JPH05108553A - バス結合装置 - Google Patents

バス結合装置

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JPH05108553A
JPH05108553A JP27253491A JP27253491A JPH05108553A JP H05108553 A JPH05108553 A JP H05108553A JP 27253491 A JP27253491 A JP 27253491A JP 27253491 A JP27253491 A JP 27253491A JP H05108553 A JPH05108553 A JP H05108553A
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JP
Japan
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bus
buses
data
register
cpu
Prior art date
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Application number
JP27253491A
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English (en)
Inventor
Mikio Ogisu
幹雄 荻須
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05108553A publication Critical patent/JPH05108553A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロコンピュータまたはマイクロプロセ
ッサにおいて、ハードウェアの負担が少なく、かつバス
権獲得待ち状態を低減する。 【構成】 共用データの伝送経路となる1組のバス1に
は、演算器2や演算器制御部(図示せず)から構成され
るCPU3と、レジスタ4と、レジスタ5,6と、レジ
スタ5,6のデータに基づいて周辺部(図示せず)を制
御する周辺部コントロール7,8とが接続されている。
CPU3からのバス制御信号9をトランスファーゲート
10,13に入力することによりバス1を電気的に切断
でき、バス13を電気的に接続することができる。これ
により、バス1を、CPU3およびレジスタ4が接続さ
れている部分と、レジスタ4およびレジスタ5,6が接
続されている部分とに分割し、CPU3およびレジスタ
4間およびレジスタ4およびレジスタ5,6間のデータ
伝送を独立させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロコンピュー
タまたはマイクロプロセッサにおいて、共用データの伝
送経路となるバスをソフトウェアによるプログラム実行
により任意に分割・接続可能としたバス結合装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、マイクロコンピュータまたはマイ
クロプロセッサにおいて、共用データの伝送経路となる
バスの構成としては、共用データの伝送経路を1組のバ
スから構成し、このバスにレジスタ(メモリ)または演
算器を接続し、データを伝送する装置が考えられてい
る。
【0003】この装置の場合、レジスタ・演算器間、ま
たはレジスタ・レジスタ間でのデータ伝送が別タイミン
グで行なわれる場合、バス衝突もなく効率良くデータが
やり取りされるが、データ伝送が同一タイミングで発生
する場合もあり、その場合、レジスタ・演算器間、また
はレジスタ・レジスタ間のいずれかに優先度をつけてデ
ータの衝突が発生しないように工夫されている。一例と
してCPUによるレジスタ・演算器間のデータ伝送と、
DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)によるレジス
タ・レジスタ間のデータ伝送とを考える。
【0004】DMAのデータ伝送の方法としては、CP
Uがバスを使用しないタイミングを利用してデータを伝
送する方法と、CPUの動作を一旦停止してデータを伝
送する方法とがある。前者の方法ではCPU側にバス使
用の優先権があり、DMAがCPUと同時にバス使用要
求を発生させた場合、DMA側が処理待ち状態となり、
一方、後者の方法では、逆にDMA側にバス使用の優先
権があり、CPU側が処理待ち状態となる。したがっ
て、両者ともバスデータの衝突は回避できるが、バス要
求が同時にあった場合には、どちらか一方のみが処理さ
れるため、システムのスループットが低下していた。
【0005】一方、マイクロコンピュータやマイクロプ
ロセッサでは、プログラムデータや演算データがROM
領域に存在する場合と、RAM領域に存在する場合とが
ある。この2領域のデータを獲得(フェッチ)するため
に、ROMとRAMのバスが分離構成されているバス構
成が考えられている。この場合、ROMとRAMのデー
タを同時にアクセスできるので、非常に効率良くデータ
の伝送ができる。しかし、2種類のバスをデータのフェ
ッチ装置に配線する必要があり、システムに占めるバス
配線量の割合が増大していた。
【0006】また、ROMとRAMのバスを分離しない
バス構成が考えられているが、ROMデータとRAMデ
ータの衝突を避けるため、バスの調停処理が必要であ
り、バスを使用できないレジスタまたはCPUは、処理
待ち状態となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のバス
構成では、以下に示す問題点があった。 (A) 共用データの伝送経路を1組のバスにより構成
した場合、バスに接続された機能ユニット(レジスタま
たは演算器)のいずれかがバス権獲得待ち状態となる。
【0008】(B) 一の共用データの伝送経路を1組
のバスにより構成し、他の共用データの伝送経路を他の
1組のバスにより構成した場合、システムに占めるバス
配線量の割合が増大する。 (C) 一の共用データの伝送経路および他の共用デー
タの伝送経路を1組のバスにより構成した場合、機能ユ
ニット(レジスタまたは演算器)のいずれかがバス権獲
得待ち状態となる。
【0009】この発明の目的は上記課題を解決するもの
で、ハードウェアの負担が少なく、かつバス権獲得待ち
状態を低減したバス結合装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のバス結合
装置は、複数の機能ユニット間の共用データの伝送経路
を1組のバスにより構成し、ソフトウェアを介して電気
的に1組のバスを切断または接続するバス制御手段を持
ち、このバス制御手段により1組のバスを切断して1組
のバスを複数のバス構成に変更可能としたものである。
【0011】請求項2記載のバス結合装置は、第1の機
能ユニット間の共用データの伝送経路となる第1の1組
のバスと、第2の機能ユニット間の共用データの伝送経
路となる第2の1組のバスとをソフトウェアを介して電
気的に接続するバス制御手段を持ち、このバス制御手段
により第1の1組のバスと第2の1組のバスとを接続し
て1組のバス構成に変更可能としたものである。
【0012】
【作用】この発明の構成によれば、バス制御手段によ
り、ソフトウェアを介して電気的にバスの切断と接続ま
たはバス間の切断と接続を可能としたことにより、1組
のバス構成から複数のバス構成への変更および複数のバ
ス構成から1組のバス構成への変更が任意に可能とな
る。
【0013】したがって、複数の機能ユニット間の共用
データの伝送経路を1組のバスにより構成した場合にこ
の1組のバスをバス制御手段により分割することによっ
て、バスに接続した各機能ユニットのバス権獲得待ち状
態をなくすことができる。また、第1の機能ユニット間
の第1の共用データの伝送経路を第1の1組のバスによ
り構成し、第2の機能ユニット間の第2の共用データの
伝送経路を第2の1組のバスにより構成した場合にバス
制御手段により第1の1組のバスと第2の1組のバスと
を接続することによって、システムに占めるバス配線量
の割合を増大させることがなく、第1および第2の1組
のバスに接続した各機能ユニットのバス権獲得待ち状態
を低減することができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。図1はこの発明の第1の実施例の
バス結合装置の構成を示すブロック図、図2および図3
は同バス結合装置のバス分割時を説明するためのブロッ
ク図である。なお、図2および図3において、図1と同
符号の部分は同様の部分を示す。
【0015】図1に示すように、マイクロコンピュータ
またはマイクロプロセッサにおいて、共用データの伝送
経路となる1組のバス1には、複数の機能ユニットすな
わち、演算器2や演算器制御部(図示せず)から構成さ
れるCPU3と、レジスタ(データメモリ)4と、レジ
スタ5,6と、レジスタ5,6のデータに基づいて周辺
部(図示せず)を制御する周辺部コントロール7,8と
が接続されている。
【0016】また、9はCPU3により出力されるバス
制御信号、10はバス1をソフトウェアにより電気的に
切断および接続するためのバス制御手段となるトランス
ファーゲート、11,14はレジスタ4をバス1に接続
するためのバス、13はバス14をソフトウエアにより
電気的に切断および接続するためのバス制御手段となる
トランスファーゲート、12はNOT回路、15は周辺
部コントロール7,8より出力される呼出信号をCPU
3に入力するためのCPU・周辺部間信号線である。ま
た、レジスタ4はマルチポートメモリであり、バス1
1,14を接続した相異なる2つのポートを有してお
り、また、このレジスタ4のデータは、各ユニット(演
算器2およびレジスタ5,6)に共通して用いられる共
用データである。また、レジスタ5,6は、周辺部コン
トロール7,8が使用すべきデータをバス1を介して獲
得し、周辺部の動作結果を再びバス1に出力するもので
あり、CPU3と非同期に動作する。
【0017】また、システム内に使用すべきデータが存
在するとすれば、レジスタ4、またはレジスタ5,6の
いずれかに格納されており、CPU3から出力されるア
ドレス情報(図示せず)により、レジスタ4、またはレ
ジスタ5,6のいずれかが選択される。このように構成
したバス結合装置では、CPU3の動作によりバス1を
介してレジスタ5または6にデータを書き込み、このデ
ータに基づいて周辺部が動作を開始し、CPU3はバス
制御信号9を出力する。
【0018】このバス制御信号9はトランスファーゲー
ト10に入力されるとともにNOT回路12を介してト
ランスファーゲート13に入力される。バス1はトラン
スファーゲート10により電気的に切断または接続可能
であり、また、バス14はトランスファーゲート13に
より電気的に切断または接続可能である。バス制御信号
9が“1”のときは、トランスファゲート10はオン状
態となり、CPU3およびレジスタ4が接続されている
バス1の部分と、レジスタ5および6が接続されている
バス1の部分とを電気的に接続することにより、バス1
は1本のバスとなる。同時に、トランスファーゲート1
3はオフ状態となり、バス14は電気的に切断される。
【0019】また、バス制御信号9が“0”のときは、
トランスファゲート10はオフ状態となり、バス1は、
CPU3およびレジスタ4が接続されている部分(図2
参照)と、レジスタ4およびレジスタ5,6が接続され
ている部分(図3参照)とに電気的に切断される。同時
に、トランスファーゲート13はオン状態となり、バス
14を介してレジスタ4をバス1に結合させる(図3参
照)。
【0020】CPU3およびレジスタ4間では演算デー
タや演算結果の引き渡しを行い、また、レジスタ5,6
およびレジスタ4間では周辺部動作データの引き渡しを
行う。このようなデータの引き渡しは、CPU3と、周
辺部コントローラ7,8に接続した周辺部が非同期に動
作しているため、同時に発生することとなる。このよう
な場合、CPU3はバス制御信号9を“0”とし、バス
1を電気的に切断しバス14を接続してCPU3および
レジスタ4が接続されている部分(図2参照)と、レジ
スタ4およびレジスタ5,6が接続されている部分(図
3参照)とに分割する。これにより、レジスタ4および
レジスタ5,6間でのデータ伝送と、レジスタ4および
演算器3間でのデータ伝送とを独立して行うことがで
き、従来のようなバス権獲得待ち状態をなくすことがで
きる。
【0021】また、CPU3により周辺部の制御を行う
場合には、周辺部コントロール7,8からCPU3に、
CPU・周辺部間信号線15を介して呼び出し信号が出
力される。CPU3はこの呼び出し信号を受けてバス制
御信号9を“1”としバス1を結合し、CPU3からレ
ジスタ5,6にアクセス可能な状態とした後、バス1を
介し周辺部への制御を行なう。
【0022】このようにトランスファーゲート10,1
3を用いてソフトウェアによりバス1の電気的な切断お
よび接続を任意に実行可能としたことにより、CPU3
により周辺部を動作させるためにレジスタ5,6にデー
タを設定した後、バス権獲得待ち状態を設けなくてもC
PU3と周辺部は非同期に動作可能となり、システムス
ループットが向上する。
【0023】図4はこの発明の第2の実施例のバス結合
装置の構成を示すブロック図である。図4に示すよう
に、マイクロコンピュータまたはマイクロプロセッサに
おいて、ROM16は、第1の1組のバスとなるプログ
ラムデータバス(以下「バス」という。)17を介して
プログラムデータフェッチ部18に接続されており、R
OM16およびプログラムデータフェッチ部18は第1
の機能ユニットとなる。また、データRAM19は、第
2の1組のバスとなるRAMデータバス(以下「バス」
という。)20を介して、オペランドアドレス計算部2
1に接続されており、データRAM19およびオペラン
ドアドレス計算部21は第2の機能ユニットとなる。ま
た、バス17とバス20は、バス制御手段となるトラン
スファーゲート22を介して接続されており、バス調停
部23からのバス結合信号24が“1”のときに電気的
に接続される。また、バス調停部23は、プログラムデ
ータフェッチ部18およびオペランドアドレス計算部2
1からバス権獲得信号25,26を受取ることにより、
両者のROM16またはデータRAM19へのアクセス
に対して調停を行なうものである。また、オペランドア
ドレス計算部21は、マイクロコンピュータまたはマイ
クロプロセッサのオペランドデータ獲得先を決定する。
なお、バス権獲得に関する優先度は(オペランドアドレ
ス計算部21)>(プログラムデータフェッチ部18)
とする。
【0024】このように構成したバス結合装置は、プロ
グラムデータフェッチ部18によりROM16にアクセ
スし、オペランドアドレス計算部21によりデータRA
M19にアクセスする場合には、バス結合信号24を
“0”とすることによりトランスファーゲート22をオ
フ状態とし、バス17およびバス20を非接続とする。
これにより、プログラムデータフェッチ部18はROM
16にアクセスし、オペランドアドレス計算部21はデ
ータRAM19にアクセスする。
【0025】次に、プログラムデータフェッチ部18が
データRAM19からデータを獲得する場合を説明す
る。バス調停部23は、オペランドアドレス計算部21
がデータRAM19をアクセスしていないことを確認
し、バス結合信号24を“1”とすることにより、トラ
ンスファーゲート22をオン状態とし、バス17とバス
20を接続する。これにより、プログラムデータフェッ
チ部18は、バス20,トランスファーゲート22およ
びバス17を介して、データRAM19のデータ獲得が
可能となる。なお、オペランドアドレス計算部21が、
データRAM19をアクセスしている場合には、バス調
停部23は、アクセス中断信号27をプログラムデータ
フェッチ部18に出力しアクセス待ち状態とする。
【0026】次に、オペランドアドレス計算部21が、
ROM16からデータを獲得する場合を説明する。バス
調停部23はプログラムデータフェッチ部18に対して
アクセス中断信号27を出力することにより、プログラ
ムデータフェッチ部18をアクセス待ち状態とし、さら
にバス結合信号24を“1”にしてバス17とバス20
を接続する。これにより、オペランドアドレス計算部2
1は、バス20,トランスファーゲート22およびバス
17を介して、ROM16のデータ獲得が可能となる。
【0027】このようにトランスファーゲート22を用
いてソフトウェアによりバス17およびバス20間の電
気的な接続を行うことにより、プログラムフェッチ部1
8からデータRAM19へのアクセスまたはオペランド
アドレス計算部21からROM16へのアクセスを行う
ことができる。これにより、システム内に複数のバス構
成すなわちプログラムデータの伝送経路となるバス17
およびRAMデータの伝送経路となるバス20が存在す
る場合でも、従来のように各機能ユニットの全てにバス
を配線することが不要となり、したがってシステムに占
めるバス配線量の割合が増大することがなく、また、同
一バス・別アクセスタイミングによるバス権獲得待ち状
態も極力押さえることができる。
【0028】
【発明の効果】この発明のバス結合装置によれば、バス
制御手段により、ソフトウェアを介して電気的にバスの
切断と接続またはバス間の切断と接続を可能としたこと
により、1組のバス構成から複数のバス構成への変更お
よび複数のバス構成から1組のバス構成への変更が任意
に可能となる。
【0029】したがって、複数の機能ユニット間の共用
データの伝送経路を1組のバスにより構成した場合にこ
の1組のバスをバス制御手段により分割することによっ
て、バスに接続した各機能ユニットのバス権獲得待ち状
態をなくすことができる。また、第1の機能ユニット間
の第1の共用データの伝送経路を第1の1組のバスによ
り構成し、第2の機能ユニット間の第2の共用データの
伝送経路を第2の1組のバスにより構成した場合にバス
制御手段により第1の1組のバスと第2の1組のバスと
を接続することによって、システムに占めるバス配線量
の割合を増大させることがなく、第1および第2の1組
のバスに接続した各機能ユニットのバス権獲得待ち状態
を低減することができる。
【0030】その結果、ハードウェア負担の少なく、か
つバス権獲得待ち状態を極力押さえ、システムスループ
ットを向上させるバス結合装置を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例のバス結合装置の構成
を示すブロック図である。
【図2】同バス結合装置のバス分割時を説明するための
ブロック図である。
【図3】同バス結合装置のバス分割時を説明するための
ブロック図である。
【図4】この発明の第2の実施例のバス結合装置の構成
を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 バス(1組のバス) 2 演算器(機能ユニット) 4 レジスタ(機能ユニット) 5 レジスタ(機能ユニット) 6 レジスタ(機能ユニット) 10 トランスファーゲート(バス制御手段) 13 トランスファーゲート(バス制御手段) 17 プログラムデータバス(第1の1組のバス) 20 RAMデータバス(第2の1組のバス) 22 トランスファーゲート(バス制御手段) 16 ROM(第1の機能ユニット) 18 プログラムデータフェッチ部(第1の機能ユニッ
ト) 19 データRAM(第2の機能ユニット) 21 オペランドアドレス計算部(第2の機能ユニッ
ト)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の機能ユニット間の共用データの伝
    送経路を1組のバスにより構成し、ソフトウェアを介し
    て電気的に前記1組のバスを切断または接続するバス制
    御手段を持ち、このバス制御手段により前記1組のバス
    を切断して前記1組のバスを複数のバス構成に変更可能
    としたことを特徴とするバス結合装置。
  2. 【請求項2】 第1の機能ユニット間の共用データの伝
    送経路となる第1の1組のバスと、第2の機能ユニット
    間の共用データの伝送経路となる第2の1組のバスとを
    ソフトウェアを介して電気的に接続するバス制御手段を
    持ち、このバス制御手段により前記第1の1組のバスと
    前記第2の1組のバスとを接続して1組のバス構成に変
    更可能としたことを特徴とするバス結合装置。
JP27253491A 1991-10-21 1991-10-21 バス結合装置 Pending JPH05108553A (ja)

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