JP2536609B2 - バス選択回路 - Google Patents

バス選択回路

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JP2536609B2
JP2536609B2 JP63331126A JP33112688A JP2536609B2 JP 2536609 B2 JP2536609 B2 JP 2536609B2 JP 63331126 A JP63331126 A JP 63331126A JP 33112688 A JP33112688 A JP 33112688A JP 2536609 B2 JP2536609 B2 JP 2536609B2
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隆義 佐々木
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明のバス選択回路に関し、特にマイクロプロセッ
サのバスを制御するバス選択回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、外部記憶装置に蓄積された命令コードやデータ
によりプログラム制御されるマイクロプロセッサにおい
て、外部記憶装置のプログラム格納領域を指定する複数
ビットのアドレス信号の一部の信号端子或は全ての信号
端子と命令コードやデータを入出力する信号端子とを共
有し、アドレス信号と命令コードやデータとを時分割し
て入出力する従来のバス選択回路では、命令コードやデ
ータを入出力する信号端子のバスのビット幅(バスサイ
ズ)を与えられた命令により、または集積回路製作時に
おいて選択している。
例えば、従来のマイクロプロセッサではデータ信号の
バスサイズを8ビットから16ビットに切り換えることが
できたが、そのバス制御方式はデータ信号端子とアドレ
ス信号端子とを共用し時分割に使用するマルチプレック
スバス制御方式に固定されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した外部記憶装置に蓄積された命令コードやデー
タによりプログラム制御されるマイクロプロセッサで
は、一般的にこのプログラムコードの基本的なビット長
が決まっており、命令やデータを規定するコードはこの
基本単位の倍数となっている。従って、この基本単位の
ビット数(バスサイズ)の入出力端子をもってデータや
実行命令コードに相当するビット分を時分割に入出力し
ている。
また、前記外部記憶装置のプログラム格納領域を指定
するアドレス情報もマイクロプロセッサが出力している
が、このアドレス情報の出力端子を前記命令やデータ入
出力端子と兼用して時分割に出力するバス制御方式(マ
ルチプレックスバス制御方式)と、専用のアドレス出力
端子を備えるバス制御方式(セパレートバス制御方式)
とがある。
データの基本ビット長、いわゆるバスサイズやマルチ
プレックスバス制御方式やセパレートバス制御方式は、
命令の処理実行の速度に対する要請やマイクロプロセッ
サを応用したシステムの規模によって選択されるが、大
規模集積回路で構成されるマイクロプロセッサでは外部
端子数の制限もあり、バスサイズやバス制御方式はこれ
らの要請に基づきそれぞれ別個に対応している。
しかしながら、マイクロプロセッサをとりまく外部環
境となる周辺デバイスもバスサイズやバス制御方式に密
接に対応しており、種々の環境に対し共通のマイクロプ
ロセッサでは適用しにくい欠点がある。
本発明の目的は、かかるマルチプレックスバス制御方
式およびセパレートバス制御方式共に一つのマイクロプ
ロセッサで対応することのできるバス選択回路を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のバス選択回路は、バスコントロールユニット
とエグゼキュートユニットを有し、外部記憶装置に蓄積
された命令コードやデータによりプログラム制御される
マイクロプロセッサのバス選択回路において、前記外部
記憶装置のプログラム格納領域を指定する複数ビットの
アドレス信号の一部の信号端子或は全ての信号端子と前
記命令コードやデータを入出力する信号端子とを共有
し、前記アドレス信号と前記命令コードやデータとを時
分割に入出力する手段と、前記命令コードやデータを入
出力する信号端子数の語長を縮小し、前記アドレス信号
の信号端子をわけて、前記アドレス信号と前記命令コー
ドやデータとを同時に入出力する手段とを前記バスコン
トロールユニットに有し、これら両手段を前記エグゼキ
ュートユニットからの制御信号により駆動するように構
成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すマイクロプロセッサ
のバス選択回路図である。
第1図に示すように、マイクロプロセッサはデータの
送受を制御するバスコントロールユニット(以下、BCU
と称す)1と、命令の実行や演算等を制御するエクゼキ
ュートユニット(以下、EXUと称す)2とで構成され、
外部記憶装置(図示省略)にデータを書き込んだり、記
憶されているデータを読み出したりする。このマイクロ
プロセッサのBCU1内部のデータ信号のバスサイズは16ビ
ット幅であり、内部のアドレス信号のバスサイズは20ビ
ット幅である。
かかるマイクロプロセッサのBCU1において、バス3は
以下8ビット(D0〜D7)のデータバス、バス4は上位8
ビット(D8〜D15)のデータバス、バス5は下位8ビッ
ト(A0〜A7)のアドレスバス、バス6は上位12ビット
(A8〜A19)のアドレスバスであり、これらバス3〜6
は共にEXU2に接続されている。また、FF7はEXU2によ
り、セパレートバス制御方式の場合セットされ1レベル
となり、マルチプレックスバス制御方式の場合リセット
され0レベルとなるフリップフロップである。このフリ
ップフロップ7の出力信号(SB/MB)8は1レベルでは
セパレートバス制御を、0レベルではマルチプレックス
バス制御を示し、セパレートバス制御方式とマルチプレ
ックス制御方式を切換えるための信号である。また、HB
/LB信号9はEXU2より出力されたセパレートバス制御の
場合に必要な信号であり、1レベルの場合にはバス4に
マイクロプロセッサ外部の端子からデータを入出力する
場合を示し、0レベルの場合にはバス3にマイクロプロ
セッサ外部の端子からデータを入出力する場合を示す。
2入力ANDゲート10はSB/MB信号8とHB/LB信号9とを入
力し、セレクタ13を制御する。このセレクタ13は制御入
力が1レベルのとき、バス(D8−D15)4をデータ信号
端子16に接続し、制御入力が0レベルのとき、バス(D0
−D7)3をデータ信号端子DA16に接続する。一方、2入
力NORゲート11はSB/MB信号8とアドレスストローブ信号
(ASTB)12とを入力し、その出力によりセレクタ14を制
御する。このセレクタ14は制御入力が1レベルのとき、
バス(D8〜D15)4をAD兼用端子17を接続し、制御入力
が0レベルのとき、バス(A0〜A7)5をAD兼用端子17に
接続する。特に、AD兼用端子17は8ビット幅で、セパレ
ートバス制御方式のときは下位のアドレス信号を出力
し、マルチプレックスバス制御方式のときは下位のアド
レス信号と上位のデータ信号を時分割で出力する。
前述したASTB信号12はEXU2から供給され、マイクロプ
ロセッサの外部端子であるASTB端子15から外部記憶装置
に対して送出されるマルチプレックスバス制御方式の場
合に必要な信号である。このASTB信号12が1レベルのと
きには端子AD兼用端子17にアドレス信号が出力されるタ
イミングを示し、また0レベルのときはAD兼用端子17に
データ信号が出力されるタイミングを示している。更
に、前述したアドレス信号端子18もマイクロプロセッサ
の外部端子であり、バス(A8−A19)6に接続されてい
る。
以下、上述した両制御方式のそれぞれに切換えたとき
の動作について説明する。
まず、セパレートバス制御方式に切り換えたときの動
作を述べる。
この場合、マイクロプロセッサに接続されるメモリ装
置等の外部機器は、アドレス信号が示すひとつの番地に
ついて、8ビット幅のデータ信号を持つものとする。
セパレートバス制御方式に切換える場合は、命令等に
よってEXU2がフリップフロップ7をセットするための信
号を出力する。セットされたフリップフロップ7によ
り、SB/MB信号8が1レベルになり、セパレートバス制
御を示す。
第2図は第1図に示すバス選択回路をかかるセパレー
トバス制御方式に切換えたときのタイミング図である。
第2図に示すように、T1〜T4はマイクロプロセッサの
同期をとるクロックAのタイミングを示し、この4つの
タイミングで1バスサイクルとなる。このとき、前述し
たEXU2は、HB/LB信号9が1レベルのとき、バス(D8−D
15)4を介して、またHB/LB信号9が0レベルのとき、
バス(D0−D7)3を介してデータ信号Bの入力をタイミ
ングT3の間に行い、一方データ信号Cの出力をタイミン
グT1からT4の間におこなう。また、アドレス信号Dの出
力はバス(A0−A7)5およびバス(A8−A19)6を介し
てタイミングT1からT4の間に行われる。
まず、SB/MB信号8によりゲート11の出力は0レベル
なので、AD兼用端子17はバス(A0−A7)5に接続され、
下位8ビットのアドレス信号が出力される。
また、アドレス信号DはAD兼用端子17およびアドレス
信号端子18のアドレス信号の出力のタイミングを示して
おり、タイミングT1からタイミングT4の間、バス(A0−
A7)5およびバス(A8−A19)6に20ビット幅のアドレ
ス信号が出力され、そのままAD兼用端子17およびアドレ
ス信号端子18にアドレス信号が出力される。
一方、データ信号の下位8ビットを入出力する場合に
は、EXU2はHB/LB信号9を0レベルとする。これによりA
NDゲート10は0レベルを出力するので、セレクタ13によ
りバス(D0−D7)3はデータ信号端子16に接続される。
従って、データ信号端子16に接続された外部機器からア
ドレス信号によって指定されたアドレスのデータがバス
(D0−D7)3へ入出力される。
すなわち、データBはデータ信号端子16からのデータ
入力のタイミングを示しており、タイミングT3でデータ
信号は入力される。また、データCはデータ信号端子16
からのデータ出力タイミングを示しており、タイミング
T1からT4の間でデータ信号は出力される。
このようにして、セパレートバス制御方式における1
バスサイクルが終了すると、次のバスサイクルでデータ
信号の上位8ビットを入出力する。次のバスサイクルで
EXU2はHB/LB信号9を1レベルにすると、SB/MB信号8が
1レベルになっているので、これによりANDゲート10は
1レベルを出力し、セレクタ13によりバス(D8−D15)
4はデータ信号端子16に接続される。すなわち、データ
信号端子16に接続された外部機器からアドレス信号によ
って指定されたアドレスのデータ信号がバス(D8−D1
5)4へ入出力される。このときEXU2は、アドレス信号
が上位8ビットのデータがあるアドレスを指定するよう
に出力しなければならない。
以上のように、バスサイクルを2回繰り返すことによ
り、16ビット幅のデータ信号をマイクロプロセッサに入
力することができる。
次に、マイクロプロセッサの制御方式をマルチプレッ
クスバス制御方式に切り換えたときの動作を述べる。
この場合、マイクロプロセッサに接続される外部機器
はアドレス信号が示すひとつの番地について16ビット幅
のデータ信号を持つものとする。
このマルチプレックスバス制御方式に切り換える場合
は、命令等によってEXU2がフリップフロップ7をリセッ
トするための信号を出力する。リセットされたフリップ
フロップ7により、SB/MB信号8が0レベルとなるので
マルチプレックスバス制御を示す。
第3図は第1図に示すバス選択回路をかかるマルチプ
レックバス制御方式に切り換えたときのタイミング図で
ある。
第3図に示すように、期間T1,T2,T3,T4はマイクロプ
ロセッサの同期をとるクロックAのタイミングを示し、
この4つのタイミングで1バスサイクルを形成する。EX
U2はバス(D0−D7)3およびバス(D8−D15)4を介し
てデータ信号の入力をタイミングT3の間に行い、またデ
ータ信号の出力をタイミングT1からT4の間に行う。一
方、アドレス信号の出力はバス(A0−A7)5およびバス
(A8−A19)6を介してタイミングT1からT4の間に行
う。
また、Eはデータ入力時のAD兼用端子17の信号のタイ
ミング、Fはデータ出力時のAD兼用端子17の信号のタイ
ミングをそれぞれ示し、信号GはASTB信号12を表わし、
タイミングT1に1レベルとなる。また、Hはデータ入力
時のデータ信号端子16の信号のタイミングで、データ信
号の下位8ビットをタイミングT3に入力する。Iはデー
タ出力時のデータ信号端子16の信号のタイミングで、デ
ータ信号の下位8ビットをタイミングT1からタイミング
T4の間出力する。Jはアドレス信号端子18の信号のタイ
ミングで、アドレス信号上位12ビットをタイミングT1か
らT4の間出力する。
まず、タイミングT1で、ASTB信号12を1レベルにする
と、NORゲート11は0レベルを出力するので、AD兼用端
子17はバス(A0−A7)5を接続される。従って、AD兼用
端子17にはアドレス信号の下位8ビット信号が出力され
る。
次に、タイミングT2からT4までは、ASTB信号12は0レ
ベルであり、且つSB/MB信号8も0レベルであるので、N
ORゲート11は1レベルとなり、AD兼用端子17はバス(D8
−D15)4に接続される。データ信号の上位8ビットの
入力はタイミングT3の間行われ、テータ信号の上位8ビ
ットの出力はタイミングT2からT4の間行われる。
マイクロプロセッサに接続された外部機器はASTB端子
15の信号により、AD兼用端子17に出力された信号がアド
レス信号かデータ信号かを知ることができる。また、SB
/MB信号8が0レベルであるので、ANDゲート10の出力は
0レベルになり、バス(D0−D7)3はデータ信号端子16
に接続されている。
以上、AD兼用端子17をASTB信号12によってアドレス信
号とデータ信号とに切り換えることによって、マルチプ
レックス制御方式でデータ信号の入出力およびアドレス
信号の出力が行える。
以上、本発明の一実施例について説明したが、この他
にも例えば、フリップフロップ13を取り除き、集積回路
製作時に信号SB/MB14を1レベルにするか、0レベルに
するかを選択してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のバス選択回路は端子数
を増やさずにデータ信号のバスサイズを変え、マルチプ
レックスバス制御方式およびセパレートバス制御方式を
一つのマイクロプロセッサで実現することができるとい
う効果がある。
すなわち、本発明では端子数を増やさないので、集積
回路で構成するのに有利であり、またバス制御方式を容
易に選択できるので、自由に周辺機器の構成を選択する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すマイクロプロセッサの
バス選択回路図、第2図は第1図に示すバス選択回路を
セパレートバス制御方式にしたときのタイミング図、第
3図は同じく第1図に示すバス選択回路をマルチプレッ
クスバス制御方式にしたときのタイミング図である 1……バスコントロールユニット(BCU)、2……エグ
ゼキュートユニット(EXU)、3……下位ビットデータ
(D0−D7)バス、4……上位ビットデータ(D8−D15)
バス、5……下位ビットアドレス(A0−A7)バス、6…
…上位ビットアドレス(A8−A19)バス、7……フリッ
プフロップ、8……セパレートバス・マルチプレックス
バス切り換え(SB/MB)信号、9……上位ビット下位ビ
ットデータ切り換え(HB/LB)信号、10……2入力ANDゲ
ート、11……2入力NORゲート、12……アドレスストロ
ーブ(ASTB)信号、13,14……セレクタ、15……アドレ
スストローブ(ASTB)端子、16……データ信号端子、17
……アドレス・データ信号(AD)兼用端子、18……アド
レス信号(A8−A19)端子。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バスコントロールユニットとエグゼキュー
    トユニットを有し、外部記憶装置に蓄積された命令コー
    ドやデータによりプログラム制御されるマイクロプロセ
    ッサのバス選択回路において、前記外部記憶装置のプロ
    グラム格納領域を指定する複数ビットのアドレス信号の
    一部の信号端子或は全ての信号端子と前記命令コードや
    データを入出力する信号端子とを共有し、前記アドレス
    信号と前記命令コードやデータとを時分割に入出力する
    手段と、前記命名コードやデータを入出力する信号端子
    数の語長を縮小し、前記アドレス信号の信号端子をわけ
    て、前記アドレス信号と前記命令コードやデータとを同
    時に入出力する手段とを前記バスコントロールユニット
    に有し、これら両手段を前記エグゼキュートユニットか
    らの制御信号により駆動することを特徴とするバス選択
    回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4519028A (en) * 1981-02-17 1985-05-21 Digital Equipment Corporation CPU with multi-stage mode register for defining CPU operating environment including charging its communications protocol

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