JP2000181899A - マイクロプロセッサ、共用端子制御方法およびリセット処理実行方法 - Google Patents

マイクロプロセッサ、共用端子制御方法およびリセット処理実行方法

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JP2000181899A
JP2000181899A JP10360417A JP36041798A JP2000181899A JP 2000181899 A JP2000181899 A JP 2000181899A JP 10360417 A JP10360417 A JP 10360417A JP 36041798 A JP36041798 A JP 36041798A JP 2000181899 A JP2000181899 A JP 2000181899A
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Masashi Masuda
雅士 増田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッド数を増大させることなく、多種多様な
外部装置との接続に対する汎用性をさらに高めることの
できるマルチプロセッサ、共用端子制御方法およびリセ
ット処理実行方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 マイクロプロセッサにアドレス信号また
はチップセレクト信号の一方を出力する共用端子を設
け、外部装置とのデータ入出力を果たすポート回路21
の切り換え制御部30において、CPUからの指示に基
づいてポート制御レジスタに保持される切り換え信号に
応じて、共用端子をアドレス信号用として使用するかチ
ップセレクト信号用として使用するかの切り換えをおこ
なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部バスを介して
外部メモリや入出力装置等の外部装置へのアクセスをお
こなうポート回路を備えたマイクロプロセッサ、その外
部バスの動作をおこなうための共用端子制御方法および
リセット処理を選択的に実行するリセット処理実行方法
に関し、特に外部端子数の減少と多機能化とを実現する
マイクロプロセッサ、共用端子制御方法およびリセット
処理実行方法に関する。近年の制御機器や携帯型電子機
器に用いられるマイクロプロセッサにおいては、複雑な
処理と高い拡張性を実現するために、接続された複数の
外部装置を選択するアドレスのビット数が増大する傾向
にあり、これにともなって多くのアドレス端子を設ける
必要が生じている。また、多種多様な外部装置に対応す
るために、アドレス端子以外にも、外部装置またはその
内部のチップ個々の動作をアクティブにするチップセレ
クト端子の数も多く必要としている。
【0002】
【従来の技術】図9は、従来のマイクロプロセッサの概
略構成を示すブロック図である。図9において、マイク
ロプロセッサ100は、プログラムのコードにしたがっ
て命令を実行するCPU(Central Processing Unit )
102と、起動命令セットや基本命令セット等からなる
プログラムを格納するROM104と、ユーザプログラ
ムやデータを格納するRAM106と、外部装置を接続
して機能拡張や入出力制御をおこなうI/Oインターフ
ェース110、シリアル通信をサポートするUART
(Universal Asynchronous Receiver Transmitter )、
タイマ、アナログ/ディジタルコンバータ等のリソース
108とを備えている。
【0003】CPU102は、内部バス101を介し
て、ROM104、RAM106、リソース108およ
びI/Oインターフェース110へのアクセスを可能と
する。また、I/Oインターフェース110は、外部バ
ス103との接続およびデータの入出力制御をおこなう
ポート回路111を備えている。外部装置120は、R
OMやRAMの外部メモリ、計測装置や他のマイクロプ
ロセッサ等であり、外部バス103を経由することでポ
ート回路111との通信(データの入出力)をおこな
う。なお、内部バス101および外部バス103は、ア
ドレスバス、データバス、制御バスから構成される。
【0004】また、マイクロプロセッサ100は、外部
装置120として、外部メモリを搭載したメモリモジュ
ール(以下、外部メモリモジュールと称する)を接続
し、プログラムをこの外部メモリモジュールから取り出
して実行するホストモードと、内蔵したROM104に
格納されたプログラムを実行するシングルチップモード
が用意されている。そして、複数のI/Oインターフェ
ース110を設けること、またはI/Oインターフェー
ス110に複数のポート回路111を設けることで、ホ
ストモードにおいても外部装置120との接続が可能と
なる。
【0005】一般に、外部装置120として、外部メモ
リモジュールを接続した場合と、その他の入出力装置を
接続した場合とにおいて、ポート回路111の動作は異
なる。例えば、外部装置120として外部メモリモジュ
ールを接続した場合には、データの読み出し/書き込み
動作のために、その外部メモリモジュール内のメモリセ
ルを特定するアドレスを指定する必要がある。また、外
部メモリモジュールは、アドレスだけでなく、他の入出
力装置と同様に、外部メモリモジュール内のメモリチッ
プをアクティブにするチップセレクト信号の入力を必要
とする場合がある。
【0006】また、チップセレクト信号の入力を必要と
せずに、ポート回路111から内部バス101に含まれ
るアドレスバス上のアドレスのすべてを入力して、外部
メモリモジュール内において、入力されたアドレスの一
部をデコードすることによりチップセレクト信号を生成
する場合もある。さらに、外部メモリモジュールやその
他の入出力装置等の外部装置120は、アドレスを用い
ずにその外部装置120を選択する選択信号を独自に用
意し、これをチップセレクト信号として外部装置120
に入力する場合もある。
【0007】このように、多種多様な外部装置120と
の接続に対応するように、ポート回路111には、内部
バス101のアドレスバス、データバス上のそれぞれの
ビット線に対応して信号の入出力を可能とするアドレス
入出力端子、データ入出力端子と、内部バス101の制
御バスにおいて、外部装置を駆動するのに必要な制御信
号のビット線に対応した制御信号入出力端子が設けられ
る。そして、これらアドレス入出力端子、データ入出力
端子および制御信号入出力端子は、パッケージ化された
マイクロプロセッサ100の外部端子(特に、これら外
部端子をそれぞれアドレスパッド、データパッドおよび
制御信号パッドと称する)に導かれる。これにより、マ
イクロプロセッサ100は、汎用性の高いチップとし
て、特に制御機器のコントロール部を担うシステム等の
組み込みモジュールとして供給される。
【0008】図10は、外部装置120として外部メモ
リモジュールとの接続を可能とする従来のポート回路の
概略構成を示すブロック図である。図10に示すポート
回路111は、内部バス101上のアドレスバスおよび
データバスがそれぞれ32ビット分のビット線により構
成される場合において、それらアドレスバス(アドレス
信号A0〜A31)と、データバス(データ信号D0〜
D31)と接続される。また、ポート回路111は、内
部バス101上の制御バスにおいて特に外部装置の制御
に必要な制御信号(C0〜Cn)を送出するビット線と
接続され、これら制御信号としては、例えば読み出し/
書き込み信号、アドレスストローブ信号、データストロ
ーブ信号、クロック信号等が挙げられる。
【0009】また、図10において、ポート回路111
は、アドレス信号A0〜A31を入力するアドレスバッ
ファ113と、アドレス信号A0〜A31の一部を入力
してチップセレクト信号CS0〜CS5を生成するアド
レスデコーダ114と、データ信号D0〜D31を入力
するデータバッファ115と、制御信号C0〜Cnを入
力して外部装置120への制御信号CX0〜CXmを生
成するポート制御部116と、を備えている。
【0010】アドレスバッファ113は、アドレス信号
A0〜A31をアドレスパッドPA0〜PA31に出力
する。なお、このアドレスバッファ113には、各アド
レス信号A0〜A31を保持するアドレスレジスタを含
むものとする。また、アドレスデコーダ114は、例え
ばアドレス信号A24〜A31の8ビット分の信号を入
力し、これらの入力した信号をデコードしてチップセレ
クト信号CS0〜CS5を生成して、それぞれチップセ
レクトパッドPCS0〜PCS5に出力する。
【0011】データバッファ115は、入力したデータ
信号D0〜D31をデータパッドPD0〜PD31に出
力する。なお、このデータバッファ115には、各デー
タ信号D0〜D31を保持するデータレジスタおよびデ
ータの入出力方向を示すデータを保持する方向レジスタ
を含むものとする。そして、ポート制御部116は、制
御信号C0〜Cnを入力し、この制御信号C0〜Cnに
基づいて、アドレスバッファ113のアドレスレジス
タ、アドレスデコーダ114、データバッファ115の
データレジスタおよび方向レジスタのラッチ制御をおこ
なうとともに、外部装置120への制御信号CX0〜C
Xmを生成し、それぞれ制御信号パッドPCX0〜PC
Xmに出力する。
【0012】なお、ポート回路111にアドレスデコー
ダ114を含めずに、アドレス信号A0〜A31がポー
ト回路111に入力される前段において、アドレスデコ
ーダ114を備えてチップセレクト信号CS0〜CS5
を生成する場合やI/Oインターフェース110とは別
にチップセレクト生成回路が設けられる場合もある。
【0013】外部装置120として外部メモリモジュー
ル以外の入出力装置の接続をも可能とする場合は、I/
Oインターフェース110に、データバッファ115と
ポート制御部116からなるポート回路(特に、この場
合のデータパッドPD0〜PD31を汎用ポートと称す
る)をさらに設けるか、上記した外部メモリモジュール
用のポート回路111において、シングルチップモード
に設定された場合に、データパッドPD0〜PD31を
汎用ポートとして使用したり、ポート回路111にさら
に切り換え制御部を設けて、アドレスパッドPA0〜P
A31を汎用ポートとしてデータの入出力を可能とする
ように構成する場合もある。
【0014】以上に説明したように、従来のマイクロプ
ロセッサ100によれば、I/Oインターフェース11
0に設けられたポート回路111によって、多種多様な
外部装置の接続および入出力制御を可能とし、拡張性を
高めている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マイクロプロセッサ100においては、特殊な仕様の外
部装置に対しての接続をも可能とするようにさらに汎用
性を高めたり、同時に接続可能な外部装置の数を増加さ
せたりする場合には、アドレス端子やチップセレクト端
子の数を増加させたり、その他の専用端子を用意する必
要があった。
【0016】このような端子数(パッド数)の増大は、
パッケージ化されたマイクロプロセッサにおけるパッド
ピッチを縮小させるのにも限界があるため、必然とその
パッケージサイズを大きくすることになる。特に、この
パッケージサイズは、マイクロプロセッサのチップ部の
サイズよりも、そのチップ部から外部端子となるパッド
への配線部分によって決定され、パッド数の増大は、小
型化を実現したマイクロプロセッサのチップの利点を損
なうという問題があった。
【0017】また、チップセレクト信号は、通常、アド
レス信号の上位の一部を用いて生成され、外部メモリモ
ジュールに入力されるアドレス信号は、必ずしも内部バ
ス101上の全ビット分必要ではなく、図10に示した
ように、例えば、32ビットのアドレス信号のうち、上
位の8ビットがチップセレクト信号の生成に用いられ、
下位の24ビットが外部メモリモジュール内のメモリセ
ルを特定するのに用いられており、この場合、上位8ビ
ット分に対応するアドレスパッドPA24〜PA31は
使用されていなかった。
【0018】本発明は、上述問題点に鑑みてなされたも
のであって、パッド数を増大させることなく、多種多様
な外部装置との接続に対する汎用性をさらに高めること
のできるマルチプロセッサ、共用端子制御方法およびリ
セット処理実行方法を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、請求項1の発明において、外部
バス(13)を介して外部装置(外部メモリモジュール
9、その他入出力装置を含む)と接続し、プログラムを
この外部メモリモジュール(9)から取り出して実行す
るホストモードおよび内蔵したROM(14)に格納さ
れたプログラムを実行するシングルチップモードを有す
るマイクロプロセッサ(10)は、外部バス(13)に
接続され、アドレス信号(後述するA28〜A31に相
当)またはチップセレクト信号(後述するCS2〜CS
5に相当)を出力する共用端子(後述するPA28/P
CS2〜PA31/PCS5に相当)と、この共用端子
をアドレス信号用端子として使用するか、または共用端
子をチップセレクト信号用として使用するかの指示を示
すデータ(後述する切り換え信号に相当)を保持するポ
ート制御レジスタ(後述するレジスタPCRに相当)を
備え、このポート制御レジスタに保持されたデータに基
づいて共用端子をアドレス信号用端子または前記チップ
セレクト信号用端子に選択的に切り換えるポート回路
(21)と、を備えたことを特徴とする。
【0020】この請求項1の発明によれば、ポート回路
(21)に、アドレス信号の一部(A28〜A31)
と、チップセレクト信号の一部(CS2〜CS5)とを
切り換えて、共用端子(PA28/CS2〜PA31/
CS5)に出力することができるので、外部に接続され
る外部装置、特に外部メモリモジュール(9)の仕様に
応じて、使用されないアドレス端子(アドレスパッド)
を有効に利用することができる。
【0021】また、請求項2の発明において、外部バス
(13)を介して外部装置(外部メモリモジュール9、
その他入出力装置を含む)と接続し、ホストモードとシ
ングルチップモードとを有するマイクロプロセッサ(1
0)は、外部バス(13)に接続され、アドレス信号
(A28〜A31に相当)またはチップセレクト信号
(CS2〜CS5に相当)を出力する共用端子(PA2
8/PCS2〜PA31/PCS5に相当)と、この共
用端子をアドレス信号用端子として使用するか、この共
用端子をチップセレクト信号用端子として使用するか、
または、アドレス信号を出力するアドレス端子(後述す
るPA0〜PA27に相当)および/または前記共用端
子をデータ入出力用(後述する汎用ポート用)として使
用するかのいずれか一つの指示を示すデータ(後述する
切り換え信号に相当)を保持するポート制御レジスタ
(後述するレジスタPCR2−1およびPCR2−2に
相当)とを備え、このポート制御レジスタに保持された
データに応じて、共用端子をアドレス信号用端子にする
か、チップセレクト信号用端子にするか、または、アド
レス端子および/または共用端子をデータ入出力用とし
て端子にするか選択的に切り換えるポート回路(51)
とを備えたことを特徴とする。
【0022】この請求項2の発明によれば、ポート回路
(51)に、アドレス信号の一部(A28〜A31)
と、チップセレクト信号の一部(CS2〜CS5)とを
切り換えて、共用パッドPA28/CS2〜PA31/
CS5に出力することができるとともに、例えばシング
ルチップモードにおいて、アドレスパッドPA0〜PA
31を汎用ポートとして使用することができるので、外
部に接続される外部装置、特に外部メモリモジュール9
の仕様に応じて、アドレス端子(アドレスパッド)を有
効に使用することができ、さらに外部メモリモジュール
9を接続しない場合にも、アドレスパッドPA0〜PA
31を外部装置のデータ入出力端子に割り当てることが
できる。
【0023】また、請求項3の発明において、請求項1
または2に記載のマイクロプロセッサは、電源投入直後
による最初のリセット解除がおこなわれた際にリセット
実行信号(例えば、論理値「1」)を保持するリセット
レジスタと、電源投入直後やハードウェアリセット、ソ
フトウェアリセット等のリセット解除の実行が指示され
た際に、このリセットレジスタにリセット実行信号が保
持されていない場合には、リセットレジスタにリセット
実行信号を書き込んで、すべての内蔵装置(後述するC
PU12、ROM14、RAM16、リソース18、I
/Oインターフェース20等に相当)および外部装置
(外部メモリモジュール9、その他入出力装置を含む)
の初期化をおこなう第1のリセット処理(後述する第1
の初期化プログラムに相当)を実行し、リセットレジス
タにリセット実行信号が保持されている場合には、この
リセットレジスタを初期化しない第2のリセット処理
(後述する第2の初期化プログラムに相当)を実行する
リセット処理実行手段(後述する起動プログラムに相
当)とを備えたことを特徴とする。
【0024】この請求項3の発明によれば、リセット処
理の実行情報を保持するリセットレジスタを備えること
で、リセット処理実行手段(起動プログラム)が、この
リセットレジスタを調査することにより、マイクロプロ
セッサ10の内蔵装置すべてと外部装置のすべてのリセ
ットをおこなうような第1のリセット処理(第1の初期
化プログラム)か、マイクロプロセッサ10の内蔵装置
すべてと外部装置の一部(例えば、外部メモリモジュー
ル9以外の外部装置のみ)のリセットをおこなうような
第2のリセット処理(第2の初期化プログラム)のいず
れかの処理を実行するかを選択できる。
【0025】また、請求項4の発明において、請求項1
〜3のいずれか一つに記載のマイクロプロセッサ(1
0)は、ポート回路(21または51)が、リセット解
除後の初期状態時に、共用端子をチップセレクト信号用
端子に切り換えることを特徴とする。この請求項4の発
明は、初期状態において共用端子を使用する信号をチッ
プセレクト信号に規定する。
【0026】また、請求項5の発明において、請求項1
〜3のいずれか一つに記載のマイクロプロセッサ(1
0)は、ポート回路(21または51)が、リセット解
除後の初期状態時に、共用端子をアドレス信号用端子に
切り換えることを特徴とする。この請求項5の発明は、
初期状態において共用端子を使用する信号をアドレス信
号に規定する。
【0027】また、請求項6の発明において、請求項1
〜3のいずれか一つに記載のマイクロプロセッサ(1
0)は、ポート回路(21または51)が、リセット解
除後の初期状態時に、リセット解除によるリセット処理
(起動プログラムに相当)が完了するまで、共用端子の
使用を禁止することを特徴とする。この請求項6の発明
は、初期状態において共用端子の使用禁止を規定する。
【0028】また、請求項7の発明において、共用端子
制御方法は、外部バス(13)に接続され、アドレス信
号(A28〜A31に相当)またはチップセレクト信号
(CS2〜CS5に相当)を出力する共用端子(PA2
8/PCS2〜PA31/PCS5に相当)を備えたマ
イクロプロセッサにおいて、アドレス信号用端子として
使用するかまたはチップセレクト信号用端子として使用
するかの指示を示すデータをレジスタに保持し、このレ
ジスタに保持されたデータに応じて共用端子をアドレス
信号用またはチップセレクト信号用として選択的に切り
換えることを特徴とする。
【0029】また、請求項8の発明において、共用端子
制御方法は、アドレス信号(A28〜A31に相当)ま
たはチップセレクト信号(CS2〜CS5に相当)を出
力する共用端子(PA28/PCS2〜PA31/PC
S5に相当)を備えたマイクロプロセッサにおいて、共
用端子をアドレス信号用端子として使用するか、共用端
子をチップセレクト信号用端子として使用するか、また
は、アドレス信号を出力するアドレス端子(後述するP
A0〜PA27に相当)および/または共用端子をデー
タ入出力用(後述する汎用ポート用)として使用するか
のいずれか一つの指示を示すデータを保持し、この保持
されたデータに応じて、共用端子をアドレス信号用また
はチップセレクト信号用端子に、または、アドレス端子
および/または共用端子をデータ入出力用端子に、選択
的に切り換えることを特徴とする。
【0030】また、請求項9の発明において、共用端子
制御方法は、外部バス(13)に接続され、アドレス信
号(A28〜A31に相当)またはチップセレクト信号
(CS2〜CS5に相当)を出力する共用端子(PA2
8/PCS2〜PA31/PCS5に相当)を備えたマ
イクロプロセッサにおいて、リセット解除をおこない、
リセット解除後の初期状態時に、アドレス信号またはチ
ップセレクト信号を出力する共用端子(PA28/PC
S2〜PA31/PCS5に相当)をチップセレクト信
号用に切り換えることを特徴とする。
【0031】また、請求項10の発明において、共用端
子制御方法は、外部バス(13)に接続され、アドレス
信号(A28〜A31に相当)またはチップセレクト信
号(CS2〜CS5に相当)を出力する共用端子(PA
28/PCS2〜PA31/PCS5に相当)を備えた
マイクロプロセッサにおいて、リセット解除をおこな
い、リセット解除後の初期状態時に、アドレス信号また
はチップセレクト信号を出力する共用端子(PA28/
PCS2〜PA31/PCS5に相当)をアドレス信号
用に切り換えることを特徴とする。
【0032】また、請求項11の発明において、共用端
子制御方法は、外部バス(13)に接続され、アドレス
信号(A28〜A31に相当)またはチップセレクト信
号(CS2〜CS5に相当)を出力する共用端子(PA
28/PCS2〜PA31/PCS5に相当)を備えた
マイクロプロセッサにおいて、リセット解除をおこな
い、リセット解除によるリセット処理が完了するまで、
アドレス信号またはチップセレクト信号を出力する共用
端子(PA28/PCS2〜PA31/PCS5に相
当)の使用を禁止することを特徴とする。
【0033】これら請求項7〜11の発明は、マイクロ
プロセッサ(10)に備えられるアドレス信号またはチ
ップセレクト信号を出力する共用端子(PA28/PC
S2〜PA31/PCS5に相当)において、出力する
信号の切り換え制御方法を示すものである。
【0034】また、請求項12の発明において、リセッ
ト処理実行方法は、外部バス(13)を介して外部装置
と接続するマイクロプロセッサ’(10)のリセット処
理実行方法において、電源投入直後やハードウェアリセ
ット、ソフトウェアリセット等のリセット解除の実行が
指示された際に、リセット解除の実行情報が保持される
リセットレジスタにリセット解除がおこなわれたことを
示すリセット実行信号(例えば、論理値「1」)が保持
されているかを判断し、リセットレジスタにリセット実
行信号が保持されていないと判断した場合には、リセッ
トレジスタにリセット実行信号を書き込んで、すべての
内蔵装置(CPU12、ROM14、RAM16、リソ
ース18、I/Oインターフェース20等に相当)およ
び前記外部装置(外部メモリモジュール9、その他入出
力装置を含む)の初期化をおこなう第1のリセット処理
(第1の初期化プログラムに相当)を実行し、リセット
レジスタにリセット実行信号が保持されている場合に
は、リセットレジスタを初期化しない第2のリセット処
理(第2の初期化プログラムに相当)を実行することを
特徴とする。
【0035】この請求項12の発明によれば、リセット
処理の実行情報(リセット実行信号)を保持するリセッ
トレジスタを備えたマイクロプロセッサ(10)におい
て、そのリセットレジスタの内容に応じて、第1のリセ
ット処理(第1の初期化プログラム)を実行するか、第
2のリセット処理(第2の初期化プログラム)を実行す
るかを選択するリセット処理実行方法を示すものであ
る。
【0036】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるマルチプロセッサ、共用端子制御方法およ
びリセット処理実行方法の好適な実施の形態を詳細に説
明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定さ
れるものではない。
【0037】(実施の形態1)図1は、実施の形態1に
かかるマイクロプロセッサの概略構成を示すブロック図
である。図1において、マイクロプロセッサ10は、プ
ログラムのコードにしたがって命令を実行するCPU1
2と、起動命令セットや基本命令セット等からなるプロ
グラムを格納するROM14と、ユーザプログラムやデ
ータを格納するRAM16と、外部装置を接続して機能
拡張や入出力制御をおこなうI/Oインターフェース2
0、UART、タイマ、アナログ/ディジタルコンバー
タ等のリソース18とを備えている。
【0038】CPU12は、内部バス11を介して、R
OM14、RAM16、リソース18およびI/Oイン
ターフェース20へのアクセスを可能とする。また、I
/Oインターフェース20は、外部バス13との接続お
よびデータの入出力制御をおこなうポート回路21を備
えている。外部バス13には、ROMやRAMの外部メ
モリ、計測装置や他のマイクロプロセッサ等の外部装置
が接続され、CPU12は、この外部バス13およびポ
ート回路21を経由することで外部装置との通信(デー
タの入出力)をおこなう。なお、内部バス11および外
部バス13は、アドレスバス、データバス、制御バスか
ら構成される。
【0039】図1において、マイクロプロセッサ10
は、外部装置として、外部メモリ(特にROM)を搭載
した外部メモリモジュール9を接続し、上述したホスト
モードまたはシングルチップモードの設定の選択を可能
とする。よって、ポート回路21は、内部バス11上の
制御バスの一部とデータバスとの接続だけでなく、外部
メモリモジュール9からのデータの読み出しおよび外部
メモリモジュール9へのデータの書き込みをおこなうた
めに内部バス11上のアドレスバスと接続される。特
に、マイクロプロセッサ10は、後述するように、従来
のマイクロプロセッサ100のアドレスパッドの一部に
代えて、アドレス信号またはチップセレクト信号の一方
を出力することが可能な共用パッドが設けられている。
【0040】また、I/Oインターフェース20には、
ポート回路21だけではなく、外部メモリモジュール9
以外の入出力装置の接続を可能とする複数のポート回路
を設け、上述した汎用ポートを介して複数の入出力装置
とのデータ入出力をおこなうこともできる。
【0041】図2は、実施の形態1にかかるマイクロプ
ロセッサのポート回路の概略構成を示すブロック図であ
る。図2に示すポート回路21は、内部バス11上のア
ドレスバスおよびデータバスがそれぞれ32ビット分の
ビット線により構成される場合において、それらアドレ
スバス(アドレス信号A0〜A31)と、データバス
(データ信号D0〜D31)を接続する。また、ポート
回路21は、内部バス11上の制御バスにおいて特に外
部装置の制御に必要な制御信号(C0〜Cn)を送出す
るビット線と接続され、これら制御信号としては、例え
ば読み出し/書き込み信号、アドレスストローブ信号、
データストローブ信号、クロック信号等が挙げられる。
【0042】また、図2において、ポート回路21は、
アドレス信号A0〜A31を入力するアドレスバッファ
23と、アドレス信号A0〜A31の一部を入力してチ
ップセレクト信号CS0〜CS5を生成するアドレスデ
コーダ24と、データ信号D0〜D31を入力するデー
タバッファ25と、制御信号C0〜Cnを入力して外部
メモリモジュール9への制御信号CX0〜CXmを生成
するポート制御部26と、切り換え制御部30とを備え
ている。
【0043】アドレスバッファ23は、アドレス信号A
0〜A27をアドレスパッドPA0〜PA27に出力
し、アドレス信号A28〜A31を切り換え制御部30
に出力する。なお、このアドレスバッファ23には、各
アドレス信号A0〜A31を保持するアドレスレジスタ
を含むものとする。また、アドレスデコーダ24は、例
えばアドレス信号A24〜A31の8ビット分の信号を
入力し、これらの入力した信号をデコードしてチップセ
レクト信号CS0〜CS5を生成し、チップセレクト信
号CS0、CS1をそれぞれチップセレクトパッドPC
S0、PCS1に出力する。そして、チップセレクト信
号CS2〜CS5は、切り換え制御部30に入力され
る。
【0044】データバッファ25は、入力したデータ信
号D0〜D31をデータパッドPD0〜PD31に出力
する。なお、このデータバッファ25には、各データ信
号D0〜D31を保持するデータレジスタおよびデータ
の入出力方向を示すデータを保持する方向レジスタを含
むものとする。
【0045】そして、ポート制御部26は、制御信号C
0〜Cnを入力し、この制御信号C0〜Cnに基づい
て、アドレスバッファ23のアドレスレジスタ、アドレ
スデコーダ24、データバッファ25のデータレジスタ
および方向レジスタのラッチ制御をおこなうとともに、
外部メモリモジュール9への制御信号CX0〜CXmを
生成し、それぞれ制御信号パッドPCX0〜PCXmに
出力する。また、特に、ポート制御部26は、制御信号
C0〜Cnの一部から切り換え制御部30への切り換え
を指示する信号を入力し、例えば8ビットからなる切り
換え制御信号CRを出力する。
【0046】切り換え制御部30は、アドレスバッファ
23から出力されたアドレス信号A28〜A31と、ア
ドレスデコーダ24から出力されたチップセレクト信号
CS2〜CS5とを入力し、ポート制御部26から出力
される切り換え制御信号CRに応じて、共用パッドPA
28/PCS2〜PA31/PCS5に出力する信号
を、アドレス信号A28〜A31とするか、チップセレ
クト信号CS2〜CS5とするかの切り換えをおこな
う。
【0047】なお、ポート回路21にアドレスデコーダ
24を含めずに、アドレス信号A0〜A31がポート回
路21に入力される前段において、アドレスデコーダ2
4を備えてチップセレクト信号CS0〜CS5を生成し
たり、I/Oインターフェース20とは別にチップセレ
クト信号CS0〜CS5を生成するチップセレクト生成
回路を設けてもよい。
【0048】図3は、実施の形態1にかかるポート回路
の切り換え部の概略構成を示すブロック図である。図3
において、切り換え部30−0、30−1、30−2、
30−3は、それぞれアドレス信号A28/チップセレ
クト信号CS2、アドレス信号A29/チップセレクト
信号CS3、アドレス信号A30/チップセレクト信号
CS4、アドレス信号A31/チップセレクト信号CS
5を入力し、入力されたアドレス信号とチップセレクト
信号の一方を共用パッド(それぞれPA28/PS2、
PA29/PS3、PA30/PS4、PA31/PS
5)に出力する。
【0049】図3においては、特にアドレス信号A28
/チップセレクト信号CS2を入力する切り換え部30
−0についてのみ、その内部構成を示すが、他の切り換
え部30−1、30−2、30−3についても同様な構
成であるため、それらの図示を省略する。
【0050】切り換え部30−0は、アドレス信号A2
8、チップセレクト信号CS2および切り換え制御信号
CRを入力するバッファ41と、バッファ41から出力
されたアドレス信号A28およびチップセレクト信号C
S2を入力し、これら信号の一方を選択するセレクタ4
2と、セレクタ42から出力されたアドレス信号A28
とチップセレクト信号CS2の一方を保持するレジスタ
PDRと、レジスタPDRに保持された信号を入力して
共用パッドPA28/PCS2に出力するバッファ44
と、バッファ41から出力された切り換え制御信号CR
をデコードし、切り換え信号を出力するデコーダ43
と、デコーダ43から出力された切り換え信号を保持す
るレジスタPCRとを備えている。
【0051】セレクタ42は、レジスタPCRに保持さ
れた切り換え信号に応じて、アドレス信号A28とチッ
プセレクト信号CS2の一方を出力する。レジスタPD
RおよびレジスタPCRは、切り換え制御信号CRの一
部のタイミングにより、または図2に示したポート制御
部26から切り換え制御信号CRとは別の信号を入力し
てその入力タイミングによって、ラッチ動作をおこなう
ことができる。
【0052】以上に説明した構成により、例えば、I/
Oインターフェース20にポート回路21を含む複数の
ポート回路が設けられ、ポート回路21に24ビットの
アドレス空間を有する外部メモリモジュールが接続さ
れ、内部バスのアドレスバス上のアドレス信号A24〜
A27がこの外部メモリモジュールのチップセレクト信
号を生成するのに用いられた場合、共用パッドPA28
/CS2〜PA31/CS5は使用されないが、この
際、CPU12がポート回路21に対する制御信号C0
〜Cnの一部として、共用パッドPA28/CS2〜P
A31/CS5を、チップセレクト信号CS2〜CS5
を出力するチップセレクトパッドPCS2〜PCS5と
して用いる指示を発することにより、切り換え部30−
0〜30−3のレジスタPCRには、セレクタ42にチ
ップセレクト信号CS2〜CS5を選択する旨の切り換
え信号が保持されることになり、これにより共用パッド
PA28/CS2〜PA31/CS5をチップセレクト
パッドPCS2〜PCS5として用いることができる。
【0053】すなわち、チップセレクトパッドPCS
0、PCS1から出力されるチップセレクト信号によ
り、外部メモリモジュール以外にも、最大2つの入出力
装置等の外部装置の接続を可能としていたが、上述した
切り換え制御により、共用パッドPA28/CS2〜P
A31/CS5をチップセレクトパッドPCS2〜PC
S5として用いて、さらに最大4つの外部装置の接続を
追加することが可能となる。
【0054】なお、図3に示した切り換え部30−0〜
30−3において、切り換え制御信号CRによって、す
べての共用パッドPA28/CS2〜PA31/CS5
をチップセレクトパッドPCS2〜PCS5に切り換え
ずに、切り換え制御信号CRの示すビットデータに応じ
て、例えば、アドレスパッドPA30、PA31のみを
それぞれチップセレクトパッドPCS4、PCS5に切
り換えるように、切り換え可能なアドレスパッドのうち
一部分のアドレスパッドのみに対して切り換えをおこな
うこともできる。
【0055】さらに、切り換え可能なアドレスパッド
は、上述した4つの共用パッドPA28/CS2〜PA
31/CS5に限らず、他のパッド位置や4つ以外の他
の数に設定してもよく、また、その設定に応じて切り換
えの対象となるチップセレクト信号も選択でき、これら
は設計上に適宜変更可能である。
【0056】以上に説明したように実施の形態1によれ
ば、ポート回路21に、アドレス信号の一部(A28〜
A31)と、チップセレクト信号の一部(CS2〜CS
5)とを切り換えて、共用パッドPA28/CS2〜P
A31/CS5に出力することができるので、外部に接
続される外部装置、特に外部メモリモジュールの仕様に
応じて、アドレス端子(アドレスパッド)を有効に使用
することができ、これによりパッケージサイズを増大さ
せることなく高い汎用性および拡張性を実現するマイク
ロプロセッサおよび共用端子制御方法を提供することが
可能となる。
【0057】(実施の形態2)つぎに、実施の形態2に
かかるマイクロプロセッサおよび共用端子制御方法につ
いて説明する。実施の形態1との相違点は、図1に示す
マイクロプロセッサ10のポート回路21を、アドレス
パッドPA0〜PA27および共用パッドPA28/C
S2〜PA31/CS5が汎用ポートとしても使用でき
るポート回路51に替えた点である。したがって、図1
において実施の形態1との共通点についてはその説明は
省略する。
【0058】図4は、実施の形態2にかかるマイクロプ
ロセッサのポート回路の概略構成を示すブロック図であ
る。なお、図2と共通する部分には同一符号を付して、
その説明を省略する。図4に示すポート回路51は、図
2に示すポート回路21と同様に、内部バス11上のア
ドレスバス(アドレス信号A0〜A31)と、データバ
ス(データ信号D0〜D31)と、内部バス11上の制
御バスにおいて特に外部装置の制御に必要な制御信号
(C0〜Cn)を送出するビット線と接続する。なお、
これら制御信号(C0〜Cn)として、例えば読み出し
/書き込み信号、アドレスストローブ信号、データスト
ローブ信号、クロック信号等が挙げられる。
【0059】また、図4において、ポート回路51は、
アドレスバッファ23と、アドレスデコーダ24と、デ
ータバッファ25と、ポート制御部26と、切り換え制
御部60とを備えている。
【0060】ここで、アドレスデコーダ24は、チップ
セレクト信号CS0、CS1をそれぞれチップセレクト
パッドPCS0、PCS1に出力し、チップセレクト信
号CS2〜CS5を、切り換え制御部60に入力する。
また、ポート制御部26は、実施の形態1において説明
した切り換え制御信号CRを切り換え制御部60に出力
する。
【0061】切り換え制御部60は、アドレスバッファ
23から出力されたアドレス信号A28〜A31と、ア
ドレスデコーダ24から出力されたチップセレクト信号
CS2〜CS5とを入力し、ポート制御部26から出力
される切り換え制御信号CRに応じて、共用パッドPA
28/PCS2〜PA31/PCS5に、アドレス信号
A28〜A31を出力するか、チップセレクト信号CS
2〜CS5を出力するかの切り換えをおこなう。また、
切り換え制御部60は、データバッファ25と同様に内
部バス11のデータバスと接続されており、データの入
出力を可能としている。さらに、切り換え制御部60
は、アドレス信号とチップセレクト信号との切り換えが
できないアドレスパッドPA0〜PA27を、上述した
ホストモードにおいてアドレス信号用として用いるか、
上述したシングルチップモードにおいて汎用ポートとし
て用いるかの切り換えをおこなう第1の切り換え制御部
61と、アドレス信号とチップセレクト信号との切り換
えが可能なアドレスパッドPA0〜PA27を、上述し
たホストモードにおいてアドレス信号用またはチップセ
レクト信号用として用いるか、上述したシングルチップ
モードにおいて汎用ポートとして用いるかの切り換えを
おこなう第2の切り換え制御部62と、を備えている。
【0062】なお、ポート回路51にアドレスデコーダ
24を含めずに、アドレス信号A0〜A31がポート回
路51に入力される前段において、アドレスデコーダ2
4を備えてチップセレクト信号CS0〜CS5を生成し
たり、I/Oインターフェース20とは別にチップセレ
クト信号CS0〜CS5を生成するチップセレクト生成
回路を設けてもよい。
【0063】図5は、実施の形態2にかかるポート回路
の第1の切り換え制御部における切り換え部の概略構成
を示すブロック図である。図5においては、アドレス信
号A0および切り換え制御信号CRを入力するととも
に、内部バス11のデータバスのうちデータ信号D0が
送出されるビット線に接続された切り換え部61−0の
みを示しているが、アドレス信号A1〜A27、データ
信号D1〜D27からなる組に対しても同様に、それぞ
れ切り換え部61−1〜61−27が備えられ、ここで
はそれらの図示を省略している。
【0064】なお、切り換え制御信号CRには、マイク
ロプロセッサ10が、ホストモードかシングルチップモ
ードかのいずれのモードに設定されているかを示す切り
換え信号CGPの情報と、切り換え信号CGPがシング
ルチップモードを示す場合のデータ信号D0の入出力方
向を示すデータ方向信号CGDの情報が含まれている。
【0065】図5に示す切り換え部61−0は、アドレ
ス信号A0、データ信号D0、切り換え制御信号CRを
入力するバッファ71と、バッファ71から出力された
アドレス信号A0、データ信号D0を入力し、これら信
号の一方を選択するセレクタ72と、セレクタ72から
出力されたアドレス信号A0とデータ信号D0の一方の
信号を保持するレジスタPDR1と、バッファ71から
出力された切り換え制御信号CRをデコードし、切り換
え信号CGPおよびCGDを出力するデコーダ73と、
デコーダ73から出力された切り換え信号CGPを保持
するレジスタPCR1と、デコーダ73から出力された
データ方向信号CGDを保持するレジスタDDR1と、
レジスタPDR1に保持された信号、レジスタDDR1
に保持された信号を入力して、それぞれ信号DSG、信
号CSGとして入出力選択部80に出力するバッファ7
4と、バッファ74から出力された信号CSGに基づい
て信号DSGをアドレスパッドPA0に出力するホスト
モードと、アドレスパッドPA0を汎用ポートとして使
用するシングルチップモードとの選択をおこなう入出力
選択部80と、を備えている。
【0066】セレクタ72は、レジスタPCR1に保持
された切り換え信号に応じて、アドレス信号A0とデー
タ信号D0の一方を出力する。すなわち、セレクタ72
は、レジスタPCR1がホストモードを示す場合に、ア
ドレス信号A0を出力し、レジスタPCR1がシングル
チップモードを示す場合に、データ信号D0を出力す
る。また、レジスタDR1は、アドレスパッドPA0が
汎用ポートとして使用され(すなわち、マイクロプロセ
ッサ10がシングルチップモードに設定された場合)、
かつデータ方向が入力を示す場合に、その入力されたデ
ータを保持する。なお、レジスタDR1、PDR1、P
CR1およびDDR1は、切り換え制御信号CRの一部
のタイミングにより、または図4に示したポート制御部
26から切り換え制御信号CRとは別の信号を入力して
その入力タイミングによって、ラッチ動作をおこなうこ
とができる。
【0067】図6は、実施の形態2にかかる切り換え部
における入出力選択部の概略構成を示すブロック図であ
る。図6において、入出力選択部80は、インバータG
1、と、NANDゲートG2と、NORゲートG3と、
Pチャネル型MOSトランジスタTPおよびNチャネル
型MOSトランジスタTNと、から構成される。なお、
入出力選択部80は、他の論理ゲートおよびMOSトラ
ンジスタの組み合わせによって同機能を実現可能であ
り、図6に示す構成は一例にすぎない。
【0068】図6に示す入出力選択部80において、P
チャネル型のMOSトランジスタTPは、ソースをハイ
レベル電圧が供給されるVddに接続しており、Nチャ
ネル型のMOSトランジスタTNは、ドレインをMOS
トランジスタTPのドレインに接続し、かつソースをロ
ーレベル電圧を供給するGNDに接続している。そし
て、MOSトランジスタTPとMOSトランジスタTN
のドレイン接続ノードNDが、アドレスパッドPA0に
接続されている。
【0069】また、信号CSG(シングルシップモード
に設定された場合のデータ信号の入出力方向を示す信
号)は、NANDゲートG2の一方の入力端子に入力さ
れるとともに、インバータG1に入力されることにより
反転され、この反転した信号が、NORゲートG3の一
方の入力端子に入力される。信号DSG(外部装置に出
力するデータ信号またはアドレス信号)は、NANDゲ
ートG2の他方の入力端子に入力されるとともに、NO
RゲートG3の他方の入力端子に入力される。そして、
NANDゲートG2の出力は、Pチャネル型のMOSト
ランジスタTPのゲートに入力され、NORゲートG3
の出力は、Nチャネル型のMOSトランジスタTNのゲ
ートに入力される。
【0070】以下に、入出力選択部80の動作を説明す
る。ここで、信号CSGが、ローレベル(論理値
「0」)を示す場合を入力、ハイレベル(論理値
「1」)を示す場合を出力とする。ただし、マイクロプ
ロセッサ10がホストモードに設定されている場合は、
アドレス信号をアドレスパッドに出力する必要があるた
め、信号CSGはハイレベルを示すものとする。
【0071】まず、信号CSGがローレベルを示す場合
において、信号DSGが、ローレベルまたはハイレベル
を示す際には、MOSトランジスタTP、TNはともに
OFF状態となり、接続ノードNDは、ハイインピーダ
ンス状態となる。これにより、外部装置からアドレスパ
ッドPA0へのデータ入力が可能となる。入力されたデ
ータは、図5に示すレジスタDR1を介して、データバ
ス上のデータ信号D0のビット線に送出される。
【0072】そして、信号CSGがハイレベルを示す場
合において、信号DSGが、ハイレベルを示す際には、
MOSトランジスタTPがON状態、MOSトランジス
タTNがOFF状態となり、接続ノードNDを介してア
ドレスパッドPA0にハイレベルの信号、すなわち信号
DSGと同じレベルの信号が出力される。同じく、信号
CSGがハイレベルを示す場合において、信号DSG
が、ローレベルを示す際には、MOSトランジスタTP
がOFF状態、MOSトランジスタTNがON状態とな
り、接続ノードNDを介してアドレスパッドPA0にロ
ーレベルの信号、すなわち信号DSGと同じレベルの信
号が出力される。
【0073】以上に説明した入出力選択部80の動作に
よって、マイクロプロセッサ10がホストモードに設定
された場合には、アドレス信号A0のアドレスパッドP
A0への出力、すなわちアドレスパッドPA0のアドレ
ス信号用端子としての利用が達成され、マイクロプロセ
ッサ10がシングルチップモードに設定された場合に
は、データ信号D0のアドレスパッドPA0を介した入
出力、すなわちアドレスパッドPA0の汎用ポートとし
ての利用が達成される。
【0074】図7は、実施の形態2にかかるポート回路
の第2の切り換え制御部における切り換え部の概略構成
を示すブロック図である。図7においては、アドレス信
号A28、チップセレクト信号CS2および切り換え制
御信号CRを入力するとともに、内部バス11のデータ
バスのうちデータ信号D28が送出されるビット線に接
続された切り換え部62−0のみを示しているが、アド
レス信号A28〜A31、チップセレクト信号CS2〜
CS5およびデータ信号D28〜D31からなる組に対
しても同様に、それぞれ切り換え部62−1〜62−3
が備えられており、ここではそれらの図示を省略してい
る。
【0075】なお、切り換え制御信号CRには、上述し
たように、マイクロプロセッサ10が、ホストモードか
シングルチップモードかのいずれのモードに設定されて
いるかを示す切り換え信号CGP1およびCGP2の情
報と、切り換え信号CGPがシングルチップモードを示
す場合のデータ信号D0の入出力方向を示すデータ方向
信号CGDの情報が含まれている。
【0076】図7に示す切り換え部62−0は、アドレ
ス信号A28、チップセレクト信号CS2、データ信号
D28、切り換え制御信号CRを入力するバッファ81
と、バッファ81から出力されたアドレス信号A28、
チップセレクト信号CS2、データ信号D28を入力
し、これら信号のいずれか一つを選択して出力するセレ
クタ82と、セレクタ82から出力された信号を保持す
るレジスタPDR2と、バッファ81から出力された切
り換え制御信号CRをデコードし、切り換え信号CGP
1、CGP2およびCGDを出力するデコーダ83と、
デコーダ83から出力された切り換え信号CGP1を保
持するレジスタPCR2−1と、デコーダ83から出力
された切り換え信号CGP2を保持するレジスタPCR
2−2と、デコーダ83から出力されたデータ方向信号
CGDを保持するレジスタDDR2と、レジスタPDR
2に保持された信号と、レジスタDDR2に保持された
信号とを入力して、それぞれ信号DSG、信号CSGと
して入出力選択部80に出力するバッファ84と、バッ
ファ84から出力された信号CSGに基づいて、信号D
SGを共用パッドPA28/PCS2に出力するホスト
モードと、共用パッドPA28/PCS2を汎用ポート
として使用するシングルチップモードとの選択をおこな
う入出力選択部80と、を備えている。なお、入出力選
択部80は図6に説明したものと同様のものとすること
ができる。したがってここでは、その説明は省略する。
【0077】セレクタ82は、レジスタPCR2−1、
PCR2−2にそれぞれ保持された切り換え信号の組み
合わせに応じて、アドレス信号A28、チップセレクト
信号CS2、データ信号D28のいずれか一つを選択し
て出力する。例えば、セレクタ82は、(PCR2−
1,PCR2−2)=(1,0)である場合に、アドレ
ス信号A28を選択して出力し、(PCR2−1,PC
R2−2)=(1,1)である場合に、チップセレクト
信号CS2を選択して出力し、(PCR2−1,PCR
2−2)=(0,1)である場合に、データ信号D28
を選択して出力する。
【0078】レジスタDR2は、共用パッドPA28/
PCS2が汎用ポートとして使用され(すなわち、マイ
クロプロセッサ10がシングルチップモードに設定され
た場合)、かつデータ入出力方向が入力を示す場合に、
その入力されたデータを保持する。なお、レジスタDR
2、PDR2、PCR2−1、PCR2−2およびDD
R2は、切り換え制御信号CRの一部のタイミングによ
って、または図4に示したポート制御部26から切り換
え制御信号CRとは別の信号を入力してその入力タイミ
ングによって、ラッチ動作をおこなうことができる。
【0079】以上に説明した構成により、マイクロプロ
セッサ10において、例えば、I/Oインターフェース
20にポート回路51を含む複数のポート回路が設けら
れ、ポート回路51に24ビットのアドレス空間を有す
る外部メモリモジュールが接続され、内部バスのアドレ
スバス上のアドレス信号A24〜A27がこの外部メモ
リモジュールのチップセレクト信号を生成するのに用い
られた場合、共用パッドPA28/CS2〜PA31/
CS5は使用されないが、この際、CPU12が、ポー
ト回路51に対する制御信号C0〜Cnの一部として、
共用パッドPA28/CS2〜PA31/CS5を、チ
ップセレクト信号CS2〜CS5を出力するチップセレ
クトパッドPCS2〜PCS5として用いる指示を発す
ることにより、切り換え部30−0〜30−3のレジス
タPCRには、チップセレクト信号CS2〜CS5の選
択を示す切り換え信号が保持され、この切り換え信号が
セレクタ82に入力されることによって、共用パッドP
A28/CS2〜PA31/CS5をチップセレクトパ
ッドPCS2〜PCS5として用いるように切り換える
ことができる。
【0080】さらに、ポート回路51に外部メモリモジ
ュールを接続しない場合であっても、ポート回路51
に、アドレスパッドPA0〜PA27および共用パッド
PA28/CS2〜PA31/CS5を汎用ポートとし
て使用するための切り換え制御部60が設けられている
ので、アドレスパッドPA0〜PA27および共用パッ
ドPA28/CS2〜PA31/CS5に外部メモリモ
ジュール以外の外部装置を接続してこの外部装置とのデ
ータの入出力をおこなうことができる。すなわち、マイ
クロプロセッサ10がシングルチップモードに設定され
た場合にも、I/Oインターフェース20に備えられた
すべてのポート回路に外部装置を接続して制御すること
ができ、アドレスパッドの使用制限を極力排除した拡張
性の高いマイクロプロセッサを提供することができる。
【0081】なお、図5に示した切り換え部61−0〜
61−27および62−0〜62−3において、切り換
え制御信号CRにより、すべてのアドレスパッドPA0
〜PA27および共用パッドPA28/CS2〜PA3
1/CS5を汎用ポートに切り換えずに、例えば下位8
ビットや下位16ビット等の一部分のビットのみを汎用
ポートとして使用することもでき、また、切り換え部6
2−0〜62−3において、すべての共用パッドPA2
8/CS2〜PA31/CS5をチップセレクトパッド
PCS2〜PCS5に切り換えずに、切り換え制御信号
CRの示すビットデータに応じて、切り換え可能な共用
パッドのうち一部分の共用パッドに対して切り換えをお
こなうこともできる。
【0082】さらに、共用パッドは、上述した4つの共
用パッドPA28/CS2〜PA31/CS5に限ら
ず、他のパッド位置や4つ以外の他の数に設定してもよ
く、また、その設定に応じて切り換えの対象となるチッ
プセレクト信号も選択でき、これらは設計上に適宜変更
可能である。
【0083】以上に説明したように実施の形態2によれ
ば、ポート回路51に、アドレス信号の一部(A28〜
A31)と、チップセレクト信号の一部(CS2〜CS
5)とを切り換えて、共用パッドPA28/CS2〜P
A31/CS5に出力することができるので、実施の形
態1に説明したように、外部に接続される外部装置、特
に外部メモリモジュール9の仕様に応じて、アドレス端
子(アドレスパッド)を有効に使用することができ、さ
らに、シングルチップモードにおいて、アドレスパッド
PA0〜PA31を汎用ポートとして使用することがで
きるので、外部メモリモジュール9を接続しない場合に
も、アドレスパッドPA0〜PA27および共用パッド
PA28/CS2〜PA31/CS5を外部装置のデー
タ入出力端子に割り当てることができ、これによりパッ
ケージサイズを増大させることなく汎用性および拡張性
をさらに高めることのできるマイクロプロセッサおよび
共用端子制御方法を提供することが可能となる。
【0084】(実施の形態3)つぎに、実施の形態3に
かかるマイクロプロセッサ、共用端子制御方法およびリ
セット処理実行方法について説明する。実施の形態3
は、実施の形態1および実施の形態2において説明した
マイクロプロセッサおよび共用端子制御方法について、
マイクロプロセッサ10の電源投入直後等の初期状態に
おける動作モード(切り換え可能な共用パッドPA28
/CS2〜PA31/CS5におけるアドレス信号使用
モードおよびチップセレクト信号使用モード、ホストモ
ード、シングルチップモード)の設定を可能としたもの
である。
【0085】マイクロプロセッサ10の電源投入直後の
初期状態においては、切り換え可能な共用パッドPA2
8/CS2〜PA31/CS5を、アドレス信号用とし
て使用するか、チップセレクト信号用として使用するか
によって、起動プログラムの実行(リセット解除)が問
題となる。
【0086】電源投入直後の初期状態において、切り換
え可能な共用パッドPA28/CS2〜PA31/CS
5をアドレス信号用として使用するように設定する場合
は、例えば、電源投入直後にCPU12のプログラムカ
ウンタに読み出されるモードフェッチアドレス(32ビ
ット)は、「0000-0000-0000-1111-1111-1111-1111-100
0 」(16進法では「000FFFF8」)と設定され、このア
ドレス先に保持されたデータ、すなわちモードベクタア
ドレスは「0000-0000-0000-1111-1111-1111-1111-1100
」(16進法では「000FFFFC」)と設定される。
【0087】このように、通常、起動プログラムの読み
出し用アドレスとして、アドレスバス上のビットのすべ
て(ここでは32ビット)を使用するので、このような
アドレスがアドレスバス上に有効となっている状態で、
外部メモリモジュール9等の外部装置が、アドレスパッ
ドPA0〜PA27および共用パッドPA28/CS2
〜PA31/CS5のすべてをアドレス信号用として使
用し、このアドレスを取得してしまうと、上記したモー
ドフェッチをおこなうことができなくなる。
【0088】そこで、このような電源投入直後の過渡期
においては、外部装置は、チップセレクトパッドPCS
0の信号を入力することで、切り換え可能な共用パッド
PA28/CS2〜PA31/CS5がアドレス信号用
端子として有効であるかどうかを判断するようにする。
すなわち、チップセレクトパッドPCS0から出力され
るチップセレクト信号CS0は、アドレス信号A28〜
A31に関連しないデコードによって生成する。この
際、その他のチップセレクトパッドPCS1〜PCS5
は、使用禁止となる。
【0089】また、電源投入直後の初期状態において、
切り換え可能な共用パッドPA28/CS2〜PA31
/CS5をチップセレクト信号用として使用するように
設定する場合、例えば、電源投入直後にCPU12のプ
ログラムカウンタに読み出されるモードフェッチアドレ
ス(32ビット)は、「1111-0000-0000-1111-1111-111
1-1111-1000 」(16進法では「F00FFFF8」)と設定さ
れ、このアドレス先に保持されたデータ、すなわちモー
ドベクタアドレスは「1111-0000-0000-1111-1111-1111-
1111-1100 」(16進法では「F00FFFFC」)と設定され
る。
【0090】このように、通常、起動プログラムの読み
出し用アドレスとして、上位4ビット(アドレス信号A
28〜A31)がすべて固定されるので(この場合はす
べて「1」)、この状態では、共用パッドPA28/C
S2〜PA31/CS5に出力される信号を有効なチッ
プセレクト信号として使用することはできない。
【0091】そこで、この場合、切り換え制御信号CR
の一部に、初期状態を示す情報を含め、外部装置は、こ
の信号を入力することにで、切り換え可能な共用パッド
PA28/CS2〜PA31/CS5がチップセレクト
信号用端子として有効に使用できる状態であるかどうか
を判断する。例えば、実施の形態1にかかるポート回路
21においては、切り換え部30−0内の切り換え部の
デコーダ43から、上記した初期状態を示す情報を取り
出すことができる。また、実施の形態2にかかるポート
回路51においては、上述したレジスタ(PCR2−
1,PCR2−2)=(0,0)である場合を、初期状
態を示す情報に割り当てることができる。
【0092】また、このような初期状態において、切り
換え可能な共用パッドPA28/CS2〜PA31/C
S5をアドレス信号用としてもチップセレクト信号用と
しても使用できないように設定することもできる。
【0093】つぎに、リセット処理実行方法について説
明する。ハードウェアリセットやソフトウェアリセット
によってもたらされる初期状態についても、電源投入に
よる初期状態と変わりはなく(実際には電源投入動作は
ハードウェアリセットに属する)、初期化プログラム
(起動プログラムの一部)は共通している。そこで、ポ
ート回路等に、リセット処理用のレジスタ(以下、リセ
ットレジスタと称する)を設け、初期化プログラム内
に、リセット命令に先だってこのリセットレジスタの保
持内容を調べる命令を含め、リセットレジスタの内容に
応じて、初期化をおこなうプログラムを選択するように
する。
【0094】図8は、実施の形態3にかかるリセット処
理実行方法を示すフローチャートである。図8のフロー
チャートにおいて、まず、ユーザによる電源投入やハー
ドウェアリセット、またはプログラム上のソフトウェア
リセット命令によって、リセット解除指示が発せられる
(ステップS100)。そして、CPU12が、上述し
たようにモードフェッチアドレスの取り込み、モードベ
クタアドレスの取り込みをおこない、そのモードベクタ
アドレスを格納される起動プログラムの開始アドレスと
して、起動プログラムの実行を開始する(ステップS1
01)。
【0095】つづいて、上記したリセットレジスタの保
持内容を調べ(ステップS102)、リセットレジスタ
が「0」を示す場合は、このリセットレジスタに「1」
を書き込んで(ステップS104)、第1の初期化プロ
グラムの開始アドレスにジャンプし、第1の初期化プロ
グラムを実行する(ステップS105)。ステップS1
02において、リセットレジスタが「1」を示す場合
は、第2の初期化プログラムの開始アドレスにジャンプ
し、第2の初期化プログラムを実行する(ステップS1
03)。
【0096】ここで、第1の初期化プログラムには、マ
イクロプロセッサ10の内蔵装置すべてと外部装置のす
べてのリセットをおこなうリセット命令を含め、第2の
初期化プログラムには、マイクロプロセッサ10の内蔵
装置すべてと外部装置の一部(例えば、外部メモリモジ
ュール9以外の外部装置のみ)のリセットをおこなうリ
セット命令を含むようにコードしておく。これにより、
電源投入直後のリセット処理と、その後のリセット処理
を区別することができる。これにより、電源投入以外の
リセット(CPUの暴走時に対するリセット処理等)に
おいて、例えば外部メモリモジュール9のデータまたは
実行状態を保持したまま、他の装置の初期化をおこなう
ことができる。ただし、第2の初期化プログラムにおい
てリセットレジスタを初期化しないようにコードする必
要がある。
【0097】なお、以上の実施の形態1〜3に説明した
マイクロプロセッサは、内部バス11またはその他のバ
スにポート回路21または51が接続される点以外は、
図1に示した構成に限らずに、例えば命令バスとデータ
バスを個別に設けたハーバード・アーキテクチャ等の他
のバスアーキテクチャを採用してもよい。
【0098】
【発明の効果】従来のマイクロプロセッサが、特殊な仕
様の外部装置に対しての接続をも可能とするようにさら
に汎用性を高めたり、同時に接続可能な外部装置の数を
増加させたりする場合には、アドレス端子やチップセレ
クト端子の数を増加させる必要があったのに対して、本
発明のマイクロプロセッサおよび共用端子制御方法によ
れば、アドレス信号の一部(A28〜A31)と、チッ
プセレクト信号の一部(CS2〜CS5)とを共用する
共用端子(PA28/CS2〜PA31/CS5)を設
けて、ポート回路(21)が、ポート制御レジスタに保
持された出力信号の切り換えを指示するデータに応じて
共有端子に出力する信号を切り換えることができるの
で、外部に接続される外部装置、特に外部メモリモジュ
ール(9)の仕様に応じて、使用されないアドレス端子
(アドレスパッド)またはチップセレクト端子を有効に
利用することができ、これによりパッケージサイズを増
大させることなく高い汎用性および拡張性を実現するこ
とができる。
【0099】さらに、本発明のマイクロプロセッサおよ
びリセット処理実行方法によれば、リセット処理の実行
情報を保持するリセットレジスタを備えることで、リセ
ット処理実行手段(起動プログラム)が、このリセット
レジスタを調査することにより、マイクロプロセッサ1
0の内蔵装置すべてと外部装置のすべてのリセットをお
こなうような第1のリセット処理(第1の初期化プログ
ラム)か、マイクロプロセッサ10の内蔵装置すべてと
外部装置の一部(例えば、外部メモリモジュール9以外
の外部装置のみ)のリセットをおこなうような第2のリ
セット処理(第2の初期化プログラム)のいずれかの処
理を実行するかを選択でき、マイクロプロセッサに内蔵
される装置や外部接続される装置にうちリセット処理を
必要とする装置に対してのみリセット処理をおこなうこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1にかかるマイクロプロセッサの概
略構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1にかかるマイクロプロセッサのポ
ート回路の概略構成を示すブロック図である。
【図3】実施の形態1にかかるポート回路の切り換え部
の概略構成を示すブロック図である。
【図4】実施の形態2にかかるマイクロプロセッサのポ
ート回路の概略構成を示すブロック図である。
【図5】実施の形態2にかかるポート回路の第1の切り
換え制御部における切り換え部の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図6】実施の形態2にかかる切り換え部における入出
力選択部の概略構成を示すブロック図である。
【図7】実施の形態2にかかるポート回路の第2の切り
換え制御部における切り換え部の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図8】実施の形態3にかかるリセット処理実行方法を
示すフローチャートである。
【図9】従来のマイクロプロセッサの概略構成を示すブ
ロック図である。
【図10】従来のポート回路の概略構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】 9 外部メモリモジュール 10 マイクロプロセッサ 11 内部バス 12 CPU 13 外部バス 14 ROM 16 RAM 18 リソース 20 I/Oインターフェース 21,51 ポート回路 23 アドレスバッファ 24 アドレスデコーダ 25 データバッファ 26 ポート制御部 30,60 切り換え制御部 30−0〜30−3,60−0〜60−27,61−0
〜61−3 切り換え部 PA0〜PA31 アドレスパッド PCS0〜PCS5 チップセレクトパッド PD0〜PD31 データパッド PCX0〜PCXm 制御信号パッド

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部バスを介して外部装置と接続するマ
    イクロプロセッサにおいて、 前記外部バスに接続され、アドレス信号またはチップセ
    レクト信号を出力する共用端子と、 前記共用端子をアドレス信号用端子として使用するか、
    または前記共用端子をチップセレクト信号用端子として
    使用するかを示すデータを保持するポート制御レジスタ
    を備え、前記ポート制御レジスタに保持されたデータに
    基づいて前記共用端子を前記アドレス信号用端子または
    前記チップセレクト信号用端子として使用するように選
    択的に設定するポート回路と、 を備えたことを特徴とするマイクロプロセッサ。
  2. 【請求項2】 外部バスを介して外部装置と接続するマ
    イクロプロセッサにおいて、 前記外部バスに接続され、アドレス信号またはチップセ
    レクト信号を出力する共用端子と、 前記共用端子をアドレス信号用端子として使用するか、
    前記共用端子をチップセレクト信号用端子として使用す
    るか、アドレス信号を出力するアドレス端子および/ま
    たは前記共用端子をデータ入出力用端子として使用する
    かのいずれか一つを示すデータを保持するポート制御レ
    ジスタを備え、前記ポート制御レジスタに保持されたデ
    ータに基づいて、前記共用端子を前記アドレス信号用端
    子として、前記共用端子を前記チップセレクト信号用端
    子として、または、前記アドレス端子および/または前
    記共用端子を前記データ入出力用端子として使用するよ
    うに選択的に設定するポート回路と、 を備えたことを特徴とするマイクロプロセッサ。
  3. 【請求項3】 最初のリセット解除がおこなわれた際に
    リセット実行信号を保持するリセットレジスタと、 リセット解除の実行が指示された際に、前記リセットレ
    ジスタに前記リセット実行信号が保持されていない場合
    には、前記リセットレジスタに前記リセット実行信号を
    書き込んで、すべての内蔵装置および前記外部装置の初
    期化をおこなう第1のリセット処理を実行し、前記リセ
    ットレジスタに前記リセット実行信号が保持されている
    場合には、前記リセットレジスタを初期化しない第2の
    リセット処理を実行するリセット処理実行手段と、 を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のマ
    イクロプロセッサ。
  4. 【請求項4】 前記ポート回路は、リセット解除後の初
    期状態時に、前記共用端子を前記チップセレクト信号用
    端子として使用するように設定することを特徴とする請
    求項1〜3のいずれか一つに記載のマイクロプロセッ
    サ。
  5. 【請求項5】 前記ポート回路は、リセット解除後の初
    期状態時に、前記共用端子を前記アドレス信号用端子と
    して使用するように設定することを特徴とする請求項1
    〜3のいずれか一つに記載のマイクロプロセッサ。
  6. 【請求項6】 前記ポート回路は、リセット解除後の初
    期状態時に、前記リセット解除によるリセット処理が完
    了するまで、前記共用端子の使用を禁止することを特徴
    とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のマイクロプ
    ロセッサ。
  7. 【請求項7】 外部バスに接続され、アドレス信号また
    はチップセレクト信号を出力する共用端子を備えたマイ
    クロプロセッサの共用端子制御方法において、 前記共用端子をアドレス信号用端子として使用するか、
    または前記共用端子をチップセレクト信号用端子として
    使用するかを示すデータを保持する第1のステップと、 前記第1のステップにおいて保持されたデータに基づい
    て前記共用端子を前記アドレス信号用端子または前記チ
    ップセレクト信号用端子として使用するように選択的に
    設定する第2のステップと、 を含んだことを特徴とする共用端子制御方法。
  8. 【請求項8】 外部バスに接続され、アドレス信号また
    はチップセレクト信号を出力する共用端子を備えたマイ
    クロプロセッサの共用端子制御方法において、 前記共用端子をアドレス信号用端子として使用するか、
    前記共用端子をチップセレクト信号用端子として使用す
    るか、アドレス信号を出力するアドレス端子および/ま
    たは前記共用端子をデータ入出力用端子として使用する
    かのいずれか一つを示すデータを保持する第1のステッ
    プと、 前記第1のステップにおいて保持されたデータに基づい
    て、前記共用端子を前記アドレス信号用端子として、前
    記共用端子を前記チップセレクト信号用端子として、ま
    たは、前記アドレス端子および/または前記共用端子を
    前記データ入出力用端子として使用するように選択的に
    設定する第2のステップと、 を含んだことを特徴とする共用端子制御方法。
  9. 【請求項9】 外部バスに接続され、アドレス信号また
    はチップセレクト信号を出力する共用端子を備えたマイ
    クロプロセッサの共用端子制御方法において、 リセット解除をおこなう第1のステップと、 前記第1のステップによりリセットが解除された後の初
    期状態時に、前記共用端子をチップセレクト信号用端子
    として使用するように設定する第2のステップと、 を含んだことを特徴とする共用端子制御方法。
  10. 【請求項10】 外部バスに接続され、アドレス信号ま
    たはチップセレクト信号を出力する共用端子を備えたマ
    イクロプロセッサの共用端子制御方法において、 リセット解除をおこなう第1のステップと、 前記第1のステップによりリセットが解除された後の初
    期状態時に、前記共用端子をアドレス信号用端子として
    使用するように設定する第2のステップと、 を含んだことを特徴とする共用端子制御方法。
  11. 【請求項11】 外部バスに接続され、アドレス信号ま
    たはチップセレクト信号を出力する共用端子を備えたマ
    イクロプロセッサの共用端子制御方法において、 リセット解除をおこなう第1のステップと、 前記第1のステップによりおこなわれるリセット解除に
    よるリセット処理が完了するまで、前記共用端子の使用
    を禁止する第2のステップと、 を含んだことを特徴とする共用端子制御方法。
  12. 【請求項12】 外部バスを介して外部装置と接続する
    マイクロプロセッサのリセット処理実行方法において、 リセット解除の実行が指示された際に、リセット解除の
    実行情報が保持されるリセットレジスタにリセット解除
    がおこなわれたことを示すリセット実行信号が保持され
    ているかを判断する第1のステップと、 前記第1のステップにおいて前記リセットレジスタに前
    記リセット実行信号が保持されていない場合には、前記
    リセットレジスタに前記リセット実行信号を書き込ん
    で、すべての内蔵装置および前記外部装置の初期化をお
    こなう第1のリセット処理を実行し、前記リセットレジ
    スタに前記リセット実行信号が保持されている場合に
    は、前記リセットレジスタを初期化しない第2のリセッ
    ト処理を実行する第2のステップと、 を含んだことを特徴とするリセット処理実行方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100386114B1 (ko) * 2001-02-16 2003-06-02 삼성전자주식회사 멀티-입/출력카드를 갖춘 네트워크시스템의 초기화제어장치
JP2009104653A (ja) * 2003-07-31 2009-05-14 Fujitsu Microelectronics Ltd 動作モード制御回路、及びマイクロコンピュータ
JP2016143793A (ja) * 2015-02-03 2016-08-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置

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CN105845651A (zh) * 2015-02-03 2016-08-10 瑞萨电子株式会社 半导体装置

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