JPH0574154A - マイクロコンピユータ - Google Patents

マイクロコンピユータ

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JPH0574154A
JPH0574154A JP3235788A JP23578891A JPH0574154A JP H0574154 A JPH0574154 A JP H0574154A JP 3235788 A JP3235788 A JP 3235788A JP 23578891 A JP23578891 A JP 23578891A JP H0574154 A JPH0574154 A JP H0574154A
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JP
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refresh
signal
pulse
refreshing
refresh pulse
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JP3235788A
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English (en)
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Shinji Niijima
慎司 新島
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】CPU,クロック発生回路及び外部バスインタ
ーフェースの他に、外部メモリ2に対するリフレッシュ
パルスS11を発生するリフレッシュパルス発生回路1
を備える。特に、この回路1は、分周器3,セレクタ
4,レジスタ5と、セレクタ4からのカウントクロック
S5を入力しリフレッシュタイミング信号S6を発生す
るタイマ6と、フェッチ要求信号S7,データアクセス
要求信号S8,データアクセス信号S9及び信号S6に
基づきリフレッシュサイクル信号S10とリフレッシュ
パルスS11を発生するリフレッシュ制御回路7とを有
する。こいパルスS11によりタイマ6がクリアされ
る。 【効果】命令フェッチとリフレッシュ動作を並行して行
うので、リフレッシュサイクル中のメモリアクセスにウ
ェイトがかかる確率を減少でき、命令実行を高速化でき
る。また、一定期間中に出力されるリフレッシュパルス
の数を制限しているので、このパルスを効率よく発生さ
せられる。

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、特に外部メモリとしての疑似SRAMに対するリ
フレッシュパルス発生機能を有するマイクロコンピュー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロコンピュータは、内臓メ
モリやクロック発生回路および演算処理装置(以下、C
PUと称す)と外部メモリに対するリフレッシュパルス
発生回路等を備えて構成される。
【0003】図5は従来の一例を示すマイクロコンピュ
ータのブロック図である。図5に示すよに、従来のマイ
クロコンピュータ16は、疑似SRAMからなる外部メ
モリ22のリフレッシュパルス発生機能を有するもので
あり、その構成は内蔵メモリ17と、クロック発生回路
18と、CPU19と、内部バス20と、外部バスイン
タフェイス21およびリフレッシュパルス発生回路1a
とを備えている。また、外部メモリ22へのリフレッシ
ュパルスS11の送出は外部端子10を介して行われる
が、マイクロコンピュータ16はこの外部端子10と外
部バスインタフェイス21を介して外部メモリ22に接
続される。まず、クロック発生回路18はCPU19,
外部バスインタフェイス21,リフレッシュパルス発生
回路1a,内蔵メモリ17などのマイクロコンピュータ
16内部の各ユニットに供給するクロック信号S1を生
成する。次に、CPU19は内蔵メモリ17または外部
メモリ22からプログラムを読み出し命令を実行する機
能を有し、フェッチ要求信号S7およひデータアクセス
要求信号S8をリフレッシュパルス発生回路1aや外部
バスインタフェース21へ送出する。この外部バスイン
タフェーヌ21はCPU19の制御の下で、外部メモリ
22とのデータのやり取りを指示する。
【0004】一方、リフレッシュパルス発生回路1aは
外部メモリ(疑似SRAM)22をリフレッシュするの
に必要なリフレッシュパルスS11を生成し、外部端子
10に出力するとともに、このリフレッシュパルス発生
回路1aはリフレッシュ期間中であることを示すリフレ
ッシュサイクルS10を外部バスインタフェイス21に
出力する。また、このリフレッシュパルス発生回路1a
は、、内蔵メモリ17または外部メモリ22から命令の
読み出しを起動する時にアクティブになるフェッチ要求
信号S7をCPU19から受信する一方、CPU19か
ら外部メモリ22と、データのやりとりを行なう時にア
クティブになるデータアクセス要求信号S8を受信す
る。
【0005】図6は図5に示すリフレッシュパルス発生
回路図である。図6に示すように、かかるリフレッシュ
パルス発生回路1aは前述したクロック発生回路18よ
りクロック信号S1を受信するが、このクロック信号S
1は各回路の動作を制御する信号であり、分周器3およ
びリフレッシュ制御回路24に供給される。分周器3は
このクロック信号S1を分周する回路であり、分周器出
力S2として4つの信号をセレクタ4に出力する。ま
た、セレクタ4は4本の分周器出力S2のうち、レジス
タ5のビットa及びビットbの値に応じて1本を選択
し、その選択した信号をリフレッシュタイミング信号S
16としてリフレッシュ制御回路24に供給する。この
レジスタ5は、ビットa,ビットbから成るレジスタで
あり、リフレッシュ周期選択信号S3あるいはリフレッ
シュ周期選択信号S4をセレクタ4に出力する。
【0006】一方、CPU19より供給されるフェッチ
要求信号S7およびデータアクセス要求信号S8は共に
ORゲート23に入力され、その出力はリフレッシュ制
御回路24からのリフレッシュサイクル信号S10をイ
ンバータ8で反転させた信号とともにANDゲート9に
供給される。この2入力ANDゲート9の出力はリフレ
ッシュ制御回路7に対するアクセス信号S17となる。
また、このリフレッシュ制御回路24は、外部バスイン
ナフェイス21からの外部メモリアクセスとリフレッシ
ュサイクルとが競合しないように、リフレッシュパルス
S11の出力を調整する回路であり、クロック信号S
1,リフレッシュタイミング信号S16およびアクセス
信号S17を入力してリフレッシュパルスS11および
リフレッシュサイクル信号S10を出力する。
【0007】次に、上述した各回路の動作についてより
詳細に説明する。
【0008】まず、分周器3はクロック信号S1を入力
して分周を行なうが、ここでは2分周,4分周,8分
周,16分周した分周器出力S2をセレクタ4に出力す
る。セレクタ4は分周器出力S2の中からレジスタ5の
ビットa,ビットbで設定されたリフレッシュ周期に応
じた信号を選択し、リフレッシュタイミング信号S16
としてリフレッシュ制御回路24に供給する。また、リ
フレッシュ制御回路24から出力されるリフレッシュサ
イクル信号S10がアクディブの時に、フェッチ要求信
号S7又はデータアクセス要求信号S8がアクティブに
なった場合、すなわちORゲート23の出力がハイレベ
ルになった場合は、図5に示す外部バスインタフェイス
21が命令フェッチ又はデータアクセスの実行をウエイ
トすると共に、フェッチ要求信号S7又はデータアクセ
ス要求信号S8をアクティブにし続ける。このリフレッ
ス制御回路24は、リフレッシュタイミング信号S16
がアクティブで且つANDゲート9を介したアクセス信
号S17がアクティブでない時に、リフレッシュパルス
S11を出力すると同時に、リフレッシュ期間であるこ
とを示すリフレッシュサイクル信号S10を出力する。
一方、アクセス信号S17がアクティブの時は、リフレ
ッシュサイクル信号S10を出力する。
【0009】次に、アクセス信号S17とリフレッシュ
タイミング信号S16が同時にアクティブになった場
合、もしくはリフレッシュタイミング信号S16がアク
ティブになるのが早い場合について図7を参照して説明
する。
【0010】図7は図6における各種信号のタイミング
図である。図7に示すように、外部メモリとしてリフレ
ッシュの必要のあるメモリを接続した時、外部メモリア
クセスとリフレッシュ動作とを同時に行なうことはでき
ない。同時に行なった場合は、メモリのデータが壊れる
恐れがあるころである。このため、従来のマイクロコン
ピュータは、外部メモリアクセスとリフレッシュサイク
ルとが競合する毎に、外部メモリアクセスが待たされる
構成になっている。要するに、図6におけるリフレッシ
ュタイミング信号S16がアクティブになると同時にリ
フレッシュサイクル信号S10もアクティブになると、
ANDゲート9の片方の入力であるインバータ8の出力
はインアクティブになるため、ANDゲート9の出力が
インアクティブのままとなり、アクセス信号S17はイ
ンアクティブとなる。従って、リフレッシュパルスS1
1の出力を優先し、リフレッシュサイクル信号S10を
出力する。この結果、外部メモリ22へのアクセスは、
リフレッシュサイクル信号S10がアクティブになるた
め、ウエイトが掛かってしまうことになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマイク
ロコンピュータは、外部メモリアクセスおよびリフレッ
シュサイクルが競合する毎に、命令フェッチ及びデータ
アクセスを待たされる構成となっているため、リフレッ
シュ動作を行わない場合と比較して、外部メモリに対す
る実行処理速度を著しく遅くしてしまうという欠点があ
る。また、従来のマイクロコンピュータではリフレッシ
ュパルスを効率よく発生させることができないという欠
点がある。
【0012】本発明の目的は、かかる外部メモリに対す
る命令の実行処理速度を高速化するとともに、リフレッ
シュパルスを効率よく発生させることのできるマイクロ
コンピュータを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロコンピ
ュータはクロック信号を供給するクロック発生回路と、
命令を実行しフェッチ要求信号およびデータアクセス要
求信号等を出力する演算処理装置と、外部バスインター
フェースと、前記クロック信号および前記各種の要求信
号に基き前記外部バスインターフェースに対するリフレ
ッスサイクル信号および外部メモリに対するリフレッシ
ュパルスを発生するリフレッシュパルス発生回路とを備
えたマイクロコンピュータにおいて、前記リフレッシュ
パルス発生回路は前記リフレッシュパルス出力後の時間
を計測するために前記クロック信号に基づくカウントク
ロックを計数し且つ前記リフレッシュパルス出力でクリ
アされるタイマ手段と、前記タイマ手段のオーバーフロ
ーを伝えるオーバーフロー信号および前記演算処理装置
からの前記フェッチ要求信号を入力して前記リフレッシ
ュパルスおよび前記リフレッシュサイクル信号を出力す
るリフレッシュ制御回路とを有して構成される。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0015】図1は本発明の第1の実施例を説明するた
めのマイクロコンピュータにおけるリフレッシュパルス
発生回路図である。図1に示すように、本実施例は前述
した図5のマイクロコンピュータにおける、リフレッシ
ュパルス発生回路1aが異なる他は同一である。特に、
リフレッシュパルス発生回路1aにおける分周器3,セ
レクタ4,レジスタ5と、インバータ8,ANDゲート
9と、外部端子10は同一であり、また信号についてみ
ると、クロック信号S1,分周器出力S2,リフレッシ
ュ周期選択信号S3およびS4と、リフレッシュサイク
ル信号S10,リフレッシュパルスS11についても同
様である。従って、本実施例はリフレッシュ制御回路7
とリフレッシュパルスS11で制御されるタイマ6を設
け、リフレッシュパルス発生回路に1におけるORゲー
ト23を削除してフェッチ要求信号S7とデータアクセ
ス要求信号S8の接続を変更した点、カウントクロック
S5,データアクセス信号S9およびリフレッシュタイ
ミングS6を追加した点および外部にデータアクセス専
用メモリ2を接続した点が異なっている。
【0016】まず、リフレッシュ制御回路7はクロック
信号S1の制御のもとに、データアクセス信号S9,フ
ェッチ要求信号S7およびリフレッシュタイミング信号
S6を入力し、リフレッシュサイクル信号S10と、リ
フレッシュパルスS11を出力する。次に、タイマ6は
セレクタSから出力されるカウントクトックS5の入力
によりカウントアップを行ない、オーバーフロー時にリ
フレッシュタイミング信号S6をアクティブにする。こ
のタイマ6は、リフレッシュ制御回路7からのリフレッ
シュパルスS11がアクティブになると、カウント値を
クリアされる。すなわち、タイマ6はカウントクロック
S5とリフレッシュパルスS11を入力し、リフレッス
タイミング信号S6を出力する。
【0017】また、CPU(図5のCPU19と同じ)
から出力されるデータアクセス要求信号S8はリフレッ
シュサイクル信号S10からインバータ8を介して得ら
れた信号とともにANDゲート9に供給される。このA
NDゲート9の出力であるフェッチ要求信号S7ととも
に直接リフレッシュ制御回路7に入力される。
【0018】次に、図2を参照し回路の動作について説
明するが、図6の従来例における動作と同様な部分につ
いては省略し、異なる部分の説明を行なう。
【0019】図2は図1における各種信号とタイミング
図である。図2に示すように、フェッチ要求信号S7が
アクティブになった時、外部データアクセス専用メモリ
2へのアクセスは行なわれないため、リフレッシュ制御
回路7は、無条件にリフレッシュパルスS11とリフレ
ッシュサイクル信号S10を出力する。また、フェッチ
要求信号S7が一定期間内に発生しない時は外部データ
アクセス専用メモリ2のデータを破壊させないために強
制的にリフレッシュパルスS11を発生させる必要があ
る。かかる場合は初にリフレッシュパルスS11がアク
ティブになったときにタイマ6をクリアする。その後、
カウントクロックS5の入力によりタイマ6はカウント
アップを開始する。このタイマ6はオーバーフロー(O
VF)する前にフェッチ要求信号S7が発生すれば、そ
の都度クリアされるので、オーバーフローすることはな
い。とごろが、フェッチ要求信号S7が発生しない場合
は、タイマ6がオーバーフローしてリフレッシュタイミ
ング信号S6をアクティブにする。従って、リフレッシ
ュ制御回路7は強制的にリフレッシュパルスS11とリ
フレッシュサイクル信号S10に出力する。尚、データ
アクセス要求信号S8と、リフレッシュサイクル信号S
10との競合時の動作は、前述した図6および図7の従
来例の場合と同様である。
【0020】本実施例においては、従来例と異なり、命
令フェッチに同期して外部メモリ2をリフレッシュする
ため、命令フェッチとリフレッシュ動作を並行して行な
うことができ、データアクセスを待たされることが少な
くなる。この命令フェッチと同時にリフレッシュ動作を
するので、命令フェッチが行なわれないと、リフレッシ
ュ動作が始まらないが、本実施例では一定期間命令フェ
ッチが行なわれないと、強制的にリフレッシュパルスを
出力できる機能も備えているので、外部メモリ2のデー
タを破壊する恐れがない。
【0021】図3は本発明の第2の実施例を説明するた
めのマイクロコンピューにおけるリフレッシュパルス発
生回路図である。図3に示すように、本実施例は前述し
た第1の実施例と比較し、分周器3,セレクタ4,レジ
スタ5,インバータ8,ANDゲート9,リフレッシュ
制御回路7,外部端子10および外部データアクセス専
用メモリ2が同一である。また、各種信号のうちクロッ
ク信号S1と分周器出力S2とリフレッシュ周期選択信
号S3,S4とカウントクロックS5とリフレッシュサ
イクル信号S10とリフレッシュパルスS11とデータ
アクセス要求信号S8およびデータアクセス信号S9に
ついても、図1のリフレッシュパルス発生回路1におけ
る各種信号と同様であるので、説明を省略する。本実施
例が第1の実施例と比較して異なる点は、図1のタイマ
6をフリーランニングタイマ11に置き換えた点と、R
S型フリップフロップ(RS−FF)12,遅延回路1
3,ANDゲート14および15を追加した点が異な
り、また信号についてみると、OVF信号S12と遅延
OVF信号S13とこれらのOVF信号S12,S13
に基づくリフレッシュタイミング信号S15とフェッチ
要求信号S7およびフェッチタイミング信号S14を用
いる点が異っている。
【0022】まず、フリーランニングタイマ11はセレ
クタ4からのカウントクロックS5によってカウントア
ップを行ない、一定周期でオーバーフローを繰り返すと
同時にOVF信号S12をアクティブにする。このOV
F信号S12によってセットされるRS−FF12は後
段へ出力する一方、フェッチタイミング信号S14によ
ってリセットされる。このRS−FF12からのQ出力
を入力する遅延回路13は、入力した信号を所定時間遅
延させて遅延OVF信号S13を出力する。一方、AN
Dゲート14はフェック要求信号S7および遅延OVF
信号S13の論理積をとってフェッチタイミング信号S
14を作成し、またANDゲート15は前述したように
OVF信号S12および遅延OVF信号S13の論理積
をとってリフレッシュタイミング信号S15を作成す
る。
【0023】図4は図3における各種信号のタイミング
図である。図4に示すように、フリーランニングタイマ
11はオーバーフローと同時にOVF信号S12をアク
ティブにする。このOVF信号S12がアクティブにな
ると、RS−FF12がセットされるので、その出力Q
はハイレベルになる。そして、遅延回路13の遅延時間
だけ遅れて遅延OVF信号13がアクティブになる。し
かる後、フェッチ要求信号S7がアクティブになると、
ANDゲート14に入力する信号が両方ともアクティブ
になるので、その出力であるフェッチタイミング信号S
14がアクティブになる。次に、このフェッチタイミン
グ信号S14がアクティブになると、リフレッシュ制御
回路7は無条件にリフレッシュパルスS11およびリフ
レッシュサイクル信号S10を出力する。また、このフ
ェッチタイミング信号S14がアクティブになってリフ
レッシュ制御回路7の駆動すると同時に、RS−FF1
2をリセットするので、遅延回路13で遅延した後遅延
OVF信号S13をインアクティブにする。この遅延O
VF信号S13がインアクティブになると、ANDゲー
ト14の一方の入力がロウレベルになる。従って、その
後で、フェッチ要求信号S7がアクティブとなっても無
効となり、リフレッシュパルスS11を発生しない。そ
して再びフリーランニングタイマ11がオーバーフロー
すると、RS−FF12がセットされ、フェッチ要求信
号S7の入力が有効になり、その結果リフレッシュパル
スS11およびリフレッシュサイクル信号S10の発生
が可能となる。
【0024】次に、フリーランニングタイマ11がオー
バーフローしてから再びオーバーフローするまでの間に
一度もフェッチ要求信号S7が入力されなかった場合に
ついて述べる。このフリーランニングタイマ11がオー
バーフローすると、RS−FF12がセットされる。し
かし、フェッチ要求信号S7が一度も入力しない場合、
すなわち一度もリフレッシュパルスS10,リフレッシ
ュサイクル信号S11を発生しない場合は、次のフリー
ランニングタイマ11のオーバーフローによりANDゲ
ート15の出力でありリフレッシュタイミング信号S1
5がアクティブになる。従って、リフレッシュタイミン
グ信号S15がアクティブになると、リフレッシュ制御
回路7はリフレッシュパルスS11とリフレッシュサイ
クル信号S10を出力する。
【0025】上述したリフレッシュパルス発生回路1に
おいて、リフレッシュパルスS11は外部メモリ(疑似
SRAM等)2のスペックに合わせて定期的に発生する
のが好ましい。一時的に集中して発生しても無意味であ
るし、逆に外部メモリ2のデータ保持時間を過ぎてもリ
フレッシュパルスS11が発生しないと、データが破壊
されることになる。本実施例においては、命令フェッチ
の都度、リフレッシュパルスS11を発生させるのでは
なく、フリーランニングタイマ11のオーバーフローま
での一定期間内に、命令フェッチに並行してリフレッシ
ュパルスS11を1発だけ出力するようにし、リフレッ
シュパルスS11を効率良く出力するようにしている。
また、一定期間内にリフレッスパルスS11を発生しな
い場合は強制的にリフレッスパルスS11を発生させる
ことが可能である。
【0026】以上、この二つの実施例について説明した
が、これらの実施例では外部にリフレッシュの必要なメ
モリ(疑似SRAMなど)を接続した時に、この外部メ
モリにはプログラムを格納しない場合が大半であるの
で、このシステム構成上の特徴を活用して効率的なリフ
レッスパルスの発生を行なうものである。すなわち、こ
れらの実施例では外部メモリからの命令フェッチは行な
われず、外部メモリがデータアクセス専用の場合に有効
なリフレッシュパルスの発生手段を提供することができ
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
コンピュータは、命令フェッチ動作およびリフレッシュ
動作を並行して行なうことができるので、リフレッシュ
サイクル中のメモリアクセスにウエイトがかかる確率を
減少させることができ、命令実行を高速化できるという
効果がある。また、本発明は一定期間中に出力されるリ
フレッシュパルスの数を制限しているので、リフレッシ
ュパルスを効率良く発生させ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】本発明の第1の実施例を説明するためのマイク
ロコンピュータにおけるリフレッシュパルス発生回路図
である。
【図2】図1における各種信号のタイミング図である。
【図3】本発明の第2の実施例を説明するためのマイク
ロコンピュータにおけるリフレッスパルス発生回路図で
ある。
【図4】図3における各種信号のタイミング図である。
【図5】従来の一例を示すマイクロコンピュータのブロ
ック図である。
【図6】図5に示すリフレッスパルス発生回路図であ
る。
【図7】図6における各種信号のタイミング図である。
【符号の説明】
1 リフレッシュパルス発生回路 2 外部テータアクセス専用メモリ 3 分周器 4 セレクタ 5 レジスタ 6 タイマ 7 リフレッシュ制御回路 8 インバータ 9,14,15 ANDゲート 10 外部端子 11 フリーランニングタイマ 12 RS型フリップフロップ 13 遅延回路 S1 クロック信号 S2 分周器出力 S3,S4 リフレッシュ周器選択信号 S5 カウントクロック S6,S15 リフレッシュタイミング信号 S7 フェッチ要求信号 S8 データアクセス要求信号 S9 データアクセス信号 S10 リフレッシュサイクル信号 S11 リフレッシュパルス S12 OVF信号 S13 遅延OVF信号 S14 フェッチタイミング信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号を供給するクロック発生回
    路と、命令を実行しフェッチ要求信号およびデータアク
    セス要求信号等を出力する演算処理装置と、外部バスイ
    ンターフェースと、前記クロック信号および前記各種の
    要求信号に基き前記外部バスインターフェースに対する
    リフレッスサイクル信号および外部メモリに対するリフ
    レッシュパルスを発生するリフレッシュパルス発生回路
    とを備えたマイクロコンピュータにおいて、前記リフレ
    ッシュパルス発生回路は前記リフレッシュパルス出力後
    の時間を計測するために前記クロック信号に基づくカウ
    ントクロックを計数し且つ前記リフレッシュパルス出力
    でクリアされるタイマ手段と、前記タイマ手段のオーバ
    ーフローを伝えるオーバーフロー信号および前記演算処
    理装置からの前記フェッチ要求信号を入力して前記リフ
    レッシュパルスおよび前記リフレッシュサイクル信号を
    出力するリフレッシュ制御回路とを有することを特徴と
    するマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 前記リフレッシュパルス発生回路は、前
    記カウントクロックを計数するフリーランニングタイマ
    と、前記フリーランニングタイマのオーバーフローを検
    出する検出手段と、前記フリーランニングタイマのオー
    バーフロー周期内に1回以上命令フェッチが行なわれた
    ときに前記命令フェッチに並行して1個づつ前記リフレ
    ッシュパルスおよび前記リフレッシュサイクル信号を出
    力する一方、命令フェッチが1度も行なわれないときに
    は前記フリーランニングタイマのオーバーフローにより
    前記リフレッシュパルスおよび前記リフレッシュサイク
    ル信号を出力するリフレッシュ制御回路とを備えること
    を特徴とする請求項1記載のマイクロコンピュータ。
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