JPH11353300A - 半導体素子のためのプログラム可能ピンの指定 - Google Patents

半導体素子のためのプログラム可能ピンの指定

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JPH11353300A
JPH11353300A JP471699A JP471699A JPH11353300A JP H11353300 A JPH11353300 A JP H11353300A JP 471699 A JP471699 A JP 471699A JP 471699 A JP471699 A JP 471699A JP H11353300 A JPH11353300 A JP H11353300A
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logic
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JP471699A
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Wojuwoda Igor
ウォジュウォダ イゴール
Brian E Boles
イー. ボレス ブライアン
J Drake Rodney
ジェイ. ドレイク ロドニー
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Microchip Technology Inc
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/22Means for limiting or controlling the pin/gate ratio
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1つ以上の半導体素子ピンの機能を指定する
ことを可能にするシステムおよび方法を提供する。 【解決手段】 複数のピン指定命令を受け取るプログラ
ミングポートと、プログラミングポートに結合し、複数
のピン指定命令を格納するための構成論理と、プログラ
ミングポートに結合し、少なくとも1つのピンを指定す
る機能を選択するための選択論理と、選択論理と結合す
る少なくとも1つのピンであって、複数のI/O機能の
1つを実行するようにプログラム可能に指定される少な
くとも1つのピンと、を組み合わせて含む、半導体素子
ピンをプログラム可能に指定するシステムを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して半導体素子
ピンの指定に関する。詳細には、本発明は、拡張され且
つ柔軟なアドレス機能の組および他のI/O機能を実行
するために、ユーザが、1つ以上の半導体素子ピンをプ
ログラム可能に指定することができる能力に関する。
【0002】
【従来の技術】現在の技術水準は、入力モード時に1つ
の機能を実行し、出力モード時に第2の機能を実行する
ことが可能な共通ピンに対する双方向のI/Oポートを
有するマイクロプロセッサおよびマイクロコントローラ
などの半導体素子を記載している。
【0003】現在の技術水準は、また、メモリアクセス
サイクルに関する素子の状態に依存してアドレスピンま
たはデータピンのいずれかとして特定のピンを使用する
ことが可能であるマイクロプロセッサおよびマイクロコ
ントローラなどの半導体素子を記載している。例えば、
16ビット幅のデータバスを駆動することが可能なマイ
クロプロセッサは、データI/Oとして機能する16の
ピンを有する可能性が高い。マイクロプロセッサは、同
一の16のピンがアドレスバスを駆動することを可能に
する内部性能を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】追加のアドレシング性
能が必要である場合は、追加のピンをこの必要性を満た
すための専用にしなくてならない。従来の技術下では、
アドレスピン割り当ての内部アーキテクチャは、半導体
製造業者によって規定され、ユーザによって変更され得
ない。
【0005】米国特許第5,686,844号の「IN
TEGRATED CIRCUITPINS CONF
IGURABLE AS A CLOCK INPUT
PIN AND AS A DIGITAL I/O
PIN OR AS ADEVICE RESET P
IN AND AS A DIGITAL I/O P
IN AND METHOD THEREFOR」に見
られる従来技術は、集積回路(IC)ピンをクロック/
リセット信号または他のデジタルI/Oとして構成する
性能を有する半導体素子を記載している。
【0006】他の概要は、メモリの複数のセグメントを
同時にテストするためのテスト回路用の多機能性ピンの
アプローチを記載している。米国特許第4,495,6
03号である「TEST SYSTEM FOR SE
GMENTED MEMORY」を参照のこと。しか
し、この従来技術は、セグメント化されたメモリ素子の
読み出しおよび書き込みテストクロックを発生するトラ
イステート(tri−state)バッファを含んだに
過ぎない「論理ボックス」の導入を記載しているのみで
ある。更に、これらのテスト回路または「論理ボック
ス」が処理ユニットと一体であり、ゆえに、処理ユニッ
トのI/O機能をカスタマイズするためにプログラム可
能であるという示唆はない。
【0007】米国特許第5,473,758号の「SY
STEM HAVING INPUT OUTPUT
PINS SHIFTING BETWEEN PRO
GRAMMING MODE AND NORMAL
MODE TO PROGRAM MEMORY WI
THOUT DEDICATING INPUT OU
TPUT PINS FOR PROGRAMMING
MODE」は、プログラミングモード(例えば、不揮
発性メモリのプログラミング)または、通常モード(例
えば、プログラムメモリの実行)のいずれかにおいて機
能する処理ユニットI/Oピンの共通の組をクレームし
ている。
【0008】よって、プログラマの用途によっては、ア
ドレシング性能が不十分または過剰になるという問題が
起こる。さらに、従来技術は、半導体装置の特定の用途
のためにプログラムされ得る柔軟なアドレシング性能を
予測しない。
【0009】ゆえに、設計仕様を満たすために必要なア
ドレスピンの数がプログラム可能に指定され得る半導体
素子を提供する必要がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によるシステム
は、複数のピン指定命令を受け取るプログラミングポー
トと、該プログラミングポートに結合し、該複数のピン
指定命令を格納するための構成論理と、該プログラミン
グポートに結合し、少なくとも1つのピンを指定する機
能を選択するための選択論理と、該選択論理と結合する
少なくとも1つのピンであって、複数のI/O機能の1
つを実行するようにプログラム可能に指定される少なく
とも1つのピンと、を組み合わせて含む、半導体素子ピ
ンをプログラム可能に指定するシステムであり、そのこ
とにより上記目的が達成される。
【0011】システムは、予め指定されたアドレス機能
を有する複数のピンを更に含んでいてもよい。
【0012】システムは、前記プログラミングポートに
結合し、前記複数のピン指定命令を解釈するためのプロ
グラミング論理を更に含んでいてもよい。
【0013】前記プログラミングポート、前記構成論
理、前記選択論理、前記少なくとも1つのピンおよび前
記予め指定されたアドレス機能を有する複数のピンは、
単一のモノリシック半導体素子上に全て設置されていて
もよい。
【0014】前記複数のピン指定命令を受け取るプログ
ラミングポートは、シリアルポートであってもよい。
【0015】前記複数のピン指定命令を受け取るプログ
ラミングポートは、パラレルポートであってもよい。
【0016】前記構成論理は少なくとも1つのレジスタ
を含んでいてもよい。
【0017】前記構成論理は可溶(fusible)素
子を含んでいてもよい。
【0018】前記構成論理は不揮発性メモリを含んでい
てもよい。
【0019】前記選択論理は少なくとも1つのマルチプ
レクサを含んでいてもよい。
【0020】前記少なくとも1つのピンはアドレスピン
として指定され得てもよい。
【0021】前記予め指定されたアドレス機能を有する
前記複数のアドレスピンによって提供されるアドレシン
グ可能な記憶範囲を超えて、アドレシング可能な記憶範
囲を拡張するアドレスピンとして前記少なくとも1つの
ピンが指定され得てもよい。
【0022】前記少なくとも1つのピンが、チップセレ
クトピンとして指定され得てもよい。
【0023】前記予め指定されたアドレス機能を有する
前記複数のアドレスピンによって提供されるアドレシン
グ可能な記憶範囲を超えて、アドレシング可能な記憶範
囲を拡張するチップセレクトピンとして前記少なくとも
1つのピンが指定され得てもよい。
【0024】前記プログラミング論理は、前記複数のピ
ン指定命令を解釈し、前記構成論理内の複数のピン指定
コマンドを格納する処理ユニットを含んでいてもよい。
【0025】前記複数のピン指定コマンドは、符号化さ
れたコマンドであってもよい。
【0026】前記選択論理は少なくとも1つのマルチプ
レクサを含んでいてもよい。
【0027】前記選択論理は、前記複数のピン指定コマ
ンドを復号化する復号化論理を更に含んでいてもよい。
【0028】本発明による方法は、プログラミングポー
トに複数のピン指定命令を提供する工程と、該プログラ
ミングポートから受け取った該複数のピン指定命令を格
納するために少なくとも1つの構成レジスタを提供する
工程と、該少なくとも1つの構成レジスタ内に格納され
た該ピン指定命令によって制御され、複数のI/O機能
の1つを選択する選択論理を提供する工程と、該選択論
理に結合され、該複数のI/O機能の1つを実行するた
めにプログラム可能に指定される少なくとも1つのピン
を提供する工程と、を含む、半導体ピンをプログラム可
能に指定する方法であり、そのことにより上記目的が達
成される。
【0029】方法は、予め指定されたアドレス機能を有
する複数のピンを提供する工程をさらに含んでいてもよ
い。
【0030】方法は、前記プログラミングポートに結合
され、前記複数のピン指定命令を解釈するプログラミン
グ論理を提供する工程を更に含んでいてもよい。
【0031】本発明の目的は、ユーザが1つ以上の半導
体素子ピンの機能を指定することを可能にするシステム
を提供することである。
【0032】本発明の他の目的は、ユーザが、半導体素
子ピンをアドレスピンまたは標準のI/Oピンのいずれ
かとして指定するようプログラムすることを可能にする
システムを提供することである。
【0033】本発明の他の目的は、ユーザが半導体素子
ピンの機能を指定する目的で半導体素子を永久的にプロ
グラムすることを可能にするシステムを提供することで
ある。
【0034】本発明の他の目的は、ユーザが半導体素子
ピンの機能を指定する目的で半導体素子を変更可能にプ
ログラムすることを可能にするシステムを提供すること
である。
【0035】本発明の他の目的は、半導体素子ピンの符
号化指定が可能なシステムを提供することである。
【0036】本発明の他の目的は、半導体素子ピンの非
符号化指定が可能なシステムを提供することである。
【0037】本発明の1つの実施形態によると、半導体
素子ピンをプログラム可能に指定するシステムは、プロ
グラミングポート、構成論理、選択論理および複数のI
/O機能の1つを実行するためにプログラム可能に指定
され得る少なくとも1つのピンを含む。この実施形態
は、メモリアドレス機能を実行するための、あらかじめ
指定され且つ変更不可能な複数の半導体ピンをさらに含
み得る。さらに、この実施形態では、上述の要素および
特徴は単一のモノリシック半導体素子上に設置(co−
located)されている。
【0038】本発明の他の実施形態では、半導体素子ピ
ンをプログラム可能に指定するシステムは、プログラミ
ングポート、プログラミング論理、構成論理、選択論理
および複数のI/O機能の1つを実行するためにプログ
ラム可能に指定され得る少なくとも1つのピンを含む。
この実施形態は、メモリアドレス機能を実行するため
の、予め指定され且つ変更不可能な複数の半導体ピンを
更に含み得る。この実施形態は、符号化されたフォーマ
ットからのピンの指定割り当ての復号化を更に含み得
る。更に、この実施形態では、上記の要素および特徴
は、単一のモノリシック半導体素子上に設置されてい
る。
【0039】本発明は、プログラマが半導体素子の1つ
以上のピンを、アドレスラインの所定の組に追加のアド
レスピン、または他のI/Oピンのいずれかとして指定
することを可能にする。本発明の目的は、特定の用途に
必要なアドレスバスの特定のサイズを正確に規定する能
力をプログラマに提供することである。本発明は、プロ
グラミングポートと、任意のプログラミング論理と、構
成論理と、選択論理と、プログラマの要求に応じて構成
され得るピンの組とを含む。本発明は、単一のモノリシ
ック半導体素子上に存在する。
【0040】本発明の前述および他の目的、特徴、なら
びに利点は、下記、更に詳細には、添付の図面に示され
る本発明の好ましい実施の形態の説明によって明らかに
なるであろう。
【0041】
【発明の実施の形態】図1を参照して、本発明10のブ
ロック図を示す。半導体素子10(以後、「システ
ム」)のためのプログラム可能なピンの指定は、プログ
ラミングポート100、任意のプログラミング論理20
0(任意であって必須ではない要素を表示するために破
線で示す)、構成論理300、選択論理400、および
複数のI/O機能の1つを実行するためにプログラム可
能に指定され得る少なくとも1つのピン500を含む。
システムは、メモリアドレス機能を実行するための、予
め指定され且つ変更不可能な複数の半導体ピンを更に含
む。これらのピンは、本発明のいくつかの応用を示す図
である図4にADm:AD0として示される。好適な実施
形態では、上述の要素は単一のモノリシック半導体素子
上に置かれている。
【0042】本発明の重要性は、応用に必要とされる正
確なアドレス範囲を選択する柔軟且つプログラム可能な
方法によってメモリアクセスを実行することが可能なマ
イクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または他の
素子などの半導体素子を提供することである。本発明の
目的は、メモリアドレス機能およびチップセレクトなど
の準アドレス機能に必要な半導体ピンの数を最適化する
ことである。
【0043】プログラミングポート100は、当業者に
周知である多様なフォーマット、規格、およびプロトコ
ルの直列または並列のいずれかであるI/Oポートであ
り得る。プログラミングポートはいくつかの機能を有す
る。ポート100はまた、本発明の範囲を逸脱するがコ
ンピュータ科学の当業者には周知のプログラミング素子
からの半導体ピンの構成データを受け入れる。ポート1
00はまた、現在の半導体ピン構成を外部素子に出力し
得る。また、ポート100は、検査目的に使用され得
る。
【0044】1つの実施形態では、構成データは、構成
データが格納される構成論理300にプログラミングポ
ートを介して直接伝送される。他の実施形態では、構成
データは処理ユニットであり得るプログラミング論理2
00によって読み出される。構成データは、プログラミ
ング論理200によって解釈される。解釈された形式の
構成データは、構成論理300に格納される。
【0045】構成論理300は、多数の実現の1つを含
み得る。1つの実施形態では、構成論理300は、単純
なレジスタ、またはプログラム可能な揮発性もしくは不
揮発性のメモリアレイ内の場所であり得る。よって、こ
の実施形態では、構成論理に格納される構成データは、
プログラマの判断によって変更され得る。あるいは、構
成論理は、当業者には公知であるプログラム可能読み出
し専用メモリ(PROM)または他の型の可溶(fus
ible)素子等の一度だけプログラム可能な論理を含
み得る。
【0046】図1、2および3を参照して、選択論理4
00を示す。なお、これらの図中では同様の参照番号が
同様の要素を示す。選択論理は半導体ピンの機能を指定
するための決定機構を提供する。選択論理400は、好
適な実施形態では一連のマルチプレクサ410を含む。
他の実施形態では、選択論理は一連のマルチプレクサ4
10および1つ以上のデコーダ420の両方を含む。
【0047】図1は、選択論理400が構成論理300
に格納されたデータと半導体ピン500との間にブリッ
ジを提供することを示す。図2は、選択論理400の非
符号化形式を示す。ここでは構成論理300の各ビット
と各マルチプレクサ410に対する選択入力との間の1
対1マッピングが行われる。図3は、選択論理400の
符号化形式を示す。ここでは、構成データは符号化され
たフォーマットで格納される。符号化データは復号化論
理420によって復号化され、マルチプレクサ410の
選択入力と結合される。
【0048】マルチプレクサ410の入力は、拡張アド
レスラインか、または半導体素子によって実行される他
のI/O機能(I/O functions)のいずれ
かである。マルチプレクサ410の出力は、直接的また
はバッファを介して半導体ピン500に接続される。
【0049】図4を参照して、本発明10の典型的な応
用を示す。本発明10は、マイクロプロセッサまたはマ
イクロコントローラなどの処理ユニットを示すブロック
20において具体化される。応用は、メモリ素子30お
よび周辺装置40も示す。アドレスラッチ50もまた、
示される。
【0050】ブロック20内のADm:AD0は、アドレ
ス機能を有するピンの予め指定された組を表す。この実
施形態では、これらのピンは、アドレスバスを駆動する
のに加えてデータバスと結合され得る。しかし、他の実
施形態では、アドレスピンの予め指定された組はデータ
バス機能と多重化され得ないので、アドレスラッチ50
が必要でなくなる。ADm:AD0に対応する半導体ピン
のアドレス機能の予め指定された特性は、プログラマに
よって変更または改変され得ない。
【0051】メモリ素子30および周辺装置40はAD
m:AD0によって規定された範囲によって提供されたア
ドレシング可能なメモリ位置を上回るメモリ位置を有す
る。ゆえに、追加のメモリアドレシング性能が必要とさ
れる。プログラマは、拡張アドレシングをAn:A
m+1(n≧m+1)と規定する。このデータは、構成論
理300に格納され、選択論理400が半導体ピン50
0の指定を決定する(図1から図3)。
【0052】また、この応用では、メモリ素子30と周
辺装置40との間のように、アドレシング可能なメモリ
位置に冗長性があり得るので、チップセレクト論理が示
される。チップセレクト論理はブロック20内にADD
xおよびADDRyと表示される。これらのピンを拡張
アドレスピンについて上述されたのと同一の態様でチッ
プセレクトとして指定することによって、適切なメモリ
/周辺装置がアクセスされる。よって、本発明は、設計
仕様のアドレシング要件に正確に一致するアドレシング
のためのICピンの柔軟な指定を可能にする。アドレシ
ングに使用されないピンは、他のI/O機能に使用可能
である。
【0053】本発明は、好適な実施形態を参照しながら
具体的に示され且つ説明されたが、当業者には、本発明
の精神および範囲を逸脱することなく形式および詳細の
改変がされ得ることが理解される。
【0054】
【発明の効果】本発明によれば、設計仕様のアドレシン
グ要件に正確に一致するアドレシングのためのICピン
の柔軟な指定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を表すブロック図である。
【図2】選択論理の1つの実施形態を示す図である。
【図3】復号化性能を有する選択論理の他の実施形態を
示す図である。
【図4】拡張アドレス機能およびチップセレクトを説明
する本発明の応用を示す図である。
【符号の説明】
10 半導体素子 20 ブロック 30 メモリ素子 40 周辺装置 50 アドレスラッチ 100 プログラミングポート 200 プログラミング論理 300 構成論理 400 選択論理 410 マルチプレクサ 420 デコーダ 500 半導体ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブライアン イー. ボレス アメリカ合衆国 アリゾナ 85215, メ サ, ノース タボー ストリート 4220 (72)発明者 ロドニー ジェイ. ドレイク アメリカ合衆国 アリゾナ 85044, フ ェニックス. サウス 40ティーエイチ ウェイ 14825

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のピン指定命令を受け取るプログラ
    ミングポートと、 該プログラミングポートに結合し、該複数のピン指定命
    令を格納するための構成論理と、 該プログラミングポートに結合し、少なくとも1つのピ
    ンを指定する機能を選択するための選択論理と、 該選択論理と結合する少なくとも1つのピンであって、
    複数のI/O機能の1つを実行するようにプログラム可
    能に指定される少なくとも1つのピンと、 を組み合わせて含む、半導体素子ピンをプログラム可能
    に指定するシステム。
  2. 【請求項2】 予め指定されたアドレス機能を有する複
    数のピンを更に含む、請求項1に記載のシステム。
  3. 【請求項3】 前記プログラミングポートに結合し、前
    記複数のピン指定命令を解釈するためのプログラミング
    論理を更に含む、請求項2に記載のシステム。
  4. 【請求項4】 前記プログラミングポート、前記構成論
    理、前記選択論理、前記少なくとも1つのピンおよび前
    記予め指定されたアドレス機能を有する複数のピンが、
    単一のモノリシック半導体素子上に全て設置される、請
    求項3に記載のシステム。
  5. 【請求項5】 前記複数のピン指定命令を受け取るプロ
    グラミングポートが、シリアルポートである、請求項1
    に記載のシステム。
  6. 【請求項6】 前記複数のピン指定命令を受け取るプロ
    グラミングポートが、パラレルポートである、請求項1
    に記載のシステム。
  7. 【請求項7】 前記構成論理が少なくとも1つのレジス
    タを含む、請求項1に記載のシステム。
  8. 【請求項8】 前記構成論理が可溶(fusible)
    素子を含む、請求項1に記載のシステム。
  9. 【請求項9】 前記構成論理が不揮発性メモリを含む、
    請求項1に記載のシステム。
  10. 【請求項10】 前記選択論理が少なくとも1つのマル
    チプレクサを含む、請求項1に記載のシステム。
  11. 【請求項11】 前記少なくとも1つのピンがアドレス
    ピンとして指定され得る、請求項1に記載のシステム。
  12. 【請求項12】 前記予め指定されたアドレス機能を有
    する前記複数のアドレスピンによって提供されるアドレ
    シング可能な記憶範囲を超えて、アドレシング可能な記
    憶範囲を拡張するアドレスピンとして前記少なくとも1
    つのピンが指定され得る、請求項2に記載のシステム。
  13. 【請求項13】 前記少なくとも1つのピンが、チップ
    セレクトピンとして指定され得る、請求項1に記載のシ
    ステム。
  14. 【請求項14】 前記予め指定されたアドレス機能を有
    する前記複数のアドレスピンによって提供されるアドレ
    シング可能な記憶範囲を超えて、アドレシング可能な記
    憶範囲を拡張するチップセレクトピンとして前記少なく
    とも1つのピンが指定され得る、請求項2に記載のシス
    テム。
  15. 【請求項15】 前記プログラミング論理が、前記複数
    のピン指定命令を解釈し、前記構成論理内の複数のピン
    指定コマンドを格納する処理ユニットを含む、請求項3
    に記載のシステム。
  16. 【請求項16】 前記複数のピン指定コマンドが、符号
    化されたコマンドである、請求項15に記載のシステ
    ム。
  17. 【請求項17】 前記選択論理が少なくとも1つのマル
    チプレクサを含む、請求項3に記載のシステム。
  18. 【請求項18】 前記選択論理が、前記複数のピン指定
    コマンドを復号化する復号化論理を更に含む、請求項1
    7に記載のシステム。
  19. 【請求項19】 プログラミングポートに複数のピン指
    定命令を提供する工程と、 該プログラミングポートから受け取った該複数のピン指
    定命令を格納するために少なくとも1つの構成レジスタ
    を提供する工程と、 該少なくとも1つの構成レジスタ内に格納された該ピン
    指定命令によって制御され、複数のI/O機能の1つを
    選択する選択論理を提供する工程と、 該選択論理に結合され、該複数のI/O機能の1つを実
    行するためにプログラム可能に指定される少なくとも1
    つのピンを提供する工程と、 を含む、半導体ピンをプログラム可能に指定する方法。
  20. 【請求項20】 予め指定されたアドレス機能を有する
    複数のピンを提供する工程をさらに含む、請求項19に
    記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記プログラミングポートに結合さ
    れ、前記複数のピン指定命令を解釈するプログラミング
    論理を提供する工程を更に含む、請求項20に記載の方
    法。
JP471699A 1998-05-28 1999-01-11 半導体素子のためのプログラム可能ピンの指定 Withdrawn JPH11353300A (ja)

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