JPH025115A - レジスタの初期設定方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レジスタ初期化技術さらには半導体装置内の
レジスタの初期値設定方式に適用して特に有効な技術に
関し、例えばシングルチップマイクロコンピュータにお
ける電源投入時の内部レジスタの初期設定に利用して有
効な技術に関する。

［従来の技術］ シングルチップマイクロコンピュータ（以下、シングル
チップマイコンと称する）は、内部に多数のレジスタを
有しており、これらのレジスタの中にはシステムの立上
り時にある所定の値が入っていないと、システムが正し
く稼働しないおそれのあるものがある。そこで、電源投
入時に上記のようなレジスタ群に対して初期値を設定す
ることが行なわれるが、従来のシステムにおけるレジス
タの初期設定はユーザプログラムによってＲＯＭ内の初
期値をレジスタに一つずつ書き込む方式を採っていた（
例えば、［株］日立製作所　昭和５８年９月発行、「日
立マイクロコンピュータデータブック　８ビツト　シン
グルチップマイコン」参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、近年のシングルチップマイコンの高機能化に
伴い、内部レジスタの数が増加し、初期設定項目が多く
なる傾向にある。そのため、ユーザの負担が増大すると
ともに、電源投入からシステムが完全に立ち上がるまで
の時間が長くなり、ユーザの待ち時間が長くなってしま
う。さらに、入力または出力をレジスタにより指定可能
な双方向性のボートにあっては、システムの立上り時に
しばらくの間、外部からの入力が受は付けられなかった
り、入力と出力が競合したりして、システムが好ましく
ない動作状態に陥るおそれがあった。

本発明の目的は、マイクロコンピュータシステムにおい
て、ユーザプログラムの負担を軽減し、かつレジスタの
初期設定に要する時間を短縮し、もってユーザの待ち時
間を減らすとともに、入出力ポートをパワーオンリセッ
ト時から直ちに用途に対応した機能に割り付けて、シス
テムの好ましくない動作状態を回避できるようにするこ
とにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［課題を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、シングルチップマイコンの内ｍＲＯＭ内に各
レジスタの初期設定値を記憶する領域を設け、リセット
解除または専用命令の実行によってマイクロプログラム
の初期化ルーチンを起動して、上記ＲＯＭ内の初期値を
順次対応するレジスタへ転送させるようにする。

あるいは、シングルチップマイコンの外側に転送制御回
路を設けるか、シングルチップマイコンに内蔵されたＤ
ＭＡコントローラを使用して、ＣＰＵが起動される前に
初期設定用フラグ等のセットによってそれらの転送制御
回路に起動をかけて、ＲＯＭ内の初期値を順次対応する
レジスタへ転送させるようにする。

さらに、初期設定を必要とするレジスタの近傍に初期値
を格納する不揮発性メモリを設け、シングルチップマイ
コンのリセット期間中にそのメモノ内の初期値を対応す
るレジスタにロードさせるようにする。

［作用］ 上記手段によれば、ユーザが初期値設定用のプログラム
を作らなくても、システムによって自動的に初期値がレ
ジスタに設定されるため、マイクロコンピュータシステ
ムにおいて、ユーザプログラムの負担を軽減し、かつレ
ジスタの初期設定に要する時間を短縮し、もってユーザ
の待ち時間を減らすとともに、入出力ボートをパワーオ
ンリセット時から直ちに用途に対応した機能に割り付け
て、システムの好ましくない動作状態を回避するという
上記目的を達成できる。

［実施例］ 第４図は、本発明が適用されるシングルチップマイコン
の構成の一例を示すもので、同図に示されている各回路
部分は、単結晶シリコンのような一個の半導体基板上に
形成される。

この実施例のシングルチップマイコンは、特に制限され
ないが、プログラムに従って内部の実行ユニット等を制
御するマイクロプロセッサ（以下ＣＰＵと称する）１と
、このＣＰＵＩの動作プログラム等が格納されたＲＯＭ
２、主にＣＰＵＩの作業領域を提供するＲＡＭ　（ラン
ダム・アクセス・メモリ）３、外部デバイスとの間のシ
リアル通信を行なうシリアル・コミュニケーション・イ
ンタフェース回路４、タイマ回路５および４つの入出カ
ポ−トロミル６ｄ等から構成され、これらの回路は内部
アドレスバス７ａおよび内部データバス７ｂを介して互
いに接続されている。

上記ＣＰＵＩは、特に制限されないが、次に読み出す命
令やデータのアドレスを保持するプログラムカウンタ、
プログラムの命令が１須番にフェッチされる命令レジス
タ、マイクロプログラムが格納されたマイクロＲＯＭも
しくはランダム・ロジック回路からなり命令レジスタに
フェッチされた命令に応じた制御信号を形成する制御部
と、アキュームレータ等の各種レジスタやＡＬＵ　（演
算論理ユニット）等からなる実行ユニットとによって構
成されている。

」二足入出カポ−トロ８〜６ｄのうち、ボー１−６ｄに
はアドレスバス７ａとデータバス７ｂが接続され、ボー
ト６ｃにはマルチプレクサ８を介してアドレスバス７ａ
とデータバス７ｂが接続可能にされている。また、適当
な外部端子を所定の状態に設定することにより、マイコ
ンのリセット後の動作モードを決定するモード切換口＄
９が設けられており、このモード切換回路９によって、
上記入出カポ−トロｄは、データ入出力機能もしくはア
ドレス出力機能として働き、また、ボー１−６０はデー
タ入出力機能もしくはデータバスとアドレスバスをマル
チプレックスする機能として働くようにされる。

これによって、この実施例のシングルチップマイコンは
、アドレス空間が拡張可能にされている。

上記ＲＯＭ　２は、例えば４ｋＸ８ピッ１−のような記
憶容量をもつ再書込み可能なＥ　Ｐ　ＲＯＭで構成する
ことができる。

この実施例では、上記内蔵ＲＯＭ２のアドレス空間（Ａ
＝Ａ＋ｎ）内に、第１図に示すごとく。

内部レジスタＲＥＧ１〜ＲＥＧｎの初期設定値を格納す
る領域（テーブル）２１が設けられている。

そして、この領域２１内の初期設定値を対応するー内部
レジスタに転送するための専用命令１ＮＴＡ、Ｂとそれ
を実行するマイクロプログラムが用意されている。

なお、専用命令１ＮＴＡ、Ｂで使用されている符号Ａは
ＲＯＭ内の初期設定値の入っている位置を示すアドレス
、符号Ｂはその初期設定値の転送先となるレジスタのア
ドレスをそれぞれ示す。

第２図に、上記専用命令を実行するマイクロフローチャ
ートの一例が示されている。

専用命令１ＮＴＡ、Ｂが命令レジスタに取り込まれると
、第３図に示すリセットルーチンが起動され、先ず変数
ｋを用意してに＝ｏとしてから。

ＲＯＭ内のアドレスＡで示される位置からデータ（初期
設定値）を読み出して、それをアドレスＢで指示される
レジスタに入れる（ステップＳ１゜Ｓ２）。次に、アド
レスＡとアドレスＢにそれぞれ１を加えたものを新たな
アドレスとする（ステップＳ３）。それから、ステップ
Ｓ１で用意した変数ｋに１を加えてそれを元の変数にと
置き換えた後（ステップ３４）、ｋ＝ｎ（ｎはレジスタ
の数）か否か判定する（ステップＳ５）。ここで、ｋｆ
、ｎならばステップＳ２へ戻ってに＝ｎとなるまで上記
ステップ８２〜Ｓ５を繰り返し実行して、ｋ＝ｎとなっ
た時点で命令１ＮＴＡ、Ｂを終了する。

この実施例によれば、ユーザがプログラムの先頭に命令
ｉＮＴ　　Ａ、Ｂを入れておけばマイクロプログラムに
より自動的に内部レジスタの初期設定を行なうことがで
きる。そのため、ユーザプログラムの負担が軽減される
とともに、ユーザプログラムを格納するＲＯＭの容量も
少なくなる。また、マイクロプログラムで初期設定を行
なっているので、ユーザプログラムで一つずつ行なう場
合に比べて初期設定に要する時間が短縮される。

なお、上記実施例では専用命令を用意してマイクロプロ
グラムの初期化ルーチンを実行し、レジスタの初期設定
を行なっているが、専用命令を用意する代わりに、リセ
ット解除後にベクタ方式で、第３図の初期化ルーチンを
起動させてレジスタの初期設定を行なうようにしてもよ
い。

また、マイクロプログラムの初期化ルーチンによって初
期設定を行なう代わりに、ＣＰＵの外部にデータ転送制
御回路を接続して、このデータ転送制御回路を作動させ
て、ＲＯＭＺ内の初期設定値を対応するレジスタに順次
転送させるようにしてもよい。この場合、シングルチッ
プマイコン内に初期設定フラグを設け、このフラグをリ
セット信号でセットすると、データ転送制御回路が起動
されるようにすればよい。

さらに、シングルチップマイコンがＤＭＡコントローラ
を内蔵する場合には、ＣＰＵの動作を停止させておいて
、ＤＭＡコントローラでＲＯＭ２内の初期設定値を対応
するレジスタに順次転送させるようにしてもよい。

第３図には本発明のさらに他の実施例を示す。

この実施例は、初期設定すべきレジスタの近傍に設定初
期値の入る不揮発性のメモリを設け、リセット信号Ｒで
その初期値をレジスタにロードするようにしたものであ
る。

同図には、−例として入出力ポート内のデータレジスタ
ＤＲと対応するポートの入出力の方向を示すデータディ
レクションレジスタＤＤＲに適用した場合が示されてい
る。

データレジスタＤＲおよびデータディレクションレジス
タＤＤＲは、内部データバス７ｂに接続されており、デ
ータバス７ｂを介して任意の値をセットすることができ
る。これとともに、各レジスタの近傍には、初期設定値
の入った不揮発性のメモリＭＥＭＩ、ＭＥＭ２が設けら
れメモリＭＥＭｌ、ＭＥＭＺ内の値は、例えばリセット
信号Ｒによって対応するレジスタＤＲ，ＤＤＲにそれぞ
れロード可能にされている。

メモリＭＥＭＩ、ＭＥＭ２の容量はレジスタＤＲやＤＤ
Ｒのビット数に対応され、例えば１バイトのような大き
さにされる。

従って、リセット解除と同時に、双方向性ポートの入出
力の方向を指定し、また出力ピンでは初期状態で出力さ
れるべきデータを設定してやることができる。これによ
って、シングルチップマイコンのリセット時に入力と出
力が競合してシステムが好ましくない動作状態に陥るの
を回避することができる。

以上説明したように上記実施例は、シングルチップマイ
コンの内７１１ｉＲＯＭ内に各レジスタの初期設定値を
記憶する領域を設け、リセット解除または専用命令の実
行によってマイクロプログラムの初期化ルーチンを起動
して、上記ＲＯＭ内の初期値を順次対応するレジスタへ
転送させるようにしたので、ユーザが初期値設定用のプ
ログラムを作らなくても、システムによって自動的に初
期値がレジスタに設定されるため、ユーザプログラムの
負担が軽減され、かつレジスタの初期設定に要する時間
が短縮され、これによってユーザの待ち時間が減少され
るとともに、入出力ポートをパワーオンリセット時から
直ちに用途に対応した機能に割り付けて、システムの好
ましくない動作状態を回避することができる。

また、ＣＰＵの外側に転送制御回路を設けるか、シング
ルチップマイコンに内蔵されたＤＭＡコントローラを使
用して、ＣＰＵが起動される前に初期設定用フラグ等の
セットによってそれらの転送制御回路に起動をかけて、
ＲＯＭ内の初期値を順次対応するレジスタへ転送させる
ようにしたので、ユーザが初期値設定用のプログラムを
作らなくても、システムによって自動的に初期値がレジ
スタに設定されるため、ユーザプログラムの負担が軽減
され、かつレジスタの初期設定に要する時間が短縮され
、これによってユーザの待ち時間が減少されるとともに
、入出力ポートをパワーオンリセット時から直ちに用途
に対応した機能に割り付けて、システムの好ましくない
動作状態を回避することができる。

さらに、初期設定を必要とするレジスタの近傍に初期値
を格納する不揮発性メモリを設け、シングルチップマイ
コンのリセット期間中にそのメモリ内の初期値を対応す
るレジスタにロードさせるようにしたので、ユーザが初
期値設定用のプログラムを作らなくても、システムによ
って自動的に初期値がレジスタに設定されるため、ユー
ザプログラムの負担が軽減され、かつレジスタの初期設
定に要する時間が短縮され、これによってユーザの待ち
時間が減少されるとともに、入出力ポートをパワーオン
リセット時から直ちに用途に対応した機能に割り付けて
、システムの好ましくない動作状態を回避することがで
きる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は」二足実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。上記実施例ではマイク
ロプログラム制御方式のシングルチップマイコンに適用
した場合について説明したが、ハードワイヤード方式の
制御部を有するシングルチップマイコンであってもよい
。

また、初期設定用フラグはステータスレジスタ等の空き
ビットを利用するようにしてもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるシングルチップマイ
コンに適用したものについて説明したがこの発明はそれ
に限定されるものでなく多数のレジスタを内蔵す、るプ
ロセッサ一般に利用することができる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

すなわち、シングルチップマイコンにおいて。

ユーザプログラムの負担を軽減し、かつレジスタの初期
設定に要する時間を短縮し、もってユーザの待ち時間を
減らすとともに、入出力ボートをパワーオンリセット時
から直ちに用途に対応した機能に割り付けて、システム
の好ましくない動作状態を回避することができるように
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシングルチップマイコ
ンの内ＭＲＯＭのメモリマツプ、第２図は初期化のため
の専用命令を実行するマイクロプログラムの一例を示す
マイクロフローチャート、 第３図は本発明の他の実施例を入出力ボートに適用した
場合を示すシステム構成図、 第４図は本発明に適用されるシングルチップマイコンの
一構成例を示すブロック図である。 １・・・・ＣＰＵ　（マイクロプロセッサ）、２・・・
・ＲＯＭ、３・・・・ＲＡＭ、４・・・・シリアルコミ
ュニケーション・インタフェース回路、７ａ・・・・ア
ドレスバス、７ｂ・・・・データバス、ＤＲ・・・・デ
ータレジスタ、ＤＤＲ・・・・データディレクション・
レジスタ、ＭＥＭＩ、ＭＥＭ２・・・・不揮発性メモリ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レジスタと読出し専用メモリを内蔵した半導体装置
   において、内蔵メモリ内に各レジスタの初期設定値を記
   憶する領域を設け、リセット解除または専用命令の実行
   によって初期化制御シーケンスを起動して、上記メモリ
   内の初期値を順次対応するレジスタへ転送させるように
   したことを特徴とするレジスタの初期設定方式。 ２、レジスタと読出し専用メモリを内蔵した半導体装置
   において、半導体装置の内部または外部にデータ転送制
   御手段を設けるとともに、半導体装置内に初期設定用フ
   ラグを設け、リセット信号により上記フラグをセットさ
   せ、このフラグのセットによって上記データ転送制御手
   段を作動させて、上記内蔵メモリ内の初期値を対応する
   レジスタに転送させるようにしたことを特徴とするレジ
   スタの初期設定方式。 ３、レジスタと読出し専用メモリを内蔵した半導体装置
   において、初期設定を必要とするレジスタの近傍に初期
   値を格納する不揮発性メモリを設け、シングルチップマ
   イコンのリセット期間中にそのメモリ内の初期値を対応
   するレジスタにロードさせるようにしたことを特徴とす
   るレジスタ初期設定方式。