JPH09325935A - バス切り換え回路 - Google Patents

バス切り換え回路

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JPH09325935A
JPH09325935A JP14294296A JP14294296A JPH09325935A JP H09325935 A JPH09325935 A JP H09325935A JP 14294296 A JP14294296 A JP 14294296A JP 14294296 A JP14294296 A JP 14294296A JP H09325935 A JPH09325935 A JP H09325935A
Authority
JP
Japan
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memory
cpu
bus
address
program
Prior art date
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Application number
JP14294296A
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English (en)
Inventor
Naohiro Adachi
直大 足立
Hideyuki Kawakita
英幸 川北
Fujio Horie
不二夫 堀江
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CPUで実行中のプログラムを停止させるこ
となく、CPUが参照するメモリに外部からのアクセス
を可能とするバス切り換え回路を提供することを課題と
する。 【解決手段】 同一のアドレスが割り当てられ、ユーザ
ープログラムを格納する第1のメモリ1A及び第2のメ
モリ1Bのどちらかに中央処理装置3Aはアクセスし、
中央処理装置3Aが第1のメモリ1Aを参照していると
きには第2のメモリ1Bに外部からアクセスし、第2の
メモリ1Bを参照しているときには第1のメモリ1Aに
外部からアクセスし、中央処理装置3Aのアクセスに影
響を与えることのないタイミングで中央処理装置3Aが
第1のメモリ1Aと第2のメモリ1Bのどちらにアクセ
スするかを切り換えを行うように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードウェアやソ
フトウェアのデバッグに利用されるバス切り換え回路に
関し、特に、メモリに格納されたプログラムをCPUが
実行している間に、そのメモリの内容を書き換えること
が可能であるバス切り換え回路に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロコンピュータ応用システムの開
発の際には、開発中のハードウェアやソフトウェアのデ
バッグ、性能評価及び機能試験等が必要であり、例え
ば、次のような構成のバス切り換え回路により、そのデ
バッグ等が行われていた。
【0003】図5は、従来のバス切り換え回路の構成を
示す図であり、ユーザープログラム(以下、単に「プロ
グラム」と記す。)を格納するメモリ1と、メモリ1に
格納された前記プログラムを実行するCPU(中央処理
装置)3と、メモリ1とCPU3との間に接続されるマ
ルチプレクサー5とから構成され、メモリ1とマルチプ
レクサー5とはバス7を介して、CPU3とマルチプレ
クサー5とはバス9を介してそれぞれ接続されている。
また、マルチプレクサー5には、さらに、メモリ1に外
部からアクセスができるようにバス11が接続されてい
る。
【0004】メモリ1は、通常は、格納するプログラム
を随時、書き換えることができるようにRAM(Random
Access Memory)が用いられる。
【0005】CPU3は、メモリ1に格納されたプログ
ラムをバス7及びバス9を介して参照して動作する。
【0006】マルチプレクサー5は、外部から入力され
る切り換え制御信号により、複数個の入力端子A、Bの
うち1端子を選択してその端子に入力される信号を出力
端子Sに出力する回路であり、ここでは、メモリ1にバ
ス9を介してCPU3を接続するか、あるいは、バス1
1を介してメモリ1を外部に解放するか、を切り換え
る。
【0007】次に、このような構成である従来のバス切
り換え回路において、CPU3がメモリ1に格納されて
いるプログラムを参照して動作している時に、メモリ1
に外部からアクセスする場合の動作について説明する。
なお、マルチプレクサー5は、最初、メモリ1とCPU
3とをバス7及びバス9を介して接続しているものとす
る。
【0008】まず、CPU3で実行中のプログラムを一
旦中断する。次に、マルチプレクサー5に切り換え制御
信号が入力され、入力端子Bが選択され、メモリ1はバ
ス7及びバス11を介して外部に解放される。次に、バ
ス11を介して外部からアクセスする。次に、アクセス
が終了した後、再び、マルチプレクサー5に切り換え制
御信号が入力され、入力端子Aが選択され、メモリ1と
CPU3とがバス7及びバス9を介して接続される。最
後に、再び、CPU3はプログラムを実行する。
【0009】このように、従来のバス切り換え回路は、
CPU3がメモリ1に格納されているプログラムを参照
し動作している時に一旦実行中のプログラムを中断し
て、メモリ1に外部からアクセスすることにより、開発
中のハードウェアやソフトウェアのデバッグ、性能評価
及び機能試験等を行っていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バス切り換え回路では、次のような問題があった。
【0011】それは、マイクロコンピュータを利用した
システムには、そのシステムのデバッグ等をする際には
CPUで実行中のプログラムを停止させずにそのシステ
ムの調整(例えば、パラメータの変更)を行わなければ
ならないものがあるが、上述したように、従来のバス切
り換え回路では、CPUがメモリに格納されているプロ
グラムを参照して動作している時には、一度実行中のプ
ログラムを中断してメモリにアクセスしなければなら
ず、従って、上述した従来のバス切り換え回路では上記
システムのデバッグ等を行うことができなかった。
【0012】また、CPUで実行中のプログラムを停止
させて調整を行うことが可能なシステムであっても、プ
ログラムを停止させた場合に、CPUに接続されている
I/Oポートの出力が停止時の状態を保持することによ
り、I/Oポートに接続されている周辺回路または周辺
装置の仕様によっては、故障等の期待しない動作を伴う
場合があった。
【0013】このため、CPUで実行中のプログラムを
停止させることなくメモリに外部からアクセスが可能と
なるように、2つのバスから同時にアクセスが可能であ
るデュアルポートメモリを用いる方法が提案されている
が、この方法においては、同一番地に片方のバスからW
rite動作、もう一方のバスからRead動作が実行
された場合には、読み出されるデータは保証されないと
いう問題があった。また、複数のデータを一度に書き換
えることができなかった。
【0014】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、CPUで実行中のプログラムを停止
させることなく、CPUが参照するメモリに外部からの
アクセスを可能とするバス切り換え回路を提供すること
を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、ユーザープログラムを実行する中央処理
装置と、前記中央処理装置から同一のアドレスを割り当
てられ、前記ユーザープログラムを格納する第1のメモ
リ及び第2のメモリと、前記中央処理装置が前記第1の
メモリを参照しているときには前記第2のメモリに外部
からのアクセスが可能となるようにバスの切り換えを行
い、前記中央処理装置が前記第2のメモリを参照してい
るときには前記第1のメモリに外部からのアクセスが可
能となるようにバスの切り換えを行う切り換え手段とを
有し、前記切り換え手段は、前記第1のメモリまたは第
2のメモリに対する前記中央処理装置のアクセスに影響
を与えることのないタイミングで切り換えを行うことを
特徴とする。
【0016】ここで、前記タイミングとしては、例え
ば、予め設定したアドレスを前記中央処理装置がアクセ
スしたときとすることができる。
【0017】上記構成によれば、前記中央処理装置が実
行するプログラムは、前記中央処理装置から同一のアド
レスを割り当てられた前記第1のメモリ、第2のメモリ
それぞれに格納されており、従って前記中央処理装置か
らは前記第1のメモリと第2のメモリは擬似的に一つの
メモリとして見えるので、前記中央処理装置が参照して
いないメモリのみに対して外部よりアクセスを行うこと
により、前記中央処理装置がプログラムを実行中にその
停止をすることなくプログラムの書き換えを行うことが
できる。
【0018】また、前記中央処理装置が前記第1のメモ
リと第2のメモリのどちらにアクセスするかの切り換え
を、例えば、予め設定したアドレスを前記中央処理装置
がアクセスしたときに行うことにより、前記第1のメモ
リまたは第2のメモリに対する前記中央処理装置のアク
セスに影響を与えることのなく、その切り換えを行うこ
とができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【0020】図1は、本発明の実施の形態に係るデータ
バス切り換え回路の構成を示す図である。このデータバ
ス切り換え回路は、プログラム(ユーザープログラム)
を格納するメモリ1A及びメモリ1Bと、メモリ1Aま
たはメモリ1Bに格納されたプログラムを実行するCP
U(中央処理装置)3Aと、この回路全体の制御を行う
CPU3Bと、メモリ1AとCPU3A及びCPU3B
との間に接続されるマルチプレクサー5Aと、メモリ1
BとCPU3A及びCPU3Bとの間に接続されるマル
チプレクサー5Bと、マルチプレクサー5A及びマルチ
プレクサー5Bに切り換え制御信号を出力するバス切り
換え制御ブロック21と、CPU3Bがメモリ1Aまた
はメモリ1Bに格納されたプログラムに対して行われた
編集後の内容を一時的に格納するメモリ1Cとから構成
されている。
【0021】メモリ1Aとマルチプレクサー5Aの出力
Sとはバス13を介して、マルチプレクサー5Aの一の
入力AとCPU3Aとはバス17を介して、他の入力B
とCPU3Bとはバス19をそれぞれ介して接続されて
いる。同様に、メモリ1Bとマルチプレクサー5Bの出
力Sとはバス15を介して、マルチプレクサー5Bの一
の入力AとCPU3Bとはバス17を介して、他の入力
BとCPU3Bとはバス19をそれぞれ介して接続され
ている。なお、それぞれのバスは、アドレスバスとデー
タバスから構成されている。
【0022】メモリ1A及びメモリ1Bは、従来技術と
同様に、格納するデータを随時、書き換えることができ
るようにRAM(Random Access Memory)が用いられ
る。この2つのメモリは、ユーザープログラムを格納
し、CPU3Aから同一のアドレスに割り当てられてい
る。
【0023】メモリ1Cは、CPU3Bがメモリ1Aま
たはメモリ1Bに格納されたプログラムに対して編集を
行った後にメモリ1Aとメモリ1Bに格納されたプログ
ラムの内容を同一とすることができるように、その編集
後の内容を一時的に格納する。
【0024】CPU3Aは、アドレスをアドレスバスを
介してメモリ1Aまたはメモリ1Bに出力し、そのアド
レスに格納されたプログラムをデータバスを介してメモ
リ1Aまたはメモリ1Bから入力し、それを実行する。
【0025】CPU3Bは、CPU3Aの動作、メモリ
1A及びメモリ1Bのアクセスを制御するものであり、
例えば、バス19を介してメモリ1Aまたはメモリ1B
にプログラムをロードしたり、また、バス切り換え制御
ブロック21と制御信号(アクセス終了信号、バス切り
換え終了信号)のやり取りを行う。
【0026】マルチプレクサー5A及びマルチプレクサ
ー5Bは、外部から入力される切り換え制御信号によ
り、複数個の入力端子A、Bのうち1端子を選択してそ
の端子に入力される信号を出力端子Sに出力する回路で
あり、切り換え制御信号c(切り換え制御信号d)が
“H”レベルの時には、入力端子Aが選択され、“L”
レベルの時には、入力端子Bが選択される。ここでは、
マルチプレクサー5Aは、メモリ1Aにバス17を介し
てCPU3Aを接続するか、あるいは、バス19を介し
てCPU3Bを接続するか、を切り換える。同様に、マ
ルチプレクサー5Bは、メモリ1Bにバス17を介して
CPU3Aを接続するか、あるいは、バス19を介して
CPU3Bを接続するか、を切り換える。
【0027】バス切り換え制御ブロック21は、マルチ
プレクサー5Aに切り換え制御信号cを、マルチプレク
サー5Bにインバータ回路23により切り換え制御信号
cを反転させた切り換え制御信号dをそれぞれ出力す
る。また、バス切り換え制御ブロック21は、CPU3
Bよりアクセス終了信号aを受け取り、その後、予め設
けられた設定が満たされると切り換え制御信号c(切り
換え制御信号d)を反転させ、マルチプレクサー5A及
びマルチプレクサー5Bの切り換えを行う。さらに、マ
ルチプレクサー5A及びマルチプレクサー5Bの切り換
え終了後、バス切り換え終了信号bをCPU3Bに出力
し、一連の切り換え動作を終了する。
【0028】次に、本実施の形態に係るバス切り換え回
路の動作について図2に示すユーザープログラムを例に
して説明する。
【0029】ここで、図2に示すプログラムは、アセン
ブラ言語により作成され、繰り返し処理を行うものであ
り、具体的には、MOV命令により、アドレス(MEM
A)、アドレス(MEMB)に格納されたデータを読み
込み、レジスタA、レジスタBに設定して動作させるも
ので、最後のJMP命令によりラベルLOOPに戻り、
再度、レジスタA及びレジスタBにデータを設定し直す
ものである。
【0030】以下、CPUが実行中の上記図2に示すプ
ログラムを停止させることなく、CPUが参照するメモ
リに外部からアクセスする動作、具体的には、図1のC
PU3Aが上記図2のプログラムを実行中に、CPU3
Bがメモリ1Aまたはメモリ1Bにアクセスすることに
より、アドレス(MEMA)及びアドレス(MEMB)
に格納されているデータを書き換える動作について説明
する。なお、ここでは、アドレス(MEMA)のデータ
を「1234」から「4321」へ、アドレス(MEM
B)のデータを「5678」から「8765」に書き換
える場合について説明する。
【0031】まず、最初に、バス切り換え制御ブロック
21は、マルチプレクサー5Aに“L”レベルの切り換
え制御信号cを、マルチプレクサー5Bに“H”レベル
の切り換え制御信号dをそれぞれ出力する。
【0032】次に、マルチプレクサー5Aは、入力端子
Bを選択してメモリ1AとCPU3Bとをバス13及び
バス19を介して接続し、一方、マルチプレクサー5B
は、入力端子Aを選択してメモリ1BとCPU3Aとを
バス15及びバス17を介して接続する。
【0033】次に、CPU3Bは、メモリ1Aに上記図
2に示すプログラムを書き込む。次に、書き込み終了
後、バス切り換え制御ブロック21は、マルチプレクサ
ー5Aに“H”レベルの切り換え制御信号cを、マルチ
プレクサー5Bに“L”レベルの切り換え制御信号dを
それぞれ出力する。
【0034】次に、マルチプレクサー5Aは、入力端子
Aを選択してメモリ1AとCPU3Aとをバス13及び
バス19を介して接続し、一方、マルチプレクサー5B
は、入力端子Bを選択してメモリ1BとCPU3Bとを
バス15及びバス17を介して接続する。
【0035】次に、CPU3Aは、メモリ1Aに格納さ
れた図2のプログラムを実行する。一方、CPU3B
は、メモリ1Bに図2のプログラムを書き込み、さら
に、アドレス(MEMA)のデータを「1234」から
「4321」に、アドレス(MEMB)のデータを「5
678」から「8765」にそれぞれ書き換え、上記プ
ログラムに対して編集を行う。この時、CPU3Bによ
りメモリ1Cに編集後の内容を書き込み格納しておけ
ば、メモリ1Aの内容を編集されたメモリ1Bの内容と
同一にすることが容易となる。なお、この点については
後述する。
【0036】次に、再び、バス切り換え制御ブロック2
1は、所定のタイミングで、マルチプレクサー5A及び
マルチプレクサー5Bを切り換え、メモリ1AとCPU
3Bと、メモリ1BとCPU3Aとをそれぞれ接続す
る。なお、かかるタイミングについては、後で詳しく説
明する。
【0037】次に、CPU3Aは、メモリ1Bに格納さ
れた編集後のプログラムを継続して実行する。
【0038】最後に、上述したように、メモリ1Cに編
集後の内容を格納しておけば、その編集後の内容を反映
させるようにCPU3Bがメモリ1Aの内容の書き換え
を行うことで、容易にメモリ1Aの内容とメモリ1Bの
内容とを同じにすることができる。
【0039】このように、本実施の形態に係るバス切り
換え回路によれば、CPU3Aが実行するプログラムを
停止することなく、メモリにアクセスし、プログラムの
内容を書き換えることができるのである。
【0040】次に、上述した、マルチプレクサー5A及
び5Bの切り換えのタイミング例について説明する。こ
こでは、2つの切り換えのタイミングを例として説明す
る。
【0041】例1 本例は、上述したアドレス(MEMA)のデータとアド
レス(MEMB)のデータとが独立しており、互いに影
響を及ぼすことがない場合であり、かかる場合における
バス切り換え回路の動作を図3のタイミングチャートを
参照して説明する。
【0042】まず、上述したように、CPU3Bがメモ
リ1Bに書き込まれたプログラムに(MEMA)、(M
EMB)の書き換えを行った後、時刻t1 において、C
PU3Bはバス切り換え制御ブロック21にアクセス終
了信号aを出力する。アクセス終了信号aを入力したバ
ス切り換え制御ブロック21は、マルチプレクサー5A
及び5Bの切り換え待機状態となる。
【0043】そして、時刻t2 において、CPU3Aは
アドレス(MEMB)をアドレスバスに出力し、アドレ
スが確定すると“H”レベルのアドレスイネーブル信号
を出力する。バス切り換え制御ブロック21は、アドレ
スイネーブル信号aの立上がりのエッジに合わせて切り
換え制御信号d(切り換え制御信号c)を“L”レベル
から“H”レベル(“H”レベルから“L”レベル)に
反転させ、マルチプレクサー5B(マルチプレクサー5
A)の切り換えを行い、CPU3Aとメモリ1Bとが接
続される。
【0044】このようなタイミングでバス切り換え制御
ブロック21がマルチプレクサー5A及び5Bの切り換
えを行うことにより、CPU3Aは時刻t2 以前はメモ
リ1Aに格納された編集前のプログラムを実行し、時刻
2 以降はメモリ1Bに格納された編集後のプログラム
を実行することになる。
【0045】例2 本例は、上述したアドレス(MEMA)のデータとアド
レス(MEMB)のデータとは独立ではなく、2つのデ
ータで1つのデータとしての意味を持ち、アドレス(M
EMA)のデータとアドレス(MEMB)のデータは同
時に切り換える必要がある場合である。かかる場合にお
けるバス切り換え回路の動作を図4のタイミングチャー
トを参照して説明する。
【0046】ここで、CPU3Bは、切り換えに都合の
良いタイミングをバス切り換え制御ブロック21にイベ
ントとして設定し、上記アドレスイネーブル信号と組み
合わせて切り換えを行うことにより2つのデータを同時
に切り換えることができる。例えば、本例では、図2に
示すプログラムのJMP命令を用い、CPU3Aのアド
レスバスにLOOPの値が現れた後のアドレスイネーブ
ル信号の立上がりのエッジに合わせて切り換え制御信号
c及びdを切り換えるようにバス切り換え制御ブロック
21に設定する。
【0047】まず、CPU3Bはメモリ1Bに書き込ま
れたプログラムに(MEMA)、(MEMB)の書き換
えを行った後、上記イベントをバス切り換え制御ブロッ
ク21に設定し、時刻t11において、バス切り換え制御
ブロック21にアクセス終了信号aを出力する。アクセ
ス終了信号aを入力したバス切り換え制御ブロック21
は、マルチプレクサー5A及び5Bの切り換え待機状態
となり、CPU3Aのアドレスの監視を行う。
【0048】そして、CPU3AのアドレスバスにLO
OPのアドレスが現れた時点で上記イベントが成立し、
時刻t12において、CPU3Aはアドレス(MEMB)
をアドレスバスに出力し、アドレスが確定すると“H”
レベルのアドレスイネーブル信号を出力する。バス切り
換え制御ブロック21は、イベント成立後最初のアドレ
スイネーブル信号aの立上がりのエッジに合わせて切り
換え制御信号d(切り換え制御信号c)を“L”レベル
から“H”レベル(“H”レベルから“L”レベル)に
反転させ、マルチプレクサー5B(マルチプレクサー5
A)の切り換えを行い、CPU3Aとメモリ1Bとが接
続される。
【0049】このように、バス切り換え制御ブロック2
1に所定のイベントを設定し、イベント成立により上記
タイミングでバス切り換え制御ブロック21がマルチプ
レクサー5A及び5Bの切り換えを行うことにより、C
PU3Aは時刻t12以前はメモリ1Aに格納された編集
前のプログラムを実行し、時刻t12以降はメモリ1Bに
格納された編集後のプログラムを実行すると共に、アド
レス(MEMA)のデータとアドレス(MEMB)のデ
ータを同時に切り換えることができる。
【0050】なお、本実施の形態では、書き換えの行う
データの数は2個であったが、データが3個以上(N
個)であっても、予めN個のデータをメモリにて書き換
えておけば同様に切り換えることが可能である。
【0051】また、さらに、アドレス(MEMA)及び
アドレス(MEMB)のデータを書き換える必要がある
場合には、今度は、CPU3Bがメモリ1Aに格納され
たプログラムに対して編集を行い、編集後にCPU3A
をメモリ1Aに接続すれば良い。このとき、上述したよ
うに、メモリ1Cに編集後の内容を一時的に格納してお
くことにより、新たな書き換えの前にメモリ1Aにメモ
リ1Cの内容をロードすることで、再編集前のメモリ1
Aの内容とメモリ1Bの内容を同一とすることができる
ので、上述した書き換えの動作を何度も行うことができ
るのである。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、C
PUで実行中のプログラムを停止させることなく、CP
Uが参照するメモリに外部からのアクセスすることがで
きるので、特に、リアルタイムシステムでのソフトウエ
アのデバッグ、性能評価及び機能試験に非常に有効であ
る。
【0053】また、本発明は、CPUから見て同一アド
レス領域に割り当てた、プログラムを格納するメモリを
2つ有し、CPUが参照していないメモリに対してのみ
外部からアクセスする構成としたので、データの衝突等
の問題は発生することはない。
【0054】さらに、本発明は、簡単な仕組みであるの
で、高速クロックで動作するCPUを用いることができ
る。また、複数のデータを同時に書き換えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るデータバス切り換え
回路の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るデータバス切り換え
回路によりデバッグ等が行われるユーザープログラムの
一例を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るデータバス切り換え
回路の動作を示すタイミングチャートの一例を示す図で
ある。
【図4】本発明の実施の形態に係るデータバス切り換え
回路の動作を示すタイミングチャートの他の例を示す図
である。
【図5】従来のバス切り換え回路の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1、1A、1B、1C メモリ 3、3A、3B CPU 5、5A、5B マルチプレクサー 7、9、11、13、15、17、19 バス 21 バス切り換え制御ブロック 23 インバータ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ユーザープログラムを実行する中央処理
    装置と、 前記中央処理装置から同一のアドレスを割り当てられ、
    前記ユーザープログラムを格納する第1のメモリ及び第
    2のメモリと、 前記中央処理装置が前記第1のメモリを参照していると
    きには前記第2のメモリに外部からのアクセスが可能と
    なるようにバスの切り換えを行い、前記中央処理装置が
    前記第2のメモリを参照しているときには前記第1のメ
    モリに外部からのアクセスが可能となるようにバスの切
    り換えを行う切り換え手段とを有し、前記切り換え手段
    は、前記第1のメモリまたは第2のメモリに対する前記
    中央処理装置のアクセスに影響を与えることのないタイ
    ミングで切り換えを行うことを特徴とするバス切り換え
    回路。
  2. 【請求項2】 前記タイミングは、予め設定したアドレ
    スを前記中央処理装置がアクセスしたときであることを
    特徴とする請求項1記載のバス切り換え回路。
JP14294296A 1996-06-05 1996-06-05 バス切り換え回路 Pending JPH09325935A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220126A (ja) * 2007-02-22 2007-08-30 Hitachi Ltd 制御装置及びそれを用いた光ディスク装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220126A (ja) * 2007-02-22 2007-08-30 Hitachi Ltd 制御装置及びそれを用いた光ディスク装置

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