JPS603776A - １チツプマイクロコンピユ−タ - 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１チツプマイクロコンピユータ（以下、１チツ
プマイコンと略記する）の動作モードを、変えるだけで
ポートが拡張できる手段を設はポことによシ、特別なポ
ート拡張用チップやポート拡張回路を必要としない１チ
ツプマイコンに関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年１チツプマイコンは非常に広範囲に渡る産業機器及
び民生機器に使用されているが、ビン数による制限でポ
ートの数は決１つており多くの制御ポートを必要とする
分野では、外部にポートを拡張して不足した制御ポート
を補わなければならない。

今後更に制御が複雑化、多様化するに従いこの傾向は強
くなる方向である。従って１チツプマイコンを開発する
場合にはそれとは別に、ポート拡張チップを設計する必
要があり、１チツプマイコンのチップと拡張用チップを
合わせた全体の設計コストを高くする要因となっている
。

以下に従来のポート拡張の構成について説明する。

第１図（ａ）は従来の１チツプマイコンのポートに関す
る部分のブロック図であシ、１０１は従来の１チツプマ
イコン、１０２は内部アドレスノ（スと内部データバス
を選択してポート回路１０６に接続するアドレスデータ
セレクタ、１ｏ３は内部コントロール信号と内部データ
バスを選択してポート回路１０６に接続するデータコン
トロールセレクタ、１０４は１チツプマイコンの動作モ
ードを判定し、アドレスデータセレクタ１０２とデータ
コントロールセレクタ１０３と、各ポート回路にチップ
の動作モード信号を送るモード制御回路である。ポート
回路１０５はモード制御回路１０４からのモード信号に
より、チップを何も拡張しないで動作させるシングルモ
ードのときは命令により制御できるポートとして動作し
、外部にポートなどを拡張する拡張モードのときはアド
レスバスポートとして動作する。ポート回路１０６は同
じくモード信号により、シングルモードのトキは命令で
制御できるポートとして動作し、拡張モードのときはデ
ータバスポートとして動作するポート回路である。１０
７は同じくモード信号によシ、シングルモードのときは
命令で制御できるポートとし、動作し、拡張、−８・。

ときはリー、・／、イ　亀ト信号やタイミングクロック
などを含むコントロールバスのポートとして動作するポ
ート回路である。

第１図中）は従来のポート拡張の構成図であり、２は１
チツプマイコン１０１の動作モードを決定するモード設
定回路、３は１チツプマイコン１０１から出力されるア
ドレスバスを入力とし、後記ボー４拡張チツプのうちど
れを選択するかを決めるチップアドレスデコーダ、４−
ａと４−ｂはチップアドレスデコーダ３の出力と、１チ
ツプマイコン１ｏ１のデータバスとコントロールバスが
つながり、ポートを拡張するポート拡張チップ、６は前
記ポート拡張チップ内のどのポート回路を選択するかを
決めるポートアドレスデコーダ、６は命令によシ制御で
きるポート回路である。

以上のように構成された従来のポート拡張回路について
以下その動作を説明する。

モード設定回路２で拡張モードが設定すれると、モード
制御回路１−０４はそれを検出し、拡張モードの動作を
させる拡張モード信号を各部に出力する。アドレスデー
タセレクタ１０２は拡張モードになると、内部アドレス
バスとポート回路１０５を接続し、ポート回路１０５は
内部アドレスを出力する。データコントロールセレクタ
１０３は拡張モードになると内部コントロールバスとポ
ート回路１０７を接続し、ポート回路１０７はコントロ
ールバスポートとなり、リード／ライト信号やタイミン
グクロックなどを出力する。ポート回路１０６は拡張モ
ードになると内部データバスをそのまま外部に接続し、
データの入出力を行なう。

このようにして出力されたアドレスはチップアドレスデ
コーダ３により拡張したいアドレスにデコードし、ポー
ト拡張チップに出力される、ポート拡張チップ内部では
ポートアドレスデコーダ６が、チップアドレスデコーダ
３によりデコードされたアドレスから更にチップ内のど
のポート回路を選択するかを決定し、該当するポート回
路をアクティブにする。

ところが、近年の１チツプマイコンは単一品種で大量に
生産されるため低価格であることが特徴の１つとなって
いるが、以上のようにしてポートを拡張する場合、１チ
ツプマイコンとは別にポート拡張チップを設計しなけれ
ばならない。寸だポート拡張チップは生産量も少なく、
１チツプマイコンより高価格であるからポート拡張チッ
プを用いると１チツプマイコンの低価格性が失われてし
まう。従って１つの１チツプマイコンのポートを拡張す
るのではなく、ポートをいくつかに分割し、複数個の１
チツプマイコンを用いてポートの数をふやしている場合
が多い。その為制御が複雑になってしまうという問題を
有していた。

発明の目的 本発明は上記の問題点を解消するもので、１チツプマイ
コンを拡張ポートとして動作させるポートモードを設け
、１チツプマイコンそのものを用いてポートを拡張でき
る１テツプマイコンを提供することを目的としている。

発明の構成 本発明は、チップ内のＣＰＵと接続された内部アドレス
バスと、内部データバス七、ポート拡張用チップとして
動作させるポートモードのときに、外部アドレスを入力
吉する第１のポート回路上、チップ単体で動作させるシ
ングルモード及びチップ外部にポートを拡張する拡張モ
ードでは上記内部アドレスバスを選択し、ポートモード
のときは上記第１のポート回路を選択してアドレスデコ
ーダに接続するアドレスセレクタと、拡張モード及びポ
ートモードのときに外部データを入出力する第２のポー
ト回路と、ポートモードのときに拡張ポートとして動作
する第３のポート回路と、拡張モード及びポートモード
のときに外部コントロール信号を入出力する第４のポー
ト回路と、シングルモードでは上記内部データバスを上
記第３のポート回路または内部ＲＡＭに接続し、ポート
モードでは上記第２のポート回路を第３のポート回路ま
たけ内部ＲＡＭに接続し、拡張モードでは上記内部デー
タバスと第２のポート回路を接続するデータセレクタと
、シングルモード及び拡張モードｆｉ″ｊ：ｌ’ｉ部″
７　ｈ　ｏ−／ｌ／／＜２を選択し・−１゛−１ドでは
第４のポート回路を介して外部コントロールバスを選択
するコントロールセレクタと、チップの動作モードを検
出し、検出したシングルモード、拡張モード、ポートモ
ードのそれぞれのモードに応じて上記アドレスセレクタ
、データセレク＆ り鼻びコントロールセレクタを切換制御するモード制御
回路とを備えた１チツプマイフンで、ポート或いはＲＡ
Ｍとして動作させるモードを設けることによシ特別なポ
ート拡張チップやポート拡張回路、或いは外部ＲＡＭを
不要としたものである。

実施例の説明 第２図（ａ）は本発明の一実施例における１チツプマイ
コンのポートに関する部分の構成図である。

第２図（−）において、２ｏ１は本発明の構成を有する
１チツプマイコンである。アドレスデータセレクタ２０
２とデータコントロールセレクタ２０３はシングルモー
ドと拡張モードでは従来例と同じ動作をするが、ポート
モードではアドレスデータセレクタ２０２はポート回路
２０５と内部データバス及び、ポート回路２０６と内部
アドレスバスとの接続を切り離し、データコントロール
セレクタ２０３はポート回路２０７と内部コントロール
バス及び、ポート回路２０７と内部データバスとの接続
を切り離す。２０４１ｄ１チツプマイコン２０１の動作
モードを検出し、アドレスデータセレクタ２０２及びデ
ータコントロールセレクタ２０３と、アドレスセレクタ
２０９とデータセレクタ２１０とコントロールセレクタ
２１１と各ポート回路に動作モード信号を送るモード制
御回路、ポート回路２０６．２０６．２０７はノングル
モードと拡張モードでは従来例と同じ動作をするが、ポ
ートモードでは、ポート回路２０５は入力ポートとして
動作し、外部につながるアドレスバスの内容をアドレス
セレクタ２０９に送る。ポート回路２０６は入出力ポー
トとして動作し、入力のとキハ外部データバスの内容を
データセレクタ２１０に送り、出力のときはデータセレ
クタ２１０からのデータを外部データバスに送る。ポー
ト回路２０７は入力ポートとして動作し、外部のコント
ロールバスの状態を取り込み、内部コントロールバスに
送る。２０８は命令によって制御できるポート回路で、
従来例と同じ動作をする。アドレスセレクタ２０９は内
部アドレスバスの接続を選択するセレクタで、シングル
モードと拡張モードのときは内部アドレスバスとポート
アドレスデコーダ５を接続し、ポートモードのときはポ
ート回路２０５からの出力とポートアドレスデコーダ５
を接続する。データセレクタ２１０は内部データバスの
接続を選択するセレクタで、シングルモードと拡張モー
ドのときは内部データバスとポート回路２０８及びポー
ト回路２０６とを接続し、ポートモードのときはポート
回路２０６とポート回路２０８を接続する。コントロー
ルセレクタ２１１は内部コントロールバスの接続を選択
するセレクタで、シングルモードと拡張モードのときは
内部コントロールバスの信号をコントロール信号として
選択し、ポートモードのときはポート回路２０７からの
信号をコントロール信号として選択する。

ポートアドレスデコーダ５は前記１テツプマイコン内の
どのポート回路を選択するかを決めるデコーダで、従来
例のポート拡張チップ内のポートアドレスデコーダと同
じである。

第２図（ｂ）は本発明の１チツプマイコンを用いてポー
ト拡張を行なう場合の構成図であり、２ｏ。

は従来例のモード設定回路２の機能に加え、ポートモー
ドが設定できるモード設定回路、３は従来例と同じ動作
をするチップアドレスデコーダである。２００−ａと２
００−ｂはモード設定回路であり、モード設定回路２０
０と同じである。２０１−ａと２０１−ｂは１チツプマ
イコンであり、１チツプマイコン２０１Ａと同じである
。２０５−ａ、　２０６−ａ。

２０７−ａ、２０８−ａはそれぞれポート回路２０５、
ポート回路２０６、ポート回路２０７、ポート回路２０
８と同じである。

以上のように構成された本発明の実施例について、ポー
トを拡張する場合の動作を説明する。

１チツプマイコン２０１Ａのポートを拡張する場合、第
２図（ｂ）のモード設定回路２００は拡張モードに設定
し、モード設定回路２００−ａと２００−ｂはポートモ
ードに設定する。このとき１チソプマ　惠イコン２０１
Ａは従来例の１チツプマイコン１０１と同じ動作を行な
い、ポート回路２０６からは内部のアドレス信号が出力
され、ポート回路２０６からはデータが入出力され、ポ
ート回路２０７からはコントロール信号としてリード／
ライト信号、タイミングクロックが出力される。一方、
１チップマイコン２０１−ａはポートモードに設定され
ているので、モード制御回路はポートモードであること
を検出し、１チップマイコン２．０１−ａ内の各部にポ
ートモード信号を出力する。このときポート回路２０６
−　ａはチップアドレスデコーダ３の出力を入力しアド
レスセレクタ２０９に送る。ポート回路２０６−ａは１
チツプマイコン２０１Ａのデータを入出力し、データセ
レクタ２１０を通してポート回路２０　Ｂ　−ａと外部
データバスとのデータの受渡しを行なう。ポート回路２
０７−ａは１チツプマイコン２０１Ａが出力スル外部コ
ントロールノくスの信号を入力し、コントロールセレク
タ２１１を通して１チップマイコン２０１−ａ内の各部
にコントロール信号を出力する。ポート回路２０８−ａ
は１チップマイコン２０１−ａ内のポートアドレスデコ
ーダ５に入力されるアドレスにより１つが選択され、ポ
ート回路２０７−ａがリード信号を入力したときは、ポ
ート回路２０８−ａに入力したデータ　。

はポート回路２０６−ａを通して外部データバスに出力
され、ポート回路２０７−　ａがライト信号を入力した
ときは、ポート回路２０６−　ａに入力したデータをポ
ート回路２０Ｂ−ａから出力する。

従って１チップマイコン２０１−ａ内のポート回路２０
８−ａは１チツプマイコン２０１　Ａのポートとして動
作する。

なお、ポートモードで用いる１チツプマイコンは、第２
図（ｂ）の２０１−ａと２０１−ｂに示すように並列に
接続することができるので設計するシステムに応じて所
定数並列に接続することにより必要な数のポートを確保
することができる。

まだ、本実施例ではポートを拡張する例を示しだが、１
チップマイコン２０１−ａ内の内部ＲＡＭ２１２を、１
チツプマイコン２０１　Ａの拡張用ＲＡＭとして使用す
ることも可能である。

この場合ポートを拡張するのと同じように、１チツプマ
・イコン２０１Ａは拡張モードで動作させ１チップマイ
コン２０１−ａはポートモードで動作させる。

さらにポートモードで使用する１チップマイコン２０１
−ａの内部ＣＰＵは、ポートをアクセスすることはでき
ないが、１チツプマイコン２０１とは独立して動くこと
ができるので、ある時間ごとに１チツプマイコン２０１
　Ａに割込みを発生しプログラムを切り換えるといった
ような使用法も可能である。

発明の効果 本発明は、１チツプマイクロコンピユータの動作モード
にポート或いはＲＡＭとして動作させるモードを設ける
ことにより、特別なポート拡張チップやポート拡張回路
あるいは、外部ＲＡＭを必要としない１チツプマイクロ
コンピユータを実現することができ、安価々１チップマ
イクロコンピュータだけを用いてポート拡張やＲＡＭ拡
張を行なうことが可能でありその実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来の１チツプマイクロコ／ピユータの
ポートに関係する部分のブロック図、第１図中）は従来
のポート拡張の構成図、第２図（ａ）は本発明の一実施
例における１チツプマイクロコンピユータのポートに関
係する部分のブロック図、第２図（ｂ）は本発明による
ポート拡張の構成図である。 ２０４・・・・・・モード制御回路、２０５・・・・・
・第１のポート回路、２０６・・・・・・第２のポート
回路、２０７・・・・・第４のポート回路、２０８・・
・・・・第３のポート回路、２ｏ９・・・・・・アドレ
スセレクタ、２１０・・・・・・データセレクタ、２１
１・・・・・・コントロールセレクタ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名鬼 第１図 （の２ １θ４ 第１図 （′ｂ２ 第２図 （α２ 第２図 ＣＩ））

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チップ内のＣＰＵと接続された内部アドレスバスと、内
   部データバスと、ポート拡張用チップとして動作させる
   ポートモードのときに、外部アドレスを入力とする第１
   のポート回路と、チップ単体で動作させる７ングルモー
   ド及びチップ外部にポートを拡張する拡張モードでは上
   記内部アドレスバスを選択し、ポートモードのときは上
   記第１のポート回路を選択してアドレスデコーダに接続
   するアドレスセレクタと、拡張モード及びポートモード
   のときに外部データを入出力する第２のポート回路と、
   ポートモードのときに拡張ポートとして動作する第３の
   ポート回路と、拡張モード及びポートモードのときに外
   部コントロール信号を入出力する第４のポート回路と、
   シングルモードでは上記内部データバスを上記第３のポ
   ート回路または内部ＲＡＭに接続し、ポートモードでは
   上記第２のポート回路を第３のポート回路または内部Ｒ
   ＡＭに接続し、拡張モードでは上記内部データバスと第
   ２のポート回路を接続するデータセレクタと、シングル
   モード及び拡張モードでは内部コントロールバスを選択
   し、ポートモードでは第４のポート回路を介して外部コ
   ントロールバスヲ選択するコントロールセレクタと、チ
   ップの動作モードを検出し、検出したシングルモード、
   拡張モード、ポートモードのそれぞれのモードに応じて
   上記アドレスセレクタ、データセレクタ７ｉ［フントロ
   ールセレクタを切換制御するモード制御回路とを備えた
   ことを特徴とする１チツプマイクロコンピユータ。