JPH04350737A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JPH04350737A
JPH04350737A JP3124249A JP12424991A JPH04350737A JP H04350737 A JPH04350737 A JP H04350737A JP 3124249 A JP3124249 A JP 3124249A JP 12424991 A JP12424991 A JP 12424991A JP H04350737 A JPH04350737 A JP H04350737A
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JP
Japan
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microcomputer
register
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data
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JP3124249A
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Hajime Sakuma
肇 佐久間
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/30Monitoring
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/36Preventing errors by testing or debugging software
    • G06F11/362Software debugging
    • G06F11/3648Software debugging using additional hardware
    • G06F11/3656Software debugging using additional hardware using a specific debug interface

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microcomputers (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)
  • Test And Diagnosis Of Digital Computers (AREA)

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、マイクロコンピュータ
に関して特にマイクロコンピュータの内部資源をマイク
ロコンピュータの外部からモニタする機能に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロコンピュータの動作に関して、
図5を用いて説明する。
【0003】マイクロコンピュータ100は、アドレス
バス103、データバス104でメモリ200と接続さ
れる。マイクロコンピュータ100の内部は、ALU1
05、複数のレジスタを含むレジスタ106、命令レジ
スタ150、レジスタアドレス生成回路151、アドレ
スバッファ101、データバッファ102から構成され
、それぞれ内部データバス108、レジスタアドレスバ
ス107等で接続されている。
【0004】通常、マイクロコンピュータは、テンポラ
リレジスタ、マイクロプログラムROM、周辺回路、そ
の他各種ランダムなロジック、また場合によってはRO
M、RAM等も含まれるが、ここでは説明を簡略にする
ために、これらハードウェアに関する記述は省略する。
【0005】マイクロコンピュータには、内蔵するレジ
スタ間転送命令、レジスタ間演算命令、またメモリとレ
ジスタ間の転送、演算命令、分岐命令など多種多様の命
令がある。代表的な命令の動作を簡単に説明する。
【0006】レジスタ間演算命令の場合には、命令レジ
スタ150に格納されたレジスタ指定情報から、レジス
タアドレス生成回路151によってレジスタアドレスバ
ス107に対象レジスタアドレスを出力する。対象とな
るレジスタはレジスタ106から読み出されALU10
5によって所定の演算を実行した後、内部データバス1
08経由でレジスタ106内の所定のレジスタに書き戻
される。
【0007】メモリからレジスタへの転送命令の場合に
は、命令レジスタ150に格納されたメモリアドレス情
報から所定のメモリアドレスを生成し(通常メモリアド
レスは、ALU105を利用した加算等の演算で生成さ
れるが、本特許とは直接関係ないため詳細な説明な省略
する)、内部データバス108経由でアドレスバッファ
101にメモリアドレスを格納する。このメモリアドレ
スはアドレスバス103経由で、外部のメモリ200に
出力される。メモリ200から読み出されたデータは、
データバス104経由でデータバッファ102に格納さ
れる。次にレジスタへ書き戻す場合には、命令レジスタ
150に格納されたレジスタ指定情報から、レジスタア
ドレス生成回路151によってレジスタアドレスバス1
07に対象レジスタアドレスを出力し、同時にデータバ
ッファ102の内容を、内部データバス108経由で所
定のレジスタに格納する。
【0008】以上2つの代表的に命令の動作を簡単に説
明したが、ここで注目する点は、命令の実行中に演算の
対象となるデータが、マイクロコンピュータの外部に出
力されるか否かという点である。レジスタとメモリ間操
作の場合には、メモリのアドレスはアドレスバス103
に出力され、またメモリの内容はデータバス104に出
力される。従って、マイクロコンピュータ100の外部
でアドレスバス103、データバス104をモニタして
いれば(通常、リードまたはライトのストローブ信号も
モニタすることが多い説明は省略した)、マイクロコン
ピュータの動作を妨げずにアドレスとデータを外部で検
知することができ、実行の状態をマイクロコンピュータ
外部から知ることができる。
【0009】一方、レジスタ間の演算の場合には先に説
明したように、マイクロコンピュータ100の内部デー
タバス108と、レジスタアドレスバス107にしか情
報が出力されず、マイクロコンピュータ100の外部か
らは内部でどのような処理が行なわれているか知ること
ができない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、レジ
スタを操作するような命令の場合、また説明を省略した
が内蔵のRAMがあった場合の、このRAMに対する操
作など、マイクロコンピュータ内部に閉じている資源を
操作する場合には情報が外部に出力されない。
【0011】マイクロコンピュータのプログラム開発時
には、この種の閉じた情報を参照する必要が多々あり、
これを実現するためには、マイクロコンピュータの実行
を一旦止めて、内部資源の情報を外部に出力する命令を
実行させることで外部で情報を得る方法が採られる。
【0012】しかし、マイクロコンピュータを利用して
機械を制御するようなアプリケーションの場合には、マ
イクロコンピュータの実行を一旦停止させると制御の対
象となっている機械が暴走したり、故障したりする可能
性がある。またマイクロコンピュータの実行を停止させ
ると開発時と実行時のプログラムの実行時間に差がでて
くるため、実時間での開発が不可能となる。従って、こ
のようなアプリケーションの時には、マイクロコンピュ
ータ内部に閉じている資源の情報を得る手段がないため
、プログラム開発が非常に困難となる。
【0013】
【課題を解決するための手段】単一半導体基板上に中央
処理装置、複数のレジスタを集積する本発明によるマイ
クロコンピュータは、前記マイクロコンピュータの外部
に出力されておらず内部に閉じている資源に対し、予め
指定された内蔵資源の内容を、所定のタイミングで取り
込む保持手段を1つまたは複数備え、前記保持手段を複
数具備する場合には、前記複数の保持手段を識別する手
段を有し、且つ前記マイクロコンピュータの外部に対し
前記保持手段の内容を、所定のタイミングで出力する出
力手段を有し、前記マイクロコンピュータが本来実行す
べき動作を妨げることなく、前記保持手段の内容を前記
出力手段を用いて、前記マイクロコンピュータの外部へ
出力することを特徴としている。
【0014】加えて、前記出力手段にシリアルインター
フェイスを用いることを特徴としている。
【0015】加えて、前記資源がレジスタであった場合
、該レジスタアドレスを予め設定しておくレジスタアド
レス設定手段を1つまたは複数備え、且つ該レジスタア
ドレス設定手段に格納されたレジスタアドレスと、前記
マイクロコンピュータ内部の前記レジスタをアドレスす
るためのアドレスバス上に流れるレジスタアドレスとの
比較を行なう比較器を1つまたは複数有し、前記比較器
の一致タイミングに同期して、前記マイクロコンピュー
タ内部のデータバス上に流れるデータを前記保持手段に
取り込むことを特徴としている。
【0016】加えて、前記出力手段にシリアルインター
フェイスを用いる場合、前記保持手段の内容を所定の数
だけ前記シリアルインターフェイスを経由して前記マイ
クロコンピュータの外部へ出力した後、前記シリアルイ
ンターフェイスを入力モードに切り換えることで、前記
マイクロコンピュータの外部から前記内蔵資源を識別す
る識別データを入力することを特徴としている。
【0017】加えて、前記出力手段にシリアルインター
フェイスを用いる場合、前記保持手段の内容を所定の数
だけ前記シリアルインターフェイスを経由して前記マイ
クロコンピュータの外部へ出力した後、前記シリアルイ
ンターフェイスを入力モードに切り換えることで、前記
マイクロコンピュータの外部から前記レジスタアドレス
設定手段に格納するレジスタアドレスを入力することを
特徴としている。
【0018】
【実施例】以下、実施例につき詳述する。
【0019】本発明の第1の実施例について、図1と図
2を参照しながら説明する。
【0020】マイクロコンピュータ100は、アドレス
バス103、データバス104でメモリ200と接続さ
れる。マイクロコンピュータ100の内部は、ALU1
05、レジスタ106、アドレスバッファ101、デー
タバッファ102から構成され、それぞれ内部データバ
ス108、レジスタアドレスバス107等で接続されて
いる。
【0021】また、従来例での説明と同様、マイクロコ
ンピュータは、テンポラリレジスタ、マイクロプログラ
ムROM、周辺回路、その他各種デコーダ、また場合に
よってはROM、RAM等も含まれるがここでは説明を
簡略するためにこれらのハードウェアは省略する。且つ
、従来例の説明では命令レジスタ、レジスタアドレス生
成回路等の記述があったが、これらは本実施例でも同様
であるため説明を省略し、且つ繁雑になるため図示も省
略する。
【0022】本実施例では、上記構成に加えて、比較器
110,120、レジスタアドレス設定レジスタ111
,121、データ保持レジスタ130,140、比較器
110からの一致信号112、同様に比較器120から
の一致信号122、インターバルタイマ400、シリア
ルインターフェイス300、バスアービタ302、バス
切り換え信号301,チャネル選択器303から構成さ
れる。またシリアルインターフェイス300からは、マ
イクロコンピュータ100の外部に対してシリアルバス
310とシリアルクロック311が出力されている。
【0023】また、本説明において、比較器110、レ
ジスタアドレス設定レジスタ111、データ保持レジス
タ140を1つのグループとして扱い、チャネル0と呼
ぶことにする。また同様に、比較器120、レジスタア
ドレス設定レジスタ121、データ保持レジスタ130
を別のグループとして扱い、チャネル1と呼ぶことにす
る。
【0024】本例におけるシリアルインターフェイス3
00は、マイクロコンプータ100に内蔵されるインタ
ーバルタイマ400から所定のインターバルで起動要求
を受け、一連のシリアルデータをシリアルバス310経
由で、シリアルクロック311に同期させた入出力を実
行する。1回の起動でシリアル送受信する単位を1フレ
ームと呼び、1フレームの構成を図2に記す。
【0025】1フレームは、前半出力モード、後半入力
モードとなりシリアルインターフェイス300は、前半
チャネル0とチャネル1のデータを出力する。チャネル
のデータとは、チャネル0ならばデータ保持レジスタ1
40の内容が、チャネル1ならばデータ保持レジスタ1
30の内容となる。
【0026】両チャネルの情報を出力した後、シリアル
インターフェイス300は入力モードとなり、後半はマ
イクロコンピュータ100外部から新たなアドレス設定
情報が入力される。アドレス設定情報はチャネル番号と
、レジスタアドレスから構成される。チャネル番号とは
、本例ではチャネル0、1だけであるため、例えばチャ
ネル0に対しては0、チャネル1に対しては1を対応さ
せる。レジスタアドレスは、マイクロコンピュータ10
0が内蔵する複数のレジスタの内、モニタすべきレジス
タ1つだけに対応したアドレスである。
【0027】上記のプロトコルで送受信するため、イン
ターバルタイマ400からの最初の起動時には、まだマ
イクロコンピュータ外部からレジスタアドレスの設定が
なされていないため、出力されるデータはダミーデータ
となる。
【0028】アドレス設定データを受信したシリアルイ
ンターフェイス300は、最初に受信した情報がチャネ
ル情報であるため、チャネル選択器303へその情報を
転送する。チャネル選択器303は、例えばチャネル0
指定であればレジスタアドレス設定レジスタ111を選
択する。続いてレジスタアドレスを受信すると、シリア
ルインターフェイス300は、バス切り換え信号301
をアクティブにすることでシリアルインターフェイス3
00側から、レジスタアドレス設定レジスタへのデータ
バスを接続させ、レジスタアドレスを出力する。チャネ
ル0指定であれば、レジスタアドレス設定レジスタ11
1側が選択されているため、レジスタアドレスはレジス
タアドレス設定レジスタ111に格納される。
【0029】同様に、チャネル1指定であればレジスタ
アドレス設定レジスタ121が選択され、レジスタアド
レスが格納される。
【0030】マイクロコンピュータ100の実行時には
、内蔵のレジスタ106へアクセスする度にレジスタア
ドレスバス107には対象となるレジスタのアドレスが
出力される。比較器110は、レジスタアドレスバス1
07上に出力されるレジスタアドレスと、レジスタアド
レス設定レジスタ111の内容を絶えず比較し、一致が
とれると一致信号112を出力する。レジスタアドレス
バス107にレジスタアドレスが出力されている時、レ
ジスタへの書込み処理の場合には、内部データバス10
8上に書込みデータが出力されるため、一致信号112
のタイミングでデータ保持レジスタ140に、内部デー
タバス108上のデータを取り込む。
【0031】チャネル1の場合にも全く同様で、一致信
号122のタイミングでデータ保持レジスタ130に、
内部データバス108上のデータを取り込む。
【0032】インターバルタイマ400からの信号でシ
リアルインターフェイス300が起動されると、シリア
ルインターフェイス300は、バス切り換え信号301
をインアクティブにすることで、バスアービタ302を
切り換え、データ保持レジスタ130,140とシリア
ルインターフェイス300とを接続させる。
【0033】その後、チャネル0のレジスタデータをデ
ータ保持レジスタ140から読み出し、シリアルクロッ
ク311に同期させ、シリアルバス310経由でマイク
ロコンピュータ100の外部へ出力する。続いて、チャ
ネル1のレジスタデータをデータ保持レジスタ130か
ら読み出し、シリアルクロック311に同期させ、シリ
アルバス310経由でマイクロコンピュータ100の外
部へ出力する。
【0034】チャネル0、1のレジスタデータ出力が完
了すると、シリアルインターフェイス300は、シリア
ルバス310を入力モードに切り換え、外部からのレジ
スタアドレス設定を待つ。以降、前述したプロトコルで
レジスタアドレスの設定を実行する。
【0035】本例ではチャネル0、1の2チャネルだけ
の場合を説明したが、チャネル選択器303の構造と、
ハードウェアを追加することによって容易にチャネル数
を追加することが可能である。
【0036】本発明の第2の実施例について、図3、図
4を参照しながら説明する。
【0037】マイクロコンピュータ100、メモリ20
0の構成は基本的に第1の実施例と同等であるため共通
部分に対する説明は省略し、異なる部分のみ説明を加え
る。
【0038】図3におけるマイクロコンピュータ100
には、図1におけるマイクロコンピュータ100に内蔵
されていたインターバルタイマ400がない。一方、一
致信号112によってセットされる起動要求F/F11
3、一致信号122によってセットされる起動要求F/
F123が追加されている。また、外部からシリアルイ
ンターフェイス300に対して起動をかけるための入力
ポート312が追加されている。
【0039】本例におけるシリアルインターフェイス3
00は、起動要求F/F113,123によってシリア
ルデータ出力の起動を受け、一連のシリアルデータをシ
リアルバス310経由で、シリアルクロック311に同
期させ出力する。入出力プロトコルの構成を図4に記す
【0040】第1の実施例と場合と異なり、フレームと
いう概念はない。シリアルインターフェイス300は、
起動要求F/F113,123から起動された時には出
力モードとして、入力ポート312から起動された時に
は、入力モードとして機能する。
【0041】出力モードの時、チャネルのデータとは、
チャネル0ならばチャネル0を示す識別データとデータ
保持レジスタ140の内容が、チャネル1ならばチャネ
ル1を示す識別データとデータ保持レジスタ130の内
容となる。
【0042】入力ポート312からシリアルインターフ
ェイス300に対して、入力モードの起動要求が発生し
た時には、マイクロコンピュータ100の外部から新た
なアドレス設定情報が入力される。アドレス設定情報は
第1の実施例と同様、チャネル番号と、レジスタアドレ
スから構成される。
【0043】アドレス設定データを受信したシリアルイ
ンターフェイス300の動作に関しては、第1の実施例
と同等であるため説明は省略する。
【0044】マイクロコンピュータ100の実行時、デ
ータ保持レジスタ130,140へのレジスタデータ取
り込みに関しても第1の実施例と同等であるため説明は
省略する。
【0045】一致信号112または122の出力タイミ
ングでセットされた起動要求F/F113または123
によってシリアルインターフェイス300が起動される
と、シリアルインターフェイス300は、バス切り換え
信号301をインアクティブにすることで、バスアービ
タ302を切り換え、データ保持レジスタ130,14
0とシリアルインターフェイス300とを接続させる。
【0046】その後、起動要求F/F113がアクティ
ブであれば、チャネル0のレジスタデータをデータ保持
レジスタ140から読み出し、シリアルクロック311
に同期させ、シリアルバス310経由でマイクロコンピ
ュータ100の外部へ出力する。出力が完了すれば起動
要求F/F113をリセットする。
【0047】また、起動要求F/F123がアクティブ
であれば、チャネル1のレジスタデータをデータ保持レ
ジスタ130から読み出し、シリアルクロック311に
同期させ、シリアルバス310経由でマイクロコンピュ
ータ100の外部へ出力する。出力が完了すれば起動要
求F/F123をリセットする。
【0048】以上、マイクロコンピュータ内部の資源を
レジスタ、入出力インターフェイスをシリアルインター
フェイスとして説明をしたが、内部資源をRAM、RO
Mまたは周辺ハードウェア等、また入出力インターフェ
イスをパラレルのバス等としても同様に実現することが
できる。加えて、シリアルインターフェイスをクロック
同期式として説明したが、UARTフォーマット等の異
なったプロトコルであっても同様に実現できる。
【0049】
【発明の効果】上述した方法で、マイクロコンピュータ
100の外部から内蔵のレジスタアドレスを予め設定し
ておき、内部のレジスタアドレスバス107上に出力さ
れたレジスタアドレスとの一致タイミングで、内部デー
タバス108上のデータを取り込み、シリアルインター
フェイス300の経由で外部に出力することで、マイク
ロコンピュータ100の動作を妨げることなく、マイク
ロコンピュータ内部の閉じている情報を外部へ出力する
ことが可能になる。
【0050】このような方法をとることによって、マイ
クロコンピュータを利用して機械を制御するようなアプ
リケーションの場合にも、マイクロコンピュータの実行
を一旦停止させることなくマイクロコンピュータ内部に
閉じている資源の情報を得ることができるため、制御の
対象となっている機械が暴走したり、故障したりするこ
とがない。且つ、マイクロコンピュータの実行を停止さ
せないので、実行時と同様、実時間での開発が可能とな
る。
【0051】また、マイクロコンピュータ内部の資源を
RAM、ROMまたは周辺ハードウェア等、また入出力
インターフェイスをパラレルのバス等としても同様の効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1の実施例におけるマイクロコンピュ
ータのブロック図である。
【図2】第1の実施例におけるシリアルインターフェイ
スのプロトコルである。
【図3】第2の実施例におけるマイクロコンピュータの
ブロック図である。
【図4】第2の実施例におけるシリアルインターフェイ
スのプロトコルである。
【図5】従来例におけるマイクロコンピュータのブロッ
ク図。
【符号の説明】
100    マイクロコンピュータ 101    アドレスバッファ 102    データバッファ 103    アドレスバス 104    データバス 105    ALU 106    レジスタ 107    レジスタアドレスバス 108    内部データバス 110,120    比較器 111,121    レジスタアドレス設定レジスタ
112,122    一致信号 113,123    起動要求F/F130,140
    データ保持レジスタ150    命令レジス
タ 151    レジスタアドレス生成回路200   
 メモリ 300    シリアルインターフェイス301   
 バス切り換え信号 302    バスアービタ 303    チャネル選択器 310    シリアルバス 311    シリアルクロック 312    入力ポート 400    インターバルタイマ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  単一半導体基板上に中央処理装置、複
    数のレジスタを集積するマイクロコンピュータにおいて
    、前記マイクロコンピュータの外部に出力されておらず
    内部に閉じている資源に対し、予め指定された内蔵資源
    の内容を、所定のタイミングで取り込む保持手段を1つ
    または複数備え、前記保持手段を複数具備する場合には
    、前記複数の保持手段を識別する手段を有し、且つ前記
    マイクロコンピュータの外部に対し前記保持手段の内容
    を、所定のタイミングで出力する出力手段を有し、前記
    マイクロコンピュータが本来実行すべき動作を妨げるこ
    となく、前記保持手段の内容を前記出力手段を用いて、
    前記マイクロコンピュータの外部へ出力することを特徴
    とするマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】  前記出力手段にシリアルインターフェ
    イスを用いることを特徴とする請求項1記載のマイクロ
    コンピュータ。
  3. 【請求項3】  前記資源がレジスタであった場合、該
    レジスタアドレスを予め設定しておくレジスタアドレス
    設定手段を1つまたは複数備え、且つ該レジスタアドレ
    ス設定手段に格納されたレジスタアドレスと、前記マイ
    クロコンピュータ内部の前記レジスタをアドレスするた
    めのアドレスバス上に流れるレジスタアドレスとの比較
    を行なう比較器を1つまたは複数有し、前記比較器の一
    致タイミングに同期して、前記マイクロコンピュータ内
    部のデータバス上に流れるデータを前記保持手段に取り
    込むことを特徴とする請求項1記載のマイクロコンピュ
    ータ。
  4. 【請求項4】  前記出力手段にシリアルインターフェ
    イスを用いることを特徴とする請求項3記載のマイクロ
    コンピュータ。
  5. 【請求項5】  前記出力手段にシリアルインターフェ
    イスを用いる場合、前記保持手段の内容を所定の数だけ
    前記シリアルインターフェイスを経由して前記マイクロ
    コンピュータの外部へ出力した後、前記シリアルインタ
    ーフェイスを入力モードに切り換えることで、前記マイ
    クロコンピュータの外部から前記内蔵資源を識別する識
    別データを入力することを特徴とする請求項2記載のマ
    イクロコンピュータ。
  6. 【請求項6】  前記出力手段にシリアルインターフェ
    イスを用いる場合、前記保持手段の内容を所定の数だけ
    前記シリアルインターフェイスを経由して前記マイクロ
    コンピュータの外部へ出力した後、前記シリアルインタ
    ーフェイスを入力モードに切り換えることで、前記マイ
    クロコンピュータの外部から前記レジスタアドレス設定
    手段に格納するレジスタアドレスを入力することを特徴
    とする請求項4記載のマイクロコンピュータ。
JP3124249A 1991-05-29 1991-05-29 マイクロコンピュータ Pending JPH04350737A (ja)

Priority Applications (3)

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JP3124249A JPH04350737A (ja) 1991-05-29 1991-05-29 マイクロコンピュータ
KR1019920009126A KR940011041B1 (ko) 1991-05-29 1992-05-28 마이크로컴퓨터
US08/478,670 US5872961A (en) 1991-05-29 1995-06-07 Microcomputer allowing external monitoring of internal resources

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3124249A JPH04350737A (ja) 1991-05-29 1991-05-29 マイクロコンピュータ

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US (1) US5872961A (ja)
JP (1) JPH04350737A (ja)
KR (1) KR940011041B1 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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