JPH06301632A - Dma制御装置および制御方法 - Google Patents

Dma制御装置および制御方法

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JPH06301632A
JPH06301632A JP9097393A JP9097393A JPH06301632A JP H06301632 A JPH06301632 A JP H06301632A JP 9097393 A JP9097393 A JP 9097393A JP 9097393 A JP9097393 A JP 9097393A JP H06301632 A JPH06301632 A JP H06301632A
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JP
Japan
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central processing
dma
processing unit
instruction
transfer
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JP9097393A
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Toshio Nakahigashi
俊夫 中東
Tei Kito
禎 鬼頭
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ある中央処理装置からの入出力命令を受け付
けた後でも、他の中央処理装置の入出力命令を受け付け
ることができるようにして、中央処理装置の処理能力の
低下を防止する。 【構成】 複数の中央処理装置で入出力装置を共用する
マルチシステムにおいて、DMA制御装置内にバイトア
ドレスレジスタを中央処理装置の数だけ備えて、ある中
央処理装置から入出力命令を受け付けた後でも、バスを
獲得するまでの間は他の中央処理装置からの入出力命令
を受け付けることができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の中央処理装置お
よび主記憶装置に接続されたDMA(DirectMemory Ac
cess)制御装置およびその制御方法に関し、特にある中
央処理装置からの命令を受け付けた後に、他の中央処理
装置からの命令も受け付けることができるDMA制御装
置および制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】DMA転送方式は、DMA制御装置が中
央処理装置に代って制御することにより、ハ−ド・ディ
スク装置や高速CRT端末等の入出力装置と大量のデ−
タをやりとりするための制御方式であって、中央処理装
置の制御下のソフトウェアによる転送方式よりも高速で
大量のデ−タを転送することが可能である。従来、複数
の中央処理装置と共通の主記憶装置が設けられた情報処
理システムでは、DMA制御装置に対して1つの中央処
理装置から転送命令が送られると、DMA制御装置はそ
の転送処理が終了するまでは他の中央処理装置から命令
が送られないように、他の全ての中央処理装置に対して
禁止信号を送出している。例えば、特開平2−1768
21号公報に記載されたディスク制御装置では、複数の
中央処理装置の中の1つからディスク制御装置にアクセ
ス要求があると、他の中央処理装置に対してアクセス要
求禁止信号を送出することにより、最初の中央処理装置
にだけディスク装置を占有させた後、その中央処理装置
からのデ−タ書き込み、読み込み指示を受け取り、中央
処理装置との間でデ−タの授受を行う。他の中央処理装
置に対してアクセス禁止信号を送出することにより、他
からのアクセスを禁止し、1つの中央処理装置からの命
令のみを受け付けて制御装置を動作させ、それが終了す
ると、他の中央処理装置の命令を受け付けるようにして
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の制御方法では、1つの中央処理装置からの
命令のみを受け付けるので、中央処理装置の数が多いほ
ど、他の中央処理装置の命令は長時間受け付けられず、
他の中央処理装置の処理能力は低下するという問題があ
った。本発明の目的は、このような従来の課題を解決
し、複数の中央処理装置に接続されたDMA制御装置に
おいて、ある中央処理装置からの命令を受け付けた後で
も、他の中央処理装置からの命令も受け付けることがで
き、それにより他の中央処理装置の処理能力の低下を防
止できるDMA制御装置および制御方法を提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のDMA制御装置は、(イ)メインバス(2
1)を介して複数の中央処理装置(11〜1n)と主記
憶装置(10)に接続され、各中央処理装置との間でダ
イレクトメモリアクセスによるデ−タ転送(以下、DM
A転送)を行うDMA制御装置(2)において、各中央
処理装置(41〜4n)からの入出力命令を格納するた
めの、各中央処理装置に対応する数のバイトアドレスレ
ジスタ(41〜4n)と、バイトアドレスレジスタ(4
1〜4n)に接続され、メインバス(21)が占有され
るまでの間は、複数の中央処理装置(11〜1n)から
のDMA転送命令を継続して受け付ける命令解析手段
(3)とを有し、中央処理装置相互間に優先順位を付け
ておき、各中央処理装置からのDMA転送命令を受け付
けると、DMA転送命令を対応するバイトアドレスレジ
スタ(41〜4n)に格納して、格納されているDMA
転送命令のうち、優先順位の高い中央処理装置の命令か
ら順にDMA転送を実行することを特徴としている。ま
た、(ロ)バイトアドレスレジスタ(41〜4n)の他
に、各中央処理装置(11〜1n)からの入出力命令を
格納するための、各中央処理装置(11〜1n)に対応
する数のステ−タスレジスタ(81〜8n)と、メイン
バス(21)が占有されるまでの間は、複数の中央処理
装置(11〜1n)からの入出力命令を継続して受け付
ける命令解析手段(3)とを有し、各中央処理装置から
ステ−タスレジスタリ−ド/ライト命令あるいはリセッ
ト命令を受け付けると、命令を対応するステ−タスレジ
スタ(81〜8n)に対して実行し、優先順位の高い中
央処理装置の命令から順に入出力命令を実行することも
特徴としている。また、本発明のDMA制御方法は、
(ハ)メインバス(21)を介して複数の中央処理装置
(11〜1n)と主記憶装置(10)に接続され、各中
央処理装置との間でDMA転送を行うDMA制御方法に
おいて、DMA転送と次のDMA転送の間のメインバス
(21)が占有されていない期間を利用して、現在DM
A転送中であっても、複数の中央処理装置からのDMA
転送命令を受け付けることを特徴としている。
【0005】
【作用】本発明においては、DMA制御装置内にDMA
転送命令を格納するレジスタを中央処理装置の数だけ具
備することにより、1つの中央処理装置からDMA転送
命令を受け付けた後も、他の中央処理装置から転送命令
が送られてきた場合、これを受け付けて、中央処理装置
毎のレジスタに格納しておき、転送中の処理が終了した
ならば、次に格納されているレジスタの命令を実行す
る。このように、1つの中央処理装置からのDMA転送
命令を実行中に、他の中央処理装置からDMA転送命令
が発行された場合でも、これを禁止せずに受け付けるこ
とができるので、各中央処理装置は任意にDMA転送命
令を発行することができ、処理能力の低下を防止するこ
とができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図1は、本発明の一実施例を示すDMA制御
装置のブロック構成図である。図1において、2はDM
A制御装置であって、複数の中央処理装置11〜1nお
よびメインメモリ10とはメインバス21を介して接続
されている。このメインメモリ10上には、DMA制御
装置2に専用で使用される入出力空間を有している。ま
た、DMA制御装置2は入出力装置として、ディスク装
置6に接続されている。ここでは、1個のディスク装置
6のみが示されているが、実際には複数種類の入出力装
置がそれぞれ複数個接続されている。メインメモリ10
には、DMA転送を行うための命令を格納しているアド
レス空間(以下、MDCBと記す)があり、また各制御
装置に対してメモリエリアが割り当てられている。図1
に示すように、DMA制御装置2には、中央処理装置か
らの転送命令等を解析する命令解析部3、中央処理装置
毎に割り当てられ、各命令を格納するバイトアドレスレ
ジスタ41〜4n、中央処理装置毎に割り当てられ、各
中央処理装置に送られるDMA制御装置の状態情報を格
納するステ−タスレジスタ81〜8n、ステ−タスレジ
スタ81〜8nの中から1つだけ読み出して状態情報が
格納されるマスタステ−タスレジスタ9、DMA制御装
置2内の動作を制御する制御回路5、メインバス21ま
たは制御回路5とのインタフェ−スを有する入出力回路
7が配置されている。
【0007】DMA制御装置2は、バスサイクルにおけ
るID番号を有している。例えば、メインバス21に3
個の中央処理装置と2個のDMA制御装置が接続されて
いるものとすれば、装置の番号として中央処理装置に対
してID1〜ID3を、DMA制御装置に対してID4
〜ID5を、それぞれ指定する。図3は、図1における
中央処理装置から送られる入出力命令のアドレスフォ−
マット図であり、図4は、図1における命令解析部の詳
細ブロック図である。命令解析部3は、図4に示すよう
に、このDMA制御装置のID番号を格納しているデバ
イスナンバレジスタ(DVN)31と、入出力回路より
入力されたID番号とデバイスナンバレジスタ31のI
D番号とを比較するためのコンペア回路34と、中央処
理装置のID番号をデコ−ドするCPUIDデコ−ド回
路32と、命令内容をデコ−ドするFUNデコ−ド回路
33とから構成される。複数の中央処理装置11〜1n
は、DMA制御装置2に対して入出力命令を発行する。
入出力命令のフォ−マットは、図3に示すように、デバ
イス番号(DVN)、中央処理装置のID(CPUI
D)、および入出力命令の内容(FUN)から形成され
る。命令解析部3は、複数の中央処理装置11〜1nか
らの入出力命令を受けると、コンペア回路34でDMA
制御装置2に割り当てられた入出力空間のアドレスを指
しているか否かをコンペア回路34で解析し、その解析
の結果、割り当てられた入出力空間のアドレスであれ
ば、CPUIDデコ−ド回路32で中央処理装置のID
番号(CPUID)をデコ−ドするとともに、FUNデ
コ−ド回路33で命令内容(FUN)をデコ−ドする。
命令内容(FUN)としては、バイトアドレスレジスタ
命令、割込み、入出力リセット、ステ−タスレジスタリ
−ド等の各内容がある。命令解析部3のコンペア回路3
4の比較結果、およびCPUIDデコ−ド回路32とF
UNデコ−ド回路33のデコ−ド結果は、その内容に従
ってステ−タスレジスタ81〜8nあるいはバイトアド
レスレジスタ41〜4nに、それぞれ送出される。
【0008】図1におけるバイトアドレスレジスタ41
〜4nは、中央処理装置11〜1nから送られた入出力
命令が命令解析部3により解析された結果、命令内容が
バイトアドレスレジスタ命令であった場合に、中央処理
装置11〜1nから送られたデ−タを格納するレジスタ
である。このバイトアドレスレジスタ命令に付随するデ
−タは、DMA制御装置2がメインメモリ10上でMD
CBの内容をリ−ドする先頭アドレスである。バイトア
ドレスレジスタ41〜4nは、中央処理装置11〜1n
に対応して各1個が割り当てられており、CPUIDデ
コ−ド回路32がデコ−ドした中央処理装置のID番号
により、格納するバイトアドレスレジスタ41〜4nの
1つが決定される。ステ−タスレジスタ81〜8nは、
DMA制御装置2の状態を表わしているレジスタであっ
て、中央処理装置11〜1nに対応して各1個が割り当
てられている。各中央処理装置11〜1nに対して、エ
ラ−情報(DMA制御装置がデ−タを入力または出力す
るときにパリティエラ−等が発生すると、エラ−のビッ
トを立てる)、動作情報(中央処理装置に対する命令を
DMA制御装置2が動作中か否かを示す)、割込み情報
(中央処理装置からの割り込みがあると、その割込み要
因を保留しているか否かを示す)を有している。なお、
このうち、動作情報(DMA制御装置2が動作可能か否
かを示す情報)は、各中央処理装置11〜1nに対して
共通の情報であって、同一情報がステ−タスレジスタ8
1〜8nにそれぞれ格納されている。マスタステ−タス
レジスタ9は、中央処理装置11〜1nから入出力命令
があり、命令解析部3で解析された結果、その命令の内
容がステ−タスレジスタリ−ド命令である場合に、命令
を発行した中央処理装置11〜1nに対応するステ−タ
スレジスタ81〜8nの内容を格納する。
【0009】図1における制御回路5は、ディスク装置
6とのデ−タ転送、およびDMA転送の制御(すなわ
ち、デ−タ転送数、アドレス、およびデ−タの制御)を
行う機能を有している。入出力回路7は、メインバス2
1に対するインタフェ−スであり、中央処理装置11〜
1nから入出力命令が送られたときには、これを命令解
析部3に送り、またDMA転送時には、制御回路5との
間でデ−タの授受を行う。一方、マスタステ−タスレジ
スタ9に対しては、中央処理装置11〜1nからの入出
力命令(ステ−タスレジスタリ−ド命令)を受けると、
マスタステ−タスレジスタ9の内容を取り出してメイン
バス21上に出力する。制御回路5内のアドレスレジス
タ22は、DMA転送を行うアドレスを格納するレジス
タであって、バイトアドレスレジスタ41〜4nに受け
た順序で優先順位を付け、その優先順位の高いものから
バイトアドレスレジスタ41〜4nを選択し、その内容
をアドレスレジスタ22に格納する。なお、アドレスレ
ジスタ22、ステ−タスレジスタ81〜8n、およびデ
バイスナンバレジスタ(DVN)31等のレジスタへの
書き込みは、マイクロプログラムにより行い、またDM
A起動もマイクロプログラムにより行う。
【0010】図2は、本発明の一実施例を示すDMA制
御方法の動作タイムチャ−トである。図2では、中央処
理装置11,12,13とDMA制御装置2との間のデ
−タの授受を示すタイムチャ−ト、およびこれに対応さ
せたDMA制御装置の動作状態を示すタイムチャ−トが
示されている。先ず、中央処理装置11から入出力命令
がDMA制御装置2に送られると(図2の11A)、D
MA制御装置2は、入出力回路7を介して送られた情報
を命令解析部3に送る。そして命令解析部3では、DM
A制御装置2に専用の入出力空間アドレスが送られてい
たならば、入出力命令を発行した中央処理装置のID番
号、命令内容の解析をCPUIDデコ−ダ32と命令デ
コ−ダ33でそれぞれ行う。命令内容がバイトアドレス
レジスタ命令である場合には、入出力命令を送った中央
処理装置11に対応するバイトアドレスレジスタ41
に、送られたデ−タ(つまり、DMA制御装置2がメイ
ンメモリ10上でMDCBをリ−ドする先頭アドレス)
を格納する。マイクロプログラムは、制御回路5のアド
レスレジスタ22にバイトアドレスレジスタ41の内容
を送り、MDCBリ−ドのDMA起動を行う。次に、D
MA制御装置2は、制御回路5と入出力回路7を介して
メインバス21上にバス権要求信号を出力する(T
1)。バス許可信号が送られてくるまでは、他の中央処
理装置12〜1nからの入出力命令の受付けが可能であ
る(図2では、入出力命令の受付可の時間を*1で示し
ている)。図2においては、中央処理装置12からの入
出力命令(バイトアドレスレジスタ命令)を受け付けて
いる(12A)。受け付けた時点では、メインバス21
上にバス権要求信号を出力していた動作を中止し(T
2)、中央処理装置12に対応するバイトアドレスレジ
スタ42に、中央処理装置12から送られたデ−タ(D
MA制御装置2がメインメモリ10上でMDCBをリ−
ドする先頭アドレス)を格納する。
【0011】DMA制御装置2では、入出力命令の動作
が終了すると、メインバス21上にバス権要求信号を再
度出力する(T3)。バス権が獲得されるまでは、他の
中央処理装置13〜1nからの入出力命令の受付けが可
能である。バス許可信号が出力されたならば(T4)、
中央処理装置11に対してメインバス21上に制御回路
5のアドレスレジスタ22の内容をアドレスとして、D
MA制御装置2のID番号とともに出力し、MDCBの
内容をリ−ドするDMA転送を開始する(11B)。D
MA制御装置2は、中央処理装置11がメインメモリ1
0のMDCBの内容をリ−ドしている間(T5〜T
6)、DMA制御装置2のID番号が送られてくるまで
(11C)、他の中央処理装置13の入出力命令を受付
ける(13A)。中央処理装置13からの入出力命令の
内容がステ−タスレジスタリ−ド命令である場合には、
入出力命令を与えた中央処理装置13に対応するステ−
タスレジスタ83をマスタステ−タスレジスタ9に格納
し、メインバス21上にデ−タを転送する用意をする。
しかし、現在実行中のDMA転送が終了した後に、メイ
ンバス21のバス権要求信号を送出し、バス権を獲得し
てからステ−タスレジスタ83の内容を中央処理装置1
3に転送する。入出力命令の内容が、DMA制御装置2
の状態の初期化命令、ステ−タスレジスタ81〜8nの
リセット命令のときには、ステ−タスレジスタ81〜8
nのレジスタ内容をセットあるいはリセットする。ま
た、割り込みフラグのセット、リセット命令のときに
は、入出力命令を与えた中央処理装置13に対応してい
るステ−タスレジスタ83のレジスタをセットあるいは
リセットする。
【0012】入出力命令の内容がバイトアドレスレジス
タ命令であるときには、入出力命令を送った中央処理装
置13に対応するバイトアドレスレジスタ43に、送ら
れたデ−タ(つまり、DMA制御装置2がメインメモリ
10上でMDCBをリ−ドする先頭アドレス)を格納す
る。中央処理装置11がメインメモリ10のMDCBを
リ−ドし終って、DMA制御装置2のID番号がメイン
バス21上に送られてくると(11C)、これを検出し
たDMA制御装置2は、中央処理装置11から送られて
くるMDCBのデ−タ(11D)をリ−ドし(T6)、
MDCBリ−ド処理を終了する(T7)。マイクロプロ
グラムは、MDCBのデ−タの内容に基づいて、アドレ
スレジスタ22にメモリリ−ドまたはメモリライトする
アドレスを入力し、ハ−ドウェアに対してDMA起動を
行う。図2では、MDCBの内容がメモリライト命令で
あったので、マイクロプログラムからのDMA起動があ
ると、メインバス21上にバス権要求信号を出力する
(T8)。バス権要求信号を出力してからバス許可信号
が送られてくるまでは、他の中央処理装置11〜1nの
入出力命令を受け付ける。図2では、T8〜T9の期間
に他の中央処理装置の入出力命令は発行されていない
が、もし入出力命令を受けたときには、バス権要求信号
の出力を中止する。他の中央処理装置からの入出力命令
の動作が終了すれば、再度、バス権要求信号を出力す
る。図2では、バス許可信号がメインバス21から送ら
れてきて、バス権を獲得したので(T9)、メインバス
21上にアドレスレジスタ22の内容をアドレスとして
出力し(11E)、デ−タ転送を行ってDMA転送を終
了する(11F,T10)。
【0013】次に、終了時のMDCBの内容をメモリに
書き込むために、マイクロプログラムは(バイトアドレ
スレジスタ41の内容)+(MDCBのデ−タバイト
数)のアドレスをアドレスレジスタ22に格納し、ハ−
ドウェアに対してDMA起動を行う(T11)。このよ
うにして、バス権要求信号を出してバス権を獲得するま
では(T12)、他の中央処理装置からの入出力命令を
受け付ける(*1)。バス権を獲得すると、メインバス
21上にアドレスとしてアドレスレジスタ22の内容を
出力し、メインメモリ10上にMDCBの内容をライト
する(11G)。そして、中央処理装置11から割込み
リセット命令(入出力命令)がDMA制御装置2に与え
られるまで(11J)、割込み信号を中央処理装置11
に送出する(図省略)。メインメモリ10にMDCBの
内容をライトするデ−タ転送が終了すると(11H)、
DMA終了となる(T13)。その後、バイトアドレス
レジスタ41〜4nにバイトアドレス命令が格納されて
いるものがあれば、その分についてDMA転送を開始す
る。図2では、中央処理装置12および13から入出力
命令(バイトアドレスレジスタ命令)が発行され、既に
DMA制御装置2で受け付けられているので、早く発行
された順序で優先順位が付けられているものとして、先
ず中央処理装置12の入出力命令を実行する(12
B)。
【0014】中央処理装置12の入出力命令を実行開始
するためには、先ず、バス権要求信号を出力し(T1
4)、バス権獲得するまでは他の中央処理装置11,1
3からの入出力命令を受け付けるが、ここでは入出力命
令を受信しなかったため、バス獲得した後(T15)、
制御回路5のアドレスレジスタ22(バイトアドレスレ
ジスタ42の内容)をメインバス21にアドレスとして
出力し、DMA転送を開始する。DMA転送の開始によ
り、前述の通りMDCBリ−ド(12B)、メモリリ−
ド、MDCBライトの順序で転送が実行される。なお、
各バイトアドレスレジスタ41〜4nには予め優先順位
を付けておく。優先順位の方法としては、バイトアドレ
ス命令を受け付けた順序に従って付けるものとする。バ
イトアドレスレジスタ41〜4nにバイトアドレス命令
が複数個格納されたならば、優先順位の高いバイトアド
レスレジスタ41〜4nから順に、マイクロプログラム
がアドレスレジスタ22に格納して、DMA転送を開始
する。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
DMA制御装置内に中央処理装置と等しい数だけのアド
レスレジスタを具備することにより、ある中央処理装置
からの入出力命令を受け付けた後も、他の中央処理装置
からの入出力命令を受け付けることが可能となるので、
他の中央処理装置の処理能力を低下を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すDMA制御装置のブロ
ック構成図である。
【図2】本発明の一実施例を示すDMA制御方法のタイ
ミングチャ−トである。
【図3】図1における入出力命令のアドレスフォ−マッ
ト図である。
【図4】図1における命令解析部の詳細ブロック図であ
る。
【符号の説明】
2 DMA制御装置 3 命令解析部 5 制御回路 6 ディスク装置 7 入出力回路 9 マスタステ−タスレジスタ 11〜1n 中央処理装置 10 メインメモリ 21 メインバス 22 アドレスレジスタ 31 デバイスナンバ(DVN)レジスタ 32 中央処理装置IDデコ−ド回路 33 命令内容(FUN)デコ−ド回路 41〜4n バイトアドレスレジスタ 81〜8n ステ−タスレジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メインバスを介して複数の中央処理装置
    と主記憶装置に接続され、各中央処理装置との間でダイ
    レクトメモリアクセスによるデ−タ転送(以下、DMA
    転送)を行うDMA制御装置において、各中央処理装置
    からの入出力命令を格納するための、各中央処理装置に
    対応する数のレジスタと、該レジスタに接続され、上記
    メインバスが占有されるまでの間は、複数の中央処理装
    置からの入出力命令を継続して受け付ける命令解析手段
    とを有し、中央処理装置相互間に優先順位を付けてお
    き、各中央処理装置からのDMA転送命令を受け付ける
    と、該DMA転送命令を対応するレジスタに格納して、
    格納されているDMA転送命令のうち、優先順位の高い
    中央処理装置の命令から順にDMA転送を実行すること
    を特徴とするDMA制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のDMA制御装置におい
    て、上記レジスタは、各中央処理装置からの入出力命令
    を格納するための、各中央処理装置に対応する数のバイ
    トアドレスレジスタおよびステ−タスレジスタであっ
    て、メインバスが占有されるまでの間に複数の中央処理
    装置からの入出力命令を継続して受け付けた後、該命令
    を対応するバイトアドレスレジスタあるいはステ−タス
    レジスタに対して実行し、優先順位の高い中央処理装置
    の命令から順に入出力命令を実行することを特徴とする
    DMA制御装置。
  3. 【請求項3】 メインバスを介して複数の中央処理装置
    と主記憶装置に接続され、各中央処理装置との間でDM
    A転送を行うDMA制御方法において、DMA転送と次
    のDMA転送の間の上記メインバスが占有されていない
    期間を利用して、現在DMA転送中であっても、複数の
    中央処理装置からのDMA転送命令を受け付けることを
    特徴とするDMA制御方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006091972A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Renesas Technology Corp バスシステム及び半導体集積回路

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