JPH06180647A - バス転送速度調整機能付き中央処理装置 - Google Patents

バス転送速度調整機能付き中央処理装置

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JPH06180647A
JPH06180647A JP28498392A JP28498392A JPH06180647A JP H06180647 A JPH06180647 A JP H06180647A JP 28498392 A JP28498392 A JP 28498392A JP 28498392 A JP28498392 A JP 28498392A JP H06180647 A JPH06180647 A JP H06180647A
Authority
JP
Japan
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bus
data
cpu
memory
space
Prior art date
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Pending
Application number
JP28498392A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiya Takano
俊哉 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Hudson Soft Co Ltd
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Hudson Soft Co Ltd
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Hudson Soft Co Ltd filed Critical Seiko Epson Corp
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Priority to TW085200112U priority patent/TW390446U/zh
Priority to EP93307737A priority patent/EP0590967B1/en
Priority to DE69322051T priority patent/DE69322051T2/de
Priority to CA002107437A priority patent/CA2107437A1/en
Publication of JPH06180647A publication Critical patent/JPH06180647A/ja
Priority to US08/971,405 priority patent/US5822753A/en
Priority to US09/084,385 priority patent/US6065132A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリバスとI/Oバスのデータ処理速度を
調整可能な装置とすることでプログラムへの負担を軽く
する。 【構成】 I/O空間へのアクセスはCPUがそのアク
セスタイミングを遅らせることによって、バスが混乱し
ないようにする。リード信号を発してからリードが完了
するまでの間、3バスクロックかかり、サイクルの終了
はRDY信号のハイレベル入力で終了する基本3−3バ
スサイクルにおいて、RDY信号をローレベルにして必
要な数のウェイトステートを挿入することでアクセスの
タイミングを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像、音声を扱うコンピ
ュータ処理にもちいる中央処理装置(CPU)に関す
る。
【0002】
【従来の技術】コンピュータにおいて、装置と装置とを
結ぶ道(回路)をバスという。バスには制御信号を送る
制御バス、アドレス信号を送るアドレスバス、データを
送るデータバスがある。これらのバスはCPUとつなが
っており、CPUが制御して装置間で情報(データ)の
やり取りができるようになっている。
【0003】メモリとCPUを結ぶバスをメモリバスと
いい、CPUとI/O装置を結ぶバスをI/Oバスとい
う。I/Oバスはメモリバスに比べて転送速度が遅い
(図2)。このために、メモリからI/Oにデータ転送
する場合、単純にメモリ空間からI/O空間にデータを
転送したのではバスが混乱してしまう。したがって、何
等かの対処を施さないとならない。従来技術ではどのよ
うに対処しているか、具体例を見てみよう。
【0004】メモリ空間からI/O空間にデータを連続
して書き出す場合を例に取ってみよう。プログラムで READ DATA FROM MEMORY ……メモリより入力。 WRITE DATA TO I/O ……I/Oへ出力。 の命令をループさせることによって、連続してデータを
メモリ空間からI/O空間へ転送できる。
【0005】一般のプログラム処理では、リード/ライ
ト命令はデータの転送が完了しないと次の命令に進まな
いから、不整合は起こらない。しかしこのような方法で
は、入出力命令が発している間、次の処理が待たされる
ことになる。
【0006】データバスに乗ったデータはDMA機能に
よって並行処理が可能であるから、直接読みに取ったデ
ータを使わないなら、次の命令をCPUが行っても問題
はない。ゲーム機では処理速度が重要なために、ノーウ
ェイトでの処理となる。
【0007】この場合、上記の例で挙げた処理を行う
と、I/Oバスでの転送速度が遅いために、メモリバス
ではデータが渋滞し、プロセッサのパイプラインが乱さ
れ、正常なデータ処理が行えない。
【0008】そこで従来の処理では、この転送速度の違
いを解決するために、データ転送のタイミングをユーザ
ーが責任をもってコントロールする必要があった。その
方法として、処理は何の影響も与えないNOP命令を付
加し、CPUの処理速度をこれで吸収し、次の命令の実
行イミングを遅らせていた。
【0009】すなわち、上記のプログラムを READ DATA FROM MEMORY …… メモリより入力。 WRITE DATA TO I/O …… I/O空間へ出力。 NOP …… タイミングを合わせ として、I/0処理の後には時間調整を行って次の処理
を遅らせていた。
【0010】また逆に、I/Oから読んだデータをメモ
リに送る場合、プログラムでは READ DATA FROM I/O …… I/Oより入力。 NOP …… タイミングを合わせ。 WRITE DATA TO MEMORY ……メモリへ出力。 とする。
【0011】これにより、I/O空間から確実にデータ
がCPUに届くまで次のメモリへの出力命令が発せられ
ないから、CPUにからメモリへのデータ転送は確実に
行える。
【0012】
【発明しようとする課題】現在のICの開発の方向はC
PUなどの演算処理系のICの動作速度をあげる方向へ
向かっている。ROMやRAMについても動作速度の向
上が図られている。
【0013】これに対して、I/OとしてCPUからア
クセスされる周辺ICは、CPUが高速になればなるほ
ど、プログラム上でタイミングをとってアクセスしなけ
ればならない場面が増えている。
【0014】本発明はメモリバスとI/Oバスのデータ
処理速度を調整可能な装置とすることでプログラムへの
負担を軽くするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、I/O空間へのアクセスはCPUがそのア
クセスタイミングを遅らせることによって、バスが混乱
しないようにしたものである。
【0016】本発明について、2Gバイトのメモリ空間
と2GバイトのI/O空間を持っている(図1)32ビ
ットCPUを例にとり説明する。CPUとメモリ空間を
結ぶメモリバスの転送速度は、CPUとI/O空間を結
ぶI/Oバスのそれよりも2倍の速度である。
【0017】CPUの処理装度は非常に速い。このため
にI/Oに対して立て続けにアクセスすると、データが
I/Oバスではけないうちに次々とデータが送られ、パ
イプラインが混乱することになる。
【0018】逆にメモリからI/Oにデータを送るよう
な場合には、メモリからのデータがI/Oへ送り出すデ
ータより速いために、CPUがはけないデータをホール
ド(保持)しておかなければならない。しかしそれには
限度がある。
【0019】そこでは本発明では、CPUがI/O空間
をアクセスする際はタイミングを図るようにする。すな
わち、I/O空間へのアクセスはCPUがそのアクセス
タイミングを遅らせることによって、バスが混乱しない
ようにしている。具体的には以下のような方法で行って
いる。
【0020】I/Oポート(空間)へのリード(読み出
し)、ライト(書き出し)に最小3バスクロック(BC
LK)が必要である。すなわちリード信号(RD)を発
してからリードが完了するまでの間、3バスクロックか
かる。サイクルの終了はRDY信号のハイレベル入力で
終了する。
【0021】図2はその様子を示したもので、リード
(RD)、ライト(WR)ともに3サイクルを要する。
このようなバスサイクルを基本3−3バスサイクルとよ
ぶ。
【0022】RDY信号をローレベルにすると、RDY
信号にいくつでもウェイトステートを挿入することがで
きる。リード、ライトはRDY信号終了するから、ウェ
イトステートをいくつ挿入するかによって、アクセスの
タイミングをいくらでも遅らせることができる。
【0023】図3はウェイトステートを1つ挿入したも
ので、リード、ライトサイクルは4バスクロックを要し
ている。すなわち、これを4−4バスサイクルという。
【0024】以上の方法によって、CPUがI/Oバス
に対してアクセスタイミングを取るために、ユーザーは
メモリ空間、I/O空間のバス速度の違いを意識する必
要はなくなる。
【0025】
【実施例】本発明のCPUを用いた情報処理装置の実施
例について説明する。図4は画像と音声を処理する情報
処理装置のブッロク図である。
【0026】CDーROM等のゲームソフト記録媒体、
32ビットCPU、画像・音声データ転送制御と各装置
のインターフェースを主とするコントロールユニット、
画像データ伸張変換ユニット、画像データ出力ユニッ
ト、音声データ出力ユニット、ビデオエンコーダユニッ
ト、VDPユニットなどで構成されている。各ユニット
専用にK−RAM、M−RAM、R−RAM、V−RA
Mといったメモリを保有している。
【0027】CPUはメモリサポートを通じて直接DR
AMを制御できるメモリ制御機能と、I/Oポートを通
じて様々な周辺機器と通信できるI/O制御機能を持っ
ている。また、タイマとパラレル入出力ポートと割り込
み制御機構も備えている。
【0028】CPUがVRAMに書き込んだ表示データ
はVDPユニットが読みだし、データをビデオエンコー
ダユニットへ送ることで画面に表示される。
【0029】コントローラユニットはSCSIコントロ
ーラを内蔵し、CD−ROMなどの外部記憶装置からS
CSIインターフェースを介して画像や音声などのデー
タを取り込む。取り込まれたデータはいったんK−RA
Mにバッファリングされる。
【0030】コントローラユニットにはDRAMコント
ローラが内蔵され、この働きによりK−RAMに蓄えら
れたデータは決められたタイミングで読み出される。
【0031】自然画バックグラウンド画像データは、コ
ントローラユニット内で1ドットデータ単位でプライオ
リティ判定を行ってビデオエンコーダユニットに送り出
す。
【0032】データ圧縮された動画像(フルカラー、パ
レット)データは画像データ伸長ユニットに送る。画像
データ伸長ユニットはデータの伸長を行った後ビデオエ
ンコーダユニットに送る。
【0033】ビデオエンコーダユニットではVDPユニ
ット、コントローラユニット、画像データ伸長ユニット
から送られてきたVDP画像、自然画バックグラウンド
画像、動画像(フルカラー、パレット)データの重ね合
わせ処理、カラーパレット再生、特殊効果処理、および
D/A変換などの処理を施して出力し、さらに外部回路
によって、最終的にNTSC信号にエンコードされた画
像信号が出力される。
【0034】CD−ROMなどから読み込まれたADP
CM音声データは、画像データと同様にKRAMでバッ
ファリングされた後に、コントローラユニットにより音
声データ出力ユニットへ送られ、再生される。
【0035】
【発明の効果】本発明のCPUによれば、CPU自信が
アクセスタイミングを取るために、ユーザーはアクセス
タイミングを意識することなくプログラミングができ
る。これによってプログラミングが楽になるだけでな
く、余分な命令を付加することもないから、プログラム
エリアが縮小できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるCPUのアドレス空間
である。
【図2】基本3−3バスサイクル。
【図3】4−4バスサイクル。RDYをローレベルに保
って、ウェイトステートを1つ挿入した場合。これによ
って、バスサイクルを1バスクロック(BCLK)遅ら
せることができる。
【図4】本発明の実施例である画像音声処理装置のブッ
ロク図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】
【実施例】本発明のCPUを用いた情報処理装置の実施
例について説明する。図4は画像と音声を処理する情報
処理装置のブロック図である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0035
【補正方法】変更
【補正内容】
【0035】
【発明の効果】本発明のCPUによれば、CPU自身
アクセスタイミングを取るために、ユーザーはアクセス
タイミングを意識することなくプログラミングができ
る。これによってプログラミングが楽になるだけでな
く、余分な命令を付加することもないから、プログラム
エリアが縮小できる等の効果がある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるCPUのアドレス空間
である。
【図2】基本3−3バスサイクル。
【図3】4−4バスサイクル。RDYをローレベルに保
って、ウェイトステートを1つ挿入した場合。これによ
って、バスサイクルを1バスクロック(BCLK)遅ら
せることができる。
【図4】本発明の実施例である画像音声処理装置のブロ
ック図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リード信号を発してからリードが完了す
    るまでの間に3バスクロックかかり、サイクルの終了が
    RDY信号のハイレベル入力で終了する基本3−3バス
    サイクルにおいて、RDY信号をローレベルにして必要
    な数のウェイトステートを挿入することでアクセスのタ
    イミングを調整する手段を備えた中央処理装置。
JP28498392A 1992-10-01 1992-10-01 バス転送速度調整機能付き中央処理装置 Pending JPH06180647A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28498392A JPH06180647A (ja) 1992-10-01 1992-10-01 バス転送速度調整機能付き中央処理装置
TW085200112U TW390446U (en) 1992-10-01 1993-09-08 Information processing system
EP93307737A EP0590967B1 (en) 1992-10-01 1993-09-29 Wait-state control in an information processing system bus
DE69322051T DE69322051T2 (de) 1992-10-01 1993-09-29 Wartezustandsteuerung auf einem Informationverarbeitungssystembus
CA002107437A CA2107437A1 (en) 1992-10-01 1993-09-30 Information processing system
US08/971,405 US5822753A (en) 1992-10-01 1997-11-17 Information processing system with a memory control unit for refreshing a memory
US09/084,385 US6065132A (en) 1992-10-01 1998-05-27 Information processing system having a CPU for controlling access timings of separate memory and I/O buses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28498392A JPH06180647A (ja) 1992-10-01 1992-10-01 バス転送速度調整機能付き中央処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06180647A true JPH06180647A (ja) 1994-06-28

Family

ID=17685619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28498392A Pending JPH06180647A (ja) 1992-10-01 1992-10-01 バス転送速度調整機能付き中央処理装置

Country Status (1)

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JP (1) JPH06180647A (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5876955A (ja) * 1981-10-30 1983-05-10 Hitachi Ltd デ−タ処理装置
JPS60164841A (ja) * 1984-02-08 1985-08-27 Mitsubishi Electric Corp コンピユ−タプログラムの実行速度制御装置
JPS61249163A (ja) * 1985-04-27 1986-11-06 Shimadzu Corp ウエイトサイクル発生回路

Patent Citations (3)

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