JP2002222161A - 半導体装置、及びデータ転送方法 - Google Patents

半導体装置、及びデータ転送方法

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JP2002222161A JP2001018831A JP2001018831A JP2002222161A JP 2002222161 A JP2002222161 A JP 2002222161A JP 2001018831 A JP2001018831 A JP 2001018831A JP 2001018831 A JP2001018831 A JP 2001018831A JP 2002222161 A JP2002222161 A JP 2002222161A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外部転送を行うDMA制御装置の動作効率の向
上を図ることのできる半導体装置、及びデータ転送方法
を提供する。 【解決手段】データ転送路がそれぞれチャネルCh1,
Ch2,Ch3に設定された3つのDMA制御装置には
動作状態レジスタがそれぞれ接続され、各動作状態レジ
スタは優先度回路に接続される。優先度の最も高いDM
A制御装置(チャネルCh1)により外部転送が行われ
ると、対応する動作状態レジスタはセットされ、そのD
MA制御装置(チャネルCh1)の転送動作は一時停止
する。優先度回路は、動作状態レジスタがセットされる
と、転送動作を一時停止したDMA制御装置(チャネル
Ch1)の優先度を最も低くするため、他のDMA制御
装置(チャネルCh2,Ch3)は転送動作を順次実行
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、及び
データ転送方法に関する。データ転送を行う情報機器シ
ステム等の半導体装置には、中央処理装置(CPU)の
負荷を軽減し、データ転送の処理効率の向上を図るた
め、ダイレクトメモリアクセス(DMA)制御装置が内
蔵されるようになってきている。CPUは、データ転送
を行っているとき、演算処理等の他の処理を行うことが
できない。DMA転送方式は、CPUを介さずにデータ
転送を行う転送方式であり、データ転送を高速に行うこ
とができる。近年、データ転送をより高速に処理する技
術が確立されてきている。そこで、DMA制御装置を搭
載した半導体装置において、外部入出力装置より高速動
作するDMA制御装置が半導体装置の外部に対しDMA
転送を行う際の動作効率の向上が要求されている。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のDMA転送のタイミング
チャートを示す。尚、同図は、半導体装置に3つのDM
A制御装置を搭載した例を示し、それら各DMA制御装
置のデータ転送路(チャネル)は、それぞれチャネルC
h1,チャネルCh2,チャネルCh3に設定される。
3つのDMA制御装置には優先度が付与され、それらに
同時に転送要求が発生すると、各装置はチャネルCh
1、チャネルCh2、チャネルCh3を介して、順次D
MA転送を実行する。
【0003】図中、バス動作は、半導体装置が有するシ
ステムバス(内部バス)(図示略)の使用状態を示し、
外バス動作は、半導体装置が接続された外部バス(図示
略)の使用状態を示す。
【0004】今、チャネルCh1は、DMA転送を外部
に対して行うように設定され、チャネルCh2,Ch3
は、DMA転送を半導体装置内部の周辺回路(ROM,
RAM等)に対して行うように設定されている。
【0005】図3に示すように、各DMA制御装置が転
送要求を同時に受けると、先ず優先度の高いチャネルC
h1を介してDMA転送が開始される。このチャネルC
h1の動作により、内部周辺回路,内部バス,外部入出
力装置の経路にてDMA転送が実行され、内部周辺回路
から外部バスに接続された外部周辺回路へデータが転送
される。
【0006】しかしながら、内部バスの転送速度は、外
部バスの転送速度より高速であるため、外部入出力装置
による外部アクセス動作が完全に終了する前に、チャネ
ルCh1を介して2回目のDMA転送が開始される。つ
まり、例えば内部バスの転送速度が外部バスのそれの2
倍の転送速度であるとすれば、外部入出力装置による外
部アクセス動作に要する時間は、チャネルCh1が内部
バスを専有している時間のおよそ2倍となる。また、チ
ャネルCh1の転送要求を停止する信号は、外部入出力
装置による外部アクセス動作の状態を監視して入力され
る。このため、外部バスの状態によって外部転送の終了
と同時に半導体装置の外部制御端子より停止要求信号を
入力すると、当該チャネルCh1の優先度が他のチャネ
ルCh2,Ch3より高いことにより、外部転送が再度
行われる。
【0007】そこで、上記のような不具合を解決するた
め、外部入出力装置より高速動作するDMA制御装置が
搭載された半導体装置において、DMA転送を外部に対
して行う場合には、DMA制御装置を外部入出力装置と
同期させる必要がある。
【0008】図4は、前述同様に、3つのDMA制御装
置(チャネルCh1〜Ch3)を搭載した半導体装置に
おいて、同期をとった例を示す従来のDMA転送のタイ
ミングチャートである。
【0009】同図に示す従来例では、チャネルCh1を
介して1回目のDMA転送が終了すると、このチャネル
Ch1を介しての2回目の転送動作は停止する。従っ
て、チャネルCh1を介して1回目のDMA転送が開始
され、これにより外部入出力装置による外部アクセス動
作が開始された後、その外部アクセス動作が行われる間
にチャネルCh1を介して2回目のDMA転送が開始さ
れることはなく、該チャネルCh1は内部バスを開放す
る。
【0010】このため、外部アクセス動作を監視して、
その転送終了と同時に半導体装置の外部制御端子より停
止要求信号を入力すると、チャネルCh1による転送動
作が停止しているため、外部転送を実行するDMA制御
装置(チャネルCh1)と外部入出力装置とは同期して
動作する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、チャネルC
h1による転送動作を停止して外部入出力装置と同期さ
せる従来方法では、チャネルCh1の優先度はチャネル
Ch2,Ch3のそれよりも高いため、その停止状態に
おいてもチャネルCh1は内部バスを専有する。
【0012】この状態では、チャネルCh1より優先度
の低いチャネルCh2及びチャネルCh3のDMA制御
装置は転送要求に応答することができない。この結果、
全チャネルCh1〜Ch3による転送動作が停止する。
【0013】更に、このようにチャネルCh1〜Ch3
による転送動作が停止している期間は、CPUも内部バ
スを使用することができないため、その時間だけ処理が
遅くなる。従って、特に外部アクセスによるDMA転送
を多く行う半導体装置においては、上記したような同期
方法を行うことに起因して全てのDMA制御装置(チャ
ネル)の動作停止の期間を頻繁に生じさせることとな
り、それにより半導体装置の性能が低下するという問題
がある。
【0014】本発明は、上述した問題点を解消するため
になされたものであって、その目的は、外部転送を行う
DMA制御装置の動作効率の向上を図ることのできる半
導体装置、及びデータ転送方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明によれば、複数のDMA制御
装置は、優先度回路により付与される予め設定した第1
の優先度に従ってデータ転送を行う。動作状態レジスタ
は、対応するDMA制御装置の動作状態を示す。そし
て、複数のDMA制御装置は、それらの少なくともいず
れか1つが外部転送を開始すると、動作状態レジスタが
示す状態に基づいて優先度回路により付与される第2の
優先度に従ってデータ転送を行う。
【0016】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加えて、優先度回路は、外部転送
を開始したDMA制御装置の優先度を他の少なくともい
ずれか1つのDMA制御装置の優先度よりも低く設定し
た第2の優先度を付与する。
【0017】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は2に記載の発明の作用に加えて、動作状態レジスタ
は、外部転送を開始したDMA制御装置によってセット
される。また、動作状態レジスタは、外部転送を開始し
たDMA制御装置が転送動作を終了すると、外部入出力
装置によってクリアされる。
【0018】請求項4に記載の発明によれば、請求項3
に記載の発明の作用に加えて、優先度回路は、DMA制
御装置によってセットされる動作状態レジスタの出力信
号に応答して第2の優先度を付与した後、外部入出力装
置によってクリアされる動作状態レジスタの出力信号に
応答して再度予め設定した第1の優先度を付与する。
【0019】請求項5に記載の発明によれば、複数のD
MA制御装置は、優先度回路に付与される予め設定した
第1の優先度に従ってデータ転送を順次実行する。次い
で、外部転送を開始したDMA制御装置により動作状態
レジスタがセットされると、他のDMA制御装置は、優
先度回路に付与される第2の優先度に従ってデータ転送
を順次実行する。そして、外部転送が終了して動作状態
レジスタがクリアされると、複数のDMA制御装置は、
予め設定された第1の優先度に従ってデータ転送を順次
実行する。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図1及び図2に従って説明する。図1は、ダイレ
クトメモリアクセス(以下、DMAという)制御装置を
搭載した半導体装置の概略ブロック図を示す。
【0021】半導体装置1は、中央処理装置(図中、C
PUで示す)2、複数のDMA制御装置3〜5、第1〜
第3の周辺回路(例えば、ROM,RAM,UART
等)6〜8、及び外部入出力装置としての外部バス制御
装置9を備え、それらはシステムバス10を介して相互
に接続されている。
【0022】DMA制御装置3〜5は制御端子11〜1
3に接続され、それら制御端子11〜13によって個別
に制御される。各DMA制御装置3〜5のデータ転送路
(以下、チャネルという)は、それぞれチャネルCh
1,チャネルCh2,チャネルCh3に設定される。
【0023】外部バス制御装置9は外部バス端子に接続
され、図示しない外部バスを介して外部周辺回路(図示
略)と接続されている。即ち、外部周辺回路と第1〜第
3の周辺回路6〜8のいずれか1つとの間で行われるD
MA転送(以下、外部転送という)は、外部バス制御装
置9を介して行われる。本実施形態では、DMA制御装
置3によりチャネルCh1を介して行われるDMA転送
は外部転送である。また、DMA制御装置4,5により
チャネルCh2,Ch3を介して行われるDMA転送
は、半導体装置1内における第1〜第3の周辺回路6〜
8の間でデータの転送を行う。
【0024】半導体装置1には、各DMA制御装置3〜
5毎にそれぞれ動作状態レジスタ14〜16が接続さ
れ、それら動作状態レジスタ14〜16は外部バス制御
装置9にそれぞれ接続される。
【0025】動作状態レジスタ14〜16は、各々対応
するDMA制御装置3〜5により行われる外部転送の動
作状態を示す。そして、動作状態レジスタ14〜16
は、対応するDMA制御装置3〜5が外部転送を行う
と、当該DMA制御装置3〜5によってセットされる。
動作状態レジスタ14〜16がセットされると、このセ
ットされている期間、当該レジスタ14〜16に対応す
るDMA制御装置3〜5の転送動作は一時停止する。そ
して、外部バス制御装置9を介して行われる外部転送が
終了すると、動作状態レジスタ14〜16は外部バス制
御装置9によりクリアされ、これにより転送動作を一時
停止していたDMA制御装置3〜5は動作を再開する。
【0026】各動作状態レジスタ14〜16は優先度回
路17に接続され、この優先度回路17は、各DMA制
御装置3〜5と接続される。そして、動作状態レジスタ
14〜16は、前述したセット或いはクリアの状態を示
す信号を優先度回路17に出力する。
【0027】優先度回路17は、各DMA制御装置3〜
5に対し予め第1の優先度を付与する。また、優先度回
路17は、動作状態レジスタ14〜16の出力信号に基
づいて、各DMA制御装置3〜5に対し第2の優先度を
付与する。本実施形態では、各DMA制御装置3〜5に
対して優先度回路17により予め付与される第1の優先
度は、DMA制御装置3>DMA制御装置4>DMA制
御装置5、に設定される。
【0028】各DMA制御装置3〜5は、優先度回路1
7により付与される第1又は第2の優先度に従って、そ
れらに設定されるチャネルCh1〜Ch3を介して順次
DMA転送を実行する。従って、本実施形態において、
転送要求の信号が制御端子11〜13からDMA制御装
置3〜5に同時に入力されると、優先度回路17により
付与された第1の優先度に従って、先ず最も優先度が高
く設定されたDMA制御装置3がDMA転送を実行す
る。
【0029】このとき、上述したようにDMA制御装置
3は、チャネルCh1を介して外部転送を行うことによ
り、動作状態レジスタ14はセットされる。動作状態レ
ジスタ14がセットされると、優先度回路17は、これ
に応答してDMA制御装置3の優先度を他のDMA制御
装置4,5よりも低く設定する。つまり、優先度回路1
7は、DMA制御装置3〜5に対して第2の優先度を付
与し、その優先度は、DMA制御装置4>DMA制御装
置5>DMA制御装置3、に設定される。
【0030】そして、優先度回路17は、動作状態レジ
スタ14がクリアされると、これに応答して各DMA制
御装置3〜5の優先度を予め付与した前記第1の優先度
に戻す。
【0031】図2は、DMA制御装置3〜5に転送要求
の信号が同時に入力されたときのDMA転送のタイミン
グチャートを示す。同図において、バス動作は、半導体
装置1が有するシステムバス(内部バス)10の使用状
態を示し、外バス動作は、半導体装置1が接続された外
部バスの使用状態を示す。
【0032】全てのDMA制御装置3〜5に対して、転
送要求の信号が制御端子11〜13に同時に入力される
と、図2に示すように、先ず最も優先度の高いDMA制
御装置3がチャネルCh1を介して転送動作を開始す
る。このとき、チャネルCh1による転送は外部転送で
あり、外部バス制御装置9を介して外部周辺回路(図示
略)にアクセスされる。
【0033】動作状態レジスタ14は、DMA制御装置
3による外部転送が開始されることによりセットされ、
これによりDMA制御装置3の転送動作は一時停止す
る。また、動作状態レジスタ14がセットされると、こ
れに応答して優先度回路17は、DMA制御装置3の優
先度を他のDMA制御装置4,5より低くする。即ち、
各DMA制御装置3〜5に対して第2の優先度、DMA
制御装置4>DMA制御装置5>DMA制御装置3、が
付与される。これにより、DMA制御装置3の動作停止
に起因してDMA制御装置4,5の動作が停止すること
はなく、当該DMA制御装置4,5は、制御端子12,
13に入力される転送要求に応答し、チャネルCh2,
Ch3を介してDMA転送を順次実行する。
【0034】そして、チャネルCh1を介しての外部転
送が外部バス制御装置9を介して終了し、動作状態レジ
スタ14が外部バス制御装置9によりクリアされると、
当該DMA制御装置3の動作停止が解除される。
【0035】また、動作状態レジスタ14がクリアされ
ると、これに応答して優先度回路17は、DMA制御装
置3の優先度を予め定めた第1の優先度、つまり、DM
A制御装置3>DMA制御装置4>DMA制御装置5、
の優先度に戻す。
【0036】その後、チャネルCh3を介してのDMA
転送処理が終了した後、制御端子11に転送要求の信号
が再度入力される場合には、DMA制御装置3によるD
MA転送(外部転送)が再び行われる。
【0037】このように、外部バス制御装置9による外
部アクセス動作が行われる期間において、DMA制御装
置3は転送動作を一時停止するとともに、その優先度が
他のDMA制御装置4,5より低く設定される。このた
め、外部アクセス動作を監視してその転送終了と同時に
制御端子11に転送要求を停止する信号を入力すること
により、その外部アクセス動作が行われる期間に他のD
MA制御装置4,5の転送動作が停止することなく、外
部転送を行うDMA制御装置3(チャネルCh1)と外
部バス制御装置9は同期して動作する。
【0038】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、以下の効果を奏する。 (1)各DMA制御装置3〜5毎に動作状態レジスタ1
4〜16が接続され、各動作状態レジスタ14〜16は
優先度回路17に接続される。優先度の最も高いDMA
制御装置3によりチャネルCh1を介して外部転送が行
われると、動作状態レジスタ14はセットされ、DMA
制御装置3の転送動作は一時停止する。優先度回路17
は、動作状態レジスタ14がセットされると、DMA制
御装置3の優先度を最も低くするため、DMA制御装置
4,5は転送動作を順次実行する。このため、内部バス
と外部バスとでその転送速度が異なる場合に、DMA制
御装置3がチャネルCh1を介して外部転送を実行する
とき、DMA制御装置3と外部バス制御装置9とを同期
させて動作させても全てのDMA制御装置3〜5の転送
動作が停止することはない。従って、その動作効率を向
上させることができる。
【0039】尚、本発明は上記各実施形態に限定される
ものではなく、以下のように実施してもよい。 ・本実施形態では、半導体装置1に、3つのDMA制御
装置3〜5(チャネルCh1〜Ch3)を搭載したが、
2つ又は4以上のDMA制御装置(チャネル)により構
成してもよい。このように構成される場合、それらDM
A制御装置の数に対応して動作状態レジスタが設けられ
る。
【0040】・本実施形態では、優先度回路17により
予め定めた第1の優先度を、DMA制御装置3,DMA
制御装置4,DMA制御装置5の順に設定したが、この
優先度に限られることはない。
【0041】・本実施形態では、DMA制御装置3によ
るチャネルCh1を介してのDMA転送を外部転送とし
たが、DMA制御装置4,5によるDMA転送を外部転
送としてもよい。このような場合には、各々対応する動
作状態レジスタ15,16の出力信号に基づいてDMA
制御装置4,5の優先度が変更される。
【0042】・本実施形態では、動作状態レジスタ14
がセットされるときに各DMA制御装置3〜5に付与さ
れる第2の優先度において、DMA制御装置3の優先度
は、DMA制御装置4,5の優先度より低く設定した
が、必ずしもこれらDMA制御装置4,5より低く設定
される必要はない。
【0043】上記実施形態をまとめると、以下のように
なる。 (付記1) 複数のDMA制御装置を搭載した半導体装
置において、前記複数のDMA制御装置の転送動作の状
態をそれぞれ示す複数の動作状態レジスタと、前記複数
のDMA制御装置に対して予め設定した第1の優先度を
付与し、前記複数のDMA制御装置の少なくともいずれ
か1つが外部転送を開始したとき、前記複数の動作状態
レジスタが示す状態に基づいて当該外部転送を開始した
DMA制御装置に第2の優先度を付与する優先度回路と
を備えたことを特徴とする半導体装置。 (付記2) 前記優先度回路は、前記外部転送を開始し
たDMA制御装置の優先度を他の少なくともいずれか1
つのDMA制御装置の優先度よりも低く設定した前記第
2の優先度を付与することを特徴とする付記1に記載の
半導体装置。 (付記3) 前記複数のDMA制御装置が接続された内
部バスと、外部バスとに接続された外部入出力装置を備
え、前記動作状態レジスタは、前記外部転送を開始した
DMA制御装置によってセットされ、当該DMA制御装
置が前記外部転送を終了したとき、前記外部入出力装置
によってクリアされることを特徴とする付記1又は2に
記載の半導体装置。 (付記4) 前記優先度回路は、前記DMA制御装置に
よってセットされる動作状態レジスタの出力信号に応答
して前記第2の優先度を付与し、前記外部入出力装置に
よってクリアされる動作状態レジスタの出力信号に応答
して予め設定した前記第1の優先度を付与することを特
徴とする付記3に記載の半導体装置。 (付記5) 前記外部転送を開始したDMA制御装置
は、前記動作状態レジスタをセットして自身の転送動作
を一時停止し、前記動作状態レジスタがクリアされると
一時停止を解除する機能を備えていることを特徴とする
付記3又は4に記載の半導体装置。 (付記6) 複数のDMA制御装置を搭載した半導体装
置におけるデータ転送方法であって、前記優先度回路に
より付与される予め設定した第1の優先度に従って前記
複数のDMA制御装置によるデータ転送を順次実行し、
当該データ転送を行うDMA制御装置が前記外部転送を
開始して前記動作状態レジスタがセットされた後に、前
記優先度回路により付与される第2の優先度に従って他
のDMA制御装置によるデータ転送を順次実行し、前記
外部転送を終了して前記動作状態レジスタがクリアされ
た後に、前記第1の優先度に従って前記複数のDMA制
御装置によるデータ転送を順次実行することを特徴とす
るデータ転送方法。 (付記7) 半導体装置に備えた複数のDMA制御装置
の優先度制御方法であって、前記複数のDMA制御装置
に対して予め設定した第1の優先度を付与し、前記複数
のDMA制御装置の少なくともいずれか1つが外部転送
を開始したとき、当該DMA制御装置に第2の優先度を
付与することを特徴とするDMA制御装置の優先度制御
方法。 (付記8) 前記外部転送を開始したDMA制御装置が
転送動作を終了したとき、当該DMA制御装置に前記第
1の優先度を付与することを特徴とする付記7に記載の
DMA制御装置の優先度制御方法。 (付記9) 前記外部転送を開始したDMA制御装置に
付与する前記第2の優先度は、他の少なくともいずれか
1つのDMA制御装置の優先度よりも低く設定されるこ
とを特徴とする付記7又は8に記載のDMA制御装置の
優先度制御方法。
【0044】
【発明の効果】以上記述したように、この発明は、外部
転送を行うDMA制御装置の動作効率の向上を図ること
のできる半導体装置、及びデータ転送方法を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施形態を示す半導体装置の概略平面図で
ある。
【図2】 一実施形態のDMA転送を示すタイミングチ
ャートである。
【図3】 従来のDMA転送を示すタイミングチャート
である。
【図4】 従来のDMA転送を示すタイミングチャート
である。
【符号の説明】
1 半導体装置 3〜5 ダイレクトメモリアクセス(DMA)制御装置 9 外部入出力装置(外部バス制御装置) 14〜16 動作状態レジスタ 17 優先度回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のDMA制御装置を搭載した半導体
    装置において、 前記複数のDMA制御装置の転送動作の状態をそれぞれ
    示す複数の動作状態レジスタと、 前記複数のDMA制御装置に対して予め設定した第1の
    優先度を付与し、前記複数のDMA制御装置の少なくと
    もいずれか1つが外部転送を開始したとき、前記複数の
    動作状態レジスタが示す状態に基づいて当該外部転送を
    開始したDMA制御装置に第2の優先度を付与する優先
    度回路とを備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記優先度回路は、前記外部転送を開始
    したDMA制御装置の優先度を他の少なくともいずれか
    1つのDMA制御装置の優先度よりも低く設定した前記
    第2の優先度を付与することを特徴とする請求項1に記
    載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記複数のDMA制御装置が接続された
    内部バスと、外部バスとに接続された外部入出力装置を
    備え、 前記動作状態レジスタは、前記外部転送を開始したDM
    A制御装置によってセットされ、当該DMA制御装置が
    前記外部転送を終了したとき、前記外部入出力装置によ
    ってクリアされることを特徴とする請求項1又は2に記
    載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記優先度回路は、前記DMA制御装置
    によってセットされる動作状態レジスタの出力信号に応
    答して前記第2の優先度を付与し、前記外部入出力装置
    によってクリアされる動作状態レジスタの出力信号に応
    答して予め設定した前記第1の優先度を付与することを
    特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 複数のDMA制御装置を搭載した半導体
    装置におけるデータ転送方法であって、 前記優先度回路により付与される予め設定した第1の優
    先度に従って前記複数のDMA制御装置によるデータ転
    送を順次実行し、当該データ転送を行うDMA制御装置
    が前記外部転送を開始して前記動作状態レジスタがセッ
    トされた後に、前記優先度回路により付与される第2の
    優先度に従って他のDMA制御装置によるデータ転送を
    順次実行し、前記外部転送を終了して前記動作状態レジ
    スタがクリアされた後に、前記第1の優先度に従って前
    記複数のDMA制御装置によるデータ転送を順次実行す
    ることを特徴とするデータ転送方法。
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