JPH06301640A - バスインタフェース回路 - Google Patents

バスインタフェース回路

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JPH06301640A
JPH06301640A JP5087384A JP8738493A JPH06301640A JP H06301640 A JPH06301640 A JP H06301640A JP 5087384 A JP5087384 A JP 5087384A JP 8738493 A JP8738493 A JP 8738493A JP H06301640 A JPH06301640 A JP H06301640A
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JP
Japan
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data
bus
address
cpu
data bus
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JP5087384A
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Inventor
Eiichi Asai
井 栄 一 浅
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 データサイズの異なるCPUと周辺I/O装
置との接続で、CPUにダイナミックバスサイジング機
能を設ける必要がなく、かつデータアクセスの時間を短
縮し得るバスインタフェース回路を提供する。 【構成】 各々にデータバスを有するCPU11と周辺
I/O装置13との間のバスインタフェース回路12
で、転送を行う毎に減算して出力するサイズ判定/カウ
ンタ23と、CPU11から出力された信号と転送回数
とに基づいてアドレス、データバス、バッファ、ラッチ
の各制御信号を出力するバス制御部24と、アドレス制
御信号でアドレスバスの接続を切り替えるセレクタ22
と、データバス制御信号でデータバスの接続を切り替え
るセレクタ25と、バッファ制御信号でデータバスの間
の導通状態を制御するバッファ26及び27と、装置1
3から出力されたデータを与えられ、ラッチ制御信号に
基づきデータを保持した後、CPU11へ出力するラッ
チ回路29とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバスインタフェース回路
に係わり、特にデータサイズの異なるCPUと周辺I/
O装置との間のバスインタフェース回路に関する。
【0002】
【従来の技術】データサイズが異なるCPUと周辺I/
O装置とを1つのシステムで用いる場合には、両者の間
のインタフェースが問題となる。このような場合、動的
にデータサイズを切り替えるダイナミックバスサイジン
グ機能をCPUに備えたシステムも存在する。しかし、
CPUにこのようなダイナミックバスサイジング機能を
持たせると、CPUの回路規模が大きくなるという問題
があった。
【0003】ダイナミックバスサイジング機能がCPU
に備わっていない場合には、サイズの小さい方に合わせ
てデータバスを接続し、サイズの大きい方の残りのデー
タバスは接続しない状態にしなければならない。例え
ば、図3に示されたCPU61と周辺I/O装置62と
の間には、アドレスバス63と、制御信号線64が接続
されている。CPU61は、例えばそれぞれ8ビット
(1バイト)の下位側データバス65と上位側データバ
ス66とから成る16ビット(2バイト=1ワード)の
データバスを有し、周辺I/O装置62は8ビットのデ
ータバスを有している。そして、CPU61の下位側デ
ータバス66と周辺I/O装置62のデータバスとが接
続され、CPU61の上位側データバス65は接続され
ていない状態となっている。図4に、CPUの上位側デ
ータバス67と下位側データバス68のうち、ハッチン
グの施された下位側データバス68のみが周辺I/O装
置68のデータバスと接続されていることを示す。この
ように、周辺I/O装置62のデータサイズでしかデー
タをアクセスすることができず、CPU61の上位側の
アドレスは無駄になる。
【0004】また、周辺I/O装置の有するレジスタの
中には、16ビットタイマのようにI/O装置のバス幅
の倍のデータサイズを持つものもある。このようなレジ
スタをCPUが読み出すには、先ずレジスタの上位半分
のデータを読み出してCPU内のレジスタのうちの下位
側半分に格納し、上位側へシフトする。次に、周辺I/
O装置のレジスタの残り下位半分のデータを読み出して
CPU内の他のレジスタに格納する。このレジスタに格
納されたデータを、CPU内の上記レジスタの下位側に
格納する。このように、周辺I/O装置のレジスタが周
辺I/O装置のデータバスよりもサイズが大きい場合に
は、よりCPUからのアクセスに手間がかかり、時間が
無駄となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来
は、ダイナミックバスサイジング機能をCPUに持たせ
るとCPUの回路規模の増大を招き、ダイナミックバス
サイジング機能を持たないCPUと周辺I/O装置とを
接続すると、接続されないバスが存在してアクセス時間
が長くなるという問題が生じていた。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、データサイズの異なるCPUと周辺I/O装置とを
接続する場合に、CPUにダイナミックバスサイジング
機能を設ける必要がない上に、データアクセス時間を短
縮し得るバスインタフェース回路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】本発明のバスインタフェ
ース回路は、第1のデータバスを有するCPUと、前記
第1のデータバスとはサイズの異なる第2のデータバス
を有する周辺I/O装置との間に設けられ、このバスイ
ンタフェース回路は、前記CPUからデータ転送サイズ
を示す信号を与えられて転送回数を決定し、転送を行う
毎に前記転送回数を減算して出力する転送回数決定及び
カウント手段と、前記CPUから出力されデータの転送
方向を示すリード/ライト信号と、前記転送回数決定及
びカウント手段から出力された前記転送回数とに基づい
て、アドレス制御信号と、第1のデータバス制御信号
と、第2のデータバス制御手段と、ラッチ制御信号とを
出力するバス制御部と、前記CPU側の第1のアドレス
バスと前記周辺I/O装置側の第2のアドレスバスとの
間に設けられ、前記アドレス制御信号に基づいて前記第
1のアドレスバスと前記第2のアドレスバスとの接続状
態を切り替える第1の切り替え手段と、前記第1のデー
タバスと前記第2のデータバスとの間に設けられ、前記
第1のデータバス制御信号に基づいて前記第1のデータ
バスと前記第2のデータバスとの接続状態を切り替える
第2の切り替え手段と、前記第1のデータバスと前記第
2のデータバスとの間に設けられ、前記第2のデータバ
ス制御信号に基づいて前記第1のデータバスと前記第2
のデータバスとの接続状態を切り替える第3の切り替え
手段と、前記周辺I/O装置から出力されたデータを与
えられ、前記ラッチ制御信号に基づいてこのデータを保
持した後出力するラッチ回路とを備えたことを特徴とし
ている。
【0008】
【作用】データバスサイズの異なるCPUと周辺I/O
装置との間に本発明のバスインタフェース回路を設ける
ことにより、データを転送する回数が決定され、この転
送回数とリード/ライト信号に基づいてCPU側と周辺
I/O装置側のアドレスバスとデータバスとラッチ回路
の動作が制御されることで、データサイズが異なること
から来る制約を受けずに、同じサイズのデータバス同士
を接続した場合のようにデータの読み出し又は書き込み
が可能で、アクセス速度が向上する。また、CPUにダ
イナミックバスサイジング機能を付加する必要がないた
め、CPUの回路規模の増大が防止される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1に、本実施例によるバスインタフェ
ース回路の概略構成を示す。このバスインタフェース回
路12は、CPU11と周辺I/O装置13との間に設
けられている。
【0010】CPU11は、バスインタフェース回路1
2を介して周辺I/O装置13に対してデータをアクセ
スする。このCPU11は、ダイナミックバスサイジン
グ機能を有しておらず、回路規模としては小さくするこ
とができる。
【0011】周辺I/O装置13は、図示されていない
記憶装置に接続されており、入出力バッファ等を備えて
いる。
【0012】バスインタフェース回路12は、セレクタ
22、25及び28、インバータ21、サイズ判定/カ
ウンタ23、バス制御部24、バッファ26及び27、
ラッチ回路29を備えている。
【0013】CPU11からチップセレクト信号がチッ
プセレクト信号線103を介してバス制御部24に入力
され、複数のチップのうち当該チップに設けられた周辺
I/O装置13へのアクセスか否かが検知される。
【0014】CPU11からリードライト信号がリード
ライト信号線104を介してバス制御部24へ入力さ
れ、データの読み出しと書き込みのいずれであるかが判
断され、データの転送方向が決定される。
【0015】CPU11からサイズ信号線102を介し
てサイズ信号がサイズ判定/カウンタ23へ転送され、
データサイズが識別されて転送バイト数が決定される。
例えば、データサイズがワードとバイトのいずれである
か、バイトであるならば上位バイトか下位バイトかが識
別される。
【0016】次に、クロックを用いてCPU11とバス
インタフェース回路12との間で同期をとり、読み出し
と書き込みのいずれであるかに応じて、バス制御部24
から周辺I/O装置13へI/Oリード信号とI/Oラ
イト信号のいずれか一方が出力される。この時に、サイ
ズ判定/カウンタ23により転送バイト数が1つ減算さ
れる。転送バイト数が0になると、バスサイクルが終了
したことを示すバスサイクル信号がバス制御部24から
CPU11へバスサイクル終了信号線105を介して与
えられて、バスサイクルが終了する。
【0017】ここで、バイト単位でデータの書き込み
(以下、バイトライトという)又は読み出し(以下、バ
イトリードという)を行う場合と、ワード単位でデータ
の書き込み(以下、ワードライトという)又は読み出し
(以下、ワードリードという)を行う場合の動作につい
て説明する。
【0018】バイトライトの場合、CPU11からアド
レスバス101を介して周辺I/O装置13へ、書き込
もうとしている上位側又は下位側のデータのいずれかの
アドレスを示すアドレス信号が与えられる。バス制御部
24から出力されるデータバス制御信号に応じてセレク
タ25が動作し、上位側データバス109と下位側デー
タバス110のうち選択されたいずれか一方と周辺I/
Oデータバス111とが接続される。これにより、CP
U11から出力された上位側又は下位側のいずれかの8
ビットのデータが周辺I/O装置13へ転送される。
【0019】バイトリードの場合、CPU11から上位
側又は下位側のいずれか読み出すべきデータのアドレス
信号がインタフェース回路12を介して周辺I/O装置
13へ与えられる。周辺I/O装置13から読み出され
た8ビットのデータが、周辺I/Oデータバス111を
介してバッファ26、又はセレクタ28を介してバッフ
ァ27のいずれか一方へ与えられる。読み出されたデー
タが下位側データの場合は、ラッチ回路29を介さずに
セレクタ28を通過してバッファ27へ与えられる。バ
ス制御部24から出力されたデータバス制御信号により
バッファ27が活性化され、下位側データバス110へ
データが転送されてCPU11へ与えられる。読み出さ
れたデータが上位側データの場合は、バッファ26へ直
接与えられ、バス制御部24によってこのバッファ26
が活性化され上位側データバス109を経てCPU11
へ与えられる。
【0020】ワードライトの場合、先ずCPU11から
1ワード分のアドレス信号がアドレスバス101へ出力
される。ここで、CPU11から出力されたアドレス信
号は、一つのワード中は不変である。そこで、バス制御
部24から出力されるアドレス制御信号に応じて、アド
レスバス101a又は101bと、アドレスバス101
cとの間との間の接続がセレクタ22によって切り替わ
る。下位側データのアドレスを示すアドレス信号を周辺
I/O装置13へ転送する時は、セレクタ22によって
下位側のアドレスバス101aとアドレスバス101c
とが接続され、CPU11から出力されたアドレス信号
がそのまま周辺I/O装置13へ出力される。
【0021】バス制御部24からデータバス制御信号が
出力され、下位側データバス110と周辺I/Oデータ
バス111とが接続されるようにセレクタ25が切り替
わり、1バイト目の下位側データが周辺I/O装置13
へ転送される。
【0022】下位側のデータが転送されると、サイズ判
定/カウンタ23によって転送バイト数が2から1に減
算される。上位側データのアドレスを示すアドレス信号
を周辺I/O装置13へ転送する時は、バス制御部24
から出力されたアドレス制御信号に基づいて、セレクタ
22によってアドレスバス101bと101cとが接続
される。アドレス信号の最下位ビットに、インバータ2
1により反転されて得られた1のデータが加算されて周
辺I/O装置13に出力される。
【0023】バス制御部24から出力されたデータバス
制御信号に基づいて、セレクタ25によって上位側デー
タバス110と周辺I/Oデータバス111とが接続さ
れ、2バイト目の上位側データが周辺I/O装置13へ
転送される。
【0024】ワードリードの場合、同様にセレクタ22
によりアドレスバス101aとアドレスバス101cと
が接続され、CPU11から出力されたアドレス信号が
そのまま周辺I/O装置13へ与えられる。周辺I/O
装置13から読み出された下位側データが、周辺I/O
データバス111を介して一旦ラッチ回路29に与えら
れて保持された状態でセレクタ28を介してバッファ2
7に与えられる。このセレクタ28は、上述したように
バイトリードの場合には読み出されたデータをラッチ回
路29で保持させずに下位側データバス110へ転送
し、ワードリードの場合に読み出されたデータをラッチ
回路29に保持させるために設けられている。
【0025】ワードリードでは、さらに引き続いて読み
出された上位側データがバッファ26へ与えられる。バ
ッファ27及び26が同時にバス制御部24によって活
性化され、下位側データと上位側データとが並列に下位
側データバス110と上位側データバス109とを介し
てCPU11へ与えられる。
【0026】このように、本実施例ではCPU11と周
辺I/O装置13との間にバスインタフェース回路12
を設けたことにより、CPU11にダイナミックバスサ
イジング機能を持たせる必要がなく、回路規模を縮小す
ることができる。また、ダイナミックバスサイジング機
能を持たないCPUと、データバスサイズの異なる周辺
I/O装置とを従来のように直接接続し、接続されない
バスが存在した場合と異なり、本実施例によればあたか
も同じバスサイズのCPUと周辺I/O装置とを接続し
た場合と同様に、データサイズの制限を受けることなく
データをアクセスすることが可能で、アクセス速度が向
上する。
【0027】次に、バスインタフェース回路12の有す
るサイズ判定/カウンタ23及びバス制御部24のより
詳細な構成を図2に示す。
【0028】サイズ判定/カウンタ23は、転送サイズ
数判定部41と、カウンタ42と、残り転送サイズ数判
定部43とを有している。バス制御部24は、上位下位
判定部44と、バスサイクル終了判定部45と、I/O
アクセス制御部46と、データバスバッファ制御部47
とを有している。
【0029】上述したようにCPU11からサイズ信号
が出力され、転送サイズ数判定部41に与えられる。転
送サイズ数判定部41により転送すべきデータのサイズ
が判定される。具体的には、ワードとバイトのいずれに
よりデータが転送されるのか、またバイトであるならば
上位バイトか下位バイトかが転送サイズ数判定部41に
より識別される。
【0030】この識別された結果はカウンタ42に与え
られ、転送の際にカウントすべき転送バイト数が設定さ
れる。このカウンタ42の数は、例えばバイト転送の場
合には下位側データ又は上位側データのいずれか1つを
1回転送すればよいため1であり、ワード転送の場合に
は下位側データと上位側データとを1回ずつ転送するた
め2となる。ワード転送の場合、アドレス下位側のデー
タが転送されると1つ減算され、次にアドレス上位側の
データが転送されるとさらに1つ減算されて0になる。
【0031】この残り転送サイズ数判定部43の出力を
与えられて、上位下位判定部44によりアドレス上位の
データを転送すべきかアドレス下位のデータを転送すべ
きかが判定される。この判定された結果に基づいて、上
位下位判定部44よりセレクタ22にアドレス制御信号
が出力され、セレクタ25にはデータバス制御信号が出
力され、さらにラッチ回路29にはラッチ制御信号が出
力されてそれぞれの動作が制御される。
【0032】残り転送サイズ数判定部43は、カウンタ
42でカウントしている転送バイト数が0になったかど
うかを判定する。残り転送サイズ数判定部43がこの値
が0になったと判定した場合には、その旨がバスサイク
ル終了判定部45に通知される。そして、バスサイクル
終了判定部45からバスサイクルが終了したことを示す
バスサイクル終了信号がCPU11へ出力される。
【0033】I/Oアクセス制御部46は、CPU11
から出力されたチップセレクト信号を与えられて、周辺
I/O13へのアクセスであるか否かに応じてI/Oチ
ップセレクト信号を周辺I/O装置13へ出力する。ま
た、CPU11から出力されたリードライト信号をI/
Oアクセス制御部46が与えられ、読み書きのいずれで
あるかに応じてI/Oリード信号又はI/Oライト信号
を周辺I/O装置13に出力する。
【0034】データバスバッファ制御部47は、CPU
11から出力されたチップセレクト信号とリードライト
信号とを与えられ、バッファ26及び27のいずれかを
活性化させるバッファ制御信号を出力する。即ち、チッ
プセレクト信号がこの周辺I/O装置13のアクセスを
意味するものであり、さらにリードライト信号がデータ
のリードを意味している場合に、アドレスが上位と下位
のいずれであるかに応じてバッファ26及び27のうち
の一方を活性化させる。
【0035】上述した実施例はいずれも一例であり、本
発明を限定するものではない。例えば、実施例では1バ
イトを8ビットとし、1ワードは2バイトとしたがこれ
に限定はされない。また、CPU側のデータバスサイズ
が周辺I/O装置のデータバスサイズの3倍以上であっ
た場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のバスイン
タフェース回路は、データバスサイズの異なるCPUと
周辺I/O装置とを接続する際に、データ転送回数を決
定し、この転送回数と転送方向を示すリード/ライト信
号に基づいてCPU側と周辺I/O装置との間のアドレ
スバス及びデータバスの接続の切り替えとデータを保持
するラッチ回路の動作を制御することで、データサイズ
の相違による制約を受けずに、あたかも同じサイズのデ
ータバス同士を接続した場合のようにデータの読み出し
又は書き込みが可能であり、アクセス速度が向上する。
さらに、CPUにダイナミックバスサイジング機能を付
加する必要がないためCPUの回路規模の増大が防止さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるバスインタフェース回
路の回路構成を示したブロック図。
【図2】上述したバスインタフェース回路の有するサイ
ズ判定/カウンタ及びバス制御部の詳細な構成を示した
ブロック図。
【図3】データバスサイズの異なるCPUと周辺I/O
装置とを接続した従来のシステムの構成を示したブロッ
ク図。
【図4】同システムにおいてCPUのデータバスのうち
周辺I/O装置に接続されたバスと接続されていないバ
スを示した説明図。
【符号の説明】
11 CPU 12 バスインタフェース回路 13 周辺I/O装置 22,25,28 セレクタ 23 サイズ判定/カウンタ 24 バス制御部 26,27 バッファ 29 ラッチ回路 41 転送サイズ数判定部 42 カウンタ 43 残り転送サイズ数判定部 44 上位下位判定部 45 バスサイクル終了判定部 46 I/Oアクセス制御部 47 データバスバッファ制御部 101 アドレスバス 102 サイズ信号線 103 チップセレクト信号線 104 リードライト信号線 105 バスサイクル終了信号線 106 チップセレクト信号線 107 I/Oリード信号線 108 I/Oライト信号線 109 上位側データバス 110 下位側データバス 111 周辺I/Oデータバス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のデータバスを有するCPUと、前記
    第1のデータバスとはサイズの異なる第2のデータバス
    を有する周辺I/O装置との間に設けられたバスインタ
    フェース回路であって、 前記バスインタフェース回路は、 前記CPUからデータ転送サイズを示す信号を与えられ
    て転送回数を決定し、転送を行う毎に前記転送回数を減
    算して出力する転送回数決定及びカウント手段と、 前記CPUから出力されデータの転送方向を示すリード
    /ライト信号と、前記転送回数決定及びカウント手段か
    ら出力された前記転送回数とに基づいて、アドレス制御
    信号と、第1のデータバス制御信号と、第2のデータバ
    ス制御手段と、ラッチ制御信号とを出力するバス制御部
    と、 前記CPU側の第1のアドレスバスと前記周辺I/O装
    置側の第2のアドレスバスとの間に設けられ、前記アド
    レス制御信号に基づいて前記第1のアドレスバスと前記
    第2のアドレスバスとの接続状態を切り替える第1の切
    り替え手段と、 前記第1のデータバスと前記第2のデータバスとの間に
    設けられ、前記第1のデータバス制御信号に基づいて前
    記第1のデータバスと前記第2のデータバスとの接続状
    態を切り替える第2の切り替え手段と、 前記第1のデータバスと前記第2のデータバスとの間に
    設けられ、前記第2のデータバス制御信号に基づいて前
    記第1のデータバスと前記第2のデータバスとの接続状
    態を切り替える第3の切り替え手段と、 前記周辺I/O装置から出力されたデータを与えられ、
    前記ラッチ制御信号に基づいてこのデータを保持した後
    出力するラッチ回路とを備えたことを特徴とするバスイ
    ンタフェース回路。
  2. 【請求項2】前記第1のデータバスは前記第2のデータ
    バスの2倍のサイズを有し、 前記CPUから前記周辺I/O装置へバイト単位でデー
    タを転送する場合、前記第2の切り替え手段は前記第1
    のデータバス制御信号に基づいて前記第1のデータバス
    の下位側又は上位側のいずれか一方と前記第2のデータ
    バスとを接続して前記CPUから出力されたデータを前
    記周辺I/O装置へ転送し、 前記周辺I/O装置から前記CPUへバイト単位でデー
    タを転送する場合、前記第3の切り替え手段は前記第2
    のデータバス制御信号に基づいて前記第2のデータバス
    と前記第1のデータバスの下位側又は上位側のいずれか
    一方とを接続して前記周辺I/O装置から出力されたデ
    ータを前記CPUへ転送し、 前記CPUから前記周辺I/O装置へワード単位でデー
    タを転送する場合、前記転送回数決定及びカウント手段
    は転送回数を2に設定し、前記第1の切り替え手段は前
    記アドレス制御信号に基づいて前記第1のアドレスバス
    と前記第2のアドレスバスとを接続して下位側のデータ
    のアドレス信号を前記周辺I/O装置へ転送し、前記第
    2の切り替え手段は前記第1のデータバス制御信号に基
    づいて、前記第1のデータバスの下位側と前記第2のデ
    ータバスとを接続して前記CPUから出力された下位側
    のデータを前記周辺I/O装置へ転送し、前記転送回数
    決定及びカウント手段は転送回数を1に減算し、前記第
    1の切り替え手段は前記アドレス制御信号に基づいて前
    記第1のアドレスバスと前記第2のアドレスバスとを接
    続して上位側のデータのアドレス信号を前記周辺I/O
    装置へ転送し、前記第2の切り替え手段は前記第1のデ
    ータバス制御信号に基づいて前記第1のデータバスの上
    位側と前記第2のデータバスとを接続して前記CPUか
    ら出力された上位側のデータを前記周辺I/O装置へ転
    送し、 前記周辺I/O装置から前記CPUへワード単位でデー
    タを転送する場合、前記転送回数決定及びカウント手段
    は転送回数を2に設定し、前記第1の切り替え手段は前
    記アドレス制御信号に基づいて前記第1のアドレスバス
    と前記第2のアドレスバスとを接続して下位側のデータ
    のアドレス信号を前記周辺I/O装置へ転送し、前記ラ
    ッチ回路は前記ラッチ制御信号に基づいて前記周辺I/
    O装置から出力された下位側のデータを保持し、前記転
    送回数決定及びカウント手段は転送回数を1に減算し、
    前記第1の切り替え手段は前記アドレス制御信号に基づ
    いて前記第1のアドレスバスと前記第2のアドレスバス
    とを接続して上位側のデータのアドレス信号を前記周辺
    I/O装置へ転送し、前記第3の切り替え手段は前記第
    2のデータバス制御信号に基づいて前記ラッチ回路に保
    持された下位側のデータと、前記周辺I/O装置から出
    力された上位側のデータとを並列に前記第1のデータバ
    スを介して同時に前記CPUに転送することを特徴とす
    る請求項1記載のバスインタフェース回路。
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JP5087384A Pending JPH06301640A (ja) 1993-04-14 1993-04-14 バスインタフェース回路

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