JP3028779B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP3028779B2
JP3028779B2 JP8336675A JP33667596A JP3028779B2 JP 3028779 B2 JP3028779 B2 JP 3028779B2 JP 8336675 A JP8336675 A JP 8336675A JP 33667596 A JP33667596 A JP 33667596A JP 3028779 B2 JP3028779 B2 JP 3028779B2
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microprocessor
cache memory
control signal
memory
main memory
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一郎 吉田
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NEC Corp
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  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Test And Diagnosis Of Digital Computers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロプロセッ
サに関し、特にシステム構成としてキャッシュメモリを
使用するマイクロプロセッサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来マイクロプロセッサでは、DRAM
(Dynamic Random Access Memory) 等で構成される比較
的リード/ライト時間の遅いメインメモリの一部を、マ
イクロプロセッサに内蔵されたDRAMよりも高速なS
RAM(Static Random AccessMemory)で構成されたキ
ャッシュメモリに複写し、このキャッシュメモリに複写
されたデータに対しリード/ライトを行なうことで処理
速度の高速化をはかってきた。したがってこのようなマ
イクロプロセッサは、外部のメインメモリにアクセスす
るために、内蔵キャッシュメモリへのアクセスよりも遅
いアクセスモード(外部アクセスモード)と内蔵キャッ
シュメモリへのアクセスモード(キャッシュアクセスモ
ード)を持っている。
【0003】このようなマイクロプロセッサの動作フロ
ーを図2に示す。キャッシュメモリは、データとアドレ
スの上位情報を持つTag、そのデータの状態を表す状態ビ
ットから構成されている。電源投入直後、またはリセッ
ト解除後のキャッシュメモリの値は不定であるため、通
常動作を開始する前にキャッシュメモリの初期化が必要
である。この初期化はキャッシュメモリの状態ビットを
無効状態にすることにより達成される。電源を投入し
(F−1)マイクロプロセッサ内のクロック信号が安定
した後、リセット状態が解除され(F−2)各マイクロ
プロセッサに固有のブートアドレスがメインメモリに出
力される(F−3)。メインメモリはそのブートアドレ
スでアクセスされたデータをプロセッサへ送る。通常こ
のブートアドレス以降には初期化プログラム(F−4)
が格納されており、初期化終了後(F−5)実際に処理
を行なうプログラムの格納されたアドレスへジャンプす
る(F−6)。つまり初期化はアクセス速度の遅い外部
アクセスモードで行なわれる。ジャンプしたアドレスが
キャッシュ領域へのアクセスであった場合、最初のキャ
ッシュメモリへのアクセスは、初期化によって必ずミス
ヒットとなり(F−8)該当するメインメモリのデータ
がキャッシュメモリへ複写される(F−9)。処理の進
行によって、その時点でキャッシュメモリに複写されて
いないデータを使用しようとした場合、キャッシュミス
が起こり、再び外部アクセスモードによりメインメモリ
からキャッシュメモリへデータが複写される。
【0004】キャッシュメモリを内蔵したマイクロプロ
セッサの動作テストをLSIテスタを使用して行なう場
合でも、上記のような手順で行なっている。通常このテ
ストで使用されるテストプログラムは機能単位で分割さ
れたプログラムの集合で、この個々の機能単位のプログ
ラムがキャッシュメモリの容量を越えることはない。ま
た、これらのテストプログラムは個々に作成されること
が多いため、LSIテスタで実際に使用されるテストペ
クタには、各テストペクタに初期化のルーチンが含まれ
ている。
【0005】又、キャッシュメモリに供給されるアドレ
スをバイパスし、直接メインメモリをアクセスしたもの
に、特開平2−32436号公報記載の発明がある。こ
の発明は、キャッシュメモリ内にアドレスとデータをバ
イパスする手段と、アドレス範囲設定手段と、キャッシ
ュメモリに供給されたアドレスが、上記アドレス範囲設
定手段に設定されたアドレス範囲に含まれているかを判
断するアドレス判定手段を設け、キャッシュメモリに供
給されたアドレスが設定された範囲に入っていれば、そ
のアドレスをメインメモリへ供給することにより特定の
アドレスに対するアクセスを、キャッシュメモリをバイ
パスしキャッシュのヒット/ミスの判断を必要とせず、
その分高速にメインメモリへのアクセスを行なうもので
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
明は、特定のアドレスに対してキャッシュのヒット/ミ
スの判断を行なわないため、キャッシュミスヒット時に
おけるメインメモリへのアクセス時間を短縮できるとい
う利点があるが、メインメモリへのアクセスは従来の外
部アクセスモードであり、LSIテスタによる動作テス
トではキャッシュメモリの初期化は省略できるが、LS
Iテスタに高速にアクセスすることは不可能であった。
また、不特定のアドレスに対してこの動作を行なうた
め、アドレスを設定するレジスタが必要となり、ハード
ウエアが増大するという欠点があった。
【0007】又上述したマイクロプロセッサではLSI
テスタで動作テストを行なう際に、アクセス速度の遅い
外部アクセスモードで頻繁に初期化を行なっていたの
で、テスト時間が長くなるという欠点があった。また、
LSIテスタのアクセスに対する性能を十分に利用でき
ていなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、マイクロプロセッサ内に、通常動作時に
は、第1の制御信号をマイクロプロセッサに内蔵された
キャッシュメモリを制御する信号とし、第2の制御信号
を外部のメインメモリを制御する信号とする手段と、テ
スト動作時には、前記第2の制御信号に換えて前記第1
の制御信号を前記メインメモリを制御する制御信号に切
り換える切換手段とを備えて半導体装置を構成した。
【0009】メインメモリとして用いているテスタの制
御信号をキャッシュメモリの制御信号に切り換え可能に
構成し、テスト時キャッシュメモリのアクセス速度と同
等の速度で前記テスタへアクセス可能として半導体装置
を構成した。
【0010】
【発明の実施の形態】次に本発明の半導体装置の実施の
形態を図面を参照して説明する。
【0011】図1は本発明の実施例である。1はキャッ
シュメモリを内蔵したマイクロプロセッサを表す。2は
仮想アドレスを生成するアドレス生成回路であり、この
回路の出力である上位のアドレスはTLB(Translatio
n Lookaside Buffer) 3に接続され、下位のアドレスは
キャッシュメモリ4とBIU(Bus Interface Unit)7
に接続されている。TLB3は、アドレス生成回路2で
生成された仮想アドレスを物理アドレスに変換し、その
物理アドレスをコンパレータ5とBIU7に出力する。
また、変換のヒット/ミスを制御回路6に知らせる。4
は物理アドレスの上位とデータ、またそのデータの状態
を保持する内蔵キャッシュメモリであり、アドレス生成
回路2の出力である下位アドレスと、制御回路6で生成
されるリード/ライト信号で制御される。5はTLB3
で変換された物理アドレスの上位とキャッシュメモリ4
のTag を入力とし、一致/不一致の結果を制御回路6に
知らせる。
【0012】6はマイクロプロセッサ1の動作を制御す
る制御回路であり、本実施例ではキャッシュメモリ4と
BIU7を制御している。7はマイクロプロセッサ1の
アドレス/データバスと外部のメインメモリ12を接続
するための制御を行なうBIUである。メインメモリ1
2はプログラムなどのさまざまなデータが記憶されてい
るメインメモリである。LSIテスタで動作テストを行
なう際には、このメインメモリ12をLSIテスタとす
る。本発明のマイクロプロセッサの動作フローも図2で
表される。しかし、初期化プログラム中のキャッシュメ
モリの初期化が削除され、図1には図示されていない
が、適当なレジスタにテストモードであることを設定す
る必要がある。ただし、この設定を行なうレジスタはも
ともとマイクロプロセッサの持っている多数の設定用レ
ジスタ中の1ビットを使用すればよく、各設定レジスタ
は初期化プログラム中で必ず特定の値に設定しなければ
ならないので、このテストモードの追加によるハードウ
エアの増加や、初期化プログラムでの設定により処理時
間が長くなることはない。
【0013】以下に、本発明のマイクロプロセッサのL
SIテスタによる動作テスト時の動作を記述する。
【0014】電源投入後、リセットが解除されマイクロ
プロセッサがプログラムの実行を開始するためメインメ
モリ12(すなわち、LSIテスタ)へブートアドレス
を出力する。ブートアドレスを受け取ったメインメモリ
12は、このアドレスに格納されたデータ(命令)をマ
イクロプロセッサへ出力する。ここで送られるデータは
初期化を行なうプログラムであり、マイクロプロセッサ
はマイクロプロセッサ自体が持つ各種レジスタの設定を
行なう。上述したように、ここでテストモードであるこ
とを表す特定のレジスタの1ビットをテストモードに設
定する。初期化プログラムが終了し、次に動作テストを
行なうプログラムを実行するため、そのプログラムの格
納されているキャッシュ領域のアドレスへジャンプす
る。ここで、テストモードであるため制御回路6はキャ
ッシュメモリ4へ送られる制御信号であるリードイネー
ブル信号RE−cとライトイネーブル信号WE−cをデ
ィアサート状態にし、通常はこのRE−cとWE−cへ
送られる信号をメインメモリ12の制御信号REとWE
へ送る。つまり、通常外部アクセスモードでしか動作し
ない制御信号をキャッシュアクセスモードで動作させ、
メインメモリ12を高速にアクセスできるようにする。
アドレス生成回路2で生成された仮想アドレスは、下位
はそのまま、上位はTLB3で物理アドレスに変換され
た後BIU7へ送られる。BIU7はこれらの信号をメ
インメモリ12へ送り、該当するデータがメインメモリ
12、すなわちLSIテスタからBIU7へ送られる。
【0015】通常動作時における制御信号RE−c、W
E−cとRE、WEを図3に示す。図3のCLKはマイ
クロプロセッサに入力されるクロック、TCLKはマイ
クロプロセッサ内部で使用されるクロック、CLKOは
マイクロプロセッサに接続されるメインメモリ等の外部
素子を制御するためにマイクロプロセッサから出力され
るクロックを表わす。この例では、入力クロックCLK
に対しマイクロプロセッサの内部動作クロックTCLK
は入力クロックの4逓倍、出力クロックCLKOは内部
動作クロックTCLKを2分周した周波数となってい
る。これはマイクロプロセッサ内部を高速で動作させ、
動作速度の遅い外部素子と同期をとるため通常行われて
いる手段である。
【0016】RE−cは内部動作クロックTCLKがハ
イ、WE−cは内部動作クロックTCLKがローのとき
イネーブルとなり、REとWEはCLKOの2分周イネ
ーブルとなる。本発明では、上述したようにテストモー
ドで動作するときには、テスタへのアクセスをプロセッ
サ内部のキャッシュメモリアクセスと同じように行うた
め、テスト時の速度が高速化される。
【0017】
【発明の効果】本発明の半導体装置は、テストモード時
には、通常キャッシュメモリを制御するための信号をメ
インメモリへ出力する手段を設け、メインメモリより直
接データを得ることで、電源投入直後またはリセット時
に必要なキャッシュメモリの初期化を必要とせず、また
高速アクセスが可能なLSIテスタの性能を十分に使用
することでLSIテスタ使用時における動作テストを高
速に行なえるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマイクロプロセッサを示す図面で
ある。
【図2】通常のマイクロプロセッサの動作フローを表す
フローチャートである。
【図3】クロックと制御信号を示す図である。
【符号の説明】
1 マイクロプロセッサ 2 アドレス生成回路 3 TLB 4 キャッシュメモリ 5 コンパレータ 6 制御回路 7 BIU 12 メインメモリ(LSIテスタ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 11/22 G06F 12/08 - 12/12 G06F 15/78

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロプロセッサ内に、通常動作時に
    は、第1の制御信号をマイクロプロセッサに内蔵された
    キャッシュメモリを制御する信号とし、第2の制御信号
    を外部のメインメモリを制御する信号とする手段と、 テスト動作時には、前記第2の制御信号に換えて前記第
    1の制御信号を前記メインメモリを制御する制御信号に
    切り換える切換手段とを有することを 特徴とする半導体
    装置。
  2. 【請求項2】 前記テスト動作時には、前記キャッシュ
    メモリを制御する前記第1の制御信号をディアサート状
    態とする手段を有することを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 メインメモリとして用いているテスタの
    制御信号を前記第1の制御信号へ切り換え可能に構成
    し、テスト時前記キャッシュメモリのアクセス速度と同
    等の速度で前記テスタへアクセス可能としたことを特徴
    とする請求項1または2に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 マイクロプロセッサ内に内蔵されたキャ
    ッシュメモリと、 前記マイクロプロセッサに設けられたメインメモリと、 前記キャッシュメモリと前記メインメモリに接続する制
    御回路とを備え、 前記制御回路は、前記メインメモリをLSIテスタとし
    て前記マイクロプロセッサのテスタを行う際、前記キャ
    ッシュメモリに送る制御信号を前記LSIテスタに送る
    ように構成したことを特徴とする半導体装置。
JP8336675A 1996-12-17 1996-12-17 半導体装置 Expired - Lifetime JP3028779B2 (ja)

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US6189494B1 (en) 1998-05-14 2001-02-20 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Exhaust timing control apparatus for two-cycle engines

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JPH10177502A (ja) 1998-06-30

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