JPH06301589A - メモリ制御装置 - Google Patents

メモリ制御装置

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Publication number
JPH06301589A
JPH06301589A JP8826293A JP8826293A JPH06301589A JP H06301589 A JPH06301589 A JP H06301589A JP 8826293 A JP8826293 A JP 8826293A JP 8826293 A JP8826293 A JP 8826293A JP H06301589 A JPH06301589 A JP H06301589A
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JP
Japan
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memory
microprocessor
signal
access time
output
Prior art date
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Application number
JP8826293A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Owada
達男 大和田
Yoshiaki Tangezaka
義敬 丹下坂
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NEC Corp
NEC Data Terminal Ltd
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NEC Corp
NEC Data Terminal Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】メモリにプログラムの動作に影響がない命令コ
ードを格納するだけで、メモリのアクセスタイムが認識
できマイクロプロセッサに対して最適なウエイトを挿入
することが出来る。 【構成】このメモリ制御装置は、マイクロプロセッサ2
と、データの読み出し専用のメモリ4と、このメモリ4
の読み出しを制御するメモリ制御部3と、メモリ4のア
クセスタイムを識別するメモリアクセスタイム識別制御
部5とを備える。また、メモリ4のアクセスタイムに合
わせてマイクロプロセッサ2にウエイトを挿入するウエ
イト制御部6と、マイクロプロセッサ2にはシステムク
ロックを、メモリアクセスタイム識別制御部5およびウ
エイト制御部6にはシステムクロックの2倍の周期のク
ロックを供給するクロックパルスジェネレータ1とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメモリ制御装置に関し、
特に記憶手段からデータを読み出すメモリ制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のメモリ制御装置は、図1
0に示すように、マイクロプロセッサ2と、データの読
みだし専用メモリ4と、メモリ4の読み出しを制御する
メモリ制御部3と、マイクロプロセッサ2にはシステム
クロックをメモリ制御部3にはフリップフロップのラッ
チ用のクロックを供給するクロックパルスジェネレータ
1とで構成される。
【0003】図11は、この従来例のメモリ制御装置詳
細図である。図11を参照すると、使用するメモリ4
が、アドレス入力が16ビット(S0〜S15)、デー
タ出力が16ビット(T0〜T15)、制御信号が2本
(CS、OE)、および、容量が1,048,576ビ
ットの読み出し専用メモリ(Read Only Me
mory以後ROMと呼ぶ)である場合、65,536
ワードで出力データ16ビットつまり1,31,072
バイトで出力データ16ビットのROMとなる。ROM
4を制御するマイクロプロセッサ2が、16ビットのマ
イクロプロセッサであるとすると、マイクロプロセッサ
2がアクセスできるメモリ空間は、00000(16進
表現)からFFFFF(16進表現)の1M(1×10
6 )バイトとなる。
【0004】マイクロプロセッサ2が1Mバイトのメモ
リ空間の中で、アドレスE0000(16進表現)にR
OM4を割り当てた場合、マイクロプロセッサ2は、ま
ずROM4のフェッチ(命令読みとり動作)サイクルの
時にFCY信号をLOWレベルにする。2入力および4
出力のデコーダ78のイネーブル端子E0にマイクロプ
ロセッサ2のFCY信号が接続されているので、ROM
4のフェッチサイクルではデコーダ78がイネーブル状
態になる。デコーダ78の入力端子S0およびS1に
は、アドレスAD19および18が接続されているの
で、出力端子F3は、アドレスAD19および18がH
IGHレベルになった時LOWレベルとなる。デコーダ
78の出力端子F3は、デコーダ79のイネーブル端子
E0に接続されているので、アドレスAD19および1
8がHIGHレベルのときデコーダ79はイネーブル状
態となる。また、デコーダ79の入力端子には、アドレ
スAD17および16が接続されているので、デコーダ
79の出力端子F2はアドレスAD17がHIGHレベ
ル、アドレスAD16がLOWレベルのとき、出力端子
F3はアドレスAD17および18がともにHIGHレ
ベルのときLOWレベルとのる。デコーダ79のイネー
ブル条件から、デコーダ79のF2端子は、アドレスA
D19、18および17がHIGHレベル、アドレスA
D16がLOWレベルのとき、つまりマイクロプロセッ
サ2がメモリ空間のE0000(16進表現)からEF
FFF(16進表現)のフェッチサイクルでLOMレベ
ルとなる。また、デコーダ79のF3端子は、アドレス
AD19、18、17および16がHIGHレベルのと
き、メモリ空間のF0000(16進表現)からFFF
F(16進表現)でLOWレベルとなる。デコーダ79
の出力端子F2およびF3は、2入力のANDゲート8
9の入力に接続されているので、ANDゲート89の出
力は、メモリ空間のE0000(16進表現)かFFF
FF(16進表現)でLOWレベルとなる。メモリ4の
チップセレクト端子CSは、ANDゲート89の出力端
子に接続されているので、メモリ4は、マイクロプロセ
ッサ2のメモリ空間E0000(16進表現)からFF
FFF(16進表現)で選択されることになる。メモリ
4のアウトプット端子OEには、マイクロプロセッサ2
のメモリリード信号MRDが接続されているので、メモ
リ空間E0000(16進表現)からFFFFF(16
進表現)のフェッチサイクルで、MRD信号がLOWレ
ベルとなりメモリ4からデータが読み出される。メモリ
4が選択されるときのアドレスは、マイクロプロセッサ
2のアドレス端子AD0〜AD15から出力され、メモ
リ4のS0〜S15端子に入力される。また、フェッチ
したときのデータ(命令コード)はメモリ4のT0〜T
15端子から出力され、マイクロプロセッサ2のDA0
〜DA15端子に入力される。通常、電源投入時にマイ
クロプロセッサ2が、最初にフェッチを行うアドレスは
決まっていて、仮にアドレスFFFF0(16進表現)
とすると、メモリ4に格納されるプログラムは、FFF
F0(16進表現)に、プログラムのスタートするアド
レスを決定づける命令コードを格納する。メモリ4の場
合、アドレス空間E0000(16進表現)からFFF
FF(16進表現)でフェッチされるので、通常プログ
ラムのスタートアドレスは、E0000(16進表現)
となる。
【0005】図12は、マイクロプロセッサ2がメモリ
4をリード(フェッチ)するときのタイムチャートであ
り、CLK1は、マイクロプロセッサ2のシステムクロ
ックである。システムクロックは、クロックパルスジェ
ネレータ1のCLK1端子から供給され、CLK2端子
には、システムクロックの2倍の周期のクロックが出力
され、メモリ制御部2のフリップフロップ83〜87の
ラッチ端子CPに接続される。ここで、システムクロッ
クが、10M(10×106 )Hzとすると、タイムチ
ャート図12のT1(マイクロプロセッサの1サイク
ル)は、100n(100×10-9)secとなり、C
LK2の1周期は、50nsecとなる。
【0006】ここで、メモリ4のアクセスタイムが20
0nsecのROMであるとすると、タイムチャート図
12に示すように、CS信号から200nsec後にデ
ータDA0〜DA15が、メモリ4から出力されること
になる。マイクロプロセッサ2の1バスサイクルT1お
よびT2は100nsec×2=200nsecとな
る。メモリ4のアクセスタイムが、200nsecの場
合、1バスサイクルではデータの読み込みが出来ないた
め(T2の立ち下がりでマイクロプロセッサはデータの
取り込みを行う)、バスサイクルの延長が必要となる。
バスサイクルの延長は、T2の立ち上がりでRDY端子
がHIGHレベルであることが確認できると、1ウエイ
ト延長され1バスサイクルは、T1、T2およびTWと
なる。また、TWの立ち上がりでRDY信号がLOWレ
ベルであることが確認出来ると、マイクロプロセッサ2
はバスサイクルの延長を中止する。1ウエイト延長され
た結果マイクロプロセッサは、TWの立ち下がりでデー
タを読み込むことになる。
【0007】RDY信号は、図11のフリップフロップ
83〜87で生成される。プリップフロップ83のデー
タ端子には、メモリリード信号MRDがNOTゲート8
1で反転された信号と、FCY信号とがNORゲート8
0に入力され、出力信号はタイムチャート図12に示す
となる。この出力信号をCLK2の立ち下がりでラッ
チ(NOTゲート82でCLK2を反転させフリップフ
ロップのラッチ端子CPに入力)させフリップフロップ
83〜87でシフトさせた結果、フリップフロップ87
の出力端子F0には、タイムチャート図12で示すRD
Y信号となりORゲート88に入力される。ORゲート
88の入力には、ANDゲート89の出力が入力される
ことからメモリ4をマイクロプロセッサ2がアクセスす
るときは必ず、RDY端子にタイムチャート図12で示
すRDY信号が入力され、バスサイクルが1ウエイト延
長されることとなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のメモリ
制御装置は、マイクロプロセッサがアクセスするメモリ
空間に対し、構成されるメモリのアクセスタイムに合わ
せて、バスサイクルの延長を制御しなければならない。
【0009】本発明は、このような欠点を除去し、構成
されるメモリのアクセスタイムがいかなる場合でも、バ
スサイクルの延長を制御できるメモリ制御装置を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のメモリ制御装置
は、マイクロプロセッサと、データの読み出し専用のメ
モリと、このメモリの読み出しを制御するメモリ制御部
と、前記メモリのアクセスタイムを識別するメモリアク
セスタイム識別制御部と、前記メモリのアクセスタイム
に合わせて前記マイクロプロセッサにウエイトを挿入す
るウエイト制御部と、前記マイクロプロセッサにはシス
テムクロックを、前記メモリアクセスタイム識別制御部
および前記ウエイト制御部には前記システムクロックの
2倍の周期のクロックを供給するクロックパルスジェネ
レータとを備える。
【0011】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。本発明の一実施例をブロックで示す図1を参照する
と、この実施例のメモリ制御装置は、マイクロプロセッ
サ2と、データの読み出しを制御するメモリ制御部3
と、データの読み出し専用メモリ4と、メモリ4のアク
セスタイムを識別するメモリアクセスタイム識別制御部
5と、メモリ4のアクセスタイムに対応したウエイトを
マイクロプロセッサ2に挿入するウエイト制御部6と、
マイクロプロセッサ2にはシステムクロックを、メモリ
アクセスタイム識別制御部5およびウエイト制御部6に
はシステムクロックの2倍の周期のクロックを供給する
クロックパルスジェネレータ1とから構成される。
【0012】次に、本実施例の動作について説明する。
図2はメモリ制御部3の詳細図であり、図3はメモリ4
の詳細図である。図2および図3を参照すると、マイク
ロプロセッサ2が1Mバイトのメモリ空間のアドレスE
0000(16進表現)からFFFFF(16進表現)
にメモリ4を割り当てた場合、ANDゲート18の出力
RCSO信号は、マイクロプロセッサ2がアドレスE0
000(16進表現)からFFFFF(16進表現)の
フェッチサイクル(命令読みとり動作)でLOWレベル
となりメモリ4のCS端子に接続される。メモリ4のO
E端子にはマイクロプロセッサ2のリード信号(MRD
信号)が接続される。フェッチサイクルでのアドレス
は、マイクロプロセッサ2のAD0〜AD15端子に出
力されメモリ4のS0〜S15端子に入力される。ま
た、フェッチされたデータ(命令コード)は、メモリ4
のT0〜T15端子から出力され、マイクロプロセッサ
2のDA0〜DA15端子に入力される。
【0013】図4および図5はメモリアクセスタイム識
別制御部5の詳細図である。図4および図5を参照する
と、NORゲート20の出力信号は、図8のタイムチャ
ートで示すWTS0信号となる。デコーダ22〜31
は、マイクロプロセッサ2が電源投入時の最初にフェッ
チするアドレスFFFF0(16進表現)をデコードし
ていて、FFFF0(16進表現)をフェッチしたとき
に、デコーダ31の出力F3端子がLOWレベルとな
る。デコーダ31のF3端子の出力は、NOTゲート1
9が反転してMS0信号としてフリップフロップ55の
マスターセット端子MSに接続される。また、MS0信
号はANDゲート44の入力にも接続され、ANDゲー
ト44の出力はANDゲート45の入力に、同様にAN
Dゲート46〜54に接続される。つまり、アドレスF
FFF0(16進表現)をフェッチしているときは、フ
リップフロップ55〜65のMS端子がHIGHレベル
となりフリップフロップは有効な状態となる。アドレス
FFFF0(16進表現)以外のフェッチサイクルで
は、フリップフロップ55〜65のマスターセット端子
MSは、LOWレベルとなりフリップフロップ55〜6
5はマスターセット状態となる。次にフリップフロップ
33のデータ端子DAには図8で示すWTS0信号が入
力され、ラッチ端子CPにはクロックパルスジェネレー
タ1から供給されるCLK2(システムクロックの2倍
周期の50nsec)が、NOTゲート32によって反
転したクロックでラッチされるので、出力T0端子は図
8のタイムチャートで示すSP10信号を出力する。S
P10信号は、フリップフロップ34のDA端子に入力
されCP端子にはCLK2が入力されラッチするので、
フリップフロップ34の出力のT0端子は図8のタイム
チャートで示すSP20信号を出力する。同様に、フリ
ップフロップ35〜43の出力信号SP30〜SP11
0のタイムチャートを図8に示す。
【0014】ここで、メモリ4に格納されるデータとし
て、アドレスFFFF0(16進表現)に最下位ビット
が“0”でプログラムの動作に影響が出ない命令コー
ド、例えばNOP(No Operation)命令コ
ード10010000(2進表現)を格納して、次のス
テップから実際の制御ログラムを格納する。マイクロプ
ロセッサ2が、電源投入時アドレスFFFF0(16進
表現)をフェッチしたとき、メモリ4からは命令コード
90(16進表現)が出力される。このとき、DA0信
号はデータの最下位ビットであるからデータ“0”が入
力される。メモリ4はアクセス状態でないときは、ハイ
インピーダンス状態となるが図3に示すように、データ
信号DA0〜DA15は+5Vでプルアップしてあるの
でHIGHレベルとなる。つまり、アドレスFFFF0
(16進表現)をフェッチしたときのDA0信号は、H
IGHからLOWレベルに変化することになる。DA0
信号は、フリップフロップ55〜65のDA端子に入力
され,各各のフリップフロップは、SP10〜SP11
0信号にてラッチされるので、WT10信号がLOWレ
ベルになるのは、DA0信号の変化点がSP10信号の
立ち上がりよりも前の時となる。同様に、WT20〜W
T110信号がLOWレベルになるのは、対応するSP
20〜SP110信号の立ち上がりより前にDA0信号
が変化したときとなる。
【0015】ここで、マイクロプロセッサ2のリード
(フェッチ)のタイミングの例を図7に示す。図7を参
照すると、1バスサイクルは、T1およびT2となりデ
ータの取り込みはT2の立ち下がりで行われる(図7
(a))。メモリ4のアクセスタイムが、T2の立ち下
がりに間に合わないときは、バスサイクルの延長が必要
となる。バスサイクルの延長は、RDY信号がT2の立
ち上がりでHIGHレベルのときバスサイクルは延長さ
れ、次のTWの立ち上がりでLOWレベルになるとバス
サイクルの延長は中止される(図7(b))。図8のタ
イムチャートにおいて、マイクロプロセッサ2がウエイ
トなし(バスサイクルの延長なし)でデータをラッチす
るのはT2の立ち下がりであるから、SP10〜SP7
0信号でDA0信号の変化(HIGHレベルからLOW
レベル)をとらえられたときが、バスサイクルの延長な
しにメモリ4をリードできることとなる。同様に、1ウ
エイト(1バスサイクルの延長)のときは、TWの立ち
下がりでデータをラッチするので、SP80〜SP11
0信号でDA0信号の変化をとらえたときとなる。ま
た、2ウエイト(2バスサイクルの延長)のとき(図7
(c))は、TW2の立ち下がりでデータをラッチする
ので、SP120〜SP150でDA0信号の変化をと
らえたときとなる。図5において、SP10〜SP11
0信号はフリップフロップ55〜65のラッチ端子CP
に入力されるので、DA0信号の変化をとらえた結果は
WT10信号からWT110信号に出力される(HIG
HからLOWレベルに変化)。
【0016】図6はウエイト制御部6の詳細図である。
図6を参照すると、NANDゲート66の入力にはWT
10〜WT70信号が入力されているので、NANDゲ
ート66の出力は、WT10〜WT70信号のどれかが
LOWレベルに変化したとき出力はHIGHレベルとな
る。NANDゲートの出力はフリップフロップ69のラ
ッチ端子CPに入力させるので、このとき出力のF0端
子はLOWレベルとなる。このF0端子は、ORゲート
72に入力され、もう一方の入力にはメモリアクセスタ
イム識別制御部5から出力されるSP500信号が入力
される。つまりWT10〜WT70信号のどれかがLO
Wレベルとなったとき、SP500信号がORゲート7
2から出力され、ANDゲート75の出力となる。図5
においてSP500信号は、SP50信号の反転である
からタイムチャート図8より、マイクロプロセッサ2が
ウエイトなしでメモリ4をアクセスするときのRDY信
号となる(タイムチャート図7を参照)。
【0017】同様に、WT80〜WT110信号のどれ
かがLOWレベルとなったとき、フリップフロップ70
のF0端子がLOWレベルとなり、ORゲート73から
SP900信号が出力されANDゲート75の出力とな
る。このSP900信号は、マイクロプロセッサ2が1
ウエイトでメモリ4をアクセスするときのRDY信号で
ある。また、WT120〜WT150信号のどれかがL
OWレベルとなったとき、フリップフロップ71のF0
端子がLOWレベルとなり、ORゲート74からSP1
300信号が出力されANDゲート75の出力となる。
このSP1300信号は、マイクロプロセッサ2が2ウ
エイトでメモリ4をアクセスするときのRDY信号であ
る。
【0018】実際に、タイムチャート図9に示すような
DA0信号の場合、SP60信号の次のSP70信号
で、DA0信号の変化点がとらえられORゲート72か
らSP500信号が出力されることになる。しかしSP
500信号は、タイムチャート図7に示すように、LO
WレベルのタイミングがSP70の信号の立ち上がりよ
り前なので、SP70信号がDA0信号の変化点をとら
えた時点では無効となる。そこで、最初にウエイト数を
判断するときは、NANDゲート66の出力をNORゲ
ート76に入力することによって、NORゲート76の
出力からはWT70と同一の信号が出力され、ANDゲ
ート75からはタイムチャート図9に示すようなRDY
信号が出力される。WT70信号はマイクロプロセッサ
2が、アドレスFFFF0(16進表現)をフェッチし
ているときしか出力されないから、このアドレス以降
は、フリップフロップ69の出力がLOWレベルにラッ
チされているので、SP500信号がRDY信号とな
り、自動的にウエイトなしでメモリ4をアクセスでき
る。
【0019】図4に示すデコーダ22〜31は、マイク
ロプロセッサ2が最初にフェッチするアドレスFFFF
0(16進表現)をデコードしているが、このデコーダ
22〜31をプログラムの動作に影響がでないアドレス
とし、そのアドレスに最下位ビットが“0”でプログラ
ムに影響がでない命令コードとすれば、プログラムが周
期的にこのアドレスを通過することで、メモリのアクセ
スタイムが自動的に判断でき、マイクロプロセッサ2は
最適なウエイト数でメモリ4をアクセスできることにな
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロプロセッサと、データの読み出し専用のメモリ
と、このメモリの読み出しを制御するメモリ制御部と、
このメモリのアクセスタイムを識別するメモリアクセス
タイム識別制御部と、このメモリのアクセスタイムに合
わせてマイクロプロセッサにウエイトを挿入するウエイ
ト制御部と、マイクロプロセッサにはシステムクロック
を、メモリアクセスタイム識別制御部およびウエイト制
御部にはシステムクロックの2倍の周期のクロックを供
給するクロックパルスジェネレータとを備えることによ
り、メモリにプログラムの動作に影響がない命令コード
を格納するだけで、メモリのアクセスタイムが認識でき
マイクロプロセッサに対して最適なウエイトを挿入する
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】メモリ制御部の詳細回路図である。
【図3】メモリの詳細回路図である。
【図4】メモリアクセスタイム識別制御部の詳細回路図
である。
【図5】メモリアクセスタイム識別制御部の詳細回路図
である。
【図6】ウエイト制御部の詳細回路図である。
【図7】マイクロプロセッサのタイムチャートである。
【図8】メモリアクセスタイム識別制御部のタイムチャ
ートである。
【図9】ウエイト制御部のタイムチャートである。
【図10】従来のメモリ制御装置の一例を示す回路図で
ある。
【図11】従来のメモリ制御装置の詳細回路図である。
【図12】従来のメモリ制御装置のタイムチャートであ
る。
【符号の説明】
1 クロックパルスジェネレータ 2 マイクロプロセッサ 3 メモリ制部部 4 メモリ 5 メモリアクセスタイム識別制御部 6 ウエイト制御部 16,17 デコーダ 18 ANDゲート 19 NOTゲート 20 NORゲート 21 NOTゲート 22〜31 デコーダ 32 NOTゲート 33〜43 フリップフロップ 44〜54 ANDゲート 55〜65 フリップフロップ 66〜68 NANDゲート 69〜71 フリップフロップ 72〜74 ORゲート 75 ANDゲート 76 NORゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロプロセッサと、データの読み出
    し専用のメモリと、このメモリの読み出しを制御するメ
    モリ制御部と、前記メモリのアクセスタイムを識別する
    メモリアクセスタイム識別制御部と、前記メモリのアク
    セスタイムに合わせて前記マイクロプロセッサにウエイ
    トを挿入するウエイト制御部と、前記マイクロプロセッ
    サにはシステムクロックを、前記メモリアクセスタイム
    識別制御部および前記ウエイト制御部には前記システム
    クロックの2倍の周期のクロックを供給するクロックパ
    ルスジェネレータとを備えることを特徴とするメモリ制
    御装置。
JP8826293A 1993-04-15 1993-04-15 メモリ制御装置 Pending JPH06301589A (ja)

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Effective date: 20020312