JP5856434B2 - バス接続回路、半導体装置及びバス接続回路の動作方法 - Google Patents
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Description
直接転送をする場合(1サイクル転送の場合)と直接転送をしない場合(例示:2サイクル転送の場合)とが混在しても、MEMC設定等の追加の動作を行うことなく、1サイクル転送する技術が望まれている。
本発明の第1の実施の形態に係るバス接続回路を備える半導体装置について説明する。
図5は、本発明の第1の実施の形態に係るバス接続回路を備える半導体装置の構成の一例を示すブロック図である。半導体装置1は、半導体集積回路(LSI:Large Scale Integration)に例示され、バスマスタ(10)と、複数のバススレーブ(12、15)と、バスマスタ(10)と複数のバススレーブ(12、15)とを接続するバス接続回路(2)とを具備している。この図の例では、バスマスタ10と、複数のバススレーブとしての転送元バススレーブ12と転送先バススレーブ15とが互いにバス接続回路2を介して接続されている。バス接続回路2は、バス回路11と直接転送ライトストローブ信号生成回路13とセレクタ14とを備えている。
次の条件の元で、以下の説明を行う。その条件は以下のとおりである。アドレス信号31は8ビットで構成されている。転送元バススレーブ12内に実装したレジスタの数は16個以下である。転送元バススレーブ12はレジスタの選択にアドレス信号31のbit[3:0](下位の4ビット)のみを用いる。バス回路11内のアドレスデコーダ20はCPU10が出力するアドレス信号31のbit[7:6](上位2ビット)が「10」である場合に、転送元バススレーブ選択信号30をアクティブにする。この条件下、以下に説明を行う。
その他の動作は、図5の場合と同様である。
次に、本発明の第2の実施の形態に係るバス接続回路を備える半導体装置について説明する。
図9は、本発明の第2の実施の形態に係るバス接続回路を備える半導体装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の半導体装置1b及びバス接続回路2bは、バス回路50、51、バスブリッジ回路53、54、及びWriteRead変換回路55を更に具備している点で第1の実施の形態の半導体装置1及びバス接続回路2と相違している。以下では、主に相違点について説明する。
T2のタイミングにおいて、バスブリッジ53は、ライトリクエスト(W)に応答して、バス回路50上にライトレスポンス(WR)を返しバス転送が完了する。CPU10は、バス転送が完了したため、T3のタイミングで次のライトリクエスト(W)を発行することができる。
T3のタイミングにおいて、バスブリッジ54は、ライトリクエスト(W)に応答して、バス回路51上にライトレスポンス(WR)を返しバス転送が完了する。バスブリッジ53は、バス転送が完了したため、T4のタイミングで次のライトリクエスト(W)を発行することができる。
T2のタイミングにおいて、バスブリッジ53は、リードリクエスト(R)に応答して、バス回路51上にリードリクエスト(R)を発行する。バスブリッジ54は、バス回路51からリードリクエスト(R)を受け取る。
T3のタイミングにおいて、バスブリッジ54は、リードリクエスト(R)に応答して、バス回路11上にリードリクエスト(R)を発行する。加えて、バス回路11は、バスブリッジ54(CPU10)からのバススレーブ選択信号40とアドレス信号31と転送イネーブル信号34を受け取る。
その後、第1の実施の形態と同様の動作を行い、直接転送を実行する。この場合、この図のT3が、第1の実施の形態のT1に対応する。また、この図のT4が、第1の実施の形態のT2に対応する。また、その結果、T4において、転送元バススレーブ12がリードデータをバス回路11上に出力することにより、バス回路11上にリードレスポンス(RR;CPUリードデータ39)が返信される。
T5のタイミングにおいて、バスブリッジ54は、リードレスポンス(RR)に応答して、バス回路51上にリードレスポンス(RR)を発行する。バスブリッジ53は、バス回路51からリードレスポンス(RR)を受け取る。
T6のタイミングにおいて、バスブリッジ53は、リードレスポンス(RR)に応答して、バス回路50上にリードリクエスト(R)を発行する。CPU10は、バス回路50からードレスポンス(RR)を受け取る。以上のプロセスにより、バス転送が完了する。
次に、本発明の第3の実施の形態に係るバス接続回路を備える半導体装置について説明する。
図13は、本発明の第3の実施の形態に係るバス接続回路を備える半導体装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の半導体装置1c及びバス接続回路2cは、転送元バススレーブ12のミラー領域にリードアクセスするのではなく、転送先バススレーブ15のミラー領域にライトアクセスすることで直接転送を実現する点で第1の実施の形態の半導体装置1及びバス接続回路2と相違している。以下では、主に相違点について説明する。
セレクタ60は、直接転送リードストローブ信号62(後述)がロウレベルのとき、かつ、転送先セレクト信号37がハイレベルのときは転送先リードデータ36をCPUリードデータ39として出力する(例示:リードデータ(36)用配線をCPUリードデータ(39)用配線に接続する)。また、直接転送リードストローブ信号62がロウレベルのとき、かつ、転送元セレクト信号30がハイレベルのときは転送元リードデータ33をCPUリードデータ39として出力する(例示:リードデータ(33)用配線をCPUリードデータ(39)用配線に接続する)。一方、セレクタ60は、直接転送リードストローブ信号62がハイレベルのとき、かつ、転送先セレクト信号37がハイレベルのときは転送元リードデータ33をCPUリードデータ39として出力する(例示:リードデータ(33)用配線をCPUリードデータ(39)用配線に接続する)。また、直接転送リードストローブ信号62がハイレベルのとき、かつ、転送元セレクト信号30がハイレベルのときは転送先リードデータ36をCPUリードデータ39として出力する(例示:リードデータ(36)用配線をCPUリードデータ(39)用配線に接続する)。
ライトデータセレクタ21は、直接転送リードストローブ信号62(後述)がハイレベルのときは、そのCPUリードデータ39をスレーブライトデータ32とする(例示:CPUリードデータ(39)用配線をスレーブライトデータ(32)用配線に接続する)。直接転送ライトストローブ信号35がロウレベルのときは、CPUライトデータ38をスレーブライトデータ32とする(例示:CPUライトデータ(38)用配線をスレーブライトデータ(32)用配線に接続する)。
2、2a、2b、2c バス接続回路
10 バスマスタ(CPU)
11 バス回路
12 転送元バススレーブ
13、13a、13b、13c 直接転送ライトストローブ信号生成回路
14 セレクタ
15、15a、15b、15c 転送先バススレーブ
20 アドレスデコーダ
21 ライトデータセレクタ
22 セレクタ
23、23a、23b、23c アドレスデコーダ
24、24a、24b、24c 3入力AND回路
28 3入力OR回路
29 3入力OR回路
30 転送元セレクト信号
31 アドレス信号
32 スレーブライトデータ
33 転送元リードデータ
34 転送イネーブル信号
35、35a、35b、35c 直接転送ライトストローブ信号
36、36a、36b、36c リードデータ
37 セレクト信号
38 CPUライトデータ
39 CPUリードデータ
40 スレーブ選択信号
41 ライトストローブ信号
42 ライトストローブ信号
50、51 バス回路
53、54 バスブリッジ
55 WriteRead変換回路
60 セレクタ
61 セレクタ
62 直接転送リードストローブ信号
63 直接転送リードストローブ信号生成回路
70 メモリマップ
71 メモリ領域
72 メモリ領域
72a〜72d メモリ領域
83 アドレスデコーダ
84 3入力AND回路
85 マルチプレクサ
Claims (5)
- バスマスタと複数のバススレーブとを接続するバス接続回路であって、
前記複数のバススレーブは、
転送元スレーブと、
転送先スレーブと
を含み、
前記バスマスタは、前記複数のバススレーブに対し、上位の4ビット[7:4]と下位の4ビット[3:0]とで構成される8ビットのアドレス信号[7:0]を出力し、
ここで、前記上位の4ビット[7:4]は、
前記上位の4ビット[7:4]の中で一番上位の第1ビットと、前記第1ビットの次の第2ビットとで構成され、前記複数のバススレーブのうちアクセス対象のバススレーブを示す上位前半2ビット[7:6]と、
前記第2ビットの次の第3ビットと、前記第3ビットの次の第4ビットとで構成される上位後半2ビット[5:4]と
に分けられ、
前記転送元スレーブのデータ格納領域は、前記上位前半2ビット[7:6]の値が“10”をとり、前記上位後半2ビット[5:4]の値が“00”、“01”、“10”および“11”のうちのいずれかをとり、かつ、前記下位の4ビット[3:0]の値が前記データ格納領域自体のアドレスを表す値をとるデータ格納領域であって、前記上位後半2ビット[5:4]の値が“00”をとる領域と、前記上位後半2ビット[5:4]の値が“01”、“10”および“11”のうちのいずれかをとるミラー領域とに分けられ、
前記ミラー領域は、前記上位後半2ビット[5:4]の値が“00”をとる領域に対して、実体的に使用されていない領域であり、
前記バス接続回路は、
前記8ビットのアドレス信号[7:0]における前記上位前半2ビット[7:6]の値が“10”であるときに、前記複数のバススレーブのうち前記アクセス対象のバススレーブが前記転送元スレーブであることを検出する第1のアドレスデコーダと、
前記第1のアドレスデコーダによって前記アクセス対象のバススレーブが前記転送元スレーブであると検出された場合、前記8ビットのアドレス信号[7:0]における前記上位後半2ビット[5:4]の値が“01”、“10”および“11”のうちのいずれかであることを検出する第2のアドレスデコーダと、
前記第2のアドレスデコーダによって前記上位後半2ビット[5:4]の値が“01”、“10”および“11”のうちのいずれかであると検出された場合、前記転送元スレーブからの転送元リードデータを前記転送先スレーブへ前記バスマスタを介さずに直接転送することを指示する直接転送ライトストローブ信号を出力する論理回路と、
前記論理回路から出力された前記直接転送ライトストローブ信号に従って、前記転送元リードデータを前記バスマスタを介さずに前記バスマスタからのライトデータ出力線へ出力する第1のセレクタと、
前記論理回路から出力された前記直接転送ライトストローブ信号に従って、予め設定されたアドレスと転送イネーブル信号を前記転送先スレーブに出力する第2のセレクタと
を具備し、
前記転送先スレーブにおいて前記予め設定されたアドレスに前記転送元リードデータが格納される
バス接続回路。 - 請求項1に記載のバス接続回路において、
WriteRead変換回路を更に備え、
前記バスマスタは、前記転送元スレーブから前記転送先スレーブへの直接転送の際に、前記転送元スレーブの前記ミラー領域へのアクセス及びライト要求を設定し、
前記WriteRead変換回路は、
前記バスマスタからの前記転送元スレーブの前記ミラー領域へのアクセスを検出した場合、前記ライト要求をリード要求に変換する
バス接続回路。 - バスマスタと、
複数のバススレーブと、
前記バスマスタと前記複数のバススレーブとを接続する、請求項1または2に記載のバス接続回路と
を具備する
半導体装置。 - バスマスタと複数のバススレーブとを接続するバス接続回路の動作方法であって、
前記複数のバススレーブは、
転送元スレーブと、
転送先スレーブと
を含み、
前記バス接続回路の動作方法は、
前記バスマスタが、前記複数のバススレーブに対し、上位の4ビット[7:4]と下位の4ビット[3:0]とで構成される8ビットのアドレス信号[7:0]を出力するステップと、
ここで、前記上位の4ビット[7:4]は、
前記上位の4ビット[7:4]の中で一番上位の第1ビットと、前記第1ビットの次の第2ビットとで構成され、前記複数のバススレーブのうちアクセス対象のバススレーブを示す上位前半2ビット[7:6]と、
前記第2ビットの次の第3ビットと、前記第3ビットの次の第4ビットとで構成される上位後半2ビット[5:4]と
に分けられ、
前記転送元スレーブのデータ格納領域は、前記上位前半2ビット[7:6]の値が“10”をとり、前記上位後半2ビット[5:4]の値が“00”、“01”、“10”および“11”のうちのいずれかをとり、かつ、前記下位の4ビット[3:0]の値が前記データ格納領域自体のアドレスを表す値をとるデータ格納領域であって、前記上位後半2ビット[5:4]の値が“00”をとる領域と、前記上位後半2ビット[5:4]の値が“01”、“10”および“11”のうちのいずれかをとるミラー領域とに分けられ、
前記ミラー領域は、前記上位後半2ビット[5:4]の値が“00”をとる領域に対して、実体的に使用されていない領域であり、
前記8ビットのアドレス信号[7:0]における前記上位前半2ビット[7:6]の値が“10”であるときに、前記複数のバススレーブのうち前記アクセス対象のバススレーブが前記転送元スレーブであることを第1のアドレスデコーダが検出する第1の検出ステップと、
前記第1の検出ステップによって前記アクセス対象のバススレーブが前記転送元スレーブであると検出された場合、前記8ビットのアドレス信号[7:0]における前記上位後半2ビット[5:4]の値が“01”、“10”および“11”のうちのいずれかであることを第2のアドレスデコーダが検出する第2の検出ステップと、
前記第2の検出ステップによって前記上位後半2ビット[5:4]の値が“01”、“10”および“11”のうちのいずれかであると検出された場合、前記転送元スレーブからの転送元リードデータを前記転送先スレーブへ前記バスマスタを介さずに直接転送することを指示する直接転送ライトストローブ信号を論理回路が出力するステップと、
前記論理回路から出力された前記直接転送ライトストローブ信号に従って、第1のセレクタが、前記転送元リードデータを前記バスマスタを介さずに前記バスマスタからのライトデータ出力線へ出力するステップと、
前記論理回路から出力された前記直接転送ライトストローブ信号に従って、第2のセレクタが、予め設定されたアドレスと転送イネーブル信号を前記転送先スレーブに出力するステップと、
前記転送イネーブル信号に従って、前記転送先スレーブが前記予め設定されたアドレスに前記転送元リードデータを格納するステップと
を具備する
バス接続回路の動作方法。 - 請求項4に記載のバス接続回路の動作方法において、
前記バスマスタが、前記転送元スレーブから前記転送先スレーブへの直接転送の際に、前記転送元スレーブの前記ミラー領域へのアクセス及びライト要求を設定するステップと、
WriteRead変換回路が、前記バスマスタからの前記転送元スレーブの前記ミラー領域へのアクセスを検出した場合、前記ライト要求をリード要求に変換するステップと
を更に備える
バス接続回路の動作方法。
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