JPH11272599A - メモリと周辺装置との間のインタフェ―スを備えるコンピュ―タ・システムおよび通信パラメ―タ・セットを選択するための方法 - Google Patents
メモリと周辺装置との間のインタフェ―スを備えるコンピュ―タ・システムおよび通信パラメ―タ・セットを選択するための方法Info
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- JPH11272599A JPH11272599A JP11004994A JP499499A JPH11272599A JP H11272599 A JPH11272599 A JP H11272599A JP 11004994 A JP11004994 A JP 11004994A JP 499499 A JP499499 A JP 499499A JP H11272599 A JPH11272599 A JP H11272599A
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Abstract
は回避する改善されたインタフェースと方法とを備える
コンピュータ・システムを提供する。 【解決手段】 コンピュータ・システム100は、プロ
セッサ110,メモリ300,インタフェース101お
よび周辺装置120−1,120−2,120−3によ
って構成される。インタフェースは、ポインタ発生器1
60,ポート150,デコーダ170およびパラメータ
・レジスタ180を有する。ポート150は、メモリ3
00からデータ・ワードD(k)380−kを周辺装置12
0−1,120−2,120−3に送信する。あるいは
その逆が行われる。通信パラメータはパラメータ・セッ
ト{Pm}としてパラメータ・レジスタ180のパラメ
ータ・フィールド185−mに格納される。デコーダ1
70は、メモリ300に格納される制御ワードC(k)を用
いて、パラメータ・セット{Pi}を選択する。データ
待行列は、2つ以上の周辺装置120−1,120−
2,120−3に対して、同時に送信することができ
る。
Description
システムに関し、さらに詳しくは、このようなシステム
で用いられるデータ通信用インタフェースに関する。本
発明は、このようなシステムの動作方法にも関する。
ピュータ・システム(たとえば統合マイクロコンピュー
タ)は、プロセッサ(たとえば中央処理装置;CPU: cen
tral processing unit),メモリ・ユニット(たとえば
ランダム・アクセス・メモリ;RAM: random access mem
ory),バスおよびその他の構成部品によって構成され
る。インタフェースは、これらの構成部品と周辺装置
(たとえばディスプレイ,プリンタ,ブザー)との間に
データおよび制御情報を交換する。たとえば、プロセッ
サがメモリにデータを書き込み、インタフェースがこの
データを周辺装置に送るか、あるいはその逆が行われ
る。プロセッサ資源を節約するためには、インタフェー
スをプロセッサから部分的に、あるいは完全に独立させ
て制御すると便利である。
ット(QSPI: queued serial peripheral interface uni
t)が、多くのマイクロコンピュータおよび周辺装置に
組み込まれる。以下の参考文献が有用である:いずれも
Hill他による米国特許第4,816,996号[1]お
よび第4,958,277号[2];およびモトローラ
社による「Queued Serial Module (QSM) Reference Man
ual」(1991年発行、発注番号QSMRM/AD)(以下
[3]とする)。待行列とは、メモリから連続的に検索
される、あるいはメモリ内に書き込まれる複数のメモリ
・エントリである。
えば、シリアル・クロック・ボー・レートSPBR(serial
clock baud rate),1転送ビットBITS(bits per tra
nsfer),転送後遅延長DTL(length of delay after tr
ansfer),クロック極性CPOL(clock polarity),クロ
ック位相CPHA(clock phase)などに関する通信パラメ
ータを説明する。待行列を送信するために必要なすべて
の通信パラメータを集合的に、パラメータ・セットと称
する。CPUは、すべての待行列に関するパラメータ・セ
ットを定義し、制御レジスタに必要なセットのパラメー
タを書き込む。新たな待行列がアクティブになると、CP
Uは制御レジスタに新たなパラメータ・セットを書き込
む。言い換えると、パラメータは、待行列と関連性をも
つ。CPU命令を設計するソフトウェア設計者は、各通信
パラメータに関して注意を払わねばならない。この方法
は、コストがかかり、便利ではない。また、待行列転送
の間、パラメータ・セットを変更することができない。
第1パラメータ・セットで待行列転送を開始して、第2
パラメータ・セットに切り替えることが望ましい場合が
ある。参考文献[1],[2],[3]に説明されるQS
PIを用いると、待行列転送を中止して、新たにロードさ
れた通信パラメータで再開しなければならない。
点と制約とを軽減する、あるいは回避する改善されたイ
ンタフェースと方法とを備えるコンピュータ・システム
を提供することを目標とする。
るが、これは制約ではない。本明細書の説明に基づき、
当業者は、本発明の範囲から逸脱せずに本発明を他のイ
ンタフェースに適応することができる。
装置と関連付けられる。従来技術に対する利点には、た
とえば次のようなものがある:(a)異なるパラメータ
を必要とする複数の周辺装置に対して単独の待行列によ
りサービスを提供することができる。(b)CPUがイン
タフェースを妨害する頻度が小さくなる。(c)メモリ
をより融通性をもって編成することができる。
テム100の簡略なブロック図である。システム100
は、プロセッサ110,メモリ300,データ・インタ
フェース101(以下インタフェース101とする,破
線部)およびN個の装置120−n(n=1〜N)によ
って構成される。装置120−nは、好ましくは周辺装
置(PD:peripheral devices)である。簡単にするため
に、図1は、N=3個の装置120−1,120−2,
120−3を図示する。Nに関する便宜な数値はN=1
6であるが、これより大きいあるいは小さいNをもつそ
の他の構造も可能である。
ポインタ発生器(PG: pointer generator)160,デ
コーダ170およびパラメータ・レジスタ(PR: pointe
r register)180によって構成される。デコーダ17
0とパラメータ・レジスタ180とが、セレクタ190
(破線フレーム)を形成する。プロセッサ110は、双
方向データ経路102を介してメモリ300に結合され
る;メモリ300は、双方向データ経路104を介して
インタフェース101のポート150に結合される;メ
モリ300は、制御経路108を介してデコーダ170
にも結合される;インタフェース101のポート150
は、通信経路106を介して装置120−nに結合され
る。オプションの選択線107(破線)は、経路108
と装置120−nとの間に結合される。インタフェース
101において、デコーダ170が線172を介してパ
ラメータ・レジスタ180に結合される;そして、パラ
メータ・レジスタ180は、線182を介してポート1
50に結合される。ポインタ発生器160は、メモリ3
00に対するポインタp(線165により図示)を有す
る。パラメータ・レジスタ180は、M個の所定のパラ
メータ・セットを格納するフィールド185−m(m=
1〜M)を有する:
えば上記のSPBR,DTL,CPOL,CPHA,その他のパラメー
タによって構成されることを示す。経路102,10
4,106,108と線107,165,172,18
2の矢印は、好適な信号の流れを示す。
C(k)を格納するK個のフィールド370−k(たとえば
k=0〜K−1)と、データ・ワードD(k)を格納するK
個のフィールド380−k(k=1〜K)とを有する。
好ましくは、経路102は、データ・ワードD(k)と制御
ワードC(k)とを伝えるものとし、経路104はデータ・
ワードD(k)を伝え、経路108は制御ワードC(k)を伝え
るものとする。この区別は、便宜上のものであって、本
発明に関して不可欠なものではない。メモリ300の詳
細は、図3に関連して説明される。ポインタpによりア
クセスされるデータ・ワードD(k)および制御ワードC(k)
を、それぞれD(p)とC(p)と称する。好ましくは、ポイン
タpは、フィールド380−p(p=k)内の1つのD
(p)とフィールド370−p(p=k)内の1つのC(p)
とを指示する。
6において、データ・ワードD(k)をメモリ300内のパ
ラレル形式からシリアル形式のデータ・ワードに転送す
るシリアライザである。あるいは逆に、ポート150
は、線106からシリアル・データ・ワードをメモリ3
00内のデータ・ワードD(k)に転送する。シリアライザ
は、参考文献[1],[2]に説明される。ポート15
0は、当業者により改造することができる。たとえば、
ポート150は、パラレル・データ形式も保持すること
ができる。あるいは、ポート150は、メモリ300か
らのシリアル・データを通信経路106上のパラレル・
データに変形することもできる。ポート150は、制御
ワードC(k)も転送することができる。
ポインタpを1つの待行列に属するデータ・ワードD(k)
と制御ワードC(k)に移動させる。制御ワードC(k)の一部
または全部は、装置識別子によって構成される。セレク
タ190は、経路108を介して制御ワードC(p)を連続
的に受け取り、論理関係に応じて識別子を分析し、選択
されたパラメータ・セット{Pi}を一時的にポート1
50に送る。指標i(たとえば1≦i≦M)は選択を表
す。この書き方は選択された装置120−jに関しても
用いられる。次にポート150は、データ・ワードD(p)
をすべての装置120−nまたは一部の装置120−n
に転送する。好ましくは、ポート150は、セレクタが
新しいパラメータ・セット{Pi}’(’は「新規」の
マーカ)を決定しない限り、選択されたパラメータ・セ
ット{Pi}を用いる。
は、線107によりイネーブルになり、選択されない装
置120−nは、好ましくは線107によってディスエ
ーブルになる。指標j(たとえば1≦j≦N)は、選択
を表す。線107は、たとえばlog2N(底2に対する対
数)部分線をもつバスによって、あるいは当技術で周知
の他の手段によって実現することができる。
タ・セット{Pm}を実質的に恒久的に格納する。これ
には、たとえばプロセッサ110によりパラメータ・セ
ットを変更することができることが含まれる。デコーダ
170は、たとえば、ルックアップ・テーブルまたは、
たとえばandゲート,orゲート,インバータ・ゲートお
よびそれらの組み合わせを有する論理ネットワークによ
って実現することができる。好ましくは、デコーダ17
0は、予め定義される論理関係に応じてパラメータ・セ
ットを選択する。
が実際のシステムには必要であると理解する特定の詳細
部を含まない。たとえば、CPU(たとえばプロセッサ1
10)などのコントローラがシステム100の動作を制
御する一部の制御経路は図示されない。これらは、下記
の更なる説明から明らかになろう。一般に、システム1
00の倫理的機能をハードウェアに組み込むには多くの
方法が可能であり、図面は説明のためのものに過ぎな
い。当業者は、本明細書における説明に基づきシステム
100を構築する方法を理解されよう。
00の周辺装置120−n(たとえばn=1〜N=3)
の簡略な選択図である。図面200は、N=3のリング
形のグラフ201,202,203を図示し、これらは
それぞれ、装置120−1,120−2,120−3の
選択を標示する。図面200は、システム100の状況
に関する情報を与える。このような図面は、「ヴェン・
ダイアグラム」またはセット・ダイアグラムという名で
当技術においては周知である。グラフ201〜203
は、互いに交差し、M’個のエリア204,205,2
06,207,208,209,210の境界を与え
る。追加のエリア211は、グラフ201〜203の外
側にあり、「選択なし」を表す。エリアの数M’(エリ
ア211を除く)は、次のように計算される:
い換えると、N個の装置120−nをアクティブにし
て、M’個の異なる組み合わせにおいてポート150と
データを交換することができる。たとえば、エリア20
4は、装置120−1のみが選択されて、装置120−
2,120−3は選択されないことを表す。エリア20
7は、装置120−1,120−2が選択されて、11
20−3は選択されないことを表し、同様に続く。
合わせの数M’と等しいか、それよりも小さい。すなわ
ち:
ラメータ「転送周波数f」に関してのみ説明する。当業
者は、本明細書の説明に基づき、本発明をより多くの通
信パラメータを備えるパラメータ・セットに適応するこ
とができる。このような装置120−nは、たとえば、
クロック極性などの互換性のない通信パラメータを有す
ることもある。
る。転送周波数fは、それによって、データ・ワードD
(p)が被選択装置120−jとポート150との間に交
換される線106上のビット速度として定義される。異
なる装置120−nは、異なる転送周波数fnに対応す
る。ある装置は、他の装置より速く動作し、その逆もあ
る。たとえば、装置120−1が最も動作の遅い装置
で、装置120−3を最も速い装置とすることができ
る。装置120−nの転送周波数fnは、たとえば、次の
ようになる:
便利な値を参考文献[3]の表4−3に、「実際のSCK
周波数(Actual SCK frequency)」として示す。以下の
想定もなされる:
動作する
おいても動作する図2では、符号250は、f1(エリア
204,207,209,210),f2(205,20
8)およびf3(206)に関する異なる斜線部を標示す
る。たとえば、装置120−nがエリア208に示され
るように選択されると(装置120−2,120−
3)、転送周波数はf2となる。例では、M=3のパラメ
ータ・セットは、次のようになる:
00のメモリ300の簡略なブロック図である。図3
は、簡略な転送周波数−時間図350も示す。図3の例
では、メモリ300は、制御ワードC(0)〜C(49)を格納
するK=50個のフィールド370−kと、データ・ワ
ードD(0)〜D(49)を格納するK=50個のフィールド3
80−kとを備えて図示される。ポインタp(165)は、た
とえばp=1として与えられ、制御ワードC(1)とデータ
・ワードD(1)とを指示する。
びD(9)は、データ待行列Q(1)(短くは「待行列」;参照
番号301)を形成する。C(10)およびD(10)ないしC(1
9)およびD(19)は、データ待行列Q(2)(302)を形成
する。C(20)およびD(20)ないしC(29)およびD(29)は、デ
ータ待行列Q(3)(303)を形成する。C(30)およびD(3
0)ないしC(39)およびD(39)は、データ待行列Q(4)(30
4)を形成する。C(40)およびD(40)ないしC(49)およびD
(49)は、データ待行列Q(5)(305)を形成する。説明
の便宜上、待行列Q(1)〜Q(5)は、Q(1)から連続して装置
120−nに転送される。制御ワードC(k)の一部は、装
置120−1,120−2,120−3に関して装置識
別子それぞれ,および/またはを有する。待行列
Q(1)の始点に、C(0)のは装置120−1の選択を標示
する。同様に、C(10)の,は、待行列Q(2)の始点に
ついて装置120−1,120−2の選択を標示する。
C(15)のは、待行列Q(2)の転送を装置120−2まで
は継続するが、装置120−1までは継続すべきでない
ことを標示する。C(25)のは、待行列Q(3)の転送中に
装置120−3が追加選択されたことを示す。C(30)の
は、待行列Q(4)のデータが装置120−3に送られる
ことを標示する。待行列Q(5)は、まず装置120−3
(C(40)ののみに転送され、後で装置120−1,1
20−3(C(45)の,)に転送される。
影響を与える。転送周波数−時間図350は、縦の時間
軸(ページを上から下へ)と、転送周波数f1,f2,f3を
含む横の周波数軸fとを有する。実際の転送周波数は、
Q(1)、352および353’(Q(2)),353
(Q(3)),354(Q(4))および355,35
5’(Q(5))の転送中の軌跡351によって与えら
れる。便宜上、時間をポインタpによって測定できるも
のとする。ポート150は、最初に(すなわちp=0〜
p=14)、周波数f1で動作する。p=15において、
ポート150はf2まで加速することができる。p=30
で、ポート150は、さらにf3まで加速することができ
る。しかし、p=45では、ポート150はf1に再び減
速する。
(たとえばp=10〜p=14)、システム100は少な
くとも第1装置(たとえば120−1)と第2装置(た
とえば120−2)とにサービスを提供する。パラメー
タ・レジスタ180に格納されるパラメータ・セット
{Pm}は、第1装置と第2装置とによって実質的に同
時に(たとえば、p=10,p=11,p=12,p=
13,p=14のうち任意の時刻に)対応される通信パ
ラメータ(たとえば転送周波数f1)を有するセット(た
とえば{P1})によって構成される。
とえばC(10)/D(10)とC(19)/D(19)との間の待行列Q(2))
内のデータ・ワードD(k)を転送する。待行列(たとえば
Q(2))は、制御ワード(たとえばC(15))を有し、これ
によってセレクタ190は、新しいパラメータ・セット
(たとえば{P1}の代わりに{P2})を選択し、なお
かつ待行列の転送(たとえばQ(2)の転送)は継続する
(たとえばp=10とp=19の間で)。
20−nに対しサービスを提供することのできる、ある
いはより少ない装置120−nに対しサービスを提供す
ることのできる通信パラメータを有することができる。
たとえば、p=15のとき、セレクタ190はセット
{P1}(低周波数f1)からセット{P2}(より高い
f2)へと切り替わる。装置120−1には、サービスは
提供されないが、データ待行列Q(2)は同じままになる。
あるいは、Q(5)の転送中に、制御ワードC(45)が装置1
20−3の代わりに装置120−1,120−2,
を識別するので、セレクタ190はパラメータ・セット
{P3}(高周波数f3)からパラメータ・セット{P1}
に切り替わる。
流れ図である。方法400は、好ましくは、本発明のシ
ステム100によって実行される。システム100の構
成部品110,300,160,170,180,12
0−nに対する参照は、説明の便宜上与えられるに過ぎ
ない。本明細書の説明に基づき、当業者は他のシステム
にも方法を適応することができる。方法400は、待行
列エントリに対する指示を行う段階410,装置識別子
(たとえば,,)を読み取る段階420,パラメ
ータ・セット{Pi}を決定する段階430,パラメー
タ・セット{Pi}をポート150に送付する段階44
0およびデータを転送する段階450によって構成され
る。段階410,420,430,440,450は、
好ましくは、連続して実行され、周期的に反復される
(線460)。段階を結ぶ矢印は、好適な方法の流れを
示す。詳細は以下の通りである: (a)段階410において、ポインタ発生器160が制
御ワードC(p)とデータ・ワードD(p)と(総称して「待行
列エントリ」)を指示するポインタpを生成する。たと
えば、ポインタpに関する所定の開始値および終了値に
より、あるいは他の手段により待行列境界を決定する方
法は、当技術では周知である。
0が、複数のN個の装置120−1〜120−Nの装置
に関する制御ワードC(p)から少なくとも1つの装置識別
子(たとえば装置120−1のを読み取る。制御ワー
ドC(p)が装置識別子をもたない場合もある。好ましく
は、装置識別子は制御ワードC(p)の一部である。任意
で、C(p)が他の情報を有することもできるが、これは本
発明を実行する際に不可欠ではない。
0がパラメータ・レジスタ180に格納される複数の所
定のパラメータ・セット{P1}〜{PM}から、パラメ
ータ・セット{Pi}(選択されたセット)を決定す
る。これによって、デコーダ170は、前段階の装置識
別子を用いる。2つ以上の装置120−n(たとえば装
置120−1,120−2)に関して、2つ以上の装置
識別子(たとえばp=10の,がある場合は、デコ
ーダはすべての識別される装置120−nに対応するパ
ラメータ・セット{Pi}を決定する。たとえば、パラ
メータ{P1}=f1は装置120−1,120−2に対
応する。パラメータ・セット{Pi}は、M≧N個の所
定のパラメータ・セット{P1}〜{PM}から選択され
る。
0は、線172を介して、パラメータ・レジスタ180
に対し、どれが選択されたパラメータ・セット{Pi}
であるかを伝える。パラメータ・レジスタ180は、
{Pi}をそのパラメータと共に線182を介してポー
ト150に送る。パラメータが線182を通り、同時に
並行して進むか、あるいは連続的に進むかは本発明にと
っては重要ではない。
は、データ・ワードD(p)を装置識別子により識別(選
択)される装置120−nに転送する。2つ以上の装置
が選択されると、ポート150は、実質的に同時に選択
されたすべての装置にデータ・ワードD(p)を転送する。
このような場合は、通信パラメータ(たとえばfn)は、
すべての選択された装置120−nに共通である。
うに、段階410〜450が反復される。段階410の
最後から450に行く破線465は、制御ワードC(p)が
装置識別子をもたない場合の任意の方法の流れを示す。
段階420,430,440をある条件下で除外するこ
とによって、方法400の実行を加速することができ
る。これは、方法400の便利な変更であり、本明細書
の説明に基づき本発明を適応する当業者により実現する
ことができる。
に変更することができる。たとえば、段階420におい
て、デコーダ170が識別子を見つけられない場合は、
デコーダ170は段階420の前回の実行から識別子を
得る。
関して説明されたが、本明細書の説明に基づき、本発明
がこれらの例だけに制限されず、本発明の全範囲は添付
の請求項により適切に決定されることを当業者には理解
頂けよう。
ブロック図である。
辺装置の簡略な選択図である。
モリの簡略なブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 メモリ(300)と周辺装置(120)
との間にインタフェース(101)を有して、前記メモ
リに格納されるデータ待行列を転送するコンピュータ・
システム(100)であって、前記インタフェースが:
ポインタpを前記待行列のデータ・ワードD(p)と制御ワ
ードC(p)とに移動させるポインタ発生器(160);前
記メモリと前記ポートとに結合されるポート(150)
であって、前記データ・ワードD(p)を被選択パラメータ
・セット({Pi})に応じて前記装置に転送するポー
ト(150);および前記メモリと前記ポートとに結合
されるセレクタ(190)であって、前記メモリから受
信される前記制御ワードに応じて前記被選択パラメータ
・セットを決定するセレクタ(190);によって構成
されることを特徴とするコンピュータ・システム(10
0)。 - 【請求項2】 前記セレクタが、前記パラメータ・セッ
トを格納するパラメータ・レジスタ(180)に結合さ
れるデコーダ(170)を有し、前記デコーダが前記制
御ワードC(p)を受信し、前記被選択パラメータ・セット
を決定する請求項1記載のコンピュータ・システム。 - 【請求項3】 前記ポートが、前記メモリからのパラレ
ル形式の前記データ・ワードを前記装置に対してシリア
ル形式に変換する、あるいはシリアルからパラレル形式
に変換するシリアライザであることを特徴とする請求項
1記載のコンピュータ・システム。 - 【請求項4】 メモリ(300)から1つ以上の周辺装
置に待行列を転送する方法(400)であって: (a)待行列エントリを指示する段階(410); (b)前記待行列エントリから第1装置識別子を読み込
む段階(420); (c)前記第1装置識別子を用いることにより、複数の
所定のパラメータ・セットから第1パラメータ・セット
を決定する段階(430); (d)前記第1パラメータ・セットをポートに送付する
段階(440); (e)前記待行列エントリのデータ・ワードを、前記第
1装置識別子により識別される第1装置に、前記第1パ
ラメータ・セットを用いて転送する段階(450);お
よび (f)更なる待行列エントリに関して、前記段階(a)
ないし(e)を反復する段階(460);によって構成
されることを特徴とする方法。 - 【請求項5】 メモリ(300)から1ないしN個の装
置(120)に対して同時にデータを転送する通信パラ
メータ・セット({Pi})を選択するための方法(4
00)であって: (i)前記1ないしN個の装置の各々に関する装置選択
トークン(...)を、転送すべきデータと共に受信
する段階(420);および (ii)予め定義された論理関係によって、所定の通信
パラメータ・セット({P1}ないし{PM})群から1
つの通信パラメータ・セットを決定する段階(43
0);を有することを特徴とする方法(400)。
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