JPS59117651A - Memory extension circuit of single-chip microcomputer - Google Patents

Memory extension circuit of single-chip microcomputer

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JPS59117651A
JPS59117651A JP57234499A JP23449982A JPS59117651A JP S59117651 A JPS59117651 A JP S59117651A JP 57234499 A JP57234499 A JP 57234499A JP 23449982 A JP23449982 A JP 23449982A JP S59117651 A JPS59117651 A JP S59117651A
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JP
Japan
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external
rom
instruction
address
internal
Prior art date
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Pending
Application number
JP57234499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Sakao
坂尾 隆
Yuji Kakinuma
柿沼 雄二
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electronics Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP57234499A priority Critical patent/JPS59117651A/en
Publication of JPS59117651A publication Critical patent/JPS59117651A/en
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Abstract

PURPOSE:To use a general-purpose ROM efficiently as an external ROM independently of the instruction word length of a microcomputer, by adding an external extension memory address generating part and an external ROM data latch. CONSTITUTION:An instruction address designated by a program counter (PC)1 is applied to an internal ROM2 in the internal ROM instruction cycle, and read data 5 is inputted to an instruction register (IR) 8 through a multiplexer (MPX) 7 in the last of the instruction fetch cycle. In the external ROM instruction cycle, an external ROM address is generated by the PC1 and an external memory extension address generating part 11 and is applied to an external ROM3A. An extension address signal 12 becomes the least significant address bit, and upper bits become an address signal 4. In the first half of the instruction fetch cycle, the extension address signal is controlled to (0) by an internal/external ROM selecting control part 9, and lower instruction address data is latched in a latch 13A.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内蔵命令メモリを有するシングルチップマイ
クロコンピュータに関するものでアル。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a single-chip microcomputer with built-in instruction memory.

従来例の構成とその問題点 近年、1つのLSI (Large  ScaleIn
tegration)上に全てのコノピユータ機能を内
蔵するシングルテンプマイクロコンピュータは各種装置
のコントローラとして、数多く利用されている。
Conventional configurations and their problems In recent years, one LSI (Large Scale In
Single-temperature microcomputers, which have all the computer functions built-in on the computer (integration), are widely used as controllers for various devices.

一般K、シングルチップマイクロコンピュータのプログ
ラムに内蔵命令メモリ(多くの場合はROM)に格納さ
れている。しかしながら、内蔵ROMは、LSIのチッ
プサイズの制約により、メモリ容量゛に制限を受けるた
め、外部に拡張メモリを必要とする場合があった。又、
プログラム開発時には、何らかの方法によって、命令メ
モリとしての外部メモリをアクセス可能としなければな
らない。
In general, the program of a single-chip microcomputer is stored in the built-in instruction memory (ROM in most cases). However, the built-in ROM is limited in memory capacity due to restrictions on the chip size of the LSI, and therefore may require an external expansion memory. or,
When developing a program, the external memory as the instruction memory must be made accessible by some method.

以下に、従来のシングルチップマイクロコンピュータに
おけるメモリ拡張回路を説明する。
A memory expansion circuit in a conventional single-chip microcomputer will be explained below.

第1図は従来のシングルチップマイクロコンピュータに
おけ名uoM拡張回路のブロック構成図を示すものであ
る。1は命令実行アドレスを示すプログラムカウンタ(
pc)、2はプログラムを格納する内部ROM、3はプ
ログラムを格納する外部ROM、4は外部ROM3のア
ドレス信号、6は内部ROM2のデータ、6は外部RO
M3のデータ、7は内部ROM2のデータと外部ROM
3のデータとを選択出力するマルチプレクサ(MPX)
、8はMPX7の出力を入力とする命令レジスタ(IR
)、9は内部/外部ROM選択制創部、10は内部/外
部ROM選択制師部9の出力制御信号であり、MPX7
の入力選択をする。
FIG. 1 shows a block diagram of a UOM expansion circuit in a conventional single-chip microcomputer. 1 is the program counter (
pc), 2 is an internal ROM that stores the program, 3 is an external ROM that stores the program, 4 is an address signal of the external ROM 3, 6 is the data of the internal ROM 2, 6 is an external ROM
M3 data, 7 is internal ROM2 data and external ROM
Multiplexer (MPX) that selectively outputs the data of 3.
, 8 is an instruction register (IR
), 9 is an internal/external ROM selection/creation section, 10 is an output control signal of the internal/external ROM selection/creation section 9, and MPX7
Make input selections.

以上のように構成された従来のメモリ拡張回路の動作を
以下説明する。
The operation of the conventional memory expansion circuit configured as described above will be explained below.

内部/外部ROM選択制斜部9は、一般にLSI端子入
力によって選択信号を生成するが、選択制御命令による
こともある。
The internal/external ROM selection control section 9 generally generates a selection signal based on an LSI terminal input, but may also generate a selection signal based on a selection control command.

MPX了は選択出力信号10によって、内部ROMデー
タ6あるいは外部ROMデータ6をIRsに選択入力し
、IR8の出力が命令デコーダに入力され命令実行制御
をおこなっていた。
In the MPX, internal ROM data 6 or external ROM data 6 is selectively inputted to IRs by a selection output signal 10, and the output of IR8 is inputted to an instruction decoder to control instruction execution.

しかしながら、上記のような構成では、外部ROM3は
内部ROM2と同二語長にせねばならない。すなわち、
内部ROMデータ6と外部ROMデータ6とは同一ビッ
ト数となる。このことによって、以下に記す問題が生ず
る。
However, in the above configuration, the external ROM3 must have the same two-word length as the internal ROM2. That is,
Internal ROM data 6 and external ROM data 6 have the same number of bits. This gives rise to the problems described below.

一般に、外部ROMはコスト面の制約により、特定のシ
ングルチップマイクロコンピュータ専用のものでなく、
汎用ROMを使用することが好ましい。しかし、汎用R
OMの多くは1語長が8ビツト等の特定の値をとるため
、シングルチップマイクロコンピュータの命令語長に制
約をうけることがある。たとえば、命令語長を12ビツ
トとすると、−語8ビットの汎用ROMを使用すれば、
並列に2個接続しなければならない。
Generally, external ROM is not dedicated to a specific single-chip microcomputer due to cost constraints.
Preferably, a general purpose ROM is used. However, general-purpose R
Since most OMs have a specific word length such as 8 bits, they may be limited by the instruction word length of a single-chip microcomputer. For example, if the instruction word length is 12 bits, if a general-purpose ROM with 8-bit words is used,
Two must be connected in parallel.

マイクロコンピュータの命令語長は、命令の高速実行を
可能にするため、命令の多くを1語で構成することが望
まれる。そこで、1命令語をたとえば1oビツトあるい
は12ビツトとしたとすると、内部ROMのみを使用す
る場合においては、何ら問題を生じないが、外部ROM
拡張時に先に述べた問題が生ずるわけである。
Regarding the instruction word length of a microcomputer, in order to enable high-speed execution of instructions, it is desirable that most of the instructions be composed of one word. Therefore, if one instruction word is, for example, 10 bits or 12 bits, there will be no problem if only the internal ROM is used, but if the external ROM is
The above-mentioned problem arises during expansion.

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、マイクロ
コンピュータの命令語長に拘わらず、外部ROMとして
、汎用ROMを効率よく使用可能なシングルチップマイ
クロコンピュータにおける外部ROM拡張回路を提供す
ることを目的とする。
Purpose of the Invention The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides an external ROM expansion circuit in a single-chip microcomputer that can efficiently use a general-purpose ROM as an external ROM, regardless of the instruction word length of the microcomputer. The purpose is to

発明の構成 本発明は、外部拡張メモリアドレス生成部及び外部RO
Mデータラッチとを新だに付加した外部ROM拡張可能
なシングルチップマイクロコンピュータであり、外部R
OMのビット幅に拘わらず、命令語構成の自由度を持た
せることのできるものである。
Structure of the Invention The present invention provides an external extended memory address generation unit and an external RO
It is a single-chip microcomputer that can be expanded with an external ROM and has a newly added M data latch.
Regardless of the bit width of OM, it is possible to have a degree of freedom in the structure of instruction words.

実施例の説明 第2図は、本発明の一実施例におけるシングルチップマ
イクロコンピュータのメモリアクセス部のブロック構成
図を示すものである。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 2 shows a block diagram of a memory access section of a single-chip microcomputer in an embodiment of the present invention.

第2図において、PCl、内部ROM2.ROMアドレ
ス信号4.内部ROMデータ6、マルチプレクサ7、I
R8,内部/外部ROM選択制(財)部9は第1図に示
しだ従来の構成と同一である。
In FIG. 2, PCl, internal ROM2. ROM address signal 4. Internal ROM data 6, multiplexer 7, I
R8 and internal/external ROM selection unit 9 have the same structure as the conventional one shown in FIG.

本実施例のポイントは、外部拡張アドレス生成部11.
及び拡張アドレス信号12.外部ROM3人の読出しデ
ータ6A、シングルチップマイクロコンピュータへの入
力データを保持するラーツテ13を設けた点である。M
PX7 、外部拡張アドレス生成部11.ラッチ13は
それぞれ内部/外部ROM選択制(財)部9よりの制岬
信号10A。
The key point of this embodiment is that the external extended address generation section 11.
and extended address signal 12. The point is that a register 13 is provided to hold data 6A read from three external ROMs and input data to the single-chip microcomputer. M
PX7, external extended address generation unit 11. Each latch 13 receives a control signal 10A from the internal/external ROM selection control section 9.

10B、10Cによって制御される。Controlled by 10B and 10C.

第3図(a) 、 (b)にそれぞれ内部ROMのデー
タ構成、外部ROMのデータ構成を示す。なお以下の説
明において、最少命令語長を12ビツトとする。
FIGS. 3(a) and 3(b) show the data structure of the internal ROM and the external ROM, respectively. In the following description, the minimum instruction word length is assumed to be 12 bits.

汎用ROMは一語8ビット単位で構成されるものが多い
が、本実施例は結論的に言えば、内部R□M2と外部R
OM3Aのメモリ格納状態を第3図に示すように変換可
能とすることにある。
Most general-purpose ROMs are composed of 8 bits per word, but in this embodiment, the internal R□M2 and external R
The purpose is to enable the memory storage state of OM3A to be converted as shown in FIG.

第4図に、本実施例の内部ROM2 、外部ROM3人
のアクセス時の動作を示している。
FIG. 4 shows the operation of this embodiment when the internal ROM 2 and external ROM are accessed by three people.

命令実行サイクルは、一般に命令フェッチ、デコード、
実行に分けられるが、本実施)では勿論命令フェッチ部
に関する。第4図(IL)に内部ROMによる命令サイ
クル人を、第4図(b)に外部ROMによる命令サイク
ルBを示す。
An instruction execution cycle generally consists of instruction fetch, decode,
Although this is divided into execution, the present implementation relates, of course, to the instruction fetch section. FIG. 4(IL) shows an instruction cycle using the internal ROM, and FIG. 4(b) shows an instruction cycle B using the external ROM.

以下、第2図の実施例に従って、第4図の命令実行サイ
クルを説明する。
The instruction execution cycle shown in FIG. 4 will be explained below according to the embodiment shown in FIG.

(1)内部ROM命令サイクルの場合 PC1で指定される命令アドレスが内部ROM2に印加
され、その読出しデータ6はMPX7を介してIn7に
命令フェッチサイクルの最後に人力される。
(1) In the case of an internal ROM instruction cycle, the instruction address designated by PC1 is applied to the internal ROM 2, and the read data 6 is input to In7 via MPX7 at the end of the instruction fetch cycle.

(2)外部ROM命令サイクルの場合 外部ROMアドレスはPClと、外部メモリ拡張アドレ
ス生成部11とによって生成され、アドレス信号4及び
12が出力端子を経て、外部ROM3Aに印加される。
(2) In the case of external ROM command cycle The external ROM address is generated by PCl and the external memory expansion address generation section 11, and address signals 4 and 12 are applied to the external ROM 3A via the output terminal.

拡張アドレス信号12は最下位アドレスビットとなシ、
その上位ビットはアドレス信号4となる。
Extended address signal 12 is the lowest address bit,
The upper bit becomes address signal 4.

命令フェッチザイクルBは、命令フェッチサイクル人を
2分子ることにより得られる。2分されだ命令サイクル
で、内部/外部ROM選択制一部9の制御信号IC1に
より、外部メモリ拡張アドレス生成部1・1が制御され
、前半では拡張アドレス信号は0に、後半では1となる
The instruction fetch cycle B is obtained by dividing the number of instruction fetch cycles into two. In a two-part instruction cycle, the external memory expansion address generation units 1 and 1 are controlled by the control signal IC1 of the internal/external ROM selection system part 9, and the expansion address signal becomes 0 in the first half and 1 in the second half. .

前半の命令フェッチ人では、下位命令アドレスデータを
読出し、そのデータをラッチA13にラッチする。後半
の命令フェッチBでは、上位命令アドレスデータを読出
し、そのデータをラッチA13にラッチされている下位
命令アドレスデータと共に、MPX7を介して、IRs
に入力される。In2に入力された命令は、内部ROM
2からの命令と同様にデコードされ、実行される。
The instruction fetcher in the first half reads the lower instruction address data and latches the data into latch A13. In the latter half of the instruction fetch B, the upper instruction address data is read out, and the data is sent to the IRs via the MPX7 along with the lower instruction address data latched in the latch A13.
is input. The command input to In2 is stored in the internal ROM.
It is decoded and executed in the same way as the instruction from 2.

なお本実施例において、内部ROM1語を外部ROM2
語に格納する方法を示したが、本発明は勿論2語に限定
するものでなく、3語以上に拡張可能である。又、一般
に、シングルチップマイクロコンピュータの内部ROM
のアクセス時間はチップサイズ及び消費電力によって制
限を受ける。
Note that in this embodiment, one word in the internal ROM is transferred to the external ROM2.
Although the method of storing words in words has been shown, the present invention is of course not limited to two words, and can be extended to three or more words. Also, in general, the internal ROM of a single-chip microcomputer
The access time is limited by chip size and power consumption.

しかし、汎用ROMは1語のデータ幅には制限をうける
が、高速のアクセス信号を有するものが多く、内部RO
Mの1アクセス時間に、複数回の外部ROMアクセスを
することは容易に可能となる。
However, general-purpose ROMs are limited in the data width of one word, but many have high-speed access signals, and internal ROM
It is easily possible to access the external ROM multiple times in one access time of M.

また本実施例の説明において、命令メモリの場合におけ
る外部拡張について説明をおこなったが本発明の考え方
は、データメモリの拡張に対しても適用できることは言
うまでもない。
Furthermore, in the description of this embodiment, external expansion in the case of instruction memory has been explained, but it goes without saying that the idea of the present invention can also be applied to expansion of data memory.

発明の効果 以上のように本発明のシングルチップマイクロコンピュ
ータのメモリ拡張回路は、次に述べる効果をもたらし、
その実用的価値は犬なるものがある。
Effects of the Invention As described above, the memory expansion circuit for a single-chip microcomputer of the present invention brings about the following effects,
Its practical value is that of a dog.

(1)外部ROMに内部ROM幅すなわち命令語長と無
関係に汎用ROMを使用することが可能で、命令語構成
の自由度が大きい。勿論複数のROMを並列に接続して
も任意の命令語長が可能となるが、ROMの大容量化、
低価格化、高速化という技術動向から考えれば、多くの
場合、単一のROMによる外部拡張が可能となる本発明
のアドレス分割方式は、実装スペースの減少という効果
をもたらす。
(1) A general-purpose ROM can be used as the external ROM regardless of the internal ROM width, that is, the length of the instruction word, and the degree of freedom in configuring the instruction word is large. Of course, any instruction word length can be achieved by connecting multiple ROMs in parallel, but increasing the capacity of the ROM,
Considering the technological trend toward lower prices and higher speeds, the address division method of the present invention, which allows external expansion using a single ROM in many cases, has the effect of reducing the mounting space.

たとえば、1命令語12ビットとし、4に語の拡張を考
えると、従来方式では、1語8ビツトのROMを2つ必
要としだが、本発明によれば、現在既に実用となってい
る8に語のROM(aKxsビット)を1つ必要とする
だけである。
For example, if one instruction word is 12 bits and the number of words is expanded to 4, the conventional method would require two ROMs each having 8 bits per word, but according to the present invention, the number of ROMs can be increased to 8, which is already in practical use today. It only requires one word ROM (aKxs bits).

(2)外部ROMアクセス時のビ/端子数の増加を少く
することができる。たとえば、第3図に示したように命
令語を12ビツト構成とすると、従来例では、命令語8
ビツトの場合に較べるとピン端子は4本増加するが、本
発明の構成によれば、1語8ビツトのROMを使用して
も、アドレス拡張ビットとして、ピン端子1本の増加に
とどまる。
(2) It is possible to reduce the increase in the number of bits/terminals when accessing external ROM. For example, if the instruction word has a 12-bit structure as shown in FIG.
Compared to the case of bits, the number of pin terminals increases by four, but according to the configuration of the present invention, even if a ROM with 8 bits per word is used, the number of pin terminals increases by only one as an address extension bit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のシングルチップマイクロコンピュータに
おけるROM拡張回路のブロック結線図、第2図は本発
明の一実施例におけるROM拡張回路のブロック結線図
、第3図は同回路の内部ROM及び外部ROMのデータ
を示す図、第4図は同回路の命令実行サイクルを示す図
である。 1・・・・・・プログラムカウンタ、2・・・・・・内
部ROM。 3人・・・・・・外部ROM、7・・・・・・マルチプ
レクサ、9・・・・・・内部/外部ROM選択制鐸部、
11・・・・・・外部拡張アドレス生成部、13・・・
・・・ラッチ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
1511 rIA 第3図 第 4図 まえ出しデ“う乞ff)i’ねクッチ β
Fig. 1 is a block wiring diagram of a ROM expansion circuit in a conventional single-chip microcomputer, Fig. 2 is a block wiring diagram of a ROM expansion circuit in an embodiment of the present invention, and Fig. 3 shows the internal ROM and external ROM of the same circuit. FIG. 4 is a diagram showing the instruction execution cycle of the same circuit. 1...Program counter, 2...Internal ROM. 3 people: external ROM, 7: multiplexer, 9: internal/external ROM selection control section,
11...External extension address generation unit, 13...
···latch. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
1511 rIA Fig. 3 Fig. 4 front page ff) i'ne cutch β

Claims (1)

【特許請求の範囲】 命令語を格納する内部メモリと、前記メモリアドレスを
指定するプログラムカウンタと、外部メモリを前記プロ
グラムカウンタと共にアドレス指定する外部拡張アドレ
ス生成部と、外部メモリのデータを入力とするラッチと
、内部メモリデータ。 チブレクザと、すくなくとも前記外部拡張アドレス生成
部、外部メモリデータのラッチ及びマルチプレクサを制
御する内部/外部メモリ制御部を備えだことを特徴とす
るシングルチップマイクロコンピュータのメモリ拡張回
路。
[Scope of Claims] An internal memory that stores instruction words, a program counter that specifies the memory address, an external extended address generation unit that specifies an address of an external memory together with the program counter, and receives data from the external memory as input. Latches and internal memory data. 1. A memory expansion circuit for a single-chip microcomputer, characterized in that it is equipped with a memory expansion circuit for a single-chip microcomputer, and an internal/external memory control section for controlling at least the external expansion address generation section, an external memory data latch, and a multiplexer.
JP57234499A 1982-12-24 1982-12-24 Memory extension circuit of single-chip microcomputer Pending JPS59117651A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02183331A (en) * 1989-01-09 1990-07-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microcomputer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55135947A (en) * 1979-04-10 1980-10-23 Sharp Corp Microcomputer
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