JP2821321B2 - Dmaコントローラ - Google Patents

Dmaコントローラ

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JP2821321B2
JP2821321B2 JP20991092A JP20991092A JP2821321B2 JP 2821321 B2 JP2821321 B2 JP 2821321B2 JP 20991092 A JP20991092 A JP 20991092A JP 20991092 A JP20991092 A JP 20991092A JP 2821321 B2 JP2821321 B2 JP 2821321B2
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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DMAコントローラに関
し、特にメモリとI/Oデバイスとの間のデータ転送を
行うDMAコントローラに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、この種のDMAコントローラの
1例の内部ブロック図を図4に示す。また、図5
(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、
(g)、(h)、(i)および(j)は、当該従来例に
おけるチャネル切替え時のタイミング図である。以下
に、図4および図5を参照して従来例の動作について説
明する。
【0003】図4に示されるように、本従来例は、DM
A転送開始以前に転送バイト数を設定し、その後転送が
開始されると随時残り転送バイト数が更新されてゆく転
送バイト記憶レジスタ2、当該転送バイト記憶レジスタ
2の内容を更新するための加減算器5、加減算器5に対
する入力バッファ3および4を含む転送回数ブロック1
と、転送を行うチャネルの転送モード、I/Oポート幅
およびバス幅を指定するモードレジスタ7および当該モ
ードレジスタの内容をデコードするデコーダ8を含む転
送モード・ブロック6と、DMA転送中に、デコーダ8
によりデコードされた結果を基にして、内部のROM1
0に格納されている定数を発生する定数発生ブロック9
と、外部のリクエスタからのDMA要求信号101を受
付けて、DMA転送開始信号103を出力するDMA要
求受付けブロック12と、DMA要求受付けブロック1
2の出力をエンコードするプライオリティ・エンコーダ
13と、転送開始ステート信号105および転送中断ス
テート信号106の論理和を出力するOR回路14と、
外部よりのクロック信号102をCLK端子に入力し、
OR回路14の出力をS端子に入力して、プライオリテ
ィ・エンコーダ13の出力をD端子に入力するDフリッ
プフロップ15と、プライオリティ・エンコーダ13の
出力とDフリップフロップ15の出力とを比較して、両
出力が等しくない場合に“1”レベルのチャネル切替信
号104を出力する比較器16と、前記DMA転送開始
信号103ならびにチャネル切替信号104を入力する
とともに、外部よりのバス開放信号107を入力して、
前記転送開始ステート信号105および転送中断ステー
ト信号106と、バス開放要求信号108およびDMA
転送許可信号を出力して、バスサイクルの制御を行うバ
スサイクル・シーケンサ・ブロック19とを備えて構成
される。
【0004】この従来例においては、DMA転送時に、
或るチャネルのDMA転送中において、他の優先順位の
高いチャネルのDMA要求信号101がアクティブとな
った時には、その以前において実行されていた前記或る
チャネルのDMA転送は無条件に中断され、優先順位の
高い方のチャネルのDMA転送に切替えられる。そし
て、当該優先度の高い方のチャネルのDMA転送終了後
に、前記中断されたチャネルの残りのDMA転送が実行
される。なお、本従来例においては、DMA要求受付け
ブロック12に入力されるDMA要求信号101は、図
4においては省略されているが、並列に入力されるチャ
ネル0〜3に対応する4種類のDMA要求信号により形
成されており、これらのDMA要求信号101の何れか
一つチャネルに対応するDMA要求信号がアクティブに
なると、DMA受付けブロック12により、当該チャネ
ルに対応するDMA要求信号に対応するDMA転送開始
信号103がアクティブな信号として出力される。DM
A転送開始信号103がアクティブになると、バスサイ
クル・シーケンサ・ブロック19によるバスサイクル制
御が行われて、バス開放要求信号108はアクティブの
信号として出力される。このアクティブなバス開放要求
信号108の出力に対応して、外部より応答入力される
バス開放信号107を介して、DMA転送要求のあった
チャネルに対応するDMA転送許可信号109がアクテ
ィブとなって出力され、当該要求元に対して、DMA転
送が受付けられたことが示される。
【0005】また他方において、DMA転送開始信号1
03は、転送回数ブロック1に含まれる入力バッファ3
および4にも入力されており、DMA転送開始信号10
3がアクティブになると、転送回数ブロック1および転
送モード・ブロック6においては、DMA転送要求のあ
ったチャネルのアドレスが出力されて更新され、モード
レジスタ7に格納されているI/O幅、バス幅および転
送方向を示すデータがデコーダ8によりデコードされ
て、定数発生ブロック9に入力される。定数発生ブロッ
ク9は内部のROM10により構成されており、制御レ
ジスタ6より入力されるデコード出力を介してROM1
0内に格納されている定数が読出され、転送回数ブロッ
ク1に含まれる入力バッファ4に入力される。転送回数
ブロック1においては、加減算器5において、予め転送
バイト記憶レジスタ2に格納されている転送バイト数が
前記定数により減算されて、残りの転送バイト数が計算
されてゆく。
【0006】DMA要求受付けブロック12において受
付けられたDMA転送要求信号は、プライオリティ・エ
ンコーダ13においてエンコードされる。この場合、プ
ライオリティ・エンコーダ13においては、チャネル0
〜3のDMA転送要求の内、最も優先順位の高いチャネ
ルが選択されるが、ここにおける優先順位は、チャネル
0、1、2、3の順である。エンコードされた要求デー
タは、バスサイクル・シーケンサ・ブロック19により
生成される転送開始ステート信号105および転送中断
ステート信号106が、OR回路14を介して何れか一
方の信号が“1”レベルになった時に、Dフリップフロ
ップ15に対するセット条件となり、その時のプライオ
リティ・エンコーダ13の出力が比較器16に対する一
方の入力となる。そして、クロック信号102の毎クロ
ックごとのプライオリティ・エンコーダ13の出力が、
比較器16に対するもう一方の入力となり、これらの両
入力が比較器16において比較され、両者が等しくない
時には、比較器16より出力されるチャネル切替信号1
04は“1”レベルとして出力されて、バスサイクル・
シーケンス・ブロック19に入力される。このチャネル
切替信号104が“1”レベルとして出力されるという
ことは、より優先順位の高いDMA転送要求が来たこと
を意味しており、バスサイクル・シーケンサ・ブロック
19においては、バス開放要求信号108およびチャネ
ル0〜3のDMA転送許可信号109をインアクティブ
として、実行中のチャネルのDMA転送を中断し、優先
順位の高いチャネルのDMA転送に切替える。
【0007】図5(a)、(b)、(c)、(d)、
(e)、(f)、(g)、(h)、(i)および(j)
は、1例として、チャネル1のDMA転送中に、チャネ
ル0のDMA転送要求が入った時の動作を示すタイミン
グ図である。
【0008】まず、チャネル1に対応するDMA要求信
号101がアクティブになると、バス開放要求信号10
8がアクティブとなり、外部のバス・マスタに対してバ
スの開放が求められる。このアクティブなバス開放要求
信号108を受けてバスが開放されると、バス開放信号
107がアクティブの信号として入力され、要求元に対
してDMA転送許可信号109をアクティブにすること
により、転送要求が許可されたことが伝達される。そし
て、当該チャネル1におけるDMA転送中に、チャネル
0に対応するDMA要求信号101がアクティブになる
と、チャネル1よりもチャネル0の方が優先順位が高い
ために、バス開放要求信号108およびチャネル1に対
応するDMA転送許可信号109をインアクティブとし
て、無条件でチャネル切替え動作に入る。その後におい
て、チャネル0のDMA転送を行うために、バス開放要
求信号108をアクティブとし、そしてバス開放信号1
07がアクティブになると、チャネル0に対応するDM
A転送許可信号109をアクティブにして、チャネル0
のDMA転送が実行される。そして、チャネル0におけ
るDMA転送終了後において、再度前記チャネル1にお
ける残りのDMA転送のために、バス開放要求信号10
8をアクティブとし、バス開放信号107がアクティブ
の信号として入力されると、チャネル1に対応するDM
A転送許可信号109をアクティブとして、当該チャネ
ル1における残りのDMA転送が行われる。
【0009】上記の動作説明により明らかなように、D
MA転送のチャネル切替えを無条件に実行すると、DM
A転送を中断されたチャネル1においては、バス開放要
求信号108をアクティブとして、バス開放信号107
がアクティブになるのを待つ待機動作(以下、このよう
な待機動作をオーバヘッドと云う)が、残りのDMA転
送を実行するために、どうしても必要となる。この場
合、チャネル1における残りのDMA転送回数が少ない
場合には、前記オーバーヘッドにより、無為に、デッド
・タイムとしてのDMA転送時間を要することになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のDMA
コントローラにおいては、優先順位の低いチャネルより
優先順位の高いチャネルに切替えが行われる時には、優
先順位の低いチャネルにおけるDMA転送状態に対して
は無条件に切替えが行われるために、優先順位の低いチ
ャネルの残りの転送バイト数が少ない時にチャネルの切
替えが生じると、残りの数バイトにために、優先順位の
高いチャネルにおけるDMA転送終了後において、再度
バス・マスタに対してバスの開放要求を出力して、バス
が開放されるのを待機するというオーバヘッドを徒らに
増大させる結果となり、低優先順位のチャネルにおける
DMA転送効率を著しく劣化させるという欠点がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のDMAコントロ
ーラは、外部からのデータ転送要求を受けて、DMAデ
ータ転送を行うDMAコントローラにおいて、予めDM
Aデータの転送バイト数を設定しておき、転送の開始に
伴ない残りバイト数が更新されてゆく転送バイト記憶レ
ジスタと、前記転送バイト記憶レジスタの記憶内容を更
新するための加減算器と、DMAデータ転送を行うチャ
ネルの転送モード、I/Oポート幅およびバス幅を指定
するモード・レジスタと、前記モード・レジスタの内容
をデコードするデコーダと、DMAデータ転送時に、前
記デコーダの出力を受けて、予め格納されている所定の
定数を出力する定数発生ブロックと、外部からの各チャ
ネルのデータ転送要求信号を受付けて、各チャネルのD
MA要求ならびにDMA転送開始信号を出力するDMA
要求受付けブロックと、前記DMA要求受付けブロック
の出力をエンコードするプライオリティ・エンコーダ
と、特定のレベル信号をS端子に受けてセットされ、前
記プライオリティ・エンコーダの出力をD端子に入力
し、外部からのクロック信号をCLK端子に入力するこ
とにより動作するDフリップフロップと、前記プライオ
リティ・エンコーダの出力と、前記Dフリップフロップ
の出力とを比較して、これらの両出力が等しくない時に
“1”レベルを出力する第1の比較器と、前記転送バイ
ト記憶レジスタの出力と、前記定数発生ブロックの出力
とを比較して、前記転送バイト記憶レジスタの出力が、
前記定数発生ブロックの出力に等しいか、またはそれ以
下である場合においては“0”レベルを出力し、また前
記転送バイト記憶レジスタの出力が、前記定数発生ブロ
ックの出力よりも大きい場合においては“1”レベルを
出力する第2の比較器と、前記第1および第2の比較器
の出力の論理積をとり、チャネル切替信号として出力す
るAND回路と、前記DMA要求受付けブロックから出
力されるDMA転送開始信号と、前記AND回路から出
力されるチャネル切替え信号との入力に対応して、バス
開放要求信号を出力するとともに、外部からのバス開放
信号の入力を受けて、外部に対してDMA転送許可信号
を出力し、内部に対しては、転送開始ステート信号また
は転送中断ステート信号を出力するバスサイクル・シー
ケンサ・ブロックと、前記転送開始ステート信号および
前記転送中断ステート信号の論理和をとり、前記特定の
レベル信号として、前記DフリップフロップのS端子に
出力するOR回路と、を備えと構成される。
【0012】なお、前記定数発生ブロックの記憶手段
は、ROMにより構成してもよく、またレジスタにより
構成してもよい。
【0013】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0014】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。また、図3(a)、(b)、(c)、
(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)およ
び(j)は、本実施例におけるチャネル切替え時のタイ
ミング図である。以下に、図1および図3を参照して本
実施例の動作について説明する。
【0015】図1に示されるように、本実施例は、転送
バイト記憶レジスタ2、入力バッファ3、4および加減
算器5を含む転送回数ブロック1と、モード・レジスタ
7およびデコーダ8を含む転送モード・ブロック6と、
内部にROM10を含む定数発生ブロック9と、DMA
要求受付けブロック12、プライオリティ・エンコーダ
13、OR回路14、Dフリップフロップ15、比較器
16、17およびAND回路18を含むDMA受付けブ
ロック11と、バスサイクル・シーケンサ・ブロック1
9とを備えて構成される。
【0016】図1において、チャネル0、1、2、3に
対応するDMA要求信号101の内の何れかのチャネル
に対応するDMA要求信号がアクティブになると、DM
A要求受付けブロック12により、DMA転送開始信号
103はアクテイブな信号として出力され、バスサイク
ル・シーケンサ・ブロック19およびデータレジスタ1
に含まれる入力バッファ3および4に入力される。バス
サイクル・シーケンサ・ブロック19においては、アク
ティブなDMA転送開始信号103を受けて、バスサイ
クルに対する制御が開始される。これにより、バス開放
要求信号108はアクティブな信号として出力され、外
部のバス・マスタに送られる。このバス・マスタよりバ
ス開放信号107が応答入力されると、DMA要求のあ
ったチャネルに対応するDMA転送許可信号109がア
クティブな信号として出力されて、要求元に対して、当
該DMA転送が受付けられたことが伝達される。
【0017】また、転送回数ブロック1においては、ア
クティブなDMA転送開始信号103を受けて、入力バ
ッファ3および4が活性化され、モードレジスタ7に格
納されているI/O幅、バス幅および転送方向を示すデ
ータをデコーダ8によりデコードし、その残りの転送バ
イト数が計算されていく。
【0018】DMA要求受付けブロック12において受
付けられたDMA転送要求信号は、プライオリティ・エ
ンコーダ13においてエンコードされる。この場合、プ
ライオリティ・エンコーダ13においては、チャネル0
〜3のDMA転送要求の内、最も優先順位の高いチャネ
ルが選択されるが、ここにおける優先順位は、前述の従
来例の場合と同様にチャネル0、1、2、3の順であ
る。エンコードされた要求データは、バスサイクル・シ
ーケンサ・ブロック19により生成される転送開始ステ
ート信号105および転送中断ステート信号106が、
OR回路14を介して何れか一方の信号が“1”レベル
になった時に、Dフリップフロップ15に対するセット
条件となり、その時のプライオリティ・エンコーダ13
の出力が比較器16の一方の入力端に入力される。そし
て、クロック信号102の毎クロックごとのプライオリ
ティ・エンコーダ13の出力が、比較器16のもう一方
の入力端に入力されて、これらの両入力が比較器16に
おいて比較され、両者が等しくない時には、比較器16
より出力されるチャネル切替信号104は“1”レベル
として出力されて、AND回路18に入力される。ま
た、これと同時に、比較器17においては、その時点に
おける転送バイト記憶レジスタ2の内容と、モードレジ
スタ7のデコード出力が定数発生ブロック9に入力され
て、当該定数発生ブロック9より出力される残り転送バ
イト数の値とが比較され、その比較出力は、同様にAN
D回路18に入力される。この場合、比較器17におい
て、転送バイト記憶レジスタ2の内容の値が、定数発生
ブロック9よりの出力値に等しいか、またはそれ以下の
時には、当該比較器17よりは“0”レベルが出力され
る。この比較器17に出力が“0”レベルの場合には、
AND回路18において、比較器16の出力はマスクさ
れる状態となる。これによりチャネル切替信号104の
レベルを抑制することが可能となり、残り転送バイトの
少ない時のチャネル切替え動作が行われないように制御
することができる。
【0019】図3(a)、(b)、(c)、(d)、
(e)、(f)、(g)、(h)、(i)および(j)
に示されるのは、例として、本実施例において、チャネ
ル1におけるDMA転送中に、チャネル0のDMA転送
要求が入った時の動作を示すタイミング図である。図3
において、まずチャネル1のDMA要求信号101が、
時間T1 においてアクティブ(図3において、アクティ
プ・レベルは“0”レベルを意味する)になると、バス
サイクル・シーケンサ・ブロック19より出力されるバ
ス開放要求信号108がアクティブとなり、外部のバス
・マスタに対してバスの開放要求が出される。このバス
開放要求信号108によりバスが開放されると、外部よ
りバスサイクル・シーケンサ・ブロック19に入力され
るバス開放信号107がアクティブとなる。これによ
り、チャネル1に対応するDMA転送許可信号109が
アクティブとなり、チャネル1の転送要求に対応するD
MA転送の開始が、当該要求元に伝達される。そして、
図3に示されるように、チャネル1に対応するDMA転
送許可信号109(図3(e)参照)を受けて、チャネ
ル1のDMA転送が開始される(図3(b)、(c)参
照)。
【0020】このようにして、チャネル1においてDM
A転送が実行されている途中過程において、図3(f)
に示されるように、時間T2 においてチャネル0のDM
A要求信号101がアクティブになると、チャネル0の
方がチャネル1よりも優先順位が高いにもかかわらず、
この時点におけるチャネル1のDMA転送における残り
の転送回数が1回であるために、前述のように、チャネ
ル切替信号104(図3(j)参照)は“0”レベルに
抑制されて、チャネル1よりチャネル1に対するDMA
転送切替えが行われない。そして、チャネル1のDMA
転送終了後において、チャネル0のDMA転送のため
に、バス開放要求信号108がアクティブとなり、バス
開放信号107がアクティブとなって、時間T3 におい
てDMA転送許可信号109がアクティブになり、チャ
ネル0のDMA転送が開始される(図3(b)、(c)
参照)。なお、図3に示される動作状態においては、本
実施例により、従来例による場合に比較して、チャネル
0および1の両チャネルのDMA転送終了に要する時間
として、11クロック分の転送時間を短縮することが可
能となっている。
【0021】次に、図2に示されるのは、本発明の第2
の実施例を示すブロック図である。図1に示されるよう
に、本実施例は、転送バイト記憶レジスタ2、入力バッ
ファ3、4および加減算器5を含む転送回数ブロック1
と、モード・レジスタ7およびデコーダ8を含む転送モ
ード・ブロック6と、内部にレジスタ20を含む定数発
生ブロック9と、DMA要求受付けブロック12、プラ
イオリティ・エンコーダ13、OR回路14、Dフリッ
プフロップ15、比較器16、17およびAND回路1
8を含むDMA受付けブロック11と、バスサイクル・
シーケンサ・ブロック19とを備えて構成される。図1
と図2とを対比して分かるように、本実施例の第1の実
施例との相違点は、定数発生ブロック9における定数の
記憶手段として、ROMの代りにレジスタが用いられて
いることである。なお、本実施例の動作については、D
MA転送が開始される前に、定数発生ブロック9の内部
のレジスタ20に、予め所定の定数値を設定すること以
外の総合動作については、前述の第1の実施例の場合と
全く同様であり、その説明は省略する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、優先順
位の低いチャネルのDMA転送過程において、優先順位
の高いチャネルのDMA転送要求が出された場合におい
ても、前記優先順位の低いチャネルにおける残り転送回
数が少ない時点においては、当該残り転送回数値を判定
することにより、優先順位の高いチャネルに対するチャ
ネル切替えを行うことなく、これにより、総体的に各チ
ャネルのDMA転送時間を短縮することができるという
効果がある。
【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であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明における動作を示すタイミング図であ
る。
【図4】従来例を示すブロック図である。
【図5】従来例における動作を示すタイミング図であ
る。
【符号の説明】
1 転送回数ブロック 2 転送バイト記憶レジスタ 3、4 入力バッファ 5 加減算器 6 転送モード・ブロック 7 モード・レジスタ 8 デコーダ 9 定数発生ブロック 10 ROM 11 DMA受付けブロック 12 DMA要求受付けブロック 13 プライオリティ・エンコーダ 14 OR回路 15 Dフリップフロップ 16、17 比較器 18 AND回路 19 バスサイクル・シーケンサ・ブロック 20 レジスタ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からのデータ転送要求を受けて、D
    MAデータ転送を行うDMAコントローラにおいて、 予めDMAデータの転送バイト数を設定しておき、転送
    の開始に伴ない残りバイト数が更新されてゆく転送バイ
    ト記憶レジスタと、 前記転送バイト記憶レジスタの記憶内容を更新するため
    の加減算器と、 DMAデータ転送を行うチャネルの転送モード、I/O
    ポート幅およびバス幅を指定するモード・レジスタと、 前記モード・レジスタの内容をデコードするデコーダと
    DMAデータ転送時に、前記デコーダの出力を受けて、
    予め格納されている所定の定数を出力する定数発生ブロ
    ックと、 外部からの各チャネルのデータ転送要求信号を受付け
    て、各チャネルのDMA要求ならびにDMA転送開始信
    号を出力するDMA要求受付けブロックと、 前記DMA要求受付けブロックの出力をエンコードする
    プライオリティ・エンコーダと、 特定のレベル信号をS端子に受けてセットされ、前記プ
    ライオリティ・エンコーダの出力をD端子に入力し、外
    部からのクロック信号をCLK端子に入力することによ
    り動作するDフリップフロップと、 前記プライオリティ・エンコーダの出力と、前記Dフリ
    ップフロップの出力とを比較して、これらの両出力が等
    しくない時に“1”レベルを出力する第1の比較器と、 前記転送バイト記憶レジスタの出力と、前記定数発生ブ
    ロックの出力とを比較して、前記転送バイト記憶レジス
    タの出力が、前記定数発生ブロックの出力に等しいか、
    またはそれ以下である場合においては“0”レベルを出
    力し、また前記転送バイト記憶レジスタの出力が、前記
    定数発生ブロックの出力よりも大きい場合においては
    “1”レベルを出力する第2の比較器と、 前記第1および第2の比較器の出力の論理積をとり、チ
    ャネル切替信号として出力するAND回路と、 前記DMA要求受付けブロックから出力されるDMA転
    送開始信号と、前記AND回路から出力されるチャネル
    切替え信号との入力に対応して、バス開放要求信号を出
    力するとともに、外部からのバス開放信号の入力を受け
    て、外部に対してDMA転送許可信号を出力し、内部に
    対しては、転送開始ステート信号または転送中断ステー
    ト信号を出力するバスサイクル・シーケンサ・ブロック
    と、 前記転送開始ステート信号および前記転送中断ステート
    信号の論理和をとり、前記特定のレベル信号として、前
    記DフリップフロップのS端子に出力するOR回路と、 を備えることを特徴とするDMAコントローラ。
  2. 【請求項2】 前記定数発生ブロックの記憶手段が、R
    OMにより構成される請求項1記載のDMAコントロー
    ラ。
  3. 【請求項3】 前記定数発生ブロックの記憶手段が、レ
    ジスタにより構成される請求項1記載のDMAコントロ
    ーラ。
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