JPH05120220A - マイクロプロセツサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部バスマスタがバス使用権を取得してバスを
使用している間でも、必要に応じてマイクロプロセッサ
がバス使用権を再度取得してその動作を実行でき、プロ
セッサ使用システムに柔軟性を与えるマイクロプロセッ
サを提供する。 【構成】マイクロプロセッサ１１が外部バスマスタ１２
に対してバス使用権を放棄するように要求する機能を有
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロプロセッサに
係り、特に外部バスマスタに対するバス使用権の裁停機
能を有するマイクロプロセッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来のマイクロプロセッサを用
いたマイクロコンピュータシステムの一部を示すブロッ
ク図である。

【０００３】ここで、４１は例えば１６ビットのマイク
ロプロセッサ、４２は外部バスマスタである。上記マイ
クロプロセッサ４１と外部バスマスタ４２とは、バス使
用権要求信号（／ＢＲ）を伝送するための／ＢＲ線４
３、はバス使用権許可信号（／ＢＧ）を伝送するための
／ＢＧ線４４、バス使用権許可アクノレージ信号（／Ｂ
ＧＡＣＫ）を伝送するための／ＢＧＡＣＫ線４５からな
るバス・アービトレーション制御線により接続されてい
る。

【０００４】なお、以下の説明においては、信号のアサ
ートとは、信号電圧の“Ｈ”レベル、“Ｌ”レベルに関
係なく信号がアクティブであることを示し、信号のネゲ
ートとは、信号が非アクティブであることを示すものと
する。図５は、図４のシステムにおける動作例を示すフ
ローチャートである。

【０００５】まず、外部バスマスタ４２がバス使用権を
要求することを通知するために／ＢＲ信号をアサート
し、／ＢＲ線４３を介してマイクロプロセッサ４１に送
信する。これにより、マイクロプロセッサ４１がバス使
用権を開放し、それを通知するために／ＢＧ信号をアサ
ートし、／ＢＧ線４４を介して外部バスマスタ４２に送
信する。これにより、外部バスマスタ４２は、バス使用
権を取得し、それを通知するために／ＢＧＡＣＫ信号を
アサートし、／ＢＧＡＣＫ線４５を介してマイクロプロ
セッサ４１に送信する。その後、外部バスマスタ４２
は、マイクロプロセッサ４１と同様の方法でデータ転送
を実行する。この間、マイクロプロセッサ４１は、外部
バスマスタ４２がバス使用権を開放し、それを通知する
ために／ＢＧＡＣＫ信号がネゲートされるのを待つ。外
部バスマスタ４２は、データ転送を終了した後、バス使
用権を放棄（開放）し、それを通知するために／ＢＧＡ
ＣＫ信号をネゲートし、／ＢＧＡＣＫ線４５を介してマ
イクロプロセッサ４１に送信する。これにより、マイク
ロプロセッサ４１がバス使用権を再度取得し、マイクロ
プロセッサとしての動作を再開する。

【０００６】上記した従来のマイクロプロセッサ４１
は、外部バスマスタ４２がバス使用権を取得している
（つまり、／ＢＧＡＣＫ信号をアサートしている）間に
命令を実行しなければならないような緊急かつ重要な事
態が発生しても、外部バスマスタ４２がバス使用を終了
してバス使用権を放棄する（つまり、／ＢＧＡＣＫ信号
をネゲートする）までの間は命令の実行を待たなければ
ならない。換言すれば、外部バスマスタ４２がバス使用
権を一旦取得すると、マイクロプロセッサ４１は停止状
態になってしまい、その間は何もできなくなってしま
う。

【０００７】また、従来のマイクロプロセッサ４１は、
外部バスマスタ４２からバス使用権が要求されると、無
条件にバス使用権を開放してしまうので、マイクロプロ
セッサ４１がバスを優先的に使用して処理したい一連の
命令群を実行中でも中断せざるを得ない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
マイクロプロセッサは、外部バスマスタがバス使用権を
取得してバスを使用している間に重要な割込み要求が発
生しても、プロセッサとしての動作を実行できなくなっ
てしまうという問題があった。

【０００９】また、従来のマイクロプロセッサは、外部
バスマスタからバス使用権が要求されるとバス使用権を
開放してしまうので、マイクロプロセッサがバスを優先
的に使用して処理したい一連の命令群を実行中でも中断
せざるを得ないという問題があった。

【００１０】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、外部バスマスタがバス使用権を取得してバス
を使用している間でも、必要に応じてマイクロプロセッ
サがバス使用権を再度取得してその動作を実行でき、マ
イクロプロセッサ使用システムに柔軟性を与え得るマイ
クロプロセッサを提供することを目的とする。

【００１１】また、本発明の他の目的は、バスを優先的
に使用して処理したい一連の命令群を実行中に外部バス
マスタからバス使用権が要求された場合でも、一連の命
令群を中断することなく実行し得るマイクロプロセッサ
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明のマイクロプ
ロセッサは、外部バスマスタに対してバス使用権を放棄
するように要求する機能を有することを特徴とする。ま
た、第２の発明のマイクロプロセッサは、外部バスマス
タに対するバス使用権の開放を禁止／許可制御する機能
を有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】第１の発明によれば、外部バスマスタがバス使
用権を取得してバスを使用している間でも、マイクロプ
ロセッサが外部バスマスタに対してバス使用権を放棄す
るように要求する機能を必要に応じて利用することによ
り、外部バスマスタによるバス使用が終了するのを待つ
ことなく、マイクロプロセッサがバス使用権を再度取得
し、プロセッサとしての動作を実行でき、マイクロプロ
セッサ使用システムに柔軟性を与えることが可能にな
る。

【００１４】また、第２の発明によれば、マイクロプロ
セッサがバスを優先的に使用して処理する一連の命令群
を実行させたい場合には、その実行前にバス使用権の開
放を禁止し、一連の命令群の実行後にバス使用権の開放
を許可するように制御しておけば、一連の命令群の実行
中に外部バスマスタからバス使用権が要求された場合で
も、バス使用権を開放することなく、一連の命令群を中
断することなく実行することが可能になる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の第１実施例に係るマイク
ロプロセッサを用いたマイクロコンピュータシステムの
一部を示すブロック図である。

【００１６】ここで、１１は例えば１６ビットのマイク
ロプロセッサ、１２は外部バスマスタ（例えばダイレク
ト・メモリ・アクセス・コントローラ）である。上記マ
イクロプロセッサ１１と外部バスマスタ１２とは、バス
使用権要求信号（／ＢＲ）を伝送するための／ＢＲ線１
３、バス使用権許可信号（／ＢＧ）を伝送するための／
ＢＧ線１４、バス使用権許可アクノレージ信号（／ＢＧ
ＡＣＫ）を伝送するための／ＢＧＡＣＫ線１５、プロセ
ッサが外部バスマスタに対してバス使用権を放棄するよ
うに要求する信号（プロセッサバス使用権要求信号、／
ＰＢＲ）を送信するための／ＰＢＲ線１６からなるバス
・アービトレーション制御線が接続されている。

【００１７】上記マイクロプロセッサ１１は、外部バス
マスタ１２に対してバス使用権を放棄するように要求す
る機能を有する。具体的な構成の一例としては、マルチ
マスタシステムバスにインターフェースするために使用
されるバスアービタ部１１ａに、所定の割込み要求信号
に基ずいて／ＰＢＲ信号を生成する機能が付加され、さ
らに、この／ＰＢＲ信号を外部の／ＰＢＲ線１６に出力
するための出力端子１１ｂが付加されている点が異な
る。図２は、図１のシステムにおける動作例を示すフロ
ーチャートである。

【００１８】まず、外部バスマスタ１２がバス使用権を
要求することを通知するために／ＢＲ信号をアサート
し、／ＢＲ線１３を介してマイクロプロセッサ１１に送
信する。これにより、マイクロプロセッサ１１がバス使
用権を開放し、それを通知するために／ＢＧ信号をアサ
ートし、／ＢＧ線１４を介して外部バスマスタ１２に送
信する。これにより、外部バスマスタ１２は、バス使用
権を取得し、それを通知するために／ＢＧＡＣＫ信号を
アサートし、／ＢＧＡＣＫ線１５を介してマイクロプロ
セッサ１１に送信する。その後、外部バスマスタ１２
は、マイクロプロセッサ１１と同様の方法でデータ転送
を実行する。この間、マイクロプロセッサ１１は、通常
は、外部バスマスタ１２がバス使用権を開放し、それを
通知するために／ＢＧＡＣＫ信号がネゲートされるのを
待つ。しかし、この間に所定の割込み要求信号が発生
し、この割込み要求に対してマイクロプロセッサ１１が
直ちに応答処理する必要がある場合には、マイクロプロ
セッサ１１は外部バスマスタ１２に対してバス使用権を
放棄するように要求することを通知するために／ＰＢＲ
信号をアサートし、／ＰＢＲ線１６を介して外部バスマ
スタ１２に送信する。外部バスマスタ１２は、データ転
送を終了した後、または、上記／ＰＢＲ信号に基ずいて
バス使用権を放棄（開放）し、それを通知するために／
ＢＧＡＣＫ信号をネゲートし、／ＢＧＡＣＫ線１５を介
してマイクロプロセッサ１１に送信する。これにより、
マイクロプロセッサ１１がバス使用権を再度取得し、マ
イクロプロセッサ１１としての動作を再開する。この
際、前記割込み要求に基ずいてバス使用権を取得した場
合には、割込み処理を実行する。

【００１９】なお、上記したマイクロプロセッサ１１が
直ちに応答処理する必要がある場合の一例としては、例
えばシステム電源の異常を検知した場合に入力する割込
み要求に対処してシステム電源を無停電電源に切り換え
る処理が挙げられる。

【００２０】上記第１実施例のマイクロプロセッサによ
れば、外部バスマスタ１２がバス使用権を取得してバス
を使用している間でも、マイクロプロセッサ１１が外部
バスマスタ１２に対してバス使用権を放棄するように要
求する機能を必要に応じて利用することにより、外部バ
スマスタ１２によるバス使用が終了するのを待つことな
く、マイクロプロセッサ１１がバス使用権を再度取得
し、プロセッサとしての動作を実行できる。従って、割
込み要求に対する応答速度を改善でき、また、システム
に柔軟性を与えることが可能になる。図３は、本発明の
第２実施例に係るマイクロプロセッサを用いたマイクロ
コンピュータシステムの一部を示すブロック図である。

【００２１】ここで、３１は例えば１６ビットのマイク
ロプロセッサ、３２は外部バスマスタである。上記マイ
クロプロセッサ３１と外部バスマスタ３２とは、バス使
用権要求信号（／ＢＲ）を伝送するための／ＢＲ線３
３、バス使用権許可信号（／ＢＧ）を伝送するための／
ＢＧ線３４、バス使用権許可アクノレージ信号（／ＢＧ
ＡＣＫ）を伝送するための／ＢＧＡＣＫ線３５からなる
バス・アービトレーション制御線により接続されてい
る。

【００２２】上記マイクロプロセッサ３１は、外部バス
マスタ３２に対するバス使用権の開放を禁止／許可制御
する機能を有する。具体的な構成の一例としては、命令
デコーダ３１ａに、プログラムに含まれるバス使用権開
放禁止命令コードをデコードしてバス使用権開放禁止信
号を発生し、プログラムに含まれるバス使用権開放許可
命令コードをデコードしてバス使用権開放許可信号を発
生する機能が付加されている。この場合、本例では、バ
ス使用権開放禁止／許可信号のネゲート状態（例えば
“Ｈ”レベル）をバス使用権開放禁止信号に対応させ、
バス使用権開放禁止／許可信号のアサート状態（例えば
“Ｌ”レベル）をバス使用権開放許可信号に対応させて
いる。そして、上記バス使用権開放禁止／許可信号と外
部の／ＢＲ線３３から入力する／ＢＲ信号とを二入力ア
ンドゲート３１ｂに入力し、このアンドゲート３１ｂの
出力を内部／ＢＲ信号として用いている。

【００２３】上記第２実施例のシステムにおいて、マイ
クロプロセッサ３１がバスを優先的に使用して処理する
一連の命令群を実行させたい場合には、その実行前にバ
ス使用権の開放を禁止し、一連の命令群の実行後にバス
使用権の開放を許可するようにプログラムを組んでお
く。これにより、上記一連の命令群の実行前にバス使用
権開放禁止／許可信号がネゲート状態になるので、一連
の命令群の実行中に外部バスマスタ３２からバス使用権
が要求された場合（／ＢＲ信号がアサート状態になる）
でも、アンドゲート３１ｂの出力（内部／ＢＲ信号）は
ネゲート状態のままであり、要求を無視することにな
る。換言すれば、上記マイクロプロセッサ３１は、バス
使用権を開放することなく、一連の命令群を中断するこ
となく実行することが可能になる。そして、上記一連の
命令群の実行後にバス使用権開放禁止／許可信号がアサ
ート状態になるので、マイクロプロセッサ３１が外部バ
スマスタ３２からバス使用権が要求された場合（／ＢＲ
信号がアサート状態になる）には、アンドゲート３１ｂ
の出力（内部／ＢＲ信号）がアサート状態になり、要求
を受け付けることが可能になる。

【００２４】なお、上記したマイクロプロセッサ３１が
バスを優先的に使用して処理したい場合の一例として
は、例えばシステム電源の異常を検知した場合に入力す
る割込み要求に対処してシステム電源を無停電電源に切
り換え中の一連の処理が挙げられる。

【００２５】従って、上記したようなマイクロプロセッ
サ３１を使用すれば、ユーザーはシステムを変更せず
に、マイクロプロセッサ３１に一連の命令群を中断する
ことなく実行させることができ、システムの性能を向上
させることが可能になる。

【００２６】さらに、本発明の第３実施例として、第１
実施例のマイクロプロセッサ１１の機能と第２実施例の
マイクロプロセッサ３１の機能とを合わせ持つマイクロ
プロセッサを実現することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】上述したように本発明のマイクロプロセ
ッサによれば、外部バスマスタがバス使用権を取得して
バスを使用している間でも、必要に応じてマイクロプロ
セッサがバス使用権を再度取得してその動作を実行で
き、マイクロプロセッサ使用システムに柔軟性を与える
ことができる。

【００２８】また、本発明のマイクロプロセッサによれ
ば、バスを優先的に使用して処理したい一連の命令群を
実行中に外部バスマスタからバス使用権が要求された場
合でも、一連の命令群を中断することなく実行すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るマイクロプロセッサ
を用いたマイクロコンピュータシステムの一部を示すブ
ロック図。

【図２】図１のシステムにおける動作例を示すフローチ
ャート。

【図３】本発明の第２実施例に係るマイクロプロセッサ
を用いたマイクロコンピュータシステムの一部を示すブ
ロック図。

【図４】従来のマイクロプロセッサを用いたマイクロコ
ンピュータシステムの一部を示すブロック図。

【図５】図４のシステムにおける動作例を示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１１、３１…マイクロプロセッサ、１１ａ…バスアービ
タ部、１１ｂ…出力端子、１２、３２…外部バスマス
タ、１３、３３…バス使用権要求信号（／ＢＲ）線、１
４、３４…バス使用権許可信号（／ＢＧ）線、１５、３
５…バス使用権許可アクノレージ信号（／ＢＧＡＣＫ）
線、１６…プロセッサバス使用権要求信号（／ＰＢＲ）
線、３１ａ…命令デコーダ、３１ｂ…アンドゲート。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部バスマスタに対してバス使用権を放
   棄するように要求する機能を有することを特徴とするマ
   イクロプロセッサ。
2. 【請求項２】 外部バスマスタに対するバス使用権の開
   放を禁止／許可制御する機能を有することを特徴とする
   マイクロプロセッサ。
3. 【請求項３】 外部バスマスタに対してバス使用権を放
   棄するように要求する機能および外部バスマスタに対す
   るバス使用権の開放を禁止／許可制御する機能を有する
   ことを特徴とするマイクロプロセッサ。
4. 【請求項４】 請求項１または３記載のマイクロプロセ
   ッサにおいて、前記マイクロプロセッサは、所定の割込
   み要求信号に基ずいてプロセッサバス使用権要求信号を
   生成してプロセッサバス使用権要求信号を出力する機能
   を有するバスアービタ部と、上記プロセッサバス使用権
   要求信号を外部へ出力するための端子とを具備すること
   を特徴とするマイクロプロセッサ。
5. 【請求項５】 請求項２または３記載のマイクロプロセ
   ッサにおいて、前記マイクロプロセッサは、プログラム
   に含まれるバス使用権開放禁止命令コードをデコードし
   てバス使用権開放禁止信号を発生し、プログラムに含ま
   れるバス使用権開放許可命令コードをデコードしてバス
   使用権開放許可信号を発生する機能を有する命令デコー
   ダと、上記バス使用権開放禁止信号が発生している間は
   外部からバス使用権要求信号が入力しても無視し、上記
   バス使用権開放許可信号が発生している間は外部からバ
   ス使用権要求信号が入力すると受け付けるゲート機能と
   を具備することを特徴とするマイクロプロセッサ。