JPH03208153A - Cpuバス制御器 - Google Patents
Cpuバス制御器Info
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- JPH03208153A JPH03208153A JP2275147A JP27514790A JPH03208153A JP H03208153 A JPH03208153 A JP H03208153A JP 2275147 A JP2275147 A JP 2275147A JP 27514790 A JP27514790 A JP 27514790A JP H03208153 A JPH03208153 A JP H03208153A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
るデータ幅を備えたマイクロプロセッサ間の機能的リン
クと、テータバス上の異なる寸法テータ幅を備えた装置
にアクセス可能なデータバスを供給するための状態マシ
ン技法を組み込んだバス制御器に関する。
タといった、マイクロプロセッサ制御のフンビュータに
おいては、コンピュータでは、マイクロプロセッサとコ
ンピュータシステムを構成する他の装置との間の一組の
電子的接続が必要となる。これらの通信リンクは、総称
的に、入出力システム、すなわちI/Oバスと呼ばれて
いる。完全なI/Oバスにはいくつかの構成部材、すな
わち、データバス、すなわちデータ流れ用の回線;アド
レスバス、すなわちデータが転送されるメモリアドレス
を特定する一組の回線;及びバス上の各種装置に制御信
号及び電力を供給するための各種支援回線を含んでいる
。バス制御器は全ての■/○バス周期を起動し制御する
。制御器は、I/Oバス、アドレス及びデータバノファ
、CPU,直接メモリアドレス(DMA)装置その他の
メモリ制御器に対するインタフェースを制御する。
ャの一部として統合され機能化されていた。マイクロプ
ロセッサ技注が進歩するにつれて、バス制御器技法は別
のものとなり、特徴的になってきた。同様に、各種マイ
クロフロセッサと共に使用される周辺機器の数が増加す
るにつれて、統合型マイクロプロセッサバス制御器アー
キテクチャ用の周辺機器は、別のマイクロプロセッサの
バス制御器と一緒には一般的に使用できないことが明ら
かになってきた。
チャにより柔軟なシステム設計が可能になると共に、多
くの異なるマイクロプロセッサの中で多くの周辺機器の
インタフェースが可能になる。現在の技術水準では、マ
イクロプロセッサはメモリ管理ユニット、CRT制御器
、フロッピーディスク制御器、ハードディスク制御器、
演算コーププロセッサ(arithmetic cov
e processors)などとのインタフェースが
期待されている。さらに、次世代の32バイトマイクロ
プロセッサは、特殊に設計されたバス制御器を必要とせ
ずに、既に存在する周辺装置とのインタフェースが可能
でなければならない。
器のアーキテクチャが分離しているとはいえ、特定の種
類又は範囲のマイクロプロセッサ及び周辺機器とのイン
タフェースを意図したバス制御器は、依然として特定の
システム構成に限定されており、さらに次世代のマイク
ロプロセッサに関しては設計の柔軟性をも制限している
。例えば、IBM社から製造販売されている、rPc
XTJ及びrPC ATJとして知られている公知
のパーソナルコンビ一一タを考えてみればよい。
内蔵のコンピュータシステムは、マイクロプロセッサの
I/Oビンをバソファ的に若干拡張したものを備えてい
る。マイクロプロセッサの速度、データ幅、アーキテク
チャ、■/0プロトコルは急速に進歩しているが、シス
テム水準のI/Oバス構成は、5乃至10年の間、基本
的にはその構造及びタイミングを変化させていない。例
えば、8ビノトの8088マイクロプロセッサの動作性
能を考えた場合に、オリジナルのIBM PC機では
、わずか8ビットのデータを一度に転送できるに過ぎな
いI/Oバスを使用している。より進歩したPCADで
は、オリジナルのPCのI/Oバスの機能面における簡
便性を受け継ぐ一方、IBMはI/Oバスに8つのデー
タ回線を付加して、16ビットデータの転送を可能にし
ている。さらに、最近では、選りすぐれた動作性能を有
するより洗練されたI/Oバスが開発されている。
るように開発されたIBMの「マイクロチャネルJ
I/Oバスなどがある。IBMの基本的なマイクロチャ
ネル設計は、8ビ・ソトのデータ転送を支援すると共に
、16ピット及び32ビットの動作を可能にするための
ビンを設けている。この新型のマイクロチャネル型I/
Oバスの最も大きなメリットは、「多重主アーキテクチ
−1− (muHiple master archi
tecture)にあり、これにより拡張ホード上のマ
イクロプロセッサで、コンピュータのシステム資源に十
分にアクセス可能になる。
性を確保するために、一又は二以上のマイクロプロセッ
サに自動的に適合して、異なる語又はデータ幅を有する
ことが可能であり、マイクロプロセッサにより相互に及
びマイクロプロセッサとは異なるデータ幅寸法を有する
バス上の他の装置、すなわち「従属装置」にアクセス可
能な、バス制御器が必要となってきている。従って、本
発明の課題は、上記のようなバス制御器を提供すること
にある。
ス制御器は、マイクロプロセッサと主I/Oデータバス
の間の機能的制御リンクを得るための状態マシンI/O
バス制御器を備えている。バス制御器により、I/Oバ
スから及びI/Oバスへのデータ流れを制御するために
必要な信号が供給される。さらに、バス制御器は、8、
16又は32ビット幅のアダプタ内のプラグとマイクロ
プロセッサとの間の通信を進めるために必要な制御スト
ローブを発生する。
スは本来同期式であり、r/○バスのインタフェースは
非同期式とすることも可能である。マイクロプロセッサ
はl6又は32ビ,1・又はそれ以上のデータ幅を備え
ることが可能であり、I/Oバス上の装置は8、l6又
は32ビノトのデータ幅を備えることかできる。マイク
ロプロセッサとアクセスされるバス装置のテータ幅の寸
法の閂のいかなる相違も、バス制御器状態マンンにより
自動的に調整される。バス制御器内の状態マンンを用い
ることで、各種信号の機能及びタイミングをホ速にかつ
容易に変更することが可能であり、I/O状態又は特定
のマイクロプロセッサのアクセス要求に応答したバス周
期の機能性及びタイミングを(動的という意味て)変更
するための手段が提供される。さらに、バス制御器によ
りコンビ二一タンステムに関する7リセット制御及ひク
ロノク発生論理回路が提供される。
プロセッサからのアクセス要求、すなわち、どの種類プ
ロセッサか、16ビノトのプロセ,サか、32ビットの
プロセッサか、また何ビ,トか要求されているかなどを
、感知し評価する。その後、状態マシンが、取られるべ
き適当な行動を決定するためにマイクロプロセッサ要求
によりアクセスされる装置のデータバス幅を評価する。
から32ビットのデタを要求する場合には、バス制御器
は連続して4回8ビノト装置にアクセスして、要求され
たデータビノトを集め、それから全ての32ビ7トをマ
イクロプロセッサに同時に渡す。このようにして、マイ
クロプロセッサ及びその制御用アプリケーションソフト
ウェアは、バス制御器か自動的にマイクロプロセッサと
アクセスされる装置の間のデータ幅の相違を調整するの
で、典型的にはデータ幅を気にすることはない。バス制
御器は、マイクロプロセ,サとアクセスされる装置の間
のテータ幅寸法における相違を調整するためにマイクロ
プロセッサのテータ要求を満足させるために要求される
I/Oハス周期の数を決定するための論理回路を含んで
いる。
ノサのアクセス要求に関して要求され64ハイ1・の訂
可ハイトを発生する一方、l6ビノ}・幅のマイクロプ
ロセ,サか32ビノト幅のメモリ装置から16ビノトの
テータを要求する場合には、ハス制御器は16ビノトの
テータ要求を充足するために2倍とを一度たけ転送する
ためにメモ『ノ装置に一度だけアクセスすることになる
。
+”l:f、全14ることかできる。例えば、マイク
ロフコセ7・4つ)、物理的にンステムの主I/70バ
スに乗っておらf7イ7Cプロセノサボードに乗ってい
る:マイ)7 0 7 cセノサにアクセスするこどう
)Z・要な揚合にζ=、バス制御器は、生I2,/○バ
スへの及びからのデータバノファを可能化して、マイク
ロプロセッサによるコマイクロプロセッサへのアクセス
を許可することはない。
能化する特殊制御信号を発生し、発生されたI/Oバス
制御ストローブによりボードシステムメモリ上の「プラ
イベート」に対する読みだしアクセスが可能になり、シ
ステムの主I/Oバスにより達戊されるよりも高速のア
クセスが司能になる。本発明のバス制御器は、単一のV
LSI構成要素として組み込むことか可能である。これ
により、論理部分を有効に用いることが可能となり、コ
ンビ一一タシステム部材の総量を減ずることが可能にな
る。さらに、システムは、より緊密な論理統合のために
、より高速で動作する。
テムのブロノク図が示されている。
イクロプロセッサJ、1988年、第1巻の第4−1頁
乃至第4−128頁、所載の「マイクロプロセッサ及び
周辺機器ハンドブノク」に記載されているような、イン
テル社製の32ビットマクロフロセソサ80386のよ
うな、中央処理装置(CPU)11により制御される。
5及びメモリバスl6を介して主システムメモリ16に
接続される。さらに、演算コブ口セッサ又はN P t
J l’l及び直接メモリアクセス(DMA)制御器1
9が局所バス15に接続される。インテル社製の80ビ
ット数値処理拡張部品80387を演算コブロセッサl
7として使用することも可能である。8ビット又はそれ
以上のペジ介在型メモリにより拡張することが可能な、
主ンステムメモリ13が主制御器25及びメモリバスl
6を介してアドレスデータバッファ27に接続される。
ス15を介してアドレス/データバノファ27及びCP
U/バス制御器21に接続される。
ために、マイクロプロセッサ13.17、DMA制御器
19及び主システムメモリ13が、アドレス/データバ
ノファ27を介して/ステムの主I/Oバス23に接続
される。フロノビーディスク制御器29などの残りのシ
ステムの構成要素についても、/ステムの主I/Oバス
23に接続される。システムの主I/Oバス23は、I
BMマイクロチャネルやアップ流コンピュータのNub
usのような32ビ,ト幅の「仲介型」バスである。こ
の種のI/Oバスのアーキテクチャにより、バスに接続
されたアドイン型カード上のマイクロプロセッサの動作
性能が、主システムマイクロプロセッサ11と共に一部
「主」プロセッサとして機能することが可能になり、シ
ステム全体の随時制御を想定することが可能になる。I
/Oバス23に含まれる仲介回路(図示せず)により、
マイクロプロセッサのバスアクセスを割り当て、I/O
バスを独占する装置が存在しないものと仮定することが
可能になる。アドオン型カード用に完全にサポートされ
ている、I/Oバス23により、このシステムに付加さ
れるグラフイノクプリンタ制御器や、高解像度グラフィ
ックディスプレイボードのような他の機能を接続するこ
とが可能になる。I/Oバス23により、I/Oバス2
3上の装置にアクセスすることが可能になり、これはC
PU制御器21により制御される。
、CPU/バス制御器21の機能的フロック図である。
タシステム用のI/Oバス制御機能を実行し、マイクロ
プロセッサ1117と主I/Oバス23の間の機能的制
御リンクとして動作する。CPU/バス制御器21は、
CPUll、CPU17、CMA制御器19、主ンステ
ムメモリ13、アドレス/データバノファ27及びメモ
リ制御器25と、主I/Oバス23の間のインタフェー
スを制御する。CPU11とCPU/バス制御器との動
作は本質的に同期的であり、I/Oバス23での動作は
本質的に非同期的てある。
インタフェースは、CPU/バス制御器21の状態マシ
ン31によって行われる。CPU/バス制御器2lは8
つのプロ,ク又は区画から構成される。これらのブロソ
クには、クロノク発生器43、リセ,}制御41、状態
解釈33、バイト許可検出35、最後の周期検出39、
状態マシン31、アクセスラソチ45及びバソファ制御
/バイト許可37が含まれる。CPU/バス制御器21
により用いられる主信号の定義について後述する。CP
U/バス制御器21のクロック発生器部分ては、コンピ
ュータの他の区画に関するクロノク信号が発生され、7
リセット制御ブロノク41とクロノク発生器ブロノク4
3を含んでいる。リセ7}制御回路41により、生の7
リセット信号から導出されるマイクロプロセッサ7リセ
ット信号及ひンステムの7リセット信号用の好適なタイ
ミング及ひバルス幅を備えた信号が発生される。
号を、プロセノサ7リセット信号がプロセノサクロノク
と同期化されるクロック発生器43に接続する。クロノ
ク発生器43は、コンピュータンステムの他の機能部分
、例えば、直列ポート通信及びフロノビーディスク制御
器機能なとで用いられる各種クロノク信号を発生する。
K48Mは48メガヘルツの周波数を持っている。
、周辺機器用クロノク、PERCLK、すなわち1.8
46メガヘルツの周波数を有する信号を発生する。主ク
ロノク入力信号は、さらに三つに分割されて、16メガ
ヘルツのクロックを必要とす流フロノピーディスク制御
器その他のシステムの要素により用いられる16メガヘ
ルツの信号を備えたティスククロック、DSK1 6M
を発生する。可変周波数クロノク、DSK9 6M、信
号か主クロノク入力信号から導出されるか、この信号は
、クロック発生機械路43に対するDKCK16人力信
号の状態に応じて9,6メガヘルツ又は16メガヘルツ
の周波数を有している。システムクロック、sYsCL
K信号が、クロック発生器43に対する入カであるプロ
セッサクロノク、CLKPROから導出されるが、この
信号は、プロセノサク口,クの1.5倍の周波数に等し
い周波数を備えている。システムクロノクはCPU/バ
ス制御器21とマイクロプロセッサ11及びメモリ制御
器25とを同期化するために用いられる。CPU11f
;!80386マイクロプロセッサから構成され、プロ
セッサのクロノクは20メガヘルツのシステムクロック
を生じる40メガヘルツの周波数を備えている。
び最後の周期検出ブロノク39はCPU/バス制御器2
1内にCPUインタフェース部分を備えている。この部
分は、事例の場合において、80386マイクロプロセ
ッサの場合にはマイクロプロセッサ11からのA D
S 信号により、CPUIIからのアクセス要求に応答
する。この応答はメモリ又はボート位置に対するI/”
Oハスアクセスの形式で行われる。要求されるアクセス
の種類は、80386マイクロフロセソサの場合には、
信号WRITES DATA,MEM/■○により規定
される。このアクセスは読み出し又は書き込みてあり、
典型的にはI/Oバス23を介して行われる。通常の読
み出し/書き込みアクセスに加えて、CPU/バス制御
器21は割り込み確詔、停止及び遮断に関するンステム
の周期を取り扱う。停止アクセスはマイクロプロセッサ
を停止させ、データの転送か行われないようにI/Oバ
スを非動作状態にする。遮断アクセスもI/Oバスを非
動作状態にするか、この場合には、CPU/バス制御器
はリセ,ト信号をマイクロプロセッサに送る。通常の周
期では、マイクロプロセッサは、アクセス要求が完了し
た時点て、C P IJ ,/バス制御器の状態マンン
31により発生されるREADY信号をサンプリングす
ることによるI,/Oバスアクセス要求を含む。マイク
ロプロセッサ11が作動可能信号の存在を検出した場合
には、SYSCLK信号が活動状態の場合には現在のア
クセス周期か完了され、次に要求されるアクセスを開始
することが可能になる。
入力と、CPUIIからのマイクロプロセッサ要求情報
人力とを解釈して、マイクロプロセッサがバスアクセス
を要求しているか、又はンステムのメモリ13に対する
アクセスヲ要求シているかを検出する。下に示す表1に
おいては、状態解釈器33が、どのアクセスの種類が要
求されるかを決定し、好適な刺激信号を状態マンン31
に送り、好適なI/Oバス23の周期を活性化する。
制御信号応答して、ビノト許司検出プロ・ノク35は、
マイクロプロセッサl1のデータバス幅トヒ.,h許可
信号入力情報を、32ビットマイクロフロセノサについ
ては表2に従い、16ビノトマイクロプロセッサについ
ては表3に従い評価して、どのデータビノトがCPUI
Iにより要求されているかを決定する。この情報は、要
求されるデータに好適にアクセスするためのI/Oバス
23その他のCPU/バス制御器の他の部分に依存して
いる。最後の周期検出ブロック39は、I/Oバス23
、バイト許可検出ブロック35、CPU/バス制御器の
状態マシン3l及びアクセスされる装置のデータ幅から
の入力情報を評価して、現在のI/Oバス23のアクセ
ス周期が現在のマイクロプロセッサ1lの要求を充足さ
せるに必要な最後のアクセス周期であるかどうかを判定
する。現在のバスアクセス周期が要求された最後のアク
セス周期である場合には、CPU/バス制御器23はマ
イクロプロセッサに対して作動可能信号を発生して、マ
イクロブロセ・ノサl1が次の要求を実行することを許
可する。最後の周期検出ブロック39は、バ・ノファ制
御/ノくイト許可ブロノク37に関するビ・ノト許可(
すなわち、アドレス)操作制御信号を発生する。
タフェース部かCPU1.1のようなボード上のマイク
ロプロセッサのシステムにより要求されるI/Oバスの
種類を決定した後に、■・′○ハス23に関して好適な
I/Oハス23制御ストローブを発生する。状態マンン
31は、好適なタイミングで要求されるバス制御ストロ
ーブを供給する同期的状態マシンである。状態マシン3
1ハ、作ilJ 中の指令ストローブ及ひシステムの状
態信号と共に、低次のアドレス回線に対応するテータバ
イト許可信号をも発生する。状態マソン31はCPU/
バス制御器2l内部に周期状態情報信号送り、バスアク
セス周期のどの部分か現在実行されているかを示す。最
後のアクセス検出ブロノク39により発生された回線3
8上の最後の周期信号のような内部信号及び■/○作動
可能信号及びバス制御ストローブ不許司情報(ボードメ
モリアクセスを高速で行う場合に用いられる)外部入力
信号に応答して、状態マシン31はマイクロプロセッサ
11にREADY信号を発生する。
び■/○バス23の間のテータ流れを制御するためのテ
ータ経路バノファ27を制御する制御信号を発生する。
バイト許可(すなわち、アドレス)信号は、バノファ制
御/ハイト許可ブロック37によっても発生される。1
6ビノトのシステム内で制御される2テータハイト及ひ
32ビットのシステム内で制御される4テータバイトが
存在する。データ経路の部分は、低次のデータ語から高
次のデータ語にテータを進める交差バッファを含んでい
る。三つの別のバノファが後続の■/○バス指令上のマ
イクロプロセッサの低次に関する低次バイトの情報を格
納することかできる。これは、マイクロプロセッサ11
かI/Oバス23上の8ビノトの装置に対して16又は
32ビノトのアクセスを要求する場合に用いられる。こ
の場合には、CPU,/バス制御器はCPUIIの要求
を充足させるためのI/Oバス23のアクセスを指令す
る。
タバイトまて発生可能である。マイクロフロセソサ要求
を充足させるために、CPU/バス制御器は4回までI
/Oバス23にアクセスせねばならないかもしれない;
すなわち、8ビノトに対する32ビットの要求は4回の
アクセス周期を要求するであろう。
セッサの場合には、32ビットまでのデータを要求でき
る。すなわち、32ビ・7ト装置からの1回のアクセス
周期、16ビ7}装置からの2回のアクセス周期又は8
ビット装置からの4回のアクセス周期を要求する。要求
される8ビットの各部ロツクは、CPU/バス制御器に
より発生されるデータバイト許可信号を要求する。要求
されるバスアクセス周期の数は、マイクロプロセッサの
データ幅、装置のデータ幅及び要求の関数である。要求
がなされた場合には、アドレスを開始するデータがマイ
クロプロセッサ11によりCPU/バス制御器に供給さ
れる。要求が4バイト(すなわち32ビット)要求であ
る場合には、アクセス周期はバイト0又はバイト4で開
始せねばならない。2バイト要求(すなわち、l6ビノ
ト)はバイト0,1また2で開始することが可能である
。同様に、3バイトアクセスはパイ}0又はlて開始可
能であり、1バイトアクセスはいかなるバイトレベルで
も開始可能である。装置のアクセスは公知のシーケンス
により行われ、状態マシン31か一旦アクセス周期が開
始した時を知ると、それはアクセス動作を停止する時、
すなわち要求か充足される時を知る必要かある。最後の
周期検出ブロック39は、マイクロプロセッサからの現
在の要求上情報、アクセスされる装置のデータ幅寸法及
びデータバイトアドレスを比較することにより、プロセ
スを停止する時を決定する。
ス周期及び現在のデータバイト許可信号と比較され、適
合が発見されるとREADY信号が発生される。REA
DY信号はアクセスが完了しデータ回線がしよう可能に
なったことをCPUIIに示す。
/Oバスアクセスの組合わせについては後述のリストに
挙げた。I/Oバス23及びCPUIIにより情報信号
入力の異なる状態に対応する好適なバイト許可信号につ
いても後述のリストに挙げた。さらに、最後の周期検出
ブロソク39が回線38上の状態マシン3lにLAST
CYCLE信号を発生する場合の条件についても後述の
リストに挙げた。
品パッケージに組み込まれたVL!IM集積回路におい
て実行される。第3a図、第3b図及び第3C図は、C
PU/バス制御器2lを実行するVLSI集積回路の機
能的論理ブC) ノク図てある。第4a図、第4b図は
、CPU/バス制御器状態マシン3lの詳細な論理図で
あり、第5a図及ひ第5b図は最後の周期検出プロソク
39の詳細な論理図である。バンケージのレイアウト及
びピン割当については第6図に示した。
使用についてのリストも後述する。第7a図乃至第7d
図は、プライベートメモリアクセス用及びバイブライン
及び非パイプラインI/Oバスアクセス用の各種CPU
/ハス制御器信号の間の関係を示すタイミング図である
。
機能を、第8図に示すアドレス/データバッファ27の
部分により実行することも可能である(アドレス/デー
タバッファ27は別の■LSIチップ上で実行可能であ
る。)この実施例では、データバッファ部分271内の
T T L /” ソファは、システム主I/Oバス2
3上に表れるアドレス及びバイト許可信号により直接制
御される。データ転送許司ビ2ト(BHE及びBLE)
及びデータアドレスを選択するために用いられる語許可
ビノト(WLE)はアドレスバ/ファ部273において
発生される。これにより統べてのアドレス及ひバイト許
司信号に関して同しチノプ上で同じタイミングで発生す
ることか可能になる。
アクセスされるバス装置のテータ幅の寸注の間のいかな
る相違も、ハス制御器状態マシンにより自動的に調整さ
れる。バス制御器内の状態マシンを用いることで、各種
信号の機能及びタイミングを迅速にかつ容易に変更する
ことが可能であり、I/O状態又は特定のマイクロプロ
セッサのアクセス要求に応答したバス周期の機能性及び
タイミングを(動的という意味で)変更するための手段
が提供される。さらに、ハス制御器によりコンピュータ
システムに関するリセント制御及びクロック発生論理回
路か提供される。
その制御用アブリケーンヨンソフトウェアは、バス制御
器が自動的にマイクロプロセッサとアクセスされる装置
の間のテータ幅の相違を調整するので、通常はテータ幅
を気にすることはない。
きたか、当業者であれば、添付の特許請求の範囲を越え
ることなく、また本発明の精神を離れることなく他の修
正及び変更か可能であると了解するであろう。
器21において用いられる信号の定義について説明する
。
cLKを発生するために用いられる入力信号。
制御器状態マンンを駆動するために用いられる入力信号
。40メカヘルノの周?fJi 数で20メガヘルツの
/ステム速度か得られる。この信号はインテル社の80
286.80386,80386SX,80385なと
を駆動するクロノクの2倍のクロノクである。
DS.K96Mか工6メカヘルツ(高)又は9.6メガ
ヘルツ(低)であるかを決定する。
フCノピーディスククロノクとして用いられる出力信号
である。これは、DKCK16人力信号の状態に応じて
、9.6メガヘルツ又は16メカヘルツである。
カヘル・7/。この出力信号は三つに分割されたCLK
4 8 Mのクロ,クである。この信号は16メカヘ
ルツクロノクを必要とするフロノピーティスク制御器そ
の他のシステム要素により用いられる。
器で用いられる1,846メガヘルツの周波数を供給す
る出力信号である。これはCLK4 8Mを26に分割
したものである。
、バス/CPU制御器をプロセ,サ及びメモリ制御器と
同期化させるために用いられる。その周波数はCLKP
R○の周波数の1/2に等しい。
ロセノサからのこの活性低入力信号は、アクセスが要求
され、有効アドレスかプロセッサ出力ピン上に存在して
いることを示す。
この入力信号は現在の周期かデータ(高)動作にあるか
、又は制御(低)動作にあるかを示す。(表1を参照)
。
6システムでのバス周期の種類を規定する。
はプロセッサからの停止確認又はDMAからの同様な機
能を示す。不活性である場合には、バスを他の装置に解
放して、競合を防止する。
の発生をプロセノサに対して遅らせる。
バイトが現在の転送に含まれているかを示す。内部回路
はこれらの信号から許可されるべき好適なバス信号を決
定する(表2を参照)。
サからのこの入力信号は現在の周期かメモリ(高)動作
であるか、I/O(低)動作であるかを示す(表1を参
照)。
プロセッサをリセノ卜するために用いられる。
、プロセッサを含むシステムがこの入力が低状態である
限りリセ,トされる。
6プロセッサ用のREADY(作動可能)信号である。
86プロセッサ用のREADY信号てある。READY
N出力信号と同様のものであるが、PROCLKにより
遅延されている。
信号はPRORST出力信号を発生する、しかしシステ
ムの残りの部分をリセソトすることはない。
はシステム7リセットを発生するために用いられる。
ッサからの入力信号は、現在の周期か書き込み(高)で
あるか、読み出し(低)であるかを示す(表1参照)。
部分的にリセントするプロセッサ遮断支持の復号である
。これによりGCI8 3 DMA部分にリセソトの好
適なタイミングが存在することが仮定され、部分的DM
A周期が生じることが防止される。
号)。この活性低出力信号はチャネル装置により用いら
れて、有効アドレス及び状態ビソトをラソチする。
ャネル信号)。これらの活性低出力信号は32ビットデ
ータ転送時に用いられて、どのバイトがバス上で有効か
を示す。
タバスの高バイト上のデータの転送を許可するために用
いられるラッチ可能低双方向信号である。(表2参照。
転送を許可するために用いられるランチ可能低双方向信
号(アドレスビノトがAOと同様)である(表2参照。
低双方向信号は、マイクロチャネルバス上で指令を読み
出し及び書き込みするために用いられる。
双方向信号(アドレスビットA1と同様)はデータのバ
イトを選択(アドレス)するために用いられる(表2参
照)。
ル信号)。この活性低入力信号によりバス制御器かデー
タ寸法情報監視可能になる。
ル信号)。この活性低入力信号によりバス制御器がデー
タ寸法情報監視可能になる。
ロチャ不ル信号一CD CHRDY)。
ためにチャネル装置によって用いられる。
ル信号)。この活性低出力信号は、適合メモリ周期時に
バス上の有効データを示すために用いられる。
ル信号)。これらの双方向信号はチャネル周期の状態及
び種類を示すために用いられる(表1参照)。
又はバスマスクがマイクロチャネルを駆動していること
を示す。
制御信号を作動不能にして、バスの衝突が、CPUが数
値コブ口セノサレジスタにフログラムされている場合に
、生じないようにする。
セッサからのデータをバスに対して作動可能にする。こ
の出力信号が低の場合ニハ、データ方向がバスからフロ
セノサである。
GC184バノファチノブに送られ、バス上のバイトを
、アセンブルされた語とじてンステムプロセノサによる
後続の作動可能に関して、ラノチ内にセーブする。
−3N:許可データバッファ。これらの活性低出力信号
は32ビノトデータバソファに関するバイト許可制御と
して機能する。
。バイトラノチを読み出す、これらの后性低信号制御は
GC184バスバノファチノブ内に含まれる。これは、
8ビ,トの小ささを持つデータ経路を示す装置からの3
2ビyトylの読み出しに関して用いられるバス転送機
構の一部である。
ノファを可能化してデータバイト0からデータバイト1
へ交差させる。
ファを可能化して、低16ビットを高16ビノトに交差
させる(すなわちハイト0をバイト2に、バイトlをバ
イト3にする)。
データバッファを可能化してデータバイトOからデータ
バイト3にする。
理中の適合メモリ周期を示すために用いられる。
入力信号はチャネル制御ストローブ及ひバ’yファ許可
を不許可にし、プロセッサに対してREADYNを発生
する回路を可能化して、プロセッサに対する主メモリの
アクセスを許可する。
作動中であることを示す。
ステートにする。
して■/○バスアクセスの組合わせについてのリストを
挙げる。また、表5に、I/Oバス23及びCPUII
により情報信号入力の異なる状態に対応する好適なバイ
ト許可信号についてのリストを挙げる。さらに、表6に
最後の周期検出ブロノク39が回線38上の状態マンン
31にLAST CYCLE信号を発生する場合の条
件のリストを挙げる。さらに、表7にVLSlチソブパ
ッケージの電子的仕様についてのリストを挙げる。
バス制御器を組み込んだ、典型的なマイクロプロセッサ
制御ココンピュータシステムのブロック図である。 第2図は、本発明の原理に基づく、CPUバス制御器の
ブロック図である。 第3a図は、第33の1図、第3aの2及び第38の3
図の関連を示す図である。 第38の1図、第38の2及び第33の3図は、第2図
に示すCPUバス制御器の機能的ブロック図である。 第3b図は、第3bの1図、第3bの2及び第3bの3
図の関連を示す図である。 第3bの1図、第3bの2及び第3bの3図は、第2図
に示すCPUバス制御器の機能的ブロソク図である。 第3c図は、第2図に示すCPUバス制御器の機能的ブ
ロック図である。 第4a図は、第43の1図、第48の2及び第4aの3
図の関連を示す図である。 第43の1図、第48の2及び第48の3図は、第2図
及び第3a図に示す状態マシンの論理図である。 第4b図は、第2図及び第3a図に示す状態マシンの論
理図である。 第5a図は、第2図及び第3a図に示す最後の周期検出
回路の論理図である。 第5b図は、第5bの1図及び第5bの2図の関連を示
す図である。 第5bの1図及び第5bの2図は、第2図及び第3a図
に示す最後の周期検出回路の論理図である。 第6図は、本発明のCPUバス制御器を組み込んだVL
SIに関するバノケージ及びピンのレイアウトを示す図
である。 第7a図、第7b図、第7c図及び第7d図は、第3a
図乃至第3c図のCPUバス制御器内の各種信号波形の
関係を示すタイミング図である。 第8図は、本発明のバス制御器の別の組込み例の概念的
ブロノク図である。 11・・・C P U, 13・・・主システムメモリ、 15・・・局所バス、 16・・・メモリバス、 17・・・コブロセッサ、 19・・・DMA制御器、 21・・・CPUバス制御器、 23・・・I/Oバス、 25・・・メモリ制御器、 27・・・バッファ、 29・・・FD制御器、 31・・・状態マシン、 33・・・状態解釈、 35・・・許可検出、 37・・・バッファ制御、 3つ・・・最後の周期検出、 41・・・リセット制御、 43・・・クロック発生器、 45・・・アクセスラッチ、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 マイクロプロセッサと入力バス上でアクセス可能な
装置間の入出力バスインタフェースを制御するための装
置であって: 入出力バスに連結され、マイクロプロセッサからの指令
信号及び前記入出力バス上のアクセス可能な装置からの
制御信号に応答して、前記入出力バスに連結された入出
力バス制御信号を発生し、前記マイクロプロセッサ及び
前記アクセス可能な装置により前記入出力バス上のアク
セス動作が起動され制御されるような、状態マシン手段
と; 前記マイクロプロセッサ、前記入出力バス及び前記状態
マシンに連結されて、前記指令信号及び前記入出力バス
制御信号に応答して、現在のアクセス動作の最後のアク
セス周期の検出し、前記最後のアクセス周期の検出を示
す最後の周期信号を発生する、検出手段とから成ること
を特徴とする、装置。 2 前記状態マシン手段が前記最後の周期信号に応答し
て、前記装置が次の要求動作を受信する準備が完了した
ことを示す作動可能信号(ready signals
)をアクセス動作の完了時に発生することを特徴とする
、請求項1に記載の装置。 3 前記マイクロプロセッサ及び前記状態マシン手段に
連結され、前記指令信号及び前記入出力バスからの情報
信号に応答して、要求される動作の種類を決定して、前
記状態マシン手段に連結された状態マシン指令信号を発
生し、前記状態マシン手段が前記要求動作を起動するべ
く前記状態マシン指令信号に応答することを特徴とする
、請求項1に記載の装置。 4 さらに、前記マイクロプロセッサ及び入出力バスに
連結され、前記指令信号に応答して、入出力バスデータ
許可信号を発生するための、許可検出手段を含むことを
特徴とする、請求項3に記載の装置。 5 前記状態マシン、前記入出力バス、前記検出手段及
び前記許可検出手段に連結されて、データ経路及びアド
レスバッファ手段に連結された許可及び方向制御信号を
発生するためのバッファ制御手段を含むことを特徴とす
る、請求項4に記載の装置。 6 複数の主クロック入力信号に応答して、前記装置及
び外部システムの構成要素が使用するために、前記複数
の主クロック入力信号から導出された複数のクロック信
号を発生するためのクロック発生器手段を含むことを特
徴とする、請求項1に記載の装置。 7 リセット制御信号に応答して、システムリセット信
号を発生するためのリセット制御手段をさらに含むこと
を特徴とする、請求項1に記載の装置。 8 前記状態マシン手段が、前記状態マシン指令信号に
応答して、システム遮断信号及び呈し信号を発生するこ
とを特徴とする、請求項3に記載の装置。 9 多重プロセッサ及び入出力バス上のアクセス可能な
装置間のアクセス動作を制御するための入出力バス制御
器であって: 入出力バスと前記入出力バス上の少なくとも一つのプロ
セッサに連結され、前記プロセッサからの指令信号と前
記入出力バス上のアクセス可能な装置からの制御信号に
応答して、前記入出力バス上の要求された動作を起動し
制御するための、状態マシン手段と; 前記プロセッサと前記入出力バスに連結されて、前記指
令信号及び前記制御信号に応答して、前記プロセッサに
より要求されているアクセス動作の種類を決定して、要
求されたアクセスを起動するべく前記状態マシン手段に
連結された刺激信号を発生するための、プロセッサイン
タフェース手段と;さらに、 前記状態マシン手段、前記プロセッサインタフェース手
段、前記入出力バス、入出力バスアドレス及びデータバ
ッファ手段に連結されて、前記アドレス及びデータバッ
ファを制御するための許可及びデータ流れ制御信号を発
生するような、バッファ制御手段と;から成ることを特
徴とする、入出力バス制御器。 10 前記プロセッサインタフェース手段が、前記指令
信号及び前記制御信号に応答して、現在のアクセス動作
の最後のアクセス周期を検出して、前記最後のアクセス
周期の検出を示す最後の周期信号を発生することを特徴
とする、請求項9に記載の入出力バス制御器。 11 前記多重プロセッサ及び前記アクセス可能な装置
が異なるデータ幅を備えることが可能であり、前記バス
制御器が異なるデータ幅を有する前記プロセッサとアク
セス可能な装置の間で要求されるアクセス動作を制御す
ることを特徴とする、請求項10に記載の入出力バス制
御器。 12 前記プロセッサインタフェース手段が、さらに、
前記指令信号及び前記制御信号に応答して、前記プロセ
ッサのデータ幅を決定し、現在のプロセッサのアクセス
要求を満足させるために必要なデータバイトを示す許可
信号を発生することを特徴とする、請求項11に記載の
入出力バス制御器。 13 前記プロセッサが、前記指令信号及び前記制御信
号に応答して、要求されるアクセス動作の種類を決定し
、前記状態マシン手段に連結される前記刺激信号を発生
するための状態手段を含むことを特徴とする、請求項1
2に記載の入出力バス制御器。 14 前記バス制御器及び前記バス制御器の外部にある
システムの構成要素に用いるべく、前記複数の主クロッ
ク入力信号から導出された複数のクロック信号に応答す
る、クロック発生器手段から構成されるクロックをさら
に含むことを特徴とする、請求項9に記載の入出力バス
制御器。 15 リセット制御システムに応答して、システムリセ
ット信号を発生するためのリセット制御手段をさらに含
むことを特徴とする、請求項9に記載の入出力バス制御
器。 16 前記バス制御器がVLSIチップ内に装備されて
いることを特徴とする、請求項13に記載の入出力バス
制御器。 17 前記状態マシン手段が、状態手段により発生され
た対応する刺激信号に応答して、停止信号又は遮断信号
を発生することを特徴とする、請求項13に記載の入出
力バス制御器。 18 前記バス制御器が同期式制御器であることを特徴
とする、請求項9に記載の入出力バス制御器。 19 前記入出力バスが非同期式バスであることを特徴
とする、請求項18に記載の入出力バス制御器。 20 制御可能装置間のアクセス動作を、プロセッサか
らの要求動作を表す指令信号と前記制御可能装置からの
制御信号に応答して、制御するための方法であって、前
記制御可能な装置のデータバス幅が前記マイクロプロセ
ッサのデータバス幅と相違するし得る場合に: データ、制御及びアドレス情報を示す信号と、プロセッ
サ指令とをインタフェーシング入出力バスに沿って伝送
し; 要求されるアクセス動作の種類に対応する刺激信号に応
答して、入出力バス制御信号を発生し; 現在のアクセス動作を完了するべく、要求された最後の
周期を決定し;さらに、 次のアクセス動作を要求し得ることを前記プロセッサに
示す作動可能信号を前記最後の周期の官僚時に発生する
、各ステップからなることを特徴とする方法。 21 前記最後の周期を決定する前記ステップが:プロ
セッサアクセス要求時に要求されるデ ータバイトを決定し; 要求プロセッサのデータ幅を決定し; アクセスされる制御可能装置のデータ幅を決定する、各
ステップからなることを特徴とする方法。 22 作動可能信号を発生する前記ステップが:最も高
次に要求されたデータバイトアドレスと、現在のアクセ
ス周期データバイトアドレスとを比較し;さらに、 前記最も高次のデータバイトアドレスが現在のアクセス
周期バイトアドレスと適合する場合に前記作動可能信号
を発生する、各ステップからなることを特徴とする、請
求項21に記載の方法。
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