JPH04245332A - データ処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ処理技術さらに
はマイクロコンピュータシステムにおけるタイマ機能の
実現に適用して特に有効な技術に関し、例えばソフトタ
イマに利用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロコンピュータシステムに
おいて、内部タイマを有しないＣＰＵが一定時間動作待
ちをする方式としては、ＷＡＩ命令のような専用の動作
停止命令を用いる方式やタイマ機能を有する周辺ＬＳＩ
と組み合わせて使用する方式およびソフトタイマを用い
る方式がある。このうち、専用の動作停止命令を用いる
方式は動作停止命令でＣＰＵは割込み待ちとなり、割込
みが入力されるまでの一定時間ウェイト状態となる。一
方、ソフトタイマを用いる方式は、例えばカウンタをイ
ンクリメントする命令を所定回数繰返し実行するルーチ
ンをプログラム上に設けておき、プログラムの実行時間
で一定時間の動作待ちをするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方式のうち、
専用の動作停止命令を用いる方式やタイマ機能を有する
周辺ＬＳＩと組み合わせて使用する方式は、外部のクロ
ックやウェイトサイクル数に依存せず一定時間待つプロ
グラムを作成することができる。一方、ＣＰＵは外部か
ら供給されるシステムクロックや内部発振回路の発振信
号を分周したクロックに同期して動作するので、プログ
ラムの実行速度がシステムクロックの周波数と実行サイ
クル数に依存する。そのため、ソフトタイマを用いる方
式にあっては、ＣＰＵのバージョンアップ等に起因して
システムクロックに変更があったりウェイトサイクルが
挿入されたりするとプログラムの実行時間が変わってし
まい、一定の待ち時間が得られないという問題点がある
。ウェイトサイクル数はプログラムの動作環境すなわち
プログラムメモリがＲＯＭか内部ＲＡＭかあるいはキャ
ッシュＲＡＭかによって変わってしまう。各デバイスの
アクセスタイムが相違するからである。その結果、周辺
ＬＳＩとの同期をとるための手段としてソフトタイマを
用いているシステムでは、システムクロックやウェイト
サイクル数の変更に伴ってシステムが誤動作したり、動
かなくなったりすることがあった。従来、このような場
合には、プログラムの変更を余儀なくされていた。

【０００４】本発明の目的は、動作クロックの周波数に
依存せず一定時間動作待ちをする命令を備えたマイクロ
コンピュータを提供することにある。本発明の他の目的
は、プログラムの動作環境としてのプログラムメモリの
ウェイトサイクル数が変わっても一定時間動作待ちをす
る命令を備えたマイクロコンピュータを提供することに
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。

【０００５】

【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、ＣＰＵに動作クロックの周波数
に関する情報を入力するための端子を設けるとともに一
定時間で動作する専用の命令を用意し、この命令を実行
する際には上記端子からの入力情報を読み込んでこの情
報に応じて実行サイクル数を決定してから、その命令も
しくは所定の他の命令を、決定したサイクル数に従って
実行させるようにしたものである。

【０００６】

【作用】上記した手段によれば、ＣＰＵ自身が動作クロ
ックの周波数を知ることができ、これによってその周波
数に関する情報から命令の実行に要するサイクル数を決
定してそのサイクル数だけかけてその命令を実行するた
め、動作クロックの周波数に依存せず一定時間動作待ち
をするソフトタイマを実現することができる。また、命
令の実行時間は、命令の読出し時間と狭義の命令実行時
間の和であり、命令の実行時間はメモリデバイスのアク
セスタイムによって変わってくるが、本命令の実行の際
の命令フェッチは１回であって全体の実行時間（通常数
ｍ秒に設定される）からみればアクセスタイムの差異（
通常は数ないし数＋ｎ秒である）は無視できるほど小さ
いため、メモリデバイスのアクセスタイムに依存せず一
定時間動作待ちをすることができる。

【０００７】

【実施例】図１には、本発明に係るマイクロコンピュー
タの一実施例の概略が示されている。図１において、符
号ＣＰＵで示されているのがマイクロコンピュータ、Ｃ
Ｋで示されているのが外部からのシステムクロックが入
力されるクロック端子である。この実施例では、チップ
の外部端子として３個のクロック情報入力端子Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３が設けられている。また、ＣＰＵ内には上記ク
ロック情報から実行サイクル数を決定するためのテーブ
ルＴＢＬが設けられている。このテーブルＴＢＬはＣＰ
ＵがＲＯＭを内蔵する場合はそのＲＯＭの中に、またＣ
ＰＵが内部ＲＯＭを有しないがＲＡＭもしくは汎用レジ
スタ群を有する場合はその中に、あるいはマイクロプロ
グラム制御方式のＣＰＵではマイクロＲＯＭ内に設ける
ことができる。さらには、専用の再書込み可能なＥＰＲ
ＯＭを内蔵させてそこに上記テーブルＴＢＬを入れるよ
うにしてもよい。

【０００８】図２には、上記テーブルＴＢＬの構成例が
示されている。この実施例では、クロック情報入力が３
ビットのバイナリコードで構成されているため、８種類
の動作クロック周波数を区別できるようにされており、
各周波数に対応した実行サイクル数がテーブルＴＢＬ上
に掲記されている。なお、このテーブルにおいて動作ク
ロック周波数は実サイクル数との対応を明確にするため
示したもので、実際のＣＰＵ内にはクロック情報をイン
デックスとして実行サイクル数のみが掲記される。この
テーブルには、一定時間待ちの命令が１ｍ秒かけて実行
されるのに必要な実行サイクル数が示されており、１ｍ
秒をクロック周波数で割った値が実行サイクル数になる
という関係がある。

【０００９】特に制限されないが、この実施例のＣＰＵ
は、一定の時間待ちをする専用の命令（以下、ＷＡＩＴ
命令と称する）を解読し実行する機能をマイクロプログ
ラムシーケンスにより実行可能に構成されている。

【００１０】次に、上記ＣＰＵの動作について説明する
。ＣＰＵは、まずリセット時に上記クロック情報入力端
子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の状態を読み込んでそのクロック情
報に基づいて上記テーブルＴＢＬを参照し、対応する実
行サイクル数をテーブルから読み出して実行ユニット内
のレジスタＲＥＧにセットする。そして、プログラム実
行中に一定の時間待ちをするＷＡＩＴ命令をフェッチす
ると、実行ユニット内のカウンタＣＮＴ（もしくはイン
クリメンタ）により外部から端子ＣＫに入力されている
システムクロックのサイクル数の計数を開始するととも
に、上記レジスタＲＥＧに保持されている値とカウンタ
ＣＮＴの値とをコンパレータＣＭＰで比較し、一致した
時点で上記カウンタＣＮＴをリセットして当該命令サイ
クルを終了し、次の命令フェッチに移行する。

【００１１】なお、上記実施例では実行サイクル数を格
納するテーブルＴＢＬをＣＰＵ内のメモリまたはレジス
タに入れると説明したが、上記テーブルＴＢＬは外部の
メモリに入れておいてイニシャライズ時にＣＰＵ内に読
み込むように構成しても良い。　　また、上記実施例で
は、一定時間待ちのＷＡＩＴ命令をフェッチしたときに
、テーブルＴＢＬで参照された実行サイクル数かけてそ
の命令を実行するように構成したが、ＷＡＩＴ命令と従
来のソフトタイマで行なわれていた所定の命令を繰返し
実行するルーチンとを組み合わせて、ＷＡＩＴ命令をフ
ェッチしたときにはそれに続く繰返しルーチンをテーブ
ルを参照して決定した実行サイクル数だけ実行させるよ
うに構成してもよい。

【００１２】さらに、上記実施例では、実行ユニット内
のレジスタやカウンタ、コンパレータを使って専用の一
定時間待ち命令としてのＷＡＩＴ命令を実行するように
しているが、ＷＡＩＴ命令を実行する専用のハードウェ
アを設けるようにしてもよい。レジスタとカウンタおよ
びコンパレータを設ける代わりに、ダウンカウンタを設
けてＷＡＩＴ命令で実行サイクル数を上記ダウンカウン
タにセットしてこれをシステムクロックに同期して減数
させるように構成してもよい。

【００１３】また、上記実施例では外部からＣＰＵの動
作クロツクを与えるようにしているが、内部に発振回路
を備えその発振信号を分周して動作クロックとする形式
のＣＰＵにおいてもＥＸＴＡＬ端子外付けする水晶振動
子によって発振数が変わるので、本発明を適用して振動
子を変えると同時に外部から入力するクロック周波数に
関する情報を変えるようにするとよい。

【００１４】以上説明したように、上記実施例は、ＣＰ
Ｕに外部からクロックの周波数に関する情報を入力する
ための端子を設けるとともに一定時間で動作する専用の
命令を用意し、この命令を実行する際には上記端子から
の入力情報を読み込んでこの情報に応じて実行サイクル
数を決定してから、その命令もしくは所定の他の命令を
、決定したサイクル数に従って実行させるようにしたの
で、ＣＰＵ自身がクロックの周波数に関する情報から命
令の実行に要するサイクル数を決定してそのサイクル数
だけかけてその命令を実行するため、動作クロックの周
波数に依存せず一定時間動作待ちをするソフトタイマを
実現することができる。その結果、システムのクロック
が変更されてもプログラムを書き直す必要がなく、クロ
ック情報入力端子に印加するコードを変更するだけで済
みプログラムの移植性が向上するという効果がある。 また、命令の実行時間は、命令の読出し時間と狭義の命
令実行時間の和であり、命令の実行時間はメモリデバイ
スのアクセスタイムによって変わってくるが、本命令の
実行の際の命令フェッチは１回であって全体の実行時間
からみればアクセスタイムの差異は無視できるほど小さ
いため、メモリデバイスのアクセスタイムに依存せず一
定時間動作待ちをさせることができる。

【００１５】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、本発明は上記実施例に
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。例えば、上
記実施例では、リセット時にテーブルＴＢＬを参照して
対応する実行サイクル数をレジスタに設定するようにし
ているが、実行サイクル数はリセット時ではなくＷＡＩ
Ｔ命令をフェッチしたときに行なうようにすることも可
能である。さらに、実行サイクル数はテーブルを参照し
て決定する代わりに、演算によって求めるようにしても
よい。なお、この発明においてマイクロコンピュータと
はマイクロプロッセおよびシングルチップマイクロコン
ピュータを含むものである。

【００１６】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マイク
ロコンピュータに適用した場合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、データ処理装置
一般に利用することができる。

【００１７】

【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、ＣＰＵ自身がクロックの周
波数に関する情報から命令の実行に要するサイクル数を
決定してそのサイクル数だけかけてその命令を実行する
ため、動作クロックの周波数に依存せず一定時間動作待
ちをするソフトタイマを実現することができ、システム
のクロックが変更されてもプログラムを書き直す必要が
なく、クロック情報入力端子に印加するコードを変更す
るだけで済みプログラムの移植性が向上するとともに、
メモリデバイスのアクセスタイムに依存せず一定時間動
作待ちをさせることができる。ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したマイクロコンピュータの一実
施例の要部の概略構成図である。

【図２】実施例のマイクロコンピュータに設けられた参
照テーブルの構成例を示す説明図である。

【符号の説明】

ＣＰＵ　　マイクロコンピュータ Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３　　クロック情報入力端子ＴＢＬ　　
参照テーブル ＲＥＧ　　レジスタ ＣＮＴ　　カウンタ ＣＭＰ　　コンパレータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動作クロックの周波数に関する情報を入力
   するための端子を備え、所定の命令を実行する際には上
   記端子からの入力情報に応じて実行サイクル数を決定し
   てから、決定したサイクル数に従って命令サイクルを実
   行するように構成されてなることを特徴とするデータ処
   理装置。
2. 【請求項２】内部に、上記端子より入力された動作クロ
   ックの周波数に関する情報と実行サイクル数との関係を
   示すテーブルを備え、所定の命令を実行する際には上記
   テーブルを参照して実行サイクル数を決定することを特
   徴とする請求項１記載のデータ処理装置。
3. 【請求項３】上記端子より入力された動作クロックの周
   波数に関する情報に対応する実行サイクル数を設定する
   ためのレジスタと、動作クロックを計数するカウンタと
   、上記レジスタとカウンタの値を比較するコンパレータ
   とを備え、所定の命令のフェッチによって上記レジスタ
   への設定を行ないかつ上記カウンタによる計数を開始し
   、コンパレータによる一致の検出によって上記レジスタ
   をリセットし、命令サイクルを終了するように構成され
   てなることを特徴とする請求項１または２記載のデータ
   処理装置。