DE3811148A1

DE3811148A1 - Datenverarbeitungsgeraet mit einer speichersteuerfunktion

Info

Publication number: DE3811148A1
Application number: DE3811148A
Authority: DE
Inventors: Shigenori Tokumitsu
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1988-10-20
Anticipated expiration: 2008-04-01
Also published as: GB8806742D0; GB2203318A; US5093902A; JPS63243989A; GB2203318B; KR880011672A; KR910002749B1; DE3811148C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Datenverarbeitungsgerät mit ei ner Speichersteuerfunktion auf der Grundlage der Erfassung des Zustands (state) einer Zentraleinheit (CPU), insbeson dere bei einem System mit einem Bildspeicher, wie dem End gerät bzw. Terminal eines Videotext-Systems oder eines Teletextempfängers, zur wirksamen und wirtschaftlichen Steue rung des Datenaustausches zwischen einer Zentraleinheit und dem Bildspeicher.

In einem System, wie einem Endgerät eines Videotext- bzw. Bildschirmtext-Systems oder eines Teletext-Empfängers, bei dem übertragene Bilddaten auf einer Monitor-Kathodenstrahl röhre dargestellt werden, ist bekanntlich ein Bildspeicher zum Speichern der Bilddaten über eine Zentraleinheit erfor derlich. Dabei können die folgenden drei Techniken oder Methoden als Zugriffsart für die Zentraleinheit für einen Zugriff zu den Bilddaten aus dem Bildspeicher angewandt werden:

1. Die Zentraleinheit diskriminiert eine Wiedergabe- oder Anzeigeperiode - d. h. eine Periode, in welcher Bildda ten auf der Kathodenstrahlröhre (dem Bildschirm) wieder gegeben werden - von einer wiedergabefreien Periode und greift Daten aus dem Bildspeicher nur während der wie dergabefreien Periode (Nicht-Wiedergabeperiode) aus dem Bildspeicher heraus.
2. Eine Wiedergabesteuereinheit (z. B. ein Wiedergabesteuer- IC) steuert alle Operationen des Bildspeichers. Wenn die Zentraleinheit einen Zugriff zu den Daten im Bild speicher herstellt, überträgt sie die Adresse der ange forderten Daten und die Daten selbst zur Wiedergabesteuer einheit in einem Anschluß- oder Weg-Übertragungssystem (port transfer system) (z. B. einem Register). Wenn die Wiedergabesteuereinheit die Datenübertragung von der Zentraleinheit feststellt, überträgt sie die Daten zum Bildspeicher unter Heranziehung einer Zugriffsperiode, die in der Wiedergabeperiode durch einen Arbeits-Random speicher oder -RAM zugewiesen ist.
3. Eine Leseperiode, während welcher im Bildspeicher ent haltene Daten für Wiedergabe auf der Kathodenstrahlröhre ausgelesen werden, und eine Zugriffsperiode, während welcher die Zentraleinheit Daten aus dem Bildspeicher herausgreift (accesses), werden auf einer Zeitteilbasis vorgesehen. Wenn die Zentraleinheit in der Leseperiode Daten aus dem Bildspeicher für Wiedergabe herausgreift, wird mit einem geeigneten Zeittakt ein Wartesignal zur Zentraleinheit ausgegeben, um damit den Zugriff der Zen traleinheit bis zu einer möglichen maximalen Zugriffs periode zu verzögern.

Nach der oben zuerst genannten Methode kann die Zentral einheit Daten aus dem Bildspeicher nur in der wiedergabe freien Periode herausgreifen, was zu einer sehr mangelhaf ten Datenübertragungsleistung führt. Da nach der zweitge nannten Methode Daten auch während der wiedergabefreien Periode mittels Zyklusraubs übertragen werden können, ist die Datenübertragungsleistung vergleichsweise gut. Falls jedoch eine Unterbrechung o. dgl. auftritt, während die Zen traleinheit Daten zum Bildspeicher überträgt, kann eine Übertragungsadresse für die Bilddaten in unerwünschter Wei se geändert werden, weil der (die) Datenaustausch oder -übertragung nach dem Weg-Übertragungssystem erfolgt. Um dies zu vermeiden, muß das Übertragungsadreß-Management bei der durch den Arbeits-RAM durchgeführten Unterbrechungs verarbeitung o. dgl. kompliziert oder komplex sein. Dabei müssen zusätzliche Speicheradreßbereiche vorgesehen wer den, und die Software wird überlastet oder überladen, mit dem Ergebnis, daß sich die Datenübertragungsleistung ver schlechtert. Da bei der unter 3. beschriebenen Methode die Zentraleinheit selbst Daten zum Bildspeicher überträgt, kann das Übertragungsadreß-Management bei der Unterbrechungs verarbeitung o. dgl. einfach durchgeführt werden. Da die Zeitspanne, welche die Zentraleinheit für einen Datenzu griff zum Bildspeicher benötigt, im allgemeinen länger ist als die Zeitspanne, welche die Wiedergabesteuereinheit für das Auslesen von Daten aus dem Bildspeicher benötigt, ist ein ausreichender Zeitspielraum zum Erzeugen des Wartesi gnals zu (mit) einem zweckmäßigen Zeitpunkt bzw. Zeittakt (timing) erforderlich. Wenn daher die unter 3. genannte Methode, die viel Zeit für eine Zugriffsoperation erfor dert, für ein System, wie das Videotext-System (VIDEOTEX system) oder den Tele- bzw. Bildschirmtextempfänger, bei dem eine große Datenmenge für Wiedergabe ausgelesen und gleichzeitig in den Bildspeicher eingelesen wird, übernom men wird, verschlechtert sich die Datenübertragungsleistung.

Kurz gesagt: Bei einer Möglichkeit, nach der die Zentral einheit einen Datenzugriff zum Bildspeicher herstellen kann, wird bei der unter 1. genannten Methode oder Tech nik die Übertragungsleistung verschlechtert, während die unter 2. beschriebene Methode oder Technik zusätzliche Speicheradreßbereiche oder -plätze erfordert und die Über ladung der Software vergrößert. Zudem verschlechtert sich bei der unter 3. erwähnten Methode die Datenübertragungs leistung, wenn diese Methode für das Videotextsystem o. dgl. übernommen wird, bei dem eine große Datenmenge mit hoher Geschwindigkeit ausgelesen und eingeschrieben (eingelesen) wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines ver besserten Datenverarbeitungsgeräts mit einer Speichersteuer funktion auf der Grundlage einer Zentraleinheit-Zustands detektion, bei dem die Speichersteuerung ohne einen zusätz lichen Speicherbereich, ohne Vergrößerung der Überladung (burden) der Software und mit hoher Datenübertragungs leistung auch bei einem System, wie dem Videotextsystem (VIDEOTEX system), bei dem eine große Datenmenge mit hoher Geschwindigkeit ausgelesen und eingeschrieben wird, durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Datenverarbeitungsgerät, um fassend eine Speichereinheit mit einer Adreßklemme und einer Datenklemme zum Einschreiben/Auslesen von zu verarbeitenden Daten, von denen (bestimmte) Daten in einer vorbestimmten Periode auftreten, eine Zentraleinheit mit einem Datenanschluß (port) und einem Adreßanschluß zum voneinander unabhängi gen Übertragen und Empfangen der in den Bildspeicher ein zuschreibenden bzw. aus ihm auszulesenden Daten sowie einer Adresse für die Daten, einem Warteanschluß zum Abnehmen eines Wartesignals für die Anweisung einer Warteoperation des Auslesens/Einschreibens der Daten und einem Taktanschluß zum Abnehmen eines Bezugstakts mit mehreren Zuständen, ein schließlich Perioden entsprechend der Periode der Daten sowie einer Zugriffsperiode für eine Einschreib- oder Aus leseoperation an den Daten, wobei der Bezugstakt zum Betätigen oder Ansteuern der Zentraleinheit benutzt wird, sowie mit einem vorbestimmten Steueranschluß zum Ausgeben eines vor bestimmten Steuersignals nach Maßgabe einer Operation der Zentraleinheit, die ihrerseits ausgelegt ist für Betrieb nach Maßgabe eines Programms zum Verarbeiten der Daten in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Periode und dem Warte signal, und eine erste Steuereinheit mit Datenabrufeinheit und Adreßabrufeinheit, die zwischen Daten- und Adreßanschluß der Zentraleinheit sowie Daten- bzw. Adreßklemmen der Spei chereinheit geschaltet sind, wobei die Datenabrufeinheit und die Adreßabrufeinheit an den vorbestimmten Steueranschluß der Zentraleinheit angeschlossen sind, erfindungsgemäß ge löst durch eine zweite Steuereinheit mit einer Zeittakt signalerzeugungseinheit zum Erzeugen des an den Steueran schluß der Zentraleinheit angelegten und eine Operation der Zentraleinheit definierenden Bezugstakts sowie eines vor bestimmten Bezugsimpulses zur Darstellung einer Beziehung zwischen dem Bezugstakt und der Zugriffsperiode, mit einer Betriebszustanddetektoreinheit zum Abnehmen des Bezugsimpulses von der Zeittaktsignalerzeugungseinheit und des vorbestimm ten Steuersignals vom Steueranschluß der Zentraleinheit zwecks Erfassung (Detektion) eines Betriebszustands der Zentraleinheit in bezug auf die Zugriffsperiode des Bezugs takts, und mit einer Wartesignalerzeugungseinheit zum Erzeugen eines vorbestimmten Wartesignals entsprechend dem Zustand der Zentraleinheit und zum Liefern des vorbestimmten Warte signals zum Warteanschluß der Zentraleinheit in Überein stimmung mit einem Detektionsergebnis von der Betriebszu standdetektoreinheit.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin dung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeich nung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Datenverar beitungsgeräts,

Fig. 2A und 2B Adreßkarten oder -pläne zur Erläuterung der Arbeitsweise des Geräts nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Datenverarbeitungsgeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen Adreßplan zur Erläuterung der Arbeitsweise des Geräts nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Daten verarbeitungsgeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 6A bis 6M, 8A bis 8H, 11A bis 11M und 12A bis 12K Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der jeweiligen Arbeitsweise der betreffenden Teile bei der Aus führungsform nach Fig. 5 und

Fig. 7, 9, 10 und 13 detaillierte Schaltbilder der betref fenden Teile bei der Ausführungsform nach Fig. 5.

Im folgenden ist zunächst das der Erfindung zugrundeliegen de Prinzip erläutert. Die Erfindung zielt insbesondere auf die Verbesserung der oben unter 2. beschriebenen Methode oder Technik (Methode (2)) ab.

Gemäß der USA-Patentanmeldung 5 49 442 (vom 7. 11. 1983) wen det diese Methode (2) ein Weg-Übertragungssystem (port transfer system) als (für) Datenübertragung oder -austausch zwischen einer Zentraleinheit (CPU) und einem Speicher an.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein herkömmliches Zei chendatenverarbeitungsgerät zur Durchführung der Speicher steuerung (memory control) unter Anwendung des Weg-Über tragungssystems. Um beim Gerät nach Fig. 1 Daten in einen Bildspeicher 8 einzuschreiben, überträgt eine Zentralein heit (CPU) 7 (nach dem Weg-Übertragungssystem) alle Adres sen, zu denen ein Zugriff hergestellt werden soll, und alle Daten zu einem (X, Y)-Adreßregister 4 und einem Ein schreib- oder Einleseregister 5 in einer Wiedergabesteuer einheit 3 nur über einen Datenbus (D-Bus). In Fig. 1 sind mit 2 a ein Programm-Festwertspeicher oder -ROM der Zentral einheit 7 und mit 2 b ein Arbeits-Randomspeicher oder -RAM zum Ausführen von Arbeiten, einschließlich Übertragungs adreß-Management bei einer Unterbrechungsverarbeitung o. dgl., bezeichnet. Die Zentraleinheit 7 liefert ein Chip- Freigabesignal von einem nicht dargestellten Adreßdecodie rer zum Arbeits-RAM 2 b, und sie liefert eine Adreßdaten einheit über einen Adreß-Bus (A-Bus) zum Arbeits-RAM 2 b. Die Steuereinheit 3 umfaßt einen Wiedergabeadreßgenerator 16, einen Schalter 17 und einen RGB-Decodierer 1 zwischen ihren Registern und dem Bildspeicher 8. Der Decodierer 1 ist mit einer externen Monitor-Kathodenstrahlröhre (CRT) 6 ver bunden. Es ist zu beachten, daß Fig. 1 hauptsächlich eine Dateneinlesesequenz veranschaulicht, während eine Daten auslesesequenz dabei weggelassen (nicht dargestellt) ist.

Die Fig. 2A und 2B sind Adreßpläne (address maps) beim be schriebenen herkömmlichen Gerät zur Darstellung eines Speicheradreßbereichs (Fig. 2A) und eines Ein/Ausgabe- Adreßbereichs (Fig. 2B). Im Speicheradreßbereich (Fig. 2A) bei einem System dieser Art ist normalerweise dem ROM 2 a und dem Arbeits-RAM 2 b jeweils ein Bereich von 32 Kbyte zugewiesen (given). Der Bildspeicher ist in einem anderen Speicherbereich (oder -platz) über den Speicheradreßraum angeordnet. Der Bildspeicher ist (braucht) somit nicht in einem Adreßplan an oder bei der Zentraleinheit 7 angeord net (zu sein). Dies ist deshalb der Fall, weil bei diesem herkömmlichen Gerät die Datenübertragung nach dem Weg-Über tragungssystem erfolgt. Demzufolge ist ein Speicher von 64 Kbyte für Mehrzweck- oder Universalverwendung vollstän dig vom ROM 2 a und vom Arbeits-RAM 2 b belegt. Zusätzlich muß ein Speicherbereich für den Bildspeicher 8 vorgesehen sein.

Zur Ausführung einer (eines) Arbeitsroutine(programms) mit Übertragungsadreß-Management, ausgeführt in der Unterbre chungsverarbeitung durch den Arbeits-RAM 2 b, müssen somit zusätzliche Adreßbereiche vorgesehen sein, wobei die Soft ware überlastet oder überladen ist.

Mit der nachstehend zunächst allgemein beschriebenen Erfin dung werden nun die vorstehend geschilderten Mängel beim herkömmlichen Gerät ausgeschaltet. Gemäß Fig. 3 umfaßt das erfindungsgemäße Gerät neben den in Fig. 3 dargestellten Teilen oder Einheiten eine Wartesteuereinheit 3 b aus einem Zeittaktsignalgenerator 10 zum Erzeugen und Liefern eines Systemtakts zur Zentraleinheit 7, einen Zustandsdetektor 12 zum Erfassen eines augenblicklichen Zustands der Zentral einheit 7 nach Maßgabe eines Steuersignals (z. B. eines RD-, WR- oder MREQ-Signals) von der Zentraleinheit 7 sowie einen Wartesignalgenerator 11 zum Erzeugen eines optimalen Warte signals. Beim Gerät gemäß Fig. 3 wird das Weg-Übertragungs system nicht angewandt. Die Zentraleinheit 7 überträgt da her Daten unabhängig bzw. getrennt zum Adreßregister 4 und zu einem Einschreibdatenregister 5 in der Wiedergabesteuer einheit 3 a über einen Adreß-Bus (A-Bus) bzw. einen Daten-Bus (D-Bus). Darüber hinaus erzeugt die Wartesteuereinheit 3 b bei Datenübertragung oder -austausch ein optimales Warte signal. Erfindungsgemäß braucht daher ein eine große Kapa zität besitzender Arbeits-RAM von 32 Kbyte nicht vorgesehen zu sein, um das Übertragungsadreß-Management bei der Unter brechungsverarbeitung durchzuführen.

Bei der beschriebenen Anordnung erzeugt der Generator 10 Taktsignale für die Zentraleinheit 7, und er kann einen Zustand jedes Taktsignals prüfen. Der Generator 10 kann somit eine Beziehung zwischen der Zugriffsperiode, in wel cher die Zentraleinheit 7 einen Zugriff zum Bildspeicher 8 herstellen kann, und den Takten oder Taktsignalen der Zentraleinheit 7 prüfen. Zusätzlich kann der Zustandsdetek tor 12 den Zustand der Zentraleinheit 7 prüfen, d. h. der Zustand (state) der Zentraleinheit 7 kann in einer durch die Speichersteuereinheit erzeugten oder vorgegebenen Zu griffsperiode der (für die) Zentraleinheit 7 erfaßt werden. Wenn somit die Zentraleinheit 7 einen Zugriff zum Bildspei cher 8 herstellt, kann der Wartesignal-Generator 11 ein optimales Wartesignal zur Zentraleinheit 7 liefern. Infolge dessen kann auch beim Videotext-System o. dgl., bei dem eine große Datenmenge aus dem Bildspeicher 8 ausgelesen und in diesen eingelesen wird, die Datenübertragung wirksam und wirt schaftlich innerhalb einer kurzen Zugriffsperiode ausgeführt werden, ohne daß ein zusätzlicher Speicheradreßbereich vor gesehen oder die Software vergrößert wird, wie dies beim herkömmlichen Weg-Übertragungssystem der Fall ist.

Fig. 4 veranschaulicht Speicheradreßbereiche als einen Adreß- oder Adressenplan beim Gerät gemäß Fig. 3, wenn die ses auf das Videotext-System (VIDEOTEX system) angewandt ist. Bei Verwendung eines Speichers von 64 Kbyte werden die einer oberen Hälfte 0000H bis 8000H entsprechenden 32 Kbyte dem Festwertspeicher bzw. ROM 2 a und die restlichen 32 Kbyte, entsprechend einer unteren Hälfte 8000H bis 0FFFFH, dem Bildspeicher 8 für zwei Bildfelder, d. h. ein Codebild feld und ein Musterbildfeld, zugewiesen. Dies ist deshalb der Fall, weil die Datenübertragung nicht nach dem Weg- Übertragungssystem erfolgt, sondern ein Bildspeicherbereich unmittelbar auf dem Adreßbereich der Zentraleinheit gebil det oder hergestellt werden kann. Da im Bildspeicherbereich zumindest ein Leerbereich von 4 Kbyte gebildet ist, kann dieser Leerbereich für einen beliebigen anderen Randomspei cher benutzt werden. Unter der Voraussetzung, daß ein Wie dergabebereich 256 Punkte × 256 Linien bzw. Zeilen umfaßt, ist damit in jedem Bildfeldbereich eine Farbeinheit (color ing unit) ein Einheitsblock von 4 × 4, jede FG- und BG- Einheit für Farbe umfaßt 4 Bits, und ein Datenattribut (DA) umfaßt 4 Bits. Wenn in diesem Fall ein Punktmuster (DP) 8 Kbyte beträgt, und FG 2 Kbyte, BG 2 Kbyte und Datenüber lagerung (data flashing) (DA) 2 Kbyte betragen, sind nur 14 Kbyte für jeden Bildfeldbereich erforderlich, d. h. es werden insgesamt nur 28 Kbyte benötigt. Da jedoch tatsäch lich ein effektiver Wiedergabebereich nur 248 Punkte × 204 Zeilen zu umfassen braucht, ist ein Leerbereich größer. Es ist zu beachten, daß in Fig. 3 nur eine Dateneinschreib sequenz dargestellt ist, während eine Datenauslesesequenz zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen ist. Die Da tenauslesesequenz wird jedoch in Verbindung mit der zu be schreibenden Ausführungsform erläutert werden und ist für den Fachmann anhand des Dateneinschreibsystems ohne weite res verständlich.

Im folgenden ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsgeräts anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.

Fig. 5 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Zentraleinheit (CPU) 7 zur Herstellung eines Zugriffs zum Bildspeicher 8 für die Durchführung einer Datenlese/Einschreibeoperation vorgesehen ist. Ein Takt CCK für die Zentraleinheit 7 wird durch einen Zeittaktsignal generator 10 auf der Basis eines von einem Taktgenerator 9 erzeugten Systemtakts SCK erzeugt. Ein Wartesignalgenera tor 11 dient zum Prüfen eines Zustands der Zentraleinheit 7 und zum Erzeugen eines optimalen Wartesignals WAIT auf der Grundlage eines von der Zentraleinheit 7, wenn diese einen Zugriff zum Bildspeicher 8 herstellt, ausgegebenen oder gelieferten Steuersignals. Einschreib- und Lesedetek toren 12 bzw. 13 dienen zur Feststellung oder Erfassung, daß die Zentraleinheit 7 die Einschreib- bzw. Ausleseopera tionen durchführt. Ein Adreßverriegelungskreis 15 verrie gelt die von der Zentraleinheit 7 über einen CPU-Adreßbus ausgegebenen Adressen A 0 bis A 15 mittels eines Ausgangs signals von einem NOR-Glied 14. Diese Zugriffsadressen werden durch einen Adreßschalter 17 auf von einem Wider gabeadreßgenerator 16 gelieferte Wiedergabeadressen umge schaltet und über einen Speicheradreßbus zum Bildspeicher 8 geliefert. Ein Einschreibdatenverriegelungskreis 18 dient zum Verriegeln (latching) der von der Zentraleinheit 7 über einen CPU-Datenbus ausgegebenen Einschreibdaten. Wenn ein Puffer 19 aktiviert oder freigegeben ist, werden die verriegelten Einschreibdaten über einen Speicherdatenbus zum Bildspeicher 8 geliefert. Ein Lesedatenverriegelungskreis dient zum Verriegeln der über den Speicherdatenbus aus dem Bildspeicher 8 ausgelesenen Daten. Wenn ein Puffer 21 akti viert oder freigegeben ist, werden verriegelte Lesedaten durch die Zentraleinheit 7 über den CPU-Datenbus ausgele sen.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend beschrie benen Ausführungsform erläutert. Die Fig. 6A bis 6M sind Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des Generators 10 gemäß Fig. 5. Die gestrichelten Linien in den Fig. 6K und 6L geben dabei Zeitpunkte oder Zeittakte (timings) an, zu bzw. mit denen die Einschreibdaten von der Zentraleinheit 7 tatsächlich eingeschrieben werden.

Bei dieser Ausführungsform wird ein Takt 4 fsc (= 14,32 MHz), der das 4fache der Farbhilfsträgerfrequenz fsc be trägt, ein Systemtakt SCK (Fig. 6A). Wie aus den Fig. 6A bis 6M hervorgeht, entspricht eine 8 Takte CCK umfassende Periode (entsprechend einer 8-Punkte-Periode der Wieder gabedaten) von ⁸/₅ fsc (Fig. 6B) der 20 Takte umfassen den Periode des Takts SCK von 4 fsc. Wie in Entsprechung zu einer Adreßperiode gemäß Fig. 6C dargestellt ist, ent spricht unter der Voraussetzung, daß eine 2 Takte umfassen de Periode (≒= 140 ns) des Takts SCK eine Basis- oder Grund einheit ist, die 8 Punkte umfassende Periode der Wieder gabedaten 10 Grundeinheiten. Da beim Videotext-System jedes der Code- und Musterbildfelder durch Daten von 4 Arten oder Typen gebildet ist (d. h. FG-Farbe, BG-Farbe, Überlagerung (flashing) (DA) und Punktmuster (DP)), müssen in der Periode von 8 Punkten dabei 8 Punktdaten von 8 Arten ausgelesen werden. Aus diesem Grund werden periodisch zwei zusätzliche Grundeinheiten erzeugt. Diese beiden, periodisch erzeugten zusätzlichen Grundeinheiten sind nachstehend als Zugriffs periode ACC beschrieben, in welcher die Zentraleinheit 7 einen Zugriff zum Bildspeicher 8 herstellen kann.

Zum Erzeugen verschiedener, noch zu beschreibender Signale zusätzlich zum Takt SCK ist der Generator 10 gemäß Fig. 7 aus zwei 10-Bit-Schieberegistern 30 und 31 gebildet. Ein NOR-Glied 32 initialisiert das Register 30. Vom Generator 10 erzeugte Signale WLP 1 bis WLP 4 (Fig. 6D bis 6G) werden dem noch näher zu beschreibenden Wartesignalgenerator 11 zugeführt und als Bezugsverriegelungsimpulse zum Prüfen eines Zustands der Zentraleinheit 7 benutzt. Ein Signal SF 9 (Fig. 6H) repräsentiert einen Startzeittakt der Periode ACC. Ein Signal SF 10 (Fig. 6I) dient als Verriegelungsimpuls zum Verriegeln der aus dem Bildspeicher 8 zum Verriegelungs kreis 20 ausgelesenen Daten. Ein Signal SW 5 (Fig. 6J) ist ein Umschalt- oder Schaltimpuls für den Umschalter 17 zum Wählen der Zentraleinheit 7 in der Periode ACC. Ein Signal WOE (Fig. 6K) ist ein Einschreibausgabe-Freigabesignal zum Öffnen des Puffers 19 in der Periode ACC, wenn sich die Zentraleinheit 7 in einem Einschreiboperationsmodus befin det. Signale AGR 2 und AGR 1 (Fig. 6L und 6M) werden dem noch näher zu beschreibenden Detektor 12 zugeführt und zur Fest stellung oder Bestimmung, daß sich die Zentraleinheit im Einschreiboperationsmodus befindet, benutzt.

Im folgenden ist eine beim Einschreiben von Daten durch die Zentraleinheit 7 in den Bildspeicher 8 durchgeführte Operation erläutert. Die Fig. 8A bis 8H sind Zeitsteuerdia gramme zur Erläuterung dieser Operation der Zentraleinheit 7.

1. Einschreibeadressen A 0 bis A 15 von der Zentraleinheit 7 werden durch den Verriegelungskreis 15 über den CPU- Adreßbus unter Verwendung eines Signals (Fig. 8C) von der Zentraleinheit 7 als Verriegelungsimpuls verrie gelt. In diesem Fall werden die Adressen verriegelt, wenn das Signal von der Zentraleinheit 7 auf den (niedrigen) Pegel "L" übergeht, und zwar über das NOR- Glied 14. Das an die andere Eingangsklemme des NOR-Glieds 14 vom Detektor 13 her angelegte Signal WACC 1 besitzt normalerweise den Pegel "L".
2. Wenn ein Signal (Fig. 8G) von der Zentraleinheit 7 ansteigt, werden von der Zentraleinheit 7 über den CPU- Datenbus ausgegebene Einschreibdaten im Verriegelungs kreis 18 gespeichert.
3. Wenn die Zentraleinheit 7 diese Einschreiboperation durch führt, erfaßt der Detektor 12 diese Operation unter Aus gabe von Signalen WACC 1 und WACC 2.

Die in Fig. 9 dargestellte Anordnung des Detektors 12 ist nachstehend im einzelnen erläutert. Bei dieser Ausführungs form wird die untere Hälfte 8000H bis 0FFFFH von 64 Kbytes (16 Zeilen von A 0 bis A 15) als Bereich für den oben beschrie benen Bildspeicher 8 benutzt. Wenn daher das durch den Ver riegelungskreis 15 verriegelte Signal A 15′ den (hohen) Pe gel "H" besitzt und der Bildspeicher 8 der Einschreibopera tion unterworfen ist, geht ein Q-Ausgangssignal (Signal WACC 1) eines D-Flipflops 51 auf den Pegel "H" über. Dieses Signal des Pegels "H" wird zu einem D-Flipflop 52 durch ein Signal SF 9 verriegelt, welches den Beginn der Periode ACC repräsentiert, und das Signal WACC 2 geht auf den Pegel "H" über. Das Signal WACC 1 wird auf den Pegel "L" durch das Signal AGR 2 zurückgeführt, das ausgegeben wird, wenn das Signal WACC 2 auf den Pegel "H" übergeht (d. h. der Bild speicher 8 unterliegt der Einschreiboperation). Das Signal WACC 2 wird durch das Signal AGR 1 auf den Pegel "L" zurück geführt, nachdem das Signal WACC 1 auf den Pegel "L" über geht. Einschreibadresse und -daten werden dem Bildspeicher 8 vom Schalter 17 und vom Puffer 19 während der Periode ACC zugeliefert, um damit die Daten einzuschreiben.

Da das Signal WACC 1 den Pegel "H" annimmt, wenn die Zen traleinheit 7 die Daten in den Bildspeicher 8 einzuschrei ben beginnt, nimmt der Verriegelungsimpuls (vom NOR-Glied 14 ausgegeben) vom Verriegelungskreis 15 den Pegel "L" an, und die Einschreibadresse wird gehalten oder gespeichert, auch wenn CPU-Adreßimpulse A 0 bis A 15 geändert werden. Diese Adresse wird gehalten, bis die Daten in den Bildspei cher 8 eingeschrieben sind. (Nach dem Einschreiben der Da ten geht das Signal WACC auf den Pegel "L" über.) Dies be deutet, daß das Signal WACC 1 anzeigt, daß die Einschreib operation der Zentraleinheit 7 beendet ist, während das Signal WACC 2 angibt, daß die Einschreiboperation durchge führt wird.

4. Wenn die Einschreiboperation fortlaufend durchgeführt werden soll, liefert der Generator 11 das Signal . Diese Operation ist nachstehend erläutert.

Fig. 10 veranschaulicht die Anordnung bzw. den Schal tungsaufbau des Generators 11; die Fig. 11A bis 11M sind Zeitsteuerdiagramme. Gemäß Fig. 10 ist dabei ein Wartesignalgenerator vorgesehen, der elf Flipflops FF 1 bis FF 11 und neun NAND-Glieder NAND 1 bis NAND 9 umfaßt und der während einer Ausleseoperation arbeitet.

In den Fig. 8A und 11D bis 11G repräsentieren die Sym bole T 1, T 2 und T 3 die Zustände der Zentraleinheit 7, während das Symbol Tw für einen Wartezustand der Zentral einheit 7 steht. Gemäß den Zeitsteuerdiagrammen nach den Fig. 8A bis 8H tritt ein Anstieg des Signals von der Zentraleinheit 7 (welches der Erfassung oder Fest stellung der Einschreiboperation entspricht) in Synchro nismus mit dem Abfall des Takts T 3 auf. Daher wird im Zeittakt gemäß Fig. 11D eine Einschreiboperation, die beim ersten Takt T 3 auftritt, in der Zugriffsperiode ACC 1 verarbeitet, während eine Einschreiboperation, die beim ersten Takt T 3 auftritt, in der Zugriffsperiode ACC 1 verarbeitet, während eine Einschreiboperation beim nächsten Takt T 3 in der nächsten Zugriffsperiode verar beitet wird. Wenn daher die Einschreiboperation im Zeit takt gemäß Fig. 11D andauert, braucht das Signal nicht erzeugt zu werden.

Zu einem Zeittakt (oder Zeitpunkt) gemäß Fig. 11E wird eine beim ersten Takt T 3 auftretende Einschreibopera tion in der Periode ACC 1 verarbeitet. Wenn in diesem Fall die nächste Einschreiboperation auftritt oder er folgt, erfolgt die nächste Einschreiboperation, bevor die erste Einschreiboperation vollständig verarbeitet oder abgearbeitet ist. (Dies ist deshalb der Fall, weil der Takt T 3 auf Tw gemäß Fig. 11E gesetzt ist.) Aus diesem Grund wird das Signal erzeugt, um in dieser Periode den Wartetakt Tw einzufügen.

Auf ähnliche Weise kann durch Einfügen von zwei und drei Takten Tw gemäß Fig. 11F bzw. 11G die Einschreiboperation in einem geeigneten Zeittakt (proper timing) abgearbeitet werden. Gemäß Fig. 11G wird dabei der Takt zur Erzielung eines Verzögerungszeitspielraums eingefügt oder eingesetzt.

Zur Erzeugung des Signals tastet der Generator 11 Steuersignale (Signale , und ) von der Zentral einheit 7 zu geeigneten Zeitpunkten oder mit geeigneten Zeittakten ab, um einen Zustand der Zentraleinheit 7 zu prüfen. Diese Abtastimpulse sind Signale WLP 1 bis WLP 4 vom Generator 10 gemäß Fig. 6D bis 6G. Gemäß den Fig. 11K bis 11M werden die Steuersignale von der Zentraleinheit 7 zu den Zeitpunkten und abgetastet. Das Auftreten bzw. Durchführen der Einschreiboperation wird erfaßt, wenn = "H" und = "H" zum Zeitpunkt und wenn = "L", = "H" und = "H" zum Zeitpunkt . In die sem Fall geht das Signal in einem Zustand T 1 auf den Pegel "L" über. Bei dieser Ausführungsform wird ein Warte zustand der Zentraleinheit 7 in bezug auf den Abfall des Taktes T 2 definiert. Die Fig. 11K bis 11M entsprechen den Fig. 11E bis 11G. Wenn daher die Einschreiboperation zu einem Zeitpunkt gemäß Fig. 11K erfaßt wird, wird das Signal zum Erzeugen eines Takts Tw erzeugt oder geliefert. Wenn die Einschreiboperation zu den Zeitpunkten gemäß den Fig. 11L und 11M erfaßt wird, wird das Signal erzeugt, um zwei bzw. drei Takte Tw zu erzeugen. Der Wartezustand wird aufgehoben durch Rücksetzen der D-Verriegelung durch das Verriegelungssignal zum Zeitpunkt bzw. im Zeittakt des Signals SF 9. Zusätzlich kann in der Einschreiboperation das Signal erzeugt werden, wenn das Signal WACC 1 den Pegel "H" besitzt (d. h. wenn die Einschreiboperation nicht vollständig abgearbeitet ist) und die nächste Einschreib operation auftritt bzw. eingeleitet wird. Das Signal wird somit durch das Signal WACC 1 torgeschaltet bzw. durch getastet und ausgegeben.

Im folgenden ist eine Operation beschrieben, die dann aus geführt wird, wenn die Zentraleinheit 7 Daten aus dem Bild speicher 8 ausliest. Die Fig. 8A bis 8H sind Zeitsteuer diagramme von Steuersignalen der Zentraleinheit 7 in der Auslese- oder Leseoperation. Die Fig. 12A bis 12K sind Zeit steuerdiagramme für die beschriebene Ausführungsform in der Leseoperation. Fig. 10 veranschaulicht einen -Si gnalgenerator. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Signal auf dieselbe Weise wie in der Einschreiboperation er zeugt wird, so daß auf eine nochmalige genaue Beschreibung verzichtet werden kann.

Zum Auslesen von Daten gibt die Zentraleinheit (CPU) 7 Da ten aus, wenn das Signal ansteigt. Der Anstieg des Si gnals erfolgt in Synchronismus mit dem Abfall des Takts T 3. Bei Durchführung der Leseoperation wird daher das Si gnal erzeugt, so daß der Takt T 3 die Periode ACC kreuzt bzw. durchläuft. Daten vom Speicherdatenbus werden zum Verriegelungskreis 20 gemäß Fig. 5 zu einem Zeitpunkt bzw. mit einem Zeittakt des Signals SF 10 verriegelt (Zu griffsperiode ist beendet). Gemäß Fig. 13 erzeugt der De tektor 13 ein Signal, das in Synchronismus mit dem Signal freigegeben wird, wenn die Zentraleinheit 7 einen Zu griff zum Bildspeicherbereich (8000H bis 0FFFFH) herstellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Puffer 21 zum Ausgeben von Daten zum Datenbus der Zentraleinheit 7 freigegeben oder aktiviert.

Da bei der beschriebenen Ausführungsform ein optimales Wartesignal in Übereinstimmung mit einem Zustand der Zen traleinheit 7 in bezug auf eine Zugriffsperiode ACC erzeugt werden kann, kann die Datenübertragung wirksam bzw. wirt schaftlich durchgeführt werden. Außerdem kann die Zentral einheit 7 offensichtlich einen direkten Zugriff zum Bild speicher 8 herstellen, ohne daß ein Arbeits-RAM für her kömmliches Übertragungsadreß-Management vorgesehen zu sein braucht. Infolgedessen kann die Belastung bzw. die Größe der Software für Datenübertragungsverarbeitung verringert sein.

Weiterhin wird erfindungsgemäß der CPU-Takt vom Taktsignal generator geliefert, wobei ein Zustand (z. B. T 1, T 2 und T 3) des Takts durch den Zustandsdetektor geprüft werden kann. Aus diesem Grund tastet der Zustandsdetektor die Steuer signale (z. B. Signale , und ) der Zentraleinheit so ab, daß der Wartesignalgenerator ein optimales Signal liefert. Demzufolge kann die Datenübertragung bzw. der Datenaustausch auch beim Videotext-System wirksam durch geführt werden, bei dem ein Zugriff zu einer großen Daten menge bezüglich des Bildspeichers möglich ist.

Claims

1. Datenverarbeitungsgerät, umfassend
eine Speichereinheit (8) mit einer Adreßklemme und einer Datenklemme zum Einschreiben/Auslesen von zu ver arbeitenden Daten, von denen (bestimmte) Daten in einer vorbestimmten Periode auftreten,
eine Zentraleinheit (CPU - 7) mit einem Datenanschluß (port) und einem Adreßanschluß zum voneinander unabhängi gen Übertragen und Empfangen der in den Bildspeicher (8) einzuschreibenden bzw. aus ihm auszulesenden Daten sowie einer Adresse für die Daten, einem Warteanschluß zum Abnehmen eines Wartesignals für die Anweisung einer Warteoperation des Auslesens/Einschreibens der Daten und einem Taktanschluß zum Abnehmen eines Bezugstakts mit mehreren Zuständen, einschließlich Perioden entspre chend der Periode der Daten sowie einer Zugriffsperiode für eine Einschreib- oder Ausleseoperation an den Daten, wobei der Bezugstakt zum Betätigen oder Ansteuern der Zentraleinheit (7) benutzt wird, sowie mit einem vorbe stimmten Steueranschluß zum Ausgeben eines vorbestimm ten Steuersignals nach Maßgabe einer Operation der Zen traleinheit (7), die ihrerseits ausgelegt ist für Be trieb nach Maßgabe eines Programms zum Verarbeiten der Daten in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Periode und dem Wartesignal, und
eine erste Steuereinheit (3 a) mit Datenabrufeinheit (5) und Adreßabrufeinheit (4), die zwischen Daten- und Adreßanschluß der Zentraleinheit (7) sowie Daten- bzw. Adreßklemmen der Speichereinheit (8) geschaltet sind, wobei die Datenabrufeinheit (5) und die Adreßabrufein heit (4) an den vorbestimmten Steueranschluß der Zentral einheit (7) angeschlossen sind.
gekennzeichnet durch
eine zweite Steuereinheit (3 b) mit einer Zeittakt signalerzeugungseinheit (10) zum Erzeugen des an den Steueranschluß der Zentraleinheit (7) angelegten und eine Operation der Zentraleinheit (7) definierenden Be zugstakts sowie eines vorbestimmten Bezugsimpulses zur Darstellung einer Beziehung zwischen dem Bezugstakt und der Zugriffsperiode, mit einer Betriebszustanddetektor einheit (12) zum Abnehmen des Bezugsimplses von der Zeittaktsignalerzeugungseinheit (10) und des vorbestimm ten Steuersignals vom Steueranschluß der Zentraleinheit (7) zwecks Erfassung (Detektion) eines Betriebszustands der Zentraleinheit (7) in bezug auf die Zugriffsperiode des Bezugstakts, und mit einer Wartesignalerzeugungsein heit (11) zum Erzeugen eines vorbestimmten Wartesignals entsprechend dem Zustand der Zentraleinheit (7) und zum Liefern des vorbestimmten Wartesignals zum Warteanschluß der Zentraleinheit (7) in Übereinstimmung mit einem De tektionsergebnis von der Betriebszustanddetektoreinheit.

2. Datenverarbeitungsgerät, umfassend
eine Zentraleinheit (CPU - 7), deren Operation durch einen vorbestimmten Takt definiert ist oder wird,
einen Bildspeicher (8), bei dem wiederzugebende Bild daten in ihn einschreibbar bzw. aus ihm auslesbar sind, und
eine zwischen die Zentraleinheit (7) und den Bild speicher (8) geschaltete Wiedergabesteuereinheit (3 a) zum Abnehmen eines Befehls von der Zentraleinheit (7) in einer durch Zeitteilung der Wiedergabeperiode ge setzten (vorgegebenen) Zugriffsperiode und zum Steuern einer Bilddaten-Einschreib- oder -Ausleseoperation in den bzw. aus dem Bildspeicher (8),
gekennzeichnet durch,
eine Zeittaktsignalerzeugungseinheit (10) zum Erzeu gen eines Bezugsimpulses, der eine Beziehung zwischen dem Takt zum Definieren der (des) Operation oder Betriebs der Zentraleinheit (7) und der Zugriffsperiode repräsen tiert,
eine Betriebszustanddetektoreinheit (12) zum Abneh men des durch die Zeittaktsignalerzeugungseinheit erzeug ten Bezugsimpulses und eines von der Zentraleinheit (7) ausgegebenen Zugriffsteuersignals und zum Erfassen (De tektieren) eines Zustands der Zentraleinheit (7) in be zug auf die Zugriffsperiode sowie
eine Wartesignalerzeugungseinheit zur Lieferung eines Wartesignals zur Zentraleinheit nach Maßgabe eines De tektionsergebnisses der Betriebszustanddetektoreinheit.

3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Daten 8 Arten oder Typen von Daten umfassen, die Zahl der Bezugstakte pro vorbestimmter Periode gleich 10 ist, 8 der 10 Taktimpulse (jeweils) Wiedergabeperioden der (für die) 8 Datenarten zugewie sen sind und die beiden restlichen Taktperioden (oder -impulse) den Zugriffsperioden zugewiesen sind.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taktperiode den beiden Taktperioden nach der Wiedergabe der ersten 4 Datenarten aus den 8 Datenarten zugewiesen ist und eine Taktperiode den beiden Taktperioden nach der Wiedergabe der nächsten 4 Datenarten zugewiesen ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeittaktsignalerzeugungseinheit (10) als Bezugsimpuls eine 4-Bit-Verriegelungsimpulsreihe erzeugt, in welcher die vier Bits Intervalle entsprechend der Länge von vier Bezugstakten und um eine Taktperiode (gegeneinander) versetzte Zeitmarken (timings) aufweisen.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebszustanddetektoreinheit (12) ein Steuersignal entsprechend der Detektion einer Einschreib- oder Aus leseoperation von der Zentraleinheit (7) mittels der 5-Bit-Verriegelungsimpulsreihe abtastet (samples).

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wartesignalerzeugungseinheit (11) die Zahl der Warte signale von 0 auf 3 nach Maßgabe einer Größe eines Spiel raums (margin) eines Intervalls zwischen einem Zustand der Zentraleinheit (7) und der Zugriffsperiode ändert, wenn die Betriebszustanddetektoreinheit (12) das Steuer signal verriegelt (latches).

8. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (8) einem 32-Kbyte-Bereich von 8000 H bis FFFFH eines 64-Kbyte-Speichers zugewiesen ist und ein restlicher 32-Kbyte-Speicherbereich einem Programm- ROM(-Festwertspeicher) der Zentraleinheit (7) zugewie sen ist.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu mindest ein 4-Kbyte-Bereich der 32 Kbytes, denen die Speichereinheit (8) zugewiesen ist, einem beliebigen anderen Randomspeicher (RAM) zugewiesen ist.

10. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebszustanddetektoreinheit (12) mindestens eine der Einschreib- und Ausleseoperationen der Zentraleinheit (7) erfaßt oder detektiert.

11. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeittaktsignalerzeugungseinheit den zum Taktanschluß der Zentraleinheit gelieferten und eine Operation der Zentraleinheit definierenden Bezugstakt sowie einen vor bestimmten Bezugsimpuls erzeugt, der eine Beziehung zwi schen dem Bezugstakt und der Zugriffsperiode repräsen tiert.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebszustanddetektoreinheit den Bezugsimpuls von der Zeittaktsignalerzeugungeinheit und das vorbestimmte Steuersignal vom Steueranschluß der Zentraleinheit ab nimmt, um einen Betriebszustand der Zentraleinheit in bezug auf die Zugriffsperiode des Bezugstaktes zu erfas sen.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wartesignalerzeugungseinheit ein vorbestimmtes Warte signal entsprechend dem Zustand der Zentraleinheit er zeugt und das vorbestimmte Wartesignal nach Maßgabe ei nes Detektionsergebnisses der Betriebszustanddetektor einheit an den Warteanschluß der Zentraleinheit anlegt.