JP2666717B2 - マイクロプロセッサ - Google Patents

マイクロプロセッサ

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JP2666717B2
JP2666717B2 JP5355325A JP35532593A JP2666717B2 JP 2666717 B2 JP2666717 B2 JP 2666717B2 JP 5355325 A JP5355325 A JP 5355325A JP 35532593 A JP35532593 A JP 35532593A JP 2666717 B2 JP2666717 B2 JP 2666717B2
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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、マイクロプロセッサに
関し、特に、周辺装置へのアクセスの際に、バスサイク
ルにリカバリ時間用のサイクル(アイドルステータス)
を自動的に挿入する機能を有するマイクロプロセッサに
関する。
【0002】
【従来の技術】プロセッサから同一の周辺装置に対して
連続してアクセスする場合には、そのアクセス毎にバス
サイクルにリカバリ時間用の間隔を挿入する必要があ
る。従来、ハードウェアの設計を簡単にするために、I
/Oアクセスの際にバスサイクルに常に数クロックのリ
カバリ時間用のアイドルステータスを自動的に挿入する
構成がとられていた。
【0003】図5は、上述したアイドルステータスを自
動的に挿入する機能を備えたマイクロプロセッサの構成
を示すブロック図である。中央演算装置401には、カ
ウンタ回路403、ゼロ検出回路405及びフリップフ
ロップ407が接続されている。中央演算装置401か
らは、周辺装置にI/Oアクセスした時にI/Oアクセ
スしたことを示すステータス信号402が出力される。
このステータス信号402は、カウンタ回路403とフ
リップフロップ407のセット入力に入力されている。
ステータス信号402が出力されると、カウンタ回路4
03のカウント値が初期化され、かつフリップフロップ
407がセットされる。
【0004】カウンタ回路403から出力されるカウン
ト値404がゼロ検出回路405に入力されている。ゼ
ロ検出回路405では、カウンタ回路403からのカウ
ント値404がゼロになったことを検出して、ゼロを検
出した際に出力406をアクティブにする。また、その
ゼロ検出回路405の出力406は、フリップフロップ
407のリセット入力に入力されている。
【0005】フリップフロップ407からは中央演算装
置401に対してウエイト要求信号408が出力されて
いる。このウエイト要求信号408は、ステータス信号
402が出力されてからゼロ検出回路405の出力40
6がアクティブとなるまでの間アクティブとなる。そし
て、ウエイト要求信号408がアクティブである場合
に、中央演算装置401がバスサイクルに所定クロック
数のアイドルステータスを挿入する。
【0006】上記したマイクロプロセッサにおいて、I
/Oアクセスの際のアイドルステータスの挿入動作例を
図6のタイミングチャートに示す。なお、図6の例で
は、カウンタ回路403の初期値を”2”にセットした
場合を、すなわち、2クロック分のアイドルステータス
を挿入するように設定した場合を示している。
【0007】中央演算装置401がI/Oアクセスする
ことにより、ステータス信号402がローになると、そ
の立ち下がりでカウンタ回路403が初期化されて”
2”がセットされ、ダウンカウントが開始される。ま
た、フリップフロップ407がセットされてウエイト要
求信号408がアクティブとなり、中央演算装置401
ではウエイト処理が行なわれる。
【0008】ウエイト要求信号408のアクティブ状態
は、カウンタ回路403のカウント値404がゼロとな
り、ゼロ検出回路406の出力406でフリップフロッ
プ407がリセットされるまで続く。そして、ウエイト
要求信号408のアクティブの場合に、中央演算装置4
01によってバスサイクルT2の次にアイドルステータ
スTiが2クロック分挿入される。以上により、I/O
アクセスの度に、カウンタ回路403にセットされたク
ロック数だけ、アイドルステータスが自動的に挿入され
るようになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
マイクロプロセッサでは、カウンタ回路に設定されたア
イドルステータスのクロック数分のリカバリ時間として
使用されるが、リカバリ時間は動作周波数に依存してい
るため、高速で動作させる場合は、リカバリ時間が短く
なり、低速動作の場合はリカバリ時間が長くなる。高速
で動作させる場合に、低速のI/Oでも使用できるよう
に、挿入するアイドルステータスの数を大きく設定する
と、低速で動作させた場合に、リカバリ時間が不必要に
長くなり、システムの性能がダウンしてしまう。
【0010】他方、挿入されるアイドルステータスの数
を小さく設定すると、高速で動作させた場合に、リカバ
リ時間が短くなるため、低速のI/Oが要求するリカバ
リ時間を満足できなくなる。その場合には、コストのか
かる高速のI/Oを使用しなければならない。
【0011】また、リカバリ時間は、同一のI/Oに対
して連続的にアクセスする場合に必要となるものであ
り、あるI/Oをアクセスしていて次に異なるI/Oを
アクセスする場合には、リカバリ時間が不要であるが、
従来の構成では、異なるI/Oにアクセスを切り換える
場合でも自動的にアイドルステータスが挿入されてしま
い、全体的にシステムの性能をダウンさせていた。
【0012】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたものであり、アクセスする周辺装置に
応じて最適なクロック数(リカバリ時間)を設定するこ
とにより、システムの能力向上を図ると共に、あるI/
Oから異なるI/Oにアクセスを切り換える場合に、不
必要なアイドルステータスの挿入をなくしてシステム性
能のダウンを回避することができるマイクロプロセッサ
を提供することを目的とする。
【0013】また、本発明の他の目的は、複数のI/O
毎に最適なリカバリ時間の設定を可能として、I/Oの
性能を最大限に発揮させ、システムの能力向上を実現す
ることができるマイクロプロセッサを提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、外部の周辺装置へのアクセスの際に、
バスサイクルに自動的にリカバリ時間用のアイドルステ
ータスを挿入する機能を有するマイクロプロセッサにお
いて、前記バスサイクルに挿入する前記アイドルステー
タスのクロック数を変更可能に格納するアイドルステー
ト格納手段と、前回のアクセスした前記周辺装置のI/
Oアドレスを保持するアドレス保持手段と、前記周辺装
置へのアクセス時に、前記周辺装置のI/Oアドレスを
前記アドレス保持手段に保持されたI/Oアドレスと比
較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果、前
記I/Oアドレスが同じ場合に、前記アイドルステート
格納手段に格納された前記アイドルステータスのクロッ
ク数だけカウントを行なうカウント手段と、前記周辺装
置へのアクセス開始から前記カウント手段が前記アイド
ルステートのクロック数だけカウントするまでの間、前
記周辺装置に対する次のアクセスを待ち合わせるウエイ
ト信号を出力する手段とを備える構成としている。
【0015】他の好ましい態様では、前記アイドルステ
ート格納手段が、複数の前記周辺装置に対応する複数の
I/Oアドレスと、複数のI/Oアドレス毎に挿入する
前記アイドルステータスのクロック数を格納し、前記周
辺装置へのアクセス時に、前記I/Oアドレスと対応す
る前記アイドルステータスのクロック数を前記アイドル
ステート格納手段から読み出して前記カウント手段でカ
ウントする構成としている。
【0016】また、本発明は、外部の周辺装置へのアク
セスの際に、バスサイクルに自動的にリカバリ時間用の
アイドルステータスを挿入する機能を有するマイクロプ
ロセッサにおいて、前記バスサイクルに挿入する前記ア
イドルステータスのクロック数を変更可能に格納するア
イドルステート格納手段と、前回のアクセスした前記周
辺装置のI/Oアドレスを保持するアドレス保持手段
と、前記周辺装置へのアクセス時に、前記周辺装置のI
/Oアドレスを前記アドレス保持手段に保持されたI/
Oアドレスと比較する比較手段と、前記比較手段による
比較の結果、前記I/Oアドレスが同じ場合に、前記ア
イドルステート格納手段に格納された前記アイドルステ
ータスのクロック数をダウンカウントするカウント手段
と、前記周辺装置へのアクセス開始から前記カウント手
段によるカウント値がゼロになるまでの間、前記周辺装
置に対する次のアクセスを待ち合わせるウエイト信号を
出力する手段とを備える構成としている。
【0017】また、好ましい態様では、前記カウント手
段に対する設定値としてゼロを格納するゼロ格納手段
と、前記比較手段による比較の結果、前記I/Oアドレ
スが同じ場合に、前記アイドルステート格納手段に格納
された値を、前記I/Oアドレスが異なる場合に、前記
ゼロ格納手段の値を選択的に前記カウント手段に設定す
る選択手段を備える構成としている。
【0018】また、好ましい態様では、前記カウント手
段のカウント値がゼロになったことを検出し、前記ウエ
イト信号出力手段に対し前記ウエイト信号の出力を停止
させるゼロ検出手段を備える構成としている。
【0019】さらにまた、他の好ましい態様では、前記
アイドルステート格納手段が、複数の前記周辺装置に対
応する複数のI/Oアドレスと、複数のI/Oアドレス
毎に挿入する前記アイドルステータスのクロック数を格
納し、前記周辺装置へのアクセス時に、前記I/Oアド
レスと対応する前記アイドルステータスのクロック数を
前記アイドルステート格納手段から読み出して前記カウ
ント手段でカウントする構成としている。
【0020】
【作用】本発明では、I/Oアクセスが行なわれると、
比較手段によりアドレス保持手段の値である前回のバス
サイクルでアクセスされたI/Oアドレスと、現在アク
セスしようとしているI/Oアドレスとが比較される。
I/Oアドレスがが一致すると、アイドルステート格納
手段の値がカウンタ手段にセットされる。同時に、ウエ
イト信号出力手段からウエイト信号が出力され、次のア
クセスを待ち合わせるウエイト処理が行なわれる。ま
た、カウンタ手段はカウントを開始する。カウンタ手段
がアイドルステートのクロック数をカウントすると、ウ
エイト信号が解除される。そして、ウエイト信号が出力
されている間、バスサイクルにアイドルステータスが挿
入される。比較手段の比較結果が不一致の場合、カウン
タ手段によるカウントは行なわれず、アイドルステータ
スは挿入されない。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施例によ
るマイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。
図1において、本実施例のマイクロプロセッサは、中央
演算装置101、カウンタ回路103、リカバリ時間設
定用レジスタ105、アドレス保持レジスタ107、比
較器109、ゼロレジスタ110、セレクタ112、ゼ
ロ検出回路117、フリップフロップ119によって構
成されている。
【0022】中央演算装置101からは、周辺装置にI
/Oアクセスした時にI/Oアクセスしたことを示すス
テータス信号102が出力される。このステータス信号
102は、カウンタ回路103とフリップフロップ11
9のセット入力に入力されている。ステータス信号10
2が出力されると、カウンタ回路403に対するカウン
ト値の設定され、かつフリップフロップ119がセット
される。
【0023】中央演算装置101のデータバス104
は、リカバリ時間設定用レジスタ105に接続されてい
る。中央演算装置101のアドレスバス106は、アド
レス保持レジスタ107及び比較器109に接続されて
いる。リカバリ時間設定用レジスタ105には、中央演
算装置101からデータバス104を介してアイドルス
テータスのクロック数が格納される。
【0024】このリカバリ時間設定用レジスタ105に
格納されるアイドルステータスのクロック数は、中央演
算装置101がアクセスする周辺装置毎に、周辺装置の
性能に応じて任意の値を設定することが可能である。カ
ウンタ回路103には、上記リカバリ時間設定用レジス
タ105の設定値が読み出されてカウント値として設定
される。このリカバリ時間設定用レジスタ105の出力
113は、セレクタ112に入力される。
【0025】アドレス保持レジスタ107には、中央演
算装置101により前回アクセスした周辺装置のI/O
アドレスがアドレスバス106を介して格納されてい
る。すなわち、前回のバスサイクルでアクセスされたI
/Oアドレスが保持される。アドレス保持レジスタ10
7の出力108は、比較器109に入力されている。
【0026】比較器9は、周辺装置へのアクセスが発生
した時に、アクセスされたI/Oアドレスと、アドレス
保持レジスタ107に格納された前回のI/Oアドレス
を比較する。ゼロレジスタ110は、値ゼロを格納する
レジスタである。このゼロレジスタ110の出力111
は、セレクタ112に入力される。
【0027】また、セレクタ112のゲート入力には、
比較器109の出力である比較信号114が入力されて
いる。セレクタ112は、比較信号114に応じて、リ
カバリ時間設定用レジスタ105またはゼロレジスタ1
10の値を選択して読み出し、出力115として上記カ
ウンタ回路103にセットする。
【0028】カウンタ回路103の出力であるカウント
値116は、ゼロ検出回路117に入力される。このゼ
ロ検出回路117は、カウンタ103のカウント値がゼ
ロになったかどうかを検出して、ゼロを検出した時にそ
の出力118をアクティブにする。
【0029】ゼロ検出回路117の出力118は、フリ
ップフロップ119のリセット入力に入力されている。
フリップフロップ119からは中央演算装置101に対
してウエイト要求信号120が出力されている。そし
て、ウエイト要求信号120がアクティブである場合
に、中央演算装置101がバスサイクルに所定クロック
数のアイドルステータスを挿入する。
【0030】上記本実施例のマイクロプロセッサにおい
て、I/Oアクセスの際のアイドルステータスの挿入動
作を図2のタイミングチャートに基づいて説明する。な
お、図2の例では、リカバリ時間設定用レジスタ105
には、値”2”が設定されている場合、すなわち、2ク
ロック分のアイドルステータスを挿入するように設定し
た場合を示している。このリカバリ時間設定用レジスタ
105の値は、任意に変更することができることは言う
までもない。
【0031】まず、リカバリ時間設定用レジスタ105
には、データバス104を介して中央演算装置101に
より所定の値が書き込まれる。また、アドレス保持レジ
スタ107には、前回のバスサイクルでアクセスされた
I/Oアドレスが格納されている。ここで、説明上、ア
ドレス保持レジスタ107にI/Oアドレス0100h
が格納されているものとする。
【0032】中央演算装置401によるI/Oアクセス
が行なわれると、比較器109によりアドレス保持レジ
スタ107の値である前回のバスサイクルでアクセスさ
れたI/Oアドレスと、アドレスバス106上の値、す
なわち現在アクセスしようとしているI/Oアドレスと
が比較される。
【0033】この場合、アドレスバス106のI/Oア
ドレスが0100hであり、アドレス保持レジスタ10
7の値と一致するので、比較器109から一致を示す比
較信号114(”ロー”)がセレクタ112に入力さ
れ、これによりセレクタ112はリカバリ時間設定用レ
ジスタ105の出力113を選択する。これにより、カ
ウンタ回路103には、中央演算装置101からのステ
ータス信号102の立ち下がりエッジでリカバリ時間設
定用レジスタ105の値”2”が書き込まれてセットさ
れる。
【0034】同時に、中央演算装置101からのステー
タス信号102によってフリップフロップ119がセッ
トされ、ウエイト要求信号120が”ハイ”になる。こ
れにより、中央演算装置101から周辺装置に対する次
のアクセスを待ち合わせるウエイト処理が行なわれる。
【0035】また、カウンタ回路103はダウンカウン
トを開始する。カウンタ回路103のカウント値116
が”0”になった時点で、ゼロ検出回路117が”0”
を検出し、ゼロ検出回路117の出力118が”ハイ”
になる。これにより、フリップフロップ119がリセッ
トされてウエイト要求信号120が”ロー”となり、ウ
エイトが解除される。
【0036】ウエイト要求信号120の”ハイ”状態
は、カウンタ回路103のカウント値116が”0”と
なり、フリップフロップ119がリセットされるまで続
く。そして、ウエイト要求信号120が”ハイ”の間、
中央演算装置101によってバスサイクルT2の次にア
イドルステータスTiが2クロック分挿入される。よっ
て、リカバリ時間設定用レジスタ105の値だけ、バス
サイクルが延長されている。
【0037】次のバスサイクルでI/Oアドレス(01
02h)がアクセスされると、アクセスされるI/Oア
ドレス(0102h)が、前回のI/Oアドレス(01
00h)と異なるので、比較器109の比較結果は不一
致となり、比較器109から不一致を示す比較信号11
4(”ハイ”)がセレクタ112に入力され、これによ
りセレクタ112はゼロレジスタ110の出力111を
選択する。
【0038】これにより、カウンタ回路103には、中
央演算装置101からのステータス信号102の立ち下
がりエッジでゼロレジスタ110の値”0”が書き込ま
れてセットされる。
【0039】この場合、カウンタ回路103の値が始め
から”0”であるので、カウントは行なわれず、かつ中
央演算装置101からのステータス信号102によって
セットされたフリップフロップ119は、ゼロ検出回路
117の出力118によってすぐにリセットされる。従
って、アイドルステータスは挿入されず、次のアクセス
が行なわれる。さらに、その次のバスサイクルではI/
Oアドレス(0102h)がアクセスされているので、
上述したと同様に、リカバリ時間設定用レジスタ105
の値だけ、バスサイクルが延長されている。
【0040】図3に本発明の第2の実施例によるマイク
ロプロセッサの構成を示す。ここでは、図1に示す第1
の実施例と同じ構成要素については、共通の符号を付し
ている。従って、共通の符号を付した構成に関する説明
は省略する。
【0041】本実施例のリカバリ時間設定用レジスタ3
05には、データバス104とアドレスバス106が接
続されている。このリカバリ時間設定用レジスタ305
には、複数のI/Oアドレスと、そのI/Oアドレスで
指定される周辺機器毎のリカバリ時間(アイドルスター
タスのクロック数)が設定格納されている。このリカバ
リ時間設定用レジスタ305に設定される内容の例を図
4に示す。図4に示すように、異なる複数のI/Oアド
レス毎に、リカバリ時間が設定されている。
【0042】このようなリカバリ時間設定用レジスタ3
05を備えることにより、セレクタ112によって値が
読み出される場合に、アドレスバス106で指定される
I/Oアドレスに該当するI/Oアドレスに割り振られ
たリカバリ時間をカウンタ回路103に設定することが
できる。
【0043】従って、異なるリカバリ時間を持つI/O
(周辺機器)を複数使用している場合に、それぞれのI
/Oに最適のリカバリ時間が選択されるようになり、シ
ステムの性能が向上する。第2の実施例のI/Oアクセ
スの際のアイドルステータスの挿入動作については、I
/Oアドレス毎のリカバリ時間が設定される点を除き、
図1及び図2に示した第1実施例の動作と同じであるの
で説明は省略する。
【0044】以上好ましい実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、実施例では、カウンタ回路103で
リカバリ時間をダウンカウントする例を示したが、リカ
バリ時間の値までアップカウントするように構成するこ
とも可能である。その場合、ゼロ検出回路117の代わ
りに、カウンタ回路103のカウント値がリカバリ時間
設定値と同じになったことを検出し、フリップフロップ
119をリセットする検出回路を設ける。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明のマイクロプ
ロセッサによれば、周辺装置へのアクセスの際に挿入す
るアイドルステータスのクロック数を可変としたので、
アクセスする周辺装置に応じて最適なクロック数(リカ
バリ時間)を設定することができるようになり、システ
ムの能力向上を図ることができる。また、あるI/Oか
ら異なるI/Oにアクセスを切り換える場合には、リカ
バリ時間用のアイドルステータスを挿入しないようにし
たので、不必要なアイドルステータスの挿入によるシス
テム性能のダウンをなくすことができる。
【0046】また、複数のI/O毎に最適なリカバリ時
間を格納し、アクセスされた毎にリカバリ時間を切り換
えるようにしたので、アクセスされたI/Oに最適なリ
カバリ時間の設定が行なえる。従って、I/Oの性能を
最大限に発揮させることが可能となり、システムの能力
向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例によるマイクロプロセ
ッサの構成を示すブロック図である。
【図2】 図1のマイクロプロセッサにおけるI/Oア
クセスの際のアイドルステータスの挿入動作を示すタイ
ミングチャートである。
【図3】 本発明の第2の実施例によるマイクロプロセ
ッサの構成を示すブロック図である。
【図4】 リカバリ時間設定用レジスタの設定内容の例
を示す図である。
【図5】 従来のマイクロプロセッサの一例を示すブロ
ック図である。
【図6】 図5に示す従来のマイクロプロセッサにおけ
るI/Oアクセスの際のアイドルステータスの挿入動作
を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
101 中央演算装置 102 ステータス信号 103 カウンタ回路 104 データバス 105,305 リカバリ時間設定用レジスタ 106 アドレスバス 107 アドレス保持レジスタ 109 比較器 110 ゼロレジスタ 112 セレクタ 117 ゼロ検出回路 119 フリップフロップ 120 ウエイト要求信号

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部の周辺装置へのアクセスの際に、バ
    スサイクルに自動的にリカバリ時間用のアイドルステー
    タスを挿入する機能を有するマイクロプロセッサにおい
    て、前記周辺機器に応じて設定された 前記バスサイクルに挿
    入する前記アイドルステータスのクロック数を変更可能
    に格納するアイドルステート格納手段と、前回のアクセ
    スした前記周辺装置のI/Oアドレスを保持するアドレ
    ス保持手段と、 前記周辺装置へのアクセス時に、アクセスする前記周辺
    装置のI/Oアドレスを前記アドレス保持手段に保持さ
    れたI/Oアドレスと比較する比較手段と、 前記比較手段による比較の結果、前記I/Oアドレスが
    一致する場合に、前記アイドルステート格納手段に格納
    された前記アイドルステータスのクロック数をダウンカ
    ウントするカウント手段と、前記カウント手段に対する設定値としてゼロを格納する
    ゼロ格納手段と、 前記比較手段による比較の結果、前記I/Oアドレスが
    一致する場合に、前記アイドルステート格納手段に格納
    された値を、前記I/Oアドレスが不一致の場合に、前
    記ゼロ格納手段の値であるゼロを選択的に前記カウント
    手段に設定する選択手段と、 前記周辺装置へのアクセス開始から前記カウント手段に
    よるカウント値がゼロになるまでの間、前記周辺装置に
    対する次のアクセスを待ち合わせるウエイト信号を出力
    するウエイト信号出力手段と、前記カウント手段のカウント値がゼロになったことを検
    出し、前記ウエイト信号出力手段に対し前記ウエイト信
    号の出力を停止させるゼロ検出手段と を備えることを特
    徴とするマイクロプロセッサ。
  2. 【請求項2】 前記アイドルステート格納手段に、複数
    の前記周辺装置に対応する複数のI/Oアドレスと、複
    数のI/Oアドレスで指定される複数の前記周辺装置毎
    に挿入する異なる前記アイドルステータスのクロック数
    を格納し、 前記周辺装置へのアクセス時に、前記I/Oアドレスと
    対応する前記アイドルステータスのクロック数を前記ア
    イドルステート格納手段から読み出して前記カウント手
    段でカウントすることを特徴とする請求項に記載のマ
    イクロプロセッサ。
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JPH02302864A (ja) * 1989-05-18 1990-12-14 Toshiba Corp 入出力制御装置

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