KR0168202B1 - Clock switching device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로프로세서의 I/O보드 제어장치에 관한 것으로서, 특히 액세스 타이밍이 서로 다른 I/O장치를 제어하는 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치에 관한 것이다. I/O장치의 처리속도에 맞는 빠르기로 효율적으로 동작시키는 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치에 있어서, 소정의 액세스하고자하는 상기 소정의 I/O장치에 어드레스를 출력하는 어드레스생성부; 어드레스의 비트라인의 모든 레벨이 하이상태인지를 감지하는 어드레스감지부; 상기 어드레스신호를 유입하여 디코드하는 디코더부; 상기 디코더부의 값을 유입하여 I/O장치가 데이터처리하는 소정의 기간 동안 시간을 지연하는 지연부; 상기 지연부에서 출력하는 지연신호와 디코더부 및 어드레스신호를 유입하여 상기 I/O장치를 액세스하는 어드레스신호를 소정의 기간동안 유지시키는 게이트부; 및 상기 어드레스감지부에서 상기 I/O장치를 액세스하는 어드레스가 감지되면 상기 I/O클락을 로우레벨로 하여 적절한 속도로 I/O장치를 제어하는 프로세서제어부를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명의 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치는 액세스되는 I/O장치들의 처리속도에 따라 해당 I/O장치의 속도에 맞는 I/O제어 클락이 최적으로 조정됨으로써 시스템의 효율을 높일 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an I / O board controller of a microprocessor, and more particularly, to a clock switching device of a digital processor for controlling I / O devices having different access timings. A clock switching device of a digital processor for efficiently operating at a high speed suitable for a processing speed of an I / O device, the clock switching device comprising: an address generator for outputting an address to the predetermined I / O device to be accessed; An address detecting unit for detecting whether all levels of the bit lines of the address are high; A decoder unit for introducing and decoding the address signal; A delay unit for introducing a value of the decoder unit and delaying a time for a predetermined period during which an I / O device processes data; A gate unit for introducing a delay signal output from the delay unit, a decoder unit and an address signal to maintain an address signal for accessing the I / O device for a predetermined period; And a processor controller configured to control the I / O device at an appropriate speed by setting the I / O clock to a low level when the address detecting unit detects an address for accessing the I / O device. The clock switching device of the digital processor of the present invention can increase the efficiency of the system by optimally adjusting the I / O control clock according to the speed of the I / O device according to the processing speed of the accessed I / O devices.
Description
제1도는 본 발명을 설명하기 위한 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치의 개략적 블록도.1 is a schematic block diagram of a clock switching device of a digital processor for explaining the present invention.
제2도는 제1도에 도시된 블록에 대한 세부 블록도.2 is a detailed block diagram of the block shown in FIG.
제3도는 본 발명에 따른 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치에서 데이터 라이트 수행시의 타이밍도.3 is a timing diagram when data write is performed in a clock switching device of a digital processor according to the present invention.
본 발명은 마이크로프로세서의 I/O보드 제어장치에 관한 것으로서, 특히 액세스 타이밍이 서로 다른 I/O장치를 제어하는 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an I / O board controller of a microprocessor, and more particularly, to a clock switching device of a digital processor for controlling I / O devices having different access timings.
종래의 기술에서는 마이크로프로세서가 메모리나 I/O장치를 액세스할 때 동일한 시스템클락을 사용했다. 그러나 마이크로프로세서의 처리속도가 빨라지면서 또한 부수적으로 메모리나 I/O장치도 빠른 속도가 요구되었다.In the prior art, microprocessors used the same system clock to access memory or I / O devices. However, as the speed of microprocessors increased, the memory and I / O devices also required faster speeds.
이 때, 메모리의 경우에 램(RAM)은 마이크로프로세서에서 항시 액세스되기 때문에 램의 액세스 속도는 마이크로프로세서의 처리 속도에 결정적으로 영향을 주는 반면에 디스플레이 I/O장치와 같은 경우는 사람이 인식할 정도로만 빠르면 되므로 I/O처리 속도를 마이크로프로세서만큼 높게할 필요성이 없기 때문에 마이크로프로세서에서는 속도가 느린 I/O장치들을 액세스하는 경우가 있다.In this case, since the RAM is always accessed from the microprocessor in the case of memory, the access speed of the RAM decisively affects the processing speed of the microprocessor, while in the case of display I / O devices, humans may not recognize it. Microprocessors often access slower I / O devices because they need to be as fast as they need, so there is no need to increase the I / O throughput as high as a microprocessor.
그러나 마이크로프로세서의 빠른 속도를 유지하면서 I/O장치들을 제어하기 위해서, 속도가 느린 다른 I/O장치를 동시에 제어하는 방법은 PLL(phase locked loop)을 사용하여 클락을 제어하는 방법이 있으나 클락의 듀티(duty)가 50%가 되어야 하는 문제점이 있다.However, in order to control I / O devices while maintaining the high speed of the microprocessor, a method of controlling other slow I / O devices simultaneously is to control the clock using a phase locked loop (PLL). There is a problem that the duty should be 50%.
또한, 인텔사의 미국 특허번호 5,247,636에 개시된 기술은 마이크로프로세서가 I/O 각각의 느림/빠름의 신호를 생성해야 하며 느린 정도가 다수개인 장치를 사용하는 경우에는 가장 느린 장치의 속도의 클락에 맞추어서 시스템이 전반적으로 속도가 저하되는 문제점이 있었다.In addition, the technology disclosed in Intel Corporation U.S. Patent No. 5,247,636 requires the microprocessor to generate a slow / fast signal for each of the I / Os, and when using multiple slow devices, the system is designed to match the speed of the slowest device. There was a problem that the overall speed is reduced.
웨이트(wait) 모드를 사용하는 경우에는 I/O의 경우 모두 한 번에 제어됨으로 선택적인 제어가 될 수 없었다.In the case of using the wait mode, the I / O was controlled all at once, and thus could not be a selective control.
본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 창안한 것으로서 여러 처리속도를 갖는 다수의 I/O들에 대하여 각각의 속도에 맞는 빠르기로 효율적으로 동작시키는 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and to provide a clock switching device of a digital processor that efficiently operates at a high speed for each of a plurality of I / Os having various processing speeds.
상기 목적을 달성하기 위한 마이크로프로세서와 접속된 다수의 I/O장치들에 대하여 각각의 I/O장치의 처리속도에 맞는 빠르기로 효율적으로 동작시키는 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치에 있어서, 소정의 액세스하고자하는 상기 소정의 I/O장치에 어드레스를 출력하는 어드레스생성부; 어드레스의 비트라인의 모든 레벨이 하이상태인지를 감지하는 어드레스감지부; 상기 어드레스신호를 유입하여 디코드하는 디코더부; 상기 디코더부의 값을 유입하여 I/O장치가 데이터처리하는 소정의 기간 동안 시간을 지연하는 지연부; 상기 지연부에서 출력하는 지연신호와 디코더부 및 어드레스신호를 유입하여 상기 I/O장치를 액세스하는 어드레스신호를 소정의 기간동안 유지시키는 게이트부; 및 상기 어드레스감지부에서 상기 I/O장치를 액세스하는 어드레스가 감지되면 상기 I/O클락을 로우레벨로 하여 적절한 속도로 I/O장치를 제어하는 프로세서제어부를 포함함을 특징으로 한다.A clock switching device of a digital processor that efficiently operates a plurality of I / O devices connected to a microprocessor to achieve the above object at a high speed suitable for the processing speed of each I / O device. An address generator for outputting an address to the predetermined I / O device; An address detecting unit for detecting whether all levels of the bit lines of the address are high; A decoder unit for introducing and decoding the address signal; A delay unit for introducing a value of the decoder unit and delaying a time for a predetermined period during which an I / O device processes data; A gate unit for introducing a delay signal output from the delay unit, a decoder unit and an address signal to maintain an address signal for accessing the I / O device for a predetermined period; And a processor controller configured to control the I / O device at an appropriate speed by setting the I / O clock to a low level when the address detecting unit detects an address for accessing the I / O device.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명을 설명하기 위한 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치의 개략적 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a clock switching device of a digital processor for explaining the present invention.
제1도에 도시된 장치는 마이크로프로세서(110), 풀업부(120), 처리속도가 빠른 I/O부(130), 처리속도가 느린 I/O부(140)를 포함한다.The apparatus shown in FIG. 1 includes a microprocessor 110, a pull-up unit 120, an I / O unit 130 having a high processing speed, and an I / O unit 140 having a slow processing speed.
제1도에서 처리속도가 느린 I/O부를 액세스하여 라이트를 하고자 하면 마이크로프로세서(110)는 처리속도가 느린 I/O부(140)에 맞는 클럭으로 데이터를 처리하고 데이터 처리를 완료할 때까지 어드레스 값을 유지한다.In FIG. 1, when accessing and writing the slow I / O unit is performed, the microprocessor 110 processes the data with a clock corresponding to the slow I / O unit 140 until the data processing is completed. Keep the address value.
제2도는 제1도에 도시된 블록에 대한 세부 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the block shown in FIG.
제2도에 도시된 장치는 프로세서제어부(200), 어드레스버퍼(212), 어드레스 감지부(214), 데이터I/O부(216), 풀업부(224), 디코더부(226), 지연부(228), 게이트부(230), I/O부(236)를 포함한다.The apparatus shown in FIG. 2 includes a processor controller 200, an address buffer 212, an address detector 214, a data I / O unit 216, a pull-up unit 224, a decoder unit 226, and a delay unit. 228, a gate portion 230, and an I / O portion 236.
제2도의 구성에 따른 마이크로프로세서(A)에서 I/O장치(B)로 데이터를 라이트하는 동작을 살펴보면, 어드레스생성부(212)에서 I/O장치(B)를 액세스하기 위한 어드레스 데이터를 어드레스버스(218)에 인가한다.Referring to the operation of writing data from the microprocessor A according to the configuration of FIG. 2 to the I / O device B, the address generator 212 addresses address data for accessing the I / O device B. FIG. To bus 218.
이 때, n개의 어드레스라인은 풀업저항으로 구성된 풀업부(224)에 의해 풀업되어 어드레스버스(218)에 어드레스가 인가가 되지 않을 때는 풀업부(224)에 의해 하이레벨을 유지하게 된다. 따라서, 어드레스 감지부(214)는 어드레스버스의 레벨이 모두 하이레벨로 되어 있는지를 감지하여 하이레벨이 확인되면 프로세서제어부(200)에 어드레스버스가 현재 사용중이 아님을 알린다.At this time, the n address lines are pulled up by the pull-up unit 224 composed of pull-up resistors, and are maintained at the high level by the pull-up unit 224 when no address is applied to the address bus 218. Therefore, the address detecting unit 214 detects whether the levels of the address buses are all high, and if the high level is confirmed, the address detecting unit 214 notifies the processor control unit 200 that the address bus is not currently in use.
I/O장치에 있는 디코더부(226)는 유입된 어드레스가 자신의 I/O장치에 대응되는 어드레스이면 로우레벨의 신호를 게이트부(230)의 노아게이트(232)와 타임제어부(228)에 출력한다.The decoder unit 226 in the I / O device transmits a low level signal to the noar gate 232 and the time control unit 228 of the gate unit 230 when the introduced address is an address corresponding to its own I / O device. Output
이 때, 타임제어부(228)는 I/O장치(B)가 데이터를 라이트 수행 완료할 때까지 속도가 빠른 마이크로프로세서의 어드레스의 액세스 기간을 연장시키기 위하여 일정 기간 로우레벨을 유지하여 노아게이트(232)에 출력한다. 노아게이트(232)는 디코더부(226)와 타임제어부(228)의 출력신호와 어드레스버스(218)의 소정의 라인비트를 유입하여 하이레벨을 출력하여 NMOS타입의 트랜지스터(234)의 게이트에 출력한다. 트랜지스터(234)는 하이레벨의 신호를 게이트에 유입하여 어드레스의 0비트라인을 0레벨로 타임제어부(228)에서 설정한 지연시간만큼 유지한다. 또한 어드레스버스(218)의 0비트라인이 하이레벨이면 하이레벨을 소정의 시간동안 지연시킨다.At this time, the time controller 228 maintains the low level for a predetermined period of time to extend the access period of the address of the fast microprocessor until the I / O device B completes writing data. ) The NOA gate 232 inputs the output signal of the decoder unit 226 and the time control unit 228 and predetermined line bits of the address bus 218 and outputs a high level to the gate of the NMOS transistor 234. do. The transistor 234 introduces a high level signal into the gate and maintains the zero bit line of the address at the zero level for the delay time set by the time controller 228. If the 0 bit line of the address bus 218 is at the high level, the high level is delayed for a predetermined time.
여기서, 트랜지스터(234)와 노아게이트(232)로 구성된 게이트부는 어드레스버스 비트라인들에 각각 대응하여 접속되며 게이트부(230)는 어드레스버스(218)의 비트라인 수만큼 해당 비트라인의 레벨을 유지하는 다수의 게이트부들 중 하나이다.Here, the gate portion composed of the transistor 234 and the noah gate 232 is connected to the address bus bit lines, respectively, and the gate portion 230 maintains the level of the corresponding bit line by the number of bit lines of the address bus 218. It is one of a plurality of gate parts.
한편, 프로세서제어부(200)는 I/O장치(B)에 리드/라이트 제어라인에 로우레벨을 인가하면 I/O제어부(236)에서는 데이터버스(222)를 통하여 데이터를 유입하여 저장한다.On the other hand, when the processor controller 200 applies a low level to the read / write control line to the I / O device B, the I / O controller 236 injects and stores data through the data bus 222.
제3도는 본 발명에 따른 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치에서 데이터 라이트 수행시의 타이밍도이다.3 is a timing diagram when data write is performed in the clock switching device of the digital processor according to the present invention.
CLK는 마이크로프로세서의 시스템클락이고 I/O장치(230)의 게이트부(230)에서 데이터 처리 수행기간 동안 어드레스버스의 비트를 유지시키면 어드레스감지부(214)에서는 어드레스가 모두 하이레벨인지를 감지하여 하이레벨이 아닐 경우에는 로우레벨의 신호를 프로세서제어부(200)에 인가한다. 이 때, 프로세서제어부(200)는 CLK0의 클락을 로우레벨로 유지하여 데이터I/O부(216)에 인가하여 데이터I/O부(216)에서 I/O제어부(236)의 처리속도에 맞게 라이트할 데이터를 송신할 수 있도록 한다.CLK is a system clock of the microprocessor and when the gate portion 230 of the I / O device 230 maintains the bits of the address bus for the period of data processing, the address sensing unit 214 detects whether all addresses are high level. If not, the low level signal is applied to the processor controller 200. At this time, the processor control unit 200 maintains the clock of CLK0 at a low level and applies it to the data I / O unit 216 to match the processing speed of the I / O control unit 236 in the data I / O unit 216. Allows you to send data to write.
I/O장치(B)의 디코더부(226)은 시스템 클락(CLK)의 T1에서 어드레스를 받아 디코딩한다. 이 때, 디코딩데이터가 로우레벨이면 어드레스라인을 래취하고 타임제어부(228)의 소정의 기간동안 출력을 로우레벨 상태로 유지한다.The decoder unit 226 of the I / O device B receives and decodes the address at T1 of the system clock CLK. At this time, if the decoding data is at the low level, the address line is latched and the output is kept at the low level for a predetermined period of time.
마이크로프로세서 클락CLK의 T2에서 어드레스감지부(214)의 로우레벨신호를 유입한 프로세서제어부(200)에서 I/O제어 클락 CLK0를 로우레벨로 유지시키고 I/O제어부(236)에서 데이터를 가져가서 라이트 수행을 완료할 시점이 되면 CLK의 T3에서 타임제어부(228)의 출력이 하이레벨로 되어 노아게이트(232) 출력신호를 로우레벨로 되고 NMOS 트랜지스터(234)를 차단시켜 어드레스버스 라인을 하이레벨로 유지시킨다. 이에 따라, 어드레스감지부(214)의 출력신호는 하이레벨이 되어 프로세서제어부(200)의 제어에 의해 이 후 I/O제어 클락 CLK0는 마이크로프로세서 클락 CLK와 동일한 주기로 작동된다. 상기 동작설명은 라이트 수행에 한해서 기술되었지만 리드수행시에서도 동일한 원리로 동작된다.The processor control unit 200, which has received the low level signal of the address detecting unit 214 at T2 of the microprocessor clock CLK, maintains the I / O control clock CLK0 at a low level and takes data from the I / O control unit 236. When it is time to complete the write, the output of the time control unit 228 becomes high level at T3 of CLK, and the output signal of the NOA gate 232 becomes low level, and the NMOS transistor 234 is cut off, thereby making the address bus line high level. Keep it at Accordingly, the output signal of the address detecting unit 214 becomes high level, and under the control of the processor control unit 200, the I / O control clock CLK0 is operated at the same period as the microprocessor clock CLK. Although the above operation description is described only for performing the write, the same operation is performed when performing the read.
따라서, 상술한 바와 같이 본 발명의 디지털 프로세서의 클락 스위칭 장치는 액세스되는 I/O장치들의 처리속도에 따라 해당 I/O장치의 속도에 맞는 I/O제어 클락이 최적으로 조정됨으로써 시스템의 효율을 높일 수 있다.Accordingly, as described above, the clock switching device of the digital processor of the present invention optimizes the efficiency of the system by adjusting the I / O control clock according to the speed of the corresponding I / O device according to the processing speed of the accessed I / O devices. It can increase.
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