DE2654278C2 - - Google Patents
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- DE2654278C2 DE2654278C2 DE2654278A DE2654278A DE2654278C2 DE 2654278 C2 DE2654278 C2 DE 2654278C2 DE 2654278 A DE2654278 A DE 2654278A DE 2654278 A DE2654278 A DE 2654278A DE 2654278 C2 DE2654278 C2 DE 2654278C2
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen MOS-Digitalrechner nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, daß durch Verringerung der Anzahl der zur
Herstellung eines Gesamtrechners benötigten Halbleiterchips
die Kosten gesenkt, die Kompatibilitätsprobleme verringert und
die Zykluszeiten in geeigneter Weise erhöht werden können.
Trotz dieser herstellungsmäßigen und betriebsmäßigen Vorteile
werden im Stande der Technik bisher regelmäßig mehrere Chips
verwendet, von denen eines die Zentraleinheit und eines ein Direkt
zugriffsspeicherfeld ist, weitere Chips werden zur Programmerweite
rung, zur Systemzeitsteuerung und zur Datenausgabe verwendet
(DE-OS 24 23 370).
Aus der US-PS 39 04 863 ist ein MOS-Digitalrechner ähnlich der
eingangs genannten Gattung in Form eines sogenannten Handrech
ners bekannt. Bei Handrechnern dieser bekannten Art sind re
gelmäßig keine Speichererweiterungen erforderlich oder er
wünscht, so daß ein Abruf von externen Befehlen durch Umschal
tung eines Programmzählers auf externen Betrieb dort nicht in
Betracht kommt. Es gibt keine Anschaltmöglichkeit an externe
Schaltungen über eine Zweirichtungsdatensammelleitung. Das bei
dem bekannten MOS-Digitalrechner verwendete Adreßregister
dient ausschließlich der Adressierung des rechnereigenen ROM.
Es ist nicht geeignet, bei Erreichen eines bestimmten Zähler
standes Adressensignale von dem rechnereigenen ROM auf einen
externen Speicher umzuschalten, und umgekehrt.
Bei einfacheren Anwendungsfällen von Digitalrechnern, so z. B.
bei Kraftfahrzeugen, Zusatzeinrichtungen o. dgl. ist ein Multi
chip-Rechner sowohl zu kostspielig als auch zu kompliziert.
Für viele derartige Anwendungsfälle wäre ein Einzelchip-Digi
talrechner mit einem Programmspeicher ideal.
Bei einem an sich bekannten Aufbau des Gesamtrechners auf
einem Einzelchip oder einem einzigen Siliziumsubstrat ergeben
sich Probleme sowohl hinsichtlich der getrennten Prüfung der
Zentraleinheit und des Programmspeichers (ROM) als auch bei
einer Erweiterung des Arbeitsspeichers. Bei Einsatz eines
EPROM (löschbarer programmierbarer Festwertspeicher) macht die
Programmierung bei einem Einzelchiprechner erhebliche Schwie
rigkeiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den gattungs
gemäßen MOS-Digitalrechner als platz- und kostensparenden
Ein-Chip-Rechner auszubilden, der befähigt ist, zu einem ex
ternen Speicher als Erweiterung seines Arbeitspeichers mit dem
eigenen Programmzähler zuzugreifen und eine getrennte Prüfung
seiner Zentraleinheit und seines ROM gestattet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeich
nenden Merkmale des Anspruchs 1.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
Die durch die Erfindung
gebotenen Möglichkeiten einer problemlosen Speichererweiterung
und einer separaten Prüfungsmöglichkeit machen den gattungsge
mäßen Ein-Chip-Rechner funktionell gleichwertig mit herkömmli
chen Rechnern, deren Komponenten auf mehreren getrennten Chips
aufgebaut sind. Die Erfindung eröffnet daher den kompakten und
billigen Ein-Chip-Digitalrechnern neue Anwendungsgebiete.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Gesamtrechners mit den drei
Hauptbestandteilen, nämlich einer Zentraleinheit,
einem Speicher mit wahlweisem Zugriff (RAM) und einem
programmierbaren Festwertspeicher (PROM);
Fig. 2 ein genaueres Blockschaltbild der dem Programmzähler
zugeordneten Logikschaltungen, die zum Prüfen des
PROM, RAM und der Zentraleinheit sowie zum Adressieren
eines externen Speichers dienen;
Fig. 3 ein Blockschaltbild der RAM-Adressen-Schaltung, anhand
dessen die Wahl der RAM-Adressen erläutert wird;
Fig. 4 ein Schaltbild eines im Rechner verwendeten Pegelde
tektors;
Fig. 5 ein Schaltbild eines Puffers, der an den Zwei
richtungsdatensammelleitungen des Rechners verwendet wird;
Fig. 6 ein Schaltbild einer Spaltenentschlüßler- und Pro
grammierschaltung zum Programmieren des PROM; und
Fig. 7 ein Schaltbild eines Zeilenentschlüßlers.
Im folgenden wird ein auf einem einzigen Siliziumsubstrat in
integrierter Schaltungstechnik aufgebauter MOS-Digitalrechner
beschrieben. Der Rechner weist eine zentrale
Steuer- und Recheneinheit, im folgenden Zentraleinheit ge
nannt, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff - RAM - und
einen programmierbaren Festwertspeicher - PROM - zur Speiche
rung der Rechnerbefehle auf. Gemäß Darstellung in Fig. 1
weist der auf einem Siliziumsubstrat 20 aufgebaute Rechner einen
PROM 22 einen RAM 14 und eine Zentraleinheit (CPU) 16 auf, die
durch eine Zweirichtungsdatensammelleitung 25 miteinander
verbunden sind. Diese acht Leitungen aufweisende Datensammel
leitung 25 steht neben der Acht-Bit-Zentraleinheit 16, den
beiden Speichern 14 und 12 auch über eine Vielzahl von
Ein-/Ausgängen mit externen Schaltungen in Verbindung. In
bevorzugter Ausführungsform sind der Rechner unter Verwendung
von n-Kanal-MOS-Bauelementen mit polykristallinen Silizium
gates aufgebaut. Für alle Rechenoperationen mit Ausnahme der
Programmierung bedarf der beschriebene Rechner nur eines
Betriebsspannungsanschlusses (5 Volt). Der Rechner kann über
siebzig Befehle verarbeiten, von denen die meisten Einzel
zyklusbefehle mit einer Befehlsabwicklungszeit von zwei bis
sechs Mikrosekunden sind.
In Fig. 1 sind einige Eingangs- und Ausgangsleitungen des
Rechners, z. B. Erdleitung V SS dargestellt. Der Rechner be
nutzt während des Normalbetriebs (ohne Programmieren) eine
einzige (positive) Betriebsspannungsquelle V CC mit einer
Spannung von 5 Volt. Beim Rechnerbetrieb wird dieses Poten
tial von 5 Volt auch an die mit V CC bezeichnete Leitung an
gelegt. Beim Programmieren des PROM 12 wird jedoch ein Po
tential von 25 Volt an die V DD Leitung angelegt.
Der in Fig. 1 gezeigte Rechner weist drei Acht-Bit-Daten
sammelleitungen auf, nämlich die Zweirichtungshauptdatensammel
leitung 25 und zwei zusätzliche Zweirichtungs
datensammelleitungen 15 und 17. Die an jeder Leitung der
Sammelleitungen 15 und 17 verwendeten Pufferverstärker
werden weiter unten in Verbindung mit der Fig. 5 genauer
erläutert. Die acht Leitungen der Hauptdatensammelleitung
25 können synchron zum Einlesen von Information in den
Speicher und zum Auslesen der Information aus dem Speicher
verwendet werden. Nicht dargestellte Ausblendleitungen dienen
diesem Zweck.
Andere mit dem Rechner verbundene, in Fig. 1 dargestellte
Leitungen sind eine Leitung 13 zur Aufnahme eines Programmier
impulses von angenähert 25 Volt zur Programmierung des PROM
12. Ein Zeitgabesignal wird an eine Leitung 36 zum Eingeben
einer externen Adresse in den Programmzähler angelegt; dies
wird in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Zwei Leitungen 11
dienen zum Anlegen eines Zeitgabesignals an den Rechner. Dieses
Zeitgabesignal kann von einem RC-Oszillator o. dgl. erzeugt
werden. Der Rechner weist jedoch eigene Oszillator- und Takt
schaltungen auf, so daß die externe Frequenzquelle nur zu
Synchronisationszwecken benötigt wird. Bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel besteht ein Befehlszyklus aus fünf Zu
ständen, wobei jeder Zustand drei Oszillatorperioden benötigt.
Daher wird bei einem Befehlszyklus von 5,0 Mikrosekunden ein
3 MHz Eingangssignal auf den Leitungen 11 verwendet. Ein
"EA" Signal wird über die Leitung 19 an den Rechner angelegt.
Dieses Signal wird in Verbindung mit Fig. 2 genauer erläutert.
Zu den in Fig. 1 nicht dargestellten Ein- und Ausgängen zum
Rechner gehören eine Betriebsbereitleitung
und eine Synchronisationsausgangsleitung.
Die Zentraleinheit 16 gemäß Fig. 1 führt arithmetische
Standardoperationen und Steuerfunktionen für den Rechner aus.
Es können daher in dieser Einheit bekannte Schaltungen ver
wendet werden. Sie weist eine arithmetische Logikeinheit (ALU)
für Additions-, Exklusiv-ODER-, UND- sowie ODER-Operationen
und zum Verschieben auf. Die Zentraleinheit weist außerdem
einen Zwölf-Bit-Programmzähler auf, dessen Betrieb und Funktion
genauer in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wird. Andere
bekannte Schaltungseinheiten, so z. B. ein Befehlsentschlüßler,
eine Ein- und Ausgangssteuereinrichtung,
verschiedene Register und zugehörige Logik- und Binäreinrich
tungen werden anhand der Fig. 3 im einzelnen beschrieben.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der RAM 14 als
statischer MOS-Speicher mit wahlfreiem Zugriff für die interne
Datenspeicherung vorgesehen. Die Kapazität dieses RAM ist
64 Acht-Bit-Worte in einer 16 × 32 Matrix. Zum Zwecke der Er
läuterung wird der RAM 14 als 64 Acht-Bit-Register R₀ bis R₆₃
beschrieben. Acht solcher Register (R₀ bis R₇) sind direkt
adressierbar; alle Register sind von den Registern R₀ und R₁
indirekt adressierbar.
Die Register R₈ bis R₂₃ können zur Adressenablagespeicherung
verwendet werden, wodurch die Zentraleinheit bei Rufbefehlen
und Unterbrechungen erzeugte Rücksprungadressen verfolgen kann.
Ein Drei-Bit-Stapelhinweisregister
72 (Fig. 3) liefert die Adresse derjenigen Speicherplätze,
die von der nächsten Rücksprungadresse zu belegen sind. Dieses
Stapelhinweisregister wird von einer binären Eins nach der
Speicherung einer Rücksprungadresse weitergeschaltet und von
einer binären Eins vor dem Holen einer Adresse zurückgeschaltet.
Insgesamt sind bei dem beschriebenen Stapelhinweisregister
acht Niveaus möglich. (Es ist zu berücksichtigen, daß wegen
der zur Adressierung des PROM erforderlichen zwölf Bits zwei
Register im RAM 14 zur Speicherung einer einzigen PROM-Adresse
gebraucht werden. Wenn daher das Stapelhinweisregister
weiter- oder zurückgeschaltet wird, so wird die vom
Register bezeichnete tatsächliche Adresse um zwei bewegt.
In den Fällen, in denen acht Niveaus nicht erforderlich sind,
können die unbenutzten Register (R₈ bis R₂₃) zu anderen
Zwecken eingesetzt werden.
Die Register R₂₄ bis R₃₁ des RAM 14 sind ähnlich den
Registern R₀ bis R₇ in einem Gruppenschaltsystem direkt
adressierbar. Hierzu wird noch in der Beschreibung der
Fig. 3 Stellung genommen werden. Die Register R₃₂ bis
R₆₃ dienen zur Rechnerspeicherung.
Der PROM 12 wird zur Speicherung von 1024 Acht-Bit-Be
fehlen (d. h. Bytes der Programmspeicherung, zu denen
im folgenden allgemein als Befehle bezeichnete Instruk
tionen und Konstanten gehören) verwendet und weist eine
128 x 64 Matrix auf. Bei dem beschriebenen Ausführungs
beispiel enthält jede Speicherzelle der Matrix ein MOS-
Bauelement mit einem auf schwimmendem Potential befind
lichen Gate, das von Isoliermaterial vollständig um
schlossen ist. Information wird in jedem dieser Bauele
mente mittels Avalanche-Injektion von elektrischer Ladung
in die auf freiem Potential befindliche Gate-Elektrode
gespeichert. Der gesamte PROM 12 kann dadurch gelöscht
werden, daß das Substrat ultravioletter Strahlung ausge
setzt wird, wodurch die auf freiem Potential befindlichen
Gate-Elektroden entladen werden. Derartige löschbare
Gate-Bauelemente sind beispielsweise aus der US-PS
37 97 000 bekannt. Während bei dem bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel ein PROM verwendet wird, kann auch ein
Festwertspeicher (ROM) benutzt werden, und zwar insbe
sondere nach der Entwicklung eines Rechnerprogramms. Ein
ROM kann unter Verwendung herkömmlicher Technologie auf
dem Chip anstelle des PROM 12 aufgebaut werden.
Der PROM 12 gemäß Fig. 1 ist zusammen mit der Zweirich
tungshauptdatensammelleitung 25 auf dem Substrat 20 dar
gestellt. Ein Programmzähler 27, der im beschriebenen
Ausführungsbeispiel als Zwölf-Bit-Zähler ausgebildet ist,
überträgt eine Adresse zum Entschlüsslerabschnitt des
PROM 12 über eine Sammelleitung 30 (Fig. 2).
Die beiden am höchsten bewerteten Bits des Zählers 27
werden über eine Leitung 50 an einen Eingangsanschluß
eines ODER-Gatters 45 angelegt. Der Programmzähler ist
außerdem mit der Sammelleitung 25 verbunden, kann ein
Adressensignal von der Sammelleitung 25 aufnehmen und
überträgt ein Acht-Bit-Signal auf der Sammelleitung 25
zu externen Schaltungen, z. B. zu einem vom Chip getrennten Programmspeicher 22. Wie
nachfolgend noch genauer erläutert werden wird, werden
acht Bits der Adresse bei einem Chip-unabhängigen Befehl
über die Sammelleitung 25 übertragen, während die vier
restlichen Bits vom Programmzähler 27 auf vier Leitungen
der Acht-Leitungs-Sammelleitung 15 zum Pro
grammspeicher 22 übertragen werden. Der PROM 12 (Fig. 2)
ist mit der Zweirichtungsdatensammelleitung 25 über eine
Schalteinrichtung 29 verbunden, die zur Unterbrechung des
Informationsflusses vom PROM 12 zur Sammelleitung 25 ver
wendet wird. Eine weitere Schalteinrichtung 31, die in
der Leitung 25 liegt, koppelt die Leitung 25 selektiv
zu den Ausgängen durch, so daß die Sammelleitung 25 mit
externen Schaltungen, z. B. mit dem Speicher 22 durch
verbunden werden kann. Die Schalteinrichtungen 29 und 31
sind normalerweise geschlossene Schalter, die von den
Ausgangssignalen der UND-Gatter 46 und 47 bzw. dem UND-
Gatter 40 gesteuert werden.
Die "EA" (externe Adressen-)Leitung 19 ist mit dem Ein
gangsanschluß eines Detektors 33, eines Inverters 41 und
mit dem "Setz-"Anschluß eines Flipflops 35 verbunden.
Der Ausgang des Inverters 41 ist mit dem "Rücksetz-"
Anschluß des Flipflops 35 verbunden. Der "Q"-Anschluß des
Flipflops 35 ist an einen Eingangsanschluß des ODER-Gatters
45 gekoppelt. Der Ausgang des Detektors 33 (Leitung 51)
ist an einen Eingangsanschluß von UND-Gattern 47 und 48
und an den Eingangsanschluß eines Inverters 42 angeschal
tet. Der Ausgang des Inverters 42 ist mit einem Eingangs
anschluß von UND-Gattern 40 und 46 verbunden. Der Ausgang
des ODER-Gatters 45 ist mit dem anderen Anschluß des UND-
Gatters 46 und einem Inverter 44 verbunden. Der Ausgang
des Inverters 44 ist an den anderen Eingangsanschluß des
UND-Gatters 40 angeschaltet.
Der in Fig. 4 dargestellte Detektor 33 mißt den Spannungs
pegel auf der Leitung 19 und entwickelt ein Ausgangssignal
auf der Leitung 51 dann, wenn das Eingangssignal auf einem
dritten Signalzustand ist (25 Volt). Wenn das Signal auf
der Leitung 19 dagegen 0 Volt (EA = 0) oder 5 Volt (EA = 1)
ist, erzeugt der Detektor 33 praktisch kein Ausgangssignal.
Ein Befehlsregister 37 ist mit der Hauptsammelleitung 25
verbunden. Es ist außerdem an einem Befehlsentschlüssler 39
gekoppelt, der die Befehle vom PROM 12 oder an die Sammel
leitung 25 von einem externen Geber angelegte Befehle ent
schlüsselt. Der Befehlsentschlüßler 39 ist über eine Viel
zahl von Leitungen 24 an zahlreiche Schaltungen in der Zen
traleinheit 16, so z. B. an die arithmetische Logikeinheit,
die Ausblendsteuereinrichtung usw. angekoppelt. Der Aus
gang des Befehlsentschlüßlers 39 ist gemäß Fig. 2 über
eine Leitung 26 an die Leitung 19 angeschaltet. In der Lei
tung 26 ist eine Unterbrechung 28 dargestellt, die andeuten
soll, daß die Leitung 26 keine direkte Kopplung zwischen der
Leitung 24 und der Eingangsleitung 19 herzustellen braucht,
sondern eine Kopplung über Zwischenschaltungen erfolgen kann.
Der Entschlüssler 39 kann ein Signal an die Leitung 19 an
legen, das einen Befehlsabruf von einem Chip-externen
Speicher, z. B. vom Programmspeicher 22 bewirkt.
Das an die Leitung 36 angelegte Zeitgabesignal dient zum
Eingeben einer extern angelegten Adresse in den Programm
zähler 27 beim Prüfen des Inhalts des PROM 12. Die Leitung
36 ist mit dem anderen Eingangsanschluß des UND-Gatters
48 und über einen Inverter 43 mit dem anderen Eingangsan
schluß des UND-Gatters 47 verbunden. Der Ausgang des UND-
Gatters 48 ist mit dem Programmzähler 27 verbunden und
liefert ein Signal, das anzeigt, daß eine Adresse (Acht-
Bits von der Leitung 25 und Vier-Bits von der Leitung 30)
einzugeben ist. Der Ausgang des UND-Gatters 47 ist an
die Schalteinrichtung 29 angekoppelt und liefert ein
Signal, das eine Informationsübertragung vom PROM zur
Sammelleitung 25 bei der Belegung des Programmzählers
27 mit einer extern zugeführten Adresse verhindert.
Die verschiedenen Schaltungskomponenten gemäß Fig. 2,
z. B. die UND-Gatter, ODER-Gatter, Inverter, Flipflops,
Schalteinrichtungen und Register können im einzelnen
herkömmliche Schaltungskomponenten sein. Es ist klar, daß
die Schaltung gemäß Fig. 2 als vereinfachtes Blockschalt
bild dargestellt ist, wobei weitere Signalwege und lo
gische Verknüpfungsglieder fortgelassen sind, um die
neuen Merkmale des beschriebenen Rechners verständlich
zu machen. Die in Fig. 2 nicht dargestellten Schaltungs
teile sind bekannt.
Es sei angenommen, daß der PROM 12 programmiert, der
Rechner in Betrieb ist, EA = 0 und der Zählerstand des
Zählers 27 gleich oder kleiner als 1024 ist. Ohne ein
Signal auf der Leitung 19 wird das Flipflop 35 gesetzt,
wobei der Q-Anschluß des Flipflops auf L-Potential (niedriges
Potential) ist, so daß kein Signal an den einen Eingangs
anschluß des ODER-Gatters 45 angelegt wird. Da der Zähler
stand des Zählers 27 kleiner als 1025 ist, wird kein Signal
an den anderen Eingangsanschluß des ODER-Gatters 45 ange
legt, so daß am Ausgang dieses Gatters kein Ausgangssignal
entsteht. Dadurch bleibt die Schalteinrichtung 29 ge
schlossen und koppelt PROM 12 an die Sammelleitung 25 an.
Die Ausgangssignale der Inverter 42 und 44 sind im H-Zustand
(hohes Potential), so daß ein Ausgangssignal am Gatter 40
ansteht. Dadurch wird die Schalteinrichtung 31 geöffnet und
die Verbindung der Sammelleitung 25 mit der die externen
Signale aufnehmenden Leitung unterbrochen. Bei einem Zähler
stand des Programmzählers 27 von 1024 oder kleiner und bei
EA = 0 ruft der Programmzähler 27 Befehle vom PROM 12 ab.
Wenn der Zählerstand des Programmzählers 27 dagegen 1024
übersteigt, so wird ein Signal vom Zähler 27 über die
Leitung 50 an das ODER-Gatter 45 angelegt. Dieses Signal
ruft ein Ausgangssignal am Gatter 45 hervor, das zusammen
mit dem Signal vom Inverter 42 über das UND-Gatter 46
den Schalter 29 öffnet. Das Ausgangssignal am Gatter 45
unterbricht nach seiner Umkehr im Inverter 44 ein Eingangs
signal zum Gatter 40. Dadurch wird die Schalteinrichtung 31
durchgeschaltet und schließt die Sammelleitung 25 an die
Ausgangsanschlüsse des Rechners an. Der Programmzähler 27
nimmt daher Befehle von einem Chip-externen Programmspeicher 22
automatisch auf, wenn der Zählerstand im Zähler 27 1024
übersteigt. Wenn das Signal auf der Leitung 50 unterbrochen
wird (bei einem Zählerstand kleiner als 1025 im Zähler 27),
wird der PROM 12 wieder an die Sammelleitung 25 angeschaltet,
und die Schalteinrichtung 31 unterbricht eine Verbindung
der Sammelleitung 25 mit dem externen Programmspeicher 22.
Bei EA = 1 ändert das Flipflop 35 seinen Zustand. Dabei
legt es ein Signal an das ODER-Gatter 45 an, wodurch ein
Ausgangssignal am Gatter 45 hervorgerufen wird. Der Signal
pegel von 5 Volt (EA = 1) auf der Leitung 19 reicht nicht
aus, um ein Ausgangssignal am Pegeldetektor 33 hervorzu
rufen. Daher bleibt das Signal am Ausgang des Inverters 42
auf dem H-Zustand. Unter diesen Bedingungen wird ein Aus
gangssignal vom UND-Gatter 46 erzeugt, das die Schaltein
richtung 29 unabhängig vom Stand des Programmzählers 27
öffnet. Das Ausgangssignal vom ODER-Gatter 45 verhindert
nach der Inversion durch den Inverter 44 die Erzeugung eines
Ausgangssignals am UND-Gatter 40. Dadurch stellt die Schalt
einrichtung 31 eine Verbindung der Sammelleitung 25 mit den
Ausgangsanschlüssen des Rechners her. Extern erzeugte Be
fehle können daher an den Rechner angelegt werden, wobei die
Antwort des Rechners auf diese Befehle auf der Sammelleitung
25 oder anderen Leitungen, z.B. den Sammelleitungen 15 und
17 (Fig. 1) geprüft werden kann. Auf diese Weise können die
Zentraleinheit 16 und der RAM 14 gemäß Fig. 1 getrennt und
unabhängig vom PROM 12 geprüft werden. Das an die Leitung
19 angelegte Signal kann, wie durch die Leitung 26 ange
deutet ist, im Rechner ausgelöst werden. In diesem Betriebs
zustand können extern gespeicherte Befehle vom Zähler 27
geholt bzw. abgerufen oder unabhängig vom Zähler 27 extern
angelegt werden.
Es sei angenommen, daß ein 5 Volt übersteigendes Signal
(im beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Signal von 25
Volt) an die Leitung 19 angelegt ist. Ein solches Signal
wird von dem Pegeldetektor 33 festgestellt, der daraufhin
ein Ausgangssignal auf der Leitung 51 erzeugt. Dieses Aus
gangssignal verhindert über den Inverter 42 die Erzeugung
eines Signals am Ausgang des UND-Gatters 46; infolgedessen
wird ein Öffnen der Schalteinrichtung 29 über das Gatter
46 verhindert. Außerdem verhindert das Ausgangssignal des
Detektors 33 in ähnlicher Weise das Öffnen der Schaltein
richtung 31 über das Gatter 40. Wenn kein Signal auf der
Leitung 36 ansteht, entwickelt das UND-Gatter 47 ein Aus
gangssignal, das den PROM 12 über die Schalteinrichtung 29
von der Sammelleitung 25 trennt. Unter diesen Bedingungen
kann eine externe Adresse auf der Sammelleitung 25 und auf
der Sammelleitung 30 (über die Sammelleitung 15) an den
Programmzähler 27 angelegt werden. Wenn ein Signal auf der
Leitung 36 ansteht, so wird vom UND-Gatter 48 ein Ausgangs
signal erzeugt, das die Adresse in den Zähler 27 eingibt.
Gleichzeitig unterbricht ein Signal auf der Leitung 36 das
Ausgangssignal des UND-Gatters 47, wodurch der PROM an die
Sammelleitung 25 angekoppelt wird. Auf diese Weise kann
eine extern angelegte Adresse zum Abrufen eines Befehls aus
dem PROM 12 benutzt werden, und der abgerufene Befehl kann
(extern) auf der Sammelleitung 25 geprüft werden. Diese Be
triebsweise ermöglicht die Prüfung des PROM.
Mit der in Fig. 2 dargestellten Schaltung kann der Programm
zähler zum Abrufen von Befehlen aus dem PROM 12 sowie zum
automatischen Abrufen von Befehlen aus externen Speichern
bei Überschreiten der Kapazität des PROM 12 benutzt werden.
Dieselbe Schaltung ermöglicht darüberhinaus eine getrennte
Prüfung des PROM, der Zentraleinheit und des RAM.
Im folgenden wird auf Fig. 3 der Zeichnung Bezug genommen.
Der RAM 14 ist mit seinen Lese/Schreib-Puffern mit der
RAM-Eingangs/Ausgangs-Sammelleitung 83 verbunden. Diese
Acht-Leitungs-Sammelleitung ist mit einer Schalteinrichtung
70 verbunden, und sechs Leitungen dieser Sammelleitung (be
zeichnet als Sammelleitung 82) sind an einen Multiplexer
74 angeschaltet.
Die Zweirichtungs-Hauptdatensammelleitung 25 des Rechners
ist an die Schalteinrichtung 70 angekoppelt, wodurch auf
der Sammelleitung 25 anstehende Daten in den RAM 14 geschrieben
und im RAM 14 befindliche Daten über die Sammelleitung 25
gelesen werden können. So können beispielsweise Daten von
der arithmetischen Logikeinheiten 91 in den RAM 14 eingelesen
werden und umgekehrt.
Der RAM 14 nimmt eine Adresse vom RAM-Adressenregister 76
auf. Diese Sechs-Bit-Adresse wird zu den Entschlüsslern des
RAM durchgekoppelt, um eines der 64 Acht-Bit-Register R₀ bis
R₆₃ aufzurufen bzw. auszuwählen. Der Eingang zum RAM-Adressen
register 76 ist der Ausgang des Multiplexers 74. Der ein
Schaltsignal vom Befehlsentschlüßler aufnehmende Multi
plexer wählt eine von drei Sammelleitungen aus und koppelt
die Signale auf dieser Sammelleitung zum RAM-Adressenregister
76 durch. Der Multiplexer wählt Signale auf einer der Sechs
Leitungs-Sammelleitungen 80, 81 oder 82 aus.
Die mit dem Befehlsentschlüssler verbundene Leitung 87 der
Sammelleitung 81 führt das am geringsten bewertete Bit einer
RAM-Adresse. Dieses Bit verschiebt die Adresse selektiv um
eins und ermöglicht dadurch, daß eine Zwölf-Bit-Adresse aus
dem Programmzähler in zwei aufeinanderfolgende Register
innerhalb des RAM 14 eingespeichert werden kann. Ein
Drei-Bit-Stapelhinweis 72, das mit der Sammel
leitung 25 über Leitungen 85 verbunden ist, liefert zwei
Bits des Adressensignals über Leitungen 88 und ein
weiteres Bit des Adressensignals über die Leitung 89.
Das Signal auf der Leitung 89 wird invertiert und er
scheint als solches auf der Leitung 90. Die das am
höchsten bewertete Bit der Adresse führende letzte Lei
tung der Sammelleitung 81 ist mit Erde verbunden, wodurch
eine binäre Eins entsteht.
Die dritte Eingangssammelleitung zum Multiplexer 74, die
Sammelleitung 80, weist drei Leitungen von der Haupt-Daten
sammelleitung 25 und zwei Leitungen 86 auf, die beide
entweder eine binäre Null oder eine binäre Eins führen.
Die das am höchsten bewertete Bit der Sammelleitung 80
führende Leitung liegt an Erde, führt also eine binäre
Null. Diese Leitungen 86 sind mit einem Flipflop 78 ver
bunden, das vom Befehlsentschlüssler gesteuert wird.
Die Schalteinrichtung 70, das Stapelhinweisregister 72,
das Flipflop 78, der Multiplexer 74, das Register 76 und
die arithmetische Logikeinheit 91 können bekannte MOS-
Schaltungen sein.
Wie zuvor erwähnt, können die Register R₀ und R₁ des RAM
14 dazu benutzt werden, zu irgendeinem anderen Register
innerhalb des RAM indirekt zuzugreifen. Es sei angenommen,
daß eine Adresse in einem dieser Register gespeichert ist.
Diese Adresse kann über Sammelleitungen 83 und 82 und dann
über den Multiplexer 74 und das Register 76 zum RAM-Ent
schlüßler übertragen werden. Auf diese Weise kann jedes
Register innerhalb des RAM mit einer im RAM gespeicherten
Adresse zugegriffen werden.
Um den Rechner-Kodierwirkungsgrad zu verbessern, sind acht
Register R₀-R₇ direkt adressierbar. Die zur Wahl eines
dieser acht Register erforderlichen Signale werden von
der Sammelleitung 25 über Leitungen 92 übertragen. Die
Signale auf diesen drei Leitungen sind die am geringsten
bewerteten Bits einer RAM-Adresse. Wenn jedoch alle acht
direkt adressierbaren Register Information speichern und
zusätzliche Information im RAM gespeichert werden soll,
entwickelt der Befehlsentschlüssler ein dem Flipflop 78
zugeführtes Signal, wodurch binäre Einsen an die Lei
tungen 86 angelegt werden. Diese Signale auf den Leitungen
86, welche die vierten und fünften Bits einer Sechs-Bit
Adresse darstellen können, addieren vierundzwanzig zur
Adresse. Wenn daher das Flipflop 78 gesetzt ist und die
Adresse auf der Hauptsammelleitung R₀ wählt, so werden
die (auf der RAM-Sammelleitung 83) in den RAM eingegebenen
Daten im Register R₂₄ gespeichert. Wenn die Adresse auf
der Sammelleitung 25 das Register R₈ wählt und das Flip
flop 78 gesetzt ist, werden dementsprechend die dem RAM
zugeführten Daten im Register R₃₁ abgespeichert. Obwohl
nur drei Bits zum direkten Adressieren von acht Register
verwendet werden, sind tatsächlich sechzehn Register wegen
der Verwendung des Flipflops 78 und der Leitungen 76
direkt adressierbar.
Die drei Leitungen 85 liefern eine Adresse für die Speiche
rung des Programmzählerinhalts. Wie oben gesagt, sorgt die
H/L-Leitung 87 dafür, daß die ersten acht Bits der Adresse
in einem Register gespeichert und daß der Rest der Adresse
in einem benachbarten Register gespeichert wird. Die Sig
nale auf den Leitungen 89 und 90 bewirken, daß die Register
R₈ bis R₂₃ von den Adressen auf der Sammelleitung 81 ge
wählt bzw. angesteuert werden. Da jedoch alle Register im
RAM indirekt adressierbar sind, können die Register R₈ bis
R₂₃ für andere Speicherzwecke genutzt werden, soweit keine
acht Niveaus bzw. Pegel erforderlich sind.
Im folgenden wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Der Spannungspegel
detektor 33 weist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
zwei in Reihe geschaltete Transistoren 120 und 121 auf.
Drain-Anschluß und Gate-Elektrode des Transistors 120 liegen
an der Eingangsleitung 19, und der Source-Anschluß ist mit
dem Ausgang des Detektors, d. h. der Leitung 51 verbunden.
Der Transistor 121 liegt zwischen der Ausgangsleitung 51
und Erde. Das Gate des Transistors 121 ist mit der V CC -
Potentialquelle verbunden. Die Kanalzone des Transistors
120 ist etwa fünfmal länger als die Kanalzone des Tran
sistors 121, so daß der Transistor 120 in leitendem Zustand
einen wesentlich höheren spezifischen Widerstand als der
Transistor 121 hat. Wenn ein Potential von 5 Volt (EA = 1)
an die Leitung 19 angelegt wird, sind beide Transistoren
120 und 121 leitend, wobei jedoch das Ausgangssignal auf
der Leitung 51 wesentlich kleiner als 1 Volt ist. Dieses
Potential ist für die Zwecke der Schaltung gemäß Fig. 2
unzureichend, um von den Gattern oder Invertern als H-Signal
erkannt zu werden. Wenn dagegen die dem dritten Zustand
entsprechende Spannung von 25 Volt an die Leitung 19 ange
legt wird, wird der Transistor 121 stark gesättigt und
der Potentialabfall am Transistor 120 wird soweit reduziert,
daß die Leitung 51 auf ein Potential von angenähert 10 Volt
gebracht wird. Dieses Potential auf der Leitung 51 der
Fig. 2 ist ein H-Signal für die Gatter und die Inverter.
Wie oben erwähnt, sind die Sammelleitungen 15 und 17 der
Fig. 1 Zweirichtungsdatensammelleitungen. Von der externen
Seite her erscheinen die Sammelleitungen als Zweiweglei
tungen, jedoch weist jede Leitung dieser Sammelleitungen
eine getrennte Eingangsleitung und eine Ausgangsleitung
zwischen dem Puffer und dem Rest des Rechners auf. Dieser
Puffer entwickelt gepufferte Ausgangssignale und ermöglicht
das Anlegen externer Eingangssignale an die Eingangs/Aus
gangs-Schaltungen.
Jede Ein/Ausgangsschaltung weist einen Puffer
100 eine Eingangsleitung zum Puffer (Ausgang vom Rechner),
z. B. Leitung 118, und eine Ausgangsleitung vom Puffer (Ein
gang zum Rechner), z. B. Leitung 119 auf. Das Signal auf der
Leitung 119 ist der Komplementärwert des am Puffer 100 an
liegenden Eingangssignals. Der Eingangspuffer
100 ist mit einem Verbindungspunkt 113 gekoppelt, der über
einen Lasttransistor 101 des Verarmungstyps mit V CC verbunden
ist. Der Widerstand dieses Transistors ist relativ hoch, und
dieser Transistor hält den Verbindungspunkt 113 auf dem V CC -
Potential, sobald er über einen Anhebetransistor 105 aufge
laden ist. Das Gate des Transistors 105 liegt an einem Ver
bindungspunkt 114. Dieser Verbindungspunkt ist über einen
Verarmungs-Lasttransistor 108 an V CC und über parallel ge
schaltete Transistoren 109 und 110 an Erde gelegt. Das Gate
des Transistors 109 ist mit einer -Signalquelle verbunden,
während das Gate des Transistors 110 an einem Verbindungs
punkt 115 liegt. Der Verbindungspunkt 113 wird über den Tran
sistor 114 heruntergezogen; das Gate des Transistors 104
liegt an dem Verbindungspunkt 115. Dieser ist über einen
Lasttransistor 106 des Verarmungstyps mit dem Potential V CC
und über einen Transistor 107 mit Erde verbunden. Die Tran
sistoren 104 und 105 sind relativ groß und haben demzufolge
im Vergleich zum Transistor 101 geringe Widerstände.
Es sei angenommen, daß ein H-Zustandssignal (d. h. 5 Volt)
an der Leitung 118 ansteht, was bedeutet, daß eine binäre
Eins in den Puffer 100 geschrieben werden soll. Während der
Pufferoperation wird ein an der Leitung 118 anstehendes H
Signal solange auf dieser Leitung gehalten, bis eine binäre
Null zum Puffer 100 übertragen wird. Dieses Signal macht
den Transistor 107 leitend und bringt den Verbindungspunkt
115 auf L-Potential, wodurch der Transistor 110 gesperrt ge
halten wird. Bei Beginn jedes Pufferzyklus setzt die Ein/
Ausgangssteuerschaltung das -Signal auf den L-Zustand, so
daß der Transistor 109 gesperrt ist. Da weder Transistor 109
noch Transistor 110 leitend ist, wird der Verbindungspunkt
114 über den Lasttransistor 108 auf V CC gebracht. Dadurch
wird der Transistor 105 leitend und lädt den Verbindungs
punkt 113 auf. Wenn das -Signal wieder positiv wird, wird
der Verbindungspunkt 114 über den Transistor 109 wieder
auf Erdpotential heruntergezogen, so daß der Transistor 105
gesperrt wird. Der Verbindungspunkt 113 wird dagegen durch
den Lasttransistor 101 auf V CC gehalten. Wie erwähnt hat
der Transistor 105 einen relativ niedrigen Widerstandswert,
so daß er den Verbindungspunkt 113 rasch auf V CC anhebt.
Daher wirkt die Ein/Ausgangssteuerschaltung als H-Pegel-
Verriegelungsausgang oder als Anhebewiderstand für ein
externes Bauelement. Dadurch erhält der Rechner eine höhere
Flexibilität in Bezug auf die Ankopplung an externe Schal
tungen.
Wenn eine binäre Null oder ein L-Signal an die Leitung 118
angelegt wird, ist der Transistor 107 gesperrt, so daß der
Verbindungspunkt 115 von dem Verarmungs-Lasttransistor 106
auf dem V CC -Potential gehalten wird. Dadurch wird der Tran
sistor 104 leitend und zieht den Verbindungspunkt 113 auf
Erdpotential. Da der Verbindungspunkt 115 auf V CC ist, ist
der Transistor 110 leitend und sperrt den Anhebetransistor
105.
Es sei angenommen, daß eine binäre Eins zuvor auf den Ver
bindungspunkt 113 und den Puffer 100 gebracht worden ist
und daß eine binäre Null extern an den Puffer 100 angelegt
werden soll. Zu beachten ist, daß vor diesem Zeitpunkt der
Transistor 102 wegen des V CC -Potentials des Verbindungspunkts
113 leitend ist und die Leitung 119 auf Erdpotential legt.
Wenn die binäre Null beispielsweise von einer TTL-Schaltung
an den Puffer 100 angelegt wird, kann diese externe Schal
tung den durch den Ladetransistor 101 gelieferten Haltestrom
geeignet überwinden, so daß der Verbindungspunkt 113 rasch
entladen wird. Geschieht dies, so zieht der Ladetransistor
103 die Leitung 119 auf V CC -Potential und entwickelt das ge
eignete Signal auf der Leitung 119. Wenn bei Beginn jedes
Pufferzyklus Daten von externen Quellen aufgenommen werden
sollen, so wird die Leitung 118 von der Steuereinrichtung
auf den H-Zustand gebracht. Dadurch kann eine binäre Eins
extern an den Puffer 100 gelegt werden, wenn dieser Puffer
zuvor über den Transistor 104 auf Erdpotential gehalten
worden ist.
Im folgenden wird auf Fig. 6 Bezug genommen. In dieser
Figur ist ein Spaltenentschlüssler dargestellt, der über
eine Leitung 141 mit einer Programmierschaltung verbunden
ist. Es finden mehrere derartige Spaltenentschlüßler Ver
wendung, von denen jeder mit der in Fig. 6 gezeigten Pro
grammierschaltung gekoppelt ist; ein anderer Spaltenent
schlüßler würde beispielsweise mit dem Gate des Spalten
wähltransistors 148 verbunden werden. Die Programmierschal
tung koppelt den Programmierimpuls (PROG) auf der Leitung
13 über einen Spaltenwähltransistor, z. B. den Transistor
147 oder 148 zur angesteuerten Spalte.
Die Spaltenentschlüsslungstransistoren 123 a bis 123 d liegen
zwischen einem Verbindungspunkt 126 und Erde. Die Gate-
Elektroden dieser Transistoren nehmen in herkömmlicher Weise
die Eingangsadresse auf. Wenn daher der in Fig. 6 darge
stellte Entschlüssler angesteuert ist, sind die Transistoren
123 a bis 123 d gesperrt. Der Verbindungspunkt 126 wird da
bei über einen Transistor 128 des Verarmungstyps mit dem
V DD -Potential verbunden. Auch das Gate des Transistors 128
ist mit dem Verbindungspunkt 126 verbunden. Ferner ist der
Verbindungspunkt 126 über einen Transistor 131 des Verar
mungstyps mit dem V CC -Potential gekoppelt. Das Gate des
Transistors 131 ist mit der Quelle des -Signal gekoppelt.
In der Programmierschaltung wird der Programmierimpuls
(Leitung 13) über einen Transistor 144 zu einem Verbin
dungspunkt 150 gekoppelt, an welchem die Drain-Elektroden
der Transistoren 147 und 148 hängen. Das Gate des Transistors
144 ist über einen bootstrap-Kondensator 142 an die Lei
tung 13 angekoppelt. Dieses Gate ist außerdem über einen
Transistor 140 mit einem Verbindungspunkt 138 verbunden.
Letzterer liegt über einen Anhebetransistor 134 auf V DD .
Das Gate des Transistors 134 ist über einen Inverter 132
mit der Quelle des -Signals gekoppelt. Zwei parallele
Absenktransistoren 135 und 136 koppeln den Verbindungs
punkt 138 an Erde. Das Dateneingangssignal wird an die
Gate-Elektrode des Transistors 135 angelegt. Das Gate des
Transistors 136 nimmt das -Signal auf.
Während des Programmierbetriebs wird das Potential V DD
auf angenähert 25 Volt angehoben. Dieser Potentialanstieg
wird von einer Schaltung wie diejenige gemäß Fig. 4 auf
der Leitung 19 bestimmt. Das Ausgangssignal der Detektor
schaltung dient zur Erzeugung des -Signals.
Während der Programmierung muß der auf der Leitung 13 an
stehende 25 Volt Impuls über einen Spaltenwähltransistor
zu den Spaltenleitern und zu der Drain-Elektrode der ange
steuerten Zelle übertragen werden. Die Gate-Elektrode des
Spaltenwähltransistors muß dabei auf angenähert 25 Volt
angehoben werden, um diesen Programmierimpuls zu über
tragen. Dieses Potential wird von dem Ladetransistor 128
qewonnen, wenn der Entschlüssler angesteuert ist.
Während des Programmierens liegt der Verbindungspunkt 138
über den Transistor 134 auf V DD . Der Ausgang des Inverters
liegt während des Programmierens angenähert auf V DD . Wenn
das Dateneingabesignal auf dem L-Zustand ist, bleibt der
Verbindungspunkt 138 geladen. Wenn der Programmierimpuls
angelegt wird, so wird auf die Gate-Elektrode des Transistors
144 ein bootstrap-Effekt ausgeübt, wodurch der Impuls mit
der vollen Amplitude zum Verbindungspunkt 150 übertragen
wird. Der Transistor 140 macht es möglich, daß die Gate-
Elektrode des Transistors 144 auf ein Potential über V DD
angehoben wird und bildet darüberhinaus einen Schutz gegen
Transistordurchbruch. Wenn eine binäre Eins an den Transistor
135 angelegt wird, so befinden sich der Verbindungspunkt 138
und das Gate des Transistors 144 etwa auf Erdpotential, wo
durch verhindert wird, daß der positive Impuls von der Lei
tung 13 zum Verbindungspunkt 150 übertragen wird.
Der positive Impuls auf der Leitung 13 bewirkt nach der
Ankopplung an den Spaltenleiter die Ladungsinjektion zu dem
auf schwimmendem Potential befindlichen Gate der angesteuerten
PROM-Zelle. Dadurch erhält die Zelle eine höhere Schwellen-
Spannung bei Verwendung von n-Kanal-Zellen.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Zeilenentschlüssler ist ein
Verbindungspunkt 159 über mehrere Zeilenentschlüsslungstran
sistoren 154 a bis 154 f mit Erde gekoppelt. Der Verbindungs
punkt 159 ist außerdem mit einem Wortleitungswähltransistor
verbunden. In ähnlicher Weise sind mehrere andere Zeilen
entschlüssler mit anderen Wortleitungswähltransistoren ge
koppelt. Diese Transistoren verbinden die angesteuerte Wort
leitung (die Source-Anschlüsse der Zellen) während des Pro
grammierens mit Erde. Der Verbindungspunkt 159 wird über
einen Transistor 157 des Verarmungstyps an V CC angekoppelt;
das Gate dieses Transistors ist mit dem -Signal beauf
schlagt. Der Verbindungspunkt 159 liegt ferner über einen
Ladetransistor 156 des Verarmungstyps an den V DD -Potential.
Der Transistor 153 koppelt den Verbindungspunkt 159 an Erde,
entlädt ihn dadurch und verhindert eine verfrühte Ansteuerung
einer Wortleitung.
Beim Lesen (nicht Programmieren) wird der Verbindungspunkt
bzw. die Leitung 159 über den Transistor 157 an V CC gelegt,
sofern keiner der Dekodiertransistoren 154 a bis 154 f leitend
ist. Während des Programmierens ist der Transistor 157 ge
sperrt, so daß der Verbindungspunkt 159 von V CC getrennt ist.
Wenn das V DD -Potential auf 25 Volt ansteigt, wird der Ver
bindungspunkt 159 auf dieses Potential angehoben, sofern
die Dekodiertransistoren 154 a bis 154 f gesperrt sind. Der
Entschlüssler ist unter diesen Bedingungen angesteuert.
Der Transistor 156 kann einen relativ hohen Widerstand
haben, da die zum Aufladen des Verbindungspunkts 159 beim
Programmieren erforderliche Zeit unkritisch ist.
Claims (6)
1. MOS-Digitalrechner, der auf einem einzigen Siliziumsub
strat (20) aufgebaut ist, mit einem Speicher RAM mit wahlfrei
em Zugriff (14), einer mit dem RAM verbundenen zentralen Steu
er- und Recheneinheit (Zentraleinheit (16)), einem mit der
Zentraleinheit verbundenen Festwertspeicher ROM (12) zum Spei
chern von Programmbytes und einem Programmzähler (27) zur
Adressierung des ROM,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine an externe Schaltungen (22) anschaltbare Zweirich tungsdatensammelleitung (25) mit dem RAM (14), der Zentralein heit (16) und dem ROM (12) verbunden ist, daß der Programmzäh ler (27) der Zentraleinheit (16) zugeordnet, mit dem ROM (12) und der Datensammelleitung (25) verbunden und so angeordnet und ausgebildet ist, daß er bei einem Zählerstand gleich oder kleiner einem vorgegebenen Wert Adressensignale an den ROM (12) und bei einem den vorgegebenen Wert übersteigenden Zäh lerstand Adressensignale an einen externen Speicher (22) an legt, so daß die Programmspeicherkapazität des Rechners durch den vom Programmzähler (27) automatisch adressierbaren exter nen Speicher (22) erweiterbar ist, und daß eine Eingangsdetek toranordnung (19, 33, 35, 36, 45, 46, 47, 48) mit Eingangsan schlüssen (19, 36) zur Aufnahme erster und zweiter extern angelegter vorgegebener Signale zum Prüfen des Rechners und zur Erzeugung von Steuersignalen für den Programmzähler (27) und den ROM (12) vorgesehen ist, wobei die Steuersignale die Übertragung von Befehlen aus dem externen Speicher (22) zur Datensammelleitung (25) unabhängig vom Stand des Programm zählers (27) bewirken, wenn das erste vorgegebene Signal (EA = 1) an der Detektoranordnung ansteht, und bei Anlage des zwei ten vorgegebenen Signals den ROM (12) mit der Datensammellei tung (25) derart koppeln, daß das im ROM gespeicherte Programm extern prüfbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine an externe Schaltungen (22) anschaltbare Zweirich tungsdatensammelleitung (25) mit dem RAM (14), der Zentralein heit (16) und dem ROM (12) verbunden ist, daß der Programmzäh ler (27) der Zentraleinheit (16) zugeordnet, mit dem ROM (12) und der Datensammelleitung (25) verbunden und so angeordnet und ausgebildet ist, daß er bei einem Zählerstand gleich oder kleiner einem vorgegebenen Wert Adressensignale an den ROM (12) und bei einem den vorgegebenen Wert übersteigenden Zäh lerstand Adressensignale an einen externen Speicher (22) an legt, so daß die Programmspeicherkapazität des Rechners durch den vom Programmzähler (27) automatisch adressierbaren exter nen Speicher (22) erweiterbar ist, und daß eine Eingangsdetek toranordnung (19, 33, 35, 36, 45, 46, 47, 48) mit Eingangsan schlüssen (19, 36) zur Aufnahme erster und zweiter extern angelegter vorgegebener Signale zum Prüfen des Rechners und zur Erzeugung von Steuersignalen für den Programmzähler (27) und den ROM (12) vorgesehen ist, wobei die Steuersignale die Übertragung von Befehlen aus dem externen Speicher (22) zur Datensammelleitung (25) unabhängig vom Stand des Programm zählers (27) bewirken, wenn das erste vorgegebene Signal (EA = 1) an der Detektoranordnung ansteht, und bei Anlage des zwei ten vorgegebenen Signals den ROM (12) mit der Datensammellei tung (25) derart koppeln, daß das im ROM gespeicherte Programm extern prüfbar ist.
2. MOS-Digitalrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der ROM (12) als programmierbarer Festwertspeicher
(PROM) ausgebildet ist.
3. MOS-Digitalrechner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der vorgegebene Wert des Zählerstandes des
Programmzählers (27) etwa gleich der im ROM (12) maximal spei
cherbaren Anzahl von Bytes ist.
4. MOS-Digitalrechner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsdetektoranordnung
einen Spannungspegeldetektor (33) aufweist, der so
ausgebildet ist, daß er drei verschiedene Logikzustände auf
einer einzigen Leitung (19) bestimmen kann.
5. MOS-Digitalrechner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner vollständig aus n-Ka
nal-Bauelementen aufgebaut ist.
6. MOS-Digitalrechner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die n-Kanal-Bauelemente polykristalline Silizium-
Gateelektroden enthalten.
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2654278A1 DE2654278A1 (de) | 1977-07-07 |
DE2654278C2 true DE2654278C2 (de) | 1990-02-01 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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GB (1) | GB1540923A (de) |
Families Citing this family (81)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4954951A (en) * | 1970-12-28 | 1990-09-04 | Hyatt Gilbert P | System and method for increasing memory performance |
US5459846A (en) * | 1988-12-02 | 1995-10-17 | Hyatt; Gilbert P. | Computer architecture system having an imporved memory |
US5526506A (en) * | 1970-12-28 | 1996-06-11 | Hyatt; Gilbert P. | Computer system having an improved memory architecture |
FR2401459A1 (fr) | 1977-08-26 | 1979-03-23 | Cii Honeywell Bull | Support d'information portatif muni d'un microprocesseur et d'une memoire morte programmable |
US4314353A (en) * | 1978-03-09 | 1982-02-02 | Motorola Inc. | On chip ram interconnect to MPU bus |
DE2813542C3 (de) | 1978-03-29 | 1980-10-09 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren und Anordnung zur Modifizierung von Adressen für die Speicheransteuerung eines Ein-Chip-Mikrocomputers mit extern erweiterbarem Speicher |
FR2461301A1 (fr) | 1978-04-25 | 1981-01-30 | Cii Honeywell Bull | Microprocesseur autoprogrammable |
US4794558A (en) * | 1979-06-12 | 1988-12-27 | Motorola, Inc. | Microprocessor having self-programmed eprom |
US4460972A (en) * | 1979-06-22 | 1984-07-17 | International Business Machines Corporation | Single chip microcomputer selectively operable in response to instructions stored on the computer chip or in response to instructions stored external to the chip |
CA1137641A (en) * | 1979-06-22 | 1982-12-14 | Merle E. Homan | Single chip microcomputer selectively operable in response to instructions stored on the computer chip or in response to instructions stored external to the chip |
DE3176290D1 (en) * | 1980-03-19 | 1987-08-06 | Toshiba Kk | Information processing system incorporating 1-chip arithmetic control unit of very large scale integrated semiconductor element |
JPS6041364B2 (ja) * | 1980-08-29 | 1985-09-17 | 富士通株式会社 | 出力バッファ回路 |
US4587611A (en) * | 1980-09-04 | 1986-05-06 | Amdahl Corporation | Multiple module control store for use in a data processing system |
US4434461A (en) | 1980-09-15 | 1984-02-28 | Motorola, Inc. | Microprocessor with duplicate registers for processing interrupts |
US4390963A (en) * | 1980-09-15 | 1983-06-28 | Motorola, Inc. | Interface adapter architecture |
EP0232796B1 (de) * | 1980-11-24 | 1991-07-03 | Texas Instruments Incorporated | Pseudo-Mikroprogrammsteuerung in einem Mikroprozessor mit komprimiertem Steuerfestwertspeicher und mit Bandanordnung von Sammelschienen, ALU und Registern |
US4450519A (en) * | 1980-11-24 | 1984-05-22 | Texas Instruments Incorporated | Psuedo-microprogramming in microprocessor in single-chip microprocessor with alternate IR loading from internal or external program memories |
US4797808A (en) * | 1981-06-22 | 1989-01-10 | Texas Instruments Incorporated | Microcomputer with self-test of macrocode |
JPS5833739A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-28 | Toshiba Corp | バスライン駆動回路 |
US4532587A (en) * | 1981-08-26 | 1985-07-30 | Texas Instruments Incorporated | Single chip processor connected to an external memory chip |
US4450524A (en) * | 1981-09-23 | 1984-05-22 | Rca Corporation | Single chip microcomputer with external decoder and memory and internal logic for disabling the ROM and relocating the RAM |
US4635211A (en) * | 1981-10-21 | 1987-01-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Speech synthesizer integrated circuit |
JPS58105366A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-23 | Fujitsu Ltd | デバツグ機能を持つマイクロコンピユ−タ |
US4577282A (en) * | 1982-02-22 | 1986-03-18 | Texas Instruments Incorporated | Microcomputer system for digital signal processing |
DE3280476T2 (de) * | 1982-02-11 | 1997-06-12 | Texas Instruments Inc | Mikrorechnersystem für digitale Datenverarbeitung |
US4542453A (en) * | 1982-02-19 | 1985-09-17 | Texas Instruments Incorporated | Program patching in microcomputer |
US5854907A (en) * | 1982-02-22 | 1998-12-29 | Texas Instruments Incorporated | Microcomputer for digital signal processing having on-chip memory and external memory access |
US4520464A (en) * | 1982-06-01 | 1985-05-28 | Ncr Corporation | Transparent instruction word bus memory system |
JPS5920049A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-01 | Nec Corp | 演算処理装置 |
DE3380105D1 (en) * | 1982-09-29 | 1989-07-27 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
US5333282A (en) * | 1982-09-29 | 1994-07-26 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device with at least one bipolar transistor arranged to provide a direct connection between a plurality of MOSFETs |
US5243698A (en) * | 1982-11-26 | 1993-09-07 | Inmos Limited | Microcomputer |
US6414368B1 (en) | 1982-11-26 | 2002-07-02 | Stmicroelectronics Limited | Microcomputer with high density RAM on single chip |
US4724517A (en) * | 1982-11-26 | 1988-02-09 | Inmos Limited | Microcomputer with prefixing functions |
US4607332A (en) * | 1983-01-14 | 1986-08-19 | At&T Bell Laboratories | Dynamic alteration of firmware programs in Read-Only Memory based systems |
JPS59136861A (ja) * | 1983-01-27 | 1984-08-06 | Canon Inc | 電子機器 |
US4649471A (en) * | 1983-03-01 | 1987-03-10 | Thomson Components-Mostek Corporation | Address-controlled automatic bus arbitration and address modification |
US4649511A (en) * | 1983-07-25 | 1987-03-10 | General Electric Company | Dynamic memory controller for single-chip microprocessor |
US5097413A (en) * | 1983-09-20 | 1992-03-17 | Mensch Jr William D | Abort circuitry for microprocessor |
JPS6068441A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-19 | Fujitsu Ltd | ワンチツプ・マイクロ・コンピユ−タ |
DE3501569C2 (de) * | 1984-01-20 | 1996-07-18 | Canon Kk | Datenverarbeitungseinrichtung |
JPH0738187B2 (ja) * | 1984-03-23 | 1995-04-26 | 株式会社日立製作所 | Lsiに構成されたマイクロコンピュータ |
US4740889A (en) * | 1984-06-26 | 1988-04-26 | Motorola, Inc. | Cache disable for a data processor |
JPS6134619A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-18 | Mitsubishi Electric Corp | Mosトランジスタ回路 |
JPS6151695A (ja) * | 1984-08-22 | 1986-03-14 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
JPS61169941A (ja) * | 1985-01-22 | 1986-07-31 | Sony Corp | 記憶装置 |
DE3584446D1 (de) * | 1985-06-18 | 1991-11-21 | Ibm | Mikroprozessor. |
JPH0792792B2 (ja) * | 1985-08-23 | 1995-10-09 | 株式会社日立製作所 | デ−タ処理装置 |
US5497482A (en) * | 1985-08-23 | 1996-03-05 | Hitachi, Ltd. | Data processor in which external sync signal may be selectively inhibited |
US5179694A (en) * | 1985-08-23 | 1993-01-12 | Hitachi, Ltd. | Data processor in which external sync signal may be selectively inhibited |
EP0218335A3 (de) * | 1985-08-30 | 1989-03-08 | Advanced Micro Devices, Inc. | Steuerspeicher eines elektronischen Rechners |
US4752871A (en) * | 1985-09-30 | 1988-06-21 | Motorola, Inc. | Single-chip microcomputer having a program register for controlling two EEPROM arrays |
JPS6298437A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-07 | Oki Electric Ind Co Ltd | マイクロコンピユ−タ |
JPH0682405B2 (ja) * | 1986-01-14 | 1994-10-19 | カシオ計算機株式会社 | テストプログラム起動方式 |
US5021947A (en) * | 1986-03-31 | 1991-06-04 | Hughes Aircraft Company | Data-flow multiprocessor architecture with three dimensional multistage interconnection network for efficient signal and data processing |
US5349670A (en) * | 1986-07-23 | 1994-09-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Integrated circuit programmable sequencing element apparatus |
US4972317A (en) * | 1986-10-06 | 1990-11-20 | International Business Machines Corp. | Microprocessor implemented data processing system capable of emulating execution of special instructions not within the established microprocessor instruction set by switching access from a main store portion of a memory |
US4831517A (en) * | 1986-10-10 | 1989-05-16 | International Business Machines Corporation | Branch and return on address instruction and methods and apparatus for implementing same in a digital data processing system |
US5535331A (en) * | 1987-09-04 | 1996-07-09 | Texas Instruments Incorporated | Processor condition sensing circuits, systems and methods |
US5084814A (en) * | 1987-10-30 | 1992-01-28 | Motorola, Inc. | Data processor with development support features |
US5155819A (en) * | 1987-11-03 | 1992-10-13 | Lsi Logic Corporation | Flexible ASIC microcomputer permitting the modular modification of dedicated functions and macroinstructions |
US5134699A (en) * | 1988-06-24 | 1992-07-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Programmable burst data transfer apparatus and technique |
US5023831A (en) * | 1988-07-18 | 1991-06-11 | Western Digital Corporation | Intelligent disk drive having configurable controller subsystem providing drive-status information via host-computer expansion bus |
JP2628194B2 (ja) * | 1988-07-28 | 1997-07-09 | 株式会社日立製作所 | データ処理装置 |
FR2640061B1 (fr) * | 1988-12-06 | 1992-04-10 | Schlumberger Ind Sa | Dispositif de lecture/ecriture de cartes a memoire muni d'un dispositif de detection de cartes simulees |
US5307464A (en) * | 1989-12-07 | 1994-04-26 | Hitachi, Ltd. | Microprocessor and method for setting up its peripheral functions |
US5426759A (en) * | 1989-12-21 | 1995-06-20 | Microchip Technology Incorporated | On-chip/off-chip memory switching using system configuration bit |
DE69231077T2 (de) * | 1991-03-06 | 2001-02-01 | Nec Corp | Einchipmikrorechner mit Schutzfuntion für den Inhalt eines internen ROM's |
JPH04305735A (ja) * | 1991-04-02 | 1992-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロプログラム制御回路 |
JPH06195476A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-07-15 | Advanced Micro Devicds Inc | マイクロコントローラを組入れる集積回路およびそれによる電力消費を減じるための方法 |
US5426769A (en) * | 1993-08-26 | 1995-06-20 | Metalink Corp. | System and method for producing input/output expansion for single chip microcomputers |
ATE238610T1 (de) * | 1994-03-03 | 2003-05-15 | Rohm Corp | Niederspannungs-eintransistor-flash-eeprom-zell mit fowler-nordheim programmier- und löschung |
US5657444A (en) * | 1995-08-03 | 1997-08-12 | National Semiconductor Corporation | Microprocessor with secure programmable read only memory circuit |
JP3104621B2 (ja) * | 1996-07-04 | 2000-10-30 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路装置 |
JPH10116263A (ja) * | 1996-10-15 | 1998-05-06 | Nec Corp | マイクロコンピュータとそのデータ読み出し試験方法 |
US5796972A (en) * | 1997-01-14 | 1998-08-18 | Unisys Corporation | Method and apparatus for performing microcode paging during instruction execution in an instruction processor |
FR2772948B1 (fr) * | 1997-12-19 | 2000-03-10 | Sgs Thomson Microelectronics | Microcontroleur avec interface perfectionnee et procede d'utilisation |
US20040229681A1 (en) | 2003-05-12 | 2004-11-18 | Romano James P. | Apparatus and method for generating numbers |
WO2006026123A2 (en) * | 2004-08-31 | 2006-03-09 | Silicon Optix | Method and apparatus for executing instructions from an auxiliary data stream |
JP4234766B1 (ja) * | 2007-10-31 | 2009-03-04 | 株式会社東芝 | 電子機器およびその制御方法 |
US10238146B2 (en) | 2016-02-27 | 2019-03-26 | Brandon Nedelman | Hookah vaporizor machine |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3292151A (en) * | 1962-06-04 | 1966-12-13 | Ibm | Memory expansion |
US3387283A (en) * | 1966-02-07 | 1968-06-04 | Ibm | Addressing system |
US3462742A (en) * | 1966-12-21 | 1969-08-19 | Rca Corp | Computer system adapted to be constructed of large integrated circuit arrays |
US3702988A (en) * | 1970-09-14 | 1972-11-14 | Ncr Co | Digital processor |
US3800129A (en) * | 1970-12-28 | 1974-03-26 | Electronic Arrays | Mos desk calculator |
US3962683A (en) * | 1971-08-31 | 1976-06-08 | Max Brown | CPU programmable control system |
US3757308A (en) * | 1971-09-03 | 1973-09-04 | Texas Instruments Inc | Data processor |
US3748452A (en) * | 1971-11-17 | 1973-07-24 | Alan M Vorhee | Electronic cash register |
IT964669B (it) * | 1972-07-14 | 1974-01-31 | Olivetti & Co Spa | Calcolatrice elettronica da tavolo con logica a circuiti mos |
US3793631A (en) * | 1972-09-22 | 1974-02-19 | Westinghouse Electric Corp | Digital computer apparatus operative with jump instructions |
US3878514A (en) * | 1972-11-20 | 1975-04-15 | Burroughs Corp | LSI programmable processor |
US3821715A (en) * | 1973-01-22 | 1974-06-28 | Intel Corp | Memory system for a multi chip digital computer |
AU6212673A (en) * | 1973-05-16 | 1975-05-08 | Texas Instruments Inc | Expandable function electronic calculator |
US3944983A (en) * | 1973-06-11 | 1976-03-16 | Texas Instruments Incorporated | Expandable data storage for a calculator system |
US4025903A (en) * | 1973-09-10 | 1977-05-24 | Computer Automation, Inc. | Automatic modular memory address allocation system |
US3904863A (en) * | 1973-09-13 | 1975-09-09 | Texas Instruments Inc | Calculator system using instruction words as data |
US3892957A (en) * | 1973-09-24 | 1975-07-01 | Texas Instruments Inc | Digit mask logic combined with sequentially addressed memory in electronic calculator chip |
US3934229A (en) * | 1973-12-10 | 1976-01-20 | Texas Instruments Incorporated | External register memory chip in a calculator system |
DE2364254B2 (de) * | 1973-12-22 | 1976-03-18 | Schaltungsanordnung fuer datenverarbeitende geraete | |
US3943494A (en) * | 1974-06-26 | 1976-03-09 | International Business Machines Corporation | Distributed execution processor |
US3972025A (en) * | 1974-09-04 | 1976-07-27 | Burroughs Corporation | Expanded memory paging for a programmable microprocessor |
US3984813A (en) * | 1974-10-07 | 1976-10-05 | Fairchild Camera And Instrument Corporation | Microprocessor system |
US3962682A (en) * | 1974-10-30 | 1976-06-08 | Motorola, Inc. | Split low order internal address bus for microprocessor |
US3984670A (en) * | 1975-03-26 | 1976-10-05 | Fairchild Camera And Instrument Corporation | Expandable digital arithmetic logic register stack |
US4016545A (en) * | 1975-07-31 | 1977-04-05 | Harris Corporation | Plural memory controller apparatus |
-
1976
- 1976-11-10 GB GB46705/76A patent/GB1540923A/en not_active Expired
- 1976-11-29 FR FR7635899A patent/FR2334150A1/fr active Granted
- 1976-11-30 DE DE19762654278 patent/DE2654278A1/de active Granted
-
1978
- 1978-02-13 US US05/877,108 patent/US4153933A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2334150A1 (fr) | 1977-07-01 |
GB1540923A (en) | 1979-02-21 |
DE2654278A1 (de) | 1977-07-07 |
FR2334150B1 (de) | 1983-02-18 |
US4153933A (en) | 1979-05-08 |
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