JPS6383851A - System for discriminating input/output data - Google Patents

System for discriminating input/output data

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JPS6383851A
JPS6383851A JP61228185A JP22818586A JPS6383851A JP S6383851 A JPS6383851 A JP S6383851A JP 61228185 A JP61228185 A JP 61228185A JP 22818586 A JP22818586 A JP 22818586A JP S6383851 A JPS6383851 A JP S6383851A
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JP
Japan
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input
data
microprocessor
signal
inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP61228185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Iwasaki
一彦 岩崎
Hirokazu Aoki
郭和 青木
Ikuya Kawasaki
川崎 郁也
Atsushi Hasegawa
淳 長谷川
Tsuneo Funabashi
船橋 恒男
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.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6383851A publication Critical patent/JPS6383851A/en
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Abstract

PURPOSE:To omit the external circuits and to increase the data access speed by using plural input pins for data complete signals and producing an OR within a microprocessor. CONSTITUTION:The inverse of DC0 input signal is supplied to test machine 21 via an inverter 28, a NOR gate 29 and an inverter 30, while the inverse of DC1 input signal is supplied to the machine 21 via an inverter 32, the gate 29 and the inverter 30 respectively. For the input signal of a microprocessor, plural inverters are generally cascaded at the stages following an input pad. These inverters are replaced with NOR and an OR is secured. The circuit delay due to the cascade of inverters and the circuit delay caused when the circuit delay serves as a NOR by an amount equal to a stage are very small in a CMOS process. Thus it is not required to produce an OR through an external circuit, therefore, the data access speed is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロプロセッサのデータ入出力方式に係
り、特に外付キャッシュを接続するのにに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a data input/output method for a microprocessor, and particularly to connection of an external cache.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、マイクロプロセッサがデータの入出力をおこなう
場合、メモリシステムあるいは入出力装置はデータの読
み出し/データの書き込みが完了したことを示す信号を
マイクロプロセッサへ返す方式が、はとんどのマイクロ
プロセッサで実施されている。例えば、アイ・イー・イ
ー・イー・マイクロ、第5巻、第6号(1985年12
月り、第4頁から第22頁(IEEE、 Micro、
 Vo45.AS。
Conventionally, when a microprocessor performs data input/output, most microprocessors use a method in which the memory system or input/output device returns a signal to the microprocessor indicating that data reading/writing has been completed. has been done. For example, IE Micro, Volume 5, No. 6 (December 1985)
Monthly, pages 4 to 22 (IEEE, Micro,
Vo45. A.S.

p4−p22. DEC,,1985)において述べら
れているように、インテル社80386では、l’(、
eady信号をローレベルにすることによって、入出力
データのアクノレツジをおこなっている。
p4-p22. DEC, 1985), the Intel 80386 uses l'(,
By setting the EADY signal to low level, input/output data is acknowledged.

上記80386では、入出力データのアクノレツジをお
こなう入力信号ピンは1本州(eady−だけである。
In the above-mentioned 80386, there is only one input signal pin, eady-, for acknowledging input/output data.

他のマイクロプロセッサにおいても、入出力データのア
クルツジ入力信号は1本だけであり、複数持つものはな
かった。
Other microprocessors also have only one input signal for input/output data, and no microprocessor has multiple input signals.

r5i1XBi[tl!Ll]=らJ−−オーXFiF
M占]上記従来技術では、メモリシステムの他に、キャ
ッシュや数値演算コプロセッサを接続する場合に、それ
ぞれが生成するデータのアクルツジ信号を外付の回路に
よって論理和をとり、マイクロプロセッサのデータコ/
ブリート信号へ入力する必要があった。このため、外付
の回路による遅延が生じ、データのアクセスが遅くなる
という問題があった。
r5i1XBi[tl! Ll]=LJ--OXFiF
In the above conventional technology, when a cache or a numerical coprocessor is connected in addition to the memory system, the data output signals generated by each are ORed by an external circuit, and the data coprocessor of the microprocessor is
It was necessary to input it to the bleat signal. For this reason, there is a problem in that a delay occurs due to the external circuit, and data access becomes slow.

本発明の目的は、外付回路をなくし、データのアクセス
を高速化することにある。
An object of the present invention is to eliminate external circuits and speed up data access.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、マイクロプロセッサの入力信号として、複
数のデータコンプリート信号を設け、マイクロプロセッ
サ内部で論理和を生成することにより、達成される。
The above object is achieved by providing a plurality of data complete signals as input signals to the microprocessor and generating a logical sum within the microprocessor.

〔作用〕[Effect]

複数のデータコンプリートを入力したマイクロプロセッ
サは、チップ内部で論理和を生成するが、マイクロプロ
セッサの入力信号は、入力パッドの後段に複数のインバ
ータが縦続に接続されるのが普通であり、このインバー
タをNANDまたはNORに書き換えることにより、論
理和が構成される。インバータの縦続接続による回路遅
延と、このうちの−段分がNANDまたはN0RKなる
場合の回路遅延はCMOSプロセスでは、非常圧小さい
。これによって、外付回路で論理和を生成する必要がな
く、データアクセスの高速化が図れる。
A microprocessor that receives multiple data completes generates a logical OR within the chip, but the microprocessor's input signal is normally processed by multiple inverters connected in series after the input pad. A logical OR is constructed by rewriting . In the CMOS process, the circuit delay due to the cascade connection of inverters and the circuit delay when -stages of the inverters are NAND or N0RK are extremely small. This eliminates the need to generate a logical OR using an external circuit, and speeds up data access.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明によるマイクロプロセッサシステムを
示す図である。マイクロプロセッサ1はアドレス線、マ
クセスタイブ3−0(AT3−0)信号、リード/ライ
ト(R/W)信号、アドレスストローブ(As信号)を
メモリシステム2およびコプロセッサ3に出力し、デー
タのリード/ライトの要求をおこなう。
FIG. 1 is a diagram illustrating a microprocessor system according to the present invention. The microprocessor 1 outputs an address line, a master type 3-0 (AT3-0) signal, a read/write (R/W) signal, and an address strobe (As signal) to the memory system 2 and coprocessor 3 to read/write data. Make a write request.

アドレス線、 R,/W倍信号ASは従来のマイクロプ
ロセッサも有していた信号である。AT3−O信号は、
外部アクセスのタイプを示す信号である。例えば、従来
のマイクロプロセッサインテル社80386では、デー
タ/コントロールCD/C)信号やメモIJ/IOCM
/IO)信号が外部アクセスのタイプを示す信号であり
、モトローラ社でハ、ファンクションコード(Fe2−
1)(lが外部アクセスのタイプを示す信号である。
Address lines, R, /W double signals AS are signals that conventional microprocessors also have. The AT3-O signal is
This is a signal indicating the type of external access. For example, in the conventional microprocessor Intel Corporation 80386, the data/control CD/C) signal and the memo IJ/IOCM
/IO) signal is a signal indicating the type of external access, and Motorola's function code (Fe2-
1) (l is a signal indicating the type of external access.

本発明におけるAT3−00割付けの一例を表1に示す
Table 1 shows an example of AT3-00 allocation in the present invention.

AT2=Oのときメモリシステムが選択される。The memory system is selected when AT2=O.

また、AT3=1.AT2=1のときコプロセッサが選
択される。AT3.AT2.ATL、ATO=0. 1
. 00のとき割込みアクルッジサイクkf示す、AT
3.AT2.ATL、ATO=0゜1、 0. 1のト
キコブロセツサのコントロールレジスタスペースを選択
し、アドレス線によってレジスタ番号全指定する。
Also, AT3=1. A coprocessor is selected when AT2=1. AT3. AT2. ATL, ATO=0. 1
.. When it is 00, it indicates the interrupt accrual cycle kf, AT
3. AT2. ATL, ATO=0°1, 0. Select the control register space of Tokiko processor 1 and specify all register numbers using the address line.

表 IAT3−0の割付は 笛1同にか論で、メモリシステム2け、データの入出力
が完成したときDCO’eアサート(ローレベルを検出
すると現在の)(スサイクルを終了する。
The assignment of Table IAT3-0 is similar to that of whistle 1, and when data input/output is completed in memory system 2, DCO'e is asserted (when a low level is detected, the current cycle is ended).

フンプロセッサ3は、AT3. 2. 1. 0=01
01で内部レジスタのアクセスが指定された場合、およ
び、AT3,2=1.1でマイクロプロセッサとコプロ
セッサ間のコマンド、命令アドレス、データ転送が指定
され、所定データのI)−マイクロプロセッサ1はDC
Iのローレヘに’5r、検出すると現在のバスサイクル
を終了する。
The fun processor 3 is AT3. 2. 1. 0=01
If 01 specifies access to internal registers, and AT3,2=1.1 specifies commands, instruction addresses, and data transfer between the microprocessor and coprocessor, I)-microprocessor 1 of the specified data is D.C.
When '5r is detected in the low level of I, the current bus cycle is ended.

第2図は、第1図のシステムにおける。データアクセス
のタイミングチャートを示す図である。
FIG. 2 shows the system of FIG. 1. FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of data access.

第3図は、マイクロプロセッサがデータをリードすると
きのフローチャートを示し、第4図はデータをライトす
るときのフローチャートを示す。
FIG. 3 shows a flowchart when the microprocessor reads data, and FIG. 4 shows a flowchart when the microprocessor writes data.

第2図においてCLKはマイクロプロセッサ、メモリシ
ステムおよびコプロセッサの動作クロックを表す。
In FIG. 2, CLK represents the operating clock of the microprocessor, memory system, and coprocessor.

マイクロプロセッサは、クロック1において、アドレス
、AT3−0を出力し、n/Wtノ飄イレベイレベルA
Seアサート(ローレベルコする。
At clock 1, the microprocessor outputs the address AT3-0 and outputs the address AT3-0 and outputs the address AT3-0 and outputs the address AT3-0 at the address level A of n/Wt.
Se asserts (low level coherence).

Asはクロック3でネゲート(〕・イレベル)する。As is negated (]・level) at clock 3.

メモリシステムは、アドレスで示される番地のデータを
データバスに出力し、DCOをクロック4でアサートす
る。マイクロプロセッサは、クロック4でDCOのロー
レベルを検出し、現在のバスサイクルを終了し、次のバ
スサイクルへ進む。
The memory system outputs the data at the address indicated by the address to the data bus, and asserts DCO at clock 4. The microprocessor detects a low level on DCO at clock 4, ends the current bus cycle, and proceeds to the next bus cycle.

クロック5からクロック8はコプロセッサへの書き込み
のタイミングを示す。データバス上にはマイクロプロセ
ッサが書き込みデータを出力する。
Clock 5 to clock 8 indicate the timing of writing to the coprocessor. The microprocessor outputs write data onto the data bus.

これ以外は、クロック1からクロック4のメモリアクセ
スと同一である。
Other than this, it is the same as the memory access from clock 1 to clock 4.

クロック9からクロック14はウェイトサイクルのある
メモリアクセスを示す。メモリシステムクロック1〜4
に比べて1クロックサイクル分だけメモリアクセスが遅
くなっている。コプロセッサのアクセスに対しても、D
CIがアブートδnるまでウェイトサイクルをそう人し
現在のバスサイクルを延長する。
Clock 9 to clock 14 indicate memory access with wait cycles. Memory system clock 1~4
Memory access is delayed by one clock cycle compared to . For coprocessor access, D
The wait cycle is continued until the CI aborts δn, extending the current bus cycle.

第5図は、第2図のタイミングチャートを実現するマイ
クロプロセッサ内の回路の一構成例である。ステートマ
シン21は、マイクロプロセッサ内部のマイクロプログ
ラム(図示されていない)からの入出力要求信号22を
受は取ると、データ入出力の動作を開始する。このとき
、アドレス゛出力レジスタ(AOR)23.アクセスタ
イプ出力レジスタ(ATEも〕24、データ出力レジス
タ(DOR)25には、マイクロプログラムによって、
出力データが設定済みである。また、ステートマシ/1
はPLA(7’ログラマプル ロジックアレイHpro
grammable Logic Array)などに
よって実現できる。これらの回路は、従来のマイクロプ
ロセッサでも用いられていたものである。
FIG. 5 is an example of the configuration of a circuit within a microprocessor that implements the timing chart of FIG. 2. When the state machine 21 receives an input/output request signal 22 from a microprogram (not shown) inside the microprocessor, it starts data input/output operations. At this time, the address output register (AOR) 23. The access type output register (ATE) 24 and data output register (DOR) 25 are set by the microprogram.
Output data has already been set. Also, state machine/1
is PLA (7'loglample logic array Hpro
This can be realized using a grammable Logic Array or the like. These circuits were also used in conventional microprocessors.

−) 29.インバータ30%−通して、ステートマシ
ン21へ入力される。同様に、DC1入力信号NORゲ
ート29、インバータ30全通してステートマシン21
へ入力される。DCOのボンディングバット27の後段
には、通常2〜3段の入力インバータを接続する。この
うちの1段分t NORゲートに変え、、DCO,DC
Iの論理利金とっている。
-) 29. It is input to the state machine 21 through the inverter 30%. Similarly, DC1 input signal NOR gate 29, inverter 30 all pass through state machine 21
is input to. Normally, two to three stages of input inverters are connected after the bonding bat 27 of the DCO. Change one stage of these to a NOR gate, DCO, DC
I am taking the logical interest rate.

ここで、インバータ28.32のしきい値′d圧を、プ
ロセス的な工夫によって変えることにより、DCO入力
はTTLレベルコンハチプル、DClはMO8レベルコ
ンパチブルとすることもできる。
Here, by changing the threshold value 'd pressure of the inverter 28, 32 through a process, the DCO input can be made TTL level compatible and the DCl can be made MO8 level compatible.

第6図は、本発明の別の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

第6図において、DCO入力信号は第5図と同様インバ
ータ28、NORゲート29、インノ(−タ3Qe通し
てステートマシン21へ入力されている。ステートマシ
ン21は、第5図と同様、入出力要求信号22をもとに
データの入出力を制御する。
In FIG. 6, the DCO input signal is input to the state machine 21 through an inverter 28, a NOR gate 29, and an inverter 3Qe, as in FIG. Data input/output is controlled based on the request signal 22.

一方、DC1入力信号は、インノ(−タ32.同期化回
路45’に通してN0L(、ゲート29へ入力さ・−−
1剖T−圓オAピI斗 に)ヅキ’aq  3a。
On the other hand, the DC1 input signal is input to the gate 29 through the input gate 32 and the synchronization circuit 45'.
1 autopsy T-en o Api Ito) zuki'aq 3a.

35から成っている。ラッチ33,35はCLKのハイ
レベルで入力データをラッチし、ラッチ34はCLKの
ローレベルで入力データをラッチする。ラッチ33は、
クロックドインバータ36゜38およびインバータ37
から構成されている。
It consists of 35. Latches 33 and 35 latch input data when CLK is at a high level, and latch 34 latches input data when CLK is at a low level. The latch 33 is
Clocked inverter 36°38 and inverter 37
It consists of

同様に、ランチ34.35は、それぞれ、クロックドイ
ンバータ39,41および42,44、インバータ40
および43から構成されている。クロックドインバータ
36,41.42はCLKのハイレベルで導通し、クロ
ックドインバータ38゜39.44はCLKのローレベ
ルで導通する。
Similarly, the launches 34, 35 are connected to clocked inverters 39, 41 and 42, 44, and inverter 40, respectively.
and 43. Clocked inverters 36, 41, and 42 are conductive when CLK is at a high level, and clocked inverters 38, 41, and 44 are conductive when CLK is at a low level.

第6図の構成によれば、DCOは同期用のデータコンプ
リート入力信号として、DCIは非同期第7図は1本発
明の別の実施例である。、入力信号は、第5,6図と同
様、インバータ28、NORゲート29.インバータ3
0を通してステートマシ/21へ伝えられる。ステート
マシン21は、第5,6図と同様、入出力要求信号22
により、入出力動作を制御する。
According to the configuration of FIG. 6, the DCO is used as a data complete input signal for synchronization, and the DCI is asynchronous. FIG. 7 is another embodiment of the present invention. , the input signals are sent to the inverter 28, the NOR gate 29 . Inverter 3
0 to statemachine/21. As in FIGS. 5 and 6, the state machine 21 receives an input/output request signal 22.
controls input/output operations.

一方、DC1入力信号は、レベル変換回路50を通υ、
インバータ32へ入力される。例えば。
On the other hand, the DC1 input signal passes through the level conversion circuit 50 to
The signal is input to the inverter 32. for example.

レベル変換回路として、ECL (エミッタ カプルロ
ジック: Fjnitter Couple Logi
c)から0MO8への変換回路などが考えられる。この
場合、DCO入力信号はTTLまたは(MO8レベルの
入力ピンとして、DC1人力信号はECL論理からの入
力ピンとして使用できる。
As a level conversion circuit, ECL (emitter couple logic) is used.
A conversion circuit from c) to 0MO8 can be considered. In this case, the DCO input signal can be used as a TTL or (MO8 level input pin), and the DC1 human power signal can be used as an input pin from ECL logic.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、データを入出力する際のアクルツジ信
号の論理和回路をマイクロプロセッサチップ内に設けて
いる。このため、外付けのNORゲート、例えば74A
SO2(遅延時間〜4.5ns)分の回路遅延がなくな
り、メモリアクセスの高速化が可能となる。
According to the present invention, an OR circuit for an output signal when inputting and outputting data is provided in a microprocessor chip. For this reason, an external NOR gate, e.g. 74A
The circuit delay of SO2 (delay time ~4.5 ns) is eliminated, making it possible to speed up memory access.

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

第1図は本発明を適用するシステム構成例、第2図は本
発明の一実施例のタイミングチャート。 第3,4図はそれぞれリード/ライトの場合のフローチ
ャート、第5図は第2図のタイミングチャートを実現す
るマイクロプロセッサ内部の一構成例、第6,7図はそ
れぞれ本発明の別の実施例で躬/M / 747g7′社、、j   lOアL′ム人lL 
    /J  グー17≦ンプ2 /モリシステA 
    /I   アクを人タイ7′/4  テ゛−タ
コ〉/グーリ3 コア1 (y pツブ    /Z 
アL′ムスス)ty−ア  15 テ2タコン7′グ″
h/と/剛 グーF157丁 第31¥1 男4図 21 ステートマシン    δと 71タコン7′グ
ーL   AORアVしμpレジ゛入り4費 7汁スy
イ冷〃シン×i′  90尺 データ出〃レゾ人2  
θIベ データ、λζかしシ゛入7Fk  ’)−1’
720       As  71’lz人X)o−7
’第2図 z7 4ζタ m期ノLニロSチト 窮7図
FIG. 1 is an example of a system configuration to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a timing chart of one embodiment of the present invention. 3 and 4 are flowcharts for read/write, respectively, FIG. 5 is an example of an internal configuration of a microprocessor that realizes the timing chart of FIG. 2, and FIGS. 6 and 7 are respectively another embodiment of the present invention. Deman / M / 747g7' company,,j lO A L'am person lL
/J Goo 17≦ump 2 /Morisyste A
/I Akuwo person tie 7'/4 T-taco>/Guri 3 Core 1 (y ptsubu /Z
A L'musus) ty-a 15 te2tacon7'g''
h/to/Tsuyoshi Goo F157-cho No. 31 ¥1 Man 4 Figure 21 State machine δ and 71 Tapon 7' Goo L AOR A V and μp cash register 4 cost 7 soup y
I cold Shin x i' 90 shaku data out reso person 2
θI vector data, λζ mark input 7Fk')-1'
720 As 71'lz人X)o-7
'Fig. 2 z7 4ζta

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、マイクロプロセッサがアドレス信号、アドレススト
ローブ信号、リード/ライト信号を出力してメモリのア
クセスを要求し、メモリシステムは前記アドレス信号、
アドレスストローブ信号、リード/ライト信号を入力し
、データの読み出し/データの書き込みが終了したこと
を示すデータコンプリート信号を前記マイクロプロセッ
サへ返す入出力データのアクセス方式において、マイク
ロプロセッサが複数のデータコンプリート信号入力ピン
を有することを特徴とする入出力データの識別方式。
1. The microprocessor outputs an address signal, an address strobe signal, and a read/write signal to request memory access, and the memory system outputs the address signal,
In an input/output data access method in which an address strobe signal and a read/write signal are input and a data complete signal indicating completion of data reading/data writing is returned to the microprocessor, the microprocessor inputs multiple data complete signals. An input/output data identification method characterized by having an input pin.
JP61228185A 1986-09-29 1986-09-29 System for discriminating input/output data Pending JPS6383851A (en)

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