JPS6012668B2 - ダイレクトメモリアクセス装置のインタ−フエイス回路 - Google Patents

ダイレクトメモリアクセス装置のインタ−フエイス回路

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JPS6012668B2
JPS6012668B2 JP14441381A JP14441381A JPS6012668B2 JP S6012668 B2 JPS6012668 B2 JP S6012668B2 JP 14441381 A JP14441381 A JP 14441381A JP 14441381 A JP14441381 A JP 14441381A JP S6012668 B2 JPS6012668 B2 JP S6012668B2
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良一 藤井
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/20Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus
    • G06F13/28Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus using burst mode transfer, e.g. direct memory access DMA, cycle steal

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はダイレクトメモリアクセス(以下、DMA)
装置のインターフェイス回路に関し、特に、CPU回路
とメモリ回路と1/0インターフェイス回路とを含み、
メモリ回路と1/0インターフェイス回路に内蔵される
メモリとの間で直接データの送受を行なうダイレクトメ
モリアクセス装置において、メモリ回路と1/0インタ
ーフェイス回路に内蔵されるメモリとの間でデータをた
とえば1バイトごとに時分割的にアクセスするようなイ
ンターフェイス回路に関する。
従来より、メモIJと1/0回路との間で直接データの
アクセスを行なうDMA装置が知られている。
このようなDMA装置において、メモリにデータを書込
む場合は、指定されたバイト数のデータを連続的にメモ
リに書込んだあるいは指定したバイト数のデータを連続
的にメモリから読出すものである。したがって、従釆の
DMA装置ではたとえばデータを1バイトごとに時分割
的に読出しおよび書込みを行なうことができない。すな
わち、従来のDMA装置は、1/0インターフェイス回
路が複数チャネルある場合に、或るチャネルについて複
数バイトのデータをメモリと1/0回路との間で一方方
向に転送した後、そのチャネルにおいて逆方向にデータ
を転送するかあるいは他のチャネルの複数バイトのデー
タを転送するものである。
しかし、従来のDMA装置は、複数チャンネルの1/0
回路とメモリとの間で、各チャネル毎に1バイトずつデ
ータを転送することができない。特に1/0回路内にマ
イクロプロセッサを含むようなDMA装置において、C
PUがマイクロプロセッサよりもたとえば1び音程度の
処理速度を有する場合には、マイクロプロセッサが1/
0回路内に含まれるメモリに外部から複数バイトのデー
タを書込んだ後に、それらのデータを議出して、メモリ
に書込む時間が遅いので、CPUの遊び時間が長くなっ
てしまう。また、1/0回路内のメモ川こ複数バイトの
データを記憶させる必要があるので、メモリ容量が不必
要に大きくなってしまう。そこで、この発明の主たる目
的は、外部メモリと1/0インターフェイス回路に内蔵
されるメモリとの間でデータをたとえば1バイトごとに
時分割的に書込みおよび議出しを行なうことのできるよ
うなダイレクトメモリアクセス装置のインターフェイス
回路を提供することである。
この発明を要約すれば、DMAを行なうための読出しま
たは書込みの要求があったとき、読出状態あるいは書込
状態を記憶しておき、それぞれの状態に応じて外部メモ
リの続出アドレスあるいは書込アドレスを出力し、かつ
内部メモリの書込アドレスあるいは続出アドレスを設定
し、外部メモリと内部メモリとの間でデータを1バイト
転送する。
そして、たとえば1バイトのデータを外部メモリに書込
んだ後それまでに記憶していた書込状態記憶手段をリセ
ットし読出状態記憶手段の記憶状態に基づいて外部メモ
リから1バイトのデータを議出して内部メモIJIこ転
送するように構成したものである。以下に、図面に示す
実施例とともにこの発明をより具体的に説明する。
第1図はこの発明の一実施例の概略ブロック図である。
まず、第1図を参照してこの発明を一実施例の概略の構
成について説明する。CPU回路1にはCPUバス5を
介してチャネル制御回路2とメモリ回路3と1/0イン
ターフェイス回路4とが接続される。また、チャネル制
御回路2にはチャネルバス6を介して1/0インターフ
ェイス回路4が接続される。1/0インターフェイス回
磯4はチャネル制御回路2に対してDMA要求を行なう
ものである。
チャネル制御回路2は1/0インターフェイス回路4か
らDMA要求があるとCPU回路1に対してバス要求を
与えるものであって、CPU回路1からバス解放がある
と、チャネル制御回路2は1/0インターフェイス回路
4に対してDMA応答を送り返す。同時に、チャネル制
御回路2はメモリ回路3に対してデータの書込信号ある
いは読出信号のようなメモリ要求を与える。以後、メモ
リ回路3と1/0インターフェイス回路4との間でデー
タの送受が行なわれる。第2図はこの発明の一実施例の
具体的なブロック図であり、第3図は第2図に示す1/
0インターフェイス回路4のより詳細なブロック図であ
る。次に、第2図および第3図を参照して、全体の構成
について簡単に説明する。
CPU回路1とチャネル制御回路2は前述の第1図と同
じであるが、第1図に示すメモリ回路3はリードオンリ
メモリ(ROM)31とランダムアクセスメモリ(RA
M)32とを含む。また、1/0インターフェイス回路
4はマイクロプロセッサ41とRAM542とDMAコ
ントローラ43と入出力バッファ回路44とDMA制御
回路45とROM48とを含む。入出力バッファ回路4
4は第3図に示すように、入力バッファ441と出力バ
ッファ442とゲート回路443とゲート回路444と
パリティチェック回路445とを含む。入力バッファ4
41はRAM32から説出されたデータを一時記憶する
ものであり、出力バッファ442はRAM42から読出
されたデータを一時記憶するものである。ゲート回路4
43は入力バッファ441に一時記憶したデータの議出
しを制御するものであり、ゲート回路444は出力バッ
ファ442に一時記憶されているデータを謙出制御する
ためのものである。DMA制御回路45はフリツブフロ
ツプ451ないし462と、チャネルアドレス回路46
3,464と、チャネルアドレス出力バッファ465と
、DMAモード設定回路466と、チャネル決定回路4
77とを含む。
フリツプフロツプ451は謙出状態におけるDMAスタ
ートフリップフロツプを構成し、フリツプフロツプ46
2は書込状馳におけるDMAスタートフリツプフロツブ
を構成する。なお、以下の説明では、RAM32からデ
ータを議出してRAM42にそのデータを書込む状態を
謙出状態と称し、逆にRAM42からデータを議出して
RAM32に書込む状態を書込状態と称することにする
。フリップフロップ453は謙出状態においてDMAコ
ントローラ43にDMA要求を与えるDMA要求フリツ
プフロツプを構成する。また、フリップフロツプ454
は書込状態におけるDMA要求フリツプフロツプを構成
する。フリツプフロツプ455は謙出状態においてチャ
ネル決定回路477にDMAスタートを知らせる。フリ
ツプフロップ456は書込状態においてチャネル決定回
路477にDMAスタートを知らせる。フリップフロッ
ブ457は謙母状態においてOMAを実行中であること
を記憶する。フリップフロップ458は書込状態におい
てDMAを実行中であることを記憶する。フリップフロ
ップ459は謙出状態あるいは書込状態においてDMA
を実行中であることを記憶する。フリップフロップ46
0はDMAの実行が完了したとき完了信号Kを出力する
ためのものである。チャネルアドレス回路463はRA
M32からデータを読出すために、RAM32のアドレ
スを記憶する。また、チャネルアドレス回路464はR
AM32にデータを書込むためのアドレスを記憶するた
めのものである。チャネル決定回路477はチャネルア
ドレス回路463または464を切替えてそのいずれか
に記憶されているアドレスをチャネルアドレス出力バッ
ファ465に与えるためのものである。DMAモード設
定回路466はソフトウェアにより周期を可変可館な発
振回路である。DMAコントローラ43はDMA要求を
発生してゲート回路431に与えるとともに、語出状態
においてRAM42の書込アドレスを指定したり、書込
状態においてRAM42の続出アドレスを指定するため
のものである。第4図は第3図の各部の波形図である。
次に、第1図ないし第4図を参照してこの発明の−実施
例の具体的な動作について説明する。
まず、RMA32からデータを議出してRAM42に書
込む謙出モードについて説明する。チャネルアドレス回
路463,464にはチャネル制御回路2から見たRA
M32のアドレスデータが予め記憶されているものとす
る。なお、この実施例では1/0インターフェイス回路
4は1回路しか示していないが、実際には16回路の1
/0インターフェイス回路4を制御可能とされる。しか
し、DMA要求線は1本しかないため、いずれの1/○
インターフェイス回路4からDMA要求が発生されたか
を識別するためにチャネルアドレスが設けられる。チャ
ネルアドレス回路463および464に所定のアドレス
が記憶されている状態において、1/0インターフェイ
ス回路4内のマイクロプロセッサ41はDMAコントロ
ーラ43に対してRAM42の書込先頭アドレス、読出
先鎖アドレスおよびそれぞれの転送バイト数をセットし
た後、DMAの指令信号を与える。続いてマイクロプロ
セッサ41はデータバス49介してフリップフロツプ4
51,452のそれぞれセット入力端に信号を与え、こ
れらをセットさせる。フリップフロツプ451,452
のQ出力端からHレベル信号がANDゲート467,4
68に個別的に与えられる。このとき、チャネル決定回
路477からHレベルの信号19,20がANDゲート
467,468にそれぞれ与えられている。そして、D
MAモード設定回路466からHレベルの信号10がA
NDゲート467,468に与えられる。すると、AN
Dゲ−ト467,468のそれぞれの出力信号によって
フリップフロツプ453および454がセットされる。
フリツプフロツプ453,454のQ出力端からHレベ
ルの信号11,12が出力される。
これらの信号1 1,12はDMAコントローラ43と
チャネル決定回路477に与えられるとともに、フリツ
プフロツプ455,456とそれぞれセットする。フリ
ツプフロツプ455,456がセットされると、信号1
3,14がそれぞれ日レベルになる。Hレベルの信号1
1ないし14を受けたチャネル決定回路477はゲート
473を介してチャネルバス6にDMA要求信号Eを出
力する。このDMA要求信号Eはチャネルバス6を介し
てチャネル制御回路2に与えられる。チャネル制御回路
2はDMA要求信号Eを受取ると、CPU回路1に対し
てバス要求を出力するとともに、1/0インターフェイ
ス回路4にDMA要求信号8の応答信号として信号Aを
与える。
1/0インターフェイス回路4のチャネル決定回路47
7はDMA応答信号Aを受取ると、信号22を出力して
チャネルアドレス回路463からRAM32の続出アド
レスデータを出力させる。
なお、前述のDMAコントローラ43から読出要求およ
び誓込要求が同時に発生した場合は、必ずチャネルアド
レス回路463が優先的に選択されるように優先権が持
たされている。また、前述の信号22によってフリップ
フロツプ457を記憶させてDMAの謙出中であること
を記憶させる。さらに、チャネル決定回路477はチャ
ネルアドレス送出信号Dをチャネルバス6に出力すると
ともに、チャネルアドレス出力バッファ465のゲート
(図示せず)を開く。すると、チャネルアドレス出力バ
ッファ465に一時記憶されているチャネルアドレス回
路463の続出アドレスデータFないし1がチャネルバ
ス6に出力される。一方、チャネル制御回路2は前述の
ごとくCPU回路1に出力したバス要求信号に対して、
CPU回路1からバス解放信号を受取る。
そして、1/0インターフェイス回路4から出力された
続出アドレスデータFないし1を判別して、RAM32
に対するアドレス信号および読出信号をRAM32に与
える。すると、RAM32の対応のアドレスからデータ
が読出される。このデータはデータバス5を介して1/
0インターフェイス回路4の入力バッファ441に与え
られる。同時に、チャネル制御回路2は1/0インター
フェイス回路4に対してデ−タバス5にデータが出力さ
れたことを示す信号Bを与える。1/0インターフェイ
ス回路4のチャネル決定回路477は信号Bを受取ると
、フリップフロップ459をセットさせるとともに、デ
ータバス5に出力されたRAM32のデータを信号Bの
立上がりにより入力バッファ441に記憶させる。
なお、フリップフロップ459がセットされると、DM
A要求信号E,A.Dもリセツトされる。この状態にお
いて、フリツプフロツプ457はセットされているので
、そのQ出力端からHレベル信号がANDゲート471
に与えられる。そして、ANDゲート471はフリツプ
フロツプ459がセットされたことによってフリツプフ
ロツプ455をリセツトする。また、1/0インターフ
ェイス回路4内のDMAコントローラ43はフリツプフ
ロツプ453から信号が与えられたことによってスター
トしていて、信号16を出力する。
この信号16はゲート回路443に与えられる。また、
ゲート回路443には前記フリツプフロツプ459から
Hレベル信号が与えられている。この状態において、マ
イクロプロセッサ41からR/W信号がゲート回路44
3に与えられると、ゲート回路443は入力バッファ4
41のゲート(図示せず)を開き、それまでに記憶して
いたRAM32の謙出データを内部データバス49に出
力する。このとき、信号16の時間だけアドレスバスお
よび書込信号が能動化されている。したがって、入力バ
ッファ441から出力されたRAM32の謙出データが
、内部データバス49を介してRAM42に与えられ、
DMAコントローラ43によって指定されるRAM42
のアドレスにそのデータが書込まれる。DMAコントロ
ーラ43はRAM42にデータの書込みを終了すると、
フリップフロッブ460に信号を与えてこれをセットさ
せる。すると、フリップフロツプ460のQ出力端から
終了信号Kがチャネルバス6に出力される。チャネル制
御回路2はチャネルバス6を介して信号Kを受取ると、
DMAが正常に終了したならば、1バイト終了信号とし
て信号Cをチャネルバス6に出力する。
その後、一定時間経過した後信号Bを不能化する。1/
0インターフェイス回路4では、信号Cを受取ると、こ
れをANDゲート474の一方入力端に与える。
ANDゲート474の他方入力端にはフリップフロツプ
459からHレベル信号が与えられているので、AND
ゲート474はHレベル信号をフリップフロツプ457
に与えてこれをリセットする。また、チャネル決定回路
477は信号Cにつづいて出力される信号Bが不能化さ
れたことにより、フリップフロツプ459をリセットす
る。フリツプフロツプ459がリセットされると、フリ
ツプフロツプ460もまたリセットされる。このように
して、RAM32からRAM42に1バイトのデータの
転送が行なわれる。なお、このデータが最終バイトの場
合は、チャネル制御回路2から信号Cよりも前にDMA
指定バイト終了信号Jが1/0インターフェイス回路4
に出力される。
この信号Jは1/0インターフェイス回路4内のAND
ゲート475の一方入力端に与えられる。このANDゲ
ート475の他方入力機にはフリップフロツプ457の
Q出力端から日レベル信号が与えられているので、AN
Dゲート475はHレベル信号をフリツプフロツプ46
1のD入力端に与える。したがって、ANDゲート47
4はC信号が立上がるとフリツプフロツプ461をセッ
トする。すると、フリツブフロツプ461のQ出力端か
ら信号17が出力され、マイクロプロセッサ41に対し
て指定バイト数のDMAが終了したことを知られる。同
時に、フリツプフロツプ461の出力信号17はORゲ
ート469を介してフリツプフロツプ451のリセツト
入力端に与えられる。したがって、フリップフロツプ4
51は指定バイト数のDMAを終了するとりセットされ
る。上述のごとく、RAM32からRAM42に1バイ
トのデータの転送が終了した時点においては、フリツプ
フロツプ455がリセツトされかつフリップフロップ4
56がセットされた状態を保持している。チャネル決定
回路477はフリップフロップ456がセットされてい
ることにより、信号19のみを能動化する。そして、再
びモード設定回路466からパルス信号10が出力され
ると、ANDゲート468はフリツプフロツプ454を
セットさせる。すると、チャネル決定回路477はフリ
ツプフロツプ454の出力信号11とフリップフロップ
456の信号14とに基づいてDMA要求信号Eをチャ
ネルバス6に出力する。チャネル制御回路2はDMA要
求信号Bを受取ると、前述の説明と同機にして、CPU
回路1に対してバス要求を出力し、このDMA要求信号
に応答する信号Aを1/0インターフェイス回路4に与
える。チャネル決定回路477は信号Aを受取ると、今
度は信号21を出力してチャネルアドレス回路464か
ら書込アドレスデータを出力してチャネルアドレス出力
バッファ465に一時記憶させる。同時に、この信号2
1によってフリツプフロップ458をセットする。そし
て、信号Dによりチャネルアドレス出力バッファ465
の書込アドレスデータがチャネルバス6に出力される。
そして、チャネル制御回路2は与えられた書込アドレス
データに基づいてRAM32の対応のアドレスを指定す
る。一方、誓込モードでは信号Bは1/0インターフェ
イス回路4に対してデータを要求する出力信号となる。
また、DMAコントローラ43はフリツプフロツプ45
4がセットされたことにより、書込モードであることを
判別する。そして、DMAコントローラ43はRAM4
2のアドレスを指定してデータを読出す。このデータは
出力バッファ442に一時記憶される。DMAコントo
−ラ43は信号16を出力してフリツプフロツプ460
をセットする。フリツプフロップ460がセットされる
と、信号Kが出力される。チャネル制御回路2は信号K
を受取ると、1バイト終了信号として信号Cを出力した
後−定時間後信号Bを不能化する。1/0インターフェ
イス回路4のANDゲート474は信号Cを受取ると、
フリップフロツプ458をリセツトする。
また、RAM42からRAM32に転送したデータが最
終バイトの場合は、信号Cより以前に送出されるDMA
指定バイト終了信号Jとフリッブフロツプ458のQ出
力信号とがANDゲート476に与えられる。そして、
ANDゲート476の出力信号によってフリツプフロツ
プ462がセットされる。フリツプフロツプ462がセ
ットされると、マイクロプロセッサ41に指定バイト数
のデータ転送を終了したことを知らせる。マイクロプロ
セッサ41は指定バイト数のデータ転送が終了したこと
を判別ると、フリップフロップ462をリセツトする。
上述のごとく、読出モ‐ド‘こおいてRAM32からR
AM42に1バイトのデータを転送すると、次は書込モ
ード‘こ移ってRAM42からRAM32に1バイトの
データが転送される。
この動作を指定されたバイト数だけ繰り返し行なう。な
お、RAM32からデータを議出したり蔓込んだりする
ことなく、RAM42にデータを青込みあるいは議出し
するだけの場合は、フリツプフロツプ455,456が
同時にセットされない。このため、チャネル決定回路4
77は謙出モードおよび書込モードの動作を終了すると
、再び信号19,20を能動状態とし、RAM42の書
込動作および務出動作を連続的に行なうことを可能にす
る。また、上述の実施例では、1/0インターフェイス
回路4が1チャネルの場合について説明したが、複数チ
ャネルある場合は、或るチャネルの1バイトのデータを
議出しおよび書込みを行なった後、他のチャネルにおけ
る1バイトのデータの議出しおよび書込みが行なわれる
上述のごとく、この実施例によれば、謙出モ−ドと書込
モードとを1バイト転送するごとに切替えるようにして
いるので、RAM32とRAM42とのデータの転送を
時分割的に行なうことができる。
また、1/0インターフェイス回路4内に含まれるマイ
クロプロセッサ41は書込先頭アドレス、謙取先頭アド
レスおよびそれぞれの転送最大バイト数をDMAコント
ローラ43にセットし、OMAスタートをさせれば、所
定バイト数のデータ転送が終了すると、DMA終了割込
みが発生するので、転送が終了したか否かをいち早く検
知できる。このとき、DMAは解除されるので、ソフト
ウェアの負荷の経減および処理速度の向上が可能となる
。以上のように、この発明によれば、DMAの謙出要求
あるいは書込要求に応じて読出状態記憶手段または書込
状態記憶手段をそれぞれセットし、これらのセット出力
に基づいて第1の記憶手段と入出力ィンタ−フェイス手
段に含まれる第2の記憶手段との間で転送されるデータ
を時分割的に行なうことができる。
したがって、入出力インターフェイス手段に含まれる第
2の記憶手段をバッファとして使用すれば、通信制御を
行なう場合のデータの送受に有効的に用いることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の全体の概略ブロック図で
ある。 第2図はより具体的なブロック図である。第3図は1/
0ィンタ−フェイス回路4の詳細なブロック図である。
第4図は第3図の各部の波形図である。図において、1
はCPU回路、2はチャネル制御回路、32,42はR
AM、41はマイクロプロセッサ、43はDMAコント
ローラ、44は、入出力バッファ、451なし、し46
2はフリツプフロツプ、463,464はチャネルアド
レス回賂、477はチャネル決定回路、を示す。 多1図 秦Z図 繁う図 券4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1の中央処理手段、第1の記憶手段、入出力イン
    ターフエイス手段および前記第1の記憶手段と前記入出
    力インターフエイス手段との間でデータの送受の制御を
    行なうための制御手段を備えたダイレクトメモリアクセ
    ス装置において、前記入出力インターフエイス手段は、
    第2の中央処理手段、前記入出力インターフエイス手段
    と前記第1の記憶手段との間で送受されるデータを記憶
    する第2の記憶手段、前記第1の記憶手段の読出アドレ
    スを指定するための読出アドレスデータおよび書込アド
    レスを指定するための書込アドレスデータとそれぞれ設
    定するアドレス設定手段、ダイレクトメモリアクセスを
    行なうための読出しまたは書込みの要求信号を発生する
    要求信号発生手段、前記要求信号発生手段から出力され
    る読出信号に応じて読出状態にセツトされる読出状態記
    憶手段、前記要求信号発生手段から出力される書込信号
    に応じて書込状態に記憶される書込状態記憶手段、前記
    読出状態記憶手段が読出状態にセツトされるかあるいは
    前記書込状態記憶手段が書込状態にセツトされたことに
    応じて、前記制御手段にダイレクトメモリアクセスを要
    求するとともに前記アドレス設定手段から前記続出アド
    レスデータあるいは書込アドレスデータを出力させて前
    記第1の記憶手段に与えるチヤネル決定手段、前記チヤ
    ネル決定手段が前記第1の記憶手段に前記続出アドレス
    データあるいは書込アドレスデータを与えたことに応じ
    て、前記読出状態記憶手段あるいは書込状態記憶手段を
    リセツトするリセツト手段、ならびに前記読出状態記憶
    手段が読出状態にセツトされるかあるいは前記書込状態
    記憶手段が書込状態にセツトされたことに応じて、前記
    第2の記憶手段の書込アドレスまたは続出アドレスを指
    定して、前記第1の記憶手段と前記第2の記憶手段との
    間でデータの送受を行なうDMA制御手段を備えたこと
    を特徴とする、ダイレクトメモリアクセス装置のインタ
    ーフエイス回路。 2 前記読出状態記憶手段は、 前記要求信号発生手段から出力される読出信号に応じて
    セツトされ、所定のバイト数のデータの送受が完了した
    後にリセツトされる第1の読出状態記憶手段と、前記第
    1の読出状態記憶手段がセツトされたことに応じてセツ
    トされ、出力信号を前記DMA制御手段に与え、1バイ
    トのデータの送受が完了した後にリセツトされる第2の
    読出状態記憶手段と、前記第2の読出状態記憶手段がセ
    ツトされたことに応じてセツトされ、出力信号を前記チ
    ヤネル決定手段に与え、前記リセツト手段出力に応じて
    リセツトされる第3の状態記憶手段とを含む、特許請求
    の範囲第1項記載のダイレクトメモリアクセス装置のイ
    ンターフエイス回路。 3 前記書込状態記憶手段は、前記要求信号発生手段か
    ら出力される書込要求信号に応じてセツトされ、所定の
    バイト数のデータの送受が完了した後にリセツトされる
    第1の書込状態記憶手段と、前記第1の書込状態記憶手
    段がセツトされたことに応じてセツトされ、出力信号を
    前記DMA制御手段に与え、1バイトのデータの送受が
    完了した後にリセツトされる第2の書込状態記憶手段と
    、前記第2の書込状態記憶手段がセツトされたことに応
    じてセツトされ、出力信号を前記チヤネル決定手段に与
    え、前記リセツト手段出力に応じてリセツトされる第3
    の書込状態記憶手段とを含む、特許請求の範囲第1項記
    載のダイレクトメモリアクセス装置のインターフエイス
    回路。
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