JPH06187066A - 複数の中央演算処理装置を有するマイクロプロセッサ - Google Patents

複数の中央演算処理装置を有するマイクロプロセッサ

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JPH06187066A
JPH06187066A JP4338495A JP33849592A JPH06187066A JP H06187066 A JPH06187066 A JP H06187066A JP 4338495 A JP4338495 A JP 4338495A JP 33849592 A JP33849592 A JP 33849592A JP H06187066 A JPH06187066 A JP H06187066A
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JP
Japan
Prior art keywords
central processing
supplied
cpu
signal
processing units
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JP4338495A
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English (en)
Inventor
Yoji Mori
洋二 毛利
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各CPU毎に独立して制御可能な複数のCP
Uを有するマイクロプロセッサを提供する。 【構成】 複数のCPU7−1等と、クロック信号及び
選択信号を発生し、上記複数のCPUのそれぞれに上記
クロック信号を送出するクロック発生手段1,2,3,6
と、上記複数のCPUの出力情報が供給され、該情報を
上記クロック発生手段から供給される上記選択信号によ
って選択する選択手段8,9,10,11と、上記選択手
段から供給される各CPU毎の情報を格納し、すべての
CPUが停止モード情報を送出したときには上記クロッ
ク信号の発生を停止させる停止信号を上記クロック発生
手段へ送出する発振停止手段15,16と、を備えたこ
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、複数の中央演算処理装
置を有するマイクロプロセッサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ワンチップ・マイクロコンピュー
タ・システムで、複数の中央演算処理装置(以下、CP
Uと記す。)を内蔵したワンチップ・マイクロコンピュ
ータにおいてストップモードを実現する場合、図6に示
すように、発振子1、発振器2、発振制御回路3、マス
タCPU4、サブCPU5−1、サブCPU5−nで構
成される。発振子1を有する発振回路2の出力側は、マ
スタCPU4、サブCPU5−1ないし5−nのそれぞ
れに接続され、発振回路2から各CPUへクロックが供
給される。又、マスタCPU4、サブCPU5−1ない
し5−nのそれぞれはデータ通信線にて接続される。
又、マスタCPUのストップ信号出力端子(STP)は発
振制御回路3に接続され、発振制御回路3は発振回路2
に接続される。
【0003】このようなマルチプロセッサシステムで、
ソフトウェアによりストップモードに移行するには、ス
トップモードに移行するマスタCPU4が他のサブCP
U5−1ないし5−nにストップモードに移行すること
をポートか外部割り込みにより知らせてストップモード
に移行していた。ストップモードに移行するにはストッ
プモードレジスタにデータセットするか、または、命令
により発振制御回路3にストップ信号を出力し、発振回
路2を停止し、消費電力を低減していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、図6
に示すようにCPUを複数個使用したマルチプロセッサ
システムで低消費電力化を計るためには、発振器1を停
止させるCPU以外のCPUで最後にストップ・モード
に移行するCPUの処理時間分ウエイト時間を経過して
から発振器1を停止させるか、またはストップ・モード
に移行してもよいことの連絡を受けてから発振器1を停
止させる方法であった。そのため、マルチプロセッサ
で、低消費電力化を計る場合、ストップ・モードに移行
するのに各プロセッサ間で通信をするとかストップ・モ
ード移行時間分のウエイト時間を設定するとか、すべて
のCPUがストップ・モードに移行して発振器1を停止
させるのに時間がかかり、またハードウェア的に回路が
増え、ソフトウェアの処理が複雑化、増大化するという
問題点があった。
【0005】また、従来、上記低消費電力化を計るため
に、ストップ・モードから復帰する場合、全CPUが復
帰し、復帰するCPUを指定できなかった。そのため、
復帰したCPUがマルチプロセッサ・システムを復帰さ
せていた。ストップ・モードから同時に復帰するCPU
を自由に設定できるようにするにはハードウェア的に回
路が増大し、ストップ・モードから復帰するのにソフト
ウェア処理の時間も増大し、ソフトウェア自体も複雑
化、増大化するという問題点もあった。
【0006】また、上記低消費電力化を計るために、あ
るCPUが他のCPUをストップさせたり、復帰させた
りするのにポートとか割り込みをつかって通信し、強制
的にストップさせたり、また、復帰させたりしていた
が、他のCPUのストップ・モードの制御を行うCPU
が固定されるのが普通であった。制御状態により他のC
PUのストップ・モードの制御を行うCPUを自由に選
択するには、ハードウェア的に回路が増大し、ソフトウ
ェア処理の時間も増大し、ソフトウェア自体も複雑化、
増大化するという問題点もあった。本発明はこのような
問題点を解決するためになされたもので、各CPU毎に
独立して制御可能な複数のCPUを有するマイクロプロ
セッサを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のCPU
と、複数のクロック信号及び複数の選択信号を発生し、
上記複数のCPUのそれぞれに上記クロック信号を送出
するクロック発生手段と、上記複数のそれぞれのCPU
から送出される複数の出力情報が供給され、該情報を上
記クロック発生手段から供給される上記選択信号によっ
て選択する選択手段と、上記選択手段から供給される各
CPU毎の情報を格納し、すべてのCPUが停止モード
情報を送出したときにはすべての上記クロック信号の発
生を停止させる停止信号を上記クロック発生手段へ送出
する発振停止手段と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
【作用】このように構成することでクロック発生手段
は、それぞれのCPUへ個別にそれぞれのクロック信号
を送出し、各CPUはそれぞれのクロック信号にて独立
して動作し、又、選択手段は動作するCPUを選択す
る。さらに発振停止手段は、すべてのCPUが停止モー
ド情報を送出したときには上記クロック信号の発生を停
止させ消費電力を低減させる作用をする。このようにク
ロック発生手段、選択手段等は、各CPUを別個に動作
させ、消費電力の低減に作用する。
【0009】
【実施例】
第1実施例 ;本発明のマイクロプロセッサの一実施例を
図1を参照し以下に説明する。本マイクロプロセッサ
は、複数のCPUを有しワンチップにて構成され、発振
子1、発振回路2、発振制御回路3、CPUクロック発
生回路6、CPU7−1ないし7−n、アドレスバスセ
レクタ8、R/Wセレクタ9、データバスセレクタ1
0、アドレスデコーダ11、ROM12、RAM13、
周辺回路14、ストップレジスタ15、及びストップ制
御回路16から構成される。
【0010】このようなマイクロプロセッサにおいて、
基本クロック信号であるクロックφを送出する基本クロ
ック信号発生手段たる発振回路2の出力側は、CPUク
ロック発生回路6に接続され、CPUクロック発生回路
6の出力側はCPU7−1ないし7−nのそれぞれに接
続され、CPUクロック発生回路6はCPU7−1ない
し7−nに対応してクロックφ1ないしφnを送出する。
【0011】各CPU7−1ないし7−nのアドレス出
力端子は、アドレスバスセレクタ8に接続され、各CP
U7−1ないし7−nのデータ出力端子は、データバス
セレクタ10に接続され、各CPU7−1ないし7−n
のリード/ライト(R/W)出力端子は、R/Wセレクタ
9に接続される。アドレスバスセレクタ8の出力側は、
共通アドレスバスを介してアドレスデコーダ11、RO
M12及びRAM13に接続され、アドレスバスセレク
タ8はCPUクロック発生回路6から供給されるアドレ
スバス切換信号(ABCHG)にてアドレスを伝送するア
ドレスバスを選択する。
【0012】データバスセレクタ10は、共通データバ
スを介してROM12、RAM13、周辺回路14、及
びストップレジスタ15と接続され、データバスセレク
タ10はCPUクロック発生回路6から供給されるデー
タバス切換信号(DBCHG)にてデータを伝送するデー
タバスを選択する。
【0013】又、R/Wセレクタ9の出力側は、ROM
12、RAM13、及びストップレジスタ15に接続さ
れ、R/Wセレクタ9はCPUクロック発生回路6から
供給されるR/W切換信号(R/WCHG)にてR/W信
号を伝送する伝送先を選択する。アドレスデコーダ11
の出力側は、ROM12、RAM13、周辺回路14、
及びストップレジスタ15に接続される。
【0014】各CPU7−1ないし7−nと同数のレジ
スタを有するストップレジスタ15の上記各レジスタの
それぞれの出力側はストップ制御回路16に接続される
とともに、CPUクロック発生回路6に接続される。ス
トップ制御回路16の出力側は発振制御回路3に接続さ
れる。ストップ制御回路16はAND回路にて構成さ
れ、すべての上記レジスタからストップ信号が供給され
たときのみストップ信号を発振制御回路3へ送出する。
【0015】このように構成されるマイクロプロセッサ
の動作を以下に説明する。各CPU7−1ないし7−n
は、それぞれCPUクロック発生回路6が送出するクロ
ックφ1等によりそれぞれ独立して動作し、それぞれア
ドレス情報をアドレスバスセレクタ8へ送出し、データ
情報をデータバスセレクタ10へ送出し、R/Wの情報
をR/Wセレクタ9へそれぞれ送出する。アドレスバス
セレクタ8、データバスセレクタ10、R/Wセレクタ
9は、CPUクロック発生回路6から供給されるアドレ
スバス切換信号、データバス切換信号、R/W切換信号
にて使用するアドレスバス等を選択する。したがって各
CPUは、ROM12、RAM13、周辺回路14、ス
トップレジスタ15を占有することができ、各CPUは
互いに干渉することなくROM12、RAM13、周辺
回路14、ストップレジスタ15にアクセスすることが
できる。
【0016】又、消費電力を低減するために各CPUが
ソフトウエアによりストップレジスタ15の自分自身の
ビットにデータを設定して、自分自身のクロックを停止
する。そしてすべてのCPUにおいてクロック停止とな
ったときにはストップレジスタ15が送出する発振停止
信号(STPOUT)にて発振制御回路3が発振停止の信
号を発振回路2へ送出する。よって発振回路2はクロッ
クφの出力を停止する。
【0017】第2実施例 ;次に、第2実施例について図
2を参照し説明する。尚、図2において図1と同じ構成
部分については同じ符号を付しその説明を省略する。第
2実施例では第1実施例の構成に、ストップモードリリ
ースレジスタ17を共通データバスに設けた。ストップ
モードリリースレジスタ17の入力側は発振制御回路3
に接続され、出力側はCPUクロック発生回路6におけ
る各CPUに対応するクロック発生回路へ接続される。
【0018】このようなストップモードリリースレジス
タ17は、ストップ制御回路16から供給される発振停
止信号により発振制御回路3が発振停止の信号を送出し
た後、外部割り込み信号(INT)により発振制御回路3
が再び発振を開始したときにその旨の信号(INTOU
T)が供給され、指定されたCPUにのみCPUクロッ
クの供給を行うべくCPUクロック発生回路6へ信号を
送出するものである。
【0019】即ち、第1実施例では、発振制御回路3が
再び発振を開始したときにはCPUクロック発生回路6
からすべてのCPU7−1等へクロックが供給されすべ
てのCPUが動作を開始するが、第2実施例の回路では
動作の必要なCPUへのみクロックを供給するものであ
る。
【0020】このように構成することで、ストップモー
ドリリースレジスタ17により指定されたCPUのみC
PUクロックの供給を受けることができるので、第1実
施例の場合に比べ動作不要なCPUを動作させる必要が
ないので、プログラムサイズを小さくすることができ、
消費電力も低減することができる。
【0021】又、第2実施例における構成を採ること
で、CPU7−1ないし7−nは、ストップレジスタ1
5及びストップモードリリースレジスタ17にアクセス
することができるので、いずれのCPUからでも他のC
PUの動作を停止させたり、又、ストップモード中のC
PUを復帰させることができる。さらに、ストップレジ
スタ15の内容を参照することにより、いずれのCPU
がストップモード中であるのかを判断することができ
る。
【0022】第3実施例 ;次に第3実施例について図3
を参照し以下に説明する。尚、図3において図1に示さ
れる構成部分と同じ構成部分については同じ符号を付し
その説明を省略する。図7に示すように、従来、各CP
Uに対してそれぞれ割り込み要求制御回路21−1ない
し21−nが接続されている回路構成においてCPUが
タスクの受け渡しを行う場合、タスクの受け渡しを共有
メモリを介して行っているが、その起動方法がタイマ割
り込みを利用したソフトウエアによるサンプリングが従
来の方法であった。そのためタスクの受け渡しに時間が
かかり、又、モニタソフトウエアも複雑化していた。し
たがって、マルチプロセッサシステムではCPUの数が
多くなればなるほど、各CPU間のタスクの受け渡しに
は時間を要し、又、ソフトウエアを構築するのが困難で
あった。尚、図7に示される構成部分で図1に示される
構成部分と同じものについては同じ符号を付している。
【0023】そこで図3に示すように、各割り込み要求
制御回路21−1ないし21−nをそれぞれ個別に動作
可能とするソフトウエア割り込み発生レジスタ20を設
けた。即ち、ソフトウエア割り込み発生レジスタ20の
入力側はアドレスデコーダ11及びデータバスセレクタ
10に接続され、出力側はそれぞれの割り込み要求制御
回路21−1ないし21−nに接続される。
【0024】このように構成される第3実施例の動作を
CPU7−1、7−2の場合を例に以下に説明する。例
えばCPU7−1がCPU7−2にタスクを渡す場合、
CPU7−1はCPU7−2もリード/ライトできるR
AM13に処理内容をセットし、ソフトウエア割り込み
発生レジスタのCPU7−2にソフトウエア割り込みを
発生させるビットにデータをセットすることにより、C
PU7−2にソフトウエア割り込みを発生させ、CPU
7−2は発生したソフトウエア割り込みにより受け渡さ
れたタスク処理に移行することができる。
【0025】従来ではタスクを受け取る側のCPUが常
にタスクを受け渡されているか否かを監視しなければな
らないが、第3実施例の構成によればソフトウエア割り
込みによりタスクを受け取るため高速にタスクの受け渡
しが行なわれるとともに、ソフトウエアの容量、負担を
小さくすることができる。
【0026】又、他の実施例として図4に示すように、
上述した図1と図2に示す構成を合わせた構成としても
良く、又、図5に示すように図2と図3を合わせた構成
としても良い。尚、図4及び図5において、図1ないし
図3に示す構成部分と同じ構成部分については同じ符号
を付している。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、そ
れぞれのCPUへ個別にそれぞれのクロック信号を送出
し、又、選択手段により動作するCPUを選択するよう
に構成したことより、各CPUは上記クロック信号にて
独立して動作することができ、又、動作するCPUを選
択することができる。さらに、すべてのCPUが停止モ
ード情報を送出したときには上記クロック信号の発生を
停止するようにしたことより、消費電力を低減させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の複数の中央演算処理装置を有するマ
イクロプロセッサの第1実施例における構成を示すブロ
ック図である。
【図2】 本発明の複数の中央演算処理装置を有するマ
イクロプロセッサの第2実施例における構成を示すブロ
ック図である。
【図3】 本発明の複数の中央演算処理装置を有するマ
イクロプロセッサの第3実施例における構成を示すブロ
ック図である。
【図4】 本発明の複数の中央演算処理装置を有するマ
イクロプロセッサの他の実施例における構成を示すブロ
ック図である。
【図5】 本発明の複数の中央演算処理装置を有するマ
イクロプロセッサの他の実施例における構成を示すブロ
ック図である。
【図6】 従来の複数の中央演算処理装置を有するマイ
クロプロセッサの構成を示すブロック図である。
【図7】 従来の複数の中央演算処理装置を有するマイ
クロプロセッサの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
2…発振回路、3…発振制御回路、6…CPUクロック
発生回路、7−1ないし7−n …CPU、8…アドレ
スバスセレクタ、9…R/Wセレクタ、10…データバ
スセレクタ、11…アドレスデコーダ、15…ストップ
レジスタ、16…ストップ制御回路、17…ストップモ
ードリリースレジスタ、20…ソフトウエア割り込み発
生レジスタ、21−1ないし21−n …割り込み要求
制御回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の中央演算処理装置と、 複数のクロック信号及び複数の選択信号を発生し、上記
    複数の中央演算処理装置のそれぞれに上記クロック信号
    を送出するクロック発生手段と、 上記複数のそれぞれの中央演算処理装置から送出される
    複数の出力情報が供給され、該情報を上記クロック発生
    手段から供給される上記選択信号によって選択する選択
    手段と、 上記選択手段から供給される各中央演算処理装置毎の情
    報を格納し、すべての中央演算処理装置が停止モード情
    報を送出したときにはすべての上記クロック信号の発生
    を停止させる停止信号を上記クロック発生手段へ送出す
    る発振停止手段と、を備えたことを特徴とする複数の中
    央演算処理装置を有するマイクロプロセッサ。
  2. 【請求項2】 上記クロック発生手段は、基本クロック
    信号を発生し、又、上記停止信号が供給される基本クロ
    ック信号発生手段と、上記基本クロック信号が供給され
    該基本クロック信号に基づき上記それぞれの中央演算処
    理装置へ供給する上記クロック信号を発生し、又、上記
    選択信号を発生する中央演算処理装置クロック信号発生
    手段とを備えた、請求項1記載の複数の中央演算処理装
    置を有するマイクロプロセッサ。
  3. 【請求項3】 上記発振停止手段が送出する上記停止信
    号により上記中央演算処理装置クロック信号発生手段か
    らすべての中央演算処理装置へのクロック信号の送出が
    停止した後、上記基本クロック信号発生手段へ供給され
    る外部割り込み信号により上記基本クロック信号発生手
    段が発振を再開する場合、上記基本クロック信号発生手
    段から発振再開信号が供給され所定の上記中央演算処理
    装置のみを復帰させる復帰選択信号を上記中央演算処理
    装置クロック信号発生手段へ送出する復帰選択手段を備
    えた、請求項2記載の複数の中央演算処理装置を有する
    マイクロプロセッサ。
  4. 【請求項4】 上記複数の中央演算処理装置のそれぞれ
    に接続され、該中央演算処理装置へ供給される割り込み
    要求を制御する割り込み要求制御手段と、 出力側が上記割り込み要求制御手段のそれぞれに接続さ
    れ、上記中央演算処理装置のいずれかが他の上記中央演
    算処理装置に対してソフトウエア割り込みを要求する信
    号が上記選択手段から供給されたとき割り込み要求のあ
    る中央演算処理装置に接続されている上記割り込み要求
    制御手段へ割り込みを行うための制御信号を送出するソ
    フトウエア割り込み発生手段と、を備えた、請求項1記
    載の複数の中央演算処理装置を有するマイクロプロセッ
    サ。
JP4338495A 1992-12-18 1992-12-18 複数の中央演算処理装置を有するマイクロプロセッサ Pending JPH06187066A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08202468A (ja) * 1995-01-27 1996-08-09 Hitachi Ltd マルチプロセッサシステム
US6928575B2 (en) 2000-10-12 2005-08-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for controlling and supplying in phase clock signals to components of an integrated circuit with a multiprocessor architecture
JP2008511912A (ja) * 2004-09-03 2008-04-17 インテル コーポレイション マルチコアプロセッサにおけるアイドル状態移行の調整
JP2011204191A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Kyocera Mita Corp 省電力マルチcpuシステム、画像形成装置
JP2020009324A (ja) * 2018-07-11 2020-01-16 株式会社デンソー 電子装置

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