JP2003308289A - データ処理装置 - Google Patents

データ処理装置

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JP2003308289A
JP2003308289A JP2002113388A JP2002113388A JP2003308289A JP 2003308289 A JP2003308289 A JP 2003308289A JP 2002113388 A JP2002113388 A JP 2002113388A JP 2002113388 A JP2002113388 A JP 2002113388A JP 2003308289 A JP2003308289 A JP 2003308289A
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JP
Japan
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bus
speed
cpu
low
dma
Prior art date
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Application number
JP2002113388A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Naganuma
俊明 長沼
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】CPUとDMAを用いたデータ処理装置におい
て、高速メモリと低速デバイス間のデータ転送時や低速
バスデバイス同士のデータ転送時にもCPUの動作可能
な時間を増やしシステムの処理能力を向上させる。 【解決手段】CPU101がマスタとなる高速バス10
2と、DMAコントローラ103がマスタとなるDMA
専用バス104と、高速メモリ105の接続先を高速バ
スまたはDMA専用バスに切替える第1のバス切替え手
段106と、低速バス110を高速バス105に接続す
るための低速バスブリッジ107と、低速バスブリッジ
107の接続先を高速バスまたはDMA専用バスに切替
える第2のバス切替え手段108と、第1のバス切替え
手段106および第2のバス切替え手段108の接続先
切替えを指示するバス調停回路109とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CPUとDMAを
用いたデータ処理装置に関し、特に、CPUとDMAの
データ転送の競合を回避しシステムの処理能力を向上さ
せるデータ処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】CPUとしてマイクロコンピュータを用
いて構成されるシステムにおいては、大量のデータを高
速に転送するために、CPUを介さずにメモリに直接デ
ータを転送する方式DMAが使用される。図5は従来の
CPUとDMAを用いたデータ処理装置の構成例を示す
ブロック図である。図5に示すデータ処理装置では、高
速バス202にCPU201、DMAコントローラ20
4、高速メモリ203、低速バスブリッジ205が接続
され、低速バス206には低速デバイス207、208
が接続されている。
【0003】このように構成されたデータ処理装置につ
いて、以下に動作を説明する。低速バスデバイスから高
速メモリへのDMAを用いたデータ転送の場合は、DM
Aコントローラ204は、低速バスデバイスのデータを
低速バス206、低速バスブリッジ205、高速バス2
02を通して読み出し、高速バス202を通して高速メ
モリ203に書き込む。高速メモリから低速バスデバイ
スへのDMAを用いたデータ転送の場合は、読み出し、
書き込みが上記の逆になる。
【0004】次に、低速バスデバイス間のデータ転送に
ついて説明する。例えば、DMAコントローラ204は
低速バスデバイス207のデータを低速バス206、低
速バスブリッジ205、高速バス202を通して読み出
し、高速バス202、低速バスブリッジ205、低速バ
ス206を通して低速バスデバイス208に書き込む。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のCPUとD
MAを用いたデータ処理装置においては、高速メモリと
低速デバイス間でデータ転送する場合や、低速バスデバ
イス同士のデータ転送の場合に、DMAにより高速バス
が占有されるため、CPUが高速メモリにアクセスでき
ず、CPUの動作が中断し処理能力を上げることができ
ないという問題を有していた。
【0006】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、CPUとDMAを用いたデータ処理装置において、
高速メモリと低速デバイス間のデータ転送時や、低速バ
スデバイス同士のデータ転送時にも、CPUの動作可能
な時間を増やし、システムの処理能力を向上させるデー
タ処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項1に係るデータ処理装置は、CPU
がマスタとなる高速バス(302)と、DMAコントロ
ーラがマスタとなるDMA専用バス(304)と、低速
バスを高速バスに接続するための低速バスブリッジ(3
07)と、前記低速バスブリッジの接続先を前記高速バ
スまたは前記DMA専用バスに切替えるバス切替え手段
(308)と、前記バス切替え手段の接続先切替えを指
示するバス調停回路(309)とを備えるものである。
【0008】上記構成によれば、低速バスブリッジの接
続先を高速バスとDMA専用バスの間で切替えることに
より、DMAコントローラがDMA専用バス経由で低速
バスデバイスにアクセスしている間にも、CPUは高速
バス経由で高速メモリにアクセス可能となり、CPUの
動作可能な時間を増やすことができるので、システムの
処理能力を向上させることができる。
【0009】本発明の請求項2に係るデータ処理装置
は、CPUがマスタとなる高速バスと、DMAコントロ
ーラがマスタとなるDMA専用バスと、高速メモリの接
続先を前記高速バスまたは前記DMA専用バスに切替え
る第1のバス切替え手段と、低速バスを高速バスに接続
するための低速バスブリッジと、前記低速バスブリッジ
の接続先を前記高速バスまたは前記DMA専用バスに切
替える第2のバス切替え手段と、前記第1および第2の
バス切替え手段の接続先切替えを指示するバス調停回路
とを備えるものである。
【0010】上記構成によれば、高速メモリの接続先お
よび低速バスブリッジの接続先を高速バスとDMA専用
バスの間で切替えることにより、DMAコントローラが
DMA専用バス経由で低速バスデバイスにアクセスして
いる間にも、CPUは高速バス経由で高速メモリにアク
セス可能となり、また、CPUが高速バス経由で低速バ
スデバイスにアクセスしている間にも、DMAコントロ
ーラはDMA専用バス経由で高速メモリにアクセス可能
となり、CPUの動作可能な時間を増やすことができる
ので、システムの処理能力を向上させることができる。
【0011】本発明の請求項3に係るデータ処理装置
は、請求項1または2記載のデータ処理装置において、
前記バス調停回路は、CPUからのリード/ライト信号
およびアドレス信号とDMAコントローラからのリード
/ライト信号およびアドレス信号に応じて、前記バス切
替え手段に対する接続先切替えの指示信号およびCPU
に対するウエイト信号を生成するものである。
【0012】上記構成によれば、CPUからのリード/
ライト信号およびアドレス信号とDMAコントローラか
らのリード/ライト信号およびアドレス信号に応じて、
バス調停回路がバス切替え手段に対する接続先切替えの
指示信号およびCPUに対するウエイト信号を生成する
ことで、CPUの動作中断を最小限にするように制御す
ることができ、CPUとDMAの同時実行が最大限に可
能となり、システムの処理能力の向上を図ることができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0014】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1に係るデータ処理装置の構成を示すブロック図で
ある。図1において、データ処理装置は、CPU30
1、CPU301がマスタとなる高速バス302、DM
Aコントローラ303、DMAコントローラ303がマ
スタとなるDMA専用バス304、高速バス302に接
続される高速メモリ305、低速バス310を高速バス
に接続するための低速バスブリッジ307、低速バスブ
リッジ307の接続先を高速バス302またはDMA専
用バス304に切替えるバス切替え回路308、CPU
301からのリード/ライト要求信号およびDMAコン
トローラ303からのリード/ライト要求信号によりバ
ス切替え回路308の接続先切替えを指示しCPU30
1にウエイト要求するバス調停回路309で構成され、
低速バス310には複数の低速バスデバイス311、3
12が接続されている。
【0015】以上のように構成された実施の形態1のデ
ータ処理装置の動作について説明する。低速バスブリッ
ジ307は通常高速バス302に接続されている。CP
U301の指示によりDMAコントローラ303が低速
バスデバイス311と低速バスデバイス312の間でデ
ータ転送を行う場合、DMAコントローラ303からリ
ード/ライト要求をバス調停回路309に出す。
【0016】このとき、CPU301が高速メモリ30
5にアクセスしていると、バス調停回路309は無条件
でバス切替え回路308に対して切替え指示を送り、低
速バスブリッジ307はDMA専用バス304に接続さ
れる。これにより、CPU301が高速メモリ305に
アクセスしている状態で、平行してDMAコントローラ
303による低速バスデバイス間のデータ転送が可能に
なる。
【0017】また、このとき、CPU301が低速バス
デバイス311にアクセスしていると、バス調停回路3
09はCPU301に対しウエイト要求を出し、CPU
301は低速デバイスに対するアクセスを中断する。ア
クセス中断後、バス調停回路309はバス切替え回路3
08に切替え指示を送り、低速バスブリッジ307はD
MA専用バス304に接続される。これにより、DMA
コントローラ303による低速バスデバイス間のデータ
転送が可能になる。
【0018】したがって、本実施の形態によれば、高速
メモリと低速デバイス間でデータ転送する場合や、低速
バスデバイス同士のデータ転送の場合には、低速バスは
DMA専用バスに接続することにより、高速バスが占有
されるためのCPUの動作中断を最小限にするように制
御することができ、CPUとDMAの同時実行が可能に
なりシステムの処理能力の向上を図ることができる。
【0019】(実施の形態2)図2は、本発明の実施の
形態2に係るデータ処理装置の構成を示すブロック図で
ある。図2において、データ処理装置は、CPU10
1、CPU101がマスタとなる高速バス102、DM
Aコントローラ103、DMAコントローラ103がマ
スタとなるDMA専用バス104、高速メモリ105、
高速メモリ105の接続先を高速バス102またはDM
A専用バス104に切替えるためのバス切替え回路10
6、低速バス110を高速バスに接続するための低速バ
スブリッジ107、低速バスブリッジ107の接続先を
高速バス102またはDMA専用バス104に切替える
バス切替え回路108、CPU101からのリード/ラ
イト要求信号およびDMAコントローラ103からのリ
ード/ライト要求信号によりバス切替え回路108の接
続先切替えを指示しCPU101にウエイト要求するバ
ス調停回路109で構成され、低速バス110には複数
の低速バスデバイス111、112が接続されている。
【0020】以上のように構成された実施の形態2のデ
ータ処理装置の動作について説明する。高速メモリ10
5は通常高速バス102に接続されており、低速バスブ
リッジ107も通常高速バス102に接続されている。
CPU101の指示によりDMAコントローラ103が
低速デバイス111と低速バスデバイス112の間でデ
ータ転送を行う場合、DMAコントローラ103からリ
ード/ライト要求をバス調停回路109に出す。
【0021】このとき、CPU101が高速メモリ10
5にアクセスしていると、バス調停回路109は無条件
にバス切替え回路108に対して切替え指示を送り、低
速バスブリッジ107はDMA専用バス104に接続さ
れる。これにより、CPU101が高速メモリ105に
アクセスしている状態で、平行してDMAコントローラ
103による低速バスデバイス間のデータ転送が可能に
なる。
【0022】また、CPU101の指示によりDMAコ
ントローラ103が高速メモリ内のデータ転送を行う場
合、DMAコントローラ103からリード/ライト要求
をバス調停109に出す。このとき、CPU101が低
速バスデバイスにアクセスしていると、バス調停回路1
09は無条件にバス切替え回路106に対して切替え指
示を送り、高速メモリ105はDMA専用バス104に
接続される。これにより、CPU101が低速デバイス
にアクセスしている状態で、平行してDMAコントロー
ラ103による高速メモリ内のデータ転送が可能にな
る。
【0023】CPU101とDMA103が高速メモリ
105もしくは低速バスデバイスに同時にアクセスしよ
うとした場合は、バス調停回路109はCPU101に
対してウエイト要求を出し、CPU101のアクセス中
断後、高速メモリ105もしくは低速バスデバイスはD
MA専用バス104に接続され、DMAコントローラ1
03によるデータの転送が可能になる。
【0024】したがって、本実施の形態によれば、高速
メモリの接続先も高速バスまたはDMA専用バスの間で
切替え可能にすることにより、実施の形態1に比べて、
さらにCPUとDMAの同時実行が可能になる場合が増
えることになり、よりシステムの処理能力の向上を図る
ことができる。
【0025】図3は、上記実施の形態におけるバス調停
回路の構成例を示すブロック図である。図3において、
バス調停回路406は、CPU401からのリード/ラ
イト信号およびアドレス信号とDMAコントローラ40
2からのリード/ライト信号およびアドレス信号とをデ
コードして高速メモリ側バス切替え信号を生成するデコ
ーダ404と、同じく低速バスブリッジ側バス切替え信
号を生成するデコーダ405と、CPU401へのウエ
イト要求を出力するOR回路403とで構成されてい
る。
【0026】以上のように構成されたバス調停回路の動
作について説明する。高速メモリ側バス切替え信号を生
成するデコーダ404は、CPU401からのリード/
ライト要求信号とアドレス、およびDMAコントローラ
402からのリード/ライト要求信号とアドレスをデコ
ードする。
【0027】デコードの結果、CPU401とDMA4
02のアクセスが競合しない場合は、高速メモリへのア
クセス権を要求側に渡すために、高速メモリ側バス切替
え信号をアクセス要求側に送出する。アクセスが競合す
る場合は、CPU401に対してウエイト信号を出しC
PUのアクセスを中断させた後に、DMAコントローラ
402によるデータ転送を行う。低速バスブリッジ側バ
ス切替え信号を生成するデコーダ405においても同様
である。
【0028】図4は、本発明の効果例を説明するタイミ
ングチャートである。DMAによる低速バスデバイスか
らのリードを行い高速メモリへライトする場合、図4に
示すように、従来であれば、DMAが動作している間は
CPUは動作できなかったが、本発明によれば、DMA
による高速メモリへのライト時にのみCPUの動作を中
断すればよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
DMA専用バスを有し、高速メモリと低速バスブリッジ
の接続先を高速バスとDMA専用バスの間で切替えるバ
ス切替え機構を備えることにより、CPUとDMAのア
クセスが競合する場合でも同時実行が可能になる時間が
増え、システムの処理能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るデータ処理装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態2に係るデータ処理装置の
構成を示すブロック図である。
【図3】バス調停回路の構成例を示すブロック図であ
る。
【図4】本発明の効果例を説明するタイミングチャート
である。
【図5】従来のデータ処理装置の構成例を示すブロック
図である。
【符号の説明】
101、201、301、401 CPU 102、202、302 高速バス 103、204、303、402 DMAコントローラ 104、304 DMA専用バス 105、203、305 高速メモリ 106、108、308 バス切替え回路 107、205、307 低速バスブリッジ 109、309、406 バス調停回路 110、206、310 低速バス 111、112、207、208、311、312 低
速バスデバイス 403 OR回路 404、405 デコーダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUがマスタとなる高速バスと、 DMAコントローラがマスタとなるDMA専用バスと、 低速バスを高速バスに接続するための低速バスブリッジ
    と、 前記低速バスブリッジの接続先を前記高速バスまたは前
    記DMA専用バスに切替えるバス切替え手段と、 前記バス切替え手段の接続先切替えを指示するバス調停
    回路と、を備えることを特徴とするデータ処理装置。
  2. 【請求項2】 CPUがマスタとなる高速バスと、 DMAコントローラがマスタとなるDMA専用バスと、 高速メモリの接続先を前記高速バスまたは前記DMA専
    用バスに切替える第1のバス切替え手段と、 低速バスを高速バスに接続するための低速バスブリッジ
    と、 前記低速バスブリッジの接続先を前記高速バスまたは前
    記DMA専用バスに切替える第2のバス切替え手段と、 前記第1および第2のバス切替え手段の接続先切替えを
    指示するバス調停回路と、を備えることを特徴とするデ
    ータ処理装置。
  3. 【請求項3】 前記バス調停回路は、CPUからのリー
    ド/ライト信号およびアドレス信号とDMAコントロー
    ラからのリード/ライト信号およびアドレス信号に応じ
    て、前記バス切替え手段に対する接続先切替えの指示信
    号およびCPUに対するウエイト信号を生成することを
    特徴とする請求項1または2記載のデータ処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1708091A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-04 STMicroelectronics Belgium N.V. Dedicated DMA-memory bus for an AMBA system
US8018784B2 (en) 2009-01-16 2011-09-13 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and data processor
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