JP2000132501A - マイクロコンピュータシステム - Google Patents

マイクロコンピュータシステム

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JP2000132501A
JP2000132501A JP10303454A JP30345498A JP2000132501A JP 2000132501 A JP2000132501 A JP 2000132501A JP 10303454 A JP10303454 A JP 10303454A JP 30345498 A JP30345498 A JP 30345498A JP 2000132501 A JP2000132501 A JP 2000132501A
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JP
Japan
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data
cpu
register
read
buffer
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JP10303454A
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English (en)
Inventor
Norio Tsuchiya
紀雄 土屋
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CPUのデータバス幅がI/Oデバイスのレ
ジスタ幅よりも小さい場合にI/Oデバイスを複数回ア
クセスする必要がある。また、全ビットを一括してアク
セスするI/Oデバイスには適用できない。 【解決手段】 CPUからI/Oデバイス4への書込み
データの一部を一時保存するI/Oバッファ5,6を設
け、この保存データと残りのデータをCPUの最終のサ
イクルで一括してI/Oデバイスに書込む。また、I/
OデバイスからCPUへの読み出しデータの一部を一時
保存するI/Oバッファ7、8を設け、I/Oデバイス
から一括してデータを読み出し、I/Oバッファの一時
保存データを各サイクル別にCPUに読み込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータシステムに係り、特にI/Oデバイスのアクセス方
式に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、I/Oデバイスを有するマイク
ロコンピュータシステムを例示し、CPU1、ROM
2、RAM3及びI/Oデバイス(周辺装置)群4がC
PUバス(コントロールバス、データバス、アドレスバ
ス)で結合され、I/Oデバイス群4とCPU1等との
間のデータ入出力を可能にする。
【0003】この入出力データを一時記憶するI/Oレ
ジスタは、CPU1のマッピング先によりI/Oマップ
入出力方式と、メモリマップ入出力方式に分類でき、こ
れらI/Oレジスタのレジスタ幅(ビット数)は通常は
CPUのデータバス幅以下にされる。
【0004】図7は、I/Oマップ入出力方式における
レジスタマッピング例を示し、同図の(a)では16ビ
ットCPUに対してI/Oデバイスに8ビットI/Oレ
ジスタを割り当てた場合を、(b)では16ビットCP
Uに対して16ビットI/Oレジスタを割り当てた場合
を示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロコンピ
ュータシステムにおいて、I/Oデバイス4のI/Oレ
ジスタ幅がCPU1のデータバス幅を越える場合があ
る。このマッピング例を図8に示し、CPU1のデータ
バス幅が16ビットであるのに対して、I/Oデバイス
のレジスタ幅が32ビットの場合である。
【0006】このようなレジスタに対して、CPU1が
アクセスするには、CPU1のデータバス幅で複数回行
うことになる。図8の例ではCPU1はI/Oデバイス
を2回アクセスすることで16ビットのデータを2回転
送する。
【0007】しかしながら、I/Oデバイスによって
は、全ビットを一括して(図8の場合では32ビット一
括して)アクセスする仕様のものがある。この場合、従
来のデータ転送に2回アクセスすることが許されず、C
PU1にはI/Oレジスタと同等以上のデータバス幅を
もつものを使用しなければならない。
【0008】本発明の目的は、CPUのデータバス幅が
I/Oデバイスのレジスタ幅よりも小さい場合にもI/
Oデバイスを1回アクセスすることでデータを転送でき
るマイクロコンピュータシステムを提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、CPUのデータバス幅がI/Oデバイス
のレジスタ幅よりも小さい場合、CPU側からのデータ
書込みは、サイクル別にデータの一部をI/Oバッファ
にそれぞれ一時保存しておき、この保存データと残りの
データを最終のサイクルで一括してI/Oデバイスに書
込み、I/Oデバイスからのデータ読み出しは、一括で
読み出したデータの一部をサイクル別の各I/Oバッフ
ァに一時保存しておき、この一時保存データを各サイク
ルで読み込むようにしたもので、以下の構成を特徴とす
る。
【0010】CPUのデータバス幅に対してI/Oレジ
スタ幅の大きいI/Oデバイスがバス結合されたマイク
ロコンピュータシステムにおいて、前記CPUから前記
I/Oデバイスへの書込みデータの一部を一時保存する
I/Oバッファを設け、この保存データと残りのデータ
をCPUの最終のサイクルで一括してI/Oデバイスに
書込み、前記I/Oデバイスから前記CPUへの読み出
しデータの一部を一時保存するI/Oバッファを設け、
I/Oデバイスから一括してデータを読み出し、前記I
/Oバッファの一時保存データを各サイクル別にCPU
側に読み込むことを特徴とする。
【0011】また、CPUのデータバス幅に対してI/
Oレジスタ幅の大きいI/Oデバイスがバス結合され、
複数のI/Oレジスタのデータを1つのデータとしてC
PU側に読み出すマイクロコンピュータシステムにおい
て、前記I/Oデバイスから前記CPUへの読み出しデ
ータの一部を前記複数のI/Oレジスタ別に一時保存す
る複数のI/Oバッファを設け、I/OデバイスからI
/Oレジスタ別に一括してデータを読み出し、前記I/
Oバッファの一時保存データを各サイクル別にかつ各レ
ジスタ別にCPU側に読み込むことを特徴とする。
【0012】また、前記CPUのデータの書込み又は読
み出しサイクル期間中は、該CPUへの割込み信号を禁
止するコマンドシーケンサを設けたことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
I/Oレジスタアクセス回路図であり、CPUが16ビ
ットのデータバス幅で、I/Oデバイスが32ビットの
レジスタ幅をもつ場合である。
【0014】CPUからの16ビットデータは、I/O
デバイス4の下位データ入出力端子D00〜15に直接
に入力され、また、I/Oバッファ書込み信号で16ビ
ット幅をもつラッチ回路5へのラッチデータ入力にもさ
れる。ラッチ回路5のラッチデータは、3ステートのゲ
ート回路6がI/Oデバイス書込み信号が与えられたと
きにI/Oデバイス4の上位データ入出力端子D16〜
31に入力される。
【0015】ラッチ回路7は、I/Oデバイス読み出し
信号が与えられたとき、I/Oデバイス4の上位データ
入出力端子D16〜31からのデータをラッチする。3
ステートのゲート回路8は、I/Oバッファ読み出し信
号が与えられたときにラッチ回路7のラッチデータをC
PUに16ビットデータを出力する。
【0016】I/Oデバイス選択信号は、当該I/Oデ
バイスへのデータ入出力を行うときにその選択をする。
【0017】上記の構成において、ラッチ回路5とゲー
ト回路6の組み合わせ、及びラッチ回路7とゲート回路
8の組み合わせは、それぞれI/Oデバイスのレジスタ
幅32ビットのうちの16ビットの上位データを一時記
憶できるI/Oバッファになり、CPUによるI/Oデ
バイスのアクセスによる下位16ビットの入出力に際し
てI/Oバッファのデータも一括して入出力できるよう
にする。
【0018】図2は、I/Oレジスタの入出力模式図を
示す。同図の(a)にはI/Oレジスタへのデータ書込
みの場合を示し、CPUはサイクルS1で上位16ビッ
トデータをI/Oバッファに書込んでおき、次のサイク
ルS2でI/OバッファのデータをI/Oレジスタの上
位データとして書込むと同時に、下位16ビットデータ
をI/Oレジスタの下位データとして書込む。したがっ
て、I/Oデバイスへの書込みは1回のアクセスで一括
した書込みができる。
【0019】図2の(b)にはI/Oレジスタからのデ
ータ読み出しの場合を示し、CPUはサイクルS3でI
/Oレジスタの上位16ビットデータをI/Oバッファ
にラッチすると同時に下位16ビットデータを読み出
し、次のサイクルS4でI/OバッファのデータをI/
Oレジスタの上位データとして読み出す。したがって、
I/Oデバイスからの読み出しは1回のアクセスで一括
した読み出しができる。
【0020】図3は、本発明の他の実施形態を示すアク
セス回路図であり、I/Oデバイス4は32ビットのレ
ジスタ幅をもち、かつ32ビット連続データによって1
つのデータとし、そのI/Oレジスタから2連続の32
ビットデータをCPU(16ビットデータバス幅)に読
み込むアクセス回路構成とするものである。
【0021】同図が図1と異なる部分は、ラッチ回路
9、10とゲート回路11とアドレスシーケンサ12及
びアドレスバッファ13を設けた点にある。
【0022】ラッチ回路10は、I/Oデバイスの32
ビットレジスタの下位16ビットデータをラッチする
が、このラッチにはCPUへ直接に読み込むI/Oレジ
スタからアドレスシーケンサ12によって次のI/Oレ
ジスタに切り替えておく。
【0023】ラッチ回路9は、ラッチ回路7と同様に、
I/Oデバイスの32ビットレジスタの上位16ビット
データをラッチするが、この両者がラッチ対象とするI
/Oレジスタがアドレスシーケンサ12によって切り替
えておく。
【0024】3ステートのゲート回路11は、アドレス
シーケンサ12のシーケンサ信号によりラッチ回路9、
10のラッチデータを順次取り出し、CPUに上位又は
下位16ビットデータとして読み込ませる。
【0025】アドレスシーケンサ12は、CPUからの
アドレス信号を一時記憶するアドレスバッファ13によ
ってI/Oレジスタを選択し、またラッチ回路9のラッ
チ等を決定する。
【0026】本実施形態における2連続I/Oレジスタ
からのデータ読み出しは、図4に模式図を示すようにな
り、最初のI/Oレジスタ(32ビット)の読み出し
は、下位16ビットを直接に、上位16ビットをラッチ
回路7を通して行う。そして、次のI/Oレジスタ(3
2ビット)の読み出しは、下位16ビットをラッチ回路
10を通して、上位16ビットをラッチ回路9を通して
行う。この読み出しには、I/Oデバイスに対して2回
のアクセスで済む。
【0027】図5は、本発明の他の実施形態を示すI/
Oレジスタアクセス回路図であり、同図が図1と異なる
部分は、コマンドシーケンサ14とゲート15を設けた
点にある。
【0028】本実施形態では、図1において、CPU1
によるI/Oデバイス4に対するデータ読込み又は書込
み途中に、CPUへの割込み発生によるデータ破壊を防
止するものである。
【0029】前記の図2に示すように、CPUとI/O
デバイスとの間のデータ読込み又は書込みは、上位16
ビットのデータはI/Oバッファに一時保存しておき、
CPUは2回のデータ入出力サイクルを実行する。この
2回のデータ入出力サイクルの途中に、他のデバイスか
らCPUに割込みが発生すると、CPUの割込み処理後
に同じI/Oデバイスにアクセスを行うと、I/Oバッ
ファの内容が破壊されてしまい、データの同時性を保証
できなくなる。
【0030】そこで、本実施形態では、コマンドシーケ
ンサ14を設け、I/Oデバイスに対する読込み又は書
込み時の2サイクル期間は割込みマスク信号を発生し、
この割込みマスク信号によってCPUへの割込み信号を
ゲート15で禁止する。
【0031】本実施形態は、図1のアクセス回路に適用
した場合を示すが、図3のアクセス回路に適用する場合
は4サイクル期間の割込みマスク信号を発生し、CPU
への割込みを禁止することによりデータの同時性を保証
することができる。
【0032】なお、上記までの各実施形態においては、
CPUのデータバス幅とI/Oデバイスのレジスタ幅が
2倍の場合を示すが、3倍以上の場合は、それぞれのサ
イクルで一時保存できるI/Oバッファを用意して一括
書込み又は読み出しを行うことができる。
【0033】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、CPU
におるデータの書込み又は読み出しサイクル別にデータ
の一部をI/Oバッファに一時保存しておき、この保存
データと残りのデータを一括してI/Oデバイスに書込
み又は読み出すようにしたため、CPUのデータバス幅
がI/Oデバイスのレジスタ幅よりも小さい場合にI/
Oデバイスを1回アクセスすることでデータを転送でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すI/Oレジスタアクセ
ス回路図(その1)。
【図2】図1におけるI/Oレジスタの入出力模式図。
【図3】本発明の実施形態を示すI/Oレジスタアクセ
ス回路図(その2)。
【図4】図3におけるI/Oレジスタからの2連続読み
出し模式図。
【図5】本発明の実施形態を示すI/Oレジスタアクセ
ス回路図(その3)。
【図6】I/Oレジスタを有するマイクロコンピュータ
システム。
【図7】I/Oレジスタのマッピング例。
【図8】I/Oレジスタのマッピング例。
【符号の説明】
1…CPU 4…I/Oデバイス 5、7、9、10…ラッチ回路 6、8、11…ゲート回路 12…アドレスシーケンサ 13…アドレスバッファ 14…コマンドシーケンサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUのデータバス幅に対してI/Oレ
    ジスタ幅の大きいI/Oデバイスがバス結合されたマイ
    クロコンピュータシステムにおいて、 前記CPUから前記I/Oデバイスへの書込みデータの
    一部を一時保存するI/Oバッファを設け、この保存デ
    ータと残りのデータをCPUの最終のサイクルで一括し
    てI/Oデバイスに書込み、 前記I/Oデバイスから前記CPUへの読み出しデータ
    の一部を一時保存するI/Oバッファを設け、I/Oデ
    バイスから一括してデータを読み出し、前記I/Oバッ
    ファの一時保存データを各サイクル別にCPU側に読み
    込むことを特徴とするマイクロコンピュータシステム。
  2. 【請求項2】 CPUのデータバス幅に対してI/Oレ
    ジスタ幅の大きいI/Oデバイスがバス結合され、複数
    のI/Oレジスタのデータを1つのデータとしてCPU
    側に読み出すマイクロコンピュータシステムにおいて、 前記I/Oデバイスから前記CPUへの読み出しデータ
    の一部を前記複数のI/Oレジスタ別に一時保存する複
    数のI/Oバッファを設け、I/OデバイスからI/O
    レジスタ別に一括してデータを読み出し、前記I/Oバ
    ッファの一時保存データを各サイクル別にかつ各レジス
    タ別にCPU側に読み込むことを特徴とするマイクロコ
    ンピュータシステム。
  3. 【請求項3】 前記CPUのデータの書込み又は読み出
    しサイクル期間中は、該CPUへの割込み信号を禁止す
    るコマンドシーケンサを設けたことを特徴とする請求項
    1又は2に記載のマイクロコンピュータシステム。
JP10303454A 1998-10-26 1998-10-26 マイクロコンピュータシステム Pending JP2000132501A (ja)

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