JPH11143823A - コンピュータ装置及び同装置に適用するバス制御方法 - Google Patents

コンピュータ装置及び同装置に適用するバス制御方法

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JPH11143823A
JPH11143823A JP30592597A JP30592597A JPH11143823A JP H11143823 A JPH11143823 A JP H11143823A JP 30592597 A JP30592597 A JP 30592597A JP 30592597 A JP30592597 A JP 30592597A JP H11143823 A JPH11143823 A JP H11143823A
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cpu
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external
master
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JP30592597A
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Yoshihiro Nishida
義広 西田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】CPUの動作状態に基づいて、外部バスマスタ
のバス要求を保留にすることにより、優先的な処理に必
要なCPUの動作を確実に実行できるようにすることに
ある。 【解決手段】CPU1、ローカルバス2、バス・アービ
トレーション回路3を有するマイクロコンピュータにお
いて、バス・アービトレーション回路3はCPU監視ロ
ジック回路5によるCPU1の特定動作状態時には、外
部バスマスタ7からのバス要求BREQを保留する。こ
れにより、CPU1のバス優先権を確保し、CPU1は
例えば一定時間内に処理を処理を終了すべき特定動作を
確実に実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1チップ内にCP
U、バス、及びバス制御回路を集積化したマイクロコン
ピュータに適用し、特に外部バスマスタ機能を有するコ
ンピュータ装置に関する
【0002】
【従来の技術】従来、例えば組み込み用マイコンに使用
される1チップのマイクロコンピュータには、CPU
(CPUコア)以外に、CPUがI/Oデバイスやメモ
リをアクセスするためのバス(以下ローカルバスと呼
ぶ)及び当該ローカルバスの調停制御(バスアービトレ
ーション)を行なうためのバスアービトレーション回路
を集積化して内蔵した方式が開発されている。
【0003】さらに、当該方式に外部バスマスタ機能を
付加したマイクロコンピュータが開発されている。外部
バスマスタ機能とは、外部のあるI/Oデバイスが、ロ
ーカルバスの使用権を得て、当該ローカルバスに接続さ
れている他のI/Oデバイスやメモリをアクセスできる
機能である。
【0004】バスアービトレーション回路は、外部バス
マスタからバス要求があると、CPUのバス使用権との
調停を行なうことになる。ここで、CPUのバス使用権
が常に優先順位が高いとは限らず、外部バスマスタから
のバス要求に応じて、CPUの動作内容とは無関係に外
部バスマスタにローカルバスの使用権を与える場合があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の外部バスマスタ機能を有するマイクロコンピュータで
は、外部バスマスタが、CPUの動作内容とは無関係に
ローカルバスの使用権を得て、当該ローカルバスに接続
されている他のI/Oデバイスやメモリをアクセスする
場合がある。しかしながら、CPUの動作内容には、一
定時間内に処理を終了する必要のあるプロセスがある。
CPUが当該プロセスの実行時に、外部バスマスタのバ
ス要求に応じてローカルバスの使用権が移行すると、当
然ながら、CPUはローカルバスの使用権を失って、メ
モリアクセスなどのアクセスが不可能になり、一定時間
内に当該プロセスの処理が終了できない事態が発生す
る。このようなCPUのいわばクリティカルなプロセス
処理時には、外部バスマスタからのバス要求を保留にす
ることが望ましい。
【0006】そこで、本発明の目的は、CPUの動作状
態に基づいて、外部バスマスタのバス要求を保留にする
ことにより、優先的な処理に必要なCPUの動作を確実
に実行できるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、CPU、バ
ス、及びバス・アービトレーション機能を有するバス制
御手段を1チップ内に集積化したコンピュータ装置にお
いて、当該バス制御手段が、CPUの動作状態に応じて
外部バスマスタ機能を保留する手段を備えたコンピュー
タ装置に適用する。外部バスマスタ機能とは、CPU以
外のI/Oデバイスなどが外部バスマスタ手段として、
CPUに接続したローカルバスの使用権を得て、当該ロ
ーカルバスに接続されている他のI/Oデバイスやメモ
リをアクセスできる機能である。
【0008】本発明は、CPUがローカルバスを使用し
て、例えば割り込み処理などの一定時間内に処理を終了
する必要のあるプロセスを実行しているときに、当該バ
ス制御手段は外部バスマスタ手段からのバス使用権を保
留し、当該CPUのバス優先権を確保するように制御す
る。従って、CPUはいわばクリティカルなプロセス処
理時に、確実にローカルバスの使用権を確保して、一定
時間内に当該プロセスの処理を終了することができる。
【0009】具体的には、本発明はCPUの予め設定さ
れた特定動作状態を監視する監視手段を有し、当該バス
制御手段は監視手段によりCPUの特定動作状態を認識
した場合には、当該CPUのバス優先権を確保し、当該
外部バスマスタからのバス使用権を保留する。監視手段
は、例えばCPUの特定動作状態時にフラグなどの情報
をセットするためのロジック回路を有する。
【0010】本発明の別の観点として、CPUのバス優
先権を所定の時間だけ確保する優先時間の経過を監視す
るためのタイマ手段を有し、当該バス制御手段は外部バ
スマスタからのバス使用権の要求を受けたときに、当該
タイマ手段により優先時間の経過前であることを認識し
たときに当該CPUのバス優先権を確保し、外部バスマ
スタのバス使用権を保留する。このような方式において
も、CPUはいわばクリティカルなプロセス処理時に、
確実にローカルバスの使用権を確保して、一定時間内に
当該プロセスの処理を終了することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図1は第1の実施形態に関係するコ
ンピュータ装置の構成を示すブロック図であり、図2は
同実施形態の動作を説明するためのフローチャートであ
る。 (第1の実施形態)本装置10は、図1に示すように、
CPUコア(以下単にCPUと称する)1、ローカルバ
ス2、およびバス・アービトレーション回路(バス制御
手段)3を1チップ内に集積化したマイクロコンピュー
タである。さらに、本装置10は、外部バスマスタ機能
を制御するための外部バスマスタ制御部4を有する。こ
の外部バスマスタ制御部4は、CPU監視ロジック回路
5およびアンドゲート回路6からなる。
【0012】CPU監視ロジック回路5は、CPU1の
内部動作状態の中で特定の動作状態を監視するための回
路であり、具体的には例えば割り込み処理時に当該動作
状態を示す情報を保持するためのフリップフロップを有
する。アンドゲート回路6は、外部バスマスタ7からの
バス要求BREQのバス・アービトレーション回路3へ
の転送を制御するためのゲート回路であり、CPU監視
ロジック回路5に保持された情報により制御する。
【0013】バス・アービトレーション回路3は、CP
U1と外部バスマスタ7とのローカルバス2の使用権を
調停する機能を有する。本実施形態では、バス・アービ
トレーション回路3は、外部バスマスタ制御部4のアン
ドゲート回路6から外部バスマスタ7からのバス要求B
REQを受けたときに、外部バスマスタ7に対してロー
カルバス2の使用を認めるグラント信号BGNTを出力
する。
【0014】ここで、外部バスマスタ7は、CPU1以
外に、ローカルバス2に接続されたメモリやI/Oデバ
イスなどをアクセスするために、ローカルバス2を使用
するI/Oデバイスなどを想定する。外部バスマスタ7
がローカルバス2の優先権を得ると、当該優先権の期間
ではCPU1はローカルバス2の使用が不可となる。 (第1の実施形態の動作)以下図1と共に、図2のフロ
ーチャートを参照して同実施形態の動作を説明する。
【0015】まず、CPU1からローカルバス2の使用
権を得るためのバス要求があると、バス・アービトレー
ション回路3はグラント信号BGNTを出力して、CP
U1にローカルバス2の優先権を与える(ステップS
1,S2)。CPU1は、ローカルバス2を使用して、
ローカルバス2に接続されたメモリやI/Oデバイスな
どをアクセスするデータ処理動作を実行する。
【0016】当該CPU1の動作中に、外部バスマスタ
7からローカルバス2の使用権を得るためのバス要求B
REQが出力されると、外部バスマスタ制御部4におい
てCPU1の内部動作がチェックされる(ステップS3
のYES,S4)。ここで、CPU監視ロジック回路5
は、CPU1が予め設定した特定動作(例えば割り込み
処理)を実行しているときには、当該動作状態を示す情
報を保持している。アンドゲート回路6は、CPU監視
ロジック回路5が当該情報を保持しているときには、外
部バスマスタ7からのバス要求BREQの転送を禁止す
るように機能する。
【0017】即ち、CPU1が例えば割り込み処理など
の特定動作を実行中であれば、外部バスマスタ7からバ
ス要求BREQが出力されても、バス・アービトレーシ
ョン回路3はグラント信号BGNTを外部バスマスタ7
には出力せずに、CPU1のローカルバス2の優先権を
確保している(ステップS5のYES,S6)。換言す
れば、CPU1の特定動作状態の期間では、外部バスマ
スタ7のバス要求BREQは保留の状態となる。
【0018】一方、アンドゲート回路6は、CPU監視
ロジック回路5が当該情報を保持していないとき(CP
U1の特定動作状態の解除を含む)には、外部バスマス
タ7からのバス要求BREQをバス・アービトレーショ
ン回路3に転送する(ステップS5のNO)。バス・ア
ービトレーション回路3は、外部バスマスタ7からのバ
ス要求BREQに応じて、グラント信号BGNTを外部
バスマスタ7に出力し、ローカルバス2の使用権を与え
る(ステップS7)。これにより、外部バスマスタ7
は、ローカルバス2を使用してローカルバス2に接続さ
れたメモリやI/Oデバイスなどをアクセスすることが
可能となる。外部バスマスタ7がローカルバス2の優先
権を得ると、当該優先権の期間ではCPU1はローカル
バス2の使用が不可となる。
【0019】以上のように本実施形態によれば、CPU
1の内部動作状態を監視して、特定動作状態時には、外
部バスマスタ7からバス要求BREQが出力されても、
当該バス要求BREQを保留にする。従って、CPU1
のローカルバス2の優先権を確保することにより、CP
U1は例えば割り込み処理などのクリティカルな特定動
作を続行し、一定時間内に処理を終了することが可能と
なる。 (第1の実施形態の変形例)図3は同実施形態の変形例
に関係するブロック図である。
【0020】本変形例は、CPU監視ロジック回路5お
よびアンドゲート回路6以外に、CPU1の当該特定動
作状態を示す情報を保持するためのレジスタ20及びア
ンドゲート回路21を有する外部バスマスタ制御部14
を備えている。
【0021】レジスタ20は、アプリケーション・プロ
グラムにより情報がセットされて、かつ変更できるよう
に構成されている。アンドゲート回路21は、レジスタ
20にセットされた情報とCPU監視ロジック回路5に
保持された情報とが一致しているときに、アンドゲート
回路6にゲートを開く制御信号を出力する。即ち、アン
ドゲート回路6はアンドゲート回路21からの制御信号
に応じて、レジスタ20の情報とCPU監視ロジック回
路5の情報とが一致したときに、外部バスマスタ7から
のバス要求BREQをバス・アービトレーション回路3
に転送する。
【0022】このような変形例の方式であれば、ローカ
ルバス2の優先権を確保するためのCPU1の特定動作
状態をアプリケーション・プログラムにより変更するこ
とが容易となる。前述の第1の実施形態では、CPU監
視ロジック回路5により監視される特定動作状態は予め
設定されている。これに対して、本変形例では、レジス
タ20を使用することにより、当該特定動作状態の設定
を変更することができるため、割り込み処理等の動作だ
けでなく、アプリケーション・プログラムの実行に必要
なCPU1の特定動作状態をクリティカルな動作として
任意に設定することが可能となる。 (第2の実施形態)図4と図5は第2の実施形態に関係
するブロック図およびフローチャートである。本実施形
態は、タイマ回路22およびアンドゲート回路6を有す
る外部バスマスタ制御部24を備えたコンピュータ装置
である。
【0023】タイマ回路22は、アプリケーション・プ
ログラムによりセットされる時間情報に従って、CPU
1の特定動作が開始してから所定の時間経過まで、アン
ドゲート回路6から外部バスマスタ7からのバス要求B
REQの転送を禁止するための制御信号を出力する。即
ち、タイマ回路22は、CPU1が特定動作を実行する
期間にローカルバス2の優先権を確保する優先時間を保
持するためのタイマ手段である。
【0024】以下、図5のフローチャートを参照して同
実施形態の動作を説明する。まず、CPU1からローカ
ルバス2の使用権を得るためのバス要求があると、バス
・アービトレーション回路3はグラント信号BGNTを
出力して、CPU1にローカルバス2の優先権を与える
(ステップS10,S11)。CPU1は、ローカルバ
ス2を使用して、ローカルバス2に接続されたメモリや
I/Oデバイスなどをアクセスするデータ処理動作を実
行する。このとき、CPU1の動作が予め設定された特
定動作であれば、タイマ回路22は、アプリケーション
・プログラムにより所定の優先時間を確保するための時
間データをセットされる(ステップS12)。タイマ回
路22は、CPU1の特定動作の開始からセットされた
時間データまで計時動作を実行する。
【0025】当該CPU1の動作中に、外部バスマスタ
7からローカルバス2の使用権を得るためのバス要求B
REQが出力されると、外部バスマスタ制御部24で
は、タイマ回路22により経過時間がチェックされる
(ステップS14)。即ち、CPU1の特定動作状態が
開始してから所定の時間が経過されているか否かが判定
される。
【0026】タイマ回路22により当該優先時間の経過
前であれば、アンドゲート回路6は、外部バスマスタ7
からのバス要求BREQの転送を禁止している。従っ
て、CPU1が例えば割り込み処理などの特定動作を実
行中であれば、外部バスマスタ7からバス要求BREQ
が出力されても、バス・アービトレーション回路3はグ
ラント信号BGNTを外部バスマスタ7には出力せず
に、CPU1のローカルバス2の優先権を確保している
(ステップS14のNO,S15)。換言すれば、CP
U1の特定動作状態の期間のため、外部バスマスタ7の
バス要求BREQは保留の状態となる。
【0027】一方、タイマ回路22による当該優先時間
の経過後またはタイマ回路22が非動作(CPU1が特
定動作以外の動作状態時)の場合には、アンドゲート回
路6は、外部バスマスタ7からのバス要求BREQをバ
ス・アービトレーション回路3に転送する(ステップS
14のYES)。バス・アービトレーション回路3は、
外部バスマスタ7からのバス要求BREQに応じて、グ
ラント信号BGNTを外部バスマスタ7に出力し、ロー
カルバス2の使用権を与える(ステップS16)。これ
により、外部バスマスタ7は、ローカルバス2を使用し
てローカルバス2に接続されたメモリやI/Oデバイス
などをアクセスすることが可能となる。外部バスマスタ
7がローカルバス2の優先権を得ると、当該優先権の期
間ではCPU1はローカルバス2の使用が不可となる。
【0028】以上のように本実施形態によれば、CPU
1が特定動作を開始してから所定の時間だけローカルバ
ス2の優先時間として確保することができる。即ち、当
該優先時間中は、外部バスマスタ7からバス要求BRE
Qが出力されても、当該バス要求BREQを保留にし
て、CPU1のローカルバス2の優先権を維持すること
ができる。従って、CPU1は例えば割り込み処理など
のクリティカルな特定動作を終了するまで続行すること
が可能となる。 (第3の実施形態)図6と図8は第3の実施形態に関係
するブロック図およびフローチャートである。本実施形
態は、割り込みコントローラ23およびアンドゲート回
路6を有する外部バスマスタ制御部34を備えたコンピ
ュータ装置である。
【0029】割り込みコントローラ23は、CPU1に
対する外部割り込み信号が発生すると、CPU1に対し
て割り込み信号を出力すると共に、当該割り込み処理時
にアンドゲート回路6から外部バスマスタ7からのバス
要求BREQの転送を禁止するための制御信号を出力す
る。
【0030】以下、図8のフローチャートを参照して同
実施形態の動作を説明する。まず、CPU1からローカ
ルバス2の使用権を得るためのバス要求があると、バス
・アービトレーション回路3はグラント信号BGNTを
出力して、CPU1にローカルバス2の優先権を与える
(ステップS20,S21)。CPU1は、ローカルバ
ス2を使用して、ローカルバス2に接続されたメモリや
I/Oデバイスなどをアクセスするデータ処理動作を実
行する。
【0031】当該CPU1の動作中に、外部バスマスタ
7からローカルバス2の使用権を得るためのバス要求B
REQが出力されると、外部バスマスタ制御部34にお
いてCPU1が割り込み処理を実行している否かがチェ
ックされる(ステップS22のYES,S23)。即
ち、割り込みコントローラ23から外部割り込み信号に
応じて制御信号が出力されていると、アンドゲート回路
6は、外部バスマスタ7からのバス要求BREQの転送
を禁止する。従って、CPU1は割り込み処理を実行中
であるため、外部バスマスタ7からバス要求BREQが
出力されても、バス・アービトレーション回路3はグラ
ント信号BGNTを外部バスマスタ7には出力せずに、
CPU1のローカルバス2の優先権を確保している(ス
テップS23のYES,S25)。換言すれば、CPU
1が割り込み処理の期間では、外部バスマスタ7のバス
要求BREQは保留の状態となる。ここで、ステップ2
4の処理については、変形例として後述する。
【0032】一方、CPU1が割り込み処理以外の動作
では、アンドゲート回路6は、外部バスマスタ7からの
バス要求BREQをバス・アービトレーション回路3に
転送する(ステップS23のNO)。バス・アービトレ
ーション回路3は、外部バスマスタ7からのバス要求B
REQに応じて、グラント信号BGNTを外部バスマス
タ7に出力し、ローカルバス2の使用権を与える(ステ
ップS26)。これにより、外部バスマスタ7は、ロー
カルバス2を使用してローカルバス2に接続されたメモ
リやI/Oデバイスなどをアクセスすることが可能とな
る。外部バスマスタ7がローカルバス2の優先権を得る
と、当該優先権の期間ではCPU1はローカルバス2の
使用が不可となる。
【0033】以上のように本実施形態によれば、CPU
1がクリティカルな特定動作である割り込み処理時に
は、外部バスマスタ7からバス要求BREQが出力され
ても、当該バス要求BREQを保留にして、CPU1の
ローカルバス2の優先権を維持することができる。従っ
て、CPU1は処理が終了するまで、当該割り込み処理
を続行することが可能となる。なお、同実施形態では外
部割り込み処理について説明したが、内部割り込み処理
についても同様に適用することができる。 (第3の実施形態の変形例)図7は同実施形態の変形例
に関係するブロック図である。
【0034】本変形例は、割り込みコントローラ23お
よびアンドゲート回路6以外に、外部/内部の割り込み
処理の一部または全部について、CPU1のバス優先権
を確保するための情報を保持するためのレジスタ25を
有する外部バスマスタ制御部44を備えている。レジス
タ25は、アプリケーション・プログラム(SW)によ
り情報がセットされて、かつ変更できるように構成され
ている。
【0035】アンドゲート回路6は、割り込みコントロ
ーラ23からの割り込み制御信号に応じてレジスタ25
に情報がセットされている場合には、外部バスマスタ7
からのバス要求BREQを保留する。
【0036】本変形例の動作は、前述の図8のフローチ
ャートに示すものと同様である。但し、本変形例では、
ステップS24に示すように、外部バスマスタ制御部4
4において、レジスタ25に保持された情報に基づい
て、CPU1のバス優先権を確保するか、または外部バ
スマスタ7からのバス要求BREQを受入れるかが判定
される。
【0037】即ち、割り込みコントローラ23から外部
割り込み信号に応じて制御信号が出力されていると、ア
ンドゲート回路6は、レジスタ25に情報がセットされ
ている場合に外部バスマスタ7からのバス要求BREQ
の転送を禁止する(ステップS24のYES)。従っ
て、CPU1の割り込み処理時に、外部バスマスタ7か
らバス要求BREQが出力されても、バス・アービトレ
ーション回路3はグラント信号BGNTを外部バスマス
タ7には出力せずに、CPU1のローカルバス2の優先
権を確保している(ステップS25)。換言すれば、C
PU1が割り込み処理の期間では、外部バスマスタ7の
バス要求BREQは保留の状態となる。
【0038】一方、CPU1が割り込み処理時でも、レ
ジスタ25に情報がセットされていない場合には、アン
ドゲート回路6は、外部バスマスタ7からのバス要求B
REQをバス・アービトレーション回路3に転送する
(ステップS24のNO)。バス・アービトレーション
回路3は、外部バスマスタ7からのバス要求BREQに
応じて、グラント信号BGNTを外部バスマスタ7に出
力し、ローカルバス2の使用権を与える(ステップS2
6)。
【0039】このような変形例の方式であれば、外部/
内部の割り込み処理の一部または全部について、レジス
タ25を利用して、CPU1のバス優先権を確保するか
否かを任意に選択することができる。 (第4の実施形態)図9と図11は第4の実施形態に関
係するブロック図およびフローチャートである。本実施
形態は、CPU1の内部動作に対応する動作指示信号を
出力する内部動作監視回路30および優先順位コントロ
ーラ31を有する外部バスマスタ制御部54を備えたコ
ンピュータ装置である。
【0040】内部動作監視回路30は、CPU1の命令
フェッチ、データライト、データリード、I/Oライ
ト、I/Oリード、割り込み処理などの内部動作に対応
する各動作指示信号を出力する。優先順位コントローラ
31は、予め設定された情報に基づいて、当該各動作指
示信号に対応するCPU1の内部動作状態及び外部バス
マスタ7からのバス要求BREQを含めた優先順位を設
定する機能を有する。
【0041】以下、図11のフローチャートを参照して
同実施形態の動作を説明する。まず、CPU1からロー
カルバス2の使用権を得るためのバス要求があると、バ
ス・アービトレーション回路3はグラント信号BGNT
を出力して、CPU1にローカルバス2の優先権を与え
る(ステップS30,S31)。CPU1は、ローカル
バス2を使用して、ローカルバス2に接続されたメモリ
やI/Oデバイスなどをアクセスするデータ処理動作を
実行する。
【0042】当該CPU1の動作中に、外部バスマスタ
7からローカルバス2の使用権を得るためのバス要求B
REQが出力されると、外部バスマスタ制御部54にお
いてCPU1の内部動作および外部バスマスタ7からバ
ス要求BREQを含めた優先順位の設定処理を実行する
(ステップS32のYES,S34)。ここで、ステッ
プ33の処理については、変形例として後述する。
【0043】優先順位コントローラ31は、CPU1の
命令フェッチ、データライト、データリード、I/Oラ
イト、I/Oリード、割り込み処理などの内部動作およ
び外部バスマスタ7からバス要求BREQを含めた優先
順位を設定し、外部バスマスタ7からバス要求BREQ
に対してCPU1の内部動作状態が相対的に高い優先順
位であるか否かを判定する。即ち、いま仮にCPU1が
相対的に高い優先順位の割り込み処理を実行していると
きに、外部バスマスタ7からバス要求BREQが出力さ
れても、バス・アービトレーション回路3はグラント信
号BGNTを外部バスマスタ7には出力せずに、CPU
1のローカルバス2の優先権を確保している(ステップ
S35のNO,S37)。換言すれば、CPU1が割り
込み処理の期間では、外部バスマスタ7のバス要求BR
EQは保留の状態となる。
【0044】一方、CPU1が相対的に低い優先順位の
例えばI/Oリードの動作を実行しているときには、バ
ス・アービトレーション回路3は優先順位コントローラ
31からの優先順位に従って、バス・アービトレーショ
ン回路3は、外部バスマスタ7からのバス要求BREQ
に応じて、グラント信号BGNTを外部バスマスタ7に
出力し、ローカルバス2の使用権を与える(ステップS
35のYES,S36)。これにより、外部バスマスタ
7は、ローカルバス2を使用してローカルバス2に接続
されたメモリやI/Oデバイスなどをアクセスすること
が可能となる。外部バスマスタ7がローカルバス2の優
先権を得ると、当該優先権の期間ではCPU1は相対的
に優先順位の高い動作以外では、ローカルバス2の使用
が不可となる。
【0045】以上のように本実施形態によれば、CPU
1の内部動作と共に、外部バスマスタ7からバス要求B
REQの優先順位を設定することにより、相対的に優先
順位の高いCPU1の内部動作時には、外部バスマスタ
7からバス要求BREQが出力されても、当該バス要求
BREQを保留にして、CPU1のローカルバス2の優
先権を維持することができる。従って、CPU1のクリ
ティカルな特定動作の優先順位を相対的に高く設定する
ことにより、外部バスマスタ7からバス要求BREQが
出力された場合でも、当該動作が終了するまでバスの優
先権を確保することが可能となる。 (第4の実施形態の変形例1)図10は同実施形態の変
形例1に関係するブロック図である。
【0046】本変形例は、内部動作監視回路30および
優先順位コントローラ31以外に、外部バスマスタ7か
らバス要求BREQに対する優先順位を設定するための
レジスタ32を有する外部バスマスタ制御部64を備え
ている。このレジスタ32は、アプリケーション・プロ
グラムにより優先順位に関する情報がセットされて、か
つ変更できるように構成されている。優先順位コントロ
ーラ31は、レジスタ32にセットされた情報に基づい
て、外部バスマスタ7からバス要求BREQに対する優
先順位を設定し、現時点で実行中のCPU1の内部動作
に対して優先するか否かを判定する。
【0047】本変形例の動作は、前述の図11のフロー
チャートに示すものと同様である。但し、本変形例で
は、ステップS33に示すように、優先順位コントロー
ラ31はレジスタ32を参照して、CPU1のバス優先
権を確保するか、または外部バスマスタ7からのバス要
求BREQを受入れるかを判定する。
【0048】即ち、CPU1が相対的に高い優先順位の
割り込み処理を実行しているときに、外部バスマスタ7
からバス要求BREQが出力されても、バス・アービト
レーション回路3はグラント信号BGNTを外部バスマ
スタ7には出力せずに、CPU1のローカルバス2の優
先権を確保している(ステップS35のNO,S3
7)。また、CPU1が相対的に低い優先順位の例えば
I/Oリードの動作を実行しているときには、バス・ア
ービトレーション回路3は優先順位コントローラ31か
らの優先順位に従って、バス・アービトレーション回路
3は、外部バスマスタ7からのバス要求BREQに応じ
て、グラント信号BGNTを外部バスマスタ7に出力
し、ローカルバス2の使用権を与える(ステップS35
のYES,S36)。
【0049】このような変形例の方式であれば、レジス
タ32により、CPU1の内部動作の優先順位に対し
て、外部バスマスタ7からバス要求BREQの相対的優
先順位を任意に設定することが可能となる。 (第4の実施形態の変形例2)図12は同実施形態の変
形例2に関係するブロック図である。
【0050】本変形例では、優先順位コントローラ31
は、予め設定された情報に基づいて、当該各動作指示信
号に対応するCPU1の内部動作状態及び外部バスマス
タ7からのバス要求BREQを含めた優先順位を設定す
る機能と共に、設定した優先順位を外部ピン60を介し
てローカルバス2に接続されたI/Oデバイスに通知す
る機能を有する。このような優先順位コントローラ31
からの優先順位を通知を受けることにより、I/Oデバ
イスは能動的にバス要求BREQを行なう外部バスマス
タ7として機能することが可能となる。 (第4の実施形態の変形例3)図13は同実施形態の変
形例3に関係するブロック図である。
【0051】本変形例では、優先順位コントローラ31
は、外部ピン61を介して複数の外部バスマスタから複
数のバス要求BREQを受けて、当該複数のバス要求B
REQおよびCPU1の内部動作状態を含めた優先順位
を設定する機能を有する。従って、CPU1の内部動作
状態に対する優先順位と共に、本実施形態の外部バスマ
スタ7は他の外部バスマスタからのバス要求BREQに
対する優先順位が設定されることになる。 (第4の実施形態の変形例4)図14は同実施形態の変
形例4に関係するブロック図である。
【0052】本変形例は、前述の図10に示す変形例1
と図13に示す変形例3とを合わせた機能を有する優先
順位コントローラ31を備えたものである。即ち、外部
ピン61を介して複数の外部バスマスタから受けた各バ
ス要求BREQに対する優先順位を設定するためのレジ
スタ32を有する外部バスマスタ制御部64を備えてい
る。このレジスタ32は、アプリケーション・プログラ
ムにより優先順位に関する情報がセットされて、かつ変
更できるように構成されている。優先順位コントローラ
31は、レジスタ32にセットされた情報に基づいて、
複数の外部バスマスタからの各バス要求BREQに対す
る優先順位を設定する。
【0053】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、外
部バスマスタ機能を有するマイクロコンピュータに適用
することにより、CPUの動作状態がいわばクリティカ
ルなプロセス処理時にば、外部バスマスタからのバス要
求を保留にして、CPUのバス優先権を確保することが
できる。従って、優先的な処理に必要なCPUの動作を
確実に実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に関係するコンピュー
タ装置の構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態の動作を説明するためのフローチャ
ート。
【図3】同実施形態の変形例に関係するコンピュータ装
置の構成を示すブロック図。
【図4】第2の実施形態に関係するコンピュータ装置の
構成を示すブロック図。
【図5】第2の実施形態の動作を説明するためのフロー
チャート。
【図6】第3の実施形態に関係するコンピュータ装置の
構成を示すブロック図。
【図7】第3の実施形態の変形例に関係するコンピュー
タ装置の構成を示すブロック図。
【図8】第3の実施形態の動作を説明するためのフロー
チャート。
【図9】第4の実施形態に関係するコンピュータ装置の
構成を示すブロック図。
【図10】第4の実施形態の変形例1に関係するコンピ
ュータ装置の構成を示すブロック図。
【図11】第4の実施形態の動作を説明するためのフロ
ーチャート。
【図12】第4の実施形態の変形例2に関係するコンピ
ュータ装置の構成を示すブロック図。
【図13】第4の実施形態の変形例3に関係するコンピ
ュータ装置の構成を示すブロック図。
【図14】第4の実施形態の変形例4に関係するコンピ
ュータ装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…CPUコア 2…ローカルバス 3…バス・アービトレーション回路(バス制御手段) 4,14,24,34,44,54,64…外部バスマ
スタ制御部 5…CPU監視ロジック回路(監視手段) 6…アンドゲート回路 7…外部バスマスタ 10…コンピュータ装置 20…レジスタ 21…アンドゲート回路 22…タイマ回路 23…割り込みコントローラ 25…レジスタ 30…内部動作監視回路 31…優先順位コントローラ(優先順位設定手段) 32…レジスタ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPU、バス、及びバス・アービトレー
    ション機能を有するバス制御手段を1チップ内に集積化
    したコンピュータ装置であって、 当該バス制御手段は、外部バスマスタ手段からのバス使
    用権の要求を受けたときに、前記CPUの動作状態に従
    って当該CPUのバス優先権を確保し、当該外部バスマ
    スタ手段からのバス使用権を保留する手段を有すること
    を特徴とするコンピュータ装置。
  2. 【請求項2】 CPU、バス、及びバス・アービトレー
    ション機能を有するバス制御手段を1チップ内に集積化
    したコンピュータ装置であって、 前記CPUの予め設定された特定動作状態を監視する監
    視手段を有し、 当該バス制御手段は、外部バスマスタ手段からのバス使
    用権の要求を受けたときに、前記監視手段により前記C
    PUの特定動作状態を認識した場合には、当該CPUの
    バス優先権を確保し、当該外部バスマスタ手段からのバ
    ス使用権を保留する手段を有することを特徴とするコン
    ピュータ装置。
  3. 【請求項3】 前記CPUの特定動作状態とは割り込み
    処理の動作であることを特徴とする請求項2記載のコン
    ピュータ装置。
  4. 【請求項4】 CPU、バス、及びバス・アービトレー
    ション機能を有するバス制御手段を1チップ内に集積化
    したコンピュータ装置に適用するバス制御方法であっ
    て、 当該バス制御手段は、 前記CPUからのバス使用権の要求に応じて当該CPU
    にバス優先権を与えるステップと、 外部バスマスタ手段からのバス使用権の要求を受けたと
    きに、前記CPUが予め設定された特定動作時であるか
    否かを判定するステップと、 前記CPUが特定動作時の場合には、当該外部バスマス
    タ手段からのバス使用権を保留するステップと、 前記CPUが特定動作時ではない場合には、当該外部バ
    スマスタ手段にバス優先権を与えるステップとからなる
    処理を実行することを特徴とするバス制御方法。
  5. 【請求項5】 前記監視手段は、アプリケーション・ソ
    フトウェアにより前記CPUの特定動作状態の内容を設
    定するためのレジスタ手段を有し、当該レジスタ手段の
    設定内容に応じて当該特定動作状態の内容を変更できる
    ことを特徴とする請求項2記載のコンピュータ装置。
  6. 【請求項6】 CPU、バス、及びバス・アービトレー
    ション機能を有するバス制御手段を1チップ内に集積化
    したコンピュータ装置であって、 前記CPUのバス優先権を所定の時間だけ確保する優先
    時間の経過を監視するためのタイマ手段を有し、 当該バス制御手段は、外部バスマスタ手段からのバス使
    用権の要求を受けたときに、前記タイマ手段により前記
    優先時間の経過前であることを認識したときには当該C
    PUのバス優先権を確保し、当該外部バスマスタ手段の
    バス使用権を保留する手段を有することを特徴とするコ
    ンピュータ装置。
  7. 【請求項7】 CPU、バス、及びバス・アービトレー
    ション機能を有するバス制御手段を1チップ内に集積化
    したコンピュータ装置に適用するバス制御方法であっ
    て、 当該バス制御手段は、 前記CPUからのバス使用権の要求に応じて当該CPU
    にバス優先権を与えるステップと、 当該CPUのバス優先権を所定の時間だけ確保する優先
    時間をタイマ手段にセットするステップと、 外部バスマスタ手段からのバス使用権の要求を受けたと
    きに、前記タイマ手段により前記優先時間の経過前であ
    るか否かを判定するステップと、 前記優先時間の経過前の場合には、当該外部バスマスタ
    手段のバス使用権を保留するステップとからなる処理を
    実行することを特徴とするバス制御方法。
  8. 【請求項8】 CPU、バス、及びバス・アービトレー
    ション機能を有するバス制御手段を1チップ内に集積化
    したコンピュータ装置であって、 外部または内部の割込み処理を制御するための割込み制
    御手段を有し、 当該バス制御手段は、外部バスマスタ手段からのバス使
    用権の要求を受けたときに、前記割込み制御手段からの
    制御信号に応じて割込み処理時には当該CPUのバス優
    先権を確保し、当該外部バスマスタ手段からのバス使用
    権を保留する手段を有することを特徴とするコンピュー
    タ装置。
  9. 【請求項9】 前記割込み制御手段から割込み信号が出
    力されたときに、前記外部バスマスタ手段のバス使用権
    を保留することを指示する情報をセットするためのレジ
    スタ手段を有し、 前記バス制御手段は、外部バスマスタ手段からのバス使
    用権の要求を受けたときに、前記レジスタ手段にセット
    された情報に基づいて割込み処理時には当該CPUのバ
    ス優先権を確保し、当該外部バスマスタ手段からのバス
    使用権を保留することを特徴とする請求項8記載のコン
    ピュータ装置。
  10. 【請求項10】 CPU、バス、バス・アービトレーシ
    ョン機能を有するバス制御手段、及び割込み処理を制御
    するための割込み制御手段を1チップ内に集積化したコ
    ンピュータ装置に適用するバス制御方法であって、 当該バス制御手段は前記割込み制御手段から割込み信号
    が出力されたときに、前記外部バスマスタ手段のバス使
    用権を保留することを指示するための情報をセットする
    ためのレジスタ手段を有し、 前記CPUからのバス使用権の要求に応じて当該CPU
    にバス優先権を与えるステップと、 前記割込み制御手段から割込み信号が出力されたとき
    に、当該CPUのバス優先権を所定の時間だけ確保する
    優先時間をタイマ手段にセットするステップと、 外部バスマスタ手段からのバス使用権の要求を受けたと
    きに、前記レジスタ手段にセットされた情報に基づいて
    割込み処理時に当該CPUのバス優先権を確保するか否
    かを判定するステップと、 当該CPUのバス優先権を確保する場合には、当該外部
    バスマスタ手段からのバス使用権を保留するステップと
    からなる処理を実行することを特徴とするバス制御方
    法。
  11. 【請求項11】 CPU、バス、及びバス・アービトレ
    ーション機能を有するバス制御手段を1チップ内に集積
    化したコンピュータ装置であって、 前記CPUの内部動作に応じたバス優先順位の中に外部
    バスマスタ手段のバス優先順位を含めたバス優先順位を
    設定するための優先順位設定手段を有し、 当該バス制御手段は、外部バスマスタ手段からのバス使
    用権の要求を受けたときに、前記優先順位設定手段によ
    り設定されたバス優先順位に基づいて当該外部バスマス
    タ手段のバス優先順位が相対的に低い場合に当該外部バ
    スマスタ手段からのバス使用権を保留して、当該CPU
    の内部動作に応じたバス優先権を確保する手段を有する
    ことを特徴とするコンピュータ装置。
  12. 【請求項12】 前記外部バスマスタ手段のバス優先順
    位を変更するためのレジスタ手段を有し、 前記優先順位設定手段は、当該レジスタ手段を参照して
    前記CPUの内部動作に応じたバス優先順位の中に当該
    外部バスマスタ手段のバス優先順位を設定する手段を有
    することを特徴とする請求項11記載のコンピュータ装
    置。
  13. 【請求項13】 CPU、バス、バス・アービトレーシ
    ョン機能を有するバス制御手段、及び前記CPUの内部
    動作に応じたバス優先順位の中に外部バスマスタ手段の
    バス優先順位を含めたバス優先順位を設定するための優
    先順位設定手段を1チップ内に集積化したコンピュータ
    装置に適用するバス制御方法であって、 当該バス制御手段は、 外部バスマスタ手段からのバス使用権の要求を受けたと
    きに、前記優先順位設定手段から前記CPUの内部動作
    に応じたバス優先順位に対する当該外部バスマスタ手段
    の相対的順位を判定するステップと、 当該外部バスマスタ手段のバス優先順位が相対的に低い
    場合に、当該外部バスマスタ手段からのバス使用権を保
    留するステップとからなる処理を実行することを特徴と
    するバス制御方法。
  14. 【請求項14】 CPU、バス、及びバス・アービトレ
    ーション機能を有するバス制御手段を1チップ内に集積
    化したコンピュータ装置であって、 前記CPUの内部動作に応じたバス優先順位の中に外部
    デバイスのバス優先順位を含めたバス優先順位を設定す
    るための優先順位設定手段と、 当該優先順位設定手段により設定されたバス優先順位を
    前記外部デバイスに通知する手段とを有し、 当該バス制御手段は、前記外部デバイスからのバス使用
    権の要求を受けたときに、前記優先順位設定手段により
    設定されたバス優先順位に基づいて当該外部デバイスの
    バス優先順位が相対的に低い場合に当該外部デバイスか
    らのバス使用権を保留して、当該CPUの内部動作に応
    じたバス優先権を確保する手段を有することを特徴とす
    るコンピュータ装置。
  15. 【請求項15】 前記優先順位設定手段は、複数の外部
    バスマスタ手段からのバス要求を受け付ける手段を有
    し、前記CPUの内部動作に応じたバス優先順位の中に
    当該複数の外部バスマスタ手段のバス優先順位を含めた
    バス優先順位を設定することを特徴とする請求項11記
    載のコンピュータ装置。
  16. 【請求項16】 前記複数の外部バスマスタ手段のバス
    優先順位を変更するためのレジスタ手段を有し、 前記優先順位設定手段は、当該レジスタ手段を参照して
    前記CPUの内部動作に応じたバス優先順位の中に当該
    複数の外部バスマスタ手段のバス優先順位を設定するこ
    とを特徴とする請求項15記載のコンピュータ装置。
JP30592597A 1997-11-07 1997-11-07 コンピュータ装置及び同装置に適用するバス制御方法 Pending JPH11143823A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000347986A (ja) * 1999-06-03 2000-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd マイコン、バス調停方法、バススレーブ装置およびバス共有システム装置
JP2012168808A (ja) * 2011-02-15 2012-09-06 Fujitsu Semiconductor Ltd データ転送システム,データ転送スケジューリングプログラム

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JP2000347986A (ja) * 1999-06-03 2000-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd マイコン、バス調停方法、バススレーブ装置およびバス共有システム装置
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