JPH06139191A - バスサイクルタイミング制御回路 - Google Patents

バスサイクルタイミング制御回路

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JPH06139191A
JPH06139191A JP4288041A JP28804192A JPH06139191A JP H06139191 A JPH06139191 A JP H06139191A JP 4288041 A JP4288041 A JP 4288041A JP 28804192 A JP28804192 A JP 28804192A JP H06139191 A JPH06139191 A JP H06139191A
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JP
Japan
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bus cycle
circuit
numerical value
timing control
control circuit
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Application number
JP4288041A
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English (en)
Inventor
Atsushi Okamura
淳 岡村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4204Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus
    • G06F13/4208Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus being a system bus, e.g. VME bus, Futurebus, Multibus
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Abstract

(57)【要約】 【目的】マイクロパロセッサのバスサイクルタイミング
の間にソフトウェアで任意の数のクロック周期の間隔を
挿入する。 【構成】タイミング制御回路3を備える。数値Nおよび
定数0をそれぞれ記憶するラッチ回路1とレジスタ5と
を備える。読出し/書込み制御信号R/Wの終了に対応
して数値NからクロックCKの計数を開始するカウンタ
2を備える。タイミング制御回路3は計数値Oが定数0
に達するまでの間は次のバスサイクルの起動を禁止し達
した場合に許可するバスサイクルスタート禁止/許可信
号を発生するバスサイクルスタート禁止/許可回路31
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバスサイクルタイミング
制御回路に関し、特にマイクロプロセッサの外部メモリ
やI/O装置とのデータ授受のためのバスサイクルのタ
イミングを制御するバスサイクルタイミング制御回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロプロセッサの中央処理装置(C
PU)は、メモリとのデータの授受のためにバスを制御
する制御信号を発生する。メモリ装置やI/O装置等の
外部装置は、CPUが発生する上記制御信号に対応した
一定の期間に、上記バスを介してデータの転送を行う。
この手順をバスサイクルと呼ぶ。
【0003】アクセス速度の遅い外部装置に対しては、
レディRYを送ることで対応する。バスサイクルは、マ
イクロプロセッサ内部の要求により開始する。連続した
バスサイクルは、間隔を置かずに発生する。
【0004】図4はバスサイクルの一例を示すタイムチ
ャートである。図4において、リード/ライトR/Wは
実行中のバスサイクルが読出しか書込みかを、バスサイ
クルスタートBCSはバスサイクルの開始を、データス
トローブSTはデータのリード/ライトサイクルである
ことを、レディRYはバスサイクルを延長するかどうか
の制御をそれぞれ示す。バスサイクルはクロックCKに
同期して動作する。アドレスAはマイクロプロセッサが
アクセスするアドレスを、データDは書込み読出しデー
タをそれぞれ示す。
【0005】図2を参照してバスサイクルの動作につい
て説明する。
【0006】まず、バスステートT1において、マイク
ロプロセッサは、最初のアドレスAを出力し、同時にリ
ード/ライトR/Wをリード状態に、バスサイクルスタ
ートBCSをアクティブにする。バスステートT2にお
いてデータストローブSTをアクティブに、バスサイク
ルスタートBCSをインアクティブにする。バスステー
トT3において、メモリからデータDをバスに読出し、
レディRYをアクティブとする。マイクロプロセッサは
レディRYを受けとるとともに、バスからデータDを読
込む。バスステートT4において、マイクロプロセッサ
はデータストローブSTをインアクティブに、メモリは
データバスをインアクティブにする。以上で1バスサイ
クルが終了する。
【0007】次に、新たなバスステートT1において、
マイクロプロセッサは、次のアドレスAと書込データD
とを出力し、同時にリード/ライトR/Wをライト状態
に、バスサイクルスタートBCSをアクティブにする。
バスステートT2においてデータストローブSTをアク
ティブに、バスサイクルスタートBCSをインアクティ
ブにする。バスステートT3において、メモリにバスの
データDを書込み、レディRYをアクティブとする。マ
イクロプロセッサはレディRYを受けとる。バスステー
トT4において、マイクロプロセッサはデータストロー
ブSTをインアクティブにし、バス上のデータDを取り
除く。以上で次の1バスサイクルが終了する。
【0008】アクセス速度の遅い外部装置の代表例とし
て、I/O装置用のLSIがある。図5(A)は、一般
的なI/O装置のアクセスの一例を示すタイムチャート
である。図5(A)において、リード/ライトR/Wは
共に負論理で示してある。
【0009】この種のI/O装置用のLSIは、高速な
マイクロプロセッサに対応していないので、アクセスの
タイミングにおいて、アドレスAおよびチップセレクト
信号CSのセットアップタイムtSAR,tSAWと、
ホールドタイムtHAR,tHAWと、データのセット
アップタイムtDRD,tSDWと、さらに、アクセス
間隔tRVとを守る必要がある。上記アクセス間隔tR
Vは実際の使用時におけるアクセス命令の間に、I/O
サイクルと無関係の命令をソフトウェアで挿入すること
により対応する。
【0010】メモリの代表例として、ダイナミックラン
ダムアクセスメモリ(DRAM)がある。図5(B)
は、一般的なDRAMの連続したリードサイクルにおけ
る動作の一例を示すタイムチャートである。図5(B)
において、行アドレスストローブRASは行アドレスの
ラッチと行メモリセルの読出しタイミングを制御する。
列アドレスストローブCASは列アドレスのラッチと行
メモリセルの選択タイミングを制御する。行列アドレス
信号ADDRは行アドレスと列アドレスとの多重化信号
である。
【0011】次に、メモリアクセスの手順について説明
する。まず、CPUのアドレス線の半分をDRAMに与
える。行アドレスストローブRASをアクティブにす
る。次に、上記アドレス線の残りの半分をDRAMに与
える。ライトイネーブルWEを与える。列アドレススト
ローブCASをアクティブにする。データ出力DOに出
力信号が得られる。次に、行アドレスストローブRAS
および列アドレスストローブCASをインアクティブに
する。データ出力DOがハイインピーダンスになり信号
出力が停止する。
【0012】次に、マイクロプロセッサに低速のメモリ
やI/O装置との接続を容易にするために、バスサイク
ル中に0から任意の数のクロック周期分の待時間(ウエ
イトステート)を自動的に挿入するプログラマブルウエ
イトコントローラがある。
【0013】このプログラマブルウエイトコントローラ
は、図6に示すように、内部データバスのデータをラッ
チするラッチ回路1と、ラッチ回路1に記憶した数だけ
クロックCKをダウンカウントするカウンタ8と、ゲー
ト回路G1〜G6とを備えている。
【0014】この回路の動作は、ラッチ回路1に格納し
た数だけカウンタ8はクロックCKをダウンカウント
し、上記数のクロック周期分に対応するウエイトステー
トを発生し内部レディRYを制御する。これにより、固
定的なアクセスタイムを持つROMや、I/O装置を簡
単なデーコード回路のみで接続可能とする。
【0015】マイクロプロセッサには、連続したI/O
バスサイクルの間隔を自動的に設定するものがある。こ
れは、上述の低速I/O装置に対する連続アクセスにお
いて、3クロック固定のバスサイクルを挿入するもので
ある。図5(C)はこの連続したI/Oバスサイクルの
タイムチャートである。図5(C)において、バスサイ
クル1,3は連続しており、この間にリカバリのための
3つのステートTiから成るバスサイクル2が挿入され
ている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のバスサ
イクルのタイミング制御は、マイクロプロセッサに固定
のウエイトを挿入するウエイト回路を設けアクセスタイ
ムを制御し低速のメモリに対応していたが、外部メモリ
やI/O装置はアクセス時間だけではなくバスサイクル
間のリカバリタイムも規定しており、この規定値を満足
するための連続アクセスに接続対象のメモリやI/O装
置により異なるタイミングの待時間すなわちウエイトを
挿入する複雑な回路で構成されたシーケンサを外部に接
続したり、上記ウエイトの一部をソフトウェアで対応し
たりする必要があるという欠点があった。また、上記ウ
エイトの一部をソフトウェアで対応する場合には、クロ
ック周波数の変更や接続対象メモリ等のアクセスタイム
が変化する度に、変更分に対応する部分を全部書換る必
要があるという欠点があった。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明のバスサイクルタ
イミング制御回路は、中央処理装置のデータ要求に対応
してバスサイクルを制御しデータの読出しまたは書込み
制御信号を出力するタイミング制御回路と、予め定めた
第一の数値を記憶する第一の記憶回路と、予め定めた第
二の数値を記憶する第二の記憶回路と、前記読出しまた
は書込み制御信号の終了に対応して前記第一の数値から
クロックの計数を開始する計数回路とを備え、前記タイ
ミング制御回路は前記計数回路の計数値が前記第二の数
値に達するまでの間は前記中央処理装置の次のデータ要
求に対応する次のバスサイクルの起動を禁止するバスサ
イクル起動禁止信号を発生し、前記計数値が前記第二の
数値に達したとき前記次のバスサイクルの起動を許可す
るバスサイクル起動許可信号を発生するバスサイクル起
動許可禁止信号発生手段を備えて構成されている。
【0018】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0019】図1は本発明のバスサイクルタイミング制
御回路の第一の実施例を示すブロック図である。
【0020】本実施例のバスサイクルタイミング制御回
路は、図1に示すように、内部データバスからの入力デ
ータNをラッチするラッチ回路1と、ラッチ回路1のデ
ータ数値の数だけクロックCKをダウンカウントするカ
ウンタ2と、中央処理装置(CPU)のデータ要求に対
応してバスサイクルを制御しデータの読出しまたは書込
み制御信号を出力するタイミング制御回路3と、比較回
路4と、定数0を保持するレジスタ5とを備える。タイ
ミング制御回路3はバスサイクルスタート許可/禁止信
号を発生するバスサイクルスタート許可/禁止回路31
を備える。
【0021】次に、本実施例の動作について説明する。
【0022】図2はタイミング制御回路3の状態遷移図
である。
【0023】まず、タイミング制御回路3は、バスサイ
クル要求がない場合には、内部ステートはスリープ10
1で待機状態にある。任意のクロックCK1のタイミン
グで、タイミング制御回路3がCPUからのバスサイク
ル要求RBCを受けると、内部ステートはバスサイクル
スタート102に遷移する。同時に、カウント/ロード
信号CLをロード状態にし、カウンタ2にラッチ回路1
に格納されている数値Nを読込む。
【0024】次のクロックCK2のタイミングで、タイ
ミング制御回路3の内部ステートは第1データストロー
ブ103に遷移し、データストローブSTを発行する。
カウント/ロード信号CLはロード状態を保持する。次
のクロックCK3のタイミングで、タイミング制御回路
3の内部ステートは第2データストローブ104に遷移
し、データストローブSTと、カウント/ロード信号C
Lはそれぞれ前の状態を保持する。さらに次のクロック
CK4のタイミングで、タイミング制御回路3の内部ス
テートは第3データストローブ105に遷移し、入力の
レディRYがアクティブになるまで、この第3データス
トローブ105を反復する。
【0025】タイミング制御回路3は、外部I/O装置
からのレディRYを受けると、カウント/ロード信号C
Lをカウント状態にし、カウンタ2のダウンカウント実
行を指示する。カウンタ2は、ラッチ回路1の数値Nか
らクロックCKにしたがってダウンカウントし、カウン
ト出力の数値Oを出力する。
【0026】比較回路4は、カウント出力の数値Oと、
レジスタ5の定数0とを比較し、両者が等しくなると出
力信号Mをアクティブにする。この信号Mは、タイミン
グ制御回路3のバスサイクルスタート許可/禁止回路3
1に入力される。バスサイクルスタート許可/禁止回路
31は、信号Mがインアクティブの間は、バスサイクル
スタートBCSをインアクティブ状態に保持する。信号
MがアクティブになるとバスサイクルスタートBCSを
アクティブにし、タイミング制御回路3を次のバス要求
の受付け状態に遷移する。表1はタイミング制御回路3
の内部ステートの遷移条件と対応する出力信号を示す表
である。
【0027】
【表1】
【0028】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。
【0029】図3は本発明のバスサイクルタイミング制
御回路の第二の実施例を示すブロック図である。前述の
第一の実施例に対する本実施例の相違点は、ラッチ回路
1の代りにラッチ回路11,12と比較回路13とを備
える複数のラッチ回路ブロック10A,B…と、ラッチ
回路ブロック10A,B…を切替るセレクタ6と、定数
0を保持するレジスタ7とを備えることである。
【0030】本実施例の動作における第一の実施例に対
する相違点は、アクセス対象アドレスによりカウンタ2
に読込まれる数値Nが異なることである。
【0031】ラッチ回路ブロック10Aにおいて、ラッ
チ回路11はラッチ回路1と同様にデータバスDから入
力されるバスサイクル間に挿入するウエイトを指定する
ためカウンタにより計数されるクロック数NAを保持す
るラッチであり、ラッチ回路12は、上記計数値の数の
クロック周期を挿入するアクセス対象アドレスを保持す
る。アクセスアドレスAとラッチ回路12の値とが等し
ければ、比較回路13の出力信号Eがイネーブルとな
り、セレクタ6はラッチ回路11の数値NAを選択して
カウンタ2に入力する。
【0032】同様のラッチ回路ブロック10Bにおい
て、アクセスアドレスとラッチ回路12の値とが等しけ
れば、ラッチ回路ブロック10Bのラッチ回路11の保
持値NBの方をカウンタ2に入力する。
【0033】もし、ラッチ回路ブロック10A,Bのい
ずれのアドレスも等しくなければ、セレクタ6はレジス
タ7の定数0を選択する。つまり、バスサイクル間には
クロックを挿入しないことになる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のバスサイ
クルタイミング制御回路は、タイミング制御回路と、第
一および第二の数値をそれぞれ記憶する第一および第二
の記憶回路と、読出しまたは書込み制御信号の終了に対
応して第一の数値からクロックの計数を開始する計数回
路とを備え、上記タイミング制御回路は計数値が第二の
数値に達するまでの間は次のバスサイクルの起動を禁止
し達した場合に許可するバスサイクル起動許可信号を発
生するバスサイクル起動許可禁止信号発生手段を備える
ことにより、低速の外部メモリやI/O装置等の接続を
簡単な回路で接続できるという効果がある。また、ソフ
トウェアによりウエイトを設定する必要がなくなるの
で、クロック周波数の変更や接続対象メモリ等のアクセ
スタイムの変化に対してもソフトウェアの互換性が向上
するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバスサイクルタイミング制御回路の第
一の実施例を示すブロック図である。
【図2】本実施例のバスサイクルタイミング制御回路に
おける動作の一例を示す状態遷移図である。
【図3】本発明のバスサイクルタイミング制御回路の第
二の実施例を示すブロック図である。
【図4】従来のマイクロプロセッサのバスサイクルの一
例を示すタイムチャートである。
【図5】I/O装置とDRAMの動作タイミングとI/
Oバスサイクルの一例を示すタイムチャートである。
【図6】プログラマブルウエイトコントローラの一例を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1,11,12 ラッチ回路 2,8 カウンタ 3 タイミング制御回路 4,13 比較回路 5,7 レジスタ 6 セレクタ 10A,10B ラッチ回路ブロック 31 バスサイクルスタート許可/禁止回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央処理装置のデータ要求に対応してバ
    スサイクルを制御しデータの読出しまたは書込み制御信
    号を出力するタイミング制御回路と、 予め定めた第一の数値を記憶する第一の記憶回路と、 予め定めた第二の数値を記憶する第二の記憶回路と、 前記読出しまたは書込み制御信号の終了に対応して前記
    第一の数値からクロックの計数を開始する計数回路とを
    備え、 前記タイミング制御回路は前記計数回路の計数値が前記
    第二の数値に達するまでの間は前記中央処理装置の次の
    データ要求に対応する次のバスサイクルの起動を禁止す
    るバスサイクル起動禁止信号を発生し、前記計数値が前
    記第二の数値に達したとき前記次のバスサイクルの起動
    を許可するバスサイクル起動許可信号を発生するバスサ
    イクル起動許可禁止信号発生手段を備えることを特徴と
    するバスサイクルタイミング制御回路。
  2. 【請求項2】 前記第一の記憶回路が前記第一の数値を
    記憶する第一のラッチ回路と、 予め定めたアドレスである第三の数値を記憶する第二の
    ラッチ回路と、 前記第三の数値とアクセス対象のアドレスとを比較する
    アドレス比較回路とを備えることを特徴とする請求項1
    記載のバスサイクルタイミング制御回路。
JP4288041A 1992-10-27 1992-10-27 バスサイクルタイミング制御回路 Pending JPH06139191A (ja)

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