JPH0773132A - 内部メモリマップレジスタを観察する方法及び装置 - Google Patents

内部メモリマップレジスタを観察する方法及び装置

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JPH0773132A
JPH0773132A JP2418536A JP41853690A JPH0773132A JP H0773132 A JPH0773132 A JP H0773132A JP 2418536 A JP2418536 A JP 2418536A JP 41853690 A JP41853690 A JP 41853690A JP H0773132 A JPH0773132 A JP H0773132A
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register
bus
cpu
external
data
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JP2418536A
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Gideon Intrater
イントラター ギデオン
Hadas Yair
ハダス ヤイール
Peleg Zohar
ペレッグ ゾハール
Ostrer Aharon
オストレール アーロン
Ben-Zeev Yigal
ベン−ジーブ イガル
Lidor David
リドール デイビッド
Zeev Bikowsky
ビコウスキー ジーブ
Biran Dan
ビラン ダン
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National Semiconductor Corp
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/06Addressing a physical block of locations, e.g. base addressing, module addressing, memory dedication
    • GPHYSICS
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】中央処理装置の内部メモリマップレジスタの内
容を観察することを可能とする。 【構成】中央処理装置(CPU)10と共にチップ11
上に集積化された制御器及びコプロセサ16,18の内
部メモリマップレジスタ17,19の内容を観察する。
CPU10は、内部メモリへのアクセスが要求される場
合に第一信号を活性化させ、且つ通常は内部及び外部メ
モリ位置の両方に対する同時的なアクセスを可能とする
第二信号を脱活性化させる。この様にして、内部メモリ
の内容を実時間で観察することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデータ処理装置に関する
ものであって、更に詳細には、中央処理装置の内部メモ
リマップレジスタの内容を観察する方法及び装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】nビットのアーキテクチャを有する従来
のデジタルデータ処理システムにおいては、中央処理装
置(CPU)は、命令又はデータを参照するために2
個のアドレスを発生することが可能である。例えば、1
6ビットのコンピュータは、216即ち65,536個
のアドレスを発生することが可能である。これらのアド
レスは、通常、CPUの外部に位置されている装置、い
わゆる周辺乃至は外部装置を参照するために使用され
る。CPUと周辺装置との間のインターフェースは、ア
ドレスバスとデータバスとを包含するシステムバスから
構成されており、その場合に、CPUは、命令要求に応
答して、周辺装置に接続されているアドレスバス上にア
ドレスを送給する。周辺装置がメモリ格納部である場合
には、データは、CPUとメモリとの間において、デー
タバスによって直接的に転送することが可能である。し
かしながら、周辺装置は例えばプリンタ、MODEM又
はコプロセサなどのようなメモリ装置以外のものである
場合には、デコードし且つアドレス参照に関して動作を
行なうために、通常、付加的なハードウエアが周辺装置
内において必要とされる。
【0003】この付加的なハードウエアに対する必要性
を回避するために、「メモリマップI/O」と呼ばれる
技術が使用される。この技術によれば、周辺装置への及
びそれからのデータの転送は、通常使用可能なメモリ空
間の幾分かを使用して達成される。メモリアドレスは周
辺装置内においてデコードされ、従って何時特定の装置
がアドレスされているかを決定するために使用される。
通常、周辺装置内の各タイプの機能は、メモリアドレス
が割当てられており、従ってCPUによってアクセスす
ることが可能である。例えば、周辺装置内のステータス
レジスタ、制御レジスタ及びデータレジスタの各々に
は、メモリアドレスが割当てられており、従ってCPU
がこの周辺装置とI/O動作を実施するためには三つの
アドレスが必要とされる。この様にメモリマップI/O
を使用することにより、I/O操作をハイレベル言語で
直接的に実施することを可能とし、即ちI/O装置は、
データ構成体として宣言することが可能であり、従って
ポインタを使用して操作することが可能である。
【0004】図1を参照すると、従来のマイクロプロセ
サアーキテクチャにおいては、読取りトランザクション
又は書込みトランザクションのためにメモリ又は周辺装
置の何れかでの基本的なCPUアクセス期間中に発生す
るイベント(事象)のシーケンスは、バスクロックの二
つのサイクルで実施され、これらのサイクルは通常T1
及びT2として示される。最初の半分のサイクルT1期
間中において、CPUは、アドレスストローブ信号AD
S(オーバーライン)をアサート、即ち活性化させる。
尚、本明細書においては、英文字記号の後に括弧付きで
オーバーラインとして示した英文字記号は、その英文字
記号の上にオーバーラインを付することを表わしてい
る。該信号は、バスサイクルが開始されたこと及び有効
即ち妥当なアドレスがアドレスバス上に存在することを
表わす。サイクルT1の開始からバスサイクルの完了ま
での間、CPUはアドレスバス及びその他の関連性のあ
る制御信号をドライブする。バスサイクルがキャンセル
されない場合(例えば、サイクルT2が次のクロックサ
イクルでエンターされる)、CPUはサイクルT1の中
間で確認信号CONF(オーバーライン)をアサート、
即ち活性化させ、アドレスストローブ信号ADS(オー
バーライン)によって開始されたバスサイクルが有効、
即ち妥当であることを表わす。確認されたバスサイクル
は、サイクルT2の終了時に完了される。読取り動作の
場合においては、CPUは、サイクルT2の終了時にお
いてデータバスをサンプルする。バス例外が検知される
と、データバス上のデータは無視される。書込み操作の
場合、有効乃至は妥当データは、サイクルT1の中間か
ら該サイクルの終了時までアドレスバス上で示されるア
ドレスに対してデータバス上に出力される。
【0005】マイクロプロセサの性能を改善することの
期待は、従来CPUに対して外部的なものであったある
種の機能(例えば、制御器及びコプロセサなどのような
周辺装置)を集積化させることである。これらの機能を
集積化することは、新たに集積化される機能に関連する
ステータスレジスタ、制御レジスタ及びデータレジスタ
などを、従来の如く外部的に設けるのではなく、CPU
に対し内部的に位置させることを意味している。従っ
て、これらのレジスタはメモリマップとして参照するこ
とが可能なものではあるが、内部メモリマップレジスタ
に対するCPUアクセスは、もはや、外部バスを介して
発生するのではなく、内部バスを介して発生し、従って
そのトランザクションを基本的にはユーザに対して透明
なもの、即ちユーザが感知することができないものとし
ている。これら内部レジスタの読取り/書込み動作を観
察することができないということは、CPUの活動をト
レース、即ち追従することを極めて困難なものとしてお
り、且つシステムをデバッグ、即ち検査することを非常
に困難なものとしている。
【0006】例えばインテル80186マイクロプロセ
サなどのようなあるシステムは、上述した如く、内部メ
モリマップレジスタへのアクセスを通常の読取り/書込
みサイクルとして示すことによってこの問題を解決して
いる。しかしながら、CPUはデータバスのみならず同
期型及び非同期型レディビットを無視し、従って内部メ
モリマップレジスタ内に存在するデータを観察すること
はできない。ナショナルセミコンダクタ社のHPC16
083制御器においては、読取り及び書込みストローブ
が禁止される。従って、書込み動作期間中、データはバ
ス上に供給され、一方読取り動作期間中は、データはバ
ス上に供給されることはない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、中央処理装置の内部メモリマップレジスタ
の内容を観察することを可能とする方法及び装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部メモリマ
ップレジスタの内容を観察することを可能とするマイク
ロプロセサアーキテクチャを提供している。このこと
は、内部バスサイクルが進行中であることを表わす新た
なCPU出力信号を従来のアーキテクチャへ付加し、外
部参照サイクルを有効なものとさせるCPU出力信号を
脱活性化させ次いで内部メモリマップレジスタの内容へ
アクセスし、且つその中に含まれる情報を観察するため
にデータバス上に配置させることによって達成してい
る。
【0009】従って、本発明は、デバッグのための有用
なツールであるCPUの内部レジスタに関するプログラ
ム活動をシステムプログラマがトレース、即ち追従する
ことを可能としている。このことは、更に、制御器とコ
プロセサとオンチップの形態で集積化することを容易と
する。なぜならば、集積化に関連する内部的な問題を発
見することが可能だからである。
【0010】
【実施例】図2は、チップ11上に集積化された直接メ
モリアクセス(DMA)16及びインタラプト制御ユニ
ット(ICU)18を具備するマイクロプロセサ(CP
U)10の一般的なブロック図を示している。DMA1
6及びICU18は、内部バス22によってCPU10
とインターフェースされている。DMA16及びICU
18へのユーザインターフェースは、システムバス34
上のI/Oバッファ15を介して与えられており、尚、
システムバス34は、データバス35と、アドレスバス
36と、I/Oピン37とを包含している。CPU10
は、2個の位置をアドレスすることが可能であり、尚
NはCPUのアドレスフィールド12におけるビット数
である。CPU10のメモリは、0で開始し且つN−1
で終了する一組の線形的アドレスとして組織されてい
る。これらメモリアドレスの一部はメモリマップ用に専
用のものとされている。例えば、ナショナルセミコンダ
クタ社のNS−32532の32ビットマイクロプロセ
サチップにおいては、232(4ギガバイト)の線形的
アドレス空間を参照することが可能であり、且つこれら
のアドレスは0でスタートし且つ232−1で終了する
ように逐次的に番号付けがされている。図2に示した如
く、FFFFF000乃至FFFFFFFFの範囲内の
hexアドレスがオンチップ(内部)メモリマップレジ
スタに対して専用とされている。DMA16ICU18
の各々は、それぞれ、制御レジスタ及びステータスレジ
スタ17及び19を有しており、それらはメモリマップ
レジスタと呼ばれる。
【0011】外部メモリ及び周辺装置からの読取り及び
それに対する書込みの基本的なCPU動作は、第一出力
信号を活性化させて、バスサイクルが開始し且つアドレ
スバス36上に有効(妥当)アドレスが存在することを
表示することを包含している。次いで、そのバスサイク
ルがキャンセルされない場合には、第二出力信号がアサ
ート、即ち活性化され、それにより、有効バスサイクル
が進行中であることを確認することによって周辺装置へ
のアクセスに対して資格付けを与える。最後に、周辺装
置へのアクセスが得られ、且つデータがデータバス35
上に供給され、尚そのデータの転送方向は第三出力信号
の値に依存する。例えば、図1を参照すると、ナショナ
ルセミコンダクタ社のNS−32532マイクロプロセ
サにおいては、基本的なバスサイクルはバスクロックB
CLKの二つのサイクル(T1及びT2)の期間中に発
生する。CPUが、サイクルT1の最初の半分の期間中
にアドレスストローブ信号ADS(オーバーライン)を
活性化させて、バスサイクルの開始を表わす。次いで、
CPUが確認バスサイクル信号CONF(オーバーライ
ン)を活性化させ、外部アクセスを可能とさせる。CO
NF(オーバーライン)は、サイクルT1の中間からC
ONF(オーバーライン)が否定状態とされるバスサイ
クルの完了時まで活性状態である。次いで、データ転送
を行なうことが可能であり、且つデータバス35上で観
察される。転送方向は、データ方向出力信号DDIN
(オーバーライン)によって表示される。即ち、DDI
N(オーバーライン)が高状態である場合は書込みであ
り、且つDDIN(オーバーライン)が低状態である場
合は読取りである。
【0012】外部的に位置された周辺装置を包含する通
常の読取り又は書込み要求と対比して、オンチップレジ
スタ17及び19は、システムバス34上で容易に観察
することは不可能である。従って、本発明によれば、通
常の読取り/書込みサイクルは、外部アクセスを可能と
する出力信号を脱活性化させ且つ内部メモリマップレジ
スタ17及び19へのアクセスが行なわれることを表わ
す第四出力信号を活性化させることによって修正するこ
とが可能である。内部レジスタ17及び19の内容は、
データバス35上で観察することが可能である。図4に
示した如く、この場合には、CONF(オーバーライ
ン)が非活性状態に保持され、従って外部メモリアクセ
スをディスエーブルさせる。新たな出力信号である確認
内部バスサイクルICONF(オーバーライン)が、ア
サート、即ち活性化され、内部アクセスが要求されてお
り且つバス制御入力が無視されるべきであることを表わ
す。データはデータバス35上に供給される。しかしな
がら、注意すべきことであるが、内部読取りサイクルで
は、DDIN(オーバーライン)は低状態であるが、デ
ータ方向は書込みサイクルにおけるものと同一である。
【0013】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のマイクロプロセサの読取り及び書込み
サイクルを示したタイミング線図。
【図2】 集積化した制御器を具備する典型的なマイク
ロプロセサチップを示したブロック図。
【図3】 メモリマップアドレス動作を使用するマイク
ロプロセサのメモリ割当てを示したブロック図。
【図4】 本発明に基づくマイクロプロセサの内部的読
取り及び書込みサイクルを示したタイミング線図。
【符号の説明】
10 マイクロプロセサ 11 チップ 15 I/Oバッファ 16 直接メモリアクセス 18 インタラプト制御ユニット 34 システムバス 35 データバス 36 アドレスバス 37 I/0ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤイール ハダス イスラエル国, ラーナナ, シャイ ア グノン 18/10 (72)発明者 ゾハール ペレッグ イスラエル国, ヤーブネ, ドゥヒファ ット ストリート 5 (72)発明者 アーロン オストレール イスラエル国, ハーズリア ビイ, エ ル アルストリート 4/93 (72)発明者 イガル ベン−ジーブ イスラエル国, ナハリヤ, エハッド ハーム 18 (72)発明者 デイビッド リドール イスラエル国, テル アビブ, ガネイ ザハーラ, アナトット ストリート 41/10 (72)発明者 ジーブ ビコウスキー イスラエル国, ネターニャ, ザメンホ フ 19 (72)発明者 ダン ビラン イスラエル国, ラーナ, アキバ 7

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アドレスバスとデータバスとを包含する
    システムバスによって少なくとも1個の外部装置へ接続
    されている中央処理装置(CPU)を具備する集積化し
    たデータ処理装置において、前記外部装置は内部に位置
    させた外部レジスタを有しており、前記CPUは前記シ
    ステムバスが前記外部レジスタと通信を行なうことを許
    容するための第一信号を活性化させることにより前記シ
    ステムバスを介して前記外部レジスタとの通信を行なう
    ために外部バスサイクルを開始させ、且つ前記CPUは
    前記システムバス上での前記外部レジスタとの通信の方
    向を決定する値を有する第二信号を発生し、且つ転送さ
    れるべきデータは前記データバス上に供給され、メモリ
    マップレジスタ(内部メモリマップレジスタ)として呼
    ばれるステータスレジスタ及び制御レジスタを包含する
    少なくとも1個の集積化した周辺システムコンポーネン
    トが設けられており、前記外部レジスタとのシステムバ
    ス通信がディスエーブルされるように前記第一信号を脱
    活性化させる手段が設けられており、前記システムバス
    が前記内部メモリマップレジスタと通信を行なうことを
    許容する第三信号を活性化する手段が設けられており、
    前記内部メモリマップレジスタヘアクセスし且つその中
    に含まれる情報を前記データバス上へ配置させる手段が
    設けられていることを特徴とするデータ処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記集積化した周辺
    システムコンポーネントがコプロセサであることを特徴
    とするデータ処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記集積化した周辺
    システムコンポーネントが制御器であることを特徴とす
    るデータ処理装置。
  4. 【請求項4】 アドレスバスとデータバスとを包含する
    システムバスによって少なくとも1個の外部装置へ接続
    されている中央処理装置(CPU)を具備する集積化し
    たデータ処理装置の内部メモリマップレジスタの内容を
    観察する方法において、前記外部装置はその内部に位置
    させた外部レジスタを持っており、前記CPUは前記シ
    ステムバスが前記外部レジスタと通信することを許容す
    るための第一信号を活性化することによって前記システ
    ムバスを介して前記外部レジスタと通信するために外部
    バスサイクルを開始させ、且つ前記CPUは前記システ
    ムバス上での前記外部レジスタとの通信の方向を決定す
    る値を持った第二信号を発生し、且つ転送されるべきデ
    ータは前記データバス上に供給されるものであり、少な
    くとも1個の周辺システムコンポーネントをオンチップ
    の前記CPUと集積化させ、前記周辺システムコンポー
    ネントはステータスレジスタ及び制御レジスタを包含し
    ており、前記レジスタはメモリマップレジスタ(内部メ
    モリマップレジスタ)として呼ばれるものであり、前記
    外部レジスタとのシステムバス通信がディスエーブルさ
    れるように前記第一信号を脱活性化させ、前記内部メモ
    リマップレジスタとのシステムバス通信を許容する第三
    信号を活性化させ、前記内部メモリマップレジスタヘア
    クセスし且つその中に含まれる情報を前記データバス上
    に配置させることを特徴とする方法。
JP2418536A 1990-01-04 1990-12-28 内部メモリマップレジスタを観察する方法及び装置 Pending JPH0773132A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US46102390A 1990-01-04 1990-01-04
US461023 1999-12-15

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ID=23830931

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JP (1) JPH0773132A (ja)
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KR910014812A (ko) 1991-08-31
EP0436211B1 (en) 2001-07-11
EP0436211A3 (en) 1992-03-18
EP0436211A2 (en) 1991-07-10
DE69033759T2 (de) 2002-05-08
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