KR930008042B1 - 마이크로 콘트롤러 유닛 - Google Patents

마이크로 콘트롤러 유닛 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

마이크로 콘트롤러 유닛
제 1 도는 본 발명이 적용된 MCU 및 외부 ROM이 연결된 양태를 나타낸 블록도면.
제 2 도는 본 발명의 회로 구성도.
제 3 도는 본 발명의 회로의 각부 파형도이다.
본 발명은 마이크로 콘트롤러에 관한 것으로, 특히 외부 확장 메모리 억세싱의 용이성과 확장 메모리 억세싱에 의한 하드웨어의 복잡성을 간이화한 개선된 마이크로 콘트롤러의 확장 메모리 억세싱장치에 관한 것이다.
마이크로 콘트롤러 유닛(MCU : micro-controller unit)에 관련하여, 예컨대 카세트 테이프나 플라피 디스크 장치등의 콘트롤러는 그것을 배선로직으로 실현한 경우 기종마다 별도의 하드웨어 설계가 필요하지만, 마이크로 프로그래머블한 집적화된 프로세서가 있으면 단지 마이크로 프로그램을 바꾸는 것만으로 용도에 따른 콘트롤이 가능하기 때문에 이러한 배경하에서 MCU가 요구된다. 더우기 소정의 마이크로 프로그램을 기억하고 있는 ROM 이 상이한 MCU내의 동일한 칩내에 구성되어 있으면 원칩의 전용 콘트롤러를 실현할수 있어 경제적으로 이러한 목적하에서 내부의 ROM 을 갖는 원칩의 MCU가 시판되고 있고 언급한 플라피 디스크장치같은 표준적인 응용예에 대해서는 사전에 미리 마이크로 프로그램을 갖은 채로 사용가능하다.
이러한 사용예를 갖는 상기한 MCU는 내부의 소정용량의 ROM을 갖고 있는 상태에서 이용해야 하기 때문에 외부의 별도의 확장 메모리를 필요로 할 경우를 대비하여 확장 메모리 엑세스가 가능하도록 된 MCU가 얻어지고 있는데, 통상은 내부 ROM 억세스모드와 외부 메모리 억세스모드를 선택 제어하기 위해 원칩 MCU는 또한 별도의 외부 핀 연결단자를 갖고 있기 때문에 설계된 회로로 부터 이 핀을 통해 제어신호 즉, 하이 또는 로우레벨의 신호를 가해주어야 한다.
그러나 본 발명에 따르면 내부 또는 외부 메모리의 선택적 억세스를 위해 별도의 모드선택단자는 필요없으며 이미 사용되고 있는 단자의 신호만으로 모드선택이 가능하다.
즉, 본 발명의 목적은 별도의 외부 확장 메모리 억세스를 위한 별도의 단자를 요구치 않는 메모리 억세스방식을 제공하는 것이며 MCU 가 갖는 타목적의 제어신호인 리드/라이트
Figure kpo00001
단자를 통해 내부 또는 외부 메모리의 선택적 억세스를 가능하게 한 마이크로 콘트롤러의 외부 메모리 억세싱을 위한 회로 및 이를 구비한 MCU 의 제공이다.
본 발명의 목적에 따라 구성된 장치에 대해서 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성, 동작 및 효과를 상술한다.
제 1 도는 본 발명의 회로가 구비된 MCU(1)의 내부 블록도 및 이에 외부 메모리(2)가 연결된 양태를 나타낸 적용예를 나타낸 도면이며 제 1 도의 본 발명의 회로(20)는 제 2 도에 상세히 도시되어 있다.
본 발명의 회로가 구비된 MCU(1) 내부에는 메모리 억세스 선택제어신호
Figure kpo00002
가 MCU외부로 연결되지 않고 내부에서 공급되고 있는데, 본 발명의 주 회로는
Figure kpo00003
신호의 선택적 공급을 위한 회로이므로
Figure kpo00004
신호를 받는 그 이후의 회로는 종래와 동일하다. 그러나 이를 더욱 상세히 설명하면 하기하는 바와 같다.
상기 일예를 든 MCU는 예를 들면 인텔사의 8비트 MCU인 IC칩 번호'8051'이며 이와 동등한 것에 적용될 수 있다.
상기의 MCU는 제 1 도와 같이 내부 ROM(11)을 갖고 있는데 그 용량의 크기는 4K바이트이고 외부 ROM을 사용할 시 이용가능한 용량의 크기는 64K바이트까지 확장 가능하도록 되어 있다. 그러나 이와 같이 외부 확장 ROM을 구비하였을 때 내부 ROM 억세스 번지와 외부 ROM 억세스 번지가 동시에 공존한다는 문제때문에 즉, 동시에 억세스 된다는 것 때문에 이를 구분하여 선택적으로 억세싱하기 위해 외부에 별도의 제어신호 단자를 갖게 마련이다. 이는 언급하였듯이 메모리 억세스 선택제어신호
Figure kpo00005
단자이며
Figure kpo00006
가 '1'로 세팅되었을 시에는 내부 ROM을
Figure kpo00007
가 '0'으로 세팅되었을 시에는 외부 ROM을 선택적으로 하고 있다.
더욱 구체적으로 설명하여,
Figure kpo00008
신호가 '1'로 공급되는 경우를 설명한다.
이 경우에는 내부 ROM(11)만을 억세스하는데 이는 내부 ROM(11)의 출력인에이브
Figure kpo00009
단자에 연결된 인버터(12)에 의해서 로우레벨에서 액티브되어 내부 ROM의 억세스가 가능하다. 이와 동시에
Figure kpo00010
신호는 외부 메모리 제어블록(13)과 외부 타이밍 제어블록(14)으로 제어신호로서 공급된다.
외부와의 연결을 위한 포트를 갖고 있는 외부 메모리 제어블록(13)에 있어 포트 0(port 0)는 멀티플렉서 포트로 어드레스/데이타 포트이며 포트1은 어드레스 포트이다. 이러한 외부 메모리 제어블록(13)은 그 상세회로는 없으나 하이레벨의
Figure kpo00011
신호를 받아서 외부 ROM(2)을 디저블시키는 신호를 발생하여 외부 ROM을 억세스하지 못하도록 한다. 또한
Figure kpo00012
신호는 MCU내의 외부 타이밍 제어블록(14)에도 인가되어 내부ROM의 번지가 유효한 경우 상기한 외부 메모리 제어블록(13)의 포트를 일반 I/O용으로 사용토록 모드전환시킨다. 요약하여,
Figure kpo00013
신호가 '1'일 때 내부 ROM(11)만이 유효하고 외부 메모리 제어블록은 내부의 준비된 포트를 일반 I/O용으로 사용할 수 있도록 한다.
한편으로
Figure kpo00014
신호가 '0'일때, MCU 내부의 내부 ROM(11)은 도면에서 보듯이 디저블 상태에 놓이게 되고, 동시에
Figure kpo00015
신호는 외부 메모리 제어블록(13)과 외부 타이밍 제어부(14)로 로우레벨 신호로서 공급된다.
상기한 경우와는 달리 외부 타이밍 제어부(14)는 로우레벨의 (★스캔)신호를 받아 외부 ROM(2)을 활성화시킨다. 또한 회부 메모리 제어블록(13)은 포트를 통해 외부 메모리를 억세스하여 외부 ROM을 사용가능하게 한다.
이상 설명하였듯이, 중요한 것은
Figure kpo00016
신호의 선택적 레벨변이에 의한 얻어진 신호를 관련회로에 공급하도록 하는 것이다.
본 발명에 따라서
Figure kpo00017
신호는 제 1 도에서 보듯이 MCU내부에서 공급되고 이를 위한 회로는 클럭(XTAL1)과 리셋
Figure kpo00018
신호를 받아 리셋임을 검출하는 리셋 검출로직부(15)와, 이 리셋 검출로직부(15)의 출력 신호를 받아 내부 또는 외부 확장 메모리의 선택적 억세스를 위한 클럭을 발생시키는 메모리 억세스 클럭발생부(16)와, 이 클럭과
Figure kpo00019
신호를 받아 선택된
Figure kpo00020
신호를 발생시키는 레지(17)로 연결구성된다.
본 발명의 회로(20)는 제 1 도의 블록도로 도시되었으나 이를 실현한 구체적인 실시예가 제 2 도에 도시되었다. 그러나 본 발명은 제 2 도에 국한되지 않고, 더우기 후술하는 바와 같이 외부에서 인가되는 특정신호의 이용을 제한하는 것이 아니다.
본 발명은 제 1 도 회로에서 보인 바와 같이,
Figure kpo00021
신호 선택을 위한 단자가 없이 이미 다른 목적으로 존재하는 신호 즉 리셋
Figure kpo00022
신호와, MCU의 리셋상태에서 3상태로 있는 메모리 인터페이스 단자중
Figure kpo00023
신호에 의해서 메모리 억세스제어가 가능하다.
제 2 도와 제 3 도의 파형도를 사용하여 본 발명의 동작을 설명한다.
외부로 부터의 메인클럭(XTAL1)은 리셋 검출로직부(15)를 구성하는 4개의 D 플립폴롭 클럭단자에 공히 공급된다. 그리고 이 신호의 파형형상은 제 3a 도와 같다. 이때 리셋
Figure kpo00024
단자로부터 레벨변이 즉 하이에서 로우로의 변이가 발생된 경우 (제 3b 도 참조), 인버터(201)에 의해 제 1 의 D플립플롭(202)은 입력으로서 '1'의 값을 갖게 된다. 따라서 앞단의 출력이 다음단의 입력에 연결되어 있는 연이은 D플립플롭들의 각각의 출력(Q1∼Q4)은 제 3c~d 도와 같이 클럭(XTAL)에 동거하여 생성된다.
여기서, 발생의 목적 실현을 위해 이용되고 있는 리셋신호는 MCU자체의 초기화를 위한 것인데(로우레벨에서 액티브), 사용자에 의한 리셋이 설정된 경우 MCU의 리셋, 즉 초기화를 위해서 제 3 도에서 보듯이 리셋신호가 하이로 복귀되는 시간까지 얼마간의 시간 즉, 다수의 클럭이 요구된다. 본 발명의 실시예에서는 리셋이 검출되기 위해 외부 5클럭의 클럭 주기동안 리셋이 로우로 유지되면 시스템 리셋신호가 액티브되도록 한다. 회로에서 보듯이 '로우'레벨로 된 리셋신호가 소정의 동작완료후에 다시 하이레벨로 되는 시간 간격하에서 D플립플롭 각각의 출력은 AND 게이트(206)에 의해서 모드 하이일때 하이레벨의 신호출력을 형성하여 시스템 리셋신호
Figure kpo00025
를 출력하고 이는 MCU의 다른 기능을 갖는 각 블록으로 공급된다.
그 후, 소정의 시간경과 후 즉, 초기화가 종료된 후에 리셋신호는 제 3b 도와 같이 하이레벨로 되는데 이 싯점에서 각각의 플립플롭(202)∼(205)의 출력은 갖고 있는 상태를 반전하여 순차적으로 로우레벨로 된다. 그러면 리셋
Figure kpo00026
이 하이로 됨과 동시에 시스템 리셋신호(RST)는 로우레벨로 되고 한편, 제 3 의 D플립플롭(204)의 출력(QS)과 제 2 의 플립플롭의 반전출력
Figure kpo00027
을 AND 게이트(207)에 입력시켜 입력되는 신호가 모두 하이가 될 때 상기 AND 게이트(207)는 하이의 신호를 출력한다(제 3h 도 참조).
이때 리셋 즉 초기와 후에 MCU는 ROM으로 부터 명령어를 페치(fetch)하여 오도록 메모리 억세스를 행하여야 하는데 내부 메모리 억세스인지 또는 외부 메모리 억세스인지는 종래와 같이 별도의
Figure kpo00028
단자에 의하지 아니하고 메모리 인터페이스 신호중
Figure kpo00029
신호의 상태를 이용한다.
본 발명에서는
Figure kpo00030
의 본래의 사용 목적에 더하여 이 신호에 제 3 도(i)에 보인 바와 같이
Figure kpo00031
를 하이로하기 위해 '하이', 또는
Figure kpo00032
를 로우로 하기 위해 '로우'를 삽입하여 MCU리셋후에 삽입 선택된 신호를 래치에 인가하도록 한다.
이것은 메모리 억세스 클럭신호(EACLK)의 유효상태(하이레벨)에서 이용가능하도록 해야 하는데 상기 메모리 억세스 클럭신호(EACLK)는
Figure kpo00033
신호에 대하여 스위칭용으로 사용된 MOS소자의 게이트에 인가되어 이 MOS는 스위칭 '온'상태되므로, 상기한
Figure kpo00034
의 로우 또는 하이의 신호가 래치(17)로 인가되어
Figure kpo00035
신호가 출력된다. 그런데
Figure kpo00036
신호는 본래의 다른 목적을 갖는 제어신호이기 때문에, 상기 동작후 여하한 변동에 대해서는 메모리억세스 클럭신호의 부재로 MOS소자에 의해 신호전송이 차단되므로 래치(17)에는 영향을 미치지 않는다. 따라서, 리셋과
Figure kpo00037
신호의 이용만으로
Figure kpo00038
신호가 내부에 생성될 수 있고 이 신호의 공급으로 MCU 동작이 원활히 수행된다.
본 발명에 의하면, 리셋 동작시 R/W단자와 같은 3상태상의 타목적용의 단자를 이용할 경우 외부 메모리 확장 가능한 MCU에 있어 내부 ROM과 동일한 범위의 외부 ROM 어드레스 지정의 혼란을 방지하기 위한 별도의 전용단자가 필요없고 더우기 별도의 ROMless용 MCU를 구현할 필요가 없는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 외부 메모리 제어블록과 외부 타이밍 제어블록 및 내부 메모리를 갖고 있고, 이들 블럭에 의해 외부 확장 메모리 억세스 가능한 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)에 있어서, 상기 MCU의 초기화를 위한 리셋신호와 외부 클럭을 받아 리셋임을 검출하는 리셋검출부와, 이 리셋 검출부의 출력신호를 받아 내부 또는 외부 확장 메모리의 선택적 억세스를 위한 클럭을 발생시키는 메모리 억세스 클럭 발생부와, 이 클럭과 메모리 인터페이스 제어신호인 리드/라이트(
    Figure kpo00039
    )신호를 받아 선택된 메모리 억세스 선택신호(
    Figure kpo00040
    )를 발생시키는 래치를 포함하고, 상기 외부 메모리 제어블록과 외부 타이밍 제어블록 및 내부 메모리에 상기한
    Figure kpo00041
    신호를 공급하도록 하여 상기한 리셋신호와
    Figure kpo00042
    신호에 의해 메모리 선택이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기한 리셋검출부는 외부 클럭(XTAL1)을 공히 공급받고 리셋의 레벨변이된 신호에 준하여 지연된 신호를 발생하는 다수의 D플립플롭으로 연결되어 각 단의 출력은 AND게이트(206)에 의해서 시스템 리셋신호를 생성함을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 메모리 억세스 클럭발생부는 리셋검출부의 순차 지연된 두신호(Q2, Q3)를 입력으로 하는 AND게이트(207)에 의해 얻어짐을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기한 래치는 리셋동작후 하이레벨이 되는 메모리 억세스 클럭발생부의 출력신호에 의해 스위칭 온되는 MOS소자와, 이 MOS소자의 '온'상태에서
    Figure kpo00043
    신호를 받아 래치시키는 조합된 게이트로 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 콘트롤러 유닛.
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