JPH0353363A - バスアーキテクチャ変換回路 - Google Patents

バスアーキテクチャ変換回路

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JPH0353363A
JPH0353363A JP1187286A JP18728689A JPH0353363A JP H0353363 A JPH0353363 A JP H0353363A JP 1187286 A JP1187286 A JP 1187286A JP 18728689 A JP18728689 A JP 18728689A JP H0353363 A JPH0353363 A JP H0353363A
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    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40Bus structure
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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、ディジタル回路を利用した装置のモジュール
をコントロールするマイクロプロセッサ搭載パッケージ
に係わり、特にマイクロプロセッサをこれとバスアーキ
テクチャの異なる外部ノく・ンケージに対して接続させ
るバスアーキテクチャ変換回路に関する。
〔従来の技術〕
例えば、マイクロコンピュータシステムにおいて、当初
の設計で採用したマイクロプロセッサ(以下、CPUと
呼ぶ)を、これよりバス幅の大きいCPUに変更するこ
とが必要となる場合がある。例えば、8ビット幅のデー
タバスのCPUに換えて16ビットのCPUを使用する
場合などである。
従来、このような場合には次のような方法をとっていた
(1)CPUを搭載した基板ユニット(以下、CPUパ
ッケージと呼ぶ)だけでなくモジュール内の他のすべて
のパッケージも、変更しようとするCPUのバスアーキ
テクチャに対応したものに変更する。
(2)内部データバスは希望する大きいバス幅でしかも
外部データバス幅は元のバス幅であるようなCPUを採
用する。
(3)CPUパッケージからモジュール内の各パッケー
ジに出力するアドレス線をずらして、すなわちアドレス
バスの最下位ビッ}AO線を出力せずに、外部パッケー
ジを偶数アドレスのみに割り当てる。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、従来、CPUをバス幅の大きいものに変更
するには、上述したような方法により行っていたが、そ
れぞれ次のような問題があった,モジュール内のすべて
のパッケージを変更するという方法では、設計・試作を
最初から行わねばならず、時間的にもコスト的にも無駄
が多い。
また、外部データバスは従来通りのバス幅で内部データ
バス幅だけが大きいCPUを採用した場合、そのCPU
パッケージ内のリード・オンリ・メモリ (以下、RO
Mと呼ぶ)やランダム・アクセス・メモリ (以下、R
AMと呼ぶ〉などに対するアクセスも元のバス幅で行う
ことになる。従って、この場合、処理速度を向上させる
ことが難しい。ただし、通常、このような変更を行う場
合には動作クロックが速くなることにより多少処理速度
が改善されることもあるが、それ以上の効果を望むこと
はできない。
そして、外部パッケージを偶数アドレスにのみ割り付け
るという方法では、外部パッケージのアドレス領域が半
分になってしまうという問題があった。また、この場合
、他に同様のCPUパッケージをもつような2重化装置
では、相手側のCPUパッケージから自系のCPUパッ
ケージ内のRAMへ奇数アドレスのデータをコピーする
ことはできないという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、外部パッケージを変更するこ
となく、CPUパッケージをこれら外部パッケージのバ
スアーキテクチャに適合させるための変換を行うバスア
ーキテクチャ変換回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、(】)自系マイクロプロセッサのデータバ
スを構或する下位ビットおよび上位ビットを、それぞれ
外部パッケージのアドレス領域の偶数アドレスおよび奇
数アドレスに割り当てるバス選択割当て手段と、(1l
)他系のマイクロプロセッサパッケージからの制御信号
により、外部パッケージのアドレス領域の偶数アドレス
および奇数アドレスに割り当てられたデータを、自系マ
イクロプロセッサパッケージ内に配置した第1のメモリ
および第2のメモリにそれぞれ対応させて割り当てるた
めの選択を行うメモリ選択手段とをバスアーキテクチャ
変換回路に具備させる。
そして、本発明では、データバスの下位ビットを偶数ア
ドレスに、上位ビットを奇数アドレスに割り当ててデー
タの人出力を行うことにより、外部パッケージに適合し
たバスアーキテクチャへの変換を行うこととする。
〔実wi例〕
以下、実施例につき本発明を詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例におけるバスアーキテクチ
ャ変換回路とその周辺回路を表わしたものである。
この回路で、マイクロプロセッサl1の端子ADには全
部で20本のアドレス線からなるアドレスバス51が接
続されている。これは、アドレスバスラッチ回路12を
経たのち2つに分岐され、下位L6ビット“ΔDI”〜
“AD16”はアドレスバストランシーバ回路13に、
上位3ビット“A17”〜“A19”はアドレスデコー
ダ27に接続されている。さらに、2つのアドレスビ,
ト″Al”、“A2”ハパラレルインクフエイス25に
も接続されている。また、最下位ビット“AO”および
これを反転したビット“A O N″は制御用に用いら
れる。
アドレスバストランシーバ回路13の出力側はアドレス
バス出力端子14に接続され、マイクロプロセッサ11
より方向制御端子DIRに供給されるホールドアクノレ
ージ信号71によりアドレスバスの方向を切り換えるよ
うになっている。なお、このアドレスバストランシーバ
13のゲート端子Gは接地されている。
アドレスデコーダ27の端子G1は電源ラインに接続さ
れ、端子G2ASG2Bは接地されている。そして、前
記したアドレス信号“AI7″〜“A19″を解読する
ことにより、第l1第2のチップセレクト信号72、7
3を出力するようになっている。
アドレスバス51のうち“ADO”〜“ADI5”は、
16ビット幅のデータバス52としても共用される。こ
れは下位8ビット6ΔDO″〜“AD7”と上位8ビッ
ト ”AD8”〜“AD15”の2組に分けられ、それ
ぞれ駆動能力を増強させるために第1および第2のデー
タバスドライバ15、l6に接続されている。そして、
8ビットの下位データバス53および上位データバス5
4としてそれぞれ第1および第2のデータバストランシ
ーバ17、18に接続されている。これらの出力側は合
流してひと組の8ビットデータバス57となり、データ
バス出力端子19に接続されている。これらのデータバ
ストランシーバ17、18では、方向制御端子DIRに
与えられる信号によりデータバスの方向が制御されると
ともに、ゲート端子Gに与えられるアドレスバス最下位
ピント″AO”などによりゲートの開閉が行われるよう
になっている。
アドレスバス55のビット“ADI”〜“AD16”は
、スタティックRAM回路(以下、SRAM回路と呼ぶ
)21の下位ビット用SRAM22および上位ビット用
SRAM23にも接続されている。8ビットの人出力幅
と32Kバイトの容量をもつこれらのSRAM22、2
3には、それぞれ前記した8ビットの下位、上位データ
バス53、54が接続され、それぞれ偶数アドレスおよ
び奇数アドレスに対応してデータの読み書きが行われる
ようになっている。
また、8ビットの下位データバス53は、パラレルイン
クフェイス25にも接続されており、前記した2本のア
ドレスピント”At”、”A2”および前記した第2の
チップセレクト信号73によって指定されるボートアド
レスに対して入出力が行われる。ここでは、他系パッケ
ージとハンドシェークを行うためにいくつかの信号のや
りとりが行われる。すなわち、他系パッケージとのデー
タ送受に先立って、通知信号75の出力、確認信号76
の入力、および自系パッケージがスタンバイ状態にある
ことを示すスタンバイ信号77の出力が行われる。そし
て、これらの信号をアンドゲート49でアンドをとるこ
とによりCPUホールド要求信号78が作或される。
マイクロプロセッサ11に備えられたアドレスセット端
子ASTおよびホールドアクノレージ端子HLAは、そ
れぞれアドレスバスラッチ回路12のストローブ端子S
TBおよび出力イネーブル端子○Eに接続され、アドレ
スラッチの制御を行う。
また、マイクロプロセッサ11のバス方向制御端子BR
Wおよびバッファイネーブル端子BUEは、第l、第2
のデータバスドライバ15、16の方向制御端子BRW
および出力イネーブル端子○Eに接続され、データバス
の方向すなわちデー夕の読み書きの方向制御を行うよう
になっている。
さらに、マイクロプロセッサ11には、リード端子RD
N,ライト端子W R Nおよび上位バイトイネーブル
端子UBENが備えられ、それぞれリード信号81、ラ
イト信号82、上位バイトイネーブル信号83などの制
御信号を出力する。また、CPUホールド要求端子HL
RにはCPUホールド要求信号78が入力され、これに
対応して前記したホールドアクノレージ端子HLAから
インバータ26を介してホールドアクノレージ信号71
が出力されるようになっている。これらの信号は、以下
に述べるように、SRAM回路21へのデータの読み書
きに必要な様々な信号や、データバストランシーバ17
、18の方向制御端子DIRに供給するための信号を作
戊するのに用いられる。このうち、リード信号81とラ
イト信号82は出力端子61、62から外部パッケージ
にも出力されるようになっている。
ライト信号切換回路31は2つのトライステートバッフ
ァ32、33とインバータ34から構成されている。こ
の回路は、ホールドアクノレージ信号71により、自系
のマイクロプロセッサl1からのライト信号82と、他
系のCPUから入力端子63に入力されるライト信号8
5とを切り換えて、RAMライト信号86として出力す
るようになっている。
チップセレクト回路4lは、2つのアンドゲート42、
43と、3つのオアゲート44、45、46から構成さ
れる。この回路では、前記した制御信号やアドレスバス
51の最下位ビットであるAO信号、およびアドレスデ
コーダ27から出力される第1のチップセレクト信号7
2などにより、SRAMを選択するための下位チップセ
レクト信号87および上位チップセレクト信号88が作
戊される。
SRAM回路21では、RAMライト信号86、リード
信号8L下位チップセレクト信号87および上位チップ
セレクト信号88により、アドレスバス58で指定され
たアドレスに対してデータの読み書きが行われるように
なっている。
以上のような構或のバスアーキテクチャ変換回路の動作
を説明する。
本実施例では、8ビノトデータバスをもつCPUから1
6ビットデータバスをもつCPUに変更した場合につい
て説明する。従って、外部に接続されたモジュールはす
べて変更前の8ビソトデータバスに対応するように構威
されているものとする。
また、本実施例では、自系と同等の構成のメイト系CP
Uパッケージ(以下、他系CPUパッケージと呼ぶ〉が
接続されているものとする。
このマイクロプロセッサ11のアドレスバス5lの20
本のうち、下位16ビットはデータバスと共用となって
いる。従って、“AO”〜“A15”の16本について
はアドレスバスとデータバスを時分割的に切り換えて使
用するため、アドレスバスの状態をラッチしておく必要
がある。
これにはまず、アドレスバス51上にアドレスを出力し
、アドレスセット端子ASTからアドレスラッチ信号を
アドレスバスラッチ回路12のストローブ端子STBに
入力することにより、アドレスをラッチする。このとき
、自系CPUはアクティブ状態であり、すなわちホール
ド状態でないため、ホールドアクノレージ端子HLAか
らの信号ハローレベル(以下、Lレベルと呼ぶ〉となっ
ている。従って、このLレベルの信号がアドレスバスラ
ッチ回路12の出力イネーブル端子○Eに与えられてい
るので、ラッチされたアドレス情報がアドレスバス55
上に出力される。
最初に、マイクロプロセッサ1lから自系のSRAM回
路21に対してデータの書き込みを行うときの動作を説
明する。
これにはまず、データバス52上に16ビットのデータ
を出力するとともに、マイクロプロセソサl1からのラ
イト信号82をアクティブすなわちLレベルにする。
第2図は、ライト信号切換回路31におけるライト信号
82、ホールドアクノレージ信号71およびRAMライ
ト信号86の関係を表わしたものである。
この図から明らかなように、自系CPUからの書き込み
時にはホールドアクノレージ信号7lがハイレベル(以
下、Hレベルと呼ぶ)、ライト信号82がLレベルとな
るため、RAMライト信号86はライト信号82と等し
くなり、Lレベルとなる(第2図a)。このとき、リー
ド信号81は非アクティブすなわちHレベルとなってい
る。そして、これらLレベルのRAMライト信号86と
Hレベルのリード信号81が、それぞれライトイネーブ
ル端子WEおよび出力イネーブル端子○Eに与えられる
と、SRAM回路21に対して書き込みが行われる。こ
の場合、SRAM回路2lのどの領域に書き込みが行わ
れるかが問題となるが、これはチップセレクト回路41
によって作或される下位チップセレクト信号87および
上位チップセレクト信号88により決定される。
第3図は、チップセレクト回路41における動作を表わ
したものである。
この図から明らかなように、このチソブセレクト回路4
1では上位バイトイネーブル信号83およびアドレスバ
スの最下位ビット″AO”の組み合わせにより下位また
は上位のSRAMチノプが選択される。この場合、ある
アドレスに対してアクセスするには、バイト単位すなわ
ち8ビット単位で行う場合と、ワード単位すなわち16
ビット単位で行う場合とがある。例えば、偶数アドレス
に対してバイト単位でアクセスする場合には、上位バイ
トイネーブル信号83をHレベル、最下位ビット“AO
”をLレベルにセットすればよい。
これにより、下位チップセレクト信号87がLレベル、
上位チップセレクト信号88がHレベルとなり、偶数ア
ドレスに対応するSRAM2 2が選択されろく第3図
g)。
以下同様にして、奇数アドレスへのバイトアクセス(第
3図h)、偶数アドレスへのワードアクセス(第3図e
)、および奇数アドレスへのワードアクセス(第3図f
)を行うことができる。ただし、奇数アドレスへのワー
ドアクセスの場合には、2回のバスサイクルを要する。
すなわち、第1回目のバスサイクルで奇数アドレスに対
応するSRAM23を選択し、第2回目のバスサイクル
で偶数アドレスに対応するSRAM22を選択するので
ある。
このようにしてSRAM回路21の所望の領域に対する
データの書き込みが行われる。
同様にして、データの読み出し時にはライト信号82が
Hレベルとなるため、ライト信号R A Mライト信号
86はHレベルすなわち非アクティブ状態となる(第2
図b)。このとき、リード信号81はアクティブ状態す
なわちLレベルとなって出力イネーブル端子OEに供給
されるため、続出状態となる。この場合も、前記したよ
うに、下位チップセレクト信号87および上位チップセ
レクト信号88によりアクセスする領域の指定が行われ
る(第3図)。
以上のようにして、自系のマイクロプロセッサ11から
SRAM回路21に対するアクセスが行われる。
次に、マイクロプロセッサ11から他系パッケージに対
するアクセス動作を説明する。
この場合、アクセス動作に入る前に対象となる他系パッ
ケージに対してアクセス要求をすることにより、他系パ
ッケージのCPUをホールドさせる必要がある。これに
より、自系パッケージが他系パノケージ内のバス使用権
を得ることができる。
まず、アドレスレスバスラッチ回路12でラッチされた
アドレス情報は20ピット幅のアドレスバス55上に現
れ、16ビット“A1”〜“A16”はアドレスバスト
ランシーバl3に、このうちの2ビット“A1”、“A
2”はパラレルインタフエイス25に供給される。この
とき、アドレスデコーダ27からの第2のチップセレク
ト信号73はアクティブすなわちLレベルとなり、パラ
レルインクフエイス25が選択される。これにより、ア
ドレスピット“A1”、“A2”により指定されたアド
レスの他系パッケージに対し、出力端子28からHレベ
ルの通知信号75が出力され、これを検出した他系パッ
ケージからHレベルの確認信号76が人力される。これ
により、他系パッケージのCPUはホールド状態となり
、自系パッケージからの制御により他系パッケージへの
データ転送を開始できる状態となる。
このとき、アドレスバストランシーバ13の方向制御端
子DIRにはHレベルのホールドアクノレージ信号71
が与えられ、かつゲート端子GはLレベルであることか
ら、AからBの方向にアドレス情報が転送され、アドレ
スバス56上にアドレス情報が現れる。
一方、第1および第2のデータバスドライバ15、16
からデータバス53、54上に送出された下位、上位8
ビットのデータはそれぞれ第1、第2のデータバストラ
ンシーバ17、18に人力される。ここでは、ゲート端
子Gに与えられている最下位ビット“AO”および反転
ビット“AON”の状態により下位、上位8ビットの選
択が威されるとともに、アンドゲート48を介して供給
されるホールドアクノレージ信号71とリード信号81
によりデータ転送方向が決定される。
第4図・は、第1、第2のデータバストランシーバ17
、18の動作を表わしたものである。
この図で、例えば他系パッケージへのデータ転送時には
、ホールドアクノレージ信号71とリード信号81は、
いずれも非アクティブすなわちHレベルであることから
方向制御端子DIRにはHレベルの信号が供給される。
これにより、AからBの方向への出力状態となる。この
とき、最下位ビット“AO”をLレベルにすると反転ビ
ット“AON”はHレベルとなることから第1のデータ
バストランシーバ17のゲートのみが開かれ、下位8ビ
ットのデータがデータバス57に送出される(第4図i
)。これにより、他系パッケージの偶数アドレスに下位
8ピットが転送される。逆に、最下位ビッ}”AO”を
Hレベルにすると反転ビット“AON”はLレベルとな
ることから第2のデータバストランシーバ18のゲート
のみが開かれ、上位8ビットのデータがデータバス57
に送出される(第4図」〉。これにより、他系パッケー
ジの奇数アドレスに上位8ビットが転送される。こうし
て、アドレスを連続してアクセスした場合には下位、上
位が交互に切り換わり、他系パッケージにとっては8ビ
ットのバスアーキテクチャをもつように見えるのである
こうして、他系パッケージへのアクセスカ旬茎了したの
ち、パラレルインクフエイス25はLレベルの通知信号
75を他系パッケージに送出する。
これにより、他系パッケージのCPUは復帰し、確認の
ためLレベルの確認信号76を返送する。
次に、他系パッケージから自系内のSRAM回路21に
データ転送を行う場合について説明する。
この場合には、データ転送に先立って自系パソケージの
CPUをホールド状態とし、バス使用権を他系パッケー
ジのCPUに与える。
まず、第2のチップセレクト信号73がLレベルとなっ
てパラレルインクフェイス25が選択される。そして、
他系パッケージからHレベルの通知信号75が入力端子
29に人力されると、これを検出してHレベルの確認信
号76を出力端子28から出力する。このとき自系パッ
ケージがスタンバイ状態すなわちスタンバイ信号77が
Hレベルであれば、これらの信号のアンド条件からHレ
ベルのCPUホールド要求信号78が出力され、自系パ
ッケージのマイクロプロセッサ11のホールド要求端子
HLRに供給される。マイクロプロセッサl1は、これ
に対応してインバータ26を介してLレベルのホールド
アクノレージ信号71を出力し自らはホールド状態とな
るため、バスの使用権は他系パッケージのCPUに渡さ
れることになる。
このとき、ホールドアクノレージ信号71はLレベルで
あることから、RAMライト信号86として他系パッケ
ージのCPUからのライト信号85が採用されLレベル
となる(第2図C)。これにより、SRAM回路21に
対して書き込みが行われる。この場合、SRAM回路2
1の書き込まれる領域は、前記と同様に、チップセレク
ト回路41によって作戊される下位チップセレクト信号
87および上位チップセレクト信号88により決定され
る(第3図)。
一方、アドレスバストランシーバ13の方向制御端子D
IRに与えられたホールドアクノレージ信号71がLレ
ベル、かつゲート端子GはLレベルであることから、B
からΔの方向にアドレス情報が転送され、アドレスバス
55上に他系バンケージからのアドレス情報が現れる。
また、他系パッケージからデータバス57上に送出され
た下位または上位8ビソトのデータはそれぞれ第l、第
2のデータバストランシーバ17、18に入力される。
ここでは前記した他系パッケージへのアクセスの場合と
逆の動作が行われる。
この場合、ホールドアクノレージ信号71がLレベルで
あることから方向制御端子DIRにはLレベルの信号が
供給される。これにより、BからAの方向への入力状態
となる。このとき、例えば最下位ビット“AO″をLレ
ベルにすると反転ビット“AON”はHレベルとなるこ
とから第lのデータバストランシーバ17のゲートのみ
が開かれ、下位8ビットのデータがデータバス53に送
出される(第4図k)。これにより、他系パッケージの
偶数アドレスからの8ビットのデータが下位ビット用S
RAM22の偶数アドレスに書き込まれる。逆に、最下
位ビット“AO”をHレベルにすると反転ビット“A 
O N”はLレベルとなることから第2のデータバスト
ランシーバ18のゲートのみが開かれ、上位8ビットの
データがデータバス54に送出される(第4図l)。こ
れにより、他系パッケージの奇数アドレスからの8ビ7
}のデータが上位ビット用SRAM23の奇数アドレス
に書き込まれる。こうして、アドレスを連続してアクセ
スした場合には下位、上位が交互に切リ換わり、8ビッ
トのバスアーキテクチャとして動作を行うのである。
こうして他系パッケージからのアクセスが緒了すると、
他系パッケージからLレベルの通知信号75が人力され
、これに応答するLレベルの確認信号76を他系パッケ
ージに送出する。これにより、自系パッケージのCPU
すなわちマイクロプロセッサ11は復帰する。
以上説明したように本実施例によれば、l6ビットのデ
ータバス幅をもつCPUであっても、8ビット幅のバス
アーキテクチャとして他系パツケージとのデータ転送を
行うことができる。しかも、本実施例では他系パッケー
ジとの相互の準備確認を行ったうえでアクセスを開始す
るため、確実なデータ転送を行うことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、CPUのバスアー
キテクチャを変更した場合でも、外部パッケージを変更
することなく外部パッケージのバスアーキテクチャに適
合させることができる。
従って、設計・試作を最初から行う必要がなく、修正時
間の削減およびコストの低減という効果がある。
また、外部データバスは従来通りのバス幅で内部データ
バス幅だけが大きいCPUを採用する場合と異なり、自
系パッケージ内のメモリに対しては変更後の大きいデー
タバス幅でアクセスするため、処理速度が速いという効
果がある。
また、データバスを時分割的に下位、上位に切り換える
ことで外部パッケージの偶数、奇数アドレスに割り付け
るため、外部パッケージのアドレス領域を拡張できると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を説明するためのもので、この
うち第1図はバスアーキテクチャ変換回路およびその周
辺部分を示す回路図、第2図はライト切換回路の動作を
説明するための説明図、第3図はチップセレクト回路の
動作を説明するための説明図、第4図は第1、第2のデ
ータバストランンーバの動作を説明するための説明図で
ある。 11・・・・・・マイクロプロセッサ、12・・・・・
・アドレスバスラッチ回路、13・・・・・・アドレス
バストランシーバ回路、15、16・・・・・・データ
バスドライバ、17、18・・・・・・テータバストラ
ンシーバ、21・・・・・・SRAM回路、 25・・・・・・パラレルインタフエイス、27・・・
・・・アドレスデコーダ、 31・・・・・・ライト信号切換回路、41・・・・・
・チップセレクト回路。 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 自系マイクロプロセッサのデータバスを構成する下位ビ
    ットおよび上位ビットを、それぞれ外部パッケージのア
    ドレス領域の偶数アドレスおよび奇数アドレスに割り当
    てるバス選択割当て手段と、他系のマイクロプロセッサ
    パッケージからの制御信号により、前記外部パッケージ
    のアドレス領域の偶数アドレスおよび奇数アドレスに割
    り当てられたデータを、前記自系マイクロプロセッサパ
    ッケージ内に配置した第1のメモリおよび第2のメモリ
    にそれぞれ対応させて割り当てるための選択を行うメモ
    リ選択手段 とを具備することを特徴とするバスアーキテクチャ変換
    回路。
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