JPH04255081A - マイクロコンピュータ - Google Patents

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】本発明はマイクロコンピュータに
関し、特に外部メモリにアクセスが可能なシングルチッ
プマイクロコンピュータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年シングルチップマイクロコンピュー
タ（以下シングルチップマイコンと称す）を使用したシ
ステムが高機能かつ高性能になるにつれ、プログラム容
量及びデータ量が増大し、その結果シングルチップマイ
コンの外部にメモリを接続してシステムを構成する場合
が多く見られる。

【０００３】又、シングルチップマイコンの制御量が増
大するにつれて、シングルチップマイコンと制御を行な
う回路との間でインターフェースを行なう信号の数が多
くなり、そのためにシングルチップマイコンにてより多
くの入出力端子を備える必要がある。

【０００４】ところが、応用システムの機能及び性能は
ますます増大する方向にある一方、システム全体の大き
さは小型化，軽量化が望まれており、シングルチップマ
イコンにおいては限られた数の端子を１本でも多く有効
に利用できることが強く要望されている。以下図３を用
いて、従来のシングルチップマイコンを用いたシステム
の構成動作を説明する。

【０００５】図３において、シングルチップマイコン１
を使ったシステム構成例で、シングルチップマイコン１
と、メモリ３０と、応用回路３１とで構成している。

【０００６】メモリ３０には、シングルチップマイコン
１が実行すべきプログラム及び処理すべきデータを格納
しており、アドレスバス３２と、データバス３３と、ラ
イトストローブ３４と、リードストローブ３５とでシン
グルチップマイコン１と接続している。シングルチップ
マイコン１がメモリ３０から命令又はデータをリードす
る場合は、リードストローブ３５を“１”にすることに
より、アドレスバス３２のアドレスで指す番地からデー
タバス３３を介して命令コード又はデータを取り込むこ
とができる。メモリ３０にデータをライトする場合は、
ライトストローブ３４を“１”にすることにより、アド
レスバス３２のアドレスで指す番地に、データバス３３
を介してデータを格納することができる。

【０００７】応用回路３１は、シングルチップマイコン
１が制御を行なう回路で、入力信号３６と出力信号３７
で接続している。例えば、入力信号３６のレベルをリー
ドすることにより、スイッチが押されたかどうかの検出
を行なったり、出力信号３７を“０”レベルにすること
によりトランジスタをＯＮさせたりする。

【０００８】図４は図３のシングルチップマイコン１の
詳細なブロック図である。以下図４を用いて、従来のシ
ングルチップマイコン１の構成及び動作について説明す
る。

【０００９】図４において、本シングルチップマイコン
１は、中央処理装置（以下“ＣＰＵ”と称す）２と、外
部インタフェース３と、メモリ４と、入出力回路５と、
内部バス６と、外部端子２０，２１，２２，２３，２４
，２５とで構成している。

【００１０】メモリ４は、ＣＰＵ２が実行するプログラ
ムまたは処理データを格納する。入出力回路５は、外部
端子２４，２５を介してシングルチップマイコン１の外
部へ信号を入出力する回路である。

【００１１】外部インタフェース３は、外部端子２０，
２１，２２，２３を介して、シングルチップマイコン１
の外部に接続したメモリへのアクセスとポート入出力動
作を制御する回路である。ＣＰＵ２から外部インタフェ
ース３へ外部ライト信号７と、外部リード信号８と、ポ
ートモードフラグ設定信号９と、ポート入力信号１０と
、外部モードフラグ設定信号１１と、出力ラッチ設定信
号１０１とを供給する。

【００１２】外部インタフェース３は、アドレス／デー
タ入出力制御回路２６と、リード／ライト制御回路２７
とで構成し、ＣＰＵ２が外部へアクセスを行なうと、ア
ドレス／データ入出力制御回路２６は外部端子２０から
アドレスを、外部端子２１からデータの入出力を行なう
。リード／ライト制御回路２７は、外部端子２２からラ
イトストローブ信号を出力し、外部端子２３からリード
ストローブ信号を出力する。

【００１３】リード／ライト制御回路２７からアドレス
／データ入出力制御回路２６へ外部へアクセスするモー
ドであることを示す外部モード信号５８を供給する。

【００１４】図５は図４のリード／ライト制御回路２７
における外部端子２２の入出力ブロック図である。

【００１５】以下図５を用いて従来のリード／ライト制
御回路２７における外部端子２２の入出力動作について
説明する。図５において、外部モードフラグ５１と、セ
レクタ５０と、ポートモードフラグ８０と、出力ラッチ
８１と、ＡＮＤゲート８２と、ＯＲゲート５２と、アッ
ファ５６と、インバータゲート５５と外部端子２２とで
構成している。

【００１６】外部モードフラグ５１は、シングルチップ
マイコン１の外部に接続した外部メモリに対し、アクセ
スを行なうかどうかを指定するフラグで、“１”の時外
部アクセスモードになり（以下、外部モードフラグ５１
に“１”を設定した状態を“外部モード”と称す）、外
部端子２２はライトストローブ端子になる。外部モード
フラグ５１が“０”の時は、ポートモードにより、外部
端子２２は信号入出力端子になる。外部モードフラグ５
１はアドレスマッピングされており、前述アドレスを指
定して命令にてデータをロイトすると、外部モードフラ
グ設定信号１１を“１”にし、内部バス６を介してデー
タを設定する。

【００１７】ポートモードフラグ８０は、外部モードで
ない時に、外部端子２２を入力ポートとして使用するか
、出力ポートとして使用するかを指定するフラグである
。ポートモードフラグ８０が“１”の時、外部端子２２
は入力ポートになり、ポートモードフラグ８０が“０”
の時外部端子２２は出力ポートになる。ポートモードフ
ラグ８０はアドレスマッピングされており、前述アドレ
スを指定して命令にてデータをライトすると、ポートモ
ードフラグ設定信号９を“１”にし、内部バス６を介し
てデータを設定する。

【００１８】出力ラッチ８１は、外部端子２２を出力ポ
ートに使用した際に、外部端子２２から出力する信号レ
ベルを記憶する１ビットのラッチである。出力ラッチ８
１は、アドレスマッピングされており、前述アドレスを
指定して命令にてデータをライトすると、出力ラッチ設
定信号１０１を“１”にし、内部バス６を介してデータ
を設定する。

【００１９】セレクタ５０は、外部モード信号５８が“
１”の時に外部ライト信号７を選択し、外部モード信号
５８が“０”の時に出力ラッチ８１の出力を選択し出力
する。以下に図５を使って、外部モード時の動作につい
て説明を行なう。

【００２０】ライト命令を実行して、外部モードフラグ
設定信号１１を“１”にし、内部バス６を介して外部モ
ードフラグ５１に“１”を設定する。外部モードフラグ
５１が“１”であると、外部モード信号５８が“１”に
なり、セレクタ５０は外部ライト信号７を選択し出力す
る。又外部モード信号５８が“１”であるので、ＯＲゲ
ート５２の出力が“１”になり、バッファ５６がＯＮに
なる。従って、外部端子２２から外部ライト信号７を出
力する。

【００２１】次に外部モードでない時の動作について説
明を行なう。ライト命令を実行して、外部モードフラグ
設定信号１１を“１”にし、内部バス６を介して外部モ
ードフラグ５１に“０”を設定する。外部モードフラグ
５１が“０”であると、外部モード信号５８が“０”に
なり、セレクタ５０は出力ラッチ８１の出力を選択し出
力する。

【００２２】まず外部端子２２を出力ポートとして使用
する場合について説明する。ライト命令を実行してポー
トモードフラグ設定信号９を“１”にし、内部バス６を
介してポートモードフラグ８０に“０”を設定する。ポ
ートモードフラグ８０が“０”であるので、インバータ
ゲート５５の出力が“１”に、ＯＲゲート５２の出力が
“１”になる。ＯＲゲート５２の出力が“１”になるの
で、バッファ５６はＯＮ状態になる。

【００２３】従って、ライト命令を実行して出力ラッチ
設定信号１０１を“１”にし、内部バス６を介して出力
ラッチ８１に“１”を設定すると、外部端子２２から“
１”を出力する。

【００２４】同様に、ライト命令を実行して出力ラッチ
設定信号１０１を“１”にし、内部バス６を介して出力
ラッチ８１に“０”を設定すると、外部端子２２から“
０”を出力する。

【００２５】次に外部端子２２を入力ポートとして使用
する場合について説明する。ライト命令を実行して、ポ
ートモードフラグ設定信号９を“１”にし、内部バス６
を介してポートモードフラグ８０に“１”を設定する。 ポートモードフラグ８０が“１”で外部モード信号５８
が“０”であるので、インバータゲート３５の出力が“
０”にＯＲゲート５２の出力が“０”になる。ＯＲゲー
ト５２の出力が“０”になるので、バッファ５６はＯＦ
Ｆ状態になる。

【００２６】ポート入力命令を実行して、ポート入力信
号１０を“１”にすると、ポートモードフラグ８０が“
１”であるので、ＡＮＤゲート８２の出力が“１”にな
り、バッファ５７はＯＮ状態になる。従って、外部端子
２２の信号レベルを内部バス６を介して入力することが
できる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のシング
ルチップマイコンでは、シングルチップマイコンの外部
に接続したメモリにプログラム又は固定データのみを格
納する応用システムにおいて、ライトストローブ信号が
不要であるこにもかかわらず、外部拡張フラグに“１”
をライトして外部モードに設定すると、所定の外部端子
がライトストローブ端子として機能し、入出力ポートと
して使用できないため、外部端子を有効に利用できない
という問題点があった。

【００２８】また、シングルチップマイコンの外部に接
続したメモリにデータのライトのみを行なう応用システ
ムにおいて、リードストローブ信号が不要であるにもか
かわらず、外部拡張フラグに“１”をライトして外部モ
ードに設定すると、所定の外部端子がリードストローブ
端子として機能し、入出力ポートとして使用できないた
め、外部端子を有効に利用できないという問題点があっ
た。

【００２９】本発明の目的は前記問題点を解決し、外部
端子を有効利用できるようにしたマイクロコンピュータ
を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、中央処
理装置と、記憶装置と、中央処理装置が外部メモリにア
クセスするための制御を行なう外部インタフェースと、
外部メモリにアクセスする際のライトストローブ信号を
出力する機能と入出力ポート機能とを兼用する端子とを
備えたマイクロコンピュータにおいて、端子の機能を指
定するフラグを付加し、前記フラグが“０”の時はスト
ローブ信号の出力を禁止し、端子を入出力ポートとして
動作させ、またフラグが“１”の時はストローブ信号を
出力し端子はライトストローブ信号の出力端子として動
作させる手段を有していることを特徴とし、または外部
メモリにアクセスする際のリードストローブ信号を出力
する機能と入出力ポート機能とを兼用する端子の機能を
指定するフラグを付加し、フラグが“０”の時はリード
ストローブ信号の出力を禁止して端子を入出力ポートと
して動作させ、またフラグが“１”の時はリードストロ
ーブ信号を出力し端子はリードストローブ信号の出力端
子として動作させる手段を有していることを特徴とする
。

【００３１】

【実施例】図１は本発明の一実施例のマイクロコンピュ
ータの外部インタフェースにおける外部端子（２２）の
入出力部分を示すブロック図である。

【００３２】図１において、本実施例は従来例と異なり
、外部モードにおいて外部端子２２をライトストローブ
端子として機能させるか、入出力端子として機能させる
かを選択することが可能である。本実施例に係るシング
ルチップマイコンでは、外部インタフェース内のリード
／ライト制御回路のみ異なるため他の説明は省略する。

【００３３】図１において、外部端子２２の入出力部分
では、外部モードフラグ５１と、セレクタ５０と、ポー
トモードフラグ８０と、出力ラッチ８１と、ＯＲゲート
５２と、インバータゲート５５と、ＡＮＤゲート８２と
、バッファ５６，５７とは、従来のリード／ライト制御
回路と同じであるので説明を省略する。

【００３４】図１に示す外部端子２２の入出力ブロック
図は、図５に示す従来のリード／ライト制御回路から、
ライトストローブ許可フラグ６０とＡＮＤゲート６１と
を追加している。ライトストローブ許可フラグ６０は、
外部モードにおいて外部端子２２をライトストローブ端
子として機能させるか、入出力端子として機能させるが
を選択するフラグである。ライトストローブ許可フラグ
６０が“１”の時は外部端子２２はライトストローブ端
子として機能し、“０”の時は入出力端子として機能す
る。

【００３５】ライトストローブ許可フラグ６０はアドレ
スマッピングされており、前述アドレスを指定して命令
にてデータをライトすると、ライトストローブ許可フラ
グ設定信号６２を“１”にし、内部バス６を介してデー
タを設定する。以下に図１を使って外部モード時の動作
について説明を行なう。

【００３６】ライト命令を実行して、外部モードフラグ
設定信号１１を“１”にし、内部バス６を介して外部モ
ードフラク５１に“１”を設定する。ライト命令を実行
して、ライトストローブ許可フラグ設定信号６２を“１
”にし、内部バス６を介して、ライトストローブ許可フ
ラグ６０に“１”を設定する。外部モードフラグ５１が
“１”で、かつライトストローブ許可フラグ６０が“１
”であるので、ＡＮＤゲート６１の出力であるライトス
トローブ許可信号６５が“１”になり、セレクタ５０は
外部ライト信号７を選択する。

【００３７】また、ライトストローブ許可信号６５が“
１”であるので、ＯＲゲート５２の出力が“１”になり
、バッファ５６はＯＮ状態になる。従って、外部端子２
２はセレクタ５０が選択した外部ライト信号７を出力す
る。

【００３８】次に外部モードにおいて外部端子２２を入
出力ポートとして使用する場合を説明する。ライト命令
を実行して、ライトストローブ許可フラグ設定信号６２
を“１”にし、内部バス６を介してライトストローブ許
可フラグ６０に“０”を設定する。ライトストローブ許
可フラグ６０が“０”であるので、ＡＮＤゲート６１の
出力であるライトストローブ許可信号６５が“０”にな
り、セレクタ５０は出力ラッチ８１の出力を選択する。

【００３９】まず、外部端子２２を出力ポートとして使
用する場合について説明する。ライト命令を実行して、
ポートモードフラグ設定信号９を“１”にし、内部バス
６を介してポートモードフラグ８０に“０”を設定する
。ポートモードフラグ８０が“０”であるのでインバー
タゲート５５の出力が“１”に、ＯＲゲート５２の出力
が“１”になる。ＯＲゲート５２の出力が“１”になる
ので、バッファ５６はＯＮ状態になる。

【００４０】従って、ライト命令を実行して出力ラッチ
設定信号１０１を“１”にし、内部バス６を介して出力
ラッチ８１に“１”を設定すると、外部端子２２から“
１”を出力する。同様に出力ラッチ８１に“０”を設定
すると、外部端子２２から“０”を出力する。

【００４１】次に外部端子２２を入力ポートとして使用
する場合について説明する。ライト命令を実行してポー
トモードフラグ設定信号９を“１”にし、内部バス６を
介してポートモードフラグ８０に“１”を設定する。ポ
ートモードフラグ８０が“１”で、ライトストローブ許
可信号６５が“０”であるので、インバータゲート５５
の出力が“０”に、ＯＲゲート５２の出力が“０”にな
る。ＯＲゲート５２の出力が“０”になるので、バッフ
ァ５６はＯＦＦ状態になる。ポート入力命令を実行して
ポート入力信号１０を“１”にすると、ポートモードフ
ラグ８０が“１”であるので、ＡＮＤゲート８２の出力
が“１”になりバッファ４７はＯＮ状態になる。

【００４２】従って、外部端子２２の信号レベルを内部
バス６を介して入力することができる。以上説明したよ
うに外部モードであってもライトストローブ許可フラグ
６０に“１”を設定することによい外部端子２２を入出
力ポートとして使用することが可能である。

【００４３】外部モードでない時の動作について説明を
行なう。ライト命令を実行して外部モードフラグ設定信
号１１を“１”にし、内部バス６を介して外部モード５
１に“０”を設定する。外部モードフラグ５１が“０”
であると、ＡＮＤゲート６１の出力であるライトストロ
ーブ許可信号６５が“０”になり、セレクタ５０は出力
ラッチ８１の出力を選択し出力する。以下、入出力動作
については従来例におけるポートモード時の動作と同様
であるため記述を省略する。

【００４４】図２は本発明の他の実施例のマイクロコン
ピュータの外部インタフェースにおける外部端子（２３
）の入出力部分を示すブロック図である。

【００４５】図２に示す外部端子２３の入出力ブロック
図は、図１の入出力ブロック図から外部端子２２を外部
端子２３に、ライトストローブ許可フラグ６０をリード
ストローブ許可ブラグ７１に、セレクタ７０に入力する
信号を外部ライト信号７から外部リード信号８に変更し
た以外は全て同じである。従って説明を省略し、相違点
を中心に説明する。

【００４６】以下、図２を使用して、本実施例のリード
／ライト制御回路における外部端子２３の入出力動作に
ついて説明する。リードストローブ許可フラグ７１は、
外部モードにおいて外部端子２３をリードストローブ端
子として機能させるか、入出力端子として機能させるか
を選択するフラグである。

【００４７】リードストローブ許可フラグ７１が“１”
の時に外部端子２３はリードストローブ端子として機能
し、“０”の時に入出力端子として機能する。図１の実
施例で説明したのと同様に、外部モードフラグ５１に“
１”をライトして外部モードに設定し、リードストロー
ブ許可フラグ７１に“１”を設定すると、リードストロ
ーブ許可信号９０が“１”になる。

【００４８】リードストローブ許可信号９０が“１”に
なると、セレクタ７０は外部リード信号８を選択し、外
部端子２３はリードストローブ端子として機能する。外
部モード時にリードストローブ許可フラグ７１に“０”
を設定すると、リードストローブ許可信号９０が“０”
になる。リードストローブ許可信号９０が“０”になる
と、セレクタ７０は出力ラッチ８１の出力を選択して出
力する。出力ラッチ８６に“０”を設定すると、外部端
子２３から“０”を出力することができる。また出力ラ
ッチ８６に“１”を設定すると、外部端子２３から“１
”を出力することができる。

【００４９】次にポートモードフラグ８５に“１”を設
定し、ポート入力命令を実行してポート入力信号１０を
“１”にすると、外部端子２３の信号レベルをリードす
ることができる。従って、外部モードであっても、リー
ドストローブ許可フラグ７１に“１”を設定することに
より、外部端子２３を入出力ポートとして使用すること
が可能である。外部モードでない場合については、従来
例におけるポートモード時の動作と同様であるため記述
を省略する。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、例えば
従来の外部インタフェースにライトストローブ許可フラ
グを付加することにより、シングルチップマイコンの外
部に接続したメモリにアクセスを行なう外部モードにお
いて外部端子をライトストローブ端子として機能させる
かどうかを選択することができるため、外部メモリにプ
ログラムや固定データのみを格納し、ライトストローブ
が不要なシステムではライトストローブ信号の出力を禁
止し、入出力ポートとし使用することにより、外部入出
力端子を有効に利用することができるという効果を有す
る。

【００５１】また本発明は、リードストローブ許可フラ
グを付加することにより、外部メモリにデータのライト
のみ行ない、リードストローブ信号が不要なシステムで
は、リードストローブ信号の出力を禁止し、入出力ポー
トとして使用することにより、外部入出力端子を有効に
利用することができるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のマイクロコンピュータの外
部インタフェースのブロック図である。

【図２】本発明の他の実施例のマイクロコンピュータの
外部インタフェースのブロック図である。

【図３】従来のシングルチップマイコンを使用したシス
テムを示すブロック図である。

【図４】従来のシングルチップマイコンの詳細を示すブ
ロック図である。

【図５】従来のシングルチップマイコンの外部インタフ
ェースのブロック図である。

【符号の説明】

１　　　　シングルチップマイコン ２　　　　中央処理装置（ＣＰＵ） ３　　　　外部インタフェース ４，３０　　　　メモリ ５　　　　入出力回路 ６　　　　内部バス ７　　　　外部ライト信号 ８　　　　外部リード信号 ９　　　　ポートモードフラグ設定信号１０　　　　ポ
ート入力信号 １１　　　　外部モードフラグ設定信号２０，２１，２
２，２３，２４，２５　　　　外部端子３１　　　　応
用回路 ３２　　　　アドレスバス ３３　　　　データバス ３４　　　　ライトストローブ ３５　　　　リードストローブ ３６　　　　入力信号 ３７　　　　出力信号 ５０，７０　　　　セレクタ ５１　　　　外部モードフラグ ５２，７３　　　　ＯＲゲート ６１，７２，８２，８７　　　　ＡＮＤゲート５５，５
９　　　　インバータゲート ５６，５７，７７，７８　　　　バッファ６０　　　　
ライトストローブ許可フラグ６２　　　　ライトストロ
ーブ許可フラグ設定信号７１　　　　リードストローブ
許可フラグ７９　　　　リードストローブ許可フラグ設
定信号５８，　　外部モード信号 ６５　　　　ライトストローブ許可信号９０　　　　リ
ードストローブ許可信号２６　　　　アドレス／データ
入出力制御回路２７　　　　リード／ライト制御回路 １０１　　　　出力ラッチ設定信号 ８６，８１　　　　出力ラッチ ８０　　　　ポートモードラッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中央処理装置と、記憶装置と、前記中
   央処理装置が外部メモリにアクセスするための制御を行
   なう外部インタフェースと、前記外部メモリにアクセス
   する際のストローブ信号を出力する機能及び入出力ポー
   ト機能を兼用する端子とを備えたマイクロコンピュータ
   において、前記端子の機能を指定するフラグを付加し、
   前記フラグが“０”の時は前記ストローブ信号の出力を
   禁止して前記端子を入出力ポートとして動作させ、また
   前記フラグが“１”の時は前記ストローブ信号を出力し
   て前記端子を前記ストローブ信号の出力端子として動作
   させる手段を内蔵したことを特徴とするマイクロコンピ
   ュータ。
2. 【請求項２】　　ストローブ信号がライトストローブ信
   号である請求項１記載のマイクロコンピュータ。
3. 【請求項３】　　ストローブ信号がリードストローブ信
   号である請求項１記載のマイクロコンピュータ。