JPH0822449A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JPH0822449A
JPH0822449A JP6154056A JP15405694A JPH0822449A JP H0822449 A JPH0822449 A JP H0822449A JP 6154056 A JP6154056 A JP 6154056A JP 15405694 A JP15405694 A JP 15405694A JP H0822449 A JPH0822449 A JP H0822449A
Authority
JP
Japan
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bus
wait
address
data
cycle
Prior art date
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Pending
Application number
JP6154056A
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English (en)
Inventor
Naoki Taniguchi
直樹 谷口
Kenjiro Kanayama
健次郎 金山
Minoru Sugisawa
稔 杉澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Japan Semiconductor Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Iwate Toshiba Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Iwate Toshiba Electronics Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6154056A priority Critical patent/JPH0822449A/ja
Publication of JPH0822449A publication Critical patent/JPH0822449A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部接続回路を不要とし、CPU内の少ない
ハードウエア量で対応することによりシステムの低価格
化を図ることにある。 【構成】 アドレスバスとデータバスをマルチプレクス
バス化したマイクロコンピュータにおいて、次のバスサ
イクルのスタートまでの時間を設定するウエイト数設定
部7と、該ウエイト数設定部にて設定されたウエイト数
により、次のバスサイクルのバススタート信号をウエイ
トさせるバススタートウエイト制御部5を具備し、現在
アクセスしているメモリ領域に応じて、次のバスサイク
ルのスタートタイミングを設定することができるように
してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチプレクス・バス
を用いた高速マイクロコンピュータに関し、特に、各記
憶素子から転送されたデータとCPUから送出されたア
ドレスとの衝突を回避することができる高速マイクロコ
ンピュータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロコンピュータを使ったシ
ステムでは、図4に示すような回路がよく知られてい
る。
【0003】この従来のマイクロコンピュータを使った
システムは、セントラルプロセッシングユニット(以下
CPUと記す)25と、CPU25が出力するアドレス
ラッチ信号(以下ALE信号と記す)により、CPU2
5が出力するアドレスを保持するラッチ回路29と、C
PU25が実行するプログラムを格納したプログラムR
OM33と、CPU25がデータバッファとして使用す
るデータRAM35と、データの入出力を管理するI/
Oインターフェイス回路37とを有し、ラッチ回路29
により保持されたアドレスを、プログラムROM33、
データRAM35、及び、I/Oインターフェイス回路
37(以下、これらを総称する場合は、各種記憶素子と
記す)へ転送するためのアドレスバス31と、CPU2
5と各種記憶素子間のデータ転送に用いられるデータバ
ス39と、アドレスバス31及びデータバス39の双方
の情報を転送するアドレス・データマルチプレクスバス
27とを有する。更に、このシステムは、データバス3
9とアドレス・データマルチプレクスバス27との間に
は高速トランシーバ41を有している。
【0004】次に、このようなシステムにおいて、CP
U25がプログラムROM33からプログラムを受け取
る場合の動作を説明する。
【0005】まず、CPU25がアドレス・データバス
27上にアドレス情報をALE信号と同期して出力す
る。それにより、ラッチ回路29はALE信号の立ち下
がりでアドレスをラッチし、アドレスバス31上へ出力
する。
【0006】次に、CPU25は先に出力したアドレス
に対応したデータの読み取り信号(以下、/RD信号と
記す)を出力する。その後、プログラムROM33は前
記アドレスに対応したデータをデータバス39上に出力
し、その情報はバストランシーバ41を介してアドレス
・データバス27上に出力され、CPU25はアドレス
・データバスよりプログラム(命令)として受け取り、
このプログラムを実行する。
【0007】このようなバス動作を繰り返し、システム
としての動作が可能となる。
【0008】次に、高速トランシーバを有する意義につ
いて説明する。図4において、CPU25及び各種記憶
素子にはそれぞれA・Cスペックが規定されている。通
常、設計者はCPU25と各種記憶素子のA・Cスペッ
クを比較し、満足するよう設計する。
【0009】その際、各種記憶素子のA・Cスペックに
おいて、出力許可信号(以下、/OE(Output Enable)
信号と記す)がアクティブの状態からノンアクティブに
なった後、データバス上の出力データをハイインピーダ
ンスにするまでの時間をスペックとして定義している。
【0010】また、CPU25には、/RD信号をアク
ティブ状態からノンアクティブにした後、次のバスサイ
クルのアドレスを、アドレス・データバス27上へ出力
するまでの時間がスペックとして定義されている。
【0011】これらのそれぞれのスペックを比較する
と、通常はメモリ側のスペックの時間の方が大きい場合
が多い。かかる場合にアドレス・データバス27とデー
タバス39を直結したとき、各種記憶素子からの出力デ
ータとCPU25が出力する次のバスサイクルのアドレ
スが衝突してしまう。この衝突により、デバイスの破
壊、さらにはそれによるシステムの信頼性を低下させる
という問題がある。
【0012】本発明の効果の所在を明らかにするため、
さらに、上述の問題点を図3上部を用いて説明する。
【0013】現在のバスサイクルにてCPUは、所望の
データが格納されたアドレスを出力し、当該アドレスに
格納されたデータを各種記憶素子から入力する。このと
き、前述したA・Cスペックの相違により、データ入力
に要する時間(クロック数)が変化する。したがって、
現在のバスサイクルのデータ入力と次のバスサイクルの
アドレス出力とが衝突してしまう場合がある。
【0014】そこで、上記問題を防ぐために、アドレス
・データバス27とデータバス39との間に高速のバス
トランシーバ41が設けられているのである。
【0015】この高速のバストランシーバ41は、CP
U25から出力される/RD信号がアクティブ状態の場
合にのみ各種ROMからのデータをアドレス・データバ
ス27へ出力し、/RD信号がノンアクティブ状態の場
合には各種ROMからのデータをアドレス・データバス
27への出力を塞き止める機能を有する。これによりア
ドレス・データバス上のデータをCPU側のスペックの
時間より速く、つまりCPUが次のアドレスを出力する
前にアドレス・データバスをハイインピーダンスにする
役目を果たすことができる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のシステムでは、高速バストランシーバ41を接
続することによりシステムとしてのハードウエア量が多
くなってしまう。例えば16ビットCPUでは、16個
もの高速バストランシーバ41が必要となる。それに伴
い、消費電力等が増大し、システムボードの価格も高価
となる。更には、CPU25と各種記憶素子の間に論理
回路を設けることにより各種記憶素子のアクセスタイム
が総合的に遅くなるという欠点もある。
【0017】本発明は上記事情を鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、マルチプレクス化された
アドレス・データバスにおいて、各種記憶素子から転送
されたデータとCPUから送出されたアドレスとの衝突
を回避することができ、この衝突の回避には、外部接続
回路を不要とし、またCPU内に少ハードウエア量、低
価格にて実現することができるマイクロコンピュータを
提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の特徴は、アドレスバスとデータバス
をマルチプレクスバス化したマイクロコンピュータにお
いて、次のバスサイクルのスタートタイミングを、設定
に応じて変更することができるバススタートウエイト制
御手段を具備したことである。
【0019】また、本発明の第2の特徴は、前記バスス
タートウエイト制御手段は、次のバスサイクルのスター
トまでの時間を設定することができるウエイト数設定部
と、該ウエイト数設定部にて設定されたウエイト数によ
り、次のバスサイクルのバススタート信号をウエイトさ
せるバススタートウエイト制御部を具備し、現在アクセ
スしているメモリ領域に応じて、次のバスサイクルのス
タートタイミングを設定することである。
【0020】また、本発明の第3の特徴は、前記バスス
タートウエイト制御部は、次のバスサイクルのバススタ
ート信号を段階的にウエイトさせるウエイト回路と、該
ウエイト回路にてウエイトされた前記信号のうち、前記
ウエイト数設定部にて設定されたウエイト数だけウエイ
トされた前記信号を選択する選択回路を有することであ
る。
【0021】ここで、前記段階的にウエイトされた次の
バスサイクルのバススタート信号には全くウエイトされ
ていない前記信号を含むものとする。
【0022】また、前記バススタートウエイト制御手段
は、CPU内部に備えることが好ましい。
【0023】また、前記段階的なウエイトはクロックの
周期毎に段階的なウエイトとすることが好ましい。
【0024】
【作用】本発明の第1の特徴の構成によれば、次のバス
サイクルのスタートタイミングを、設定に応じて変更す
ることができるバススタートウエイト制御手段を具備し
ているので、次のバスサイクルのスタートタイミング
を、使用者の設定に応じて変更することができる。
【0025】また、従来のハードウエアを変更すること
なく、小量の回路構成を追加し集積化させることで、ア
ドレス・データバスを直結できることにより、外部接続
回路を設けることが不要となり、安価なシステムの構成
が可能となる。
【0026】また、本発明の第2の特徴は、前記バスス
タートウエイト制御手段に以下の構成を具備する。
【0027】(1)次のバスサイクルスタートまでの時
間を設定するウエイト数設定部。
【0028】(2)(1)の内容に応じてマイクロコン
ピュータの次のバスサイクルのバススタート信号を遅ら
せるバススタートウエイト制御部。
【0029】また、本発明の第3の特徴は、前記バスス
タートウエイト制御部に以下の構成を具備する。
【0030】(1)次のバスサイクルのバススタート信
号を段階的にウエイトさせるウエイト回路。
【0031】(2)該ウエイト回路にてウエイトされた
前記信号のうち、前記ウエイト数設定部にて設定された
ウエイト数だけウエイトされた前記信号を選択する選択
回路。
【0032】上記構成によれば、バスステート制御回路
から送出されたバススタート信号の出力をウエイトさせ
ることにより、アドレス・データバスにおいて、各種記
憶素子から転送されたデータとCPUから送出されたア
ドレスとの衝突を回避することができる。また、バスス
タート信号のウエイトを自由に設定することができるた
め、従来、上述したA・Cスペックが大幅に相違するた
め組み合わせが不可能であったCPUと記憶素子の組み
合わせが可能となる。
【0033】また、現在アクセスしているメモリ領域に
応じて、次のバスサイクルのスタートタイミングを設定
することができるため、アドレス出力のウエイトによる
システム全体のパフォーマンスの低下を最小限にするこ
とができる。
【0034】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1、図2、及び
図3を参照して説明する。
【0035】図1において、本発明に係るマイクロコン
ピュータは、クロック制御回路1と、バスステート制御
回路3とを有し、更に、2つのレジスタを有するウエイ
ト数設定レジスタ7と、クロック制御回路1から送出さ
れた基本クロック信号(以下、CLK1と記す)、バス
ステート制御回路3から送出されたバススタート信号
(以下、BSTART0と記す)、及びウエイト数設定
レジスタ7の出力信号(以下REG1、REG0と記
す)を入力とするバススタート制御回路5とを有してい
る。このバススタート制御回路5は前記入力によりBS
TART0を遅らせたBSTARTA信号を出力する。
また、これらすべての構成要件はCPUとしてシングル
チップ内に集積化されている。
【0036】図2は、バススタート制御回路5の一実施
例を示す。
【0037】このバススタート制御回路5は、BSTA
RT0を入力とし、BSTART1を出力するラッチ回
路9と、BSTART1を入力とし、BSTART2を
出力するラッチ回路11と、BSTART2を入力と
し、BSTART3を出力するラッチ回路13とを有
し、BSTART0、REG1の負論理、及びREG0
の負論理を入力とする3入力ANDゲート15と、BS
TART1、REG1の負論理、及びREG0を入力と
する3入力ANDゲート17と、BSTART2、RE
G1、及びREG0の負論理を入力とする3入力AND
ゲート19と、BSTART3、REG1、及びREG
0を入力とする3入力ANDゲート21と、前記3入力
ANDゲート15、17、19、及び21の出力を入力
とし、BSTARTAを出力する4入力ORゲートを有
する。なお、前記ラッチ回路9、11、及び13は、C
LK1を入力する。
【0038】図3は本発明を説明するためのタイミング
チャートである。
【0039】図中の上部に現在のバスサイクルのタイミ
ングチャートを示し、下部に次のバスサイクルのタイミ
ングチャートを示す。本発明を適用しているため、次の
バスサイクルのタイミングチャートはウエイト数によっ
て、アドレス・データバスの出力のタイミングが1周期
づつウエイトしているのが分かる。
【0040】次に、次のバスサイクルのアドレス出力の
タイミング(ウエイト数)の設定について説明する。
【0041】まず、現在のバスサイクルのデータ入力が
所定のバスサイクルのクロックにて終了すれば、すなわ
ち、現在のバスサイクルのデータ入力と次のバスサイク
ルのアドレス出力とが衝突しない場合には、BSTAR
T0は、ウエイトさせる必要がない(ウエイト数n=
0)。
【0042】次に、現在のデータ入力が所定のバスサイ
クルのクロックにて終了しない場合には、以下のように
して、次のバスサイクルのアドレス出力をウエイトさせ
る。
【0043】(1)図2中のラッチ回路9がBSTAR
T0をCLK1の立ち上がりでがラッチする事によっ
て、BSTART1つまりCLK1の1周期分ウエイト
入力した信号ができる(ウエイト数n=1)。
【0044】(2)また、図2中ラッチ回路11がBS
TART1をCLK1の立ち上がりでラッチする事によ
りBSTART2つまりCLK1の2周期分ウエイト入
力した信号ができる(ウエイト数n=2)。
【0045】(3)さらに、図2中ラッチ回路13がB
START2をCLK1の立ち上がりでラッチする事に
より、BSTART3つまりCLK1の3周期分ウエイ
ト入力した信号ができる(ウエイト数n=3)。
【0046】以上のように、これらラッチ回路により、
BSTART0を段階的にウエイトさせることができ
る。すなわち、CLK1の0〜3までウエイトを入れた
BSTART0からBSTART3までを、あらかじめ
用意しておき、これらの信号を事前に使用者が設定した
2ビットのウエイト数設定レジスタREG1、REG0
の出力に従ってBSTART0を遅らせたBSTART
A信号を出力する。
【0047】例えば、ウエイト数設定レジスタに1ウエ
イト入れたいのであれば、“01”を書いておく事によ
り1つのANDゲートを選択する。この場合であれば、
BSTART1とつながっているANDゲート17を選
択し、BSTART1がBSTARTAに出力される。
また、レジスタに“00”を書き込めばBSTART0
と接続されているANDゲート15,“10”を書き込
めばBSTART2と接続されているANDゲート1
9、“11”を書き込めばBSTART3とつながって
いるANDゲート21を選択する。このように、ウエイ
ト数設定レジスタnの内容によってCLK1のn周期分
ウエイト入力されたBSTARTnを選択し、その信号
をBSTARTAに出力する。
【0048】CPUのバスサイクルを構成する他のAL
E、アドレス・データバス、/RDなどは、BSTAR
TAに同期して動作するので、BSTARTAが遅れる
事によりバスサイクル全体にウエイトがかかるシステム
となっている。
【0049】ここで、本発明は上記の実施例に限られな
い。例えば、更にBSTART0を遅らせたBSTAR
TA信号が必要であれば、ラッチ回路を4つ、5つとふ
やせばよい。この場合、ラッチ回路n個に対して、3入
力ANDゲートはn+1個必要となる。
【0050】また、アドレス出力のウエイトによるシス
テム全体のパフォーマンスの低下を最小限にするため、
ウエイト数設定レジスタを、現在アクセスしているメモ
リ領域に応じて、次のバスサイクルのスタートタイミン
グを設定することができる。
【0051】これは、CPUが特定のメモリ領域へアク
セスを行った場合のみバススタートウエイト制御回路に
てウエイトをさせ、その他の場合には、バススタートウ
エイト制御回路を使用しない旨の設定をCPUにするこ
とにより実現することができる。
【0052】以上のように、本実施例によれば、従来の
ハードウエアを変更することなく、小量の回路構成を追
加し集積化させることで、アドレス・データバスを直結
できることにより、外部接続回路を設けることが不要と
なり、安価なシステムの構成が可能となる。
【0053】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るマ
イクロコンピュータでは、バススタートウエイト制御手
段を具備しているので、次のバスサイクルのスタートタ
イミングを、使用者の設定に応じて変更することができ
る。
【0054】また、従来のハードウエアを変更すること
なく、小量の回路構成を追加し集積化させることで、ア
ドレス・データバスを直結できることにより、外部接続
回路を設けることが不要となり、安価なシステムの構成
が可能となる。
【0055】また、バスステート制御回路から送出され
たバススタート信号の出力をウエイトさせることによ
り、アドレス・データバスにおいて、各種記憶素子から
転送されたデータとCPUから送出されたアドレスとの
衝突を回避することができる。また、バススタート信号
のウエイトを自由に設定することができるため、従来、
上述したA・Cスペックが大幅に相違するため組み合わ
せが不可能であったCPUと記憶素子の組み合わせが可
能となる。
【0056】さらに、現在アクセスしているメモリ領域
に応じて、次のバスサイクルのスタートタイミングを設
定することができるため、アドレス出力のウエイトによ
るシステム全体のパフォーマンスの低下を最小限にする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るマイクロコンピュータの一実施例
のを示したブロック図である。
【図2】図1におけるバススタート・ウエイト制御回路
の内容を具体的に示した図である。
【図3】本発明の伴うタイミングチャートを示す図であ
る。
【図4】従来の外部接続回路を示す図である。
【符号の説明】
1 クロック制御回路 3 バスステート制御回路 5 バススタートウエート制御回路 7 ウエイト数設定レジスタ 9、11、13 ラッチ回路 15、17、19、21 ANDゲート 23 ORゲート 25 CPU 27 アドレス・データマルチプレクスバス 29 ラッチ回路 31 アドレスバス 33 プログラムROM 35 データRAM 37 インターフェイス回路 39 データバス 41 高速トランシーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉澤 稔 岩手県北上市北工業団地6番6号 岩手東 芝エレクトロニクス株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アドレスバスとデータバスをマルチプレ
    クスバス化したマイクロコンピュータにおいて、 次のバスサイクルのスタートタイミングを、設定に応じ
    て変更するバススタートウエイト制御手段を具備したこ
    とを特徴とするマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 前記バススタートウエイト制御手段は、 次のバスサイクルのスタートまでの時間を設定するウエ
    イト数設定部と、 該ウエイト数設定部にて設定されたウエイト数により、
    次のバスサイクルのバススタート信号をウエイトさせる
    バススタートウエイト制御部を具備し、 現在アクセスしているメモリ領域に応じて、次のバスサ
    イクルのスタートタイミングを設定することを特徴とす
    る請求項1記載のマイクロコンピュータ。
  3. 【請求項3】 前記バススタートウエイト制御部は、 次のバスサイクルのバススタート信号を段階的にウエイ
    トさせるウエイト回路と、 該ウエイト回路にてウエイトされた前記信号のうち、前
    記ウエイト数設定部にて設定されたウエイト数だけウエ
    イトされた前記信号を選択する選択回路を有することを
    特徴とする請求項2記載のマイクロコンピュータ。
JP6154056A 1994-07-06 1994-07-06 マイクロコンピュータ Pending JPH0822449A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6154056A JPH0822449A (ja) 1994-07-06 1994-07-06 マイクロコンピュータ

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JP6154056A JPH0822449A (ja) 1994-07-06 1994-07-06 マイクロコンピュータ

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JP6154056A Pending JPH0822449A (ja) 1994-07-06 1994-07-06 マイクロコンピュータ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020507842A (ja) * 2017-01-20 2020-03-12 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation ハードウェア人工ニューラル・ネットワークにおけるニューロン値の非同期伝達のためのシステムおよび方法

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