JPS58166419A - ワンチツプマイクロコンピユ−タ - Google Patents

ワンチツプマイクロコンピユ−タ

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JPS58166419A
JPS58166419A JP57048888A JP4888882A JPS58166419A JP S58166419 A JPS58166419 A JP S58166419A JP 57048888 A JP57048888 A JP 57048888A JP 4888882 A JP4888882 A JP 4888882A JP S58166419 A JPS58166419 A JP S58166419A
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JP
Japan
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cpu
frequency
bits
address
clock
Prior art date
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Application number
JP57048888A
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JPH053015B2 (ja
Inventor
Atsushi Ouchi
大内 篤
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57048888A priority Critical patent/JPS58166419A/ja
Publication of JPS58166419A publication Critical patent/JPS58166419A/ja
Publication of JPH053015B2 publication Critical patent/JPH053015B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一つの半導体チップ上に、cpu。
ROM、RAM、I10ボート勢が組み込まれているワ
ンチップマイクロコンビ、−夕に関する。
従来、ワンチップマイクロコシビワ−夕としては、4ビ
ツト、8ビツト、12ビツト、16ビツトのようなビッ
ト数の異なるものが提供されている。このうち、例えば
、8ビツトマイクロコンビ、−夕では、8ビツトのデー
タを並列処理することができる。ところが、8ビツトマ
イクロコンビ、−タにおいても、アドレス変更等の際に
は、並列処理可能なビット数よりも大きな12ビツトや
16ビツトのような演算が必畳とされる場合がある。
そこで、8ビツト系のCPUが16ビツトの演算を行な
えるようKするため、演算論珈ユニット(以下ALUと
称する)v16ビツト系に構成しておくことが考えられ
る。しかし、ALUt−16ビツト系にすると、回路構
成が1雑になってしまう欠点がある。
従来、このような場合には、CPU内部の8ビツトのレ
ジスタに、演算すべきデータな上位と下位とに分けて別
々に取り込んでから、8ビツト糸のALUKよって、下
位の演算と上位の演算に分け【行なっていた。第1図は
この場合の演算の手sIv示している。
ところが、従来のワンチップマイクロコンビ=−タでは
、CPUとその周辺のROM、RAM。
I10ボート等の回路の動作クロックとしては、全く同
一の周波数の信号が使用され【いた。そのため、上記の
よ5にビット数の大きな演算を、上位と下位に分けて行
なうと、サイクル数が増加してしまうという不都合があ
った。
ところで、ワンチップマイクロコンビ、−夕では、回路
のレイアウト等の都合から、CPUとその周辺のROM
、RAM、I10ボート等を結ぶデータバスやアドレス
バスの配線が比較的長くなってしまう。そのため、CP
LJの内部のパスラインのドライブ能力に比べて、CP
Uと周辺回路との間のパスラインのドライブ能力を大ぎ
(する必費がある。従って、従来のワンチップマイクロ
コンビエータでは、システムクロックの周波数は一辺回
路のパスラインのドライブ能力によって決定されていた
つまり、CPU内部ではパスラインのドライブ能力が小
さくて済むため、クロックの周波数を大きくシ【素早く
ドライブすることかできるにもかかわらず、従来は、マ
イクロコンビ、−夕全体が同一の違いシステムクロック
によって動作されていた。
そこで、この発明は、CPU内部のクーツクのIIl鋏
数が、周辺回路のクロックの周波数の整数倍になるよう
に回路を構成することによって、ALUにおける演算が
システムクロックの1サイクル中K1m1m行なえるよ
5KL、これによって、サイクル数を増加させることな
くシステムのビット数よりも大きなビットの演算を行な
えるようにすることV目的とする。
以下図面に基づいてこの発明を説明する。
第2図は本発明に係るワンチップマイクロコンビーータ
の一集施例を示す。
CPUは、内部に逼当な順序回118v有するコントロ
ーラlと、命令レジスタ2.ALU(演算論理ユニット
)3.一群のレジスタ4m、 4b、 4C。
・・・・・・41等から構成される。上記CPUとその
周辺回路たるROM(リードオンリメモリ)5.RAM
(ランダムアクセスメモリ)6.I10ボート7および
信号発生回路8は、一つの半導体チップ上に形成されて
いる。
そして、上記CPUとROM5.RAM6およびI10
ボート7との間は、データバス9およびアドレスバス1
0を介して接続されている。
CPU内部のパスラインi i’i’、  1 l b
と上記データバス9とはデータバッファ12V介して接
続され、また、パスラインl1m、ltbと上記アドレ
スバスlOとはアドレスバッフ丁14m、14bt介し
て接続されている。
メモリ5.6に格納されているプラグラム中の命令は、
データバス9を介して命令レジスタ2に取り込まれ、一
時的にこの命令レジスタ2内に保持される。コントロー
ラlは、内部の順序回路に従って、上記命令レジスタ2
に保持されている命令を−ずつ読み出し、命令に応じた
制御信号を出力するようにされている。
例えば、コントローラlよりアドレスバッファ14a、
14bK制御信号が出力されると、アドレスバッファ1
4m、14bはアドレスノ(ス10vドツイプして、R
OMB、RAM6あるいはI10ボート70所定のアド
レスを指定する。★た、コントルーツlよりデータバッ
ファ12に制御信号が出力されると、データバッファ1
2はデータバス9vドライブする。すると、上記アドレ
スバッファ14m、14bKより【指定されたROMP
RAM6.l10S−)7のアドレスに格納されている
データが、データバス9v介して読み出される。読み出
されたデータは、例えばデータバッファ12v弁してC
PU内部のレジスタ41〜4Mの中の一つに保持される
っ      −ALU3は、フン)a−ラlからの制
御信号によって動作され、上記レジスタ41〜41に保
持されているデータとメモリ5.6から読み出されたデ
ータとの演算を行65゜゛ 一般に、ALIJ3は、上記ワン−ツブマイクロコンビ
、−夕が8ビツト弗ならば、8ビツトのデータの演算を
行なえるように構成される。
しかし、このような8ビツト系のALUにおいても、シ
ステムのアドレスバスが12ビツトあるいは16ビツト
で構成されているような場合には、例えばアドレス変更
の際に行なわれるアドレス計算では、12ビツトや16
ビツトのようなビット数の多い演算が豊水される。
このような帯金には、CPU内部の16ビツトのインデ
ックスレジスタ4i[予めインデックスとなるアドレス
がメモリ内部から読み出されて格納されている。そして
、所望のデータの読出しの直前にインデックスレジスタ
41の内容が、命令語のアドレス部に加えられて、その
演算値が実効アドレスとして用いられる。つまり、AL
U3によるアドレス計算の結果得られたアドレスに従っ
て、メモリ5.6あるいはI10ボート7内部からの所
望のデータが読み出される。そのデータに基づいて、A
LL13において実際の演算が行なわれることになる。
上記のlI!施例においては、上記ALU3icおける
演算が、信号発生回M8からコントローラIK供給され
る動作クロック信号φcK基づいて作られる制御信号に
よって行なわれる。
信号発生回路8からコントローラーに供給される動作ク
ロック信号となるコントロール信号φ。
の周波数は、信号発生回M8から前記ROM5゜RAM
6.I10ボート7等のCPUの周辺回路に供給される
システムクロック信号たるコントロール信号PC1l 
’CI PCIの周波数の2倍になるよう托されている
すなわち、信号発生回路8は、例えば第2図に示すよ5
に1発m器21と、この発振器の出力な1/2に分周す
る分周回路22と、発fili21の出力および分周(
ロ)w122の中力に基づいてそれぞれ遍轟なコントロ
ール信号φ およびP、1〜pcsY出力する信号制御
11M23m、23bとから構成されている。。その結
果、上記信号制御回路231からコントローラーに供給
されるコントロール信号φCは、その周期が、信号制御
回路23bからROM5.RAM6.I10ボート7等
に供給されるコントロール信号PC1〜PC8の周期の
1/2になるようKされている。
従って、第2EK示すワンチップマイクロコンビーータ
においては、ALU3が8ビツト系であっても、例えば
アドレス計算のような16ビツトの演算が、第3図に示
すような手順に従って行なわれることにより、システム
クロックのltイクル内に2回実行されるようになる。
つまり、コントローラIKよってROM5から命令レジ
スタ2に読み込まれた命令が、先ずステップSIにおい
て、コントローラ内部の順序(ロ)略に従って命令レジ
スタ2からコントローラl内に取り込まれる。次に2テ
ツプS2においては、取り込まれた命令に基づいて、1
6ビツトの相対アドレスの上位の8ビツトが取り込まれ
て、レジスタ4a、 4b、 4C・・・・・・の中の
一つに保持される。
続いて、ステップS3では、同様にして相対アドレスの
下位の8ビツトの取り込みが奥行される。
しかる螢、ステップS4では、インデックスアドレスの
下位ビットと、上記ステップS3で取り込まれた下位ビ
ットとのたし算が行なわれ、かつ、引き続いて、インデ
ックスアドレスの上位ビットと、ステップS2で取り込
まれた上位ビットとのたし算が行なわれる。
このような演算によって得られたアドレスは、実効アド
レスとなって8ビツトのアドレスバッファ141.14
bK@持され、次のステップ85において、コントロー
ラ1からの制御信号によってアドレスバッファがドライ
ブされて、ROM5または)tAM6の所定のアドレス
が指定され、所望のデータが読み出されることになる。
以上説明したように、上記実施例においては、CPUの
内部が、CPU外部の周辺(ロ)路のシステムクロック
(PC1〜PC1)の2倍の周波数のクロック(φ。)
Kよって動作される。そのため、システムクロックの1
サイクル中に2−の演算が行なわれるようになる。これ
によって、実行サイクル数を増やすことなく、ビット数
の大きな演算が可能となる。また、演算可能なビット数
な大きくするためにALUのビット数を大きくする必要
がなく、回踏構成も簡単になる。
なお、実施例では、CPU内部の動作クロックが周辺回
路のシステムクロックに比べて周波数が2倍になるよう
にしたものを説明したが、信号発生口N8内の分局回路
22の構成を変えて、発振器21の出力v1 / n 
(rb !整数)K分周し【、CPU内部の動作りpツ
クの周線数がシステムク四ツクの周線数の整数倍になる
ようKさせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第111は従来のワンチップ!イクロコンピ轟−タにお
けるアドレス計算の手順を示すフローチャート、第2図
は本発明に係るワンチップマイクロコンビ募−夕の一実
施例を示すプルツク構成図、第3図は本発明のマイクロ
コバ5−タにおける演算の一例とし【のアドレス計算の
手順を示すフローチャートである。 l・・・コント四−ラ、8・・・信号発生回路、9・・
・データバス、10・・・アドレスバス。 代層人 弁理士  薄 1)利 幸ゝ ′・ノ /

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CPU、RQM、RAM、I10ポート等が一つの半導
    体チップ上に形成されてなるワンチップマイクロコンビ
    、−夕であって、CPU内部の動作クロック信号の周波
    数が、CPU外部の周辺回路のシステムクロック信号の
    8紋数の整数倍になるようにクロック信号を発生する信
    号発生回路が設けられ、システムク四ツクの1サイクル
    中に、CPU内において複数回の演算が行なわれるよう
    にされていることを41像とするワンチップマイクロコ
    ンビ、−タ。
JP57048888A 1982-03-29 1982-03-29 ワンチツプマイクロコンピユ−タ Granted JPS58166419A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57048888A JPS58166419A (ja) 1982-03-29 1982-03-29 ワンチツプマイクロコンピユ−タ

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JPS58166419A true JPS58166419A (ja) 1983-10-01
JPH053015B2 JPH053015B2 (ja) 1993-01-13

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ID=12815810

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