DE3400673A1 - Mikrocomputer - Google Patents

Mikrocomputer

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Publication number
DE3400673A1
DE3400673A1 DE19843400673 DE3400673A DE3400673A1 DE 3400673 A1 DE3400673 A1 DE 3400673A1 DE 19843400673 DE19843400673 DE 19843400673 DE 3400673 A DE3400673 A DE 3400673A DE 3400673 A1 DE3400673 A1 DE 3400673A1
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DE
Germany
Prior art keywords
data
memory
latches
arithmetic unit
address
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843400673
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang 7141 Schwieberdingen Borst
Wolfgang 7015 Korntal Krampe
Herbert 7259 Friolzheim Lohner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19843400673 priority Critical patent/DE3400673A1/de
Publication of DE3400673A1 publication Critical patent/DE3400673A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/16Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
    • G06F13/1668Details of memory controller
    • G06F13/1678Details of memory controller using bus width

Description

  • Mikrocomputer
  • Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits allgemein bekannt, Mikroprozessorbausteine mit einer Wortbreite von 16 Bit mit Speicherbausteinen zu verknüpfen, die eine geringere Bitzahl aufweisen, beispielsweise Speicherbausteine mit 4 oder 8 Bit. Damit nunmehr die Daten vollständig abgeepeichert oder gelesen werden können, werden bei den bekannten Schaltungsanordnungen soviele Bausteine in Reihe geschaltet, so daß das vom Mikroprozessor einzulesende Datenwort aus den verschiedenen Speichern gleichzeitig entnommen werden kann. Finden beispielsweise 8-Bit-Speicher Verwendung, so bedient der eine Speicher die untere Datenbushälfte, während der andere die obere Datenbushälfte bedient. Bei den heutigen Mikroprozessorsystemen werden die Daten und die Adressen im Multiplexverfahren über einen Datenbus übertragen. Die Adressen müssen daher in sogenannten Latches zwischengespeichert werden, bis die Daten aus den beiden Datenbausteinen ausgelesen sind. Solchermaßen aufgebaute Schaltungen erfordern einen hohen Verdrahtungsaufwand und eine Vielzahl von Speicherbausteinen, selbst dann, wenn die abgespeicherten Programme nur kurz sind.
  • Die Speicherbausteine, beispielsweise PROMs oder EPROMs müssen getrennt codiert werden, so daß bei Änderungen jeweils zwei Speicherbausteine zu verändern sind, was die Kosten für ein Gerät in die Höhe treibt, insbesondere, wenn neue Masken zu erstellen sind.
  • Vorteile der Erfindung Das erfindungsgeäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nur ein Speicherbaustein verwendet werden muß.
  • Hierdurch verringert sich der Verdrahtungsaufwand. Vorteilhaft ist auch, daß bei einer Änderung von Daten oder Programmen nur ein Speicherbaustein umprogrammiert werden muß. Günstig ist es schließlich, daß sich der gesamte Schaltungsaufwand auf Latches und einige wenige zusätzliche Bauelemente konzentriert, die leicht integrierbar sind und als Option bereits im Mikroprozessor realisierbar sind. Auf diese Art und Weise ist eine gute Aufwärts- und/oder Abwärtskompatibilität zwischen Mikroprozessor und Speicherbausteinen gegeben.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Damit die Datenzugriffszeit für beide Speicherplätze gleich ist, ist es zweckmäßig, das Adresssignal so zu schalten, daß während der Speicherzugriffszeit für jeden Adressaufruf etwa die gleiche Zeit zu Verfügung steht. Dadurch wird erreicht, daß ein sicheres Übertragen der Daten gewährleistet ist. Günstig ist es auch, nur das niederwertigste Adresssignal umzuschalten. Hierdurch wird die Aufrufzeit verkürzt, und es können die vom Mikroprozessor abgegebenen Signale verwendet werden, um die Adreßsignalumschaltung zu erzielen. Die benötigten Zykluszeiten zum Umschalten sind dann besonders gering. Zur Realisierung des Verfahrens ist es besonders günstig, wenn die zuerst abgerufenen Daten in Latches zwischengespeichert werden und mit den zuletzt abgerufenen Daten gemeinsam zum Mikroprozessor geführt werden. Diese Maßnahme bedingt einen besonders geringen Schaltungsaufwand und keine zusätzliche Programmierarbeit, da die Daten am Datenbus geschlossen anliegen und nach Ablauf der Speicherzugriffzeit in die Recheneinheit übernommen werden. Die Umschaltung der niedrigstwertigen Bits erfolgt zweckmäßigerweise durch Flip-Flops, die von Steuersignalen des Mikroprozessors geschaltet sind. Dadurch wird die Realisierung besonders einfach, zusätzliche Steuersignale werden nicht benötigt.
  • Zeichnung in Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Schaltungsbeispiel nach der Erfindung und Figur 2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltung nach Figur 1.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels Figur 1 zeigt mit 1 einen Mikroprozessor, der als 16-Bit-Mikroprozessor ausgebildet ist. Solche Mikroprozessoren sind beispielsweise unter der Bezeichnung 8096 von der Firma Intel erhältlich. Dieser Mikroprozessor weist einen 16-Bit-Datenbus auf, der in der Figur in zwei Datenbusse 2 und 3 aufgespalten ist. Der Datenbus 2 führt die Leitungen 8 bis 15, der Datenbus 3 die Leitungen 0 bis 7. Über die Datenbusse 2 und 3 werden im Multiplexverfahren sowohl Daten als auch Adressen übertragen. An den Datenbus 2 ist ein Latch 5 angeschlossen, während der Datenbus 3 zu einem Latch 4 führt. Zwischen dem Datenbus 2 und 3 ist ein Latch 6 angeordnet. Der Datenbus 2 und der Datenbus 3 stehen nunmehr über die Latches 4 und 5 mit Adresseingängen eines Speichers 7 in Verbindung. Als Speicher ist beispielsweise der integrierte Schaltkreis 27256 der Firma Intel zu verwenden. Von dem Speicher 7 führen Datenleitungen DO bis D7 sowohl zum Datenbus 3 als auch zum Latch 6. Vom Mikroprozessor 1 führen Schaltleitungen zu einem aus den Flip-Flops 8 und 9 bestehenden Schaltnetzwerk, durch das das niedrigste Bit AO des Adresseingangs eines Speichers 7 umschaltbar ist. Im einzelnen steht die Leitung CLK mit dem Takteingang des D-Flip-Flops 8 in Verbindung und über einen Inverter 11 mit dem Takteingang des D-Flip-Flops 9. Die Leitung RD ist mit einem Eingang OE des Speichergliedes 7 verbunden und führt andererseits zu einem Eingang eines ODER-Gliedes 10.
  • Die Leitung ALE führt über einen Inverter 12 zum Rücksetzeingang des Flip-Flops 9. Der Ausgang Q des Flip-Flops 9 führt sowohl zu einem weiteren Eingang des ODER-Gliedes 10 als auch zu einem Rücksetzeingang des Flip-Flops 8.
  • Der Ausgang des ODER-Gliedes führt zum Readyeingang des Mikroprozessors 1. Die Enableeingänge der Latches 5 und 4 sind mit der Leitung ALE verbunden, während der Enableeingang des Latch 6 mit der Adresseingang AO verbunden ist.
  • Die Beschreibung der Funktionsweise des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 ist auf das konkrete Beispiel des Mikroprozessors 8096 von Intel abgestellt. Die Funktionsweise der Taktsignale CLK (Clock), RD (Read), ALE (Adress-Latch-Enable) und Ready sind durch den speziellen Mikroprozessortyp festgelegt. Jedoch beschränkt sich die Schaltungsanordnung nicht auf diesen Mikroprozessortyp. Durch eine andere logische Verknüpfung der Flip-Flops 8 und 9 ist es möglich, das Schaltnetz an jeden beliebigen Mikroprozessor anzupassen. Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung sei anhand des Diagramms nach Figur 2 naher erläutert. Soll vom Speicherglied 7 ein Datenwort in den Mikroprozessor 1 gelesen werden, so geschieht dies im Rahmen eines Speicherzugriffs während einer Speicherzugriffszeit. Diese Speicherzugriffs zeit ist in Figur 2 durch strichlierte Linien gekennzeichnet. Mit der negativen Flanke eines Taktimpulses CLK, der vom Mikroprozessor abgegeben wird, wird auf den Bus 2 und 3 ein 16-Bit-Wort ausgegeben, das die Adresse für die Speichereinheit 7 darstellt. Diese Adresse wird in Latches 4 und 5 gespeichert, da zu diesem Zeitpunkt das Signal ALE eine logische 1 hat. Das Signal RD hat eine logische 1, so daß gekennzeichnet ist, daß zu diesem Zeitpunkt keine Daten lesbar sind. Mit Beginn des nächsten Taktimpulses müssen die Adressen in den Latches 4 und 5 abgelegt sein und am Speicherglied 7 anstehen, denn mit Beginn des nächsten Taktes wird auf Lesen umgeschaltet, was sich dadurch bemerkbar macht, daß das Signal RD vom Mikroprozessor auf 0 gesetzt wird. Über die Datenleitung DO bis D7 werden nunmehr die 8 Bit des ersten Speicherplatzes des Speichergliedes 7 ausgelesen und in das Latch 6 eingeschrieben. Dies geschieht deshalb, da zu diesem Zeitpunkt das niedrigstwertige Byte der Adresse, AO, eine logische 1 aufweist.
  • Die Flip-Flops 8 und 9 sind mit den Invertern 11 und 12 und den ODER-Gliedern so geschaltet, daß nach Ablauf von in etwa der Hälfte der Speicherzugriffszeit das niedrigstwertige Bit AO umgeschaltet wird. Durch die logische 0 von AO wird nunmehr das Latch 6 gesperrt, so daß es keine weiteren Daten aufnehmen kann. Weiterhin wird dadurch eine andere Adresse im Speicher 7 aufgerufen, so daß deren Daten am Datenbus DO bis D7 zur Verfügung stehen. Nach diesem Vorgang liegen daher am Datenbus 2 die im Latch 6 eingespeicherten Daten an, während am Datenbus 3 die am Speicherausgang anliegenden Daten zu Verfügung stehen. Zum Ende der Speicherzugriffszeit werden durch den Mikroprozessor 1 die an den Datenbusleitungen 2 und 3 anstehenden Daten als 16-Bit-Wort übernommen und weiter verarbeitet. Durch die in Figur 1 gezeigte Einrichtung ist es daher möglich, durch den Aufruf zweier benachbarter Adressen im Speicherglied 7 aus einem 8-Bit-Speicher eine 16-Bit-Information zu holen und dem Mikroprozessor 1 zur Verfügung zu stellen. Als Zykluszeit wird hierbei eine Zeit von 3 Zyklen benötigt, wie dies der Figur 2 zu entnehmen ist. Das Signal Ready dient im wesentlichen dazu, die vorgegebene Zykluszeit von 2 Zyklen für die Speicherzugriffszeit um einen Zyklus zu verlängern, um für die notwendigen Operationen die nötige Zeit zur Verfügung zu haben. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß das gleiche Verfahren mit einem allerdings etwas höheren Aufwand auch für andere Konfigurationen einsetzbar ist.
  • So sind beispielsweise 32-Bit-Mikroprozessoren ebenfalls mit 8-Bit-Speichern zu verknüpfen, wobei jedoch dann drei Latches zur Zwischenspeicherung verwendet werden müssen und zwei Adressbits zu ändern sind, um die nötigen 4 Zugriffe zum Speicher zu bewerkstelligen. Die aufgezeigte Schaltung ist ohne weiteres dann zu übernehmen, wenn ein 32-Bit-Mikroprozessor mit 16-Bit-Speichern betrieben werden soll.
  • Durch die gezeigte Schaltungsanordnung ist es möglich, mittels eines einzigen Speicherbausteins eine Recheneinheit zu betreiben, obwohl die Recheneinheit eine größere Bitbreite aufweist. Dadurch ist es möglich, sich die schnelle Datenverarbeitung der höher integrierten Mikroprozessoren zunutze zu machen, ohne dabei bei den Speicherbausteinen einen größeren Aufwand betreiben zu müssen. Dadurch wird nicht nur der Verdrahtungsaufwand auf der Leiterplatte verringert, sondern auch bei der Programmierung ergeben sich Vereinfachungen und Erleichterungen, da ein Ändern von Daten und Programmen nur auf einem Speicherbaustein ausgeführt werden muß.

Claims (6)

  1. Ansprüche Verfahren zum Abruf von Daten für eine Recheneinheit aus Speichern, die eine geringere Bitbreite als die Recheneinheit aufweisen, mittels Latches, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufruf der Adresse zumindest zwei Datenworte übertragen werden, von denen die ersten zwischengespeichert sind, und daß die Datenworte nach dem Auslesen aller Daten der Recheneinheit parallel zur Verfügung stehen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adreßsignal während der Speicherzugriffszeit so umgeschaltet wird, daß für jeden einzelnen Datenaufruf in etwa die gleiche Zeit zur Verfügung steht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur das niederwertigste Adreßsignal umgeschaltet wird h.
  4. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Recheneinheit und mit Speichern, die eine geringere Bitbreite als die Recheneinheit aufweisen, und mit Latches in der Datenleitung, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein weiteres Latch (6) vorgesehen ist, in das die ersten Daten zwischengespeichert sind, und daß die letzten Daten über einen Teil des Datenbusses direkt und die übrigen Daten aus den Latches (6) über den restlichen Teil des Datenbusses zu der Recheneinheit (1) gegeben sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltsignale für die Adressen aus Signalen der Recheneinheit gebildet sind, so daß jedes Adresssignal etwa zu gleichen Teilen am Speicher (7) 7 anliegt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Flip-Flops(8,9) dasniedrigstwertige Bit des Adreßsignals geschaltet ist.
DE19843400673 1984-01-11 1984-01-11 Mikrocomputer Withdrawn DE3400673A1 (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2921419A1 (de) * 1978-05-30 1979-12-13 Intel Corp Schaltungsanordnung und verfahren zur uebertragung digitaler information zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten sammelleitung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2921419A1 (de) * 1978-05-30 1979-12-13 Intel Corp Schaltungsanordnung und verfahren zur uebertragung digitaler information zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten sammelleitung

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