JPS60207942A - 記憶コントロ−ラおよび記憶装置検査装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はデータ処理システム、特にマイクロプロセッサ
が並列データバスを介して主記憶装置に接続されたシス
テムにおいて主記憶装置及び記憶コントローラを検査す
るための装置に係る。

［従来技術］及び［発明が解決しようとする問題点］最
近のマイクロプロセッサ技術では、プロセッサ全体を単
一のチップに収容できる。マイクロプロセッサは、一般
に、記憶コントローラ（独立したＩＣチップの場合もあ
り、またはプロセッサと同じチップに含まれることもあ
る）を介して主記憶装置に接続される。記憶チャネルま
たは記憶コントローラを介してプロセッサと主記憶装置
とを接続するバスはビット並列バス即ち並列データバス
である。

マイクロプロセッサ技術では、主記憶装置の検査、デバ
ッグ、ならびにその結果によるデータの変更のために主
記憶装置をアクセスすることは容易ではない、従って、
現在のマイクロプロセッサシステムでは検査のためにソ
フトウェア・ルーチンに依存する範囲が限られている。

このようなソフトウェア・ルーチンは、１つの動作シス
テムを必要とするからデバッグには使用できず、また成
る種類のハードウェアエラーを検査できないという点で
制約を受ける。検査及びデバッグのもう１つの方法とし
て、システムの並列データバスに特殊な装置を接続する
ものがあるが、技術の進歩により３２ビット並列バスに
移行するに及んで、前記特殊な装置は極めて広範囲なイ
ンターフェースを備えなければならず、しかもそのシス
テムの速度で動作しなければならない。このようなハー
ドウェアは全く非経済的である。

従来技術に関していえば、米国特許第４３２２８１２号
、同第４３２６２５１号は検査のために直列データスト
リングを利用している。しかし。

これらの直列データストリングは、システムの主記憶装
置から直列データバスを介して比較器に転送され、そし
て比較器はそのアクセスされたデータと成る形式の基準
データとを比較する。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の装置は、中央プロセッサ、特にデータを並列形
式で出力するマイクロプロセッサ、主記憶装置、プロセ
ッサと主記憶装置の間をインターフェースする記憶コン
トローラ、およびプロセッサと記憶コントローラの間の
並列データバスを含むデータ処理システムに関するもの
であり、記憶コントローラおよび主記憶装置の検査およ
びデバッグを、最小限のハードウェアおよび（又は）ソ
フトウェアを付加するだけで簡単かつ容易に実現する装
置で構成される。直列データバスは記憶コントローラに
接続された並列データバスとは全く無関係に記憶コント
ローラに接続される。また。

本発明の装置は、直列検査データを直列データバス、従
って記憶コントローラに供給する手段も含む。記憶コン
トローラは、検査またはデバッグ手順がない通常の動作
状態では、直列データバスから受取った直列データを、
一般に並列データバスを介して受取る並列形式のデータ
に変換する装置を含む。

直列データバスを介して供給された検査またはデバッグ
のデータは並列データと同じ形式に変換されるから、検
査またはデバッグ手順は、ごく僅かのハードウェアを追
加するだけで、記憶コントローラを介して実行できる。

更に１本発明の装置は、データを直列データバスから記
憶コントローラに入力しているときに、並列データバス
から記憶コントローラへの入力を禁止する手段を有する
。

また１本発明の装置は、単数または複数の入出力装置に
それぞれの入出力装置コントローラを介して並列データ
バスを接続する場合、前記入出力装置コントローラに直
列データバスを接続し、直列データバスを経由するデー
タを、前記データバスを介して記憶コントローラならび
に前記入出力装置コントローラに同時に供給できる。

［作用］ 主記憶装置および記憶コントローラを検査するための補
助プロセッサが、中央プロセッサからのデータ出力と同
じコマンドおよびアドレス構造を有する直列検査データ
を直列データバスを介して記憶コントローラへ供給し、
そこでその供給された直列データを、並列データバスを
介して中央プロセッサから供給された並列データと同様
の並列形式に変換させることにより前記並列データバス
をバイパスして主記憶装置及び記憶コントローラを検査
することが可能となる。

［実施例コ 第２図は本発明を実施できる装置の一般的な形式を示す
。データ処理システムの中央プロセッサとして動作する
プロセッサ１２にはマイクロプロセッサを用いる。プロ
セッサ１２は、システムの他の装置と、システムバスす
なわちバス１１−３２ビット幅の並列データバスが望ま
しい−により通信する。プロセッサ１２はバス１１から
記憶コントローラ１３並びに記憶バス２０（並列デ−タ
バス）を介して主記憶袋［１４に接続される。

また、プロセッサ１２は、バス１１から複数のＩ１０装
［１６および１８にも、それぞれのＩ１０装置コントロ
ーラ１５および１７ならびにＩ１０バス２１および２２
（いずれも並列データバス）を介して接続される。Ｉ１
０装置１６．１８は通常、データ処理またはテキスト処
理システムに関連した従来の装置、例えばＣＲＴディス
プレイ、ディスク・ドライブまたはプリンタである。

これまでの説明は従来のマイクロプロセッサ制御のデー
タ処理システムに関するものである。本発明を実現する
装置は、主並列データバスすなわちバス１１をバイパス
する直列データ線１９を含む、直列データｌ１Ａ１９か
ら１＋２３（直列データ＃Ｉ）を介して記憶コントロー
ラ１３へのバスバスにより、検査またはデバッグ用直列
データが、記憶コントローラ１３および主記憶装置１４
に供給される。また、直列データ線１９から線２４およ
び２５（いずれも直列データ線）を介してＩ１０装置コ
ントローラ１５．１７へのバイパスにより、工１０装置
１６．１８を制御するＩ１０装置コントローラ１５．１
７も簡単な制御を実行できる。

下記の説明は、記憶コントローラ内３を介してデバッグ
または検査用の直列データを主記憶装置１４ヘバイパス
する動作に焦点を合わせる。主記憶装置１４に関連して
説明する回路および手順のすべては、Ｉ１０装置コント
ローラ１５．１７で、かつそれらを介して、Ｉ１０装置
１６．１８の場合にも使用可能である。

線１９．２３を介して記憶コントローラ１３に供給され
る直列データは、補助プロセッサ１０を介して供給され
る。補助プロセッサ１０はＩＢＭパーソナルコンピュー
タを用いることがある。直列データが供給される直列デ
ータ線１９の外に。

線２７．２８及び２９（いずれも直列クロック線）を介
してコントローラに接続される直列クロック＃１２６が
ある。直列クロック線２６の直列クロック信号はタイミ
ングに使用される。後で詳細に説明するように、直列ク
ロック信号は、主記憶装置１４および他のＩ１０装置１
６．１８へ、それぞれのコントローラを介して転送され
る。また、直列クロック信号はこれらのコントローラ内
の種々の動作の開始も制御する。

直列データ線１９は、補助プロセッサ１ｏがらのデータ
を、記憶コントローラ１３のようなそれぞれのコントロ
ーラに転送し、これらのコントローラから補助プロセッ
サ１０にデータが返送される。以上の動作から、例えば
、記憶コントローラ１３を介して主記憶装置１４に送ら
れたアドレスおよびデータコマンドは正（高いレベルで
論理″’　１　”　）であり、主記憶装置１４から読取
られたデータは負（低いレベルで論理ＬＬ　Ｉ　Ｉ＋　
）である。

本発明を実現するために、前記コントローラの各々に含
まれた論理ブロックが第１図に示されている。工／○装
置コントローラ１５．１７でも同じ論理ブロックを使用
できるので、主記憶装置１４をサポートする記憶コント
ローラ１３に関連した動作のみを説明する。

シフトバッファ３４は、３２桁のデータビットと４桁の
パリティ検査ビットを有するシフトレジスタである。こ
のシフトレジスタは並列データ入力を１例えば並列デー
タのバス１１．３８を介して受取ることが可能で、並列
データのバス３９を介して並列データ出力を供給する。

更に、シフトバッファ３４は線４１　（直列データ線）
を介して入力された直列データを受取ること、この直列
入力を通常の方法で左から右ヘシフトすること、線４２
を介して直列出力を供給することができる。

直列データ線１９からシフトバッファ３４への入力とシ
フトバッファ３４から直列データ線１９への出力は、主
記憶装置１４の、記憶コントローラ１３による読取りお
よび書込み命令に関連して後に説明する。換言すれば、
記憶されたデータを検査またはデバッグしている間、直
列データ線１９を介して補助プロセッサ１０から与えら
れるルーチンはどれも前述のような読取りおよび書込命
令の形式である。従って、シフトバッファ３４は。

ストリング要求、データストリング書込み、およびデー
タストリング読取り命令を収容するのに十分な記憶素子
を含まなければならない、これらの動作については、後
に第３図の流れ図と第４図のタイミング図に関連して説
明する。

スタートビット・ラッチ３５とストップビットラッチ３
３は、このような処理動作の間にデータストリングのそ
れぞれのスタートビットとストップビットを含む記憶素
子である。直列データ線１９からストップビット・ラッ
チ３３への入力はゲート３１を介して供給されるが、シ
フトバッファ３４から直列データ線１９への出力はスタ
ートビット・ラッチ３５とインバータ３０を介して供給
される。インバータ３０は、主記憶装置１４から読取ら
れたデータが負になるように出力を反転する。ここで注
目すべき点は、この負信号を得るために、インバータ３
０を用いた論理はオープン・コレクタ２極論理またはオ
ープン・ドレインＦＥＴ論理が使用されることである。

シフトバッファ３４とその関連回路の接続と制御は、線
２７の直列クロックパルスが補助プロセッサ１０から直
列クロック線２６への適切な直列クロック信号により低
いレベルから高いレベルに移ったとき、直列データ信号
がストップビット・ラッチ３３に書込まれるのに対し、
ストップビット・ラッチ３３に現に存在する内容はシフ
トバッファ３４の最も左のビット桁に書込まれ、シフト
バッファ３４の最も右のビット桁の内容はスタートビッ
ト・ラッチ３５に書込まれる。

また、シフトバッファ３４は、検査またはデバッグが行
なわれていなくて且つバス１１がバイパスされていない
ときは、データ処理システムの通常の動作の間のバッフ
ァ機能を逐行する。このような通常の動作の間、バス１
１からの並列データはシフトバッファ３４に並列にロー
ドされる。

従って、ここで説明している診断検査手順が行なわれて
いてバス１１がシフトバッファ３４への一直列入力によ
りバイパスされているときは、並列データのバス１１に
よるデータの流れは禁止されるべきである。これはマイ
クロプロセッサ（プロセッサ１２）を制御することによ
り容易に実行できもプロセッサ１２は、このような状況
の下では、すなわち直列データ線１９からシフトバッフ
ァ３４へのローディングが行なわれている間は、バス１
１からいかなるデータも出力しないであろう。

シフトバッファ３４とアドレスレジスタ３６はバス１１
に並列に接続され、シフトバッファ３４は並列データの
バス３９を介してアドレスレジスタ３６に接続されてい
る。アドレスレジスタ３６は、シフトバッファ３４に対
応して同等の要素が並列に設けられた記憶素子から成る
。後に説明する読取りまたは書込み動作中、アドレスレ
ジスタ３６はオペランドアドレスをを保持する。アドレ
ス比較器３７は、直列線１９から受取った要求アドレス
と、主記憶装置１４の有効なアドレスのセットとを比較
する機能を有する。主機憶装置１４がプロセッサ１２の
通常の動作手順の間にアドレス指定されると、並列デー
タがバス１１からシフトバッファ３４に供給される、前
に説明したように、直列データ線１９からの直列データ
入力と、プロセッサ１２からバス１１により供給される
並列データの出力とは、はぼ同じコマンドとアドレス回
路で行なわれる。従って、直列線１９からシフトバッフ
ァ３４に供給された直列データは、実質的には並列形式
でシフトバッファ３４に書込まれ。

並列形式でアドレスレジスタ３６に転送されるので、オ
ペランドアドレスは通常のオペランドアドレスと同じ構
造と形式になるであろう。

制御論理ブロック３２の読取りおよび書込動作の機能に
ついては第３図の動作流れ図に関連して説明する。プロ
セッサ１２からバス１１による並列データの入力をバイ
パス中の場合は、直列データ線１９による補助プロセッ
サ１０（第２図）の制御の下にそれぞれの読取りおよび
書込動作が実行される。説明を簡単にするため、記憶コ
ントローラ１３により主記憶装置１４に関連して行なわ
れる動作についてのみ説明する。動作をリセット状態に
するため、第３図のステップ５１でシフトバッファ３４
がクリアされ５．ステップ５２でストップビット・ラッ
チ３３とスタートビット・ラッチ３５がクリア（すなわ
ち０にリセット）される。

この状態で、すべての動作は終了する。ストップビット
・ラッチ３３がＯにリセットされると、直列データ線１
９の直列データ信号は、インバータ３０が高いインピー
ダンス状態（無信号）にあるので、補助プロセッサ１ｏ
により制御される。このリセット動作は、プロセッサ１
２または補助プロセッサ１０により開始される。ここで
説明する動作の制御論理は、制御論理ブロック３２（第
１図）に記憶されている。動作は十分な直列データを直
列データ線１９を介して送信し、スタートビット・ラッ
チ３５とストップビット・ラッチ３３をどちらも１の状
態にして開始される。この状態になるのは、補助プロセ
ッサ１ｏにより正しい要求ストリングが記憶コントロー
ラ１３にシフトされ、要求ストリングのスタービットが
現にスタートビット・ラッチ３５の中に存在し、要求ス
トリングの残りがシフトバッファ３４に存在する場合で
ある。そのような状態の決定は第３図のステップ５３で
行なわれる。スタートビット・ラッチ３５にある１１″
はインバータ３ｏで反転され、直列データ線１９の直列
データ信号を低いレベルに強制する。この低いレベルの
信号は補助プロセッサ１０によって感知され、要求スト
リングが正しく送られたことが確認される。ステップ５
４で、１Ｓ２７の直列クロック信号が依然として低いレ
ベルかどうかを検査する。制御論理ブロック３２は、こ
の直列クロック信号が低いレベルのままである限りスト
ップビット・ラッチ３３またはシフトバッファ３４の内
容に影響を及ぼさない。直列クロック信号が補助プロセ
ッサ１０により高いレベルになると、ステップ５５で、
制御論理ブロック３２は信号を線４３を介してシフトバ
ッファ３４に送り、シフトバッファ３４の内容をアドレ
スレジスタ３６にロードし、ステップ５６で、シフトバ
ッファ３４をクリアし、ステップ５７で、ストップビッ
ト・ラッチ３３とスタートビット・ラッチ３５をクリア
する。これらのステップが終了した後、直列データ線１
９の直列データ信号は、低いレベルから高いレベルに遷
移し、補助プロセッサ１０に対し、すべての装置の動作
シーケンスが終了したことを知らせる。ステップ５８で
、アドレスシステムでの動作が読取り動作かまたは書込
動作かの決定をするため、線４４によりアドレスレジス
タ３６に接続された制御論理ブロック３２がアドレスレ
ジスタ３６の内容を検査する。

書込み動作の場合は、ステップ５９で、制御論理ブロッ
ク３２により、スタートビット・ラッチ３５とストップ
ビット・ラッチ３３がどちらもｒｒ　１　ｒｒを含むに
至るまで待機する。補助プロセッサ１０が正しい書込み
データストリームを記憶コントローラ１３のシフトデー
タバッファ３４にシフトした後に、これらのラッチに“
１”が送られる。次いで、ステップ６０で、直列クロッ
ク信号がまだ低いレベルのままであるかどうがか決定さ
れる。要求ストリングに関して前に説明したように、直
列データ信号はスタートビット・ラッチ３５により、低
いレベルに保持されている。この時点で、線２７の直列
クロック信号は補助プロセッサ１０により高いレベルに
なる。線２７の直列クロック信号が補助プロセッサ１０
により高いレベルにされると、ステップ６１で、制御論
理ブロック３２は、アドレスが範囲内、すなわち有効で
あるかどうかを判定するため、線４５により接続された
アドレス比較器３７の出力を検査する。アドレス比較器
３７が、主記憶装置１４に関してオペランドアドレスが
有効ではないと指示した場合、制御論理ブロック３２は
、ステップ６９で、シフトバッファ３４をクリアし、更
にステップ７０で、ストップビット・ラッチ３３とスタ
ートビット・ラッチ３５をクリアし、最初のステップ５
３に戻る。　一方、ステップ６１で、アドレス比較器３
７が、主記憶装置１４に関してオペランドが有効である
と指示した場合、ステップ６２で、制御論理ブロック３
２は記憶コントローラ１３を介して主記憶装置１４への
吉・込み動作を開始する。この書込み動作を開始する。

この書込み動作は、バス１１によってプロセッサ１２か
ら転送される並列データに関連した通常の書込動作が実
行されるのとほぼ同様に実行されるべきである。すなわ
ち、アドレスレジスタ３６に含まれた動作のアドレスは
形式上も構造上も通常のアドレスとほぼ同じであり、シ
フトバッファ３４に書込まれ、データは形式上も構造上
も通常の動作でバス１１を介してプロセッサ１２がらシ
フトバッファ３４に転送された並列データとほぼ同じで
ある。

動作が開始すると、ステップ６３で、前記動作が終了す
るまで待機する。動作が終了すると、ステップ６９およ
び７ｏで前述のようにシフトバッファ３４．スタートビ
ット・ラッチ３５およびストップビット・ラッチ３３が
クリアされる。スタートビット・ラッチ３５がクリアさ
れると、直列データ線１９の直列データ信号が低いレベ
ルから高いレベルに遷移する。それによって、書込み動
作がいま終了したことが補助プロセッサに知らされる。

手順は、ステップ７０から最初のステップ５３に戻り１
次の動作を待つ。

ステップ５８で、要求ストリングが、アドレスレジスタ
３６に読取り動作があることを指示した場合、ステップ
６４で、制御論理ブロック３２は線４５にあるアドレス
比較器３７の出方を検査する。アドレスを比較してオペ
ランドアドレスが主記憶装置１４に関して有効である場
合、ステップ６５で、制御論理ブロック３２は、アドレ
スレジスタ３６に含まれた特定のアドレスに基づいて、
プロセッサ１２からバス１１によりシフトバッファ３４
に供給される並列データの通常の読取り動作にほぼ等し
い読取り動作を開始する。読取られたデータは、シフト
バッファ３４に転送されて線４２から読出され、インバ
ータ３ｏで反転されて補助プロセッサ１０に戻ることが
できる。すなわち、読取り動作が終了するまでステップ
６６が反復され、読取り動作が終了すると、ステップ６
７で、読取られたデータがシフトバッファ３４にロード
される。ステップ６８で、スタートビット・ラッチ３５
は、＃　Ｉ　ＩＩにセットされ、直列データ線１９にあ
る信号を高いレベルから低いレベルに遷移させる。補助
プロセッサ１ｏは、線２７の直列クロック信号を高いレ
ベルから低いレベルに遷移することにより、シフトバッ
ファ３４の内容をスタートビット・ラッチ３５にシフト
してデータストリームを読取りできる。補助プロセッサ
１゜は、ストップビット・ラッチ３３．従ってシフトバ
ッファ３４がＩＩ　ＯＩＴにセットされるように、線２
７の信号のレベルが遷移するごとに、直列データ線１９
の信号を１１０１ｊに強制しなければらない点に注目す
べきである。補助プロセッサ１０がデータストリームの
読取りを終了すると、主記憶装置１４をサポートする記
憶フントローラ１３は次の動作が受入わ可能であり、手
順は最初のステップ５３に戻る。

第３図の流れ図の動作は、第４図のタイミング図により
理解を深めることができる。第４図は、ストリング要求
、データストリング書込み、およびデータストリング読
取りの３つの動作の間に。

直列データ線１９に沿ったデータの流れと、線２７の対
応する直列クロック信号のタイミング図である。第４図
（ａ）は書込み動作、第４図（ｂ）は読取り動作を示す
。このタイミング図は、Ｉ！準的な方法で時間とともに
変化するパルスのレベル、ならびに第３図の動作の特定
のステップが終了する時点を示す。前述のように、スト
リング要求。

データストリング書込みおよびデータストリング読取り
の各々はスタートビットで開始するが、ストップビット
で終了するのはストリング要求とデータストリング書込
みだけである。繰返して言えば、ストリング要求、デー
タストリング書込みおよび読取りは、データ処理システ
ムの通常の動作の間に、バス１１からシフトバッファ３
４に転送される情報と形式および構造が同じ情報を含む
点に注目すべきである。

読取り動作の場合、タイミング図は前述のステップを表
わし、補助プロセッサ１０は、線２７の直列クロック信
号を高いレベルから低いレベルに遷移させる（第４図（
ｂ）のパルス８ｏで示す）ことにより、シフトバッファ
３４（第１図）の内容をスタートビット・ラッチ３５に
シフトしてデータストリームを読取りできる。次いで、
補助プロセッサ１０は、ストップビット・ラッチ１３と
シフトバッファ３４がｔｔ　Ｏｎにセットされるように
、線２７の直列クロック信号が遷移する点（第４図（ｂ
）の点８４．８５および８６）ごとに、直列データ線１
９の信号を（第４図（ｂ）の点８１．８２および８３で
）１１０＋１で強制しなければならない。

［発明の効果］ 本発明により、特殊なハードウェア、幅広いアクセスバ
ス、および大規模なソフトウェアを使用せずに、データ
処理システムの主並列データバスを完全にバイパスする
直列バスに依存して主記憶装置および他のＩ１０装置を
アクセスできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実現するのに使用されるコントローラ
ごとに設けられた素子の論理図、第２図は本発明を実現
する一般的な形式の論理ブロック図、第３図は主記憶装
置またはＩ１０装置の１つを直列バスおよびそれぞれの
記憶コントローラを介してアクセスし本発明を実施する
のに必要な動作の流れ図、第４図は第３図の流れ図で示
された゛″ライト″よびパリード′″動作の間の、直列
バスに沿ったデータの流れのタイミング図である。 １０・・・・補助プロセッサ、１１・・・・バス、１２
・・・・プロセッサ、１３・・・・記憶コントローラ、
１４・・・・主記憶装置、１５・・・・Ｉ１０装置コン
トローラ、１６・・・・Ｉ１０装置、１７・・・・Ｉ１
０装置コントローラ、１８・・・・Ｉ１０装置、１９・
・・・直列データ線、２０・・・・記憶バス、２１．２
２・・・・Ｉ１０バス、２６・・・・直列クロック線、
３２・・・・制御論理ブロック、３３・・・・ストップ
ビット・ラッチ、３４・・・・シフトバッファ、３５・
・・・スタートビット・ラッチ、３６・・・・アドレス
レジスタ、３７・・・・アドレス比較器。 出願人　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人　弁理士　頓　宮　孝　− （外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 並列形式でデータを出力する中央プロセッサ、主記憶装
   置、前記プロセッサと前記記憶装置の間をインターフェ
   ースする記憶コントローラ、および前記プロセッサと前
   記記憶コントローラの間の並列データバスを含むデータ
   処理システムにおいて、 前記記憶コントローラに接続された直列データバスと。 前記直列データバスに直列検査データを供給する手段と
   、 前記記憶コントローラにおいて前記直列データバスから
   のデータを前記並列データバスの形式に変換する手段と
   、 前記記憶コントローラから前記直列データバスに前記直
   列検査データが供給されるとき、前記並列データバスか
   ら前記記憶コントローラへの入力を禁止する手段と。 を含むことを特徴とする記憶コントローラおよび記憶装
   置検査装置。