KR100353814B1

KR100353814B1 - 확장된 램 억세스 명령어를 억세스하는 시간을 향상시킨램 억세스 장치

Info

Publication number: KR100353814B1
Application number: KR1020000047843A
Authority: KR
Inventors: 이종오
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-09-27
Also published as: KR20020014511A

Abstract

본 발명은 간단한 하드웨어로 원래 내부에 존재하는 램을 억세스할 때와 동일하게 확장된 램을 1머신 사이클에 억세스할 수 있는, 램 억세스 장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 확장된 램 억세스 명령어를 억세스하는 시간을 향상시킨 램 억세스 장치에 있어서, 코드 매핑 룰에 따라 확장된 램을 억세스하는 명령어를 내부 램을 억세스하는 명령어로 매핑하여 저장하고 있으며, 롬으로부터의 명령어 페치 시 페치된 명령어가 확장된 램을 억세스하는 확장 램 억세스 명령어인지를 체크하는 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블; 상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블의 체크 결과, 페치된 명령어가 상기 확장 램 억세스 명령어일 경우 상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블로부터 인에이블되어 출력되는 제어 신호에 응답하여 상기 롬으로부터 페치된 노말 명령어 또는 상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블로부터 출력되는 변환된 명령어를 선택하여 명령어 레지스터로 출력하는 제1 선택 수단; 및 램을 억세스하기 위하여 상기 제어 신호에 응답하여 내부 램 어드레스 또는 확장 램 어드레스 생성부로부터 출력되는 확장 램 어드레스를 선택적으로 상기 램으로 출력하는 제2 선택 수단을 포함한다.

Description

확장된 램 억세스 명령어를 억세스하는 시간을 향상시킨 램 억세스 장치{RAM ACCESS DEVICE FOR IMPROVING ACCESS TIME OF EXTENDED RAM ACCESS CODE}

본 발명은 마이크로컨트롤러에 관한 것으로, 특히 확장된 램 억세스 명령어를 억세스하는 시간을 향상시킨 램 억세스 장치에 관한 것이다.

최근 세계적으로 홈 네트워킹 시스템의 개발이 한창 진행되고 있는 데, 이러한 시스템의 구현에 있어 꼭 필요한 것이 마이크로컨트롤러이며, 마이크로컨트롤러 중 가격이 싼 8비트 마이크로컨트롤러가 많이 사용되고 있다.

홈 네트워킹 시스템은 대부분의 가전기기나 사무기기를 인터넷에 연결하여 인터넷을 통해 제어하게 되는 데, 이를 위해서는 마이크로컨트롤러에서 인터넷 프로토콜을 수행할 수 있는 응용 프로그램을 수행하여야 한다. 여기서, 응용 프로그램의 수행 속도가 홈 네트워킹 시스템의 성능을 결정하게 되는 데, 이는 결국 응용 프로그램을 수행하는 마이크로컨트롤러의 명령어 수행 속도 시간이 홈 네트워킹 시스템의 성능을 결정하게 되는 것이다. 따라서, 마이크로컨트롤러가 이러한 응용 프로그램을 수행하기 위해서는 매우 큰 램(RAM)을 필요로 하고, 램 억세스 속도가 빨라야 한다. 그러나, 종래의 8비트 마이크로컨트롤러의 경우 내장된 램 크기가 대부분 256바이트 이하로서, 그 크기가 응용 프로그램을 수행하기에는 절대적으로 부족하다. 이에 따라, 내부 램 용량을 확장하게 되며, 이 확장된 내부 램을 억세스하는 속도가 개선되어야 한다.

일반적으로, 램 확장을 위해 종래의 외부 램 억세스 명령어를 그대로 사용하고 있는 데, 이는 내부 램 확장을 가능하게는 하지만 확장된 내부 램의 억세스 속도를 향상시키지 못한다.

일례로, 8비트 마이크로컨트롤러인 인텔 8051의 경우를 살펴보면 인텔 8051에서는 확장된 내부 램을 억세스하기 위해 MOVX 명령어를 사용하는 데, 이 MOVX 명령어는 원래 있던 내부 램을 억세스하기 위해 사용되는 MOV 명령어보다 1 머신 사이클(machine cycle) 더 많은 2 머신 사이클이 소요된다. 이해를 돕기 위해, 도 1에 인텔 8051의 MOVX 명령어와 MOV 명령어의 실행 사이클을 도시하였다.

이러한 문제를 해결하기 위해 확장된 램을 원래 있던 내부 램과 동일하게 1 머신 사이클에 억세스하도록 만들기 위해서는 명령어 코드를 새로 할당하여 내부 제어 로직을 수정해야 하는 데, 이는 매우 비효율적이며 구현 자체가 쉽지 않다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 간단한 하드웨어로 원래 내부에 존재하는 램을 억세스할 때와 동일하게 확장된 램을 1머신 사이클에 억세스할 수 있는, 램 억세스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 인텔 8051의 MOVX 명령어 및 MOV 명령어에 대한 실행 사이클을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 램 억세스 장치의 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명

100 : 롬 110 : 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블

120, 150 : 멀티플렉서 130 : 명령어 레지스터

140 : 확장 램 어드레스 생성부

160 : 확장 램

170 : 내부 램

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 확장된 램 억세스 명령어를 억세스하는 시간을 향상시킨 램 억세스 장치에 있어서, 코드 매핑 룰에 따라 확장된 램을 억세스하는 명령어를 내부 램을 억세스하는 명령어로 매핑하여 저장하고 있으며, 롬으로부터의 명령어 페치 시 페치된 명령어가 확장된 램을 억세스하는 확장 램 억세스 명령어인지를 체크하는 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블; 상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블의 체크 결과, 페치된 명령어가 상기 확장 램 억세스 명령어일 경우 상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블로부터 인에이블되어 출력되는 제어 신호에 응답하여 상기 롬으로부터 페치된 노말 명령어 또는 상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블로부터 출력되는 변환된 명령어를 선택하여 명령어 레지스터로 출력하는 제1 선택 수단; 및 램을 억세스하기 위하여 상기 제어 신호에 응답하여 내부 램 어드레스 또는 확장 램 어드레스 생성부로부터 출력되는 확장 램 어드레스를 선택적으로 상기 램으로 출력하는 제2 선택 수단을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 램 억세스 장치의 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 램 억세스 장치는 코드 매핑 룰(rule)에 따라 확장된 램을 억세스하는 명령어를 일반 램을 억세스하는 명령어로 매핑하여 저장하고 있으며, 매 사이클마다 명령어를 롬(100)으로부터 페치할 때 페치된 명령어가 확장된 램을 억세스하는 명령어인지를 체크하는 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블(110), 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블(110)의 체크 결과, 페치된 명령어가 확장된 램을 억세스하는 명령어일 경우 인에이블되는 제어 신호(Ext_RAM_access)에 응답하여 롬(100)으로부터 페치된 노말 명령어 또는 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블(110)로부터 출력되는 변환된 명령어를 선택하여 명령어 레지스터(130)로 출력하는 멀티플렉서(IR_MUX)(120) 및 제어 신호(Ext_RAM_access)에 응답하여 내부 램 어드레스 또는 확장 램 어드레스생성부(140)로부터 출력되는 확장 램 어드레스를 선택하여 램(확장 램(160) 및 내부 램(170) 포함)으로 출력하는 멀티플렉서(150)로 이루어지며, 멀티플렉서(150)로부터 출력되는 어드레스에 응답하여 확장 램(160) 및 내부 램(170)을 동일하게 억세스한다.

도 2를 참조하여, 본 발명에서 이루어지는 확장된 램을 억세스하는 동작에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 매 사이클마다 명령어를 롬(100)으로부터 페치할 때 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블(110)에서 페치된 명령어가 확장된 램을 억세스하는 확장 램 억세스 명령어인지를 체크하여, 만약, 확장 램 억세스 명령어인 경우 제어 신호(Ext_RAM_access)를 '1'로 인에이블시켜 멀티플렉서(120, 150)로 출력한다. 멀티플렉서(120)는 '1'로 인에이블된 제어 신호(Ext_RAM_access)에 따라 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블(110)로부터 출력되는 변환된 명령어를 선택하여 명령어 레지스터(130)로 보낸다.

확장 램 억세스 명령어 변환 테이블(110)의 코드 매핑 룰은 하드웨어가 가지고 있는 명령어 세트에 따라 달라진다. 코드 매핑 룰은 명령어가 램 읽기 또는 램 쓰기 명령인지를 판단하고, 판단 결과에 따라 명령어 사이클이 가장 짧은 명령어를 찾아 읽기와 쓰기로 분류하고, 구현 로직을 최소화하기 위해 최적화된 명령어를 일대일 매핑시킨다. 예를 들어, MOVX @DPTR, A 명령어가 실행되어야 한다면 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블(110)에서는 상기 명령어가 확장된 램을 억세스하는 확장 램 억세스 명령어이므로 제어신호(Ext_RAM_access) 신호를 '1'로 인에이블시켜출력하고, MOV R0, A 명령어를 변환된 명령어로 출력한다. 이때, 원래의 명령어(MOVX @DPTR, A)와 변환된 명령어(MOV R0, A)의 차이는 연산의 마지막 결과가 저장되는 누적기(Accumulator)의 값을 어디에 저장할 것인 가이다. 따라서, 멀티플렉서(150)에서 인에이블된 제어신호(Ext_RAM_access)에 응답하여 확장 램 어드레스 생성부(140)로부터 출력되는 확장 램 어드레스를 램으로 출력함으로써 저장할 곳의 램 어드레스를 선택하도록 한다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 간단한 하드웨어 구성으로 확장 램 억세스 명령어를 일반 내부 램 명령어로 변환시킴으로써 확장 램을 억세스하는 속도를 2배 이상 향상시킬 수 있으며, 이로부터 전체 프로그램 수행 속도의 향상과 전력 소모를 줄일 수 있는 추가의 효과를 얻을 수 있다.

Claims

확장된 램 억세스 명령어를 억세스하는 시간을 향상시킨 램 억세스 장치에 있어서,

코드 매핑 룰에 따라 확장된 램을 억세스하는 명령어를 내부 램을 억세스하는 명령어로 매핑하여 저장하고 있으며, 롬으로부터의 명령어 페치 시 페치된 명령어가 확장된 램을 억세스하는 확장 램 억세스 명령어인지를 체크하는 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블;

상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블의 체크 결과, 페치된 명령어가 상기 확장 램 억세스 명령어일 경우 상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블로부터 인에이블되어 출력되는 제어 신호에 응답하여 상기 롬으로부터 페치된 노말 명령어 또는 상기 확장 램 억세스 명령어 변환 테이블로부터 출력되는 변환된 명령어를 선택하여 명령어 레지스터로 출력하는 제1 선택 수단; 및

램을 억세스하기 위하여 상기 제어 신호에 응답하여 내부 램 어드레스 또는 확장 램 어드레스 생성부로부터 출력되는 확장 램 어드레스를 선택적으로 상기 램으로 출력하는 제2 선택 수단

을 포함하여 이루어지는 램 억세스 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 코드 매핑 룰은,

명령어 세트에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 램 억세스 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 코드 매핑 룰은,

상기 페치된 명령어가 램 읽기 또는 램 쓰기 명령인지를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 명령어 사이클이 가장 짧은 명령어를 찾아 읽기와 쓰기로 분류한 후 상기 페치된 명령어를 최적화된 명령어를 일대일 매핑하는 것을 특징으로 하는 램 억세스 장치.