JPH01295333A - Microcomputer system - Google Patents

Microcomputer system

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Publication number
JPH01295333A
JPH01295333A JP12657788A JP12657788A JPH01295333A JP H01295333 A JPH01295333 A JP H01295333A JP 12657788 A JP12657788 A JP 12657788A JP 12657788 A JP12657788 A JP 12657788A JP H01295333 A JPH01295333 A JP H01295333A
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JP
Japan
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instruction
bus
address
signal
memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP12657788A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigetatsu Katori
香取 重達
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH01295333A publication Critical patent/JPH01295333A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize a microcomputer system including a memory having a high access time by using an address counter at the memory side and therefore pre-reading the address following a reference address. CONSTITUTION:An address counter 110 increases its contents synchronously with the rise edges t10, t11, t12... of a QWR signal 118 and updates successively the read addresses against a memory 105. While a microcomputer 100 stores successively the instruction codes read onto an AD bus 502 into an instruction queue 104 synchronously with said edges t10, t11, t12.... Thus the supply timing is reduced for the instruction code read address applied to the memory 105 from the microcomputer 100 against the reading actions of the instruction codes set to the continuous addresses. Then the processing speed is improved for a microcomputer system.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマイクロコンピュータシステムに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a microcomputer system.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、プロセス技術の向上やアーキテクチャの改良でマ
イクロコンピュータ自体の命令処理速度は非常に高速に
なっている。ところが、メモリに対する命令コードリー
ドやデータ参照に於いては、メモリのアクセススピード
や接続されるバスのデータ転送スピードの制限から、マ
イクロコンピュータ自体が本来有する処理速度に比較し
て、それに費やす時間が相対的に長く、マイクロコンピ
ュータの命令処理速度を低下させる大きな要因になって
いる。
In recent years, the instruction processing speed of microcomputers themselves has become extremely fast due to improvements in process technology and architecture. However, when reading instruction codes and referencing data from memory, the time required for reading them is relatively limited compared to the processing speed of the microcomputer itself due to limitations on memory access speed and data transfer speed of the connected bus. This is a major factor that reduces the instruction processing speed of microcomputers.

第5図に従来のマイクロコンピュータシステムの従来例
を示す。
FIG. 5 shows a conventional example of a conventional microcomputer system.

本マイクロコンピュータシステムは、マイクロコンピュ
ータ500とプログラム及びデータ格納用のメモリ50
1から構成され、これらのハードウェアブロックは、ア
ドレス情報とデータ情報がマルチプレクスされたアドレ
スデータバス502(以下ADババス記す)を介して相
互に接続している。
This microcomputer system includes a microcomputer 500 and a memory 50 for storing programs and data.
1, and these hardware blocks are interconnected via an address data bus 502 (hereinafter referred to as AD bus) in which address information and data information are multiplexed.

マイクロコンピュータ500は実際の命令処理を行なう
命令実行部503を含む。更に、マイクロコンピュータ
500はADババス02上のマルチブレクスされたアド
レス情報とデータ情報のデマルチプレクスタイミングを
指定するアドレスラッチイネーブル信号504(以下A
LEと記す)を出力し、ADババス02上に設定された
アドレス情報抽出用のアドレスラッチ505に接続して
いる。
Microcomputer 500 includes an instruction execution unit 503 that performs actual instruction processing. Furthermore, the microcomputer 500 outputs an address latch enable signal 504 (hereinafter A
LE) and is connected to an address latch 505 set on the AD bus 02 for extracting address information.

また、マイクロコンピュータ500からメモリ501ヘ
プログラムやデータの読み出しタイミングを指定するリ
ード信号506(以下RD信号と記す)が出力される。
Further, a read signal 506 (hereinafter referred to as RD signal) is outputted from the microcomputer 500 to the memory 501 to specify the read timing of programs and data.

次に連続したアドレスに配置されたプログラムの連続的
な入力に於けるマイクロコンピュータ500とADババ
ス02上のアドレス情報、データの流れについて第6図
のタイミングチャートを参照して説明する。
Next, the flow of address information and data on the microcomputer 500 and the AD bus 02 during continuous input of programs placed at consecutive addresses will be explained with reference to the timing chart of FIG.

通常、プログラムは連続したメモリ領域に順に格納され
ており、マイクロコンピュータ500はこの命令コード
をアドレス順に従ってADババス02を介して読み込み
、命令実行部503で実際の処理を行なう。この時のA
Dババス02のバス動作タイミングは第6図に示す通り
、Bl、B2゜B3の基本ステートから構成されている
Normally, programs are stored in consecutive memory areas in sequence, and the microcomputer 500 reads these instruction codes via the AD bus 02 in the order of addresses, and the instruction execution unit 503 performs actual processing. A at this time
As shown in FIG. 6, the bus operation timing of the D bus 02 consists of basic states B1, B2 and B3.

マイクロコンピュータ500は、B1の期間ADババス
02上に命令コードの読み出しアドレスを出力すると同
時に81の前半の期間であるT1の期間ALE50’4
をハイレベルとする。アドレスラッチ505は、ALE
504がロウレベルとなるtlのタイミングに同期して
ADババス02上のアドレス情報をラッチする。
The microcomputer 500 outputs the read address of the instruction code on the AD bus 02 during the period B1, and at the same time outputs the read address of the instruction code on the AD bus 02 during the period ALE 50'4 during the period T1, which is the first half of the period 81.
is considered a high level. The address latch 505 is
The address information on the AD bus 02 is latched in synchronization with the timing of tl when 504 becomes low level.

マイクロコンピュータ500は、続<82から83の中
はどまでのT2の期間RD倍信号06をアクティブのロ
ウレベルとする。メモリ501は、アドレスラッチ50
5で指定されるアドレスロケーションからRD信号50
6に同期して命令コードをADババス02上に出力する
。マイクロコンピュータ500は、ADババス02上に
読み出された命令コードをt2タイミングに同期して取
り込み、命令実行部503は、読み込まれた命令コード
に基づいて所定命令処理を実行する。次の命令コードを
読み出す場合にも上記バスサイクルを繰り返し、再び所
定命令処理を行なう。
The microcomputer 500 keeps the RD multiplied signal 06 at an active low level for a period of T2 from 82 to 83. The memory 501 includes an address latch 50
RD signal 50 from the address location specified by
The instruction code is output onto the AD bus 02 in synchronization with 6. The microcomputer 500 takes in the instruction code read onto the AD bus 02 in synchronization with timing t2, and the instruction execution unit 503 executes predetermined instruction processing based on the read instruction code. When reading the next instruction code, the above bus cycle is repeated and the predetermined instruction processing is performed again.

命令実行部503は、B1のタイミングでアドレスをA
Dババス02上に出力してからt2のタイミングで命令
コードを収り込むまでの期間は、命令コード待ちの状態
となる。
The instruction execution unit 503 changes the address to A at the timing of B1.
The period from when the instruction code is output to the D bus 02 until the instruction code is received at timing t2 is in a state of waiting for the instruction code.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のマイクロコンピュータシステムにおいて
は、メモリから命令コードを読み込む際、少なくともB
l、B2.B3の3ステートを費やす為、命令実行部に
於ける命令処理に比較して命令実行部への命令コードの
供給が追いつかず、命令実行部が命令コード待ちの状態
になる頻度が非常に高い。
In the conventional microcomputer system described above, when reading an instruction code from memory, at least B
l, B2. Since three states of B3 are consumed, the supply of instruction codes to the instruction execution section cannot keep up with the instruction processing in the instruction execution section, and the instruction execution section is often in a state of waiting for an instruction code.

この結果、マイクロコンピュータ自体の処理能力に余裕
があるにもかかわらず、処理速度の向上に結び付かない
という大きな欠点を有している。
As a result, although the microcomputer itself has sufficient processing power, it has a major drawback in that it does not lead to an improvement in processing speed.

上述した従来のマイクロコンピュータシステムに対し、
本発明ではメモリ側が命令コードの読み出しアドレスを
保持する手段を、またマイクロコンピュータ側は先読み
した命令コードを保持する手段をそれぞれ有し、メモリ
からマイクロコンピュータに対して命令コードの書込み
信号を供給する。連続したアドレスに設定される命令コ
ードの読み出しに対しては、マイクロコンピュータから
メモリへの命令コード読み出しアドレスの供給りイミン
グを削減する事により処理速度の向上を図るという独創
的内容を有する。
In contrast to the conventional microcomputer system mentioned above,
In the present invention, the memory side has means for holding the read address of the instruction code, and the microcomputer side has means for holding the read-ahead instruction code, and the memory side supplies the write signal of the instruction code to the microcomputer. For reading instruction codes set at consecutive addresses, this invention has an original content of improving the processing speed by reducing the timing of supplying instruction code read addresses from the microcomputer to the memory.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のマイクロコンピュータシステムは、命令コード
を含む各種処理データを記憶する記憶手段と命令実行に
よりデータ処理を行なうデータ処理手段から構成され、 データ処理手段は、命令コードを格納するバッファレジ
スタを有し、 記憶手段は、命令コードの転送を制御する制御手段と、
記憶手段の記憶内容を指示する指示情報を格納する指示
手段を有し、 制御手段は、記憶手段とデータ処理手段との間で行なわ
れるデータ転送に於いて、読み出し先を指示する指示情
報の送出に続いて、指定された記憶手段との1回のデー
タ転送を行なう第1の転送手段と、バッファレジスタ及
び指示手段に対し制御信号を出力して、データ処理手段
内に設定されるバッファレジスタに対し命令コードの書
込みタイミングを指定すると同時に指示手段を次に読み
出すアドレスに更新させ、指示情報を送出する事なしに
記憶手段とデータ処理手段間で連続的に命令コードの転
送を行なう第2の転送手段を有する事を特徴としている
The microcomputer system of the present invention comprises a storage means for storing various processing data including instruction codes, and a data processing means for processing data by executing instructions, and the data processing means has a buffer register for storing instruction codes. , the storage means includes a control means for controlling the transfer of the instruction code;
The control means includes an instruction means for storing instruction information instructing the storage contents of the storage means, and the control means sends instruction information instructing a read destination in data transfer performed between the storage means and the data processing means. Subsequently, a control signal is output to the first transfer means that performs one data transfer with the designated storage means, the buffer register and the instruction means, and the buffer register set in the data processing means is On the other hand, the second transfer is to update the instruction means to the next read address at the same time as specifying the writing timing of the instruction code, and to continuously transfer the instruction code between the storage means and the data processing means without sending instruction information. It is characterized by having the means.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図に本発明によるマイクロコンピュータシステムの
第1の実施例のブロック図を示す。
FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of a microcomputer system according to the present invention.

第1図に示すマイクロコンピュータはデータの入出力処
理、演算処理及びマイクロコンピュータシステム全体を
制御するマイクロコンピュータ100と、マイクロコン
ピュータが実行するプログラムやそれに必要なデータを
格納するメモリを内蔵したメモリチップ101より構成
されている。
The microcomputer shown in FIG. 1 includes a microcomputer 100 that controls data input/output processing, arithmetic processing, and the entire microcomputer system, and a memory chip 101 that has a built-in memory that stores programs executed by the microcomputer and data necessary for them. It is composed of

さらに、マイクロコンピュータ100は、命令を実行す
る命令実行部102とマイクロコンピュータ外部とのイ
ンタフェースを制御するバス制御部103と命令コード
の先取り用命令バッファ1゜4(以下命令キューと記す
)を備えている。
Furthermore, the microcomputer 100 includes an instruction execution unit 102 that executes instructions, a bus control unit 103 that controls the interface with the outside of the microcomputer, and an instruction buffer 14 for prefetching instruction codes (hereinafter referred to as an instruction queue). There is.

命令実行部102からバス制御部103へは、命令実行
に伴い後述するメモリチップ101内のメモリ105と
のデータリードサイクル、及びデータライトサイクル(
以下2種類のバスサイクルをデータ参照サイクルと記す
)の起動を要求するバスリクエスト信号106とメモリ
の参照アドレスを転送する為のアドレス線107が出力
され、バス制御部103は、上記のデータ参照サイクル
起動の要求を受けて命令実行部102ヘアクツリツジ信
号108を出力する。マイクロコンピュータ100はア
ドレス情報とデータがマルチプレクスされたADババス
02に接続されており、ADババス02を通してメモリ
チップ101内のメモリ105とのデータ参照を行なう
From the instruction execution unit 102 to the bus control unit 103, a data read cycle and a data write cycle (to be described later) with the memory 105 in the memory chip 101 are carried out along with the execution of the instruction.
A bus request signal 106 requesting activation of the following two types of bus cycles (hereinafter referred to as data reference cycles) and an address line 107 for transferring a memory reference address are output, and the bus control unit 103 performs the data reference cycle described above. Upon receiving the activation request, the instruction execution unit 102 outputs a hair reset signal 108. The microcomputer 100 is connected to an AD bus 02 on which address information and data are multiplexed, and refers to data with the memory 105 in the memory chip 101 through the AD bus 02.

命令キュー104は命令の先取り処理で読み出した命令
コードを読み出した順に保持するバッファレジスタで、
命令キューがフル状態になるとキューフル信号120(
以下QFLと記す)をアクティブにする。
The instruction queue 104 is a buffer register that holds instruction codes read in the instruction prefetching process in the order in which they were read.
When the instruction queue becomes full, the queue full signal 120 (
(hereinafter referred to as QFL) is activated.

メモリチップ101は、マイクロコンピュータ100の
プログラム及び処理データを格納するメモリ105と、
ADババス02を介してメモリアドレスデータバス10
9(以下MADバスと記す)から入力されるアドレス情
報をラッチし、さらにその内容をインクリメントするア
ドレスカウンタ110と、アドレス情報を格納するだけ
のアドレスラッチ111と、バスインタフェース部11
2とを有し、これらのユニットがMADバス109で接
続している。
The memory chip 101 includes a memory 105 that stores programs and processing data of the microcomputer 100;
Memory address data bus 10 via AD bus 02
9 (hereinafter referred to as MAD bus) and further increments the contents, an address latch 111 that only stores address information, and a bus interface section 11.
2, and these units are connected by a MAD bus 109.

次にマイクロコンピュータ100及びメモリチップ10
1に入出力する制御信号について説明する。
Next, a microcomputer 100 and a memory chip 10
Control signals input and output to and from 1 will be explained.

リセット信号113は、マイクロコンピュータ100へ
入力しマイクロコンピュータ内のハードウェアの初期設
定を行なう。
The reset signal 113 is input to the microcomputer 100 to initialize the hardware within the microcomputer.

マイクロコンピュータ100がらメモリチップ101へ
は、マイクロコンピュータ100がメモリチップ101
に対しADババス02上へのデータ出力タイミングを指
定する為のRD信号114と、ADババス02上のデー
タの書込みタイミングを指定する為のWR信号115と
、MADバス109上のアドレス情報をアドレスカウン
タ110またはアドレスラッチ111のどちらにラッチ
させるか及び、メモリ105の読み出しアドレスソース
としてアドレスカウンタ110またはアドレスラッチ1
11のどちらを使用するかを指定する判別信号116(
以下ID信号と記す)と、アドレスカウンタ110また
はアドレスラッチ111のうちID信号116で指定さ
れた方に対して、MADバス109上の参照アドレス情
報のラッチタイミングを指定するタイミング信号504
(以下ALE信号と記す)と、メモリチップ101に対
し命令コード転送が許可状態で、命令の先取りが可能で
ある期間を指定する転送許可信号117(以下TEN信
号と記す)の各制御信号が出力している。
The microcomputer 100 connects the memory chip 101 to the memory chip 101.
The RD signal 114 for specifying the data output timing onto the AD bus 02, the WR signal 115 for specifying the data write timing on the AD bus 02, and the address information on the MAD bus 109 are sent to the address counter. 110 or address latch 111, and address counter 110 or address latch 1 as the read address source of the memory 105.
A determination signal 116 (
(hereinafter referred to as ID signal) and a timing signal 504 that specifies the latch timing of reference address information on the MAD bus 109 for the address counter 110 or address latch 111, whichever is specified by the ID signal 116.
(hereinafter referred to as the ALE signal) and a transfer permission signal 117 (hereinafter referred to as the TEN signal) that specifies the period during which instruction code transfer is permitted to the memory chip 101 and instructions can be preempted are output. are doing.

尚、TEN信号117は制御ゲート119で生成される
制御信号で、QFL信号120がインアクティブで(命
令キューがフル状態でなく)、かつアクノリッジ信号1
08がアクティブでない時、即ち、バス制御部103は
命令実行部102から起動要求されたバスサイクルを完
了してしまっており、かつ命令キュー104に命令コー
ド格納の余地がある場合にアクティブ状態となる。
Note that the TEN signal 117 is a control signal generated by the control gate 119 when the QFL signal 120 is inactive (the instruction queue is not full) and the acknowledge signal 1
08 is not active, that is, the bus control unit 103 has completed the bus cycle requested by the instruction execution unit 102 to start, and the instruction queue 104 has room to store an instruction code, becomes active. .

また、ID信号116はロウレベル時はアドレスラッチ
111を、ハイレベル時は、アドレスカウンタ110を
指定する。
Further, the ID signal 116 specifies the address latch 111 when it is at a low level, and specifies the address counter 110 when it is at a high level.

メモリチップ101からマイクロコンピュータ100へ
は、ADババス02上に出力した命令コードの取り込み
タイミングを指定する転送タイミング指定信号118(
以下QWR信号と記す)を出力する。更に、QWR11
8に同期してアドレスカウンタ110はその内容のイン
クリメント処理を行なう。
From the memory chip 101 to the microcomputer 100, a transfer timing designation signal 118 (
(hereinafter referred to as QWR signal) is output. Furthermore, QWR11
8, the address counter 110 increments its contents.

次に第2−1図から第2−4図を参照してマイクロコン
ピュータ100とメモリチップ101間でのデータリー
ドサイクル、データライトサイクル、分岐サイクル、連
続命令コードリードサイクルについて順に説明する。
Next, a data read cycle, a data write cycle, a branch cycle, and a continuous instruction code read cycle between the microcomputer 100 and the memory chip 101 will be explained in order with reference to FIGS. 2-1 to 2-4.

・データリードサイクル マイクロコンピュータ100のデータリードサイクルは
、第2−1図に示す通り、Bl、B2゜B3の基本ステ
ートから構成されている。
- Data read cycle The data read cycle of the microcomputer 100 is composed of basic states B1, B2° and B3, as shown in FIG. 2-1.

命令実行部102は、バスリクエスト信号106をアク
ティブにする事によりバス制御部103に対してデータ
リードサイクルの起動を要求する。
The instruction execution unit 102 requests the bus control unit 103 to start a data read cycle by activating the bus request signal 106.

同時にアドレス線107上にメモリの参照アドレスを出
力し、バス制御部103へ転送する。バス制御部103
は、上記のデータ参照サイクル起動の要求を受けて命令
実行部102ヘアクツリツジ信号108を出力すると同
時に、データリードバスサイクルを起動する。
At the same time, a memory reference address is output onto the address line 107 and transferred to the bus control unit 103. Bus control unit 103
In response to the request for activating the data reference cycle, the instruction execution unit 102 outputs the hair removal signal 108 and at the same time activates the data read bus cycle.

バス制御部103は、B1の期間ADババス02上にデ
ータの読み出しアドレスを出力すると同時に、B1の前
半の期間であるT1の期間ALE信号504をハイレベ
ルとする。同時にID信号116をロウレベルとしてア
ドレスラッチ111を選択する。アドレスラッチ111
は、ALE信号504がロウレベルとなるtlのタイミ
ングに同期してADババス02を介して入力しなMAD
バス109上のアドレス情報をラッチする。
The bus control unit 103 outputs the data read address on the AD bus 02 during the B1 period, and at the same time sets the ALE signal 504 to a high level during the T1 period, which is the first half of the B1 period. At the same time, the ID signal 116 is set to low level to select the address latch 111. address latch 111
The MAD must be input via the AD bus 02 in synchronization with the timing tl when the ALE signal 504 goes low level.
Latch address information on bus 109.

バス制御部103は、続<82がらB3の中はどまでの
T2の期間r(D信号114をアクティブのロウレベル
とする。メモリ105は、アドレスラッチ111で指定
されるアドレスロケーションからRD信号114に同期
してデータをMADバス109を介してADババス02
上に出力する。
The bus control unit 103 sets the D signal 114 to an active low level for a period r of T2 from <82 to the middle of B3. Data is synchronously transferred to the AD bus 02 via the MAD bus 109.
Output on top.

バス制御部103は、ADババス02上に読み出された
データをt2タイミングに同期して取り込み、命令実行
部102は所定データ処理を実行する。
The bus control unit 103 takes in the data read onto the AD bus 02 in synchronization with timing t2, and the instruction execution unit 102 executes predetermined data processing.

・データライトサイクル マイクロコンピュータ100のデータライトサイクルも
リードバスサイクルと同様第2−2図に示す通り、Bl
、B2.B3の基本ステートがら構成されている。
・Data write cycle As shown in FIG. 2-2, the data write cycle of the microcomputer 100 is similar to the read bus cycle.
, B2. It consists of the basic states of B3.

命令実行部102は、バスリクエスト信号1゜6をアク
ティブにする事によりバス制御部103に対してデータ
ライトサイクルの起動を要求する。
The instruction execution unit 102 requests the bus control unit 103 to start a data write cycle by activating the bus request signal 1.6.

同時にアドレス線107上にメモリ105の参照アドレ
スを出力し、バス制御部103へ転送する。
At the same time, the reference address of the memory 105 is output onto the address line 107 and transferred to the bus control unit 103.

バス制御部103は、上記のデータ参照サイクル起動の
要求を受けて命令実行部102ヘアクツリツジ信号10
8を出力すると同時に、データライトバスサイクルを起
動する。
In response to the request for starting the data reference cycle, the bus control unit 103 sends a hair reference signal 10 to the instruction execution unit 102.
At the same time as outputting 8, a data write bus cycle is activated.

バス制御部103は、B1の期間ADババス02上にデ
ータの書き込みアドレスを出力すると同時にB1の前半
の期間であるT1の期間ALE信号504をハイレベル
とする。同時にID信号116をロウレベルとしてアド
レスラッチ111を選択する。アドレスラッチ111は
、ALE信号504がロウレベルとなるtlのタイミン
グに同期してADババス02を介して入力したMADバ
ス109上のアドレス情報をラッチする。
The bus control unit 103 outputs the data write address on the AD bus 02 during the B1 period, and at the same time sets the ALE signal 504 to a high level during the T1 period, which is the first half of the B1 period. At the same time, the ID signal 116 is set to low level to select the address latch 111. The address latch 111 latches the address information on the MAD bus 109 input via the AD bus 02 in synchronization with the timing tl when the ALE signal 504 becomes low level.

バス制御部103は、続<82から83の中はどまでの
T2の期間WR倍信号15をアクティブのロウレベルと
すると同時に、B2からB3までのT3の期間ADババ
ス02上に書込みデータを出力する。メモリ105は、
アドレスラッチ111で指定されるアドレスロケーショ
ン内に、WR信号115の立ち上がりエツジであるt4
に同期してADババス02を介して入力したMADバス
109上にデータを書き込む。
The bus control unit 103 sets the WR multiplication signal 15 to an active low level for a period of T2 from 82 to 83, and at the same time outputs write data on the AD bus 02 for a period of T3 from B2 to B3. . The memory 105 is
Within the address location specified by address latch 111, t4 is the rising edge of WR signal 115.
Data is written onto the MAD bus 109 input via the AD bus 02 in synchronization with the AD bus 02.

・分岐サイクル マイクロコンピュータ100の分岐サイクルは、第2−
3図に示す通り、Bl、B2.B3の基本ステートから
構成されている。
- Branch cycle The branch cycle of the microcomputer 100 is the second -
As shown in Figure 3, Bl, B2. It consists of B3 basic states.

命令実行部102は、バスリクエスト信号106をアク
ティブにする事によりバス制御部103に対して分岐サ
イクルの起動を要求する。同時にアドレス線107上に
分岐アドレスを出力し、バス制御部103へ転送する。
The instruction execution unit 102 requests the bus control unit 103 to start a branch cycle by activating the bus request signal 106. At the same time, a branch address is output onto the address line 107 and transferred to the bus control section 103.

バス制御部103は、上記の分岐サイクル起動の要求を
受けて命令実行部102ヘアクツリツジ信号108を出
力すると同時に、分岐サイクルを起動する。
The bus control unit 103 outputs the hair loss signal 108 to the instruction execution unit 102 in response to the request for starting the branch cycle, and at the same time starts the branch cycle.

バス制御部103は、B1の期間ADババス02上に分
岐アドレスを出力すると同時にBlの前半の期間である
T1の期間ALE信号504をハイレベルとする。同時
にID信号116をハイレベルとしてアドレスカウンタ
110を選択する。
The bus control unit 103 outputs the branch address on the AD bus 02 during the B1 period, and at the same time sets the ALE signal 504 to a high level during the T1 period, which is the first half of B1. At the same time, the ID signal 116 is set to high level to select the address counter 110.

アドレスカウンタ110は、ALE信号504がロウレ
ベルとなるtlのタイミングに同期してADババス02
を介して入力したMADバス109上のアドレス情報を
ラッチする。
The address counter 110 operates the AD bus 02 in synchronization with the timing tl when the ALE signal 504 becomes low level.
The address information on the MAD bus 109 input via the MAD bus 109 is latched.

バス制御部103は、続<82からB3の中はどまでの
T2の期間RD倍信号14をアクティブのロウレベルと
する。メモリ105は、アドレスカウンタ110で指定
されるアドレスロケーションからRD信号114に同期
して命令コードをMADバス109を介してADババス
02上に出力する。命令キュー104は、ADババス0
2上に読み出された命令コードを、QWR信号118の
立ち上がりエツジであるt3タイミングに同期して取り
込み格納する。メモリ105はアドレスカウンタ110
の内容をインクリメントし、次の読み出しアドレスを保
持する。
The bus control unit 103 sets the RD multiplied signal 14 to an active low level for a period of T2 from <82 to the middle of B3. The memory 105 outputs the instruction code from the address location specified by the address counter 110 onto the AD bus 02 via the MAD bus 109 in synchronization with the RD signal 114. The instruction queue 104 is AD Babus 0.
The instruction code read on the QWR signal 118 is fetched and stored in synchronization with the rising edge of the QWR signal 118, ie, the timing t3. Memory 105 is an address counter 110
Increments the contents of and holds the next read address.

・連続命令コードリードサイクル マイクロコンピュータ100の連続命令コードリードサ
イクルは、第2−4図に示す通り、B1ステートと複数
のB3ステートから構成されている。
- Continuous instruction code read cycle The continuous instruction code read cycle of the microcomputer 100 consists of a B1 state and a plurality of B3 states, as shown in FIG. 2-4.

命令実行部102からデータ参照要求が発生せずかつ命
令キュー104がフル状態でない場合は、バス制御部1
03は命令コードリードサイクルを起動する。
If no data reference request is generated from the instruction execution unit 102 and the instruction queue 104 is not in a full state, the bus control unit 1
03 starts an instruction code read cycle.

バス制御部103は、B1の最初からID信号116を
ハイレベルとしてアドレスカウンタ110を選択すると
同時に、続<83の中間のタイミングであるt4からT
3の期間TEN信号117をアクティブに保ち、メモリ
チップ101に対し連続命令コードリードを要求する。
The bus control unit 103 selects the address counter 110 by setting the ID signal 116 to a high level from the beginning of B1, and at the same time, from t4, which is the intermediate timing of <83, to T
The TEN signal 117 is kept active for a period of 3 to request the memory chip 101 to read continuous instruction codes.

バス制御部103は続<83の中間のタイミングである
t4からTEN信号117がアクティブレベルを保つT
4の期間RD倍信号14をインアクティブのハイレベル
に保つ。
The bus control unit 103 maintains the active level of the TEN signal 117 from t4, which is the intermediate timing of <83.
The RD double signal 14 is kept inactive at a high level for a period of 4.

メモリ105は、アドレスカウンタ110で指定される
アドレスロケーションからTEN信号117に同期して
命令コードをMADバス109を介してADババス02
上に出力し、メモリチップ101はQWR信号118を
パルス状の信号としてアクティブにする。
The memory 105 transfers the instruction code from the address location specified by the address counter 110 to the AD bus 02 via the MAD bus 109 in synchronization with the TEN signal 117.
The memory chip 101 activates the QWR signal 118 as a pulse-like signal.

アドレスカウンタ110は、QWR信号118の立ち上
がりエツジであるtlo、tll、tl2・・・に同期
してその内容をインクリメントし、メモリ105に対す
る読み出しアドレスを順次更新していくと共に、マイク
ロコンピュータはQWR信号118の立ち上がりエツジ
であるtio、tll、tl2・・・に同期してADバ
バス02上に読み出された命令コードを命令キュー10
4へ順に格納していく。
The address counter 110 increments its contents in synchronization with the rising edges of the QWR signal 118, tlo, tll, tl2, . . . , and sequentially updates the read address for the memory 105. The instruction code read out onto the AD bus 02 in synchronization with the rising edge of tio, tll, tl2, etc. is sent to the instruction queue 10.
4 in order.

次に、マイクロコンピュータシステムの構成は第1の実
施例と同様とし、第1の実施例に比較して、さらにメモ
リの高速読み出し動作を可能にする為にメモリ105に
出力ラッチを設定し、アドレスカウンタ110のインク
リメント動作とメモリ105からの読み出し動作をパイ
プライン方式にした第2の実施例を示す。
Next, the configuration of the microcomputer system is the same as that of the first embodiment, and compared to the first embodiment, an output latch is set in the memory 105 to enable faster memory read operation, and the address A second embodiment is shown in which the increment operation of the counter 110 and the read operation from the memory 105 are performed in a pipeline manner.

第3図に第2の実施例に於けるメモリチップのブロック
図を示す、メモリチップ301のメモリ105とアドレ
スカウンタ110とアドレスラッチ111とバスインタ
フェース部112は、第1の実施例と同様の為、詳細な
説明は省略する。
FIG. 3 shows a block diagram of the memory chip in the second embodiment. The memory 105, address counter 110, address latch 111, and bus interface section 112 of the memory chip 301 are the same as in the first embodiment. , detailed explanation will be omitted.

以上のハードウェアに加えてアドレスカウンタ110に
よって指示されるメモリロケーションからの出力データ
を一時的に保持する出力ラッチ321を新たに設け、M
ADバス109で相互に接続している。
In addition to the above hardware, an output latch 321 is newly provided to temporarily hold output data from the memory location indicated by the address counter 110.
They are interconnected through an AD bus 109.

また、データリードサイクル、データライトサイクルの
動作タイミングは第1の実施例と同様の為、詳細な説明
は省略する。
Furthermore, since the operation timings of the data read cycle and data write cycle are the same as in the first embodiment, detailed explanations will be omitted.

・分岐サイクル マイクロコンピュータ100の分岐サイクルは、第1の
実施例と同様で、第4−1図に示す通り、Bl、B2.
B3の基本ステートから構成されている。
- Branch cycle The branch cycle of the microcomputer 100 is the same as that in the first embodiment, and as shown in FIG. 4-1, B1, B2 .
It consists of B3 basic states.

第2の実施例では、メモリ105からの命令コードの読
み出し処理とアドレスカウンタ110のインクリメント
処理をパイプライン式に制御している。
In the second embodiment, the process of reading instruction codes from the memory 105 and the process of incrementing the address counter 110 are controlled in a pipeline manner.

命令実行部102は、バスリクエスト信号1゜6をアク
ティブにする事によりバス制御部103に対して分岐サ
イクルの起動を要求する。同時にアドレス線107上に
分岐アドレスを出力し、バス制御部103へ転送する。
The instruction execution unit 102 requests the bus control unit 103 to start a branch cycle by activating the bus request signal 1.6. At the same time, a branch address is output onto the address line 107 and transferred to the bus control section 103.

バス制御部103は、上記の分岐サイクル起動の要求を
受けて命令実行部102ヘアクツリツジ信号108を出
力すると同時に、分岐サイクルを起動する。
The bus control unit 103 outputs the hair loss signal 108 to the instruction execution unit 102 in response to the request for starting the branch cycle, and at the same time starts the branch cycle.

バス制御部103は、B1の期間ADババス02上に分
岐アドレスを出力すると同時にB1の前半の期間である
T1の期間ALE信号504をハイレベルとする。同時
にID信号116をハイレベルとしてアドレスカウンタ
110を選択する。
The bus control unit 103 outputs the branch address on the AD bus 02 during the B1 period, and at the same time sets the ALE signal 504 to high level during the T1 period, which is the first half of B1. At the same time, the ID signal 116 is set to high level to select the address counter 110.

アドレスカウンタ110は、ALE信号504がロウレ
ベルとなるtlのタイミングに同期してADババス04
を介して入力したMADバス109上の分岐アドレス情
報をラッチする。
The address counter 110 operates the AD bus 04 in synchronization with the timing tl when the ALE signal 504 becomes low level.
The branch address information on the MAD bus 109 input via the MAD bus 109 is latched.

メモリチップ301はRD信号114の立ち下がりエツ
ジのt20に同期してアドレスカウンタ110で指定さ
れるメモリ105の内容を出力ラッチ321に保持する
と同時に、同t20に同期してアドレスカウンタ110
をインクリメントし、次の命令コードの読み出しアドレ
スを生成する。
The memory chip 301 holds the contents of the memory 105 specified by the address counter 110 in the output latch 321 in synchronization with t20 of the falling edge of the RD signal 114, and at the same time holds the contents of the memory 105 specified by the address counter 110 in synchronization with the falling edge of the RD signal 114 at t20.
is incremented to generate the read address for the next instruction code.

バス制御部103は、続<82から83の中はどまでの
T2の期間RD信号114をアクティブのロウレベルと
する。メモリチップ301は、出力ラッチ321の内容
をRD信号114に同期してMADバス109を介して
ADババス02上に出力する。
The bus control unit 103 sets the RD signal 114 to an active low level for a period of T2 from 82 to 83. The memory chip 301 outputs the contents of the output latch 321 onto the AD bus 02 via the MAD bus 109 in synchronization with the RD signal 114.

命令キュー104は、ADババス02上に読み出された
命令コードをt3タイミングに同期して取り込み格納す
る。
The instruction queue 104 takes in and stores the instruction code read out onto the AD bus 02 in synchronization with timing t3.

メモリチップ101はQWR信号118の立ち上がりエ
ツジの七3に同期してアドレスカウンタ110で指定さ
れるメモリの内容を再び出力ラッチ321に保持すると
同時に、同t3に同期してアドレスカウンタ110をイ
ンクリメントし次の命令コードの読み出しアドレスを生
成し、次の命令コードの読み出しの準備をしておく。
The memory chip 101 holds the memory contents specified by the address counter 110 in the output latch 321 again in synchronization with the rising edge 73 of the QWR signal 118, and at the same time increments the address counter 110 in synchronization with the same time t3. A read address for the instruction code is generated and preparations are made for reading the next instruction code.

・連続命令コードリードサイクル マイクロコンピュータ100の連続命令コードリードサ
イクルも第1の実施例と同様で、第4−2図に示す通り
、B1ステートと複数のB3ステートから構成されてい
る。
- Continuous instruction code read cycle The continuous instruction code read cycle of the microcomputer 100 is also similar to the first embodiment, and consists of a B1 state and a plurality of B3 states, as shown in FIG. 4-2.

第2の実施例に於ける連続命令コードリードサイクルも
分岐サイクルと同様、メモリ105からの命令コードの
読み出し処理とアドレスカウンタ110のインクリメン
ト処理をパイプライン式に制御している。
Similarly to the branch cycle, in the continuous instruction code read cycle in the second embodiment, the instruction code read process from the memory 105 and the increment process of the address counter 110 are controlled in a pipeline manner.

バスインタフェース部112は、出力ラッチ321から
命令コードをMADバス109を介してADババス02
上に出力する。更にメモリチップ101はQWR信号1
18をアクティブにする事により、マイクロコンピュー
タはQWR信号118の立ち上がりエツジであるtlO
,tll、t12・・・に同期してADババス02上に
読み出された命令コードを命令キュー104に格納する
。同時にメモリチップは、同tlo、tll、t12・
・・に同期して出力ラッチ321内に次に読み出す命令
コードを予め読み出しておくと同時に、アドレスカウン
タ110の内容を更新する。
The bus interface unit 112 transfers the instruction code from the output latch 321 to the AD bus 02 via the MAD bus 109.
Output on top. Furthermore, the memory chip 101 receives the QWR signal 1.
18, the microcomputer detects the rising edge of the QWR signal 118, tlO
, tll, t12, . . . , the instruction code read out onto the AD bus 02 is stored in the instruction queue 104. At the same time, the memory chips are tlo, tll, t12,
The instruction code to be read next is read out in advance into the output latch 321 in synchronization with . . . and at the same time, the contents of the address counter 110 are updated.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明はメモリ側にアドレスカウンタを持たせる事によ
り、参照アドレスの次のアドレスの先読みを可能にして
いる。さらに、マイクロコンピュータに対してメモリ側
から命令キューへの書込み信号を供給する事により、マ
イクロコンピュータ自体の命令処理とメモリからの命令
コードリードが全く非同期にしかも高速に実現する事が
できる。
The present invention makes it possible to read in advance the address next to the reference address by providing an address counter on the memory side. Furthermore, by supplying a write signal to the instruction queue from the memory side to the microcomputer, the instruction processing of the microcomputer itself and the instruction code read from the memory can be realized completely asynchronously and at high speed.

以上説明した様に、本発明はアクセス時間の短い非常に
高速のメモリを有する非常に高速なマイクロコンピュー
タシステムを提供する事が可能であり実用効果は非常に
高い。
As explained above, the present invention can provide a very high-speed microcomputer system having a very high-speed memory with short access time, and has very high practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例のマイクロコンピュータ
システムの構成図、第2図は第1の実施例に於けるマイ
クロコンピュータシステムに於けるバスサイクルを示す
タイミングチャート、第3図は本発明の第2の実施例の
マイクロコンピュータシステムの構成図、第4図は第2
の実施例に於けるマイクロコンピュータシステムのバス
サイクルを示すタイミングチャート、第5図は従来のマ
イクロコンピュータシステムの構成図、第6図は従来の
マイクロコンピュータシステムに於けるバスサイクルを
示すタイミングチャートである。 100.500・・・マイクロコンピュータ、101.
301・・・メモリチップ、102,503・・・命令
実行部、103・・・バス制御部、104・・・命令キ
ュー、105,501・・・メモリ、106・・・バス
リクエスト信号、107・・・アドレス線、108・・
・アクノジッジ信号、109・・・MADバス、110
・・・アドレスカウンタ、111,505・・・アドレ
スラッチ、112・・・バスインタフェース部、113
・・・リセット信号、114,506・・・RD信号、
115・・・WR信号、116・・・ID信号、117
・・・TEN信号、118・・・QWR信号、119・
・・制御ゲート、120・・・QFL信号、321・・
・出力ラッチ、502・・・ADババス504・・・A
LE信号。
FIG. 1 is a configuration diagram of a microcomputer system according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart showing a bus cycle in the microcomputer system according to the first embodiment, and FIG. 3 is a diagram of the present invention. A configuration diagram of a microcomputer system according to a second embodiment of the invention, FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional microcomputer system, and FIG. 6 is a timing chart showing bus cycles in a conventional microcomputer system. . 100.500...Microcomputer, 101.
301...Memory chip, 102,503...Instruction execution unit, 103...Bus control unit, 104...Instruction queue, 105,501...Memory, 106...Bus request signal, 107... ...address line, 108...
・Acknowledge signal, 109...MAD bus, 110
... Address counter, 111, 505 ... Address latch, 112 ... Bus interface section, 113
...Reset signal, 114,506...RD signal,
115...WR signal, 116...ID signal, 117
...TEN signal, 118...QWR signal, 119.
...Control gate, 120...QFL signal, 321...
・Output latch, 502...AD bus 504...A
LE signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 命令コードを含む各種処理データを記憶する記憶手段と
命令実行によりデータ処理を行なうデータ処理手段とを
有するマイクロコンピュータシステムに於いて、 前記データ処理手段は、命令コードを格納するバッファ
レジスタを有し、 前記記憶手段は、命令コードの転送を制御する制御手段
と、前記記憶手段の記憶内容を指示する指示情報を格納
する指示手段を有し、 前記制御手段は、前記記憶手段と前記データ処理手段と
のデータ転送に於ける読み出し先を指示する指示情報の
送出に続いて、指定された前記記憶手段との1回のデー
タ転送を行なう第1の転送手段と、前記バッファレジス
タ及び前記指示手段に対し制御信号を出力し、前記バッ
ファレジスタへの命令コードの書込みタイミングを指定
すると同時に前記指示手段を次に読み出すアドレスに更
新させ、指示情報を送出する事なしに前記記憶手段と前
記データ処理手段間で連続的に命令コードの転送を行な
う第2の転送手段を有する事を特徴とするマイクロコン
ピュータシステム。
[Scope of Claims] In a microcomputer system having storage means for storing various processing data including instruction codes, and data processing means for performing data processing by executing instructions, the data processing means stores instruction codes. the storage means has a buffer register; the storage means has a control means for controlling transfer of instruction codes; and an instruction means for storing instruction information for instructing the storage contents of the storage means; the control means has a control means for controlling the transfer of instruction codes; and a first transfer means for performing one data transfer with the specified storage means, following the sending of instruction information instructing a read destination in data transfer between the data processing means and the data processing means; and outputs a control signal to the instruction means to designate the writing timing of the instruction code to the buffer register and at the same time updates the instruction means to the address to be read next, so that the instruction information can be read from the storage means without sending out instruction information. A microcomputer system comprising a second transfer means for continuously transferring instruction codes between the data processing means.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55160382A (en) * 1979-05-31 1980-12-13 Toshiba Corp Memory unit
JPS6356732A (en) * 1986-08-27 1988-03-11 Nec Corp Microcomputer system

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