JPH04225457A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JPH04225457A
JPH04225457A JP2414424A JP41442490A JPH04225457A JP H04225457 A JPH04225457 A JP H04225457A JP 2414424 A JP2414424 A JP 2414424A JP 41442490 A JP41442490 A JP 41442490A JP H04225457 A JPH04225457 A JP H04225457A
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JP
Japan
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chip
microcomputer
outside
evaluation
central processing
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Withdrawn
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JP2414424A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Kurihara
栗原 俊彦
Yoshinori Tsujita
辻田 義範
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、中央処理装置と周辺回
路を含んで1チップ化されたマイクロコンピュータ、こ
とに既存の回路モジュールに新たな回路モジュールを組
み合わせて成るマイクロコンピュータに関し、例えばシ
ステム評価用チップと実チップとの共通化に適用して有
効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の開発コスト低減や開発
期間の短縮などを目的としたASIC(アプリケーショ
ン・スペシフィク・インテグレーテッド・サーキット)
もしくはスタンダードセルのような手法に鑑み、独立し
た半導体集積回路としても構成可能な、若しくはもとも
と独立した1個の半導体集積回路として構成可能なマク
ロセルを複数個組合せて、又は標準品として提供されて
いるマクロセルと共に、ユーザの個別仕様に応じて設計
されるカスタムモジュールを同一半導体基板に形成して
新たな半導体集積回路を形成する試みが本発明者によっ
てなされた。
【0003】例えば、株式会社日立製作所製のネットワ
ークプロセッサ(HD64180S)をコアユニットと
して、同ユニットと共にカスタムモジュールを付加し、
更に同コアユニットに含まれる一部の周辺回路機能を別
モジュールで機能拡張するようにして、マイクロコンピ
ュータを構成する。
【0004】尚、HD64180Sについて記載された
文献の例としては「日経データプロ・マイクロプロセッ
サ」MC1−104−501〜505(1989年7月
)の8ビットマイクロプロセッサがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コアユ
ニットにカスタムモジュールや機能拡張モジュールを組
み合わせてユーザの要求仕様を満足させるとき、そのマ
イクロコンピュータの機能若しくは種類は多岐に亘り、
1種類毎にエミュレーション等によるシステム評価用チ
ップを新たに設計して提供していたのでは、評価チップ
の開発に時間がかかり、システム評価のための環境整備
が遅れてしまう。そうかといって、評価専用信号の入力
又は出力用外部ピンを予め配置するように実チップを構
成するなら、システム・オンチップ化若しくは集積規模
の増大という傾向にあって、パッケージの外部端子数の
制約から実質的にそれを実現することは不可能であり、
その上使い勝手も悪くなる。
【0006】また、ユーザカスタム論理を反映して、コ
アユニットに含まれる一部の周辺回路の機能を、高機能
拡張モジュールに代替させるように、マイクロコンピュ
ータを構成するとき、当該コアユニットと外部とのイン
タフェースが、同コアユニット単体で半導体集積回路化
されたマイクロコンピュータと相違されると、ユーザカ
スタム論理を反映したマイクロコンピュータの機能診断
において、既に提供されているコアユニットのテストパ
ターンを流用することが難しくなり、LSIそれ自体の
テストパターン作成にも多大の労力が必要になる。
【0007】本発明の目的は、パッケージの外部端子を
無駄に占有することなく実チップと評価チップとを兼用
することができるマイクロコンピュータを提供すること
にある。
【0008】本発明の別の目的は、他のマイクロコンピ
ュータから流用した論理部分の診断に、当該他のマイク
ロコンピュータ用に開発されたテストパターンを容易に
流用することができるマイクロコンピュータを提供する
ことにある。
【0009】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【0011】すなわち、評価チップと実チップの兼用と
いう観点からは、チップ外に接続される所定の外部端子
を、中央処理装置のシステム評価専用信号端子又は周辺
回路の個別信号端子の何れか一方に選択接続可能な、選
択回路を設けて、中央処理装置及び周辺回路を1チップ
に含んだマイクロコンピュータを構成するものである。
【0012】評価チップと実チップの兼用、並びに、他
のマイクロコンピュータから流用した論理部分の診断に
当該他のマイクロコンピュータ用テストパターンを流用
可能にするという観点に立って、コアユニットにカスタ
ムモジュールなどを組み合わせてユーザ要求仕様を満足
させるマイクロコンピュータを構成するときは、前記コ
アユニットに含まれる所定周辺回路の個別信号端子、コ
アユニット外に配置された周辺回路の個別信号端子、又
は中央処理装置のシステム評価専用信号端子の何れかに
、チップ外部に接続される所定の外部端子を選択接続す
る、選択回路を設けて、中央処理装置及び周辺回路を1
チップに含んだマイクロコンピュータを構成するもので
ある。
【0013】他のマイクロコンピュータから流用した論
理部分の診断に当該他のマイクロコンピュータ用テスト
パターンを流用可能にするという観点に立って、コアユ
ニットにカスタムモジュールなどを組み合わせてユーザ
要求仕様を満足させるマイクロコンピュータを構成する
ときは、前記コアユニットに含まれる所定周辺回路の個
別信号端子、又はコアユニット外に配置された周辺回路
の個別信号端子の何れかに、チップ外部に接続される所
定の外部端子を選択接続する、選択回路を設けて、中央
処理装置及び周辺回路を1チップに含んだマイクロコン
ピュータを構成するものである。
【0014】
【作用】上記した手段によれば、実チップとして利用さ
れる動作モードにおいて選択回路は、所定周辺回路の個
別信号端子を外部とインタフェースさせて所期のシステ
ム動作を可能にする。評価チップとして利用される動作
モードにおいて前記選択回路は、評価専用信号端子をエ
ミュレータなどとインタフェースさせてシステム評価を
サポート可能にする。
【0015】ユーザカスタム論理を反映して、コアユニ
ットに含まれる一部の周辺回路の機能を、別の機能拡張
モジュールに代替させるようにして、カスタム論理を取
り込んでマイクロコンピュータが構成されるとき、実チ
ップとしてのシステム動作時における選択回路は、前記
機能拡張モジュールに含まれるような所定周辺回路の個
別信号端子を外部とインタフェースさせて所期のシステ
ム動作を可能にする。マイクロコンピュータの機能診断
時において前記選択回路は、前記機能拡張モジュールに
機能代替されたコアユニット内周辺回路の個別信号端子
を外部とインタフェースさせて、既に提供されているコ
アユニットのテストパターンを流用可能にする。
【0016】
【実施例】図1には本発明の一実施例に係るネットワー
クプロセッサ1が示される。同図に示されるネットワー
クプロセッサ1は、プロセッシングコアモジュール2、
ユーザカスタムモジュール3、機能拡張モジュール4、
及び選択回路5を含み、それらは公知の半導体集積回路
製造技術によって単結晶シリコンのような1個の半導体
基板に形成される。
【0017】前記プロセッシングコアモジュール(以下
単にコアモジュールとも記す)2は、それ自体で単体の
マイクロコンピュータとして既に提供されているシリア
ル・コミュニケーション・インタフェース機能を備えた
汎用マイクロコンピュータとしての機能を備え、特に制
限されないが、CPU(セントラル・プロセッシング・
ユニット)20を中心に、HDLCなど複数の通信プロ
トコルをサポート可能なマルチプロトコル・シリアル・
コミュニケーション・インタフェース(以下単にMSC
Iとも記す)21、調歩同期で通信制御を行うアシンク
ロナス・シリアル・コミュニケーション・インタフェー
ス(以下単にASCIとも記す)22、通信データのダ
イレクト・メモリ転送制御を行うためのダイレクト・メ
モリ・アクセス・コントローラ(以下単にDMACとも
記す)23,24、2個のタイマ25,26、プロセッ
シングコアモジュール2内部の論理アドレスを物理アド
レスに変換するメモリ・マネージメント・ユニット27
、及びコアモジュール2の外部との間で情報のやりとり
を行うための入出力回路28が設けられ、それらはアド
レスバスABUSとデータバスDBUSで代表されるよ
うな内部バスに共通接続される。
【0018】前記機能拡張モジュール4は、例えば2個
のMSCI40,41とされ、前記データバスDBUS
及びアドレスバスABUS等の内部バスに共通接続され
て、CPU20の制御を受けるようになっている。
【0019】前記ユーザカスタムモジュール3は、特に
制限されないが、図2に示されるようにコアモジュール
2との間で情報をやりとりするための入出力回路30、
及びパッド電極のような外部端子群34を介してチップ
外との間で情報をやりとりするための入出力回路31を
有する。入出力回路30,31は、バススイッチ回路3
2を介して択一的にパッド電極のような外部端子群35
に接続され、その接続制御は、入出力回路30側からの
アクセス要求と、入出力回路31側からのアクセス要求
を調停する調停回路33がそのアクセス競合を回避する
ように行う。
【0020】本実施例のネットワークプロセッサ1は、
コアモジュール2を中心にユーザカスタム論理を反映す
るように、ユーザカスタムモジュール3をオンチップ化
すると共に、コアモジュール2に含まれる一部の周辺回
路例えばASCI22及びタイマー26を不要とし、さ
らに同機能若しくは同回路を高機能な拡張モジュール4
に代替させるようにして、ユーザ要求仕様を満足するマ
イクロコンピュータとして構成される性質を有する。こ
のようにして、ユーザカスタム論理を反映させたマイク
ロコンピュータ1を構成するに当たり、前記ASCI2
2,タイマー26はチップ上から削除してもよいが、既
にマスクパターン等が提供されているコアモジュール2
をそのまま採用してある。したがって、マイクロコンピ
ュータ1は、それが適用されるシステム上での動作(シ
ステム動作)では、ASCI22,タイマー26夫々の
個別信号は外部とインタフェースさせなくてもよいが、
機能拡張モジュール4に含まれるMSCI40,41の
個別信号は外部とインタフェースさせる必要がある。
【0021】ここで、周辺回路の前記個別信号は個々の
周辺回路がLSI外部の回路と個別的にやりとりするス
トローブ信号やタイミング信号などとされる。例えば、
MSCI21,40,41並びにASCI22において
は同期信号や送受信信号などとされ、タイマー25,2
6の場合にはタイマー入力信号やタイマー出力信号とさ
れ、DMAC23,24にあってはDMAリクエスト信
号やDMA完了信号などとされる。図1において夫々の
周辺回路における個別信号は、21a,22a,23a
,24a,45a,26a,40a,41aとして図示
され、夫々の周辺回路における個別信号入力又は出力端
子群は、21b,22b,23b,24b,45b,2
6b,40b,41bとして図示されている。
【0022】前記CPU20は、エミュレーションのた
めの評価専用信号を入出力する機能を予め備えている。 この評価専用信号は、特に制限されないが、図示しない
エミュレータがブレーク条件を検出したときにCPU2
0によるエミュレーション動作を停止させるためのブレ
ーク割り込み信号(入力信号)、ブレーク割り込みを受
け付けたことを外部に通知するためのブレーク・アクノ
レッジ信号(出力)、命令フェッチサイクルであること
を外部に知らせるための通常のロード・インストラクシ
ョン・レジスタ信号よりも早いタイミングで変化される
エミュレーション用ロード・インストラクション・レジ
スタ信号、メモリアクセスサイクルであることを外部に
知らせるための通常のメモリ・イネーブル信号よりも早
いタイミングで変化されるエミュレーション用メモリ・
イネーブル信号、及び論理アドレスなどとされる。この
評価専用信号は図1において20aで図示され、20b
で示される入力又は出力端子群(評価専用端子群)から
CPU20の外部に入出力される。
【0023】前記選択回路5は、チップ外部に接続され
るパッド電極のような所定の外部端子群60を、CPU
20の前記評価専用信号端子群20b、コアモジュール
2に配置されたASCI22及びタイマー26の個別信
号端子群22b,26b、又はコアモジュール2外に配
置されたMSCI40,41の個別信号端子群40b,
41bの何れかに選択接続するものであり、例えば第1
セレクタ50と第2セレクタ51を有する。第1セレク
タ50は、ASCI22及びタイマー26を第2セレク
タ51に導通させる第1状態、又はMSCI40,41
を第2セレクタ51に導通させる第2状態を択一的に選
択する。第2セレクタ51は、CPU20を外部端子群
60に導通させる第3状態、又は第1セレクタ50を外
部端子群60に導通させる第4状態を択一的に選択する
。第1セレクタ50による状態選択は、適宜のレジスタ
例えばMSCI40に含まれるレジスタの1ビットに割
り当てられたコントロールビットの論理値に従って制御
される。また、第2セレクタ51は、CPU20にエミ
ュレーションモードが設定されることにより第3状態を
選択し、ノーマルモードが設定されることにより第4状
態を選択する。CPU20の動作モードは、特に制限さ
れないが、パッド電極のような外部端子61から供給さ
れる所定のモード信号62のレベルによって決定される
。
【0024】図3には本実施例のネットワークプロセッ
サ1を適用した通信制御システムが示される。
【0025】図3において10はシステムバスであり、
これに上位CPU11、メインメモリ12、及び本実施
例のネットワークプロセッサ1などが結合されている。 このネットワークプロセッサ1は前記システムバス10
のほかにローカルバス13や共有メモリ14ともインタ
フェースされる。このネットワークプロセッサ1もロー
カルな通信制御モジュールの一つとされ、ローカルバス
13はユーザカスタムモジュール3とコアモジュール2
の双方に、外部端子群62を介して共通接続される。こ
のローカルバス13には例えばローカルメモリ15やI
SDN用コントローラ16などが結合されている。前記
共有メモリ14は前記コアモジュール2内CPU20と
上位CPU11とによって共有されるバッファメモリと
され、例えばコアモジュール2や機能拡張モジュール4
に含まれるシリアル・コミュニケーション・インタフェ
ースによる受信データや送信データの一時記憶領域など
として利用される。この共有メモリ14は前記外部端子
群35に接続され、共有メモリ14をCPU20にアク
セスさせるか上位CPU11にアクセスさせるかの調停
制御をユーザカスタムモジュール3が行う。
【0026】本実施例のネットワークプロセッサ1が実
チップとして図3のようなシステム上で動作されるとき
、モード信号62によりCPU20にはノーマルモード
が設定される。これにより、外部端子群60は第1セレ
クタ50と導通される。そして、所定のコントロールビ
ットに例えば論理”0”を書き込むことによって第1セ
レクタ50に第2状態を選択させて、機能拡張モジュー
ル4に含まれるMSCI40,41の個別信号40a,
41aを外部端子群60を介してプロセッサ1の外部に
入力又は出力可能にする。これにより、ネットワークプ
ロセッサ1はユーザカスタム論理に従って動作可能にさ
れる。このとき、個別信号を外部とやりとりすることが
できなタイマー26はチップ内部のタイミング検出など
に利用することができる。尚、前記所定のコントロール
ビットを論理”1”に設定すれば、機能拡張モジュール
4に代えてコアモジュール2内のASCI22及びタイ
マー26を直接外部とインタフェースさせて利用するこ
とも可能である。
【0027】図3に示されるようなシステムのためのソ
フトウェア評価を行う場合には、モード信号62により
CPU20にはエミュレーションモードが設定される。 これにより、外部端子群60は第2セレクタ51を介し
て評価専用信号を入出力可能にされる。このようなエミ
ュレーションモードが設定されたネットワークプロセッ
サ1は評価チップとして図示しないエミュレータ及び評
価対象システムに接続され、評価対象システムを代行制
御すると共に、その制御動作を追跡可能なトレース情報
などをエミュレータに出力する。このエミュレーション
によるシステム評価において、MSCI40,41は夫
々個別信号を端子群40b,41bを介して直接外部と
やりとりすることはできないが、送信部と受信部とを接
続するような内部ループモードで動作させることによっ
て通信制御プログラムのソフトウェアデバッグを行うこ
とができる。タイマー26やASCI22を利用する場
合にもループモードを利用して通信制御プログラムのソ
フトウェアデバッグを行うことができる。
【0028】ネットワークプロセッサ1の機能診断時に
は、ノーマルモードを設定すると共に第1セレクタ50
に第1状態を選択させ、これによりプロセッシングコア
モジュール2に対しては、既に提供されているテストパ
ターンを流用することができる。機能拡張モジュール4
やユーザカスタムモジュール3に対しては個々のモジュ
ール専用テストパターンを利用して機能診断を行う。
【0029】上記実施例によれば以下の作用効果を得る
ことができる。
【0030】(1)本実施例のネットワークプロセッサ
1は、コアモジュール2を中心にユーザカスタム論理を
反映するように、ユーザカスタムモジュール3及び機能
拡張モジュール4をオンチップ化して、ユーザ要求仕様
を満足する構成を実現するが、実チップとして利用され
るノーマルモードにおいて選択回路5は、機能拡張モジ
ュール4の個別信号端子40b,41bを外部とインタ
フェースさせて、ユーザの要求に適合する所期のシステ
ム動作を可能にし、また、評価チップとして利用される
エミュレーションモードにおいて前記選択回路5は、C
PU20の評価専用信号端子20bをエミュレータなど
とインタフェースさせてシステム評価をサポート可能に
する。したがって、多数の回路モジュールを集積したネ
ットワークプロセッサ1において、そのパッケージの外
部端子数が制約されるなかで、パッケージの外部端子を
無駄に占有することなく実チップと評価チップとを兼用
させることができる。
【0031】(2)ユーザカスタム論理を反映して、コ
アモジュール2に含まれるASCI22,タイマー26
の個別信号利用機能を、機能拡張モジュール4に代替さ
せるようにして、コアモジュール2に機能拡張ジュール
4を組み合わせたネットワークプロセッサ1において、
実チップとしてのシステム動作時における選択回路5は
、前記機能拡張モジュール4の個別信号端子40b,4
1bを外部とインタフェースさせて所期のシステム動作
を可能にするが、プロセッサ1の機能診断時において前
記選択回路5は、コアモジュール2内のASCI22,
タイマー26の個別信号端子22b,26bを外部とイ
ンタフェースさせることが可能であるから、既に提供さ
れているコアモジュール2のテストパターンを流用して
機能診断を行うことができる。したがって、新規開発に
係るプロセッサ1のテストパターン作成工数を低減する
ことができる。
【0032】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。
【0033】例えば、エミュレーションモードの設定に
は専用のモード信号62を利用することに限定されず、
CPUにおける既存のストローブ信号などの信号レベル
の組み合わせでモード設定するようにしてもよい。また
、コアモジュール、機能拡張モジュール、並びにユーザ
カスタムモジュールに含まれる回路ブロックは上記実施
例に限定されず、適宜変更することができる。また、1
チップ化されたネットワークプロセッサ1をパッケージ
ングしたLSIを実チップ専用とする場合には、外部端
子61をパッケージのリード端子にボンディングせず、
ボンディングオプションで所定の電源端子に結合したり
、マスタスライスで所定の電源配線に接続しておくこと
ができる。また、評価チップとして専用化するには、外
部端子61を上記とは逆の電位に固定すればよい。組立
完了されたLSIを実チップ及び評価チップの双方に択
一的に利用可能にするには、外部端子62をパッケージ
のリード端子にボンディングしておく。
【0034】また、本発明はチップそれ自体を実チップ
に専用化する技術にも適用することができる。例えば図
1において、第1セレクタを直接外部端子群60に結合
して、第2セレクタ51を廃止する。
【0035】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるネット
ワークプロセッサに適用した場合について説明したが、
本発明はそれに限定されるものではなく、各種マイクロ
コンピュータに広く適用することができる。
【0036】本発明は少なくとも、部分的にカスタム論
理を反映して多様化される条件のものに広く適用するこ
とができる。
【0037】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【0038】すなわち、評価用信号端子と評価時には利
用しなくても済むような周辺回路個別信号端子を選択的
にチップ外とインタフェース可能にしたから、パッケー
ジの外部端子を無駄に占有することなく実チップと評価
チップとを兼用させることができるという効果がある。
【0039】また、他のマイクロコンピュータから流用
した論理部分をそのまま動作させるための外部インタフ
ェース状態を選択的に採り得るから、他のマイクロコン
ピュータから流用した論理部分の診断に、当該他のマイ
クロコンピュータ用に開発されたテストパターンを容易
に流用することができ、ユーザカスタム論理を反映した
新規開発に係るマイクロコンピュータのテストパターン
作成工数を低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係るマイクロコンピュータの一
実施例としてのネットワークプロセッサのブロック図で
ある。
【図2】図2はネットワークプロセッサに含まれるユー
ザカスタムモジュールの一例ブロック図である。
【図3】図3はネットワークプロセッサを適用した一例
システム構成ブロック図である。
【符号の説明】
1  ネットワークプロセッサ 2  プロセッシングコアモジュール 3  ユーザカスタムモジュール 4  機能拡張モジュール 5  選択回路 20  CPU 20b  評価専用信号端子 21  MSCI 21b  個別信号端子 22  ASCI 22b  個別信号端子 23  DMAC 23b  個別信号端子 24  DMAC 24b  個別信号端子 25  タイマー 25b  個別信号端子 26  タイマー 26b  個別信号端子 40  MSCI 40b  個別信号端子 41  MSCI 41b  個別信号端子 50  第1セレクタ 51  第2セレクタ 60  外部端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  内部バスを共有する中央処理装置と周
    辺回路を含んで1チップ化されたマイクロコンピュータ
    であって、前記中央処理装置は、システム評価専用信号
    の入力又は出力端子を持ち、前記周辺回路の一部又は全
    部は、内部バスに非接続の個別信号入力又は出力用端子
    を有し、チップ外に接続される所定の外部端子を、中央
    処理装置の前記評価専用信号端子又は周辺回路の前記個
    別信号端子の何れか一方に選択接続可能な、選択回路を
    設けて、成るものであることを特徴とするマイクロコン
    ピュータ。
  2. 【請求項2】  内部バスを共有する中央処理装置と周
    辺回路を含んで1チップ化されたマイクロコンピュータ
    であって、前記中央処理装置と一部の周辺回路はコアユ
    ニットを成し、前記コアユニットに含まれる所定の周辺
    回路及びコアユニット外に配置された周辺回路は、夫々
    内部バスに非接続の個別信号入力又は出力用端子を有し
    、前記中央処理装置はシステム評価専用信号の入力又は
    出力端子を持ち、チップ外部に接続される所定の外部端
    子を、前記評価専用信号端子、コアユニット内周辺回路
    の個別信号端子、又はコアユニット外周辺回路の個別信
    号端子の何れかに選択接続する、選択回路を設けて、成
    るものであることを特徴とするマイクロコンピュータ。
  3. 【請求項3】  内部バスを共有する中央処理装置と周
    辺回路を含んで1チップ化されたマイクロコンピュータ
    であって、前記中央処理装置と一部の周辺回路はコアユ
    ニットを成し、前記コアユニットに含まれる所定の周辺
    回路及びコアユニット外に配置された周辺回路は、夫々
    内部バスに非接続の個別信号入力又は出力用端子を有し
    、チップ外部に接続される所定の外部端子を、コアユニ
    ット内周辺回路の個別信号端子、又はコアユニット外周
    辺回路の個別信号端子の何れか一方に選択接続する、選
    択回路を設けて、成るものであることを特徴とするマイ
    クロコンピュータ。
JP2414424A 1990-12-26 1990-12-26 マイクロコンピュータ Withdrawn JPH04225457A (ja)

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