール１２に対する部材については、当該モジュール１２と同一の添字を符号に付与して説明する。
【００３６】
多重バス１４は、複数の伝送チャネルから構成され、各伝送チャネルにおいて独立に通信を行うことができる。この多重バス１４には、電気信号線により実装されたバスを複数備えたものを用いてもよいし、光伝送や無線伝送における波長多重、空間多重、振幅多重、方向多重、時分割多重、偏光多重（光伝送のみ）など、任意の多重方式による多重通信媒体を用いてもよい。
【００３７】
モジュール１２は、多重バス１４と互いに接続されている。モジュール１２は、多重バス１４を介して、データ送信用信号を他のモジュール１２に送信し、他のモジュール１２からのデータ受信用信号を受信することによってモジュール間通信を行う。なお、モジュール１２は、例えば、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よい。
【００３８】
また、モジュール１２は、多重バス制御装置１６とも互いに接続されている。モジュール１２は、モジュール間通信を開始する際に、まず、多重バス制御装置１６へ通信要求信号を送信することによって、多重バス制御装置１６に調停を実行させる。
【００３９】
モジュール１２は、調停結果として、多重バス制御装置１６から伝送チャネル割当信号を受信する。なお、この伝送チャネル割当信号は、各モジュールの通信の可否を表すフラグ、通信が許可される場合には使用する伝送チャネル番号等を含んで構成される。
【００４０】
モジュール１２は、伝送チャネル割当信号により通信許可を受けた場合に、次のサイクルから通信を開始することができるようになっている。
【００４１】
この図１に示す多重バスシステム１０Ａによれば、複数の送信モジュールと受信モジュール間での同時通信が、多重バス１４の上で実現される。
【００４２】
また、図２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別の一例が示されている。なお、図２では、図１と同一の部材に対しては同一の符号を付与しており、ここでは詳細な説明を説明する。
【００４３】
図２に示す多重バスシステム１０Ｂは、図１の多重バスシステムにおける多重バス１４の代わりに、光伝送媒体２０、発光装置２２、及び受光装置２４からなる光バス２６が用いられている。すなわちこの多重バスシステム１０Ｂでは、光インターコネクションにより各モジュール１２間のバス接続が実現され、高速通信が可能となっている。
【００４４】
光伝送媒体２０は、信号光を入射または出射するためのアクセスポートを複数備えており、光伝送媒体内部を光信号を伝送させて多重通信を行う。この光伝送媒体２０としては、例えば、特開平１０−１２３３７４号公報に開示された技術や、スターカプラなどを用いることができる。多重通信方法として波長多重、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。
【００４５】
発光装置２２は複数備えられており、何れも光伝送媒体２０に接続されている。発光装置２２は、光伝送媒体２０において使用可能な伝送チャネルより少なくとも１つを発光チャネルとして選択し、アクセスポートを介して、光伝送媒体２０内に信号光を入射する。ここでの信号光量は、モジュール１２からのデータ送信用信号から決定される。なお、具体的には発光ダイオード等の電光変換デバイスを発光装置２２として用いることができる。
【００４６】
受光装置２４も複数備えられており、何れも光伝送媒体２０に接続されている。受光装置２４は、アクセスポートを介して、光伝送媒体２０からの出射光の全チャネルを取り込む。受光装置２４から出力される信号（データ受信用信号）の値は、選択された受光チャネルにおける受光量から決定する。なお、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受光装置２４として用いることができる。
【００４７】
モジュール１２は、発光装置２２及び受光装置２４に接続され、発光装置２２に対してデータ送信用信号を出力したり、受光装置２４から出力されるデータ受信用信号を受け取る。なお、図２では、発光装置２２及び受光装置２４の両方にモジュール１２が接続されている例を示しているが、少なくとも一方に接続されていればよい。
【００４８】
モジュール１２は、モジュール間通信を開始する際に、まず、多重バス制御装置１６へ通信要求信号を送信することによって、多重バス制御装置１６に調停を実行させる。
【００４９】
モジュール１２は、調停結果として、多重バス制御装置１６から伝送チャネル割当信号を受信する。なお、この伝送チャネル割当信号は、各モジュールの通信の可否を表すフラグ、通信が許可される場合には使用する伝送チャネル番号（この場合は発光チャネル番号）等を含んで構成される。
【００５０】
モジュール１２は、伝送チャネル割当信号により通信許可を受けた場合に、次のサイクルから通信を開始することができるようになっている。なお、各モジュール１２は、通信が許可されてデータを送信する際に、まず宛先モジュール番号を送信するものとする。また、各モジュール１２は、受光装置２４によって全チャネルを受光して得られたデータ受信用信号から、宛先モジュール番号を抽出し、自モジュール番号と照合することにより、自分宛の信号か否かを各々決定する。
【００５１】
この図２に示す多重バスシステム１０Ｂによれば、複数の送信モジュールと受信モジュール間での同時通信が、光伝送媒体２０の上で実現される。
（多重バス制御装置の構成）
次に、図１又は図２の多重バスシステム１０に用いられる多重バス制御装置１６の構成について詳しく説明する。図３には、多重バス制御装置１６の一例が示されている。
【００５２】
図３に示されているように、多重バス制御装置１６は、制御装置３０、記憶装置３２、要求装置３４、加算装置３６、比較装置３８、割当装置４０を含んで構成されている。
【００５３】
図３では、加算装置３６を多重バスシステム１０全体の中に１つだけ含み、それ以外の装置についてはモジュール１２の数分だけ含む構成例を示している。以下では、ある制御装置３０に直接接続されたモジュール１２を自モジュール、その他の直接接続されていないモジュールを他モジュールとして説明する。例えば、図３において、制御装置３０Ａから見てモジュール１２Ａは自モジュール、モジュール１２Ｂは他モジュールとなる。
【００５４】
なお、別構成として、要求装置３４のみをモジュール１２の数分だけ含み、それ以外の装置については多重バスシステム１０全体に１つだけ含む構成も可能である。この場合は、全てのモジュール１２と要求装置３４が１つの制御装置３０に接続される構成となる。自モジュールと他モジュールについては、この例では要求装置３４Ａから見て、モジュール１２Ａを自モジュール、モジュール１２Ｂを他モジュールとすれば同様に扱うことができる。
【００５５】
記憶装置３２は、本発明の使用状況記憶手段に対応し、全ての伝送チャネルのモジュールへの割当状況、空き伝送チャネル数（以下、「空きチャネル数」という）を格納する。
【００５６】
制御装置３０は、多重バス制御装置１６における調停処理を司り、自モジュール１２からの通信要求信号をトリガーとして調停処理を起動し、最終的に得られた調停結果を伝送チャネル割当信号として自モジュール１２へ出力する。
【００５７】
この調停処理は、可否決定処理と割当処理の２つから構成される。可否決定処理は、通信要求を行ったモジュール１２に対して通信を許可するか否かを決定する処理である。割当処理は、可否決定処理後に実行する処理であり、通信を許可されたモジュール１２に対して、使用する伝送チャネルを割り当てる処理である。
【００５８】
また、制御装置３０は、要求装置３４に対して、各種の制御信号を出力するとともに、比較装置３８及び割当装置４０に対して、可否決定処理又は割当処理を指示する指示信号を出力する。
【００５９】
なお、制御信号としては、要求装置３４に対して起動を指示する起動信号、可否決定処理を継続することを指示する継続信号、調停信号の出力停止を指示する停止信号、所定条件を満たす場合にのみ可否決定処理の継続を指示する限定信号、通信要求を行った全てのモジュール１２に対する通信の可否が決定したことを示す可否決定信号、及び自モジュール１２の可否結果等がある。
【００６０】
要求装置３４は、本発明の要求手段に対応し、各モジュール１２に対応して複数設けられている。要求装置３４は、モジュール１２毎に予め設定された優先度と、モジュール固有である識別番号を図示しないメモリに保持している。優先度と識別番号は何れも一般に多値データ信号である。ここでは優先度が高いほど値が大きいものとしているが、逆であっても構わない。
【００６１】
要求装置３４では、可否決定処理においては、優先度データを最上位ビットから最下位ビットへと順番に１ビットずつ、制御装置３０からの指示に従って調停信号として出力する。割当処理においては、識別番号を多値データ信号のまま調停信号として出力する。
【００６２】
加算装置３６は、全ての要求装置３４から出力される調停信号を加算し、その加算結果を示す加算信号を比較装置３８へ出力する。この加算結果は、可否決定処理においては、同じタイミングで通信要求信号を出力したモジュール数、言い換えると競合モジュール数を表している。また、割当処理においては、通信を許可された全モジュールの識別番号を表している。
【００６３】
なお、本実施の形態は、各モジュール１２に割当可能な伝送チャネル数を１つのみとしているので、この競合モジュール数は要求された伝送チャネル数を示す。すなわち、加算装置３６が本発明の計数手段に対応している。
【００６４】
比較装置３８は、制御装置３０からの指示信号により可否決定処理を指示された場合、加算装置３６による加算結果と、記憶装置３２から読み出される空きチャネル数を大小比較し、その比較結果を割当装置４０へ出力する。一方、割当処理を指示された場合、加算装置３６による加算結果、すなわち加算装置３６からの加算信号をそのまま割当装置４０へ出力する。
【００６５】
割当装置４０は、制御装置３０からの指示信号により可否決定処理を指示された場合、比較装置３８からの比較結果に基づいて、自モジュールに対して通信を許可するか否かを判定し、判定結果を制御装置３０へ出力する。一方、割当処理を指示された場合、通信許可を得たモジュール１２に対して、空き伝送チャネルを割り当てる。すなわち、割当装置４０が本発明の割当手段に対応するとともに、制御装置３０、比較装置３８、及び割当装置４０で本発明の許可手段を構成している。
（作用）
次に、本実施の形態の作用として、多重バス制御装置１６における調停処理について説明する。
【００６６】
図４乃至図７には、調停処理を司る制御装置３０で実行される処理フローが示されている。また、図８、９、１０には、制御装置３０による制御に基づく要求装置３４、比較装置３８、割当装置４０の処理フローが示されている。
【００６７】
制御装置３０では、まず、図４に示されるように、調停期間以外の期間に、自モジュール１２から通信要求信号を受信し（ステップ１００で肯定判定）、且つ記憶装置３２より空き伝送チャネルの存在を確認した（ステップ１０２で肯定判定）場合に、要求装置３４に対して、制御信号として起動信号を出力する（ステップ１０４）。これにより、図６に示す調停処理が起動される（ステップ１０６）。
【００６８】
要求装置３４は、図８に示すように、この制御装置３０からの起動信号を受けて起動され（ステップ２００）、ステップ２０２において、最初の調停信号として、優先度の最上位ビットの信号を加算装置３６へ出力する。その後、要求装置３４は、制御装置３０から制御信号として、可否決定信号、停止信号、限定信号、継続信号の何れかが入力されるまで待機する（ステップ２０４、２０６、２０８、２１０）。
【００６９】
加算装置３６では、全ての要求装置３４から出力された調停信号を加算し、加算信号としてその加算結果を全ての比較装置３８へ出力する。これにより、比較装置３８へ競合モジュール数が通知される。
【００７０】
このようにして調停処理が開始されると、制御装置３０では、図５に示されるように、まず、ステップ１１０において、図６に示す可否決定処理が実行される。可否決定処理では、まずステップ１２０において、比較装置３８及び割当装置４０に対して、可否決定処理を指示する指示信号を出力する。
【００７１】
比較装置３８では、図９に示すように、この可否決定処理を指示する指示信号を受けて（ステップ３００で肯定判定）、加算装置３６からの加算信号と、記憶装置３２から読み出される空きチャネル数を大小比較し（ステップ３０２）、比較結果を割当装置４０へ出力する（ステップ３０４）。
【００７２】
また、割当装置４０では、図１０に示すように、可否決定処理を指示する信号を受けて（ステップ４００で肯定判定）、ステップ４０２において、比較装置３８からの比較結果に基づいて、加算装置３６による加算結果、すなわち競合モジュール数が空きチャネル数以下であるか否かを判断する。
【００７３】
競合モジュール数が、伝送チャネル数以下であれば（ステップ４０２で肯定判定）、次のステップ４０４に進む。ステップ４０４では、対応する要求装置３４が出力した調停信号の値（図８のステップ２０２、２２４参照）をチェックし、対応する要求装置３４が調停信号として「１」以上の値を出力した場合にのみ（肯定判定）、ステップ４０６に進み、制御装置に通信許可を通知してから処理を終了する。すなわち、調停信号として「１」以上の値を出力した要求装置３４に接続された制御装置３０の自モジュール１２に対して通信許可を行う。
【００７４】
一方、競合モジュール数が空きチャネル数より多い場合（ステップ４０２で否定判定）、及び調停信号として「０」を出力した場合は（ステップ４０４で否定判定）、そのまま処理を終了する。
【００７５】
制御装置３０では、図６に示すように、前述のステップ１２０において起動信号を出力した後、次のステップ１２２において、割当装置４０による通信可否の判定を確認する。そして、以下の条件１乃至条件５のうちの何れを満たしているかを順に判定する（ステップ１２４、１２６、１２８、１３０、１３２）。
【００７６】
条件１：可否決定処理により通信許可を与えた結果、空き伝送チャネルが無くなった
条件２：要求装置３４が調停信号として、優先度の最下位ビットまで出力し終わった
条件３：条件１、２を満たさず、且つ自モジュール１２が通信許可を取得した
条件４：条件１、２、３を満たさず、且つ他モジュール１２が通信許可を取得した
条件５：条件１、２、３、４を満たさず、且つ割当装置４０がどのモジュール１２に対しても通信許可を与えなかった。
【００７７】
条件１を満たす場合（ステップ１２４で肯定判定）、又は条件２を満たす場合（ステップ１２６で肯定判定）は、ステップ１３４に進み、要求装置３４に対して、制御信号として可否決定信号と自モジュールの可否結果を出力する。また、次のステップ１３６において、割当処理を指示する指示信号として、比較装置３８及び割当装置４０に対しても可否決定信号を出力する。その後、可否決定処理を終了して図５に戻り、次のステップ１１２において、割当処理を開始する。なお、割当処理については後述する。
【００７８】
条件１、２を満たさず、条件３を満たす場合は（ステップ１２８で肯定判定）、ステップ１３８に進み、記憶装置３２に格納されている空きチャネル数を更新し、続いて次のステップ１４０において、要求装置３４に対して、制御信号として停止信号を出力する。この場合は、自モジュール１２に関する通信許可は得られたが、まだ通信要求を行っている他モジュール１２が存在し、且つ空き伝送チャネルがあるため、ステップ１２０に戻り、可否決定処理を継続する。
【００７９】
条件１、２、３を満たさず、条件４を満たす場合は（ステップ１３０で肯定判定）、ステップ１４２に進み、記憶装置３２に格納されている空きチャネル数を更新し、続いて次のステップ１４４において、要求装置３４に対して、制御信号として継続信号を出力する。その後、ステップ１２０に戻り、可否決定処理を継続する。
【００８０】
条件１、２、３、４を満たさず、条件５を満たす場合は（ステップ１３２で肯定判定）、ステップ１４６に進み、要求装置３４に対して、制御信号として限定信号を出力する。その後、ステップ１２０に戻り、可否決定処理を継続する。なお、この場合は、競合モジュール数が空きチャネル数を上回った場合に相当する。
【００８１】
一方、要求装置３４では、このような制御装置３０からの可否決定信号、停止信号、限定信号、又は継続信号を受けて、以下のように動作する（図８参照）。
【００８２】
制御装置３０から可否決定信号が入力された場合は（ステップ２０４で肯定判定）、ステップ２１２に進み、調停信号の出力を中止する。その後、後述のステップ２１４に進む。
【００８３】
また、停止信号が入力された場合は（ステップ２０６で肯定判定）、ステップ２１８に進み、調停信号の出力を中止する。その後、ステップ２２０に進み、制御装置３０から制御信号として可否決定信号が入力されるのを待ってから、後述のステップ２１４に進む。すなわち、停止信号が入力された場合は、可否決定処理が終了するまで調停信号の出力を停止することになる。
【００８４】
限定信号が入力された場合（ステップ２０８で肯定判定）、ステップ２２２に進み、限定信号が入力される直前に出力した調停信号（前回の調停信号）の値をチェックする。
【００８５】
前回の調停信号の値が「０」であった場合は（ステップ２２２で肯定判定）、前述のステップ２１８に移行して、調停信号の出力を停止する。この場合、対応するモジュール１２は通信不許可となり、以降、可否決定処理が終了するまで調停信号の出力を停止する。
【００８６】
一方、前回の調停信号の値が「１」以上であった場合は（ステップ２２２で否定判定）、ステップ２２４に進み、優先度の既に出力済みのビットを除いた最上位ビットを調停信号として出力した後、ステップ２０４に戻り、制御装置３０からの制御信号（可否決定信号、停止信号、限定信号、又は継続信号）の入力を待つ。
【００８７】
すなわち、限定信号が入力された場合は、前回の調停信号として「１」以上の値を出力した要求装置３４に対応するモジュール１２のみによって、残りの伝送チャネルを取り合うことになる。
【００８８】
継続信号が入力された場合は（ステップ２１０で肯定判定）、ステップ２２４に進み、優先度の既に出力済みのビットを除いた最上位ビットを調停信号として出力する。その後、ステップ２０４に戻り、制御装置３０からの制御信号（可否決定信号、停止信号、限定信号、又は継続信号）の入力を待つ。すなわち、継続信号が入力された場合は、調停信号として、優先度の上位ビットから順に出力されることになる。
【００８９】
ステップ２１４では、可否決定信号と共に入力された自モジュールの可否結果をチェックする。自モジュールの可否結果が可である場合のみ（ステップ２１４で肯定判定）、ステップ２１６に進み、予め格納されている識別番号を調停信号として出力してから、要求装置３４の処理を終了する。一方、自モジュールの可否結果が否である場合は（ステップ２１４で否定判定）、何も出力せず、そのまま要求装置３４の処理を終了する。
【００９０】
なお、多重バス制御装置１６には、要求装置３４が複数設けられているので、全ての要求装置３４は調停信号を出力する際、各優先度の同じビット位置のデータを同じタイミングで出力することが必要である。これは、加算装置３６によって各優先度の同じ桁の値を加算し、通信要求が競合するモジュール数を算出するからである。
【００９１】
調停信号の出力タイミングを揃えるためには、例えば、全ての制御装置３０が同時に調停を開始すればよい。具体的な方法としては、予め全ての制御装置３０或いは外部装置により、モジュール１２に対して同一のタイミング信号を生成して入力し、全てのモジュール１２がタイミング信号に同期して通信要求信号を入力することにより実現できる。また別の方法として、全ての制御装置３０に対して同一のタイミング信号を入力し、各制御装置３０に起動信号を同一タイミングで出力させる方法も適用できる。同様の別の方法として、全ての要求装置３４に対して同一のタイミング信号を入力することによって、各要求装置３４が出力する調停信号における優先度のビット位置を揃える方法も適用できる。
【００９２】
前述のステップ２１６において、各要求装置３４から調停信号として出力された識別番号は、加算装置３６で加算され、加算信号として比較装置３８へ出力される。
【００９３】
このとき比較装置３８は、制御装置３０から割当処理指示を受けているので（図６のステップ１３６参照）、図９に示すように、ステップ３０６で肯定判定されてステップ３０８に進み、加算装置３６からの加算信号をそのまま割当装置４０へ出力する。これにより、割当装置４０へ通信を許可された全モジュールの識別番号が通知される。
【００９４】
また、割当装置４０も制御装置３０からの割当処理指示を受けているので（図６のステップ１３６参照）、図１０に示すように、ステップ４０８で肯定判定されてステップ４１０に進み、比較装置３８からの加算信号から通信が許可された各モジュールの識別番号を抽出して、空き伝送チャネルを割り当て、割当結果を制御装置３０へ通知する。
【００９５】
なお、割当装置４０において、加算信号から通信が許可された各モジュールの識別番号を抽出するためには、加算信号において各調停信号が多重化される必要がある。ここでは波長多重、時分割多重、強度多重といった一般的な多重伝送技術を用いることができ、かつ各要求装置３４が用いる多重伝送のチャネル番号は固定しておけばよい。
【００９６】
一方、制御装置３０では、可否決定処理を終了して、割当処理を起動すると、図７に示すように、ステップ１５０において、割当装置４０による空きチャネルの割当が終了するのを待つ。割当装置４０からの空き伝送チャネルの割当結果の通知を受けて、空きチャネルの割当終了を確認したならば（ステップ１５０で肯定判定）、次のステップ１５２に進み、自モジュール１２に対して伝送チャネル割当信号を出力して結果を通知する。続いてステップ１５４において、記憶装置３２を更新し、次のステップ１５６において、要求装置３４、比較装置３８、及び割当装置４０に対して調停終了を表す終了信号を出力したら、図５に戻り、調停処理を終了する。
【００９７】
このように、多重バス制御装置１６では、モジュール１２から通信要求を受けて、調停を開始すると、可否決定処理時は、要求装置３４から優先度データを最上位ビットから最下位ビットへと順番に１ビットずつ調停信号として出力し、割当処理時は、識別番号を多値データ信号のまま調停信号として出力するようになっている。これにより、加算装置３６において、可否決定処理時は、同じタイミングで通信要求信号を出力した競合モジュール数、割当処理時は、通信を許可された全モジュールの識別番号が得られる。
【００９８】
この加算装置３６による加算結果を用いて、可否決定処理では、競合モジュール数と空きチャネル数とを比較することにより、１回に複数のモジュール１２に対して通信許可の可否を決定することができる。また、調停信号として、優先度データに従って１ビットずつ出力することで、優先度の高いモジュール１２から通信を許可することが可能できる。
【００９９】
また、割当処理では、この加算装置３６による加算結果から通信が許可された各モジュール１２の識別番号が抽出され、各々に空き伝送チャネルを割り当てられ、各々のモジュール１２にその結果が通知される。通信許可されたモジュール１２は、当該割当られた伝送チャネルで通信を開始することにより、多重バス１４又は光バス２６における多重通信が可能となる。
【０１００】
従来の単一バス調停を多重度分だけ繰り返して多重バスの調停を行う場合は、調停信号を最悪の場合でＮ×Ｐ回（Ｎは多重度、Ｐは優先度のビット数）出力する必要がある。これに対して、本実施の形態では、加算装置３６によって全ての要求装置３２からの調停信号をまとめてから可否決定処理及び割当処理に用いること、且つ可否決定処理が終わってから割当処理に移行することで、調停信号の出力回数は、優先度をＰ回、識別番号を１回の計Ｐ＋１回で済み、多重バスの調停時間の短縮を図ることができる。
【０１０１】
なお、可否決定処理の終了、（全てのモジュールに対する可否が決定するのを待たずに）、通信が許可されたモジュールから空き伝送チャネルを割り当てるようにしてもよい。ただし、調停時間の短縮化のためには、前述のように可否決定処理が終わってから割当処理に移行する、すなわち全てのモジュールに対する可否が決定してから、通信が許可された全てのモジュールに対して一括して空き伝送チャネルを割り当てるようにすることが好ましい。
【０１０２】
また、各モジュールの通信の許可される順番（許可され易さ）は、優先度によって決まるので、優先的に通信を行わせるモジュールに対しては、予め優先度を高く設定しておけばよい。なお、本発明は、何れのモジュール１２に対しても公平に通信が許可されるようにしてもよい。
【０１０３】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態として、何れのモジュール１２に対しても公平に通信を許可する多重バス制御装置の一例を説明する。
【０１０４】
第２の実施の形態に係わる多重バス制御装置は、第１の実施の形態と同様の構成とし（図３参照）、制御装置３０及び要求装置３４を以下のように動作させることで実現できる。なお、記憶装置３２、加算装置３６、比較装置３８、及び割当装置４０については、第１の実施の形態と同様の動作であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０５】
制御装置３０は、自モジュール１２が通信許可を取得した場合は、要求装置３４に対して制御信号として優先度リセット信号を出力する。また自モジュール１２から通信要求信号を受信したにもかかわらず、通信許可を取得できなかった場合は、要求装置３４に対して制御信号として優先度インクリメント信号を出力する。
【０１０６】
要求装置３４は、優先度リセット信号が入力された場合、優先度をゼロクリアする。また優先度インクリメント信号が入力された場合、優先度をインクリメントする。ゼロクリアに関しては、優先度を下げる手段であれば何でも構わないため、減算、除算、下位シフトなども適用可能である。インクリメントに関しては、優先度を上げる手段であれば何でも構わないため、加算、乗算、上位シフトなども適用可能である。
【０１０７】
これにより、次回の調停において用いられる優先度が、伝送チャネル取得に成功したモジュールについてはゼロへと下がり、失敗したモジュールについては１つ上がるため、アクセスに関する公平性を増すことができる。
【０１０８】
なお、上記第１及び第２の実施の形態では、通信が許可された各モジュール１２に割当られる伝送チャネルを１つのみとした場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。各モジュールに割り当てる伝送チャネル数を変更可能とした、所謂可変通信バンド幅通信を行う多重バスシステムに本発明を適用してもよい。
【０１０９】
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態として、各モジュールに割り当てる伝送チャネル数を変更可能とした多重バス制御装置の一例を説明する。
【０１１０】
第３の実施の形態に係わる多重バス制御装置は、第１、第２の実施の形態と同様の構成とし（図３参照）、制御装置３０、要求装置３４、割当装置４０を以下のように動作させることで実現できる。なお、記憶装置３２、加算装置３６、及び比較装置３８については、第１、第２の実施の形態と同様の動作であるため、ここでは説明を省略する。
【０１１１】
制御装置３０は、自モジュール１２から通信要求信号として多値信号を入力して、これを制御信号（起動信号）として要求装置３４へ出力する。具体的には、例えば各モジュールは通信に用いる伝送チャネル数（以下、「バンド幅」という）に応じた大きさをもつ多値信号を与えることができる。ここでは多値信号の値が「０」であれば、自モジュール１２からの通信要求が無いものとするが、バンド幅と別に通信要求の有無を表す信号を設けても構わない。
【０１１２】
要求装置３４は、制御装置３０の指示に従い、可否決定処理において優先度の最上位ビットから最下位ビットへと順番に１ビットずつ選択し、これに制御装置３０から制御信号（起動信号）として入力された多値信号の値を乗じて得られた結果を調停信号として出力する。また、割当処理においては、各識別番号と通信許可されたバンド幅の値を調停信号として出力する。
【０１１３】
割当装置４０は、割当処理が指示された場合、比較装置３８からの出力信号（＝加算装置３６から出力された加算信号）から通信許可を得たモジュールの識別番号と、そのモジュールが要求した通信バンド幅の値を抽出し、空き伝送チャネルから通信バンド幅分だけ割り当てる。
【０１１４】
次に、多重バスシステム１０には、モジュール１２としてモジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの４つ、伝送チャネルが２つ含まれているものとし、４つのモジュール１２全てが同じタイミングで通信要求を行った場合について、具体的に説明する。なお、以下では、モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに対応する要求装置３４を、順に要求装置３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄとし、調停信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを出力するものとして説明する（なお、図１乃至図３ではモジュール１２Ａ、１２Ｂに関する構成のみ示しており、モジュール１２Ｃ、Ｄに関しては省略している）。
【０１１５】
表１には、各モジュールが通信要求信号により要求する通信バンド幅と、各要求装置３４に保持されている優先度の値を示している。
【０１１６】
【表１】
0004089126.tif 000002
【０１１７】
調停処理が起動されると、まず、表２に示すように可否判定処理が行われる。
【０１１８】
【表２】
0004089126.tif 000003
【０１１９】
すなわち、第１サイクルにおいては、各要求装置３４に保持されている優先度の最上位ビット（ＭＳＢ：Most Significant Bit）に要求バンド幅の値を乗じた値が、各要求装置３４から調停信号として出力される。
【０１２０】
この場合、モジュール１２Ｄのみ優先度の最上位ビットが「１」で、残りは「０」であるため、加算装置３６による加算結果、すなわち加算信号の値は「１」となる。これは空きチャネル数である「２」よりも小さいため、値が「１」の調停信号Ｄを出力した要求装置３４Ｄに対応するモジュール１２Ｄのみ、通信許可を得る。
【０１２１】
以降、要求装置３４Ｄでは調停信号の出力が停止され、調停信号Ｄには何も出力されなくなるが、他の３つのモジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが通信要求を行っており、且つ空き伝送チャネルが残っているため、可否判定処理は継続される。
【０１２２】
第２サイクルにおいては、各優先度の２ビット目に要求バンド幅の値を乗じた値が調停信号として出力され、加算信号の値は「３」となる。これは空きチャネル数である「１」よりも大きいため、モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの何れにも通信許可は与えられない。この場合、各制御装置３０から要求装置３４に対して限定信号が出力され、値が「０」の調停信号Ａを出力していた要求装置３４Ａに対応するモジュール１２Ａは不許可となる。残るモジュール１２Ｂ、１２Ｃの間で、残りの空き伝送チャネル１つを取り合う。
【０１２３】
第３サイクルにおいては、各優先度の３ビット目、すなわち最下位ビット（ＬＳＢ：Least Significant Bit）に要求バンド幅の値を乗じた値が調停信号として出力され、加算信号の値は「１」となる。これは空きチャネル数である「１」以下であるため、値が「１」の調停信号Ｃを出力した要求装置３４Ｃに対応するモジュール１２Ｃのみ、通信許可を得る。
【０１２４】
これにより優先度の最下位ビットまで出力終了したため、可否判定処理は終了となり、モジュール１２Ｃ及びモジュール１２Ｄが通信許可を取得する。
【０１２５】
表３には、引き続き行われる割当処理において、各要求装置３４と加算装置３６の出力信号例が示されている。なお、ここでは通信許可を取得したモジュール番号と各要求バンド幅を、振幅多重により全モジュールに伝送する例を示す。
【０１２６】
【表３】
0004089126.tif 000004
【０１２７】
各要求装置３４から出力される調停信号と、加算装置３６から出力される加算信号はいずれも８ビット信号であり、各要求装置３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄは、調停信号の８ビット中の予め決められたフィールドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに、バンド幅の値を各々２ビットずつ書き込む。
【０１２８】
具体的には、モジュール１２Ｃ、１２Ｄのみが通信許可を得ているので、フィールドＣ、Ｄに、モジュール１２Ｃ、モジュール１２Ｄによる要求バンド幅が各々書き込まれる。これらの加算値０００００１０１（２進表示）が加算信号となり、比較装置３８を介して全ての割当装置４０へと入力される。割当装置４０では、各フィールドから各モジュールが取得したバンド幅の値を抽出し、空き伝送チャネルの割当を行う。
【０１２９】
上記のように、可変通信バンド幅通信等、各モジュール１２が異なるバンド幅（伝送チャネル数）で通信を行う場合にも、本発明を適用でき、調停時間の短縮を図ることができる。
【０１３０】
なお、表４に示すように、表１のモジュール１２Ｂとモジュール１２Ｃが要求する要求バンド幅を入れ替えた場合は、表５に示すように、第２サイクルまでは、前例と同様に可否決定が行われるが、第３サイクルにおいて、加算信号の値が「２」となる。これは、空きチャネル数である「１」よりも大きいため、モジュール１２Ｂ、１２Ｃの両方とも通信許可を得ることができない。
【０１３１】
【表４】
0004089126.tif 000005
【０１３２】
【表５】
0004089126.tif 000006
【０１３３】
このように、優先度の最下位ビットまで出力したにも係わらず、まだ通信許可を取得できないモジュールが残っており、且つ空き伝送チャネルも残っている場合については、そのまま可否決定処理を終えてもよいし、残っているモジュールのうち、空きチャネル数で通信可能なモジュールを選択して通信許可を与えるようにしてもよい。
【０１３４】
表４の例では、前者の場合は、結局モジュール１２Ｄのみの通信許可となり、後者の場合は、新たにモジュール１２Ｂの通信が許可され、モジュール１２Ｂとモジュール１２Ｄが通信許可となる。
【０１３５】
また、要求されたバンド幅（伝送チャネル数）よりも割当てるバンド幅を小さくしてもよい。この場合、表４の例では、モジュール１２Ｃとモジュール１２Ｄが通信許可となり、それぞれ伝送チャネルが１つ割当てられる。
【０１３６】
なお、上記第１乃至第３の実施の形態では、加算装置３６によって各要求装置３４からの調停信号を加算する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、調停信号を加算するために光バスを用いてもよく、以下、第４の実施の形態として、この場合の多重バス制御装置について説明する。
【０１３７】
＜第４の実施の形態＞
図１１には、第４の実施の形態に係わる多重バス制御装置１６が示されている。なお、図１１では、図３と同一の部材については同一の符号を付与しており、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１３８】
図１１に示されている多重バス制御装置１６は、加算装置３６の代わりに、光伝送媒体５０、発光装置５２、受光装置５４からなる光バス５６が用いられている。なお、この光バス５６における光伝送媒体５０、発光装置５２、発光装置５２は、前述の光バス２６における光伝送媒体２０、発光装置２２、受光装置２４と各々同様である。
【０１３９】
発光装置５２は、要求装置３４からの調停信号に基づいて発光し、光伝送媒体５０へ光を入射する。すなわち、発光装置５２によって、調停信号が光信号に変換されて光伝送媒体５０に入力されるようになっており、発光装置５２が本発明の変換手段及び入力手段に対応する。受光装置５４は、光伝送媒体５０からの出射光を受光し、当該受光光量に基づく信号を加算信号として比較装置３８へ出力する。
【０１４０】
光伝送媒体５０では、各発光装置５２からの入射光の強度が加算されて伝送され、光伝送媒体５０からの出射光の強度は、各発光装置５２からの入射光の強度の総和となる。すなわち、通信要求を行ったモジュール１２の合計数、又は通信要求を行ったモジュール１２の要求する通信バンド幅の合計が、光伝送媒体５０における光強度加算により得られると共に、加算信号として、各比較装置３８へと通知されるようになっている。
【０１４１】
このように、光伝送媒体５０における光強度の加算機能と、加算結果の伝送機能を利用することにより、同時に通信要求を行ったモジュール数（競合モジュール数）を直ちに算出して、通信要求を行った各モジュール１２に対する可否決定を行うことができ、電子回路による加算装置３６を用いる場合よりも加算処理を高速化することができる。すなわち、調停信号を加算するために光バス５６を用いることにより、調停時間を更に短縮することが可能となる。
【０１４２】
また、光バス５６は、多重バスシステム１０におけるモジュール間通信を行うためのデータ転送用の光バス２６と同一構成でよい。したがって、多重バスシステム１０におけるデータ転送用の光バスと、多重バス制御装置１６における調停信号加算用の光バスを共通化することも可能であり、装置構成を簡易化することができる。
【０１４３】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、調停時間を短縮し、多重バスにおけるデータの伝送効率を上げることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１乃至第４の実施の形態に係わる多重バスシステムの概略構成図である。
【図２】  本発明の第１乃至第４の実施の形態に係わる多重バスシステムの別の概略構成図である。
【図３】  本発明の第１乃至第３の実施の形態に係わる多重バス制御装置の詳細構成図である。
【図４】  制御装置における制御処理（メインルーチン）を示すフローチャートである。
【図５】  制御装置における調停処理（サブルーチン）を示すフローチャートである。
【図６】  制御装置における可否決定処理（サブルーチン）を示すフローチャートである。
【図７】  制御装置における割当処理（サブルーチン）を示すフローチャートである。
【図８】  要求装置における処理を示すフローチャートである。
【図９】  比較装置における処理を示すフローチャートである。
【図１０】  割当装置における処理を示すフローチャートである。
【図１１】  本発明の第４の実施の形態に係わる多重バス制御装置の詳細構成図である。
【符号の説明】
１０      多重バスシステム
１２      モジュール
１４      多重バス
１６      多重バス制御装置
２０      光伝送媒体
２２      発光装置
２４      受光装置
２６      光バス
３０      制御装置
３２      記憶装置
３４      要求装置
３６      加算装置
３８      比較装置
４０      割当装置
５０      光伝送媒体
５２      発光装置
５４      受光装置
５６      光バス
【図１】
0004089126.tif 000007
【図２】
0004089126.tif 000008
【図３】
0004089126.tif 000009
【図４】
0004089126.tif 000010
【図５】
0004089126.tif 000011
【図６】
0004089126.tif 000012
【図７】
0004089126.tif 000013
【図８】
0004089126.tif 000014
【図９】
0004089126.tif 000015
【図１０】
0004089126.tif 000016
【図１１】
0004089126.tif 000017