JP2722908B2 - シングルチップマイクロコンピュータ - Google Patents

シングルチップマイクロコンピュータ

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JP2722908B2
JP2722908B2 JP3355223A JP35522391A JP2722908B2 JP 2722908 B2 JP2722908 B2 JP 2722908B2 JP 3355223 A JP3355223 A JP 3355223A JP 35522391 A JP35522391 A JP 35522391A JP 2722908 B2 JP2722908 B2 JP 2722908B2
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渉 岡本
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Nippon Electric Co Ltd
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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、単一半導体基板上に、
メモリ機能およびコンピュータ機能を集積化してなるシ
ングルチップマイクロコンピュータに関し、特にホール
ド機能および割込み機能を有するシングルチップマイク
ロコンピュータに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、LSI製造技術の進歩により、シ
ングルチップマイクロコンピュータの分野においても高
集積化が進み、多機能化も著しくなってきている。ま
た、シングルチップマイクロコンピュータの応用分野も
広がりそれに伴い、チップ外部にメモリを有し、DMA
コントローラを使用してシステムを構成する例も多くな
ってきている。
【0003】DMAが採用されたシステムでは、DMA
コントローラは上記シングルチップマイクロコンピュー
タに対しホールド要求を出力し、中央処理装置(以下、
CPUと記す)をホールド状態にした後で外部バスを専
有しDMA転送を行なう。
【0004】図4は、この種従来のシングルチップマイ
クロコンピュータの構成を示すブロック図である。シン
グルチップマイクロコンピュータ400は、割込み制御
回路1、CPU2、外部インターフェイス(以下、外部
I/Fと記す)3、RAM4、ROM5、周辺部6、内
部バス7〜9およびその信号線により構成されている。
ROM5は、ユーザプログラムおよび固定データの格納
に用いる読み出し専用メモリである。RAM4は、デー
タの格納に用いる読み出し、書き込みがともに可能なメ
モリである。
【0005】内部バス7は、アドレスおよびデータを時
分割に転送するバスである。内部バス8は、外部メモリ
アクセス時に外部I/F3を介して内部バス7からアド
レスを転送する際に用いるバスである。内部バス9は、
外部メモリアクセス時に外部I/F3を介して内部バス
7からデータを転送する際に用いるバスである。
【0006】CPU2は、ROM5および外部メモリに
格納されたプログラムに従ってデータ処理を行う。CP
U2内のプログラムカウンタ(以下、PCと記す)2a
は、フェッチする命令のアドレスを格納するレジスタで
ある。CPU2は、ホールド要求信号HLDRが“1”
になると、ホールドアクノリッジ信号HLDAを“1”
として、ホールド状態に入る。
【0007】周辺部6は、チップ外部との通信を行なう
ためのポート等から構成され、内部バス7を介して入力
したデータを外部端子6aに出力し、外部端子6aから
入力したデータを、内部バス7に出力する機能を持つ。
【0008】割込み制御部1は、外部より割込み処理要
求信号INTPRが入力されると、CPU2に対し割込
み要求信号INTRを出力する。その後、CPU2の出
力する割込み受け付け信号INTAに同期して割込みベ
クタを内部バス7に出力する。CPU2は、割込みベク
タに応じて割込み処理プログラムを実行する。
【0009】外部I/F3は、ホールドアクノリッジ信
号HLDAが“1”の時、リードストローブ信号RST
B、ライトストローブ信号WSTB、アドレス信号A
D、データ信号DTを入、出力する回路を全てハイ・イ
ンピーダンス状態とする。ホールドアクノリッジ信号H
LDAが“0”となり、ホールド状態が解除されると、
リードストローブ信号RSTB、ライトストローブ信号
WSTB、アドレス信号AD、およびデータ信号DTは
全て活性化される。
【0010】次に、本従来例のホールド要求信号HLD
R入力時の動作について説明する。チップ外部より入力
されるホールド要求信号HLDRが“1”となると、C
PU2は、PC2aの格納値に従い、以下のように動作
する。 PC2aの格納値がチップ内部のROM5を指して
いる場合 CPU2は、ホールドアクノリッジ信号HLDAをチッ
プ外および外部I/F3に出力した後、処理を続行す
る。また、外部I/F3は、外部回路と接続された入、
出力回路を全てハイ・インピーダンス状態とする。
【0011】 PC2aの格納値がチップ外のメモリ
領域を指している場合 CPU2は、ホールドアクノリッジ信号HLDAをチッ
プ外および外部I/F3に出力した後、処理を中断し、
停止する。また、外部I/F3は、外部回路と接続され
た入、出力回路を全てハイ・インピーダンス状態とす
る。
【0012】チップ外部より入力されたホールド要求信
号HLDRが“0”となると、以下のように動作する。 PC2aの格納値がチップ内部のROM5を指して
いる場合 CPU2は、処理続行のまま、ホールドアクノリッジH
LDAを“0”とし、また外部I/F3は、自己の入、
出力回路のハイ・インピーダンス状態を解除する。 PC2aの格納値がチップ外のメモリ領域を指して
いる場合 CPU2は、ホールドアクノリッジ信号HLDAを
“0”とし、処理を再開する。外部I/F3は、自己の
入、出力回路のハイ・インピーダンス状態を解除する。
【0013】以上述べたように、従来のシングルチップ
マイクロコンピュータにおいては、チップ外部に格納し
たプログラムを実行中にホールド要求信号が入力される
と、CPUの処理が停止する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシング
ルチップマイクロコンピュータにおいては、外部メモリ
に格納したプログラムを実行中に外部からホールド要求
が発生すると、CPUは、その処理を中断し、以後、ホ
ールド状態が解除になるまで割込み要求があってもこれ
を受け付けない。そのため高速の応答を要する割込み要
求があってもこれに応じられないという不都合があっ
た。また、従来はホールド状態ではCPUが単に休止し
ているだけのことがあったためCPUの使用効率が悪く
システムのスループットが低下するという欠点があっ
た。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のシングルチップ
マイクロコンピュータは、単一半導体基板上に、CP
U、記憶部、割込み制御部および外部インターフェース
部が構成され、CPUに対しホールド要求を行えるよう
にしたものにおいて、動作指定回路を追加し、前記動作
指定回路に対して、外部より選択制御信号を入力し、該
選択制御信号に従って前記動作指定回路がホールド要求
時にCPUに動作停止を指示するか否かを選択できるよ
うにしたものである。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示すブロ
ック図である。本実施例のシングルチップマイクロコン
ピュータ100は、本発明に従って新たに動作指定回路
10が追加された点と、割込み制御回路1に動作指定回
路10との間で信号の授受が行われるようになされてい
る点で図4の従来例と相違しているが、他の点では従来
例と同じであるので、以下、動作指定回路10を中心に
説明する。
【0017】動作指定回路10に入力される制御信号C
NTLは、予めユーザにより“1”または“0”に設定
されている信号である。そして、動作指定回路10は、
制御信号CNTLに従って、ホールド要求信号HLDR
を要求信号RQ0 または要求信号RQ1 として出力し、
かつアクノリッジ信号AK0 またはアクノリッジ信号A
1 をホールドアクノリッジ信号HLDAとして出力す
る機能を有する。
【0018】以下、動作指定回路10について、その構
成および動作を図2を参照して説明する。動作指定回路
10はマルチプレクサ10a、デマルチプレクサ10b
から構成されるブロックである。マルチプレクサ10a
は、制御信号CTRLが“1”の時、割込み制御回路1
から出力されるアクノリッジ信号AK1 をホールドアク
ノリッジ信号HLDAとして出力し、また、CTNLが
“0”の時、CPU2から出力されるアクノリッジ信号
AK0 をホールドアクノリッジ信号HLDAとして出力
する。
【0019】デマルチプレクサ10bは、制御信号CT
RLが“1”の時、ホールド要求信号HLDRを要求信
号RQ1 として割込み制御回路1へ出力し、また、CN
TLが“0”の時、ホールド要求信号HLDRを要求信
号RQ0 としてCPU2へ出力する。
【0020】次に、外部DMAコントローラ等によりホ
ールド要求信号HLDRが“1”になされた場合の本実
施例の動作について説明する。動作指定回路10は、制
御信号CTRLのレベルに従って、以下のように動作す
る。 制御信号CNTLが“1”の場合 動作指定回路10は、要求信号RQ1 を出力し、割込み
制御回路1は、上記信号を割込み処理要求として受信す
る。割込み制御回路1は、割込み要求信号INTRを
“1”とし、CPU2に対し割込み処理を要求する。C
PU2は、命令実行の最終タイミングにて割込み処理要
求を受け付け、割込み受け付け信号INTAを出力す
る。
【0021】割込み制御回路1は、割込み受け付け信号
INTAに同期し割込みベクタ情報を出力し、アクノリ
ッジ信号AK1 を“1”とする。CPU2は、割込みベ
クタ情報に従って、内部ROM5に格納した割込み処理
プログラムに分岐する。続いて、CPU2はPC2aの
格納値に従って、待機状態となる(処理プログラムが外
部メモリに展開している場合)か、元のプログラムに復
帰する(処理プログラムがチップ内のROM5上に存在
している場合)。
【0022】動作制御回路10は、制御信号CNTLが
“1”であるためアクノリッジ信号AK1 を選択して
“1”のホールドアクノリッジ信号HLDAを出力す
る。外部I/F3は、外部回路と接続された入、出力回
路を全てハイ・インピーダンス状態とする。この状態
で、割込み処理要求信号INTPRが“1”となった場
合、CPU2ではこの割込み要求について処理を行う。
【0023】 制御信号CTRLが“0”の場合 動作指定回路10は、“1”のホールド要求信号HLD
Rを要求信号RQ0 として出力し、CPU2は、上記信
号をホールド要求信号として受信する。CPU2は、動
作を停止しホールド状態に移行するとともに、アクノリ
ッジ信号AK0 を“1”とする。動作指定回路10は、
制御信号CTRLが“0”のためアクノリッジ信号AK
0 を選択して、“1”のホールドアクノリッジ信号HL
DAを出力する。外部I/F3は、外部回路と接続され
た入、出力回路を全てハイ・インピーダンス状態とす
る。この状態では外部から割込み要求が入力されてもC
PU2はこの要求を受け付けない。
【0024】次に、ホールド要求信号HLDRが“0”
となった時の本実施例の動作について説明する。 制御信号CNTLが“1”の場合 動作指定回路10は、“0”の要求信号RQ1 を割込み
制御回路1へ出力し、割込み制御回路1は、割込み処理
要求なしと判断する。CPU2はROM5上のプログラ
ムで動作している場合は処理をそのまま続行する。ま
た、外部メモリのプログラムの実行途中で待機状態とな
っていた場合には、待機状態を解除して、そのプログラ
ムの実行を再開する。割込み制御回路1は、アクノリッ
ジ信号AK1 を“0”とする。動作指定回路10は、制
御信号CTRLが“1”であるためアクノリッジ信号A
1 を選択して、“0”のホールドアクノリッジ信号H
LDAを出力する。外部I/F3は、その入、出力回路
のハイ・インピーダンス状態を解除する。
【0025】 制御信号CTRLが“0”の場合 動作指定回路10は、“0”の要求信号RQ0 を出力
し、CPU2はこの信号をホールド解除信号として受信
する。CPU2は、動作を再開しホールド状態を解除す
るとともに、アクノリッジ信号AK0 を“0”とする。
動作指定回路10は、制御信号CTRLが“0”である
ためアクノリッジ信号AK0 を選択して、“0”のホー
ルドアクノリッジ信号HLDAを出力する。外部I/F
3は、その入、出力回路のハイ・インピーダンス状態を
解除する。
【0026】以上述べたように、第1の実施例において
は、簡単なハードウエアから構成される動作指定回路を
付加し、その制御信号の値を適宜設定することにより、
ホールド要求入力時におけるCPUの動作を、割込みモ
ードあるいはホールドモードのいずれかに指定できる。
割込みモードに指定した場合には、ホールド要求入力時
であっても内部ROMに格納したプログラムを割込み処
理として実行することが可能であり、ホールド状態にお
いて発生した割込み処理要求もすみやかに処理すること
ができる。ホールド状態は、例えばDMA転送の場合数
100μsecにも及ぶ場合があるが、本実施例ではこ
の間に数100個の命令を実行させることができる。
【0027】図3は、本発明の第2の実施例を示すブロ
ック図である。本実施例のシングルチップマイクロコン
ピュータ300の、図1に示した実施例と相違する点
は、先の実施例では動作指定回路10に対する制御信号
CNTLがユーザによって予め与えられたものであるの
に対し、本実施例ではこの信号が割込み制御回路1の内
蔵する割込みマスクフラグ1aから出力されるようにな
されている点である。
【0028】この割込みマスクフラグ1aの格納値は、
CPU2により内部バス7を介して書き換えが可能であ
る。即ち、先の実施例では制御信号CNTLは予め設定
された値が用いられたのに対し、本実施例ではユーザプ
ログラム等により適宜指定することができるため、より
多様な用途に対応することができる。
【0029】なお、割込みマスクフラグ1aの格納値が
“1”または“0”である場合の、即ち、制御信号CT
RLが“1”または“0”である場合の、シングルチッ
プマイクロコンピュータへホールド要求がなされたとき
の動作は、先の実施例の場合と同様であるのでその説明
は省略する。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のシングル
チップマイクロコンピュータは、簡単な回路構成の動作
指定回路を備え、制御信号によりホールド要求時にCP
Uの動作を割込みモードに指定できるようになされたも
のであるので、本発明によれば、ホールド要求が提起さ
れたときに従来のようにCPUを停止させないようにす
ることができる。従って、本発明によれば、ホールド状
態にあるときにもCPUに割込み処理を行わせることが
できるようになるので、資源の有効利用が可能となりマ
イクロコンピュータの処理能力を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示すブロック図。
【図2】 本発明の第1の実施例に用いられる動作指定
回路のブロック図。
【図3】 本発明の第2の実施例を示すブロック図。
【図4】 従来例のブロック図。
【符号の説明】
1 割込み制御回路 1a 割込みマスクフラグ 2 中央処理装置(CPU) 2a プログラムカウンタ(PC) 3 外部インターフェイス部(外部I/F) 4 RAM 5 ROM 6 周辺部 6a 外部端子 7、8、9 内部バス 10 動作指定回路 10a マルチプレクサ 10b デマルチプレクサ 100、300、400 シングルチップマイクロコン
ピュータ AK0 、AK1 アクノリッジ信号 CTRL 制御信号 HLDA ホールドアクノリッジ信号 HLDR ホールド要求信号 INTA 割込み受け付け信号 INTPR 割込み処理要求信号 INTR 割込み要求信号 RQ0 、RQ1 要求信号 RSTB リードストローブ信号 WSTB ライトストローブ信号

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央処理装置と、 ROMおよびRAMからなる内部メモリと、 割込み制御回路と、 選択制御信号が入力されており、ホールド要求信号が入
    力された場合に、前記ホールド要求信号を前記中央処理
    装置へ伝達し該中央処理装置の動作を停止させ入、出力
    端子をハイインピーダンス状態にする第1の動作モード
    と、前記ホールド要求信号を割込み要求信号として前記
    割込み制御回路を介して前記中央処理装置へ伝達し入、
    出力端子をハイインピーダンス状態にする第2の動作モ
    ードと、を前記選択制御信号の状態によって指定するよ
    うに構成されている動作指定回路と、 を単一半導体基板上に具備するシングルチップマイクロ
    コンピュータであって、前記第2の動作モード時にあっ
    ては前記中央処理装置は割込み処理を終了した後は前記
    割込み制御回路を介して割込み処理要求を受け付けるこ
    とができる状態で待機することを特徴とするシングルチ
    ップマイクロコンピュータ
  2. 【請求項2】 前記動作指定回路が、 前記選択制御信号の状態により、ホールド要求信号を前
    記割込み制御回路、前記中央処理装置のいずれかに伝達
    するデマルチプレクサと、 前記選択制御信号の状態により、前記割込み制御回路が
    出力するアクノリッジ信号、前記中央処理装置が出力す
    るアクノリッジ信号のいずれかをホールドアクノリッジ
    信号として出力するマルチプレクサと、を備えている請
    求項1記載のシングルチップマイクロコンピュータ。
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