メタステーブル動作持続時間を隠蔽するッリー型非同期式アービタ

摘要

In recent years, an exclusive access to a shared bus and memory for multiple processor cores occurs in many computer systems. Arbiters is a useful building block in managing shared resources, and then the tree arbiter arranged 2-input arbiter (ME) to tree structure is one of structures with property of low latency. However, metastable operation is occurring, the latency is increased significantly. In this study, we propose the structure of tree arbiter with ability of concealing metastable operation duration time by asserting the request to the next stage without waiting for solving metastable operation in ME. In addition, we propose a model of ME considering the metastable operation by petri nets, and evaluate the latency of tree arbiters by petri net simulation. As a result, it is shown that the proposed method has ability of concealment of metastable operation, and revealed the influence of metastable operation for the latency of the tree arbiter.%近年.多くの計算機システムは複数のプロセッサコアで構成されており，コア間の通信に用いる共有のバスゃメモリへのアクセスに関する競合が生じる.この競合を処理する回路をアービタといい，2入力アービタ(ME)を木構造に配置したツリーアービタは優れたレイテンシを期待できる.しかし，ツリーの各段において要求の入力時刻が接近するとメタステーブル動作が生起し，レイテンシが著しく増大する.そこで本研究では，各段のMEでの競合処理の完了を待つことなく次段への要求をアサートすることで，メタステーブル動作に起因した遅延時間を隠蔽可能なツリーアービタの構成法を提案する.さらに，メタステーブル動作を考慮したMEのペトリネットモデルを作成し，シミュレーションによりツリーアービタの性能評価を行っている.その結果から，メタステーブル動作の持続時間の隠蔽効果を確認し，ツリーアービタのレイテンシに対するメタステーブル動作の影響を明らかにしている.