JP2508979B2 - バス制御装置 - Google Patents

バス制御装置

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JP2508979B2
JP2508979B2 JP5202029A JP20202993A JP2508979B2 JP 2508979 B2 JP2508979 B2 JP 2508979B2 JP 5202029 A JP5202029 A JP 5202029A JP 20202993 A JP20202993 A JP 20202993A JP 2508979 B2 JP2508979 B2 JP 2508979B2
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亨二 尾形
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バスを介して接続して
成るコンピュータ・システムのバス制御装置に関し、特
に、マイクロプロセッサのバス・インターフェースを制
御するバス制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来のバス制御装置の一例とし
て、IBM−PC/ATシステム及びその互換機が有す
るISA(Industry Standard Architecture)バスのバ
ス制御装置の構成を図3に示す。
【0003】図3に示すように、従来のバス制御装置12
は、マイクロプロセッサ1のライト・サイクルにおい
て、クロック出力信号CLKOUT8に同期して、マイクロプ
ロセッサから出力される制御信号であるアドレス・スト
ローブ信号ASTB4、ライト/リード信号W/R5、メモリ
/IO信号M/IO6を取り込み、ISAバスの制御信号で
あるメモリ・ライト信号MWTC20、I/Oライト信号IOWC
21を生成する。
【0004】ISAバスの規定により前記各ISAバス
制御信号の出力は、一定の期間アクティブ・レベルを保
つ必要があり、この間マイクロプロセッサ1はウエイト
状態となる。
【0005】マイクロプロセッサ1が、ISAバス19に
対してライト・サイクルを起動する際、まず、バスの開
始を伝達するアドレス・ストローブ信号ASTB4を出力
し、次いでライト信号W/R5、及びメモリ/IO信号M/I
O6を出力し、速やかにウエイト状態に入る。
【0006】なお、ライト/リード信号W/R5は、高レ
ベルで書き込み要求、低レベルで読み出し要求をそれぞ
れ指示する信号であり、以下では、ライト・サイクルの
説明に限るため、ライト/リード信号を単に「ライト信
号」という。
【0007】次に、バス制御装置12はマイクロプロセッ
サ1からの各制御信号を、ISAバスの制御信号である
MWTC20、IOWC21に変換する。その際、アドレス・ラッチ
10、データ・ラッチ11に対してアドレス・バス2および
データ・バス3をラッチするためのラッチ許可信号LE13
を出力する。
【0008】ISAバスに出力された制御信号MWTC20、
IOWC21は、一定期間アクティブ・レベルを保持し、IS
Aバス側から制御信号MWTC20、IOWC21のアクティブ・レ
ベルの延長を要求する信号CHRDY22が入力された場合に
は、該一定期間に信号CHRDY22の出力幅を加えた期間ア
クティブ・レベルを保持する。
【0009】そして、各ISAバス制御信号が、ISA
バスの規定による一定期間(8ビットI/O標準サイク
ルで6クロック、16ビットI/Oで3クロック)に信
号CHRDY22による延長分を加えた期間出力された後、バ
ス制御装置12はマイクロプロセッサ1に対してレディ信
号RDY7を出力することによりバス制御が終了したこと
を伝達する。
【0010】マイクロプロセッサ1は、入力されたレデ
ィ信号RDY7を所定のタイミングでサンプリングし、ア
クティブであればウエイト状態を解除してライト・サイ
クルを終了し、次の命令サイクルを起動する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前記の如く、従来のバ
ス制御装置においては、バスに対する制御信号を出力し
ている間マイクロプロセッサはウエイト状態にあり、次
の命令サイクルを実行するまで数クロックから10数ク
ロックの空きサイクルが生じる。
【0012】マイクロプロセッサとバスとの動作スピー
ドの差によって生じるこのようなバス・ネックのため、
動作周波数が近時益々高速化の一途をたどるマイクロプ
ロセッサ自身の処理能力が最大限に発揮されず、更にシ
ステム全体の処理性能の向上を阻害する原因ともなって
いる。
【0013】したがって本発明は、このような問題を解
決するもので、マイクロプロセッサとバスとの動作スピ
ードに差によって生じるマイクロプロセッサのウエイト
状態を短縮化しシステムの処理性能を向上させるバス制
御装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、マイクロプロセッサとバスとのインターフェ
ースを制御するバス制御装置において、前記マイクロプ
ロセッサから出力される書き込み信号を含む所定の制御
信号を入力とするラッチ回路と、前記マイクロプロセッ
サから出力される書き込み信号及びアドレス駆動信号等
の制御信号を入力し前記ラッチ回路にラッチ許可信号を
出力するラッチ制御回路と、前記マイクロプロセッサに
対してバス制御の終了を通知するレディ信号を出力する
レディ制御回路と、を備え、前記マイクロプロセッサが
バスに対して書き込みサイクルを起動した際に、前記ラ
ッチ制御回路は前記ラッチ許可信号をアクティブとし前
記ラッチ回路が前記所定の制御信号をラッチすると共
に、前記レディ制御回路は、前記所定の制御信号が前記
ラッチ回路にラッチされた後に直ちに前記レディ信号を
アクティブとすることを特徴とするバス制御装置を提供
する。
【0015】本発明は、バス制御装置内に、従来の同期
化回路に加えて、更に、マイクロプロセッサからの制御
信号をラッチしておくためのラッチ回路と、前記ラッチ
回路に対するラッチ・タイミングおよびISAバスへの
出力タイミングを生成するラッチ制御回路と、マイクロ
プロセッサに対してウエイト状態を解除するためのレデ
ィ信号を生成するレディ制御回路を設けたことを特徴と
する。
【0016】
【作用】本発明の作用を以下に説明する。
【0017】本発明においては、前述のラッチ回路およ
び制御回路を備えることにより、マイクロプロセッサが
ISAバスに対してライト・サイクルを実行した場合、
ISAバス上のサイクルが終了する前にマイクロプロセ
ッサに対して速やかにレディ信号を出力することによ
り、マイクロプロセッサは次の命令サイクルに移行でき
るため、特にISAバスのバス周波数よりも高い動作周
波数のマイクロプロセッサを使用したシステムにおいて
は、マイクロプロセッサのウエイト・サイクルを削減す
ることが可能となり、システム全体の処理性能の向上が
図れる。
【0018】
【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。
【0019】
【実施例1】図1は本発明の第1の実施例の構成を示す
ブロック図である。
【0020】図1に示すように、バス制御回路12は、マ
イクロプロセッサ1から出力される制御信号をラッチす
るラッチ回路16と、ラッチ回路16のラッチ許可信号LE15
を出力するラッチ制御回路14と、マイクロプロセッサ1
に対してバスサイクルの終了を許可するレディ信号RDY
7を出力するためのレディ制御回路17と、同期化回路18
から構成される。
【0021】ラッチ回路16は、マイクロプロセッサ1か
ら出力される制御信号であるライト/リード信号W/R
5、及びメモリ/IO信号M/IO6を入力とし、ラッチ制
御回路14のラッチ許可信号LE15でこれらをラッチし同期
化回路18に出力する。
【0022】同期化回路18は、ラッチ回路16の出力を入
力し、ライト/リード信号W/R5、及びメモリ/IO信
号M/IO6をデコードし、ISAバス19用の制御信号であ
るメモリ・ライト信号MWTC20及びI/Oライト信号IOWC
21を生成する。
【0023】また、同期化回路18は、ISAバス19から
のウエイト制御信号CHRDY22を入力し、バスに対するサ
イクルの延長を制御する。
【0024】図5を参照して、レディ制御回路17の構成
の一例を説明する。
【0025】レディ制御回路17は、同期化回路18から出
力されたメモリ・ライト信号MWTC20またはI/Oライト
信号IOWC21を入力とし、エッジトリガDタイプのラッチ
回路25,26を2段に接続し、後段のラッチ回路26にはク
ロック出力信号CLKOUT8をインバータ28を介して反転し
て供給し、ラッチ回路26はクロック出力信号CLKOUT8の
後縁でデータを取り込む。
【0026】ゲート回路27は、ラッチ回路25がクロック
出力信号8の前縁でラッチした入力信号が低レベルで、
且つ、1つ前のクロック出力信号8の後縁でラッチ回路
26がラッチした入力信号(半サイクル分遅延される)が
高レベルの時にのみレディ信号RDY7をアクティブ(低
レベル)とする。
【0027】図1に示すように、バス制御装置12にはマ
イクロプロセッサ1のアドレス・バス2をデコードする
デコーダ9の出力信号が入力され、図5に示すレディ制
御回路17の入力信号として、実際には、制御信号MWTC2
0,IOWC21と、ISAバス19が選択されたことを示すデ
コーダ9の出力信号との論理積が入力される。
【0028】次に図4を参照して、本実施例に係るバス
制御装置12のライト・サイクルの動作をタイミングチャ
ートを用いて説明する。
【0029】本実施例では、マイクロプロセッサ1の動
作周波数を33MHz、ISAバス19のバス・クロック
信号BCLK23を8.25MHzとしている。
【0030】図4に示すように、ライト・サイクル起動
時、マイクロプロセッサ1は、まずアドレス・ストロー
ブ信号ASTB4をアクティブ(低レベル)とし、ついでラ
イト信号W/R5をアクティブ(高レベル)とする。
【0031】ラッチ制御回路14は、ライト信号W/R5に
基づきアドレス・ストローブ信号ASTB4の後縁でラッチ
許可信号LE15をアクティブ(低レベル)とする。
【0032】同期化回路18は、このライト信号W/R5を
ISAバス信号であるメモリ・ライト信号MWTC20または
I/Oライト信号IOWC21に変換する。
【0033】レディ制御回路17は、同期化回路18で生成
されたメモリ・ライト信号MWTC20またはI/Oライト信
号IOWC21を入力し、このMWTC20またはIOWC21がアクティ
ブ(低レベル)となった後のクロック出力信号CLKOUT8
の前縁でゲート回路27の入力が共にアクティブとなり、
レディ信号RDY7をアクティブ(低レベル)とし、レデ
ィ信号RDY7をマイクロプロッサ1の入力端子に出力す
る。
【0034】レディ信号RDY7は、該クロック出力信号C
LKOUT8の後縁でインアクティブ(高レベル)となる。
【0035】マイクロプロセッサ1は、入力したレディ
信号RDY7の後縁で、ライト信号W/R5をインアクティブ
(低レベル)とし、マイクロプロセッサ側のライト・サ
イクルを終了する。ライト・サイクルを終了したマイク
ロプロセッサ1は、ISAバス19に対するデータの書き
込みの終了を待たずに、直ちに次の命令サイクルの実行
を開始する。
【0036】マイクロプロセッサ1がライト・サイクル
を終了した後においても、ラッチ回路16にラッチされた
マイクロプロセッサ1のライト信号W/R5、メモリ/I
O信号M/IO6、アドレス・ラッチ10にラッチされたアド
レス2、データ・ラッチ11にラッチされたデータ3は、
ラッチ制御回路14が次にラッチ許可信号LE13,15を出力
するまで保持される。
【0037】その後、同期化回路18は、ISAバス上の
信号CHRDY22に基づき、ISAバスの制御信号であるメ
モリ・ライト信号MWTC20、I/Oライト信号IOWC21を一
定期間アクティブ状態に保持し、ISAバスからのウエ
イト制御信号CHRDY22をサンプリングして、信号CHRDY22
がインアクティブであればウエイト・サイクルを挿入す
る。
【0038】同期化回路18は、サンプリングしたウエイ
ト制御信号CHRDY22がアクティブであればメモリ・ライ
ト信号MWTC20、I/Oライト信号IOWC21をインアクティ
ブとしISAバス19のライト・サイクルを終了する。
【0039】以上、本実施例においては、動作周波数の
33MHzのマイクロプロセッサがISAバスに対して
ライト・サイクルを起動する際、8ビットI/O標準サ
イクルにおいては、通常約20クロック分のウエイト・
サイクルを必要とするところを、図4に示すように約4
クロックで終了するため、約16クロック分のウエイト
・サイクルを削減している。
【0040】
【実施例2】図2は、本発明の第2実施例の構成を示す
ブロック図である。
【0041】本実施例では、前記第1の実施例に、更に
ラッチ回路24を追加することによりマイクロプロセッサ
1から出力される制御信号であるライト/リード信号W/
R5、及びメモリ/IO信号M/IO6のラッチ回路を2段
とし、ISAバス19に対する連続的なライト・サイクル
の実行を可能としている。
【0042】同様にラッチ回路の段数を増やすことによ
り、ISAバス19に対するより多くのライト・サイクル
の連続的な実行が可能となる。
【0043】以上、本発明をISAバスのバス・インタ
ーフェースの実施例に基づき説明したが、本発明がこの
バスに限定されるものでないことは勿論である。そし
て、バス制御装置において用いられるマイクロプロセッ
サ及びバスの制御信号の構成の差異は、制御信号が本発
明と同様な機能を有するものであれば本発明はこれを含
む。また、本実施例では、バス制御装置をマイクロプロ
セッサとは別の集積回路として説明したが、本発明のバ
ス制御装置はシングルチップマイコンとしてプロセッサ
と同一チップに集積化してもよい。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば動作周波数が33MHzの高速マイクロプロセッ
サがISAバスに対してライト・サイクルを起動する
際、バスに対する書き込み要求信号をラッチした後、直
ちにマイクロプロセッサにウエイトを解除するレディ信
号を伝達することにより、8ビットI/O標準サイクル
においては、通常約20クロック分のウエイト・サイク
ルを必要とするところを、約4クロックで終了し、約1
6クロック分のウエイト・サイクルを削減でき、マイク
ロプロセッサとバスの動作スピードの差によるマイクロ
プロセッサの空きサイクルの発生を解消し、高速マイク
ロプロセッサの処理能力を充分に発揮させ、システム全
体の処理性能を向上することができる。
【0045】また、本発明は、マイクロプロセッサの制
御信号を保持出力するラッチ回路を多段に設けることに
よって、バスに対する複数の書き込み要求の連続的な実
行を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図2】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図3】従来例の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施例の動作タイミング・チャ
ートである。
【図5】本発明の第1の実施例におけるレディ制御回路
の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 マイクロプロセッサ 2 アドレス・バス 3 データ・バス 4 アドレス・ストローブ信号(ASTB) 5 ライト/リード信号(W/R) 6 メモリ/IO信号(M/IO) 7 レディ信号(RDY) 8 クロック出力信号(CLKOUT) 9 アドレス・デコーダ 10 アドレス・ラッチ 11 データ・ラッチ 12 バス制御装置 13, 15 ラッチ許可信号(LE) 14 ラッチ制御回路 16 ラッチ回路 17 レディ制御回路 18 同期化回路 19 ISAバス 20 メモリ・ライト信号(MWTC) 21 I/Oライト信号(IOWC) 22 ウエイト制御信号(CHRDY) 23 バス・クロック信号(BCLK) 24 ラッチ回路 25, 26 Dタイプラッチ回路 27 ゲート回路 28 インバータ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイクロプロセッサとバスとのインターフ
    ェースを制御するバス制御装置において、 前記マイクロプロセッサから出力される書き込み信号を
    含む所定の制御信号を入力とするラッチ回路と、 前記マイクロプロセッサから出力される書き込み信号及
    びアドレス駆動信号等の制御信号を入力し前記ラッチ回
    路にラッチ許可信号を出力するラッチ制御回路と、 前記マイクロプロセッサに対してバス制御の終了を通知
    するレディ信号を出力するレディ制御回路と、を備え、 前記マイクロプロセッサがバスに対して書き込みサイク
    ルを起動した際に、前記ラッチ制御回路は前記ラッチ許
    可信号をアクティブとし前記ラッチ回路が前記所定の制
    御信号をラッチすると共に、前記レディ制御回路は、前
    記所定の制御信号が前記ラッチ回路にラッチされた後に
    直ちに前記レディ信号をアクティブとすることを特徴と
    するバス制御装置。
  2. 【請求項2】前記ラッチ回路を複数個縦続接続して成る
    請求項1記載のバス制御装置。
  3. 【請求項3】前記ラッチ制御回路のラッチ許可信号が前
    記マイクロプロセッサのアドレス出力のラッチ回路、及
    びデータ出力のラッチ回路にラッチ許可信号として入力
    される請求項1又は2に記載のバス制御装置。
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JPH0736823A JPH0736823A (ja) 1995-02-07
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05274253A (ja) * 1992-03-25 1993-10-22 Casio Comput Co Ltd システムバス制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05274253A (ja) * 1992-03-25 1993-10-22 Casio Comput Co Ltd システムバス制御装置

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