KR101031417B1 - Micro Processor Unit with non-volatile memory register and control method therefor - Google Patents

Micro Processor Unit with non-volatile memory register and control method therefor Download PDF

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Abstract

본 발명은 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치 및 제어 방법에 관한 것으로써, 특히, 메모리 레지스터 영역과 제어 로직 영역으로 구분되는 마이크로 프로세서 장치(Micro Processor Unit;MPU)에 있어서 전원이 오프될 경우에도 데이타가 소거되지 않는 비휘발성 메모리 레지스터를 구비하여 고속 동작이 가능하도록 하는 기술을 개시한다. 이를 위해, 본 발명은 프로그램 명령을 실행하기 위한 명령신호, 어드레스 및 데이타를 포함하는 각종 콘텐츠들을 비휘발성 강유전체 레지스터에 비휘발성으로 저장하고, 파워-온 동작 이후에 별도의 리셋 인터럽트 신호가 발생하지 않을 경우 파워-오프 상태를 유지하는 비휘발성 메모리 레지스터 영역과, 비휘발성 메모리 레지스터 영역에 저장된 각종 콘텐츠들을 기반으로 데이타 처리를 수행하는 제어로직 영역을 구비한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microprocessor device and a control method having a nonvolatile register. In particular, the present invention relates to data in a microprocessor unit (MPU) that is divided into a memory register area and a control logic area. Disclosed is a technique for providing high-speed operation by providing a nonvolatile memory register that is not erased. To this end, the present invention non-volatilely stores various contents including a command signal, an address, and data for executing a program command in a nonvolatile ferroelectric register, and a separate reset interrupt signal does not occur after a power-on operation. And a control logic area for performing data processing based on various contents stored in the nonvolatile memory register area.

Description

비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치 및 제어 방법{Micro Processor Unit with non-volatile memory register and control method therefor}Microprocessor unit with non-volatile memory register and control method therefor}

도 1은 종래의 휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 구성도. 1 is a block diagram of a conventional microprocessor device having a volatile register.

도 2는 종래의 휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 시스템 부팅 동작 흐름도. 2 is a flowchart of a system boot operation of a microprocessor device having a conventional volatile register.

도 3은 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 구성도. 3 is a schematic diagram of a microprocessor device having a nonvolatile register in accordance with the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 제어 방법의 시스템 부팅 동작 흐름도. 4 is a system boot operation flow diagram of a method of controlling a microprocessor having a nonvolatile register in accordance with the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 제어 방법의 파워-온 리셋 동작에 관한 흐름도.5 is a flowchart of a power-on reset operation of a microprocessor control method having a nonvolatile register according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 비휘발성 메모리 레지스터에 관한 상세 회로도. 6 is a detailed circuit diagram of a nonvolatile memory register of a microprocessor device having a nonvolatile register according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 파워-온 리셋 모드시의 동작 타이밍도. 7 is an operation timing diagram in a power-on reset mode of a microprocessor device having a nonvolatile register according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 리셋 인터럽트시의 동작 타이밍도. 8 is an operation timing diagram at reset interrupt of a microprocessor device having a nonvolatile register according to the present invention;                 

도 9는 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 레지스터 콘텐츠 업데이트에 관한 동작 타이밍도. 9 is an operation timing diagram for updating register contents of a microprocessor device having a nonvolatile register in accordance with the present invention.

본 발명은 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치 및 제어 방법에 관한 것으로써, 특히, 전원이 오프될 경우에도 데이타가 소거되지 않는 비휘발성 메모리 레지스터를 구비하여 마이크로 프로세서 장치(Micro Processor Unit;MPU)의 고속 동작이 가능하도록 하는 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microprocessor device and a control method having a nonvolatile register, and more particularly, to a microprocessor unit having a nonvolatile memory register that does not erase data even when the power is turned off. It is a technology that enables high speed operation.

도 1은 종래의 휘발성 메모리 레지스터(Volatile memory register)를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a microprocessor device having a conventional volatile memory register.

종래의 마이크로 프로세서 장치는 CPU(Central Processor Unit)를 포함하여 데이타 처리를 수행하며, 일시적인 데이타를 저장하기 위한 휘발성 메모리 레지스터 영역(10)과 데이타 처리에 관련된 제어 로직 영역(30)을 구비한다. The conventional microprocessor device includes a central processor unit (CPU) to perform data processing, and includes a volatile memory register area 10 for storing temporary data and a control logic area 30 related to data processing.

여기서, 휘발성 메모리 레지스터 영역(10)은 명령 레지스터(Instruction Register;IR)(11), 프로그램 카운터(Program Counter;PC)(12), 스택 포인터(Stack Pointer;SP)(13), 인덱스 레지스터(Index Register;14), 어드레스 레지스터(Address Register;15), 데이타 레지스터(Data Register;16), 누산기(Accumulator;17), 플래그 레지스터(Flag Register;18), 상태 레지스터(State Register;19) 및 기타 레지스터들(Other Registers;20)을 구비한다. Herein, the volatile memory register area 10 includes an instruction register (IR) 11, a program counter (PC) 12, a stack pointer (SP) 13, and an index register (Index). Register 14, Address Register 15, Data Register 16, Accumulator 17, Flag Register 18, State Register 19 and other registers. Other registers 20.                         

또한, 제어 로직 영역(30)은 명령 디코더(Command Decoder;31), 연산 로직 유니트(ALU;Arithmetic Logic Unit;32), 버스 인터페이스 유니트(Bus Interface Unit;33), 클럭 발생부(34) 및 기타 제어 로직들(35)을 구비한다. In addition, the control logic region 30 may include a command decoder 31, an arithmetic logic unit 32, a bus interface unit 33, a clock generator 34, and the like. With control logics 35.

도 2는 종래의 휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 시스템 부팅(Booting) 동작에 관한 흐름도이다. 2 is a flowchart of a system booting operation of a microprocessor device having a conventional volatile register.

시스템이 파워-온 상태가 되면(단계 S1), 리셋신호 RS가 발생하여(단계 S2) 마이크로 프로세서가 초기화된다.(단계 S3) 이에 따라, 시스템 동작이 초기화 상태가 되는 오퍼레이팅(Operating) 시스템 부팅 동작을 수행한다.(단계 S4)When the system is in the power-on state (step S1), a reset signal RS is generated (step S2) and the microprocessor is initialized. (Step S3) An operating system boot operation in which the system operation becomes an initialization state. (Step S4).

그런데, 이러한 종래의 마이크로 프로세서 장치는 파워-오프시 데이타가 소거되는 휘발성 메모리 레지스터 영역(10)을 구비하기 때문에, 파워-오프에서 파워-온 상태가 될 경우 별도의 시스템 부팅 과정을 필요로 한다. 이에 따라, 마이크로 프로세서 장치의 성능이 저하될 뿐 아니라, 시스템 동작 속도가 느려지게 되는 문제점이 있다. However, since the conventional microprocessor device includes a volatile memory register region 10 in which data is erased at power-off, a separate system booting process is required when the power-off state is performed at power-off. Accordingly, there is a problem that not only the performance of the microprocessor device is degraded but also the system operation speed is slowed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히, 전원이 오프될 경우에도 데이타가 소거되지 않는 비휘발성 메모리 레지스터를 구비하여 마이크로 프로세서 장치(Micro Processor Unit;MPU)의 고속 동작이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, a high speed operation of a microprocessor unit (MPU) is possible by including a nonvolatile memory register which does not erase data even when the power is turned off. The purpose is to make it.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치는, 프로그램 명령을 실행하기 위한 명령신호, 어드레스 및 데이타를 포함하는 각종 콘텐츠들을 비휘발성 강유전체 레지스터에 저장하고, 파워-온 동작 이후에 별도의 리셋 인터럽트 신호가 발생하지 않을 경우 파워-오프 상태를 유지하는 비휘발성 메모리 레지스터 영역; 및 비휘발성 메모리 레지스터 영역에 저장된 각종 콘텐츠들을 기반으로 데이타 처리를 수행하는 제어로직 영역을 구비함을 특징으로 한다. A microprocessor device having a nonvolatile register of the present invention for achieving the above object stores a variety of contents including a command signal, an address and data for executing a program instruction in a nonvolatile ferroelectric register, and power-on operation. A nonvolatile memory register region which maintains a power-off state when no separate reset interrupt signal is generated later; And a control logic area for performing data processing based on various contents stored in the nonvolatile memory register area.

또한, 본 발명의 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 제어 방법은, 시스템의 파워-온 동작시 입력되는 리셋신호에 의해 비휘발성 메모리 레지스터 영역에 저장된 데이타를 복구하는 제 1단계; 및 데이타의 복구 완료 이후에 파워-오프 상태로 진입하여 오퍼레이팅 시스템 동작을 수행하는 제 2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the method of controlling a microprocessor having a nonvolatile register according to the present invention includes: a first step of recovering data stored in a nonvolatile memory register area by a reset signal input during a power-on operation of a system; And a second step of entering a power-off state to perform an operating system operation after completion of data recovery.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 구성도이다. 3 is a block diagram of a microprocessor device having a nonvolatile register according to the present invention.

본 발명은 CPU(Central Processor Unit)를 포함하여 데이타 처리를 수행하고, 일시적인 데이타를 저장하며 전원이 오프될 경우 데이타가 소거되지 않는 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)과, 데이타 처리에 관련된 제어 로직 영역(300)을 구비한다. The present invention includes a central processor unit (CPU) for performing data processing, storing temporary data, and a nonvolatile memory register area 100 in which data is not erased when the power is turned off, and a control logic area related to data processing. 300.

여기서, 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)은 명령 레지스터(Instruction Register;IR)(110), 프로그램 카운터(Program Counter;PC)(120), 스택 포인터(Stack Pointer;SP)(130), 인덱스 레지스터(Index Register;140), 어드레스 레지스터(Address Register;150), 데이타 레지스터(Data Register;160), 누산기(Accumulator;170), 플래그 레지스터(Flag Register;180), 상태 레지스터(State Register;190) 및 기타 레지스터들(Other Registers)을 구비한다. Herein, the nonvolatile memory register area 100 includes an instruction register (IR) 110, a program counter (PC) 120, a stack pointer (SP) 130, and an index register ( Index Register 140, Address Register 150, Data Register 160, Accumulator 170, Flag Register 180, State Register 190 and others. Other registers.

그리고, 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)은 콘텐츠 천이 검출부(Contents Transition Detection;210)와, 업데이트 블럭(Updata Block;220)을 구비한다. The nonvolatile memory register area 100 includes a contents transition detection unit 210 and an update block 220.

여기서, 콘텐츠 천이 검출부(210)는 각각의 레지스터들(110~200)에서 특정 콘텐츠의 데이타가 변경될 경우 이를 검출하여 콘텐츠 천이 검출신호 CTD를 출력한다. 그리고, 업데이트 블럭(220)은 콘텐츠 천이 검출신호 CTD의 활성화시 변화된 데이타를 비휘발성 레지스터들(110~200)에 재저장 하기 위한 라이트 조정 신호들을 발생한다. Here, the content transition detection unit 210 detects when data of a specific content is changed in each of the registers 110 to 200 and outputs a content transition detection signal CTD. The update block 220 generates write adjustment signals for restoring the changed data in the nonvolatile registers 110 to 200 when the content transition detection signal CTD is activated.

또한, 제어 로직 영역(300)은 명령 디코더(Command Decoder;310), 연산 로직 유니트(ALU;Arithmetic Logic Unit;320), 버스 인터페이스 유니트(Bus Interface Unit;330), 클럭 발생부(340) 및 기타 제어 로직들(350)을 구비한다. In addition, the control logic area 300 may include a command decoder 310, an arithmetic logic unit 320, a bus interface unit 330, a clock generator 340, and the like. Control logics 350.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 전원이 오프 상태에서 파워-온될 경우 리셋신호 RS_PWR가 활성화되어 초기화된다. 그리고, 오펴레이팅 리셋신호 RS_OS는 후술하는 리셋 인터럽트 신호 RS_IN에 의해 발생되어 시스템을 초기화시킨다. In the present invention having such a configuration, the reset signal RS_PWR is activated and initialized when the power is turned on in the off state. The reset reset signal RS_OS is generated by the reset interrupt signal RS_IN described later to initialize the system.

도 4는 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 제어 방법의 시스템 부팅 동작에 관한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a system booting operation of a method of controlling a microprocessor having a nonvolatile register according to the present invention.

먼저, 시스템이 파워-온 상태가 되면(단계 S10), 리셋신호 RS_PWR가 발생하고(단계 S11), 마이크로 프로세서는 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)에 저장된 데이타를 복구(Retrieve)한다.(단계 S12) First, when the system is in a power-on state (step S10), a reset signal RS_PWR is generated (step S11), and the microprocessor retrieves data stored in the nonvolatile memory register area 100 (step S12). )

이후에, 시스템 동작이 초기화 상태가 되는 오퍼레이팅(Operating) 시스템 부팅 동작을 스킵(Skip)하고 이전의 파워-오프 상태로 진입한다.(단계 S13) 이어서, 시스템의 파워-오프 상태로부터 바로 진행되는 동작을 수행한다.(단계 S14)Thereafter, the operating system booting operation in which the system operation is initialized is skipped and the previous power-off state is entered (step S13). The operation proceeds immediately from the power-off state of the system. (Step S14).

도 5는 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 제어 방법의 파워온 리셋 동작에 관한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a power-on reset operation of a method of controlling a microprocessor having a nonvolatile register according to the present invention.

먼저, 시스템이 파워-온 상태가 되면(단계 S20), 리셋신호 RS_PWR가 발생하여(단계 S21), 프로그램 카운터(120)가 비휘발성 메모리 레지스터 복구 명령의 시작 번지로 셋팅된다.(단계 S22) 즉, 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)의 데이타를 복구하기 위한 명령 프로그램의 처음 번지로 프로그램 카운터(120)가 셋팅된다. First, when the system is in the power-on state (step S20), a reset signal RS_PWR is generated (step S21), so that the program counter 120 is set to the start address of the nonvolatile memory register recovery command. (Step S22) The program counter 120 is set to the first address of an instruction program for restoring data in the nonvolatile memory register area 100.

이후에, 비휘발성 메모리 레지스터의 데이타가 복구가 완료되면(단계 S23) 파워-오프 상태로 전환하여 이전 상태가 계속 진행될 수 있도록 한다.(단계 S24)Thereafter, when the data in the nonvolatile memory register has been recovered (step S23), it is switched to the power-off state so that the previous state can continue. (Step S24)

이어서, 오퍼레이팅 시스템 영역에서 시스템 동작이 진행되는 도중에 리셋 인터럽트 신호 RS_IN가 발생하면(단계 S25) 오퍼레이팅 리셋신호 RS_OS가 발생한다.(단계 S26) 이에 따라, 프로그램 카운터(120)가 오퍼레이팅 시스템의 시작 번지로 셋팅되어(단계 S27), 오퍼레이팅 시스템이 처음부터 다시 부팅하는 상태가 된 다.(단계 S28) Subsequently, if the reset interrupt signal RS_IN is generated while the system operation is in progress in the operating system area (step S25), the operating reset signal RS_OS is generated (step S26). Accordingly, the program counter 120 moves to the start address of the operating system. Is set (step S27), the operating system is rebooted from the beginning (step S28).

즉, 리셋 인터럽트 신호 RS_IN가 발생되지 않는 한 이전의 상태가 계속 이어지도록 하며, 재부팅 동작이 필요한 경우에만 리셋 인터럽트 신호 RS_IN을 활성화시켜 재부팅 동작을 수행한다. That is, unless the reset interrupt signal RS_IN is generated, the previous state continues, and only when the reboot operation is required, the reset interrupt signal RS_IN is activated to perform the reboot operation.

도 6은 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)에 관한 상세 회로도이다. 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)에 구비된 모든 레지스터들(110~200)은 그 구성이 동일하며, 본 발명에서는 명령 레지스터(110)를 그 실시예로 설명한다. 6 is a detailed circuit diagram of a nonvolatile memory register region 100 of a microprocessor device having a nonvolatile register according to the present invention. All registers 110 to 200 included in the nonvolatile memory register area 100 have the same configuration, and the command register 110 will be described as an embodiment in the present invention.

명령 레지스터(110)는 풀업부(111), P-래치부(112), 입/출력부(113), 비휘발성 강유전체 캐패시터부(114), N-래치부(115) 및 풀다운부(116)를 구비한다. The command register 110 includes a pull-up section 111, a P-latch section 112, an input / output section 113, a nonvolatile ferroelectric capacitor section 114, an N-latch section 115, and a pull-down section 116. It is provided.

여기서, 풀업부(111)는 전원전압 VCC 인가단과 P-래치부(112) 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 풀업 인에이블 신호 ENP가 인가되는 PMOS트랜지스터 P1를 구비한다. P-래치부(112)는 풀업부(111)와 입/출력부(113) 사이에 위치하여 게이트 단자가 크로스 커플드 연결된 PMOS트랜지스터 P2,P3를 구비한다. Here, the pull-up unit 111 includes a PMOS transistor P1 connected between the power supply voltage VCC applying terminal and the P-latch unit 112 to which the pull-up enable signal ENP is applied through the gate terminal. The P-latch section 112 includes PMOS transistors P2 and P3 positioned between the pull-up section 111 and the input / output section 113 and having a gate terminal cross-coupled thereto.

입/출력부(113)는 데이타 입력단 /D,D과 노드 ND1,ND2 사이에 각각 연결되어 공통 게이트 단자를 통해 라이트 인에이블 신호 ENW가 인가되는 NMOS트랜지스터 N1,N2를 구비한다. The input / output unit 113 includes NMOS transistors N1 and N2 connected between the data input terminals / D and D and the nodes ND1 and ND2 to which the write enable signal ENW is applied through a common gate terminal.

그리고, 비휘발성 강유전체 캐패시터부(114)는 노드 ND1,ND2와 셀 플레이트 신호 CPL 인가단 사이에 연결된 강유전체 캐패시터 FC1,FC2를 구비한다. 강유전체 캐패시터 FC3,FC4는 노드 ND1,ND2와 접지전압단 사이에 연결되어 레지스터 양단의 로드를 제어한다. The nonvolatile ferroelectric capacitor 114 includes ferroelectric capacitors FC1 and FC2 connected between the nodes ND1 and ND2 and the cell plate signal CPL applying terminal. Ferroelectric capacitors FC3 and FC4 are connected between nodes ND1 and ND2 and the ground voltage terminal to control the load across the resistor.

N-래치부(115)는 비휘발성 강유전체 캐패시터부(114)와 풀다운부(116) 사이에 위치하여 게이트 단자가 크로스 커플드 연결된 NMOS트랜지스터 N3,N4를 구비한다. The N-latch portion 115 includes NMOS transistors N3 and N4 which are positioned between the nonvolatile ferroelectric capacitor portion 114 and the pull-down portion 116 and whose gate terminals are cross coupled.

풀다운부(116)는 N-래치부(115)와 접지전압단 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 풀다운 인에이블 신호 ENN가 인가되는 NMOS트랜지스터 N5를 구비한다. 그리고, 레지스터의 양단 노드 ND1,ND2를 통해 레지스터의 출력신호 RE_m,/REB_m가 가 출력된다. The pull-down unit 116 includes an NMOS transistor N5 connected between the N-latch unit 115 and the ground voltage terminal to which the pull-down enable signal ENN is applied through the gate terminal. The output signals RE_m and / REB_m of the register are output through the nodes ND1 and ND2 at both ends of the register.

도 7은 이러한 구성을 갖는 본 발명의 파워-온 리셋 모드시 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)에 저장된 데이타를 센싱하여 리드하는 동작 타이밍도이다. FIG. 7 is an operation timing diagram of sensing and reading data stored in the nonvolatile memory register area 100 in the power-on reset mode according to the present invention.

먼저, 파워-온 이후 T1구간의 진입시 전원이 안정된 전원전압 VCC 레벨에 도달하면 리셋신호 RS_PWR가 디스에이블되고, 파워 업 검출신호 PUP가 인에이블된다. First, when the power supply reaches the stable power supply voltage VCC level when entering the T1 section after power-on, the reset signal RS_PWR is disabled and the power-up detection signal PUP is enabled.

이후에, 파워 업 검출신호 PUP의 인에이블에 따라 셀 플레이트 신호 CPL가 하이로 천이한다. 이때, 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)의 강유전체 캐패시터 FC1,FC2에 저장된 전하가 강유전체 캐패시터 FC3,FC4의 캐패시턴스 로드에 의해 셀 양단 노드 즉, ND1과 ND2에 전압차를 발생시킨다. Thereafter, the cell plate signal CPL transitions high according to the enable of the power-up detection signal PUP. At this time, the charge stored in the ferroelectric capacitors FC1 and FC2 of the nonvolatile memory register region 100 causes a voltage difference between the nodes across the cells, that is, ND1 and ND2 by the capacitance load of the ferroelectric capacitors FC3 and FC4.

셀 양단 노드에 충분히 전압차가 발생하는 T2구간에 진입하면 풀다운 인에이블 신호 ENN가 하이로 인에이블되고, 풀업 인에이블 신호 ENP로 로우로 디스에이블되어 셀 양단의 데이타를 증폭하게 된다. When entering the T2 section where the voltage difference occurs sufficiently at the node across the cell, the pull-down enable signal ENN is enabled high and is disabled low by the pull-up enable signal ENP to amplify the data across the cell.

이후에, T3구간에 진입하여 셀 양단의 데이타 증폭이 완료되면, 파워 업 검 출신호 PUP 및 셀 플레이트 신호 CPL를 다시 로우로 천이시킨다. 따라서, 파괴되었던 강유전체 캐패시터 FC1 또는 강유전체 캐패시터 FC2의 하이 데이타를 다시 복구하게 된다. 이때, 라이트 제어 신호 ENW는 로우 상태를 유지하여 외부 데이타가 다시 라이트 되는 것을 방지한다. Thereafter, when the data amplification of both ends of the cell is completed by entering the T3 section, the power-up check origination PUP and the cell plate signal CPL are transitioned low again. Therefore, the high data of the ferroelectric capacitor FC1 or the ferroelectric capacitor FC2 which have been destroyed is restored. At this time, the write control signal ENW is kept low to prevent external data from being written again.

도 8은 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 리셋 인터럽트시의 동작 타이밍도이다. 8 is an operation timing diagram at the reset interrupt of a microprocessor device having a nonvolatile register according to the present invention.

먼저, 리셋 인터럽트 신호 RS_IN가 활성화되면, 일정시간 이후에 오퍼레이팅 리셋 신호 RS_OS가 로우로 디스에이블된다. 이에 따라, 프로그램 카운터(120)가 오퍼레이팅 시스템의 시작 번지로 셋팅된다. First, when the reset interrupt signal RS_IN is activated, the operating reset signal RS_OS is disabled low after a predetermined time. Accordingly, the program counter 120 is set to the start address of the operating system.

도 9는 본 발명에 따른 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치의 레지스터 콘텐츠 업데이트에 관한 동작 타이밍도이다. 9 is an operation timing diagram for updating register contents of a microprocessor device having a nonvolatile register according to the present invention.

콘텐츠 천이 검출부(210)는 비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)의 콘텐츠 데이타가 변경될 경우 이를 검출하여 업데이트 블럭(220)에 콘텐츠 천이 검출신호 CTD를 출력한다. 업데이트 블럭(220)은 콘텐츠 천이 검출부(210)로부터 이러한 데이타 변경신호가 인가될 경우, 비휘발성 메모리 레지스터에 데이타를 재기록하기 위한 업데이트 조정 신호들을 발생한다. The content transition detection unit 210 detects when the content data of the nonvolatile memory register area 100 is changed and outputs the content transition detection signal CTD to the update block 220. The update block 220 generates update adjustment signals for rewriting data in the nonvolatile memory register when the data change signal is applied from the content transition detection unit 210.

여기서, 도 6에 도시된 라이트 인에이블 신호 ENW, 셀 플레이트 신호 CPL, 풀다운 인에이블 신호 ENN, 및 풀업 인에이블 신호 ENP가 업데이트 조정 신호들에 해당한다. Here, the write enable signal ENW, the cell plate signal CPL, the pull-down enable signal ENN, and the pull-up enable signal ENP shown in FIG. 6 correspond to update adjustment signals.

비휘발성 메모리 레지스터 영역(100)의 각각의 레지스터들은 업데이트 블럭 (220)으로부터 인가되는 이러한 업데이트 조정 신호들에 따라 새로운 데이타를 셋팅하게 된다. Each of the registers in the nonvolatile memory register area 100 sets new data according to these update adjustment signals applied from the update block 220.

즉, 레지스터 콘텐츠가 변경될 경우 콘텐츠 천이 검출신호 CTD가 활성화된다. 이에 따라, 레지스터에 새로운 데이타를 라이트 하기 위한 라이트 인에이블 신호 ENW와 셀 플레이트 신호 CPL가 하이로 천이한다. That is, when the register content is changed, the content transition detection signal CTD is activated. As a result, the write enable signal ENW and the cell plate signal CPL transition high to write new data to the register.

이에 따라, 콘텐츠가 변화하는 순간마다 업데이트 블럭(220)에 의해 새로운 데이타를 재기록함으로써 파워-오프시에도 항상 업데이트된 데이타를 유지할 수 있도록 한다. Accordingly, the new data is rewritten by the update block 220 every time the content changes so that the updated data can always be maintained even at the time of power-off.

이때, 풀다운 인에이블 신호 ENN는 하이 상태를 유지하고, 풀업 인에이블 신호 ENP는 로우 상태를 유지한다. 따라서, 콘텐츠 천이 검출신호 CTD가 하이로 입력될 경우 레지스터에 신호의 유입이 차단되어, 더이상 제어 명령이 입력되지 않는 상태에서 프로그램 동작을 수행할 수 있게 된다. At this time, the pull-down enable signal ENN remains high and the pull-up enable signal ENP remains low. Therefore, when the content transition detection signal CTD is input high, the inflow of the signal to the register is blocked, so that the program operation can be performed in a state in which the control command is no longer input.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions, and substitutions are possible, and that various modifications, additions and substitutions are possible, within the spirit and scope of the appended claims. As shown in Fig.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 파워-온 상태의 진입시 별도의 시스템 부팅 과정이 불필요하게 되어 고성능 및 고속 동작이 가능한 마이크로 프로세서 장치를 구현할 수 있도록 한다. As described above, the present invention eliminates the need for a separate system booting process when entering the power-on state, thereby enabling the implementation of a microprocessor device capable of high performance and high speed operation.

Claims (12)

프로그램 명령을 실행하기 위한 명령신호, 어드레스 및 데이타를 포함하는 각종 콘텐츠들을 비휘발성 강유전체 레지스터에 저장하고, 파워-온 동작 이후에 별도의 리셋 인터럽트 신호가 발생하지 않을 경우 파워-오프 상태를 유지하는 비휘발성 메모리 레지스터 영역; 및 Non-volatile ferroelectric registers store various contents including command signals, addresses, and data for executing program instructions, and maintain a power-off state when a separate reset interrupt signal is not generated after a power-on operation. Volatile memory register area; And 상기 비휘발성 메모리 레지스터 영역에 저장된 상기 각종 콘텐츠들을 기반으로 데이타 처리를 수행하는 제어로직 영역을 구비함을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. And a control logic area for performing data processing based on the various contents stored in the nonvolatile memory register area. 제 1항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리 레지스터 영역은 The method of claim 1, wherein the nonvolatile memory register area 명령 레지스터, 프로그램 카운터, 스택 포인터, 인덱스 레지스터, 어드레스 레지스터, 데이타 레지스터, 누산기, 플래그 레지스터, 상태 레지스터 중 어느 하나 이상을 구비함을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. 17. A microprocessor device having a non-volatile register comprising one or more of an instruction register, a program counter, a stack pointer, an index register, an address register, a data register, an accumulator, a flag register, and a status register. 제 2항에 있어서, 상기 프로그램 카운터는 파워-온시 입력되는 리셋신호에 의해 상기 비휘발성 강유전체 레지스터의 복구 명령의 시작 번지로 셋팅됨을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. 3. The microprocessor apparatus of claim 2, wherein the program counter is set to a start address of a recovery command of the nonvolatile ferroelectric register by a reset signal input at power-on. 제 3항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리 레지스터 영역은 파워-온시 입력되는 리셋신호에 의해 상기 비휘발성 강유전체 레지스터에 저장된 데이타를 복구한 이후에 파워-오프 상태로 진입함을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. The nonvolatile register of claim 3, wherein the nonvolatile memory register region enters a power-off state after restoring data stored in the nonvolatile ferroelectric register by a reset signal input at power-on. Having a microprocessor device. 제 2항에 있어서, 상기 프로그램 카운터는 시스템 동작 중에 상기 리셋 인터럽트 신호의 발생시 오퍼레이팅 리셋신호가 활성화되어 오퍼레이팅 시스템 영역의 시작 번지로 셋팅됨을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. 3. The microprocessor apparatus of claim 2, wherein the program counter is set to a start address of an operating system region when an operating reset signal is activated when the reset interrupt signal is generated during system operation. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리 레지스터 영역은 3. The nonvolatile memory register area of claim 1 or 2, wherein 상기 비휘발성 강유전체 레지스터에서 특정 콘텐츠의 데이타가 변경될 경우 이를 검출하여 콘텐츠 천이 검출신호를 활성화시키는 콘텐츠 천이 검출부; 및 A content transition detector for detecting a change in data of a specific content in the nonvolatile ferroelectric register and activating a content transition detection signal; And 상기 콘텐츠 천이 검출신호의 활성화시 변경된 데이타를 상기 비휘발성 강유전체 레지스터에 재기록 하기 위한 라이트 조정 신호들을 발생하는 업데이트 블럭을 더 구비함을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. And an update block for generating write adjustment signals for rewriting the changed data in the nonvolatile ferroelectric register upon activation of the content transition detection signal. 제 6항에 있어서, 상기 라이트 조정 신호들은 라이트 인에이블 신호, 셀 플레이트 신호, 풀업신호 및 풀다운 신호임을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. 7. The microprocessor device of claim 6, wherein the write adjustment signals are a write enable signal, a cell plate signal, a pull up signal, and a pull down signal. 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 비휘발성 강유전체 레지스터는8. The method of claim 1 or 7, wherein the nonvolatile ferroelectric resistor is 풀업 인에이블 신호의 활성화시 풀업 전압을 공급하는 풀업부;A pull-up unit configured to supply a pull-up voltage when the pull-up enable signal is activated; 상기 풀업부로부터 인가되는 상기 풀업 전압을 래치하는 P-래치부;A P-latch unit for latching the pull-up voltage applied from the pull-up unit; 라이트 인에이블 신호의 상태에 따라 레지스터의 양단 노드에 데이타를 선택적으로 입/출력 제어하는 입/출력부;An input / output unit configured to selectively input / output data to nodes at both ends of the register according to the state of the write enable signal; 셀 플레이트 신호의 제어에 따라 상기 레지스터의 양단 노드로부터 인가되는 데이타를 저장하는 비휘발성 강유전체 캐패시터부;A nonvolatile ferroelectric capacitor unit for storing data applied from both nodes of the register according to the control of a cell plate signal; 풀다운 인에이블 신호의 활성화시 풀다운 전압을 공급하는 풀다운부; 및 A pull-down unit configured to supply a pull-down voltage when the pull-down enable signal is activated; And 상기 풀다운부로부터 인가되는 상기 풀다운 전압을 래치하는 N-래치부를 구비함을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. And an N-latch portion for latching the pulldown voltage applied from the pulldown portion. 제 1항에 있어서, 상기 제어 로직영역은 The method of claim 1, wherein the control logic area 명령 디코더, 연산 로직 유니트, 버스 인터페이스 유니트, 클럭 발생부 중 어느 하나 이상을 구비함을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 장치. A microprocessor device having a nonvolatile register, characterized in that it comprises at least one of an instruction decoder, an arithmetic logic unit, a bus interface unit, and a clock generator. 시스템의 파워-온 동작시 입력되는 리셋신호에 의해 비휘발성 메모리 레지스터 영역에 저장된 데이타를 복구하는 제 1단계; 및 Recovering data stored in the nonvolatile memory register area by a reset signal input during a power-on operation of the system; And 상기 데이타의 복구 완료 이후에 파워-오프 상태로 진입하여 오퍼레이팅 시 스템 동작을 수행하는 제 2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 제어 방법. And a second step of performing an operating system operation by entering a power-off state after completion of the recovery of the data. 제 10항에 있어서, 상기 제 1단계는 상기 리셋신호의 활성화시 프로그램 카운터가 상기 비휘발성 메모리 레지스터 영역의 데이타를 복구하기 위한 명령 프로그램의 시작 번지로 셋팅되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 제어 방법. 12. The nonvolatile device as claimed in claim 10, wherein the first step includes setting a program counter to a start address of a command program for restoring data in the nonvolatile memory register area upon activation of the reset signal. Microprocessor control method with registers. 제 10항에 있어서, 상기 제 2단계는 The method of claim 10, wherein the second step 상기 오퍼레이팅 시스템의 동작 중에 리셋 인터럽트 신호의 활성화시 오퍼레이팅 리셋신호가 발생되어 프로그램 카운터가 오퍼레이팅 시스템의 시작 번지로 셋팅되는 단계; 및 Generating an operating reset signal upon activation of a reset interrupt signal during operation of the operating system so that a program counter is set to a start address of the operating system; And 상기 오퍼레이팅 시스템이 재부팅되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 레지스터를 갖는 마이크로 프로세서 제어 방법. And rebooting the operating system.
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