特許 7510382 共有リソースへのアクセスを調停するためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-25

(45)【発行日】2024-07-03

(54)【発明の名称】共有リソースへのアクセスを調停するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 13/362 20060101AFI20240626BHJP

【ＦＩ】

G06F13/362 510E

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021078586

(22)【出願日】2021-05-06

(65)【公開番号】P2022019547

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2024-03-12

(31)【優先権主張番号】63/052,899

(32)【優先日】2020-07-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/076,681

(32)【優先日】2020-10-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】呉 晨 志

【審査官】北村 学

(56)【参考文献】

【文献】特表２００４－５２９５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５３４４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５２７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１６４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００１／００２３４６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第７８９９９２７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１５／０８３２１２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０６Ｆ １３／２０ － １３／３７８

Ｈ０４Ｌ １２／００ － １２／６６

Ｈ０４Ｌ ４５／００ － ４９／９０５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

共有リソースへのアクセスを調停する方法であって、
複数のソースからデータを受信する段階と、
複数のキューに前記データを格納する段階であって、前記複数のキューのうちの第１のキューは第１のソース及び第１の宛先に専用であり、前記複数のキューのうちの第２のキューは第２のソース及び第２の宛先に専用である、前記データを格納する段階と、
前記複数のキューに格納された前記データに基づいて、前記複数のソースに関連する第１の次元及び複数の宛先に関連する第２の次元を含む少なくとも２つの次元に関連する第１のデータ構造を生成する段階と、
前記第１のデータ構造に基づいて、前記第２の次元を含む少なくとも１つの次元に関連する第２のデータ構造を生成する段階と、
前記第２のデータ構造に基づいて、前記複数の宛先から前記第１の宛先を選択するための第１の調停を行う段階と、
前記第１の調停に基づく前記第１の宛先の前記選択に応答して、前記第１のデータ構造に基づいて、更に前記第１の宛先の前記選択に基づいて、前記複数のソースから前記第１のソースを選択するための第２の調停を行う段階と、
前記第１の調停に基づく前記第１の宛先の前記選択、及び前記第２の調停に基づく前記第１のソースの前記選択に応答して、前記第１のキューを識別する段階と、
前記第１のキューの前記識別に応答して、前記第１のキューに格納されたデータを取得する段階と、
前記取得されたデータを前記共有リソースに提供する段階と、を有することを特徴とする方法。

【請求項2】

前記第１のデータ構造は、複数の第１のビットを含み、
前記複数の第１のビットの中の１つの第１のビットは、前記第１のソース及び前記第１の宛先に関連し、
前記第１のビットは、前記第１のキューに格納されている前記データに基づいて設定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２のデータ構造は、複数の第２のビットを含み、
前記複数の第２のビットの中の１つの第２のビットは、前記第１の宛先に関連し、
前記第２のデータ構造を生成する段階は、前記第２の次元として前記第１の宛先を有する前記第１のデータ構造のビットのサブセットに基づいて論理ＯＲ演算を実行する段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１の宛先の前記選択に基づいて、前記第２の調停を行うためにロジックを動的に割り当てる段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記共有リソースは、データ通信リンクであることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項6】

共有リソースへのアクセスを調停する方法であって、
複数のソースからデータを受信する段階と、
複数のキューに前記データを格納する段階であって、前記複数のキューのうちの第１のキューは第１のソース、第１の属性、及び第１の宛先に専用であり、前記複数のキューのうちの第２のキューは第２のソース、第２の属性、及び第２の宛先に専用である、前記データを格納する段階と、
前記複数のキューに格納された前記データに基づいて、前記複数のソースに関連する第１の次元、複数の属性に関連する第２の次元、及び複数の宛先に関連する第３の次元を含む少なくとも３つの次元に関連する第１のデータ構造を生成する段階と、
前記第１のデータ構造に基づいて、前記複数の属性に関連する前記第２の次元、及び前記複数の宛先に関連する前記第３の次元を含む少なくとも２つの次元に関連する第２のデータ構造を生成する段階と、
前記第２のデータ構造に基づいて、前記第３の次元を含む少なくとも１つの次元に関連する第３のデータ構造を生成する段階と、
前記第３のデータ構造に基づいて、前記複数の宛先から前記第１の宛先を選択するための第１の調停を行う段階と、
前記第１の調停に基づく前記第１の宛先の前記選択に応答して、前記第２のデータ構造に基づいて、更に前記第１の宛先の前記選択に基づいて、前記複数の属性から前記第１の属性を選択するための第２の調停を行う段階と、
前記第１の属性の前記選択に応答して、前記第１のデータ構造、前記第１の属性の前記選択、及び前記第１の宛先の前記選択に基づいて、前記複数のソースから前記第１のソースを選択するための第３の調停を行う段階と、
前記第１の調停に基づく前記第１の宛先の前記選択、前記第２の調停に基づく前記第１の属性の前記選択、及び前記第３の調停に基づく前記第１のソースの前記選択に応答して、前記第１のキューを識別する段階と、
前記第１のキューの前記識別に応答して、前記第１のキューに格納されたデータを取得する段階と、
前記取得されたデータを前記共有リソースに提供する段階と、を有することを特徴とする方法。

【請求項7】

前記第１の属性は、複数の優先順位レベルの中の１つの優先順位レベルであることを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記第１のデータ構造は、複数の第１のビットを含み、
前記複数の第１のビットの中の１つの第１のビットは、前記第１のソース、前記第１の属性、及び前記第１の宛先に関連し、
前記第１のビットは、前記第１のキューに格納されている前記データに基づいて設定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記第２のデータ構造は、複数の第２のビットを含み、
前記複数の第２のビットの中の１つの第２のビットは、前記第１の属性及び前記第１の宛先に関連し、
前記第２のデータ構造を生成する段階は、それぞれ前記第２の次元及び前記第３の次元として前記第１の属性及び前記第１の宛先を有する前記第１のデータ構造のビットのサブセットに基づいて論理ＯＲ演算を実行することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記第３のデータ構造は、複数の第３のビットを含み、
前記複数の第３のビットの中の１つの第３のビットは、前記第１の宛先に関連し、
前記第３のデータ構造を生成する段階は、前記第３の次元として前記第１の宛先を有する前記第２のデータ構造のビットのサブセットに基づいて論理ＯＲ演算を実行することを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記第１の宛先に基づいて、前記第２の調停を行うためにロジックを動的に割り当てる段階と、
前記第１の属性及び前記第１の宛先に基づいて、前記第３の調停を行うためにロジックを動的に割り当てる段階と、を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項12】

前記共有リソースは、データ通信リンクであることを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項13】

共有リソースへのアクセスを調停するシステムであって、
複数のソースからのデータを格納する複数のキューを格納するためのメモリであって、前記複数のキューのうちの第１のキューは第１のソース及び第１の宛先に専用であり、前記複数のキューのうちの第２のキューは第２のソース及び第２の宛先に専用である、前記メモリと、
前記メモリに結合された処理回路と、を備え、
前記処理回路は、
前記複数のキューに格納された前記データに基づいて、前記複数のソースに関連する第１の次元及び複数の宛先に関連する第２の次元を含む少なくとも２つの次元に関連する第１のデータ構造を生成する段階と、
前記第１のデータ構造に基づいて、前記第２の次元を含む少なくとも１つの次元に関連する第２のデータ構造を生成する段階と、
前記第２のデータ構造に基づいて、前記複数の宛先から前記第１の宛先を選択するための第１の調停を行う段階と、
前記第１の調停に基づく前記第１の宛先の前記選択に応答して、前記第１のデータ構造に基づいて、更に前記第１の宛先の前記選択に基づいて、前記複数のソースから前記第１のソースを選択するための第２の調停を行う段階と、
前記第１の調停に基づく前記第１の宛先の前記選択、及び前記第２の調停に基づく前記第１のソースの前記選択に応答して、前記第１のキューを識別する段階と、
前記第１のキューの前記識別に応答して、前記第１のキューに格納されたデータを取得する段階と、
前記取得されたデータを前記共有リソースに提供する段階と、を実行させるためのロジックを含むことを特徴とするシステム。

【請求項14】

前記第１のデータ構造は、複数の第１のビットを含み、
前記複数の第１のビットの中の１つの第１のビットは、前記第１のソース及び前記第１の宛先に関連し、
前記第１のビットは、前記第１のキューに格納されている前記データに基づいて設定されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記第２のデータ構造は、複数の第２のビットを含み、
前記複数の第２のビットの中の１つの第２のビットは、前記第１の宛先に関連し、
前記第２のデータ構造を生成する段階は、前記第２の次元として前記第１の宛先を有する前記第１のデータ構造のビットのサブセットに基づいて論理ＯＲ演算を実行する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記処理回路は、
前記第１の宛先の前記選択に基づいて、前記第２の調停を行うためにロジックを動的に割り当てる段階を実行させるためのロジックを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。

【請求項17】

前記共有リソースは、データ通信リンクであることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、共有リソースへのアクセスに関し、より詳細には、共有リソースへのアクセスを調整するスケーラブルな調停システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

データの１つ以上のソースが共有リソースを介して１つ以上の宛先にアクセスしたい多様な状況がある。例えば、１つ以上のソースはコンピューティングシステムのソフトウェアアプリケーションであり、宛先はデータストレージ装置の格納位置である。ストレージ装置へのアクセスは、例えばＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）リンク等の共有データ通信リンクを介して行われる。仮に、複数のソフトウェアアプリケーションが特定の時間にデータストレージ装置にアクセスしたい場合でも、共有データ通信リンクは、一度に１つのアプリケーションがアクセスするように制限される。

【0003】

従って、効率的且つスケーラブル（ｓｃａｌａｂｌｅ）な方法で共有リソースへのアクセスを調整／調停するメカニズムを有することが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１５／０１９１９７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、共有リソースへのアクセスを調整するスケーラブルな調停システム及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による共有リソースへのアクセスを調停する方法は、複数のソースからデータを受信する段階と、複数のキューに前記データを格納する段階と、前記複数のキューに格納されたデータに基づいて、前記複数のソースに関連する第１の次元及び複数の宛先に関連する第２の次元を含む少なくとも２つの次元に関連する第１のデータ構造を生成する段階と、前記第１のデータ構造に基づいて、前記第２の次元を含む少なくとも１つの次元に関連する第２のデータ構造を生成する段階と、前記第２のデータ構造に基づいて、前記複数の宛先から１つの宛先を選択するための第１の調停を行う段階と、前記第１のデータ構造及び前記選択された宛先に基づいて、前記複数のソースから１つのソースを選択するための第２の調停を行う段階と、前記選択されたソース及び前記選択された宛先に関連する前記複数のキューの中の１つに格納されたデータを取得する段階と、前記取得されたデータを前記共有リソースに提供する段階と、を有する。

【0007】

前記複数のキューの中の特定のキューは、前記複数のソースの中の特定のソース及び前記複数の宛先の中の特定の宛先に関連し、前記特定のキューは、前記特定の宛先にアドレス指定された前記特定のソースからのデータを格納し得る。
前記第１のデータ構造は、複数の第１のビットを含み、前記複数の第１のビットの中の１つの第１のビットは、前記特定のソース及び前記特定の宛先に関連し、前記第１のビットは、前記特定のキューに格納されるデータに基づいて設定され得る。
前記第２のデータ構造は、複数の第２のビットを含み、前記複数の第２のビットの中の１つの第２のビットは、前記特定の宛先に関連し、前記第２のデータ構造を生成する段階は、前記第２の次元として前記特定の宛先を有する前記第１のデータ構造のビットのサブセットに基づいて論理ＯＲ演算を実行する段階を含み得る。
前記選択された宛先に基づいて、前記第２の調停を行うためにロジックを動的に割り当てる段階を更に含み得る。
前記共有リソースは、データ通信リンクであり得る。

【0008】

上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様による共有リソースへのアクセスを調停する方法は、複数のソースからデータを受信する段階と、複数のキューに前記データを格納する段階と、前記複数のキューに格納されたデータに基づいて、前記複数のソースに関連する第１の次元、複数の属性に関連する第２の次元、及び複数の宛先に関連する第３の次元を含む少なくとも３つの次元に関連する第１のデータ構造を生成する段階と、前記第１のデータ構造に基づいて、前記複数の属性に関連する第２の次元、及び前記複数の宛先に関連する第３の次元を含む少なくとも２つの次元に関連する第２のデータ構造を生成する段階と、前記第２のデータ構造に基づいて、前記第３の次元を含む少なくとも１つの次元に関連する第３のデータ構造を生成する段階と、前記第３のデータ構造に基づいて、前記複数の宛先から１つの宛先を選択するための第１の調停を行う段階と、前記第２のデータ構造及び前記選択された宛先に基づいて、前記複数の属性から１つの属性を選択するための第２の調停を行う段階と、前記第１のデータ構造、前記選択された属性、及び前記選択された宛先に基づいて、前記複数のソースから１つのソースを選択するための第３の調停を行う段階と、前記選択されたソース、前記選択された属性、及び前記選択された宛先に関連する前記複数のキューの中の１つに格納されたデータを取得する段階と、前記取得されたデータを前記共有リソースに提供する段階と、を有する。

【0009】

前記複数のキューの中の特定のキューは、前記複数のソースの中の特定のソース、前記複数の属性の中の特定の属性、及び前記複数の宛先の中の特定の宛先に関連し、前記特定のキューは、前記特定の属性、前記特定のソース、及び前記特定の宛先を有するデータを格納し得る。
前記特定の属性は、複数の優先順位レベルの中の１つの優先順位レベルであり得る。
前記第１のデータ構造は、複数の第１のビットを含み、前記複数の第１のビットの中の１つの第１のビットは、前記特定のソース、前記特定の属性、及び前記特定の宛先に関連し、前記第１のビットは、前記特定のキューに格納されるデータに基づいて設定され得る。
前記第２のデータ構造は、複数の第２のビットを含み、前記複数の第２のビットの中の１つの第２のビットは、前記特定の属性及び前記特定の宛先に関連し、前記第２のデータ構造を生成する段階は、それぞれ前記第２の次元及び前記第３の次元として前記特定の属性及び前記特定の宛先を有する前記第１のデータ構造のビットのサブセットに基づいて論理ＯＲ演算を実行することを含み得る。
前記第３のデータ構造は、複数の第３のビットを含み、前記複数の第３のビットの中の第３のビットは、前記特定の宛先に関連し、前記第３のデータ構造を生成する段階は、前記第３の次元として前記特定の宛先を有する前記第２のデータ構造のビットのサブセットに基づいて論理ＯＲ演算を実行することを含み得る。
前記方法は、前記選択された宛先に基づいて、前記第２の調停を行うためにロジックを動的に割り当てる段階と、前記選択された属性及び前記選択された宛先に基づいて、前記第３の調停を行うためにロジックを動的に割り当てる段階と、を更に含み得る。

【0010】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による共有リソースへのアクセスを調停するシステムは、複数のソースからのデータを格納する複数のキューを格納するためのメモリと、前記メモリに結合される処理回路と、を備え、前記処理回路は、前記複数のキューに格納されたデータに基づいて、前記複数のソースに関連する第１の次元及び複数の宛先に関連する第２の次元を含む少なくとも２つの次元に関連する第１のデータ構造を生成する段階と、前記第１のデータ構造に基づいて、前記第２の次元を含む少なくとも１つの次元に関連する第２のデータ構造を生成する段階と、前記第２のデータ構造に基づいて、前記複数の宛先から１つの宛先を選択するための第１の調停を行う段階と、前記第１のデータ構造及び前記選択された宛先に基づいて、前記複数のソースから１つのソースを選択するための第２の調停を行う段階と、前記選択されたソース及び選択された宛先に関連する前記複数のキューの中の１つに格納されたデータを取得する段階と、前記取得されたデータを前記共有リソースに提供する段階と、を実行させるためのロジックを含む。

【0011】

本発明は、共有リソースへのアクセスを調整／調停するための効率的且つスケーラブルなメカニズムを提供する。調停メカニズムは、特定の調停レベルから複数のアービタの必要性を取り除く複数の調停レベルを許容する。調停メカニズムは、調停を行う間、データを中間キューにコピーする必要性を更に取り除く。アービタの個数の減少及び中間キューの除去は、ハードウェアの資源、コスト、ダイ面積の条件、及び／又は電力使用量の面における節約（ｓａｖｉｎｇ）を提供する。中間キューへのデータのコピーを回避すると、レイテンシ及び処理量（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）の面での性能もまた改善される。更に、データが中間キューにコピーされることを取り除くことによって、中間コピーに必要な任意のセキュリティ対策も省くことができる。

【0012】

本発明の実施形態の特徴、態様、及びこれらの点は、詳細な説明、請求の範囲、及び図面に関連付けて考慮することで、更に十分に理解される。当然、本発明の実際の範囲は、請求範囲によって定義される。

【発明の効果】

【0013】

本発明による方法及びシステムによれば、特定の調停レベルから複数のアービタの必要性を取り除くことにより、コスト、面積、電力、及び性能における全ての改善を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】従来のマルチレベル調停システムにおける概念的なレイアウト図である。

【図2】ＨＯＬ（ｈｅａｄ ｏｆ ｌｉｎｅ）ブロッキングを解決するための従来のマルチレベル調停システムにおける概念的なレイアウト図である。

【図3】本発明の一実施形態による調停システムのブロック図である。

【図4】一実施形態による３レベル調停システムの多様な構成要素の概念的なレイアウト図である。

【図5】一実施形態による２レベル調停システムによって生成される例示的なヒントマップ（ｈｉｎｔ ｍａｐｓ）の概念的なレイアウト図である。

【図6】一実施形態による３レベル調停システムによって生成される例示的なヒントマップの概念的なレイアウト図である。

【図7】一実施形態による２レベル調停システムにおける共有リソースへのアクセスを調停するためのプロセスのフローチャートである。

【図8】一実施形態による３レベル調停システムにおける共有リソースへのアクセスを調停するためのプロセスのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。同じ参照符号は、他に説明がない限り多様な図に亘って同じ構成要素を指す。本発明は、多様な異なる形態で実現され、ここに例示する実施形態に限定されるものと解釈してはならない。例示する実施形態は、本発明の態様及び特徴を当業者に完全に伝えることができるように例示として提供する。従って、本発明の態様及び特徴の完全な理解のために当業者に必要とされないプロセス、構成要素、及び技術は説明しないことがある。特に言及がない限り、同じ図面符号は図面及び説明において同じ構成要素を示し、それについての説明は繰り返さない。また、図面において、構成要素、層、及び領域の相対的な大きさは、明確にするために誇張及び／又は単純化される。

【0016】

一般的な用語として、本発明の実施形態は、共有リソース（例えば、共有シリアル（ｓｅｒｉａｌ）リンク）への調停を提供するためのシステム及び方法に関する。このような調停は、複数のソースが共有リソースを介して限られた数の宛先にアクセスしようとする際に好ましい。例えば、共有リンクを使って、２５６の入力ソースが１６の宛先にデータを送信しようとする。

【0017】

従来のマルチレベル調停メカニズムは、第１調停レベルでそれぞれ異なる入力ソースの調停を、第２調停レベルでそれぞれ異なるトラフィッククラス（ｔｒａｆｆｉｃ ｃｌａｓｓｅｓ）の調停を、第３調停レベルでそれぞれ異なる出力の宛先の調停を提供する。従来のマルチレベル調停メカニズムは、それぞれの調停レベルでそれぞれ異なるキュー構造を更に使用する。

【0018】

図１は、従来のマルチレベル調停システム１００の概念的なレイアウト図である。マルチレベル調停システム１００は、共有リソース１０６を介してデータを複数の宛先１０４に送信しようとする複数のソース（ｓｏｕｒｃｅ）１０２を含む。調停システム１００は、サポートされるそれぞれのデータソース１０２に対する入力キュー（ｉｎｐｕｔ ｑｕｅｕｅ）１０８を提供し、データソースは、宛先に送信されるデータをデータソースに対応する入力キュー１０８に格納する。

【0019】

調停システム１００は、ソース、トラフィッククラス、及び宛先のパラメータのそれぞれに基づいて順方向（ｆｏｒｗａｒｄ）の調停を行うためにソースアービタ１１０と、トラフィックアービタ１１２と、宛先アービタ１１４と、を含む。ソースアービタ１１０は、共有リソースにアクセスするための多様な入力キュー１０８の中の１つの入力キュー（ソース）を選択するために第１レベルの調停を行う。選択された入力キュー１０８のデータは、データが属するトラフィッククラス（例えば、優先順位）により多様なトラフィックキュー１１６の中の１つにコピーされる。調停システム１００は、サポートされるそれぞれのトラフィッククラスに対するトラフィックキュー１１６を提供する。

【0020】

トラフィックアービタ１１２は、それぞれ異なるトラフィッククラスの第２レベルの調停を行い、選択アルゴリズムに基づいて、多様なトラフィッククラスキュー１１６の中から特定のトラフィッククラスキューを選択する。選択されたトラフィックキュー１１６のデータは、選択されたトラフィックキューのデータの宛先情報によって多様な宛先キュー１１８の中の１つにコピーされる。調停システム１００は、サポートされるそれぞれの宛先１０４に対する宛先キュー１１８を提供する。

【0021】

宛先アービタ１１４は、それぞれ異なる宛先キュー１１８の第３レベルの調停を行い、選択アルゴリズムに基づいて、多様な宛先キューの中から特定の宛先キューを選択する。選択された宛先キューに格納されたデータ（例えば、第１のデータパケット）は、サービスのために共有リソース１０６に提供される。その際、共有リソースは、選択された宛先キューに関連する宛先に選択されたデータを送信する。

【0022】

図１のマルチレベル調停システム１００で生ずる１つの問題は、ＨＯＬ（ｈｅａｄ ｏｆ ｌｉｎｅ）ブロッキングである。コンピューティングシステムにおいて、ＨＯＬブロッキングは、キューのデータパケットのラインが第１のパケットによって遮断されるときに生ずる。例えば、第１のパケットは、第１のパケットが宛先で混雑することにより第２のパケットが処理されない場合、キューの他のパケットが処理されることを遮断する。第３のパケット以降の他のパケットは、混雑のない宛先にアドレス指定されたとしても、第２のパケットにより遮断される。

【0023】

図２は、ＨＯＬブロッキングを解決するための従来のマルチレベル調停システム２００における概念的なレイアウト図である。図１のように、調停システム２００は、共有リソース２０６を介して複数の宛先にデータを送信しようとする複数のソース２０２を含む。複数のソース２０２により送信されるデータは、複数の入力キュー２０８に格納される。図２の調停システム２００は、３次元に沿って入力キュー２０８を提供することにより、ＨＯＬブロッキングの問題を解決することができる。その際、入力キュー２０８は、それぞれの入力ソース、トラフィッククラス、及び宛先の組み合わせに対して提供される。例えば、調停システム２００が２５６のソース２０２、４つのトラフィッククラス、及び１６の宛先を含むことを仮定した場合、調停システムにより提供される入力キュー２０８の総数は１６，３８４である。

【0024】

調停システム２００は、第１レベルの調停を同時に行うためにアービタの第１セット２１０を提供する。アービタの第１セット２１０は、それぞれのトラフィッククラス及び宛先の組合せに対して提供される。特定のトラフィッククラス及び宛先に関連するアービタの第１セット２１０は、特定のトラフィッククラス及び宛先に関連する入力キュー２０８を調停するように構成される。入力キュー２０８は、選択アルゴリズムに基づいて調停されたトラフィッククラス及び宛先に対して選択される。調停システム２００が４つのトラフィッククラス及び１６の宛先を含む例において、アービタの第１セット２１０の総数は６４である。

【0025】

それぞれのアービタの第１セット２１０により第１調停レベルのウイナー（ｗｉｎｎｅｒ）として選択された入力キュー２０８のデータは、対応するトラフィックキュー２１２にコピーされる。その後、アービタの第２セット２１４は、トラフィックキュー２１２に格納されたデータに基づいて、第２レベルの調停を同時に行う。アービタの第２セット２１４は、特定の宛先に関連するトラフィックキューを調停するように構成され、選択アルゴリズムに基づいて調停された宛先に対するトラフィックキューを選択する。調停システム２００は、調停システム２００によってサポートされるそれぞれの宛先に対するアービタの第２セット２１４を提供する。１６の宛先がサポートされる場合、調停システム２００は、１６のアービタの第２セット２１４を提供し、第２レベルの調停を行う。

【0026】

それぞれのアービタの第２セット２１４により第２調停レベルのウイナーとして選択されたトラフィックキュー２１２のデータは、対応する宛先キュー２１６にコピーされる。宛先アービタ２１８は、それぞれ異なる宛先キュー２１６の第３レベルの調停を行い、選択アルゴリズムに基づいて特定の宛先キューを選択する。選択された宛先キュー２１６に格納されたデータ（例えば、第１データのパケット）は、サービスのために共有リソース２０６に提供される。その際、共有リソースは、選択された宛先キューに関連する宛先に選択されたデータを送信する。

【0027】

仮に、図２の調停システム２００がＨＯＬブロッキングの問題を解決できたとしても、解決策の実現に必要なリソース、ダイ面積、及び処理電力の面で多くのコストが生じる。従って、リソース、ダイ面積、及び／又は処理電力の面でより効率的な調停システムが必要である。

【0028】

図３は、本発明の一実施形態による調停システム３００のブロック図である。調停システム３００は、共有リソース３０６を介して複数の宛先３０４にデータを送信しようとする複数のソース３０２を含む。例えば、Ｎ個のソース（例えば、０～２５５のソース）は、データをＭ個の宛先（例えば、０～１５の宛先）に送信しようとする。ソース３０２、宛先３０４、及び共有リソース３０６は、コンピュータシステムの物理的又は仮想の構成要素である。例えば、ソースはそれぞれ異なるソフトウェアアプリケーションであり、宛先はストレージ装置（例えば、ソリッドステートドライブ）の格納位置である。ストレージ装置へのアクセスは、例えばＰＣＩｅリンク又はＯｐｅｎ ＮＡＮＤ Ｆｌａｓｈ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＯＮＦＩ）リンク等の共有データ通信リンクを介して行われる。

【0029】

ソース３０２、宛先３０４、及び共有リソース３０６は、また物理的世界（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｗｏｒｌｄ）の位置／構成要素である。例えば、ソース３０２は、共有エアラインキャリアを使用してそれぞれ異なる地理的位置（宛先３０４）にメールを送信するそれぞれ異なるポストオフィスである。このような物理的世界の構成要素が関与する場合、ソース、宛先、及び共有リソースは、共有リソースへのアクセスを調停するためにコンピュータシステムによってシミュレーションされる。

【0030】

一実施形態において、調停システム３００は、データ通信リンク３１０を介して複数のソース３０２に結合される分配器３０８を含む。データ通信リンク３１０は、分配器３０８へのデータの独立した送信を許容する通常の任意のデータ通信リンクである。分配器３０８は、複数のソース３０２からデータを受信して、格納のために複数のキュー３１２にデータを送信する。キュー３１２は、例えばストレージ装置のスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）である。

【0031】

一実施形態において、複数のキュー３１２の中の１つのキューは、少なくとも２次元のパラメータに関連する。一実施形態において、キューは、少なくとも３次元のパラメータに関連する。例えば、パラメータは、複数のソース３０２の中の１つのソース及び複数の宛先３０４の中の１つの宛先を識別する。一実施形態において、パラメータは、例えばトラフィッククラス（ＴＣ）等のデータの属性を更に識別する。トラフィッククラスは、データの優先順位レベルを識別する。例えば、ＴＣ０は緊急の優先順位レベルを識別し、ＴＣ１は高い優先順位レベルを識別し、ＴＣ２は中間の優先順位レベルを識別し、ＴＣ３は低い優先順位レベルを識別する。複数のキュー３１２のそれぞれのキューは、対応するパラメータ（２次元、３次元、又は３次元＋）の組み合わせに関連する。

【0032】

調停システム３００は、キュー３１２を識別するために使用されるパラメータのそれぞれの組み合わせに対するキュー３１２を提供する。例えば、２次元のパラメータが使用される場合、調停システム３００は、ソース３０２及び宛先３０４のそれぞれの組み合わせに対するキューを提供する。３次元のパラメータが使用される場合、調停システム３００は、ソース３０２、属性、及び宛先３０４のそれぞれの組み合わせに対するキューを提供する。分配器３０８は、データに関連するパラメータに基づいて、１つ以上の適切なキューにデータを格納する。

【0033】

一実施形態において、調停システム３００は、ヒントマップジェネレータ３１４と、逆調停エンジン３１６と、を更に含む。ヒントマップジェネレータ３１４及び逆調停エンジン３１６は、ハードウェア、ファームウェア、又はソフトウェア、或いはハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアの組合せによって実現される。例えば、調停システム３００がストレージ装置の格納位置へのアクセスを調停する実施形態において、ヒントマップジェネレータ３１４及び逆調停エンジン３１６は、ストレージ装置のコントローラサブシステムの一部である。

【0034】

一実施形態において、ヒントマップジェネレータ３１４は、キュー３１２のデータに関連するパラメータに基づいて調停を行うためのデータ構造（ヒントマップという）を生成するように構成される。調停システム３００は、１つ以上の調停レベルを提供するように構成される。調停されたパラメータのウイニング値（ｗｉｎｎｉｎｇ ｖａｌｕｅ）を選択するために、データの特定のパラメータは、特定の調停レベルで考慮される。

【0035】

一実施形態において、ヒントマップジェネレータ３１４は、それぞれの調停レベルに対して他のヒントマップを生成するように構成される。ヒントマップは複数のビットを含み、複数のビットの中の１つのビットは１つ以上のパラメータに関連する。ヒントマップのビットに関連するパラメータの個数は、ヒントマップが生成される調停のレベルによる。例えば、２つの調停レベルを仮定すると、第１調停レベルで使用されるヒントマップは２つのパラメータ（例えば、ソース及び宛先）に関連し、第２調停レベルで使用されるヒントマップは１つのパラメータ（例えば、宛先）に関連する。他の例として、３つの調停レベルを仮定すると、第１調停レベルで使用されるヒントマップは３つのパラメータ（例えば、ソース、トラフィッククラス、及び宛先）に関連し、第２調停レベルで使用されるヒントマップは２つのパラメータ（例えば、トラフィッククラス及び宛先）に関連し、第３調停レベルで使用されるヒントマップは１つのパラメータ（例えば、宛先）に関連する。

【0036】

生成されたヒントマップは、ヒントメモリ３１８に格納される。一実施形態において、ヒントマップは、現在の処理サイクルに対する全てのレベルの調停が完了するまで格納される。ヒントメモリ３１８は、例えばＳＲＡＭによって実現される。

【0037】

一実施形態において、生成されたヒントマップは、１つの調停レベルから他の調停レベルに伝播され、伝播された調停レベルから調停の要請を示す。一実施形態において、ヒントマップは、前のレベルに関連するヒントマップのビットのサブセットの論理ＯＲ演算を実行することによって伝播される。例えば、特定の次元（例えば、特定の宛先及びトラフィッククラス）に関連する第２レベルのヒントマップは、他の次元（例えば、ソース）に関連する第１レベルのヒントマップのビットの論理ＯＲを実行することによって生成される。他の実施形態において、特定の宛先に関連する第３レベルのヒントマップは、特定の宛先に関連する第２レベルのヒントマップのヒントビットの論理ＯＲを実行することによって生成される。

【0038】

逆調停エンジン３１６は、キュー３１２のデータに関連するパラメータに基づいて、１つ以上のレベルの調停を行うように構成される。一実施形態において、１つ以上のレベルの調停は、ヒントマップジェネレータ３１４によって生成されたヒントマップに基づく。異なるレベルの調停を行うためにヒントマップを使用する場合、図２の調停システムを参照して説明したキュー（２１２、２１６）のように異なるレベルの調停に関連する他のキューにデータをコピーする必要がなくなる。

【0039】

一実施形態において、逆調停エンジン３１６は、最終／最高レベルの調停（例えば、宛先３０４に最も近い調停）からスタートし、初期／最低レベルの調停（例えば、ソース３０２に最も近い調停）まで逆の調停を行う。所定の調停レベルにおいて、当該調停レベルに対して生成されたヒントマップは、調停の対象であるパラメータのウイニング値を選択するために使用される。その後、ウイニング値は、次に低い調停レベルに対するアービタを動的に割り当てるために使用される。そして、割り当てられたアービタは、低い調停レベルに対して生成されたヒントマップに基づいて調停を行う。逆調停プロセスは、第１調停レベルが複数のキュー３１２の中のウイニングキューを識別するまで継続される。その際、逆調停エンジン３１６により選択されたウイニングキューの中のウイニングＩＤ３９１は、ウイニング取得（ｆｅｔｃｈｉｎｇ）ブロック３９２に送信される。一実施形態において、ウイニング取得ブロック３９２は、ウイニングＩＤ３９１によって識別されたウイニングキューに格納されたデータをフェッチするように構成される。一実施形態において、ウイニングキューのＨＯＬエントリーは、データ通信リンク３２０を介して共有リソース３０６にフェッチ及び伝達される。

【0040】

図４は、一実施形態による３レベル調停システム４００の多様な構成要素の概念的なレイアウト図である。３レベル調停システム４００の多様な構成要素は、図３の調停システム３００の構成要素と類似する。図４は、３つの調停レベルを示すが、調停システム４００は、より少ないか又はより多い調停レベルをサポートするように修正されることを理解すべきである。

【0041】

調停システム４００は、複数のソース４０２（例えば、０～２５５のソース）と、複数の宛先４０４（例えば、０～１５の宛先）と、を含む。複数のソース４０２の中の１つ以上は、共有リソース４０６を介して複数の宛先４０４の中の１つ以上にデータ（例えば、データのパケット）を送信しようとする。共有リソース４０６は、例えばＰＣＩｅリンク又はＯＦＮＩリンクである。

【0042】

１つ以上のソース４０２によって送信されたデータは、複数のキュー４１０の中の１つ以上にデータをエンキューするためにエンキュー分配器４０８に提供される。その際、エンキュー分配器４０８は、データに関連するパラメータに基づいてキューを選択する。一実施形態において、データ及び関連するキューを識別するために３つのパラメータが使用される。３つのパラメータは、ソース、属性（例えば、トラフィッククラス）、及び宛先を識別する。パラメータの値に関連するデータを格納するために、他のキューが３つのパラメータの値におけるそれぞれの可能な組み合わせに対して提供される。例えば、２５６の可能なソース、４つの可能なトラフィッククラス、及び１６の可能な宛先がある場合、可能なキュー４１０の総数は１６，３８４（２５６×４×１６）である。

【0043】

リードポインタ４１２は、共有リソース４０６にアクセスするように選択された対応するキュー４１０における次のデータのパケットを検索するために使用される。

【0044】

一実施形態において、ヒントマップジェネレータは、それぞれの調停レベルに対するヒントマップを生成するために呼び出される。３レベル調停システムにおいて、ヒントマップジェネレータは、第１レベルのヒントマップ４１４、第２レベルのヒントマップ４１６、及び第３レベルのヒントマップ４１８を生成する。第１レベルのヒントマップ４１４は、キューに入れられたデータを含むキュー４１０の中の１つ以上を識別する。第１レベルのヒントマップ４１４のそれぞれのビットは、特定のソース、特定のトラフィッククラス、及び特定の宛先に関連する特定のキューを識別する３次元のパラメータに関連する。第１レベルのヒントマップ４１４のビットは、対応するキューが空でないという（キューにデータを有するという）決定に応答して設定される。例えば、第１レベルのヒントマップ４１４のビットのサブセット４１４ａの中の１つ以上のビットは、宛先「０」及びトラフィッククラス「０」に関連するソース４０２の中の１つ以上に対して設定される。

【0045】

第２レベルのヒントマップ４１６は、第１レベルのヒントマップ４１４によって示されるキューに入れられたデータに関連する属性（例えば、トラフィッククラス）及び宛先の中の１つ以上を識別する。その際、第２レベルのヒントマップ４１６のそれぞれのビットは、特定のトラフィッククラス及び特定の宛先を識別する２次元のパラメータに関連する。第２レベルのヒントマップ４１６のビットは、特定のトラフィッククラス及び特定の宛先に対してキューに入れられたデータを有する少なくとも１つのキューがあるという決定に応答して設定される。その際、特定のトラフィッククラス及び特定の宛先に関連する第１レベルのヒントマップ４１４のビットを識別して、論理ＯＲ演算を識別されたビットに対して実行する。一実施形態において、論理ＯＲ演算の結果は、特定のトラフィッククラス及び特定の宛先に対応する第２レベルのヒントマップ４１６のビットの値を設定するのに使用される。例えば、トラフィッククラス「０」及び宛先「０」に対応するビット４１６ａは、対応する第１レベルのヒントマップ４１４のビット４１４ａの対応するサブセットの中のビットの少なくとも１つが設定されることに応答して第２レベルのヒントマップ４１６に設定される。同様に、トラフィッククラス「１」及び宛先「１」に対応するビット４１６ｂは、第１レベルのヒントマップ４１４のビット４１４ｂの対応するサブセットの中のビットの少なくとも１つが設定されることに応答して設定される。

【0046】

第３レベルのヒントマップ４１８は、第２レベルのヒントマップ４１６によって示されるキューに入れられたデータに関連する１つ以上の宛先を識別する。その際、第３レベルのヒントマップ４１８のそれぞれのビットは、特定の宛先を識別する１次元のパラメータに関連する。第３レベルのヒントマップ４１８のビットは、特定の宛先に関連するキューに入れられたデータを有する少なくとも１つのキューがあるという決定に応答して設定される。その際、特定の宛先に関連する第２レベルのヒントマップ４１６のビットを識別して、論理ＯＲ演算を識別されたビットに対して実行する。一実施形態において、論理ＯＲ演算の結果は、特定の宛先に対応する第３レベルのヒントマップ４１８のビットの値を設定するのに使用される。例えば、宛先「０」に対応するビット４１８ａは、第２レベルのヒントマップ４１６のビット４１６ｃの対応する部分４１６ｃの中のビットの少なくとも１つが設定されることに応答して第３レベルのヒントマップ４１８に設定される。同様に、宛先「１」に対応するビット４１８ｂは、第２レベルのヒントマップ４１６のビット４１６ｄの対応するサブセットの中のビットの少なくとも１つが設定されることに応答して設定される。

【0047】

一実施形態において、生成されたヒントマップは、それぞれの調停レベルで調停を行うために使用される。その際、生成されたヒントマップは、対応する調停レベルにおける調停を要請するのに使用される。調停は、宛先４０４に最も近い最終調停レベル（例えば、レベル３）からスタートし、低い調停レベル（例えば、レベル２、次にレベル１）に逆方向に進む。一実施形態において、レベル３のアービタ（例えば、宛先アービタ４２０）は、逆調停エンジンによって割り当てられ、レベル３の調停を行う。レベル３の宛先アービタ４２０は、設定ビットの中の１つをレベル３の調停におけるウイニングの宛先として選択するために宛先の第３レベルのヒントマップ４１８を使用する。ウイニングの宛先は、スケジューリングアルゴリズムに基づいて選択される。スケジューリングアルゴリズムは、例えばラウンドロビン、加重ラウンドロビン、固定された優先順位等のように、当技術分野における通常の任意のスケジューリングアルゴリズムである。ウイニングの宛先は、例えば宛先「１」に対応するビット４１８ｂによって識別される宛先である。

【0048】

一実施形態において、逆調停エンジンは、第２調停レベルに対してアービタ４２２を動的に割り当てるためにレベル３の調停のウイニングの宛先を使用する。例えば、レベル３の調停におけるウイニングの宛先が宛先「１」であることに応答して、宛先「１」のアービタは動的に割り当てられ、レベル２の調停を行う。選択されていない宛先に関連する他の宛先のアービタ（例えば、宛先「０」のアービタ４２４）は、割り当てる必要がない。従って、多様な実施形態の逆調停は、図２のシステム２００等の従来の順方向の調停システムと比較して、アービタを削減できることを理解すべきである。例えば、宛先の個数が１６の場合、図２の順方向の調停システム２００が１６のアービタを呼び出すのに対して、本発明の実施形態は、単一のアービタ４２２を呼び出す。

【0049】

レベル２のアービタ４２２は、レベル２の調停が行われる第２レベルのヒントマップ４１６のパラメータを識別する。例えば、レベル２のアービタ４２２が宛先「１」のアービタである場合、レベル２の調停は、宛先「１」に関連するそれぞれ異なるトラフィッククラスの間で行われる。その際、レベル２のアービタ４２２は、宛先「１」を第１のパラメータとして有し、ウイニングトラフィッククラスを第２のパラメータとして有する第２レベルのヒントマップ４１６の設定ビットの中の１つを選択する。例えば、多様な宛先「１」のビットに対するトラフィッククラス「１」に対応する第２レベルのヒントマップ４１６のビット４１６ｂは、レベル２の調停のウイナー（ｗｉｎｎｅｒ）として選択される。

【0050】

スケジューリングアルゴリズムは、レベル２の調停に対してウイニングトラフィッククラスを選択するのに使用される。スケジューリングアルゴリズムは、レベル３の調停のスケジューリングアルゴリズムと同じであるか又は異なる。一実施形態において、ウイニングトラフィッククラスを選択するためのスケジューリングアルゴリズムは、特定のトラフィッククラスによる共有リソース４０６の使用記録データ／統計４２３に基づく。例えば、スケジューリングアルゴリズムは、レベル２の調停のウイナーとして高い使用記録を有する高いトラフィッククラスよりも、低い使用記録を有する低いトラフィッククラスの方を選択する。

【0051】

一実施形態において、逆調停エンジンは、レベル２の調停のウイナーを使用して第１調停レベルに対してアービタ４２５を動的に割り当てる。例えば、レベル２の調停のウイナーが宛先「１」ビットに対するトラフィッククラス「１」であることに応答して、トラフィッククラス「１」及び宛先「１」に関連するソースアービタ４２５は、レベル１の調停を行うために動的に割り当てられる。トラフィッククラス及び宛先の他の組合せに対して他のアービタを割り当てる必要はない。トラフィッククラスの個数が４つであり、宛先の個数が１６である実施形態では、ソースアービタは６４から１つに減少する。

【0052】

レベル１のアービタ４２５は、レベル１の調停が行われる第１レベルのヒントマップ４１４のパラメータを識別する。例えば、レベル１のアービタ４２５が宛先「１」に対するトラフィッククラス「１」のアービタである場合、レベル１の調停は、トラフィッククラス「１」及び宛先「１」に関連する異なるソースのものである。その際、レベル１のアービタ４２５は、トラフィッククラス「１」及び宛先「１」を第１及び第２のパラメータとして有し、ウイニングソースを第３のパラメータとして有する第１レベルのヒントマップ４１４の設定ビット中から１つを選択する。例えば、トラフィッククラス「１」及び宛先「１」のビットに対するソース「２５５」に対応する第１レベルのヒントマップ４１４のウイニングビット４２６は、レベル１の調停のウイナーとして選択される。

【0053】

スケジューリングアルゴリズムは、レベル１の調停に対してウイニングソースを選択するのに使用される。スケジューリングアルゴリズムは、レベル２又はレベル３の調停のスケジューリングアルゴリズムと同じであるか又は異なる。一実施形態において、第２レベルのヒントマップ４１６のウイニングビット及び第３レベルのヒントマップ４１８のウイニングビットと共に、第１レベルのヒントマップ４１４のウイニングビット４２６のパラメータは、複数のキュー４１０のウイニングキュー４２８をインデックスするために使用される。例えば、パラメータは、ウイニングキュー４２８のウイニングＩＤ４９１を識別する。ウイニングＩＤ４９１は、ウイニングキュー４２８のデータを取得するためにウイニング取得ブロック４９２に送信される。ウイニングキュー４２８の対応するリードポインタ４１２によって識別されるＨＯＬエントリーは、処理のためにデキュー（ｄｅｑｕｅｕｅ）され、共有リソース４０６に伝達される。一実施形態において、ウイニングビット４２６に関連する使用データ／統計４２３は、共有リソース４０６によってデータをサービスするための予測時間に基づいてアップデートされる。

【0054】

図５は、一実施形態による２レベル調停システムによって生成される例示的なヒントマップの概念的なレイアウト図である。ヒントマップは、第１レベルのヒントマップ５００と、第２レベルのヒントマップ５０２と、を有する。第１レベルのヒントマップ５００は複数のビットを含み、それぞれのビットは２次元のパラメータの組み合わせに対応する。例えば、２次元のパラメータは、宛先（例えば、図３の宛先３０４の中の１つに対応する宛先０～１５）及びソース（例えば、図３のソース３０２の中の１つに対応するソース０～２５５）を識別する。第１レベルのヒントマップ５００のそれぞれのビットは、ソースからデータをエンキュー（ｅｎｑｕｅｕｅ）するように構成されたキューの中の１つに対応する。第１レベルのヒントマップ５００のビットは、ビットによって示されるソース及び宛先に対するキューの中の１つにデータがある場合、「１」の値を有するように設定される。それ以外では、ビットは「０」の値を有する。

【0055】

第２レベルのヒントマップ５０２は複数のビットを含み、それぞれのビットは１次元のパラメータに対応する。例えば、１次元のパラメータは、宛先（例えば、宛先０～１５）を識別する。第２レベルのヒントマップ５０２のビットは、ビットによって示される第２レベルのヒントマップの宛先にアドレス指定されたデータをソースのいずれか（例えば、ソース０～２５５）が提供する場合、「１」の値を有するように設定される。一実施形態において、第２レベルのヒントマップ５０２のビットの値は、第１レベルのヒントマップのビットにおける論理ＯＲ演算を実行することによって設定される。論理ＯＲ演算を実行するために使用される第１レベルのヒントマップ５００のビットは、設定される第２レベルのヒントマップ５０２のビットによって示される宛先により識別される。例えば、宛先「０」に関連する第１レベルのヒントマップのビット５０４における論理ＯＲ演算は、宛先「０」に関連する第２レベルのヒントマップのビット５０６を設定して実行される。

【0056】

図６は、一実施形態による３レベル調停システム（例えば、図４の調停システム４００）によって生成される例示的なヒントマップの概念的なレイアウト図である。ヒントマップは、第１レベルのヒントマップ６００と、第２レベルのヒントマップ６０２と、第３レベルのヒントマップ６０４と、を有する。第１レベルのヒントマップ６００は複数のビットを含み、それぞれのビットは３次元のパラメータの組み合わせに対応する。例えば、３次元のパラメータは、宛先（例えば、図４の宛先４０４の中の１つに対応する宛先０～１５）、トラフィッククラス（例えば、トラフィッククラス（ＴＣ）０～３）、及びソース（図４のソース４０２の中の１つに対応するソース０～２５５）を示す。第１レベルのヒントマップ６００のそれぞれのビットは、ソース４０２からデータをエンキューする図４のキュー４１０の中の１つに対応する。第１レベルのヒントマップ６００のビットは、ビットにより示されるソース、トラフィッククラス、及び宛先の特定の組み合わせに対する対応するキューにデータがある場合、「１」の値を有するように設定される。それ以外では、ビットは「０」の値を有する。

【0057】

第２レベルのヒントマップ６０２は複数のビットを含み、それぞれのビットは２次元のパラメータの組み合わせに対応する。例えば、２次元のパラメータは、宛先（例えば、宛先０～１６）及びトラフィッククラス（例えば、ＴＣ０～３）を示す。第２レベルのヒントマップ６０２のビットは、第２レベルのヒントマップのビットにより示される宛先及びトラフィッククラスの特定の組み合わせに関連するデータをソースのいずれか（例えば、ソース０～２５５）が提供する場合、「１」の値を有するように設定される。一実施形態において、第２レベルのヒントマップ６０２のビットの値は、第１レベルのヒントマップ６００におけるビットの論理ＯＲ演算を実行することによって設定される。論理ＯＲ演算を実行するために使用される第１レベルのヒントマップ６００のビットは、設定される第２レベルのヒントマップ６０２のビットによって示される宛先及びトラフィッククラスによって識別される。例えば、宛先「０」及びトラフィッククラス「０」に関連する第１レベルのヒントマップのビット６０６における論理ＯＲ演算は、宛先「０」に関連する第２レベルのヒントマップのビット６０８ａを設定して実行される。

【0058】

第３レベルのヒントマップ６０４は複数のビットを含み、それぞれのビットは１次元のパラメータに対応する。例えば、１次元のパラメータは、宛先（例えば、宛先０～１６）を識別する。第３レベルのヒントマップ６０４のビットは、第３レベルのヒントマップのビットにより示される宛先にアドレス指定されたデータをソースのいずれか（例えば、ソース０～２５５）が提供する場合、「１」の値を有するように設定される。一実施形態において、第３レベルのヒントマップ６０４のビットの値は、第２レベルのヒントマップのビットの論理ＯＲ演算を実行することによって設定される。論理ＯＲ演算を実行するために使用される第２レベルのヒントマップ６０２のビットは、設定される第３レベルのヒントマップ６０４のビットによって示される宛先によって識別される。例えば、宛先「０」に関連する第２レベルのヒントマップのビット（６０８ａ～６０８ｄ）の論理ＯＲ演算は、宛先「０」に関連する第３レベルのヒントマップのビット６１０を設定して実行される。

【0059】

図７は、一実施形態による２レベル調停システムにおける共有リソースへのアクセスを調停するためのプロセスのフローチャートである。プロセスがスタートし、段階７００において、分配器３０８（図３）は、１つ以上のソース３０２からデータを受信する。

【0060】

段階７０２において、分配器３０８は、キュー３１２の中の対応する１つにデータを格納する。キュー３１２は特定のソース及び宛先に関連し、データは受信したデータのソース及び宛先に基づいてキューの中の１つに格納される。

【0061】

段階７０４において、ヒントマップジェネレータ３１４は、受信したデータに基づいて第１及び第２レベルのヒントマップを生成し、ヒントマップのヒントを第１調停レベルから第２調停レベルに伝播する。その際、第１レベルのヒントマップは、システムによってサポートされるソース及び宛先を識別する２次元のパラメータに関連する第１のデータ構造である。一実施形態において、第１のデータ構造は、複数のビットを含む。複数のそれぞれのビットは、キューに関連し、キューに関連するソース及び宛先に関連する。第１のデータ構造のビットは、格納されたデータを有する対応するキューに基づいて設定される。一実施形態において、第１レベルのヒントマップは、図５に示す演算と同様の第１レベルのヒントマップの論理ＯＲ演算により第２調停レベルに伝播される。

【0062】

第２レベルのヒントマップは、複数のビットを含む第２のデータ構造である。第２のデータ構造のそれぞれのビットは、システムによってサポートされる宛先に関連する。一実施形態において、第２レベルのヒントマップは、第１のデータ構造におけるビットのサブセットの論理ＯＲ演算を実行することによって生成される。第１のデータ構造におけるビットのサブセットのいずれかが設定されると、論理ＯＲ演算により第２レベルのヒントマップの対応するビットが設定される。

【0063】

段階７０６において、逆調停エンジン３１６は、第２レベルのヒントマップに基づいてレベル２の調停を行う。その際、逆調停エンジン３１６は、第２レベルのヒントマップに設定された多様な宛先の中の１つの宛先をウイニングの宛先として選択する。調停は、例えばラウンドロビン、加重ラウンドロビン、固定された優先順位等のスケジューリングアルゴリズムに基づく。

【0064】

段階７０８において、逆調停エンジン３１６は、第１レベルのヒントマップに基づいてレベル１の調停を行う。その際、逆調停エンジンは、レベル１の調停を行うためのロジック（アービタ）を動的に割り当てる。アービタは、レベル２の調停においてウイニングの宛先に基づいて割り当てられるソースアービタである。その際、ウイニングソースを選択するために、ソースアービタは、ウイニングの宛先に関連するソースの調停を行う。調停は、例えばラウンドロビン、加重ラウンドロビン、固定された優先順位等のスケジューリングアルゴリズムに基づく。

【0065】

段階７１０において、逆調停エンジン３１６は、ウイニングソース及び宛先に関連するキューのデータをデキューする。

【0066】

段階７１２において、デキューされたデータは、データ通信リンク３２０を介して共有リソース３０６に送信される。その後、共有リソース３０６は、データを宛先に送信する。

【0067】

図８は、一実施形態による３レベル調停システムにおける共有リソースへのアクセスを調停するためのプロセスのフローチャートである。プロセスがスタートし、段階８００において、分配器３０８（図３）は、１つ以上のソース３０２からデータを受信する。

【0068】

段階８０２において、分配器３０８は、キュー３１２の中の対応する１つにデータを格納する。キュー３１２は特定のソース、宛先、及びトラフィッククラス（優先順位レベル）に関連し、データは受信したデータのソース、宛先、及びトラフィッククラスに基づいてキューの中の１つに格納される。

【0069】

段階８０４において、ヒントマップジェネレータ３１４は、受信したデータに基づいて第１、第２、及び第３レベルのヒントマップを生成し、ヒントマップのヒントを第１調停レベルから第２調停レベルに伝播し、第２調停レベルから第３調停レベルに伝播する。その際、第１レベルのヒントマップは、システムによってサポートされるソース、宛先、及びトラフィッククラスを識別する３次元のパラメータに関連する第１のデータ構造である。一実施形態において、第１のデータ構造は、複数のビットを含む。複数のそれぞれのビットは、キューに関連し、キューに関連するソース、宛先、及びトラフィッククラスに関連する。第１のデータ構造のビットは、格納されたデータを有する対応するキューに基づいて設定される。一実施形態において、第１レベルのヒントマップは、図６に示す演算と同様の第１レベルのヒントマップの論理ＯＲ演算により第２調停レベルに伝播される。

【0070】

第２レベルのヒントマップは、複数のビットを含む第２のデータ構造である。第２のデータ構造のそれぞれのビットは、システムによってサポートされる宛先及びトラフィッククラスに関連する。一実施形態において、第２レベルのヒントマップは、第１のデータ構造におけるビットのサブセットの論理ＯＲ演算を実行することによって生成される。第１のデータ構造におけるビットのサブセットのいずれかが設定されると、論理ＯＲ演算により第２レベルのヒントマップの対応するビットが設定される。一実施形態において、第２レベルのヒントマップは、図６に示す演算と同様の第２レベルのヒントマップの論理ＯＲ演算により第３調停レベルに伝播される。

【0071】

第３レベルのヒントマップは、複数のビットを含む第３のデータ構造である。第３のデータ構造のそれぞれのビットは、システムによってサポートされる宛先に関連する。一実施形態において、第３レベルのヒントマップは、第２のデータ構造におけるビットのサブセットの論理ＯＲ演算を実行することによって生成される。第２のデータ構造におけるビットのサブセットのいずれかが設定されると、論理ＯＲ演算により第３レベルのヒントマップの対応するビットが設定される。

【0072】

段階８０６において、逆調停エンジン３１６は、第３レベルのヒントマップに基づいてレベル３の調停を行う。その際、逆調停エンジン３１６は、第３レベルのヒントマップに設定された多様な宛先の中の１つの宛先をウイニングの宛先として選択する。調停は、例えばラウンドロビン、加重ラウンドロビン、固定された優先順位等のスケジューリングアルゴリズムに基づく。

【0073】

段階８０８において、逆調停エンジン３１６は、第２レベルのヒントマップに基づいてレベル２の調停を行う。その際、逆調停エンジンは、レベル２の調停を行うためのロジック（アービタ）を動的に割り当てる。アービタは、レベル３の調停においてウイニングの宛先に基づいて割り当てられるトラフィッククラスのアービタである。その際、ウイニングトラフィッククラスを選択するために、トラフィッククラスのアービタは、ウイニングの宛先に関連するトラフィッククラスの調停を行う。調停は、例えば多様なトラフィッククラスによる共有リソース３０６の使用データ／統計が考慮されるスケジューリングアルゴリズムに基づく。

【0074】

段階８１０において、逆調停エンジン３１６は、第１レベルのヒントマップに基づいてレベル１の調停を行う。その際、逆調停エンジンは、レベル１の調停を行うためのロジック（例えば、アービタ）を動的に割り当てる。アービタは、レベル２の調停においてウイニングトラフィッククラスに基づいて割り当てられるソースアービタである。その際、ウイニングソースを選択するために、ソースアービタは、ウイニングトラフィッククラス及びウイニングの宛先に関連するソースの調停を行う。調停は、例えばラウンドロビン、加重ラウンドロビン、固定された優先順位等のスケジューリングアルゴリズムに基づく。

【0075】

段階８１２において、逆調停エンジン３１６は、ウイニングソース、宛先、及びトラフィッククラスに関連するキューのデータをデキューする。

【0076】

段階８１４において、逆調停エンジンは、データを宛先に送信するのにかかる時間の推定値に基づいて、ウイニングトラフィッククラスの使用統計をアップデートする。

【0077】

段階８１６において、デキューされたデータは、データ通信リンク３２０を介して共有リソース３０６に送信される。その後、共有リソース３０６は、データを宛先に送信する。

【0078】

一実施形態において、上述した調停システム（３００、４００）の構成要素は、１つ以上の処理回路で実現される。「処理回路」という用語は、本明細書では、データ又はデジタル信号を処理するために使用されるハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアの任意の組み合わせを意味する。処理回路のハードウェアは、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、汎用又は特殊目的の中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等のプログラム可能なロジックデバイスを含む。処理回路において、それぞれの機能は、当該機能を実行するように構成された、即ちハードワイヤされた（ｈａｒｄ－ｗｉｒｅｄ）ハードウェア、又は非一時的なストレージ媒体に格納された命令を実行するように構成されたＣＰＵのような汎用ハードウェアによって実行される。処理回路は、単一のプリント回路基板（ＰＣＢ）上に作製されるか又は幾つかの相互接続されたプリント回路基板に分散される。処理回路は、他の処理回路を含む。例えば、処理回路は、プリント回路基板上で相互接続された２つの処理回路であるＦＰＧＡ及びＣＰＵを含む。

【0079】

「第１」、「第２」、「第３」等の用語が多様な構成要素、領域、層及び／又はセクションに用いられるが、これらの構成要素、領域、層、及び／又はセクションは、これらの用語によって制限されてはならない。これらの用語は、１つの構成要素、領域、層、又はセクションを他の構成要素、領域、層、又はセクションと区別するためにのみ用いられる。従って、本明細書に記載の第１構成要素、第１領域、第１層、又は第１セクションは、本発明の思想や範囲を逸脱することなく、第２構成要素、第２領域、第２層、又は第２セクションと称される。

【0080】

本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明の概念を制限するものではない。本明細書で用いられる用語の「実質的に」、「約」、及びこれらと同様の用語は、近似値を説明するための用語として用いられ、当業者が認識する測定値又は計算値の固有の偏差を説明するためのものである。

【0081】

本明細書で用いられる単数形は、文脈上で明らかに他の指示がない限り、複数形も含むことを意図している。本明細書で用いられる「含む」という用語は、開示される特徴、数字、段階、動作、及び／又は構成要素の存在を明示するが、１つ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、及び／又はそれらの組み合わせの存在や追加を排除するものではない。本明細書で用いられる、「及び／又は」という用語は、関連して挙げられた１つ以上の項目の任意且つ全ての組み合わせを含む。「少なくとも１つ」のような表現は、構成要素のリスト全体を修飾し、リストの個別構成要素を修飾しない。実施形態を説明する際、「してもよい」という用語は、本発明の１つ以上の実施形態を指す。「例示的な」という用語は、例又は図を示すことを意図している。「使用する」という用語は、「利用する」という用語と同義語と見なす。

【0082】

構成要素又は層が他の構成要素又は層「（上）に」、「接続された」、又は「結合された」と言及する場合、構成要素又は層が他の構成要素又は層（上）に直接接続されるか、結合されるか、又は介在する構成要素又は層が存在し得ることが理解される。これに対して、構成要素又は層が他の構成要素又は層に「直接」、「直接接続された」、又は「直接結合された」と言及する場合、介在する構成要素又は層は存在しない。同一の図面符号は、同一の構成要素を示す。

【0083】

本明細書で引用した任意の数値範囲は、引用した範囲に含まれる全ての下位範囲を含むことを意図している。例えば、「１．０～１０．０」の範囲は、言及した最小値１．０と言及した最大値１０．０との間の全ての下位範囲を含む（例えば、２．４～７．６）。本明細書に引用した任意の最大数値は、その中に含まれる全てのより低い数値を含むことを意図しており、本明細書で引用した任意の最小数値は、その中に含まれる全てのより高い数値を含むことを意図している。

【0084】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

【符号の説明】

【0085】

１００、２００ （マルチレベル）調停システム
１０２、２０２、３０２、４０２ ソース
１０４、２０４、３０４、４０４ 宛先
１０６、２０６、３０６、４０６ 共有リソース
１０８、２０８ 入力キュー
１１０ ソースアービタ
１１２ トラフィックアービタ
１１４、２１８、４２０ 宛先アービタ
１１６、２１２ トラフィックキュー
１１８、２１６ 宛先キュー
２１０、２１４ アービタの第１、第２セット
３００ 調停システム
３０８ 分配器
３１０、３２０ データ通信リンク
３１２、４１０ キュー
３１４ ヒントマップジェネレータ
３１６ 逆調停エンジン
３１８ ヒントメモリ
３９１、４９１ ウイニングＩＤ
３９２、４９２ ウイニング取得ブロック
４００ （３レベル）調停システム
４０８ エンキュー分配器
４１２ リードポインタ
４１４、５００、６００ 第１レベルのヒントマップ
４１６、５０２、６０２ 第２レベルのヒントマップ
４１８、６０４ 第３レベルのヒントマップ
４２２、４２４、４２５ アービタ
４２３ 使用記録データ／統計
４２６ ウイニングビット
４２８ ウイニングキュー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】