WO1997011420A1 - Bus control method, and bus control circuit and data processor using the bus control method - Google Patents

Bus control method, and bus control circuit and data processor using the bus control method Download PDF

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WO1997011420A1 PCT/JP1995/001845 JP9501845W WO9711420A1 WO 1997011420 A1 WO1997011420 A1 WO 1997011420A1 JP 9501845 W JP9501845 W JP 9501845W WO 9711420 A1 WO9711420 A1 WO 9711420A1
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PCT/JP1995/001845
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Inventor
Yasuhisa Shimazaki
Hideo Maejima
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32Means for saving power
    • G06F1/3203Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3206Monitoring of events, devices or parameters that trigger a change in power modality
    • G06F1/3215Monitoring of peripheral devices

Definitions

  • the present invention relates to a bus control method, a bus control circuit using the same, and a data processing device.
  • the present invention relates to a method for controlling a line for transmitting a group of simultaneously changing signals such as a data bus and an address bus, and more particularly, to an individual collecting circuit such as a microprocessor and a gate array or an integrated circuit thereof via a bus.
  • the present invention relates to a method for reducing the power consumption of the entire g processing unit. Background art
  • the method of reducing the voltage amplitude of the address bus and the data bus requires high-speed data transfer and low power consumption, but has a problem with high reliability because it is very weak against noise. There is.
  • an object of the present invention is to provide an input / output signal control method that more reliably realizes low power consumption when transferring a plurality of signals having the same change point to an address bus, a data bus, and the like, and a bus control using the same. Circuit and data processing equipment.
  • a means for solving the above problem is to input a plurality of input signals (13 1) having the same change point and to output a plurality of output signals (1 1 1) having the same change point.
  • the bus control circuit (100) for outputting 1a) to the bus :-comparing the plurality of input signals with the data on the bus; and, depending on the comparison result, the plurality of input signals or the plurality of signals.
  • the method comprises a step of outputting a signal obtained by processing an input signal to the bus (see FIG. 1).
  • a signal processed in advance is prepared, so that the signal is output to the bus at a high speed based on the comparison result.
  • a bus control circuit (10) that receives multiple input signals (13 1) having the same transition point and outputs multiple output signals (11 11a) having the same transition point to the bus 0)
  • bus control circuit (100) which inputs a plurality of input signals (1 3 1) having the same transition point and outputs a plurality of output signals (1 1 1a) having the same transition point to a bus,
  • Determining means for comparing the output signal of the processing means and the plurality of input signals with the data on the bus, and outputting the selection signal to the selection means in accordance with the comparison result; (See Fig. 1).
  • the determination means performs an exclusive logical operation of the plurality of input signals (131) or the output signal of the processing means and data (110a) on a bus. Take the sum (2 0 2) and output "1" at the exclusive OR output. It is characterized by performing a majority decision (201) between the number of "0” and the number of "0” (see FIGS. 1 and 2).
  • the first bus (71Ob) and the central processing unit (70) connected to the first bus (71Ob) are connected. 1) and the memory module (704)
  • a bus control circuit (100f) provided between the first bus and the second bus,
  • the first bus and the second bus each include a data bus and a status bus for transmitting a status signal indicating a status of data on the data bus,
  • a first processing means for processing data on a data bus of the first bus
  • First selecting means for selecting and outputting one of the data of
  • the output signal of the first processing means or the data on the data bus of the first bus is compared with the data on the data bus of the second bus, and the selection signal is changed according to the comparison result.
  • Determining means for outputting to the selecting means of 1;
  • Second processing means for processing the status signal on the status bus of the first bus
  • a second selection means for selectively outputting one of an output signal of the second processing means and a status signal on a status bus of the first bus according to the selection signal. It is characterized by having (see FIGS. 7 and 8).
  • FIG. 1 is a block diagram of an LSI circuit configuration showing one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of an LSI circuit configuration showing a specific example of the determination circuit 102 in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the operation timing of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing the operation timing of FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of a microprocessor system to which the present invention is applied.
  • Figure 8 is a c Fig. 9 is a diagram showing an internal circuit of FIG. 7 of the bus control mechanism 1 0 0 f is a block diagram showing an embodiment of a microprocessor system according to the present invention is there.
  • FIG. 10 is a block diagram of an LSI circuit configuration showing an embodiment in which the present invention is applied to a system having a dynamic bus.
  • FIG. 11 is a block diagram of an LSI circuit configuration showing another embodiment of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
  • Reference numeral 130 denotes a logic module constituted by an LSI circuit, which outputs an output signal 131 constituted by 32 bits and an input signal 132 constituted by 32 bits.
  • 100 is a bus control mechanism using the present invention.
  • 104 a is an inverter that receives the output signal 13 1 as an input and outputs a polarity inversion signal for each bit.
  • 101 a is a select signal 107, and an output signal when '"0" A selector that outputs 1 3 1 and outputs the output signal 13 la of the inverter 10 4 a when "1-" is output.
  • 102 is the output signal of the output signal 13 1 and the latch 10 3.
  • 105 a and 105 b respectively output the output signal of the selector 10 la and the select signal 107 in the timing controlled by the output buffer control signal 121, the data output signal 11 la, Output buffer to output as status output signal 1 1 2a.
  • 103 is a latch that holds the data input signal 11 lb by the latch control signal 120
  • 104b is an inversion that receives the data input signal 111b and outputs the polarity inversion signal of each bit.
  • 1 1 b outputs the data input signal 1 1 1 b when the status input signal 1 1 2 is “0” and outputs the output signal 1 1 1 c of the inverter 1 0 4 b when the status input signal 1 2 is “1” Selector.
  • Reference numeral 110 denotes a bus, which comprises a 32-bit data bus 110a and a 1-bit status bus 11Ob.
  • decision circuit 102 is shown in FIG. In the figure, 200 is 3 A match decision circuit composed of two exclusive ORs 202 and taking an exclusive OR between corresponding bits of the output signal 131 and the latch signal 106.
  • Reference numeral 201 denotes a circuit which outputs “1” when the number of bits that become “1” among the output bits of the match determination circuit 200 is 17 bits or more, and outputs “0” when the number of bits is 16 bits or less.
  • the voting circuit is a voting circuit, and the output from the majority circuit 201 is a select signal 10
  • data "FFFFFFFFh” is about to be sent from the CPU 300 to the cache memory 301 via the bus 110a.
  • a latch control signal 1 2 immediately before the data output operation from the CPU 300 is started, and which is determined to rise during a period in which the data on the data bus 110 a is valid.
  • the decision circuit 102 receives the output signal “FFFFFFFFh” from the CPU 300 and the signal “0 0 0 0 0 0 0 0 0h” in the latch 103.
  • the selector 101a selects and outputs the non-inverted signal, that is, the output signal "FFFFOOOOh" of the CPU 300 itself. Then, when the output buffer control signal rises at the timing shown in Fig. 6, the output signal of selector 101a and the select signal 107 become output buffer 105a as in the case of Fig. 3. To the data bus 110a via 105b Is forced. In the cache memory 310 that receives data on the data bus 110a, the selector 101b is supplied with the signal '0' on the status bus 110b so that the signal on the data bus is supplied to the selector 101b. "FFFFOOOOh" is selected by the selector 101b and transmitted to the cache memory 301.
  • the above-described operation can be performed without any problem not only between the CPU and the cache memory, but also between other modules sharing the same bus and exchanging data via the bus.
  • the number of logical transitions on the data bus can be reduced to less than half of the total number of bits of the data bus, that is, 16 or less for 32 bits, and charging and discharging of the data bus occurs. Since the number of bits is 16 bits or less, the power consumed by the data bus can be reduced to less than half of the conventional level, and the influence of noise on the power supply line and GND line can be reduced to half of the conventional level. Can be done.
  • the latch 103 since the latch 103 constantly monitors the data bus and holds the signal currently on the bus, the other module can be used one cycle earlier.
  • the number of logical transitions on the data bus can be reduced to 16 bits or less even when data is output to the data bus c .
  • the bus width is 32 bits.
  • the inverter 104 a for processing (inverting) the signal inverts the signal before the select signal 107 from the decision circuit 102 is generated.
  • the inversion can also be started by inputting a select signal to the inverter. In this case, the power consumption required for the processing is reduced because it is first known whether the processing labor is required.
  • a signal processed in advance is prepared, so that the signal is output to the bus at high speed based on the comparison result (select signal).
  • a selector is connected in parallel with an inverting buffer and a non-inverting buffer, and one of the buffers is activated by a select signal.
  • the inversion buffer functions as an inverter, the inverter 104a becomes unnecessary.
  • both the inverted signal and the non-inverted signal can be output at high speed by the select signal, and low power consumption is realized because one of the buffers is in an inactive state.
  • FIG. 1 a processing means for exchanging the positions of specific bits of a plurality of input signals may be used.
  • both the output signal of the processing means and the plurality of input signals are compared with the data on the bus to determine which signal can reduce the number of polarity inversion bits.
  • reference numeral 200 denotes a microprocessor system that constitutes a data processing device, which includes a microprocessor 700 and a memory chip 72. 0, logic chip 7 21, no, 's 7 110 c. Each chip shares the bus 710c via the bus control mechanism 100i, 100g, and 100h according to the present invention.
  • the microprocessor 700 comprises a CPU 701, a memory module 704, a logic module 705, and a node 710b, and each module is a bus control mechanism 100 according to the present invention.
  • the bus 71Ob is shared via c, 100d, and 100e.
  • the CPU 701 comprises an ALU 702, a register 703, and a bus 710a, and a bus control mechanism 100a-, 100b via the bus control mechanism according to the present invention. Sharing.
  • the problem here is the data transfer between the bus 710b and the bus 710c.
  • the bus control mechanism 100f here does not have the same configuration as that shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing an internal circuit of the bus control mechanism 100f.
  • a circuit for performing data transfer from the bus 7110b to the bus 7110c is shown.
  • a circuit for transferring data from the bus 71 0 c to the bus 71 Ob is also configured by exactly the same circuit.
  • the feature here is that there is a selector that inputs the status signal from the status bus through the inverter and the signal as it is, and determines whether to invert based on the output signal (select signal) of the judgment circuit. That is.
  • select signal select signal
  • the status signal is "1", but when the data is inverted and transferred to the bus 710c, the status signal of the bus 710c becomes "0". In this way, by using the bus control mechanism of FIG. 8, it is possible to realize low power consumption in data transfer between buses while retaining the inversion / non-inversion information of the transfer data.
  • the present invention can be applied to all buses in the microprocessor system 2000, and the number of logical transitions on the bus is reduced to less than half of the conventional bus. Can be reduced to less than half of the conventional one.
  • FIG. 10 shows an embodiment in which the present invention is applied to a dynamic bus system having a bus precharge device.
  • reference numeral 901 denotes a bus precharge device for precharging the data bus 110a to a power supply voltage at a predetermined timing
  • reference numeral 900 denotes a bus precharge device, which is connected to a power supply. FFFFFFFFh ". With this configuration, the same effect as in the case of FIG. 1 can be expected.
  • the decision circuit 102 a firstly outputs the output signal 13 1 and each bit corresponding to the latch signal 106, which is the output signal of the latch 103, every byte. , That is, bit 31 to bit 24, bit 23 to bit 16, bit 15 to bit 8, and bit 7 to bit 0 for comparison.
  • bit 31 to bit 24 bit 23 to bit 16, bit 15 to bit 8, and bit 7 to bit 0 for comparison.
  • "1" is output as a select signal from a set having 5 or more bits having different logical values
  • "0" is output as a select signal otherwise. I do.
  • the selector 1 0 1 c 1 Pas It is configured so that it is possible to control whether to select the output signal 1311 or the polarity inversion signal 1331a for each unit.
  • 110d is a 4-bit status bus. It serves to transmit the status output signal 1 1 2 c to other modules. According to the status input signal 112d, the selector 101d selects either the data input signal 111b or its polarity-inverted signal 111c for each byte and outputs it.
  • the logic transition of the plurality of signals is reduced.

Abstract

An input/output signal control method for low power operation, and a bus control circuit and a data processor using this control method when a plurality of signals having the same change point are transferred to an address bus, a data bus, etc. As the construction for accomplishing this object, in a bus control circuit (100) for inputting a plurality of signals (131) having the same change point and outputting a plurality of signals (111a) having the same change point to a bus, the method includes a step of comprising a plurality of input signals with data on the bus and a step of outputting a plurality of signals or those signals which are obtained by processing these input signals, to the bus. According to this method, the number of inverted bits between the data and the output signals existing practically on the bus of the destination can be known, and power consumption can be reliably reduced.

Description

明 細 書  Specification
バス制御方法及びこれを用いたバス制御回路及びデータ処理装置 技術分野 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bus control method, a bus control circuit using the same, and a data processing device.
本発明はデータバス、 ァ ドレスバス等の同時変化信号群を伝達する線 路を制御する方法に係り、 特にマイク ロプロセッサ、 ゲー トアレイ等の 個々の集穡回路又はそれら集積回路が互いにバスを介して接続されたデ 一夕処理装 g全体の消費 ¾力を低減する方法に関する。 背景技術  The present invention relates to a method for controlling a line for transmitting a group of simultaneously changing signals such as a data bus and an address bus, and more particularly, to an individual collecting circuit such as a microprocessor and a gate array or an integrated circuit thereof via a bus. The present invention relates to a method for reducing the power consumption of the entire g processing unit. Background art
近年、 マイク口プロセッサに代表される L S I は高機能化、 高速化が 進んでいる。 そんな中、 高機能化に伴う論理の大規模化、 そして高速化 に伴う動作周波数の向上により、 L S I における消費 ¾力が著しく増加 するという問題が発生している。 特にア ドレスバス、 データバスは、 論 理の大規模化に伴い負荷容量が著しく増加しているため、 バス上のデー タが頻繁に変化するような状況が発生すると、 消費電力が増大するだけ でなく 電源線、 G N D線に与える影響も大き く なる。  In recent years, LSIs represented by microphone-mouth processors have become more sophisticated and faster. Under such circumstances, there is a problem that the power consumption in the LSI increases remarkably due to an increase in the scale of logic accompanying higher functionality and an increase in operating frequency accompanying higher speed. In particular, the load capacity of address buses and data buses has increased significantly due to the increase in logic, so if a situation occurs in which data on the bus changes frequently, power consumption will only increase. In addition, the influence on the power supply line and the GND line also increases.
バス上のデータ変化に伴うチャージ及びディ スチャージによる消費電 力に関して言えば、 ア ドレスバス、 データバスのビッ ト数を減らし消費 電力を下げる方法や、 ア ドレスバス、 データバスの電圧振幅を滅少し消 費電力を下げる方法が従来より採られてきた。  Speaking of the power consumption due to charge and discharge due to data changes on the bus, methods to reduce the power consumption by reducing the number of bits in the address bus and data bus, and to reduce the voltage swing of the address bus and data bus Methods to reduce power consumption have been adopted.
なお、 低消費電力に着目はしていないものの、 データバスへの出力信 号の極性反転する ビッ ト数を減少して電源線、 G N D線に対するノイズ の影響を低減する方法が、 特開平 6 - 1 6 1 6 2 0号公報に開示されて いる。 発明の開示 Although not paying attention to low power consumption, a method of reducing the number of bits for which the polarity of the output signal to the data bus is inverted to reduce the influence of noise on the power supply line and the GND line is disclosed in It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 161620. Disclosure of the invention
さて、 プロセッサの高速及び高信頼性のデータ転送を行う場合、 上述 のア ドレスバス、 データバスのビッ ト数を減らす方法は一度に転送でき るデータ量を著しく制限することになるため、 高速データ転送の点で問 題がある。  In the case of high-speed and high-reliability data transfer of a processor, the above-described method of reducing the number of bits of the address bus and the data bus significantly limits the amount of data that can be transferred at one time. There is a problem with the transfer.
また、 ア ドレスバス、 データバスの電圧振幅を減少する方法は、 デー 夕の転送が高速-であり低消費 ¾力である反面、 ノイズに対して非常に弱 くなるため、 高信頼性に問題がある。  In addition, the method of reducing the voltage amplitude of the address bus and the data bus requires high-speed data transfer and low power consumption, but has a problem with high reliability because it is very weak against noise. There is.
一方、 特開平 6— 1 6 1 6 2 0号公報に記載の発明は、 低ノィズ化の みならず、 バスのビッ ト数を減らすことなく、 かつ、 バスの電圧振幅を 減少することなく、 バスのチャージ及びディ スチャージにおける低消費 電力を実現できることが発明者らの検討により明らかとなった。  On the other hand, the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-161620 not only reduces noise, but also without reducing the number of bus bits and without reducing the bus voltage amplitude. The present inventors have clarified that low power consumption in bus charging and discharging can be realized.
そこで、 上述の問題点を解決するために、 特開平 6— 1 6 1 6 2 0号 公報に示された発明をプロセッサに適用することが発明者らによって検 討された。 この場合には、 ア ドレス信号転送の際にも上記公報に記載の 発明が適用できることが発明者らによつて確認された。  Then, in order to solve the above-mentioned problems, the inventors studied to apply the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H6-161620 to a processor. In this case, the inventors have confirmed that the invention described in the above publication can be applied to the transfer of the address signal.
ところが、 上記公報では、 I Cの前出力信号と次出力信号との間の極 性反転ビッ ト数を判定しているため、 複数の論理モジュールが一つのバ スを共有しているようなシステムに対しては、 十分な消費電力低減がな されないことが発明者らの検討により明らかとなった。 例えば 1 サイ ク ル前に他のモジユールがバスに対してァ ドレス若しく はデータを出力し ているような場合には、 実際のバス上のア ドレス若しく はデータは I C の前出力信号とは異なるため、 バス上での極性反転ビッ ト数を減少する ことができない。 そこで本発明の目的は、 ア ドレスバス、 データバス等に同一の変化点 を持つ複数信号を転送する際に、 より確実に低消費電力を実現する入出 力信号制御方法及びそれを用いたバス制御回路及びデータ処理装置を提 供することにある。 However, in the above publication, since the number of polarity inversion bits between the previous output signal and the next output signal of the IC is determined, a system in which a plurality of logic modules share one bus is used. On the other hand, it has been clarified by the inventors that the power consumption is not sufficiently reduced. For example, if another module is outputting an address or data to the bus one cycle before, the actual address or data on the bus is used as the previous output signal of the IC. Therefore, the number of polarity inversion bits on the bus cannot be reduced. Accordingly, an object of the present invention is to provide an input / output signal control method that more reliably realizes low power consumption when transferring a plurality of signals having the same change point to an address bus, a data bus, and the like, and a bus control using the same. Circuit and data processing equipment.
上記課題を解決するための手段は、 本発明の一実施形態によれば、 同一の変化点を持つ複数入力信号 ( 1 3 1 ) を入力し、 同一の変化点 を持つ複数出力信号 ( 1 1 1 a ) をバスに出力するバス制御回路 ( 1 0 0 ) において、 - 上記複数入力信号と上記バス上のデータとを比較する工程と、 その比 較結果に応じて上記複数入力信号又は上記複数入力信号を加工した信号 を上記バスに出力する工程を具備することを特徴とする方法である (第 1 図参照) 。  According to an embodiment of the present invention, a means for solving the above problem is to input a plurality of input signals (13 1) having the same change point and to output a plurality of output signals (1 1 1) having the same change point. In the bus control circuit (100) for outputting 1a) to the bus:-comparing the plurality of input signals with the data on the bus; and, depending on the comparison result, the plurality of input signals or the plurality of signals. The method comprises a step of outputting a signal obtained by processing an input signal to the bus (see FIG. 1).
この方法によれば、 出力先のバスに実際に存在するデータと出力信号 との間の極性反転ビッ ト数がわかるので、 確実に低消費電力化が図れる c なお、 この方法では、 信号を加工する工程は比較する工程より も先に 行われる場合と、 後に行われる場合と、 ほぼ同時に行われる場合とがあ る。 According to this method, since actually it is found polarity reversal number of bits between the data and the output signal present at the output destination of the bus, c attained reliably power consumption In this way, processing the signal The steps to be performed may be performed earlier than the step of comparison, may be performed later, or may be performed almost simultaneously.
先に行われる場合には、 予め加工した信号が用意されるため、 比較結 果に基づき、 高速にバスに信号が出力される。  If the processing is performed first, a signal processed in advance is prepared, so that the signal is output to the bus at a high speed based on the comparison result.
後に行われる場合には、 加工する労力が必要であるかどうかが先にわ かるので、 加工に要する消費電力が低減される。  If it is performed later, the power consumption required for processing is reduced because it is first known whether the labor for processing is required.
同時に行われる場合には、 高速及び低消費電力が実現される。  If performed simultaneously, high speed and low power consumption are realized.
また、 本発明の他の実施形態によれば、  Also, according to another embodiment of the present invention,
同一の変化点を持つ複数入力信号 ( 1 3 1 ) を入力し、 同一の変化点 を持つ複数出力信号 ( 1 1 1 a ) をバスに出力するバス制御回路 ( 1 0 0 ) において、 A bus control circuit (10) that receives multiple input signals (13 1) having the same transition point and outputs multiple output signals (11 11a) having the same transition point to the bus 0)
上記複数入力信号を加工する加工手段 ( 1 0 4 a ) と、  Processing means (104a) for processing the plurality of input signals;
上記加工手段の出力信号と上記複数入力信号とを入力し、 選択信号に より上記加工手段の出力信号と上記複数入力信号との一方を選択出力す る選択手段 ( 1 0 1 a ) と、  Selecting means (101a) for inputting the output signal of the processing means and the plurality of input signals, and selectively outputting one of the output signal of the processing means and the plurality of input signals according to a selection signal;
上記加工手段の出力信号又は上記複数入力信号と上記バス上のデータ とを比較し、 その比較結果に応じて上記選択信号を上記選択手段に出力 する判定手段 (-1 0 2 ) とを具備することを特徴とするものである (第 1 図参照) 。  Determining means for comparing the output signal or the plurality of input signals of the processing means with the data on the bus and outputting the selection signal to the selection means in accordance with the comparison result; (See Fig. 1).
さ らに、 本発明の他の実施形態によれば、  Further, according to another embodiment of the present invention,
同一の変化点を持つ複数入力信号 ( 1 3 1 ) を入力し、 同一の変化点 を持つ複数出力信号 ( 1 1 1 a ) をバスに出力するバス制御回路 ( 1 0 0 ) において、  In a bus control circuit (100) which inputs a plurality of input signals (1 3 1) having the same transition point and outputs a plurality of output signals (1 1 1a) having the same transition point to a bus,
上記複数入力信号の特定のビッ トの位置を交換する加工手段 ( 1 0 4 a ) と、  Processing means (104a) for exchanging the position of a specific bit of the plurality of input signals;
上記加工手段の出力信号と上記複数入力信号とを入力し、 選択信号に より上記加工手段の出力信号と上記複数入力信号との一方を選択出力す る選択手段 ( 1 0 1 a ) と、  Selecting means (101a) for inputting the output signal of the processing means and the plurality of input signals, and selectively outputting one of the output signal of the processing means and the plurality of input signals according to a selection signal;
上記加工手段の出力信号及び上記複数入力信号と上記バス上のデータ とを比較し、 その比較結果に応じて上記選択信号を上記選択手段に出力 する判定手段 ( 1 0 2 ) とを具備することを特徴とするものである (第 1 図参照) 。  Determining means for comparing the output signal of the processing means and the plurality of input signals with the data on the bus, and outputting the selection signal to the selection means in accordance with the comparison result; (See Fig. 1).
更に、 本発明の好適な実施形態によれば、 上記判定手段は上記複数入 力信号 ( 1 3 1 ) 又は上記加工手段の出力信号とバス上のデータ ( 1 1 0 a ) との排他的論理和 ( 2 0 2 ) をとり、 排他的論理和出力での" 1 " の数と" 0" の数の多数決判定 ( 2 0 1 ) を行う ことを特徴とするも のである (第 1図、 第 2図参照) 。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the determination means performs an exclusive logical operation of the plurality of input signals (131) or the output signal of the processing means and data (110a) on a bus. Take the sum (2 0 2) and output "1" at the exclusive OR output. It is characterized by performing a majority decision (201) between the number of "0" and the number of "0" (see FIGS. 1 and 2).
更に、 本発明をデータ処理装置に適用した実施形態によれば、 第 1のバス ( 7 1 O b ) と、 該第 1のバス ( 7 1 O b ) に接続された 中央演算装置 ( 7 0 1 ) 及びメモリモジュール ( 7 04 ) と、  Furthermore, according to the embodiment in which the present invention is applied to the data processing device, the first bus (71Ob) and the central processing unit (70) connected to the first bus (71Ob) are connected. 1) and the memory module (704)
第 2のバス ( 7 1 0 c ) と、 該第 2のバス ( 7 1 0 c ) に接続された メモリチップ ( 7 2 0 ) と、  A second bus (710c), a memory chip (720) connected to the second bus (710c),
上記第 1のバ-スと上記第 2のバスとの間に設けられたバス制御回路 ( 1 0 0 f ) とを具備し、  A bus control circuit (100f) provided between the first bus and the second bus,
上記第 1のバスと上記第 2のバスとは、 それぞれデータバスと該デー タバス上のデータのステータスを示すステータス信号を伝達するステー タスバスとを有し、  The first bus and the second bus each include a data bus and a status bus for transmitting a status signal indicating a status of data on the data bus,
上記バス制御回路は、 上記第 1のバスのデータバス上のデータを加工 する第 1の加工手段 (反転器) と、  A first processing means (inverter) for processing data on a data bus of the first bus;
上記第 1の加工手段の出力信号と上記第 1のバスのデータバス上のデ 一夕とを入力し、 選択信号により上記第 1の加工手段の出力信号と上記 第 1のバスのデータバス上のデータとの一方を選択出力する第 1の選択 手段 (セレクタ) と、  The output signal of the first processing means and the data on the data bus of the first bus are input, and the output signal of the first processing means and the data bus of the first bus are input by a selection signal. First selecting means (selector) for selecting and outputting one of the data of
上記第 1の加工手段の出力信号又は上記第 1のバスのデータバス上の データと上記第 2のバスのデータバス上のデータとを比較し、 その比較 結果に応じて上記選択信号を上記第 1の選択手段に出力する判定手段 ( 判定回路) と、  The output signal of the first processing means or the data on the data bus of the first bus is compared with the data on the data bus of the second bus, and the selection signal is changed according to the comparison result. Determining means (determining circuit) for outputting to the selecting means of 1;
上記第 1のバスのステータスバス上のステータス信号を加工する第 2 の加工手段 (反転器) と、  Second processing means (inverter) for processing the status signal on the status bus of the first bus;
上記第 2の加工手段の出力信号と上記第 1のバスのステータスバス上 のステータス信号とを入力し、 上記選択信号により上記第 2の加工手段 の出力信号と上記第 1 のバスのステータスバス上のステータス信号との 一方を選択出力する第 2の選択手段 (セレクタ) とを具備することを特 徴とするものである (第 7図及び第 8図参照) 。 The output signal of the second processing means and the status bus of the first bus A second selection means (selector) for selectively outputting one of an output signal of the second processing means and a status signal on a status bus of the first bus according to the selection signal. It is characterized by having (see FIGS. 7 and 8).
図面の簡単な説明 BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
第 1 図は、 本発明の一実施例を示す L S I 回路構成のプロック図であ る。  FIG. 1 is a block diagram of an LSI circuit configuration showing one embodiment of the present invention.
第 2図は、 第- 1 図における判定回路 1 0 2の一具体例を示す L S I 回 路構成のプロ ック図である。  FIG. 2 is a block diagram of an LSI circuit configuration showing a specific example of the determination circuit 102 in FIG.
第 3図は、 第 1 図に示す本発明の一実施例の動作を説明するための図 である。  FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG.
第 4図は、 第 1 図に示す本発明の一実施例の動作を説明するための図 である。  FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG.
第 5図は、 第 3図の動作タイ ミ ングを示す図である。  FIG. 5 is a diagram showing the operation timing of FIG.
第 6図は、 第 4図の動作タイ ミ ングを示す図である。  FIG. 6 is a diagram showing the operation timing of FIG.
第 7図は、 本発明を適用したマイクロプロセッサシステムの一実施例 を示すプロ ック図である。  FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of a microprocessor system to which the present invention is applied.
第 8図は、 第 7図のバス制御機構 1 0 0 f の内部回路を示す図である c 第 9図は、 本発明を適用したマイク ロプロセッサシステムの一実施例 を示すブロ ック図である。 Figure 8 is a c Fig. 9 is a diagram showing an internal circuit of FIG. 7 of the bus control mechanism 1 0 0 f is a block diagram showing an embodiment of a microprocessor system according to the present invention is there.
第 1 0図は、 本発明をダイナミ ックバスを備えたシステムに適用した 場合の一実施例を示す L S I 回路構成のブロ ック図である。  FIG. 10 is a block diagram of an LSI circuit configuration showing an embodiment in which the present invention is applied to a system having a dynamic bus.
第 1 1 図は、 本発明の他の実施例を示す L S I 回路構成のプロッ ク図 である。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 11 is a block diagram of an LSI circuit configuration showing another embodiment of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 実施例により本発明をより詳細に説明する。  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
本発明の一実施例を第 1 図から第 6図を用いて説明する。  One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第 1 図は本発明の一実施例を示すプロ ック図である。 1 3 0は L S I 回路により構成される論理モジュールであり、 3 2 ビッ 卜で構成される 出力信号 1 3 1を出力し、 同じく 3 2 ビッ トで構成される入力信号 1 3 2を入力する。 1 0 0は本発明を用いたバス制御機構である。  FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 130 denotes a logic module constituted by an LSI circuit, which outputs an output signal 131 constituted by 32 bits and an input signal 132 constituted by 32 bits. 100 is a bus control mechanism using the present invention.
1 0 4 aは出力信号 1 3 1 を入力と して各ビッ トの極性反転信号を出 力する反転器、 1 0 1 aはセレク ト信号 1 0 7力、'" 0 " のとき出力信号 1 3 1 を出力し、 " 1 - のとき反転器 1 0 4 aの出力信号 1 3 l aを出 力するセレクタ、 1 0 2は出力信号 1 3 1 とラッチ 1 0 3の出力信号で あるラ ッチ信号 1 0 6の対応する各ビッ トを比較した結果、 論理値の異 なるビッ ト数が 1 7 ビッ ト以上の時、 セレク ト信号として" 1 - を出力 し、 それ以外のときはセレク 卜信号と して" 0 " を出力する判定回路で ある。 1 0 5 a、 1 0 5 bはそれぞれ、 セレクタ 1 0 l aの出力信号、 セレク ト信号 1 0 7を出力バッファ制御信号 1 2 1 にて制御されるタイ ミ ングでデータ出力信号 1 1 l a、 ステータス出力信号 1 1 2 a と して 出力する出力バッファである。 1 0 3はデータ入力信号 1 1 l bをラ ッ チ制御信号 1 2 0により保持するラッチ、 1 0 4 bはデータ入力信号 1 1 1 bを入力として各ビッ トの極性反転信号を出力する反転器、 1 0 1 bはステータス入力信号 1 1 2 が" 0 " のときデータ入力信号 1 1 1 bを出力し、 " 1 " のとき反転器 1 0 4 bの出力信号 1 1 1 cを出力す るセレクタである。 1 1 0はバスであり、 3 2 ビッ トのデータバス 1 1 0 a、 1 ビッ 卜のステータスバス 1 1 O bより構成される。  104 a is an inverter that receives the output signal 13 1 as an input and outputs a polarity inversion signal for each bit. 101 a is a select signal 107, and an output signal when '"0" A selector that outputs 1 3 1 and outputs the output signal 13 la of the inverter 10 4 a when "1-" is output. 102 is the output signal of the output signal 13 1 and the latch 10 3. As a result of comparing the corresponding bits of the switch signal 106, when the number of bits having different logical values is 17 bits or more, "1-" is output as a select signal, otherwise, This is a decision circuit that outputs "0" as a select signal. 105 a and 105 b respectively output the output signal of the selector 10 la and the select signal 107 in the timing controlled by the output buffer control signal 121, the data output signal 11 la, Output buffer to output as status output signal 1 1 2a. 103 is a latch that holds the data input signal 11 lb by the latch control signal 120, and 104b is an inversion that receives the data input signal 111b and outputs the polarity inversion signal of each bit. 1 1 b outputs the data input signal 1 1 1 b when the status input signal 1 1 2 is “0” and outputs the output signal 1 1 1 c of the inverter 1 0 4 b when the status input signal 1 2 is “1” Selector. Reference numeral 110 denotes a bus, which comprises a 32-bit data bus 110a and a 1-bit status bus 11Ob.
判定回路 1 0 2の一具体例を第 2図に示す。 同図において、 2 0 0は 3 2個の排他的論理和 2 0 2より構成され、 出力信号 1 3 1 とラ ッチ信 号 1 0 6の対応する各ビッ ト同士で排他的論理和をとる一致判定回路、One specific example of the decision circuit 102 is shown in FIG. In the figure, 200 is 3 A match decision circuit composed of two exclusive ORs 202 and taking an exclusive OR between corresponding bits of the output signal 131 and the latch signal 106.
2 0 1は一致判定回路 2 0 0の各出力ビッ トのうち" 1 " となるビッ ト 数が 1 7 ビッ ト以上で" 1 " を、 1 6 ビッ ト以下で" 0" を出力する多 数決回路であり、 この多数決回路 2 0 1からの出力がセレク ト信号 1 0Reference numeral 201 denotes a circuit which outputs “1” when the number of bits that become “1” among the output bits of the match determination circuit 200 is 17 bits or more, and outputs “0” when the number of bits is 16 bits or less. The voting circuit is a voting circuit, and the output from the majority circuit 201 is a select signal 10
7に相当する。 Equivalent to 7.
次に、 本実施例における全体の動作を第 3図から第 6図を用いて説明 する。  Next, the overall operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
初期状態として、 メ イ ンメモリ 3 0 2からデータバス 1 1 0 aに対し てデータ" 0 0 0 0 0 0 0 0 h" が出力されているとする。  In the initial state, it is assumed that data “000000” is output from the main memory 302 to the data bus 110a.
第 3図の場合、 C P U 3 0 0からバス 1 1 0 aを介してキャ ッシュメ モリ 3 0 1にデータ" F F F F F F F F h" が送られよう としている。 最初に、 C P U 3 0 0からのデータ出力動作に入る直前であり、 かつデ 一夕バス 1 1 0 a上のデータが有効である期間に立ち上がるよう決めら れているラ ッチ制御信号 1 2 0力、'、 第 5図に示すタイ ミ ングで立ち上が ると、 その時点でテ一夕バス 1 1 0 a上にあるデータ' 0 0 0 0 0 0 0 O h" がラ ッチ 1 0 3に取り込まれる。 すると判定回路 1 0 2には、 C P U 3 0 0からの出力信号" F F F F F F F F h" とラ ッチ 1 0 3内の 信号" 0 0 0 0 0 0 0 0 h" が入力されるため、 セレク ト信号 1 0 7と しては" 1 " が出力される。 一方、 セレクタ 1 0 1 3には〇 ? 113 0 0 からの出力信号" F F F F F F F F h" とその極性反転信号" 0 0 0 0 0 0 0 0 h " が入力されているが、 セレク ト信号 1 0 7力、'" 1 " である ため極性反転信号" 0 0 0 0 0 0 0 0 h " 側が選択され出力される。 そ の後出カバッファ制御信号が第 5図に示すタイ ミ ングで立ち上がると、 出カノくッファ 1 0 5 a、 1 0 5 bは、 それぞれセレクタ 1 0 1 aの出力. セレク ト信号 1 0 7をデータバス 1 1 0 a、 ステータスバス 1 1 0 bに 対して出力する。 この時、 データバス 1 1 0 a上のデータを受け取るキ ャ ッ シュメモリ 3 0 1側のセレクタ 1 0 1 bには" 0 0 0 0 0 0 0 0 h " とその極性反転信号" F F F F F F F F h" が入力されるが、 ステー タスバス 1 1 0 b上の信号が" 1 " であるため、 極性反転信号" F F F F F F F F h " 側が選択されキヤ ッシュメモリ 3 0 1に伝えられている, 従って、 C P Uから出力したデータが、 問題なくキャ ッシュメモリに送 られていること-になる。 この時、 データバス 1 1 0 aを観察すると、 1 サイクル前にメイ ンメモリから出力されたデータと、 たった今出力バッ ファ 1 0 5 aから出力されたデータとが同じ" 0 0 0 0 0 0 0 0 h" で あるため、 データバス 1 1 0 aの遷移は起こらないことがわかる。 In the case of FIG. 3, data "FFFFFFFFh" is about to be sent from the CPU 300 to the cache memory 301 via the bus 110a. First, a latch control signal 1 2 immediately before the data output operation from the CPU 300 is started, and which is determined to rise during a period in which the data on the data bus 110 a is valid. When the power starts up at the timing shown in Fig. 5, the data '0 0 0 0 0 0 0 Oh' on the bus 110a at that time is latched. Then, the decision circuit 102 receives the output signal “FFFFFFFFh” from the CPU 300 and the signal “0 0 0 0 0 0 0 0h” in the latch 103. Since it is input, "1" is output as the select signal 107. On the other hand, the output signal "FFFFFFFFh" from the? Although "0 0 0 0 0 0 0 0 h" is input, the polarity inversion signal "0 0 0 0 0 0 0 0 h" side is selected because the select signal 107 is "1". The output buffer control signal is then output as shown in Fig. 5. It rises in to Thailand Mi ring, out Kanoku Ffa 1 0 5 a, 1 0 5 b, respectively selector 1 0 1 a output of. Outputs select signal 107 to data bus 110a and status bus 110b. At this time, “0 0 0 0 0 0 0 0 h” and its polarity inverted signal “FFFFFFFF h” are stored in the selector 101 b of the cache memory 310 that receives the data on the data bus 110a. Is input, but since the signal on the status bus 110b is "1", the polarity inversion signal "FFFFFFFFh" side is selected and transmitted to the cache memory 301, and therefore output from the CPU. The data has been successfully sent to the cache memory. At this time, when observing the data bus 110a, the data output from the main memory one cycle ago and the data output from the output buffer 105a just before are the same. 0h ", it can be seen that there is no transition on the data bus 110a.
次に第 4図に示すように、 C P U 3 0 0からバス 1 1 0 aを介してキ ャ ッシュメモリ 3 0 1にデータ" F F F F O O O O h" が送られる場合 を考える。 第 3図の場合と同様に、 ラ ッチ制御信号 1 2 0が第 6図に示 すタイ ミ ングで立ち上がると、 その時点でデータバス 1 1 0 a上にある データ" 0 0 0 0 0 0 0 0 h" がラ ッチ 1 0 3に取り込まれる。 判定回 路 1 0 2には、 C P U 3 0 0からの出力信号" F F F F O O O O h" と ラッチ 1 0 3内の信号" 0 0 0 0 0 0 0 0 h" が入力されるが、 今回は 両データの各ビッ トを比較した結果、 論理値の異なるビッ ト数が 1 6 ビ ッ 卜であるため、 セレク 卜信号 1 0 7と しては" 0 " が出力される。 従 つて、 セレクタ 1 0 1 aにおいては非反転側信号、 つまり C P U 3 0 0 の出力信号" F F F F O O O O h" そのものが選択され出力される。 そ の後出カバッファ制御信号が第 6図に示すタイ ミ ングで立ち上がると、 第 3図の場合と同様にセレクタ 1 0 1 aの出力信号、 セレク ト信号 1 0 7が出力バッファ 1 0 5 a、 1 0 5 bを介してデータバス 1 1 0 aに出 力される。 データバス 1 1 0 a上のデータを受け取るキャ ッ シュメモリ 3 0 1側では、 セレクタ 1 0 1 bにステ一夕スバス 1 1 0 b上の信号' 0 " が与えられるため、 データバス上の信号" F F F F O O O O h " が セレクタ 1 0 1 bにおいて選択され、 キャ ッシュメモリ 3 0 1に伝えら れる。 この場合、 データバス 1 1 0 aを観察すると、 1サイクル前にメ イ ンメモリから出力されたデータが" O O O O O O O O h" であり、 た つた今出力バッファ 1 0 5 aから出力されたデータ力、'" F F F F 0 0 0 O h' であるため、 データバス 1 1 0 aの遷移は 1 6 ビッ 卜だけ起こる ことがわかる。 Next, as shown in FIG. 4, consider a case where data "FFFFOOOOh" is sent from the CPU 300 to the cache memory 301 via the bus 110a. As in the case of FIG. 3, when the latch control signal 120 rises at the timing shown in FIG. 6, the data “0 0 0 0 0” on the data bus 110 a at that time 0 00 h ”is captured in latch 103. The output signal “FFFFOOOOh” from the CPU 300 and the signal “0 0 0 0 0 0 0 0h” in the latch 103 are input to the judgment circuit 102, but this time both data As a result of comparing these bits, since the number of bits having different logical values is 16 bits, "0" is output as the select signal 107. Therefore, the selector 101a selects and outputs the non-inverted signal, that is, the output signal "FFFFOOOOh" of the CPU 300 itself. Then, when the output buffer control signal rises at the timing shown in Fig. 6, the output signal of selector 101a and the select signal 107 become output buffer 105a as in the case of Fig. 3. To the data bus 110a via 105b Is forced. In the cache memory 310 that receives data on the data bus 110a, the selector 101b is supplied with the signal '0' on the status bus 110b so that the signal on the data bus is supplied to the selector 101b. "FFFFOOOOh" is selected by the selector 101b and transmitted to the cache memory 301. In this case, when observing the data bus 110a, the data output from the main memory one cycle ago is obtained. Since "OOOOOOOOh" and the data output just from the output buffer 105a, "" FFFF0000Oh ", the data bus 110a transitions only 16 bits. You know what happens.
以上説明した動作が、 C P Uとキャ ッ シュメモリの間だけではなく 、 同一のバスを共有し、 そのバスを介してデータのやり取りを行なう他の モジュール間の場合でも問題なく行なわれることは言うまでもない。 本実施例によれば、 データバスの論理遷移数をデータバスの全ビッ ト 数の半分以下、 つま り 3 2ビッ トに対して 1 6以下にすることができ、 データバスの充放電が起こるビッ ト数が 1 6ビッ ト以下になるため、 デ —タバスで消費される電力を従来の半分以下にすることができ、 更に、 電源線、 G N D線に対するノイズの影響を従来の半分におさえることが できる。  It goes without saying that the above-described operation can be performed without any problem not only between the CPU and the cache memory, but also between other modules sharing the same bus and exchanging data via the bus. According to the present embodiment, the number of logical transitions on the data bus can be reduced to less than half of the total number of bits of the data bus, that is, 16 or less for 32 bits, and charging and discharging of the data bus occurs. Since the number of bits is 16 bits or less, the power consumed by the data bus can be reduced to less than half of the conventional level, and the influence of noise on the power supply line and GND line can be reduced to half of the conventional level. Can be done.
また、 本実施例で示されているように、 ラ ッチ 1 0 3が常にデータバ スを監視し、 現在バス上にある信号を保持していることから、 1サイ ク ル前に他のモジュールがデ一夕バスに対してデータを出力している場合 でも必ずデータバスの論理遷移数を 1 6 ビッ ト以下にすることができる c 更に、 本実施例では、 バス幅が 3 2 ビッ トの場合について説明したが、 他のビッ ト数においても、 第 1図の各プロ ックのビッ ト数を増減した構 成により同様の効果を期待することができる。 本実施例に示されているように、 本発明はデータの転送効率を落とさ ないため、 高速データ転送に閧しても適用可能である。 Also, as shown in the present embodiment, since the latch 103 constantly monitors the data bus and holds the signal currently on the bus, the other module can be used one cycle earlier. In this embodiment, the number of logical transitions on the data bus can be reduced to 16 bits or less even when data is output to the data bus c . In this embodiment, the bus width is 32 bits. Although the case has been described, the same effect can be expected with other bit numbers by increasing or decreasing the bit number of each block in FIG. As shown in this embodiment, the present invention can be applied to high-speed data transfer because the present invention does not reduce the data transfer efficiency.
なお、 第 1 図では、 信号を加工 (反転) する反転器 1 0 4 aは判定回 路 1 0 2からのセレク ト信号 1 0 7が生成されるより も先に信号を反転 しているが、 セレク ト信号を反転器に入力することにより反転を開始す ることもできる。 この場合には、 加工する労力が必要であるかどうかが 先にわかるので、 加工に要する消費電力が低減される。  In FIG. 1, the inverter 104 a for processing (inverting) the signal inverts the signal before the select signal 107 from the decision circuit 102 is generated. The inversion can also be started by inputting a select signal to the inverter. In this case, the power consumption required for the processing is reduced because it is first known whether the processing labor is required.
もちろん、 第- 1 図の回路では、 予め加工した信号が用意されるため、 比較結果 (セレク ト信号) に基づき、 高速にバスに信号が出力される。 もう一つの方法と して、 セレクタを反転バッファと非反転バッファの の並列接続と して、 セレク ト信号により何れかのバッファを活性化させ ることが考えられる。 この場合には、 反転バッファが反転器の役目を果 たすので、 反転器 1 0 4 a は不要となる。 そして、 この場合には、 セレ ク 卜信号によって反転信号 · 非反転信号のいずれも高速に出力できると ともに、 何れかのバッファは非活性化状態なので低消費電力が実現され る。  Of course, in the circuit of Fig. 1, a signal processed in advance is prepared, so that the signal is output to the bus at high speed based on the comparison result (select signal). As another method, it is conceivable that a selector is connected in parallel with an inverting buffer and a non-inverting buffer, and one of the buffers is activated by a select signal. In this case, since the inversion buffer functions as an inverter, the inverter 104a becomes unnecessary. In this case, both the inverted signal and the non-inverted signal can be output at high speed by the select signal, and low power consumption is realized because one of the buffers is in an inactive state.
さ らに、 第 1 図では反転器を用いているが、 複数入力信号の特定のビ ッ 卜の位置を交換する加工手段に代えてもよい。  In addition, although an inverter is used in FIG. 1, a processing means for exchanging the positions of specific bits of a plurality of input signals may be used.
この場合には、 加工手段の出力信号及び上記複数入力信号の両方につ いてバス上のデータと何れの信号がより極性反転ビッ ト数を少なく でき るかを比較することになる。  In this case, both the output signal of the processing means and the plurality of input signals are compared with the data on the bus to determine which signal can reduce the number of polarity inversion bits.
次に、 本発明をマイクロプロセッサシステム全体に適用した場合の一 実施例を第 7図を用いて説明する。  Next, an embodiment in which the present invention is applied to the entire microprocessor system will be described with reference to FIG.
第 7図において、 2 0 0 0はデータ処理装置を構成するマイク ロプロ セッサシステムであり、 マイクロプロセッサ 7 0 0、 メモリチップ 7 2 0、 論理チップ 7 2 1 、 ノ、'ス 7 1 0 cからなる。 各チップは本発明によ るバス制御機構 1 0 0 i 、 1 0 0 g、 1 0 0 hを介してバス 7 1 0 cを 共有している。 次にマイク ロプロセッサ 7 0 0は、 C P U 7 0 1 、 メモ リモジュール 7 0 4、 論理モジュール 7 0 5、 ノくス 7 1 0 bからなり、 各モジュールは本発明によるバス制御機構 1 0 0 c 、 1 0 0 d、 1 0 0 eを介してバス 7 1 O bを共有している。 更に C P U 7 0 1 は、 A L U 7 0 2、 レジスタ 7 0 3、 バス 7 1 0 aからなり、 本発明によるバス制 御機構 1 0 0 a -、 1 0 0 bを介してバス 7 1 0 aを共有している。 In FIG. 7, reference numeral 200 denotes a microprocessor system that constitutes a data processing device, which includes a microprocessor 700 and a memory chip 72. 0, logic chip 7 21, no, 's 7 110 c. Each chip shares the bus 710c via the bus control mechanism 100i, 100g, and 100h according to the present invention. Next, the microprocessor 700 comprises a CPU 701, a memory module 704, a logic module 705, and a node 710b, and each module is a bus control mechanism 100 according to the present invention. The bus 71Ob is shared via c, 100d, and 100e. Further, the CPU 701 comprises an ALU 702, a register 703, and a bus 710a, and a bus control mechanism 100a-, 100b via the bus control mechanism according to the present invention. Sharing.
ここで、 問題なのが、 バス 7 1 0 b とバス 7 1 0 cの間のデータ転送 である。 ここでのバス制御機構 1 0 0 f は第 1 図に示したものとは同一 構成にはならない。  The problem here is the data transfer between the bus 710b and the bus 710c. The bus control mechanism 100f here does not have the same configuration as that shown in FIG.
第 8図はバス制御機構 1 0 0 f の内部回路を示す図である。 ここでは, 簡単のため、 バス 7 1 0 bからバス 7 1 0 cへのデータ転送を行うため の回路のみ示している。 実際には、 バス 7 1 0 cからバス 7 1 O bへの データ転送を行うための回路も全く同一の回路で構成されている。 ここ で特徴的なのは、 ステータスバスからのステータス信号を反転器に通し た信号とそのままの信号とを入力し、 判定回路の出力信号 (セレク ト信 号) によって、 反転するかどうかを決めるセレクタがあることである。 これにより、 ノくス 7 1 0 bからバス 7 1 0 c にデータ転送が行われると き、 バス 7 1 0 b上のデータが反転信号の場合には、 バス 7 1 0 bのス テ一タス信号は " 1 " であるが、 バス 7 1 0 c にデータを反転して転送 した場合にバス 7 1 0 cのステ一夕ス信号は " 0 " になる。 このように 第 8図のバス制御機構を用いれば、 バス間のデータ転送において、 転送 データの反転 · 非反転の情報を保持しながらも、 低消費電力を実現でき る。 以上の構成を持つことにより、 マイク ロプロセッサシステム 2 0 0 0 内のすべてのバスに本発明を適用することができ、 バスの論理遷移数が これまでの半分以下になるため、 バスにおける消費電力を従来の半分以 下にすることができる。 FIG. 8 is a diagram showing an internal circuit of the bus control mechanism 100f. Here, for simplicity, only a circuit for performing data transfer from the bus 7110b to the bus 7110c is shown. Actually, a circuit for transferring data from the bus 71 0 c to the bus 71 Ob is also configured by exactly the same circuit. The feature here is that there is a selector that inputs the status signal from the status bus through the inverter and the signal as it is, and determines whether to invert based on the output signal (select signal) of the judgment circuit. That is. As a result, when data is transferred from the bus 710b to the bus 710c, if the data on the bus 710b is an inverted signal, the status of the bus 710b is changed. The status signal is "1", but when the data is inverted and transferred to the bus 710c, the status signal of the bus 710c becomes "0". In this way, by using the bus control mechanism of FIG. 8, it is possible to realize low power consumption in data transfer between buses while retaining the inversion / non-inversion information of the transfer data. With the above configuration, the present invention can be applied to all buses in the microprocessor system 2000, and the number of logical transitions on the bus is reduced to less than half of the conventional bus. Can be reduced to less than half of the conventional one.
更に、 第 9図に示すように、 ステータスバス 8 0 0をマイクロプロセ ッサシステム 2 0 0 0全体で共通にする実施例もまた可能である。  Further, as shown in FIG. 9, an embodiment in which the status bus 800 is shared by the entire microprocessor system 2000 is also possible.
バスプリチャージ装置を備えたダイナミ ックバスシステムに本発明を 適用した実施例を第 1 0図に示す。 第 1 0図において、 9 0 1 は所定の タイ ミ ングでデータバス 1 1 0 aを電源電圧にプリチャージするバスプ リチャージ装置、 9 0 0は電源に接続され、 判定回路 1 0 2にデータ" F F F F F F F F h " を供給する信号線である。 このように構成するこ とにより第 1 図の場合と同様の効果を期待することができる。  FIG. 10 shows an embodiment in which the present invention is applied to a dynamic bus system having a bus precharge device. In FIG. 10, reference numeral 901 denotes a bus precharge device for precharging the data bus 110a to a power supply voltage at a predetermined timing, and reference numeral 900 denotes a bus precharge device, which is connected to a power supply. FFFFFFFFh ". With this configuration, the same effect as in the case of FIG. 1 can be expected.
次に、 3 2 ビッ 卜のデータを 1バイ トごとに分割して本発明を適用 し た場合の一実施例を、 第 1 1図を用いて説明する。 第 1 1 図において、 判定回路 1 0 2 aでは最初に出力信号 1 3 1 とラ ッチ 1 0 3の出力信号 であるラ ッチ信号 1 0 6の対応する各ビッ トを 1バイ 卜ごとの組、 つま り ビッ ト 3 1からビッ ト 2 4、 ビッ ト 2 3からビッ ト 1 6、 ビッ ト 1 5 からビッ ト 8、 ビッ ト 7からビッ ト 0それぞれに分割し比較する。 そし てその結果、 論理値の異なるビッ ト数が 5 ビッ ト以上の組からは、 セレ ク ト信号として" 1 " を出力し、 それ以外のときはセレク 卜信号と して " 0 " を出力する。 1バイ トごとの組 4組からそれぞれセレク ト信号が 出力されるため、 セレク ト信号 1 0 7 aは全体で 4 ビッ 卜の信号になる c それに対応して、 セレクタ 1 0 1 c は 1パ'ィ 卜ごとに出力信号 1 3 1 側 を選択するか極性反転信号 1 3 1 a側を選択するかが制御できるように 構成されている。 1 1 0 dは 4 ビッ トのステータスバスであり、 ステ一 タス出力信号 1 1 2 cを他のモジュールに伝える役割を果たす。 セレク 夕 1 0 1 dは、 ステータス入力信号 1 1 2 dに従い、 データ入力信号 1 1 1 bあるいはその極性反転信号 1 1 1 c いずれかを 1バイ トごとに選 択し出力する。 以上のようにバス制御機構 1 0 0 bを構成することによ り、 第 1 図に示す実施例と同様の効果を期待することができる。 Next, an embodiment in which the present invention is applied by dividing 32 bits of data for each byte will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the decision circuit 102 a firstly outputs the output signal 13 1 and each bit corresponding to the latch signal 106, which is the output signal of the latch 103, every byte. , That is, bit 31 to bit 24, bit 23 to bit 16, bit 15 to bit 8, and bit 7 to bit 0 for comparison. As a result, "1" is output as a select signal from a set having 5 or more bits having different logical values, and "0" is output as a select signal otherwise. I do. Since each-select signals from the set four sets of each byte are output,-select signal 1 0 7 a is in response to c it becomes total 4 bits Bok signal, the selector 1 0 1 c 1 Pas It is configured so that it is possible to control whether to select the output signal 1311 or the polarity inversion signal 1331a for each unit. 110d is a 4-bit status bus. It serves to transmit the status output signal 1 1 2 c to other modules. According to the status input signal 112d, the selector 101d selects either the data input signal 111b or its polarity-inverted signal 111c for each byte and outputs it. By configuring the bus control mechanism 100b as described above, the same effects as in the embodiment shown in FIG. 1 can be expected.
以上に詳述したごとく、 本発明によれば、 ア ドレスバス、 データバス 等同一の変化点を持つ複数信号の駆動時において、 上記複数信号の論理 遷移を低減する-ことにより、 消費罨カを低減するとともに、 電源線、 G N D線に対するノイズの影響を低減し、 更に高速データ転送に関しても 適用可能な入出力信号制御方法を実現することが可能となる。  As described in detail above, according to the present invention, when driving a plurality of signals having the same change point, such as an address bus and a data bus, the logic transition of the plurality of signals is reduced. In addition to reducing the influence of noise on the power supply line and the GND line, it is possible to realize an input / output signal control method applicable to high-speed data transfer.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . 同一の変化点を持つ複数入力信号を入力し、 同一の変化点を持つ複 数出力信号をバスに出力するバス制御回路において、  1. In a bus control circuit that inputs multiple input signals having the same transition point and outputs multiple output signals having the same transition point to the bus,
上記複数入力信号と上記バス上のデータとを比較する工程と、 その比 較結果に応じて上記複数入力信号又は上記複数入力信号を加工した信号 を上記バスに出力する工程を具備することを特徴とする入出力信号制御 方法。  Comparing the plurality of input signals with data on the bus, and outputting the plurality of input signals or a signal obtained by processing the plurality of input signals to the bus in accordance with a result of the comparison. I / O signal control method.
2 . 請求の範 BF第 1項に記載の入出力信号制御方法において、  2. In the input / output signal control method according to claim 1,
上記信号を加工する工程は上記比較する工程より も先に行われること を特徵とする入出力信号制御方法。  The input / output signal control method according to claim 1, wherein the step of processing the signal is performed before the step of comparing.
3 . 請求の範囲第 1項に記載の入出力信号制御方法において、  3. In the input / output signal control method according to claim 1,
上記信号を加工する工程は上記比較する工程より も後に行われること を特徵とする入出力信号制御方法。  An input / output signal control method, wherein the step of processing the signal is performed after the step of comparing.
4 . 請求の範囲第 1項に記載の入出力信号制御方法において、  4. In the input / output signal control method according to claim 1,
上記信号を加工する工程は上記比較する工程とほぼ同時に行われるこ とを特徴とする入出力信号制御方法。  The input / output signal control method, wherein the step of processing the signal is performed substantially simultaneously with the step of comparing.
5 . 同一の変化点を持つ複数入力信号を入力し、 同一の変化点を持つ複 数出力信号をバスに出力するバス制御回路において、  5. In a bus control circuit that inputs multiple input signals having the same transition point and outputs multiple output signals having the same transition point to the bus,
上記複数入力信号を加工する加工手段と、  Processing means for processing the plurality of input signals;
上記加工手段の出力信号と上記複数入力信号とを入力し、 選択信号に より上記加工手段の出力信号と上記複数入力信号との一方を選択出力す る選択手段と、  Selecting means for inputting the output signal of the processing means and the plurality of input signals, and selectively outputting one of the output signal of the processing means and the plurality of input signals according to a selection signal;
上記加工手段の出力信号又は上記複数入力信号と上記バス上のデータ とを比較し、 その比較結果に応じて上記選択信号を上記選択手段に出力 する判定手段とを具備することを特徴とするバス制御回路。 A bus for comparing the output signal of the processing means or the plurality of input signals with the data on the bus, and outputting the selection signal to the selection means in accordance with the comparison result; Control circuit.
6 . 請求の範囲第 5項に記載のバス制御回路において、 6. The bus control circuit according to claim 5,
上記判定手段は上記複数入力信号又は上記加工手段の出力信号とバス 上のデータとの排他的論理和をと り、 排他的論理和出力での" 1 " の数 と" 0 " の数の多数決判定を行う ことを特徴とするバス制御回路。 The determination means calculates an exclusive OR of the plurality of input signals or the output signal of the processing means and data on the bus, and determines a majority of the number of "1" and the number of "0" in the exclusive OR output. A bus control circuit for making a determination.
7 . 同一の変化点を持つ複数入力信号を入力し、 同一の変化点を持つ複 数出力信号をバスに出力するバス制御回路において、 7. In a bus control circuit that inputs multiple input signals with the same transition point and outputs multiple output signals with the same transition point to the bus,
上記複数入力信号の特定のビッ トの位置を交換する加工手段と、 上記加工手段,の出力信号と上記複数入力信号とを入力し、 選択信号に より上記加工手段の出力信号と上記複数入力信号との一方を選択出力す る選択手段と、  Processing means for exchanging the positions of specific bits of the plurality of input signals; inputting the output signal of the processing means and the plurality of input signals; and selecting the output signal of the processing means and the plurality of input signals by a selection signal Selecting means for selecting and outputting one of
上記加工手段の出力信号及び上記複数入力信号と上記バス上のデータ とを比較し、 その比較結果に応じて上記選択信号を上記選択手段に出力 する判定手段とを具備することを特徴とするバス制御回路。  A bus for comparing the output signal of the processing means and the plurality of input signals with the data on the bus, and outputting the selection signal to the selection means in accordance with the comparison result; Control circuit.
8 . 請求の範囲第 7項に記載のバス制御回路において、  8. The bus control circuit according to claim 7,
上記判定手段は上記複数入力信号及び上記加工手段の出力信号とバス 上のデータとの排他的論理和をと り、 排他的論理和出力での" 1 " の数 と" 0 " の数の多数決判定を行う ことを特徵とするバス制御回路。  The determining means performs an exclusive OR of the plurality of input signals and the output signal of the processing means with the data on the bus, and determines the majority of the number of "1" and the number of "0" in the exclusive OR output. A bus control circuit that specializes in making judgments.
9 . 第 1 のバスと、 該第 1 のバスに接続された中央演算装置及びメモリ モジュールと、 9. A first bus, a central processing unit and a memory module connected to the first bus,
第 2のバスと、 該第 2のバスに接続されたメモリチップと、 上記第 1 のバスと上記第 2のバスとの間に設けられたバス制御回路と を具備し、  A second bus, a memory chip connected to the second bus, and a bus control circuit provided between the first bus and the second bus;
上記第 1 のバスと上記第 2のバスとは、 それぞれデータバスと該デー タバス上のデータのステータスを示すステ一夕ス信号を伝達するステー タスバスとを有し、 上記バス制御回路は、 上記第 1 のバスのデータバス上のデータを加工 する第 1 の加工手段と、 The first bus and the second bus each include a data bus and a status bus for transmitting a status signal indicating a status of data on the data bus. The bus control circuit comprises: first processing means for processing data on a data bus of the first bus;
上記第 1 の加工手段の出力信号と上記第 1 のバスのデータバス上のデ 一夕とを入力し、 選択信号により上記第 1 の加工手段の出力信号と上記 第 1 のバスのデータバス上のデータとの一方を選択出力する第 1 の選択 手段と、  The output signal of the first processing means and the data on the data bus of the first bus are inputted, and the output signal of the first processing means and the data bus of the first bus are inputted by a selection signal. First selecting means for selecting and outputting one of the data of
上記第 1 の加工手段の出力信号又は上記第 1 のバスのデータバス上の データと上記第- 2のバスのデータバス上のデータとを比較し、 その比較 結果に応じて上記選択信号を上記第 1 の選択手段に出力する判定手段と、 上記第 1 のバスのステータスバス上のステータス信号を加工する第 2 の加工手段と、  The output signal of the first processing means or the data on the data bus of the first bus is compared with the data on the data bus of the second bus, and the selection signal is changed according to the comparison result. Determining means for outputting to the first selecting means; second processing means for processing a status signal on the status bus of the first bus;
上記第 2の加工手段の出力信号と上記第 1 のバスのステータスバス上 のステータス信号とを入力し、 上記選択信号により上記第 2の加工手段 の出力信号と上記第 1 のバスのステータスバス上のステータス信号との 一方を選択出力する第 2の選択手段とを具備することを特徴とするデー タ処理装置。  The output signal of the second processing means and the status signal on the status bus of the first bus are input, and the output signal of the second processing means and the status bus of the first bus are input by the selection signal. A second selection means for selecting and outputting one of the status signals.
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