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JPH0472260B2 - - Google Patents
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JPH0472260B2 - - Google Patents

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JPH0472260B2
JPH0472260B2 JP56197180A JP19718081A JPH0472260B2 JP H0472260 B2 JPH0472260 B2 JP H0472260B2 JP 56197180 A JP56197180 A JP 56197180A JP 19718081 A JP19718081 A JP 19718081A JP H0472260 B2 JPH0472260 B2 JP H0472260B2
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circuit
clock
bus
signal
data
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JP56197180A
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Yoshimune Hagiwara
Shigemichi Maeda
Takashi Akazawa
Shizuo Sugyama
Haruo Koizumi
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Hitachi Ltd
Kokusai Denki Electric Inc
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Hitachi Denshi KK
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40Bus structure
    • G06F13/4063Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068Electrical coupling
    • G06F13/4072Drivers or receivers
    • G06F13/4077Precharging or discharging

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microcomputers (AREA)
  • Multi Processors (AREA)
  • Bus Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は論理集積回路に関し、特にプリチヤー
ジ方式のデータ・バスを用いた大規模集積回路に
おいて、非同期に外部装置との間でデータ転送が
行える論理集積回路に関し、特にプリチヤージ方
式のデータ・バスを用いた大規模集積回路におい
て、非同期に外部装置との間でデータ転送が行え
る入出力制御方式に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a logic integrated circuit, and more particularly to a logic integrated circuit that can asynchronously transfer data to and from an external device in a large-scale integrated circuit using a precharge data bus. The present invention relates to an input/output control method that allows data to be transferred asynchronously to and from an external device in a large-scale integrated circuit using a data bus.

最近のように、マイクロコンピユータが各種分
野に広く使用されるようになると、他の処理装置
とマイクロコンピユータとを結合して、互いにデ
ータを転送する必要が生ずる。また、最近のマイ
クロコンピユータは、高速動作のため1マシン・
サイクルのうち一部分の区間でデータ・バスにプ
リチヤージする方式の回路構成が用いられ、例え
ばレジスタの内容によりスイツチをコントロール
することにより、データ・バスを介して入出力デ
ータを転送する。
As microcomputers have recently become widely used in various fields, it has become necessary to connect the microcomputers to other processing devices and to transfer data between them. In addition, recent microcomputers operate at high speed, so one machine
A circuit configuration is used in which the data bus is precharged during a portion of the cycle, and input/output data is transferred via the data bus by controlling a switch based on, for example, the contents of a register.

従来、このようにマイクロコンピユータ等の論
理集積回路では、接続された外部装置と内部のレ
ジスタとの間でデータ転送を行う場合、内部クロ
ツクと外部装置のクロツクとを同期させて行う方
法、あるいはプリチヤージ方式を採用していない
データ・バスの回路構成により行う方法により実
現している。
Conventionally, in logic integrated circuits such as microcomputers, when data is transferred between a connected external device and an internal register, the internal clock is synchronized with the external device's clock, or the precharge method is used. This is achieved by a method that uses the circuit configuration of the data bus, which does not employ a conventional method.

しかし、前者の方法では、異なるクロツクを有
する複数の装置間でデータ転送を行うためには、
同期化に複雑な回路が必要となり、また後者の方
法では、内部レジスタと内部バスのインターフエ
イス回路が複雑となる。
However, in the former method, in order to transfer data between multiple devices with different clocks,
Synchronization requires complex circuitry, and the latter method requires complex internal register and internal bus interface circuits.

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去
するため、プリチヤージ方式のデータ・バス構成
を用いて高速動作を行うとともに、内部レジスタ
と外部の別系統のクロツクで動作する装置との間
で、回路規模を殆んど増加することなく、データ
転送を行うことができる論理集積回路を提供する
ことにある。
An object of the present invention, in order to eliminate such conventional drawbacks, is to perform high-speed operation using a pre-charge type data bus configuration, and to perform high-speed operation between internal registers and devices that operate using a separate external clock system. Another object of the present invention is to provide a logic integrated circuit that can perform data transfer without substantially increasing the circuit scale.

上記目的を達成するため、本発明の論理集積回
路は、内部データ・バス4と、内部データ・バス
4に接続されたメモリ11、演算回路10および
レジスタ17,18を具備してなる論理集積回路
1において、所定の周波数のクロツクφOM,φ1M
φ2M,φ3Mを発生するクロツク発生器19′とクロ
ツク発生器19′の出力を入力して所定の周波数
のクロツクφ0,φ1,φ2,φ3を出力するゲート回
路G3〜G6と、ゲート回路G3〜G6の出力が
入力され内部データ・バス4をプリチヤージする
ためのプリチヤージ・タイミング信号30を発生
するプリチヤージ・タイミング発生手段23〜2
5,G2,G7〜G11とからなるクロツク発生
回路19と、プリチヤージ・タイミング信号発生
手段から出力された所定の周波数のクロツクによ
つて設定される第1の期間のプリチヤージ・タイ
ミング信号30で周期的に内部データ・バス4を
プリチヤージする手段T1-1,T1-oと、クロツク
発生回路19のゲート回路G3〜G6から出力さ
れた所定の周波数のクロツクφ0,φ1,φ2,φ3
よつて設定される第2の期間のタイミングで周期
的に内部制御タイミング信号34,33を発生す
る内部制御タイミング発生回路20と、内部制御
タイミング信号34,33の第2の期間のタイミ
ングでレジスタ17,18と内部データ・バス4
との間でデータ転送を行なう信号伝達回路T2-1
T3-1,T2-o,T3-oとをさらに具備してなり、論
理集積回路1と外部バス3,5,6,7,8を介
して接続されるとともに、論理集積回路1の所定
の周波数のクロツクと異なるクロツクCLK1で
動作する外部装置2より、データ転送要求32が
あつた場合、データ転送要求32に応答してクロ
ツク発生回路19のゲート回路G3〜G6を閉じ
てゲート回路G3〜G6の出力端子からの上記所
定の周波数のクロツクφ0,φ1,φ2,φ3の出力を
一旦停止する一方、内部制御タイミング発生回路
20は外部装置2より供給されるタイミング信号
6に応答して外部データ転送用制御タイミング信
号34を発生し、外部データ転送用制御タイミン
グ信号34のタイミングで信号伝達回路T2-1
T3-1,T2-o,T3-oがレジスタ17,18と内部
データ・バス4との間データ転送を行なうことに
より外部バス3,5,6,7,8を介しての論理
集積回路1と外部装置2との間のデータ転送が実
行され、外部データ転送用制御タイミング信号3
4のタイミングで信号伝達回路T2-1,T3-1
T2-o,T3-oがレジスタ17,18と内部デー
タ・バス4との間でデータ転送を行なうのに先立
つてプリチヤージタイミング信号発生手段G2,
G7〜G11はデータ転送要求32に応答してク
ロツク発生器19′の出力φ0M,φ1M,φ2M,φ3M
用いてプリチヤージ・タイミング信号30を発生
し、プリチヤージする手段T1-1,T1-oはプリチ
ヤージ・タイミング信号30を用いて内部デー
タ・バス4をプリチヤージし、論理集積回路1
は、内部データ・バス4と外部バス3とに接続さ
れたインターフエイス入出力回路15を具備して
なり、インターフエイス入出力回路15は外部装
置2より供給されるタイミング信号6に応答して
内部データ・バス4と外部バス3との間のデータ
転送を実行することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a logic integrated circuit of the present invention includes an internal data bus 4, a memory 11 connected to the internal data bus 4, an arithmetic circuit 10, and registers 17 and 18. 1, the clocks φ OM , φ 1M , φ 1M ,
A clock generator 19' that generates φ 2M and φ 3M , and gate circuits G3 to G6 that input the output of the clock generator 19' and output clocks φ 0 , φ 1 , φ 2 , and φ 3 of predetermined frequencies. , precharge timing generating means 23 to 2 which receive the outputs of the gate circuits G3 to G6 and generate a precharge timing signal 30 for precharging the internal data bus 4.
5, G2, G7 to G11, and a precharge timing signal 30 of a first period set by a clock of a predetermined frequency output from a precharge timing signal generating means. means T 1-1 and T 1-o for precharging the internal data bus 4, and clocks φ 0 , φ 1 , φ 2 , φ of predetermined frequencies output from the gate circuits G3 to G6 of the clock generation circuit 19; an internal control timing generation circuit 20 that periodically generates internal control timing signals 34 and 33 at the timing of the second period set by 3 ; Registers 17, 18 and internal data bus 4
A signal transmission circuit T 2-1 that transfers data between
T 3-1 , T 2-o , and T 3-o are connected to the logic integrated circuit 1 via external buses 3, 5, 6, 7, and 8, and the logic integrated circuit 1 When a data transfer request 32 is received from an external device 2 that operates with a clock CLK1 different from a clock with a predetermined frequency of While the output of the clocks φ 0 , φ 1 , φ 2 , φ 3 having the above-mentioned predetermined frequencies from the output terminals of G3 to G6 is temporarily stopped, the internal control timing generation circuit 20 outputs the timing signal 6 supplied from the external device 2. In response to this, a control timing signal 34 for external data transfer is generated, and at the timing of the control timing signal 34 for external data transfer, the signal transmission circuit T 2-1 ,
T 3-1 , T 2-o , and T 3-o transfer data between registers 17 and 18 and internal data bus 4 to generate logic data via external buses 3, 5, 6, 7, and 8. Data transfer between the integrated circuit 1 and the external device 2 is performed, and the control timing signal 3 for external data transfer is executed.
At the timing of 4, the signal transmission circuits T 2-1 , T 3-1 ,
Before T 2-o , T 3-o transfer data between registers 17, 18 and internal data bus 4, precharge timing signal generating means G2,
G7 to G11 are means T1-1 for precharging and generating a precharge timing signal 30 using the outputs φ0M , φ1M , φ2M , φ3M of the clock generator 19' in response to the data transfer request 32; T 1-o uses precharge timing signal 30 to precharge internal data bus 4 and logic integrated circuit 1
comprises an interface input/output circuit 15 connected to an internal data bus 4 and an external bus 3, and the interface input/output circuit 15 responds to a timing signal 6 supplied from an external device 2 to It is characterized by executing data transfer between the data bus 4 and the external bus 3.

内部データ・バス4とレジスタ17,18との
間の論理集積回路1の内部の内部データ転送は、
論理集積回路1の内部の動作クロツクに従つて実
行可能であるのに対して、論理集積回路1の内部
動作クロツクの周波数と異なるクロツクCLK1
で動作する外部装置2から非同期のデータ転送要
求7があつた場合には、論理集積回路1の内部の
レジスタ17,18と外部装置2との間の外部バ
ス3を介しての外部データ転送は、外部装置2か
らの非同期のデータ転送要求7のタイミングに従
つて実行する必要がある。
Internal data transfer within the logic integrated circuit 1 between the internal data bus 4 and the registers 17, 18 is as follows:
While the clock CLK1 can be executed according to the internal operating clock of the logic integrated circuit 1, the clock CLK1 is different from the frequency of the internal operating clock of the logic integrated circuit 1.
When an asynchronous data transfer request 7 is received from an external device 2 operating at , must be executed in accordance with the timing of the asynchronous data transfer request 7 from the external device 2.

一方、論理集積回路1内部のプリチヤージ方式
内部データ・バス4は、内部データ転送に際して
論理集積回路1の内部の動作クロツクに従つて周
期的にプリチヤージする必用があるのに対して、
外部装置2との非同期の外部データ転送を実行す
るに際しては、論理集積回路1の内部動作クロツ
クのサイクルによる内部データ・バス4のプリチ
ヤージは、この内部データ・バス4を介しての非
同期の外部データ転送時の転送データ信号の妨害
となつてしまう危険性がある。
On the other hand, the precharge-type internal data bus 4 inside the logic integrated circuit 1 needs to be precharged periodically according to the internal operation clock of the logic integrated circuit 1 when transferring internal data.
When performing an asynchronous external data transfer with an external device 2, the precharging of the internal data bus 4 by the cycles of the internal operating clock of the logic integrated circuit 1 causes asynchronous external data transfer via this internal data bus 4. There is a risk that this may interfere with the transfer data signal during transfer.

従つて、このような外部データ転送を行うに際
して、内部データ転送のための内部データ・バ
ス・プリチヤージ期間30と内部データ・バス・
データ転送期間34,33とを設定する所定周波
数のクロツクφ0,φ1,φ2,φ3の発生を一旦停止
するとともに、非同期のデータ転送要求7に応答
して外部データ転送用制御タイミング信号34を
発生し、この外部データ転送用制御タイミング信
号34でレジスタ17,18と内部データ・バス
4との間の信号伝達回路T2-1,T3-1,T2-o
T3-oの信号伝達を実行させ、上述の所望の外部
データ転送を可能としている。
Therefore, when performing such external data transfer, the internal data bus precharge period 30 for internal data transfer and the internal data bus
The generation of clocks φ 0 , φ 1 , φ 2 , φ 3 of a predetermined frequency that set the data transfer periods 34 and 33 is temporarily stopped, and the control timing signal for external data transfer is stopped in response to the asynchronous data transfer request 7. This external data transfer control timing signal 34 is used to control the signal transmission circuits T 2-1 , T 3-1 , T 2-o ,
T3 -o signaling is performed to enable the desired external data transfer described above.

また、上述の所望の外部データ転送の前に、内
部データ・バス4を一旦プリチヤージする必要が
あるので、プリチヤージ手段T1-1,T1-oは外部
のデータ転送要求7に応答して上述の所望の外部
データ転送に先立つて内部データ・バス4をプリ
チヤージするものである。
Furthermore, since it is necessary to precharge the internal data bus 4 before the above-mentioned desired external data transfer, the precharge means T 1-1 and T 1-o are activated as described above in response to the external data transfer request 7. The internal data bus 4 is precharged prior to the desired external data transfer.

以下、本発明の実施例を、図面により説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の対象となるMOSデイジタ
ル大規模集積回路のブロツク構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a MOS digital large-scale integrated circuit to which the present invention is applied.

第1図においては、MOSデイジタル大規模集
積回路(以下LSIと記す)1およびそれと接続さ
れてデータ転送を行う装置(例えば、デイジタル
計算機)2が示されており、LSI1とデイジタル
計算機2はそれぞれ非同期の異なる周波数のクロ
ツクで動作しているものとする。
In FIG. 1, a MOS digital large-scale integrated circuit (hereinafter referred to as LSI) 1 and a device (for example, a digital computer) 2 that is connected to it and performs data transfer are shown. It is assumed that the clocks are operating with different frequencies.

LSI1は、演算回路(ALU)10、データ記憶
装置(RAM)11、複数のデータ用レジスタ
(REG1,2)17,18、内部動作を制御する
プログラムが格納された記憶装置(ROM)1
4、外部デイジタル計算機とのインターフエイス
である入出力回路(入出力バツフア)15、およ
びタイミング制御回路(コントロール)16を備
えている。
The LSI 1 includes an arithmetic circuit (ALU) 10, a data storage device (RAM) 11, a plurality of data registers (REG1, 2) 17, 18, and a storage device (ROM) 1 in which programs for controlling internal operations are stored.
4, an input/output circuit (input/output buffer) 15 serving as an interface with an external digital computer, and a timing control circuit (control) 16.

LSI1とデイジタル計算機2とは、nビツトの
データ・バス3、mビツトのフアンクシヨン・バ
ス5、チツプ・セレクト信号(CS)7、リー
ド/ライト制御信号(R/W)6、およびデータ
転送タイミング信号(IE)8で接続される。
The LSI 1 and the digital computer 2 have an n-bit data bus 3, an m-bit function bus 5, a chip select signal (CS) 7, a read/write control signal (R/W) 6, and a data transfer timing signal. (IE) Connected with 8.

第2図は、第1図のLSI内部で用いられている
バス・プリチヤージ方式によるデータ転送回路の
構成図であり、第3図は第2図の動作タイムチヤ
ートである。
FIG. 2 is a block diagram of a data transfer circuit using the bus precharge method used inside the LSI of FIG. 1, and FIG. 3 is an operation time chart of FIG. 2.

MOS・LSIで高速動作を行わせるために、一
般に用いられているバス・プリチヤージ方式によ
るデータ転送回路は、第2図に示すように、デー
タ・バスD、プリチヤージ用トランジスタT1
スイツチ用トランジスタT2,T3、スイツチ制御
用レジスタ17、転送データをセツトするレジス
タ18等より構成される。また、Aはバスをプリ
チヤージするための制御信号、Bはレジスタ17
の出力信号、Cはレジスタ17の内容をバスに出
力するタイミングを与える制御信号、Dは複数本
あるうちの1本を示すデータ・バス、Eはバスの
内容をレジスタ18に取り込む制御信号である。
A data transfer circuit using a bus precharge method, which is generally used for high-speed operation in MOS/LSI, has a data bus D, a precharge transistor T 1 , and a precharge transistor T 1 as shown in FIG.
It is composed of switch transistors T 2 and T 3 , a switch control register 17, a register 18 for setting transfer data, and the like. Also, A is a control signal for precharging the bus, and B is a register 17.
, C is a control signal that gives the timing to output the contents of register 17 to the bus, D is a data bus indicating one of multiple buses, and E is a control signal to take the contents of the bus into register 18. .

LSI1は、第3図に示すような一定周期のサイ
クル(Tcyc)で動作する。このサイクルでは、
先ず信号AによりトランジスタT1を通してデー
タ・バスDの寄生容量C1をプリチヤージする
(第3図A参照)。これにより、データ・バスDは
論理レベル“1”の状態になる(第3図D参照)。
プリチヤージが終了した後、信号Cによりレジス
タ17の出力Bがデータ・バスDに出力される
(第3図B,C参照)。このとき、レジスタ17の
内容が“1”であれば、トランジスタT2,T3
オンとなり、寄生容量C1の電荷がトランジスタ
T2,T3を通つてデイスチヤージされ、データ・
バスDは“0”状態になる(第3図Dの低レベル
参照)。一方、レジスタ17の出力Bが“0”で
あれば、トランジスタT2,T3には電流が流れず、
データ・バスDは“1”の状態に保たれる(第3
図Dの高レベル参照)。このデータ・バスDの状
態は、インバータG1を通してレジスタ18に、
タイミング・パルスEによつてセツトされる。
The LSI 1 operates in a constant cycle (Tcyc) as shown in FIG. In this cycle,
First, signal A precharges the parasitic capacitance C 1 of data bus D through transistor T 1 (see FIG. 3A). This causes data bus D to be at logic level "1" (see FIG. 3D).
After the precharge is completed, the signal C outputs the output B of the register 17 to the data bus D (see FIGS. 3B and 3C). At this time, if the contents of the register 17 are "1", the transistors T 2 and T 3 are turned on, and the charge of the parasitic capacitance C 1 is transferred to the transistor
The data is discharged through T 2 and T 3 .
Bus D goes to the "0" state (see low level in Figure 3D). On the other hand, if the output B of the register 17 is "0", no current flows through the transistors T 2 and T 3 ;
Data bus D is kept in the “1” state (third
(see high level in Figure D). The state of this data bus D is transmitted to register 18 through inverter G1.
Set by timing pulse E.

第4図は、本発明の実施例を示すLSI内のデー
タ転送制御回路の構成図であり、第5図、第6図
は第4図における動作タイム・チヤートである。
FIG. 4 is a configuration diagram of a data transfer control circuit in an LSI showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are operation time charts in FIG. 4.

第4図におけるデータ・バス3,4はnビツト
の構成になつている。また、第1図に示した回路
の他に、制御タイミングを発生するクロツク発生
回路19および内部制御タイミング発生回路20
が示されている。φ0,φ1,φ2,φ3は、LSI1内の
各部を制御する4相オーバラツプの基本クロツク
である。第3図における信号A,C,Eは、それ
ぞれ第4図における信号30,34,33に対応
し、また第4図ではその他に入出力バツフア15
のコントロール信号35、内部の通常動作の停止
を示す信号(Halt)31、および外部からLSI1
の内部レジスタ21,22にデータ転送を要求す
る信号(Halt−D)32が示されている。
Data buses 3 and 4 in FIG. 4 have an n-bit configuration. In addition to the circuit shown in FIG. 1, a clock generation circuit 19 and an internal control timing generation circuit 20 that generate control timing
It is shown. φ 0 , φ 1 , φ 2 , and φ 3 are four-phase overlapping basic clocks that control each part within the LSI 1. Signals A, C, and E in FIG. 3 correspond to signals 30, 34, and 33 in FIG. 4, respectively;
control signal 35, internal normal operation stop signal (Halt) 31, and external LSI1
A signal (Halt-D) 32 is shown that requests data transfer to the internal registers 21 and 22 of.

第5図は、通常動作時のタイミングを示し、第
6図は外部よりデータ転送の要求があつた場合
で、レジスタのデータのリード動作のタイミング
を示す。
FIG. 5 shows the timing during normal operation, and FIG. 6 shows the timing of register data read operation when a data transfer request is received from the outside.

第5図においては、LSI1を選択するためのチ
ツプ・セレクト信号7が入力されないため、入力
クロツク(CLK2)から第4図に示すクロツク
発生回路19により発生された4相クロツクφ0
〜φ3で、LSI1の内部の回路が動作する。
In FIG. 5, since the chip select signal 7 for selecting LSI 1 is not input, the 4-phase clock φ 0 generated by the clock generation circuit 19 shown in FIG.
~ φ3 , the internal circuit of LSI1 operates.

前記信号A,C,Eに対応するプリチヤージ信
号30、データ出力信号34、データ入力信号3
3は、第4図の内部制御タイミング発生回路20
で、基本クロツクφ0〜φ3を組み合わせることに
より生成される。この状態では、入出力コントロ
ール信号35、データ転送要求信号(Halt−D)
32、動作停止信号(Halt)31の各信号は発
生しない。
A precharge signal 30, a data output signal 34, and a data input signal 3 corresponding to the signals A, C, and E.
3 is the internal control timing generation circuit 20 of FIG.
It is generated by combining the basic clocks φ 0 to φ 3 . In this state, the input/output control signal 35, data transfer request signal (Halt-D)
32 and the operation stop signal (Halt) 31 are not generated.

一方、外部のデイジタル計算機よりデータ転送
要求があつたときには、転送要求コードがフアン
クツシヨン信号5によつて与えられ、第6図cに
示すように、チツプ・セレクト信号7が入力され
たとき、第4図に示すコントロール回路16でこ
れを検出して、クロツク発生回路19にデータ転
送要求信号32を送る。これによりクロツク発生
回路19は、通常動作を停止させることを示す信
号(Halt)31を出力する。
On the other hand, when a data transfer request is received from an external digital computer, the transfer request code is given by the function signal 5, and as shown in FIG. 6c, when the chip select signal 7 is input, The control circuit 16 shown in FIG. 4 detects this and sends a data transfer request signal 32 to the clock generation circuit 19. As a result, the clock generation circuit 19 outputs a signal (Halt) 31 indicating that normal operation is to be stopped.

クロツク発生回路19では、クロツクφ0〜φ3
を停止し、1/4サイクル間遅らせて停止信号
(Halt)31を出力する(第6図l参照)。この
1/4サイクルの間に通常時とは異なる回路動作で
プリチヤージ信号30を出力してデータ・バス4
を“1”のレベルにプリチヤージする(第6図
m,n参照)。外部からのタイミング信号6によ
り、データ出力信号34が内部制御タイミング発
生回路20から発生される。データ出力信号34
は、トランジスタT3-1〜T3-oをオンにしてレジ
スタ17〜18の1つの内容をトランジスタ
T2-1〜T2-oを通してデータ・バス4に出力する
(第2図、第3図の動作参照)。データ・バス4の
内容は、タイミング信号6より制御されるI/O
コントロール信号35でLSI1の外部データ・バ
ス3に出力され、デイジタル計算機2へ読み出さ
れる。1回のデータ転送が終了すると、チツプ・
セレクト信号7がなくなるので、これを第4図の
コントロール回路16で検知して、再び基本クロ
ツクφ0〜φ3を発生し、通常動作に入る。
In the clock generation circuit 19, clocks φ0 to φ3
is stopped, and a stop signal (Halt) 31 is output with a delay of 1/4 cycle (see FIG. 6l). During this 1/4 cycle, a precharge signal 30 is output by a circuit operation different from the normal time, and the data bus 4 is
is precharged to the level "1" (see m and n in Figure 6). A data output signal 34 is generated from the internal control timing generation circuit 20 in response to an external timing signal 6. Data output signal 34
turns on transistors T 3-1 to T 3-o and transfers the contents of one of registers 17 to 18 to the transistor
It is output to the data bus 4 through T 2-1 to T 2-o (see operation in FIGS. 2 and 3). The contents of data bus 4 are I/O controlled by timing signal 6.
The control signal 35 is output to the external data bus 3 of the LSI 1 and read out to the digital computer 2. When one data transfer is completed, the chip
Since the select signal 7 disappears, this is detected by the control circuit 16 in FIG. 4, and the basic clocks φ 0 to φ 3 are generated again, and normal operation begins.

第7図は、第4図における基本クロツク(φ0
〜φ3)、プリチヤージ信号30および動作停止信
号(Halt)31を発生させる回路の構成図であ
る。第8図は、第7図の回路構成図の動作をより
詳細に説明するための波形図である。
Figure 7 shows the basic clock (φ 0
3 ), a precharge signal 30, and an operation stop signal (Halt) 31. FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the operation of the circuit diagram of FIG. 7 in more detail.

4相クロツク発生器19′は、単相の入力クロ
ツク(CLK2)より第8図a〜dに示す4相オ
ーバラツプ・クロツク(φ0M,φ1M,φ2M,φ3M
を発生する。
The 4-phase clock generator 19' generates 4-phase overlapping clocks (φ 0M , φ 1M , φ 2M , φ 3M ) shown in FIGS. 8a to 8d from the single-phase input clock (CLK2).
occurs.

第8図fに示すように、‘1'のデータ転送要求
信号(Halt−D)32が入力すると、ナンド・
ゲートG2により作られる1M2Mのタイミン
グでフリツプ・フロツプ24をセツトすると、フ
リツプ・フロツプ24のQ出力Q24は第8図gに
示すように‘1'となる。次に、フリツプ・フロツ
プ14の出力Qがセツトされた後、3Mのタイミ
ングでフリツプ・フロツプ23をセツトすると、
フリツプ・フロツプ23のQ出力Q23も第8図h
に示すように‘1'となる。フリツプ・フロツプ2
3のQ出力Q23が‘0'である間は、ナンド・ゲー
トG3〜G6の入力の4相オーバーラツプ・クロ
ツク4相クロツク信号φ0M〜φ3Mはそのまま基本
クロツクφ0〜φ3として出力に伝達されるが、フ
リツプ・フロツプ23のQ出力Q23が‘1'になる
と、ナンド・ゲートG3〜G6の信号伝達機能が
停止され、第8図i〜lに示すように、基本クロ
ツクφ0〜φ3の出力が停止される。一方、フリツ
プ・フロツプ24のQの出力Q24が‘0'の期間に
クロツク信号φ0Mが‘1'の時アンド・ゲートG1
1の出力は第8図nに示すように‘1'となり、フ
リツプ・フリツプ25はリセツトされる。一方、
フリツプ・フロツプ24がセツトされ、そのQ出
力Q24が‘1'となると、クロツク信号φ2Mの‘1'の
時にアンド・ゲートG10の出力は、第8図mに
示すように‘1'となつて、フリツプ・フロツプ2
5をセツトする。従つて、その後、データ転送要
求信号(Halt−D)32が‘0'となることによ
り、アンド・ゲートG1のリセツト信号が第8図
nに示すように‘1'となるまでは、フリツプ・フ
ロツプ25のQ出力Q25、すなわち停止信号
(Halt−D)31は第6図lおよび第8図oに示
すように‘1'を保持している。
As shown in FIG. 8f, when the data transfer request signal (Halt-D) 32 of '1' is input, the NAND
When the flip-flop 24 is set at the 1M.2M timing generated by the gate G2, the Q output Q24 of the flip-flop 24 becomes '1' as shown in FIG. 8g. Next, after the output Q of the flip-flop 14 is set, the flip-flop 23 is set at a timing of 3M .
The Q output Q23 of the flip-flop 23 is also shown in Fig. 8h.
It becomes '1' as shown in . flip flop 2
While the Q output Q23 of 3 is '0', the 4-phase overlap clock 4-phase clock signals φ0M to φ3M input to the NAND gates G3 to G6 are directly output as the basic clocks φ0 to φ3. However, when the Q output Q23 of the flip-flop 23 becomes '1', the signal transmission function of the NAND gates G3-G6 is stopped, and the basic clock φ0 is transmitted as shown in FIG. ~ φ3 output is stopped. On the other hand, when the clock signal φ0M is '1' while the output Q24 of the flip-flop 24 is '0', the AND gate G1
The output of 1 becomes '1' as shown in FIG. 8n, and the flip-flop 25 is reset. on the other hand,
When the flip-flop 24 is set and its Q output Q24 becomes '1', when the clock signal φ2M is '1', the output of the AND gate G10 becomes '1' as shown in FIG. Flip Flop 2
Set 5. Therefore, after that, when the data transfer request signal (Halt-D) 32 becomes ``0'', the flip-flop remains unchanged until the reset signal of AND gate G1 becomes ``1'' as shown in FIG. 8n. The Q output Q 25 of the flop 25, ie, the stop signal (Halt-D) 31, holds ``1'' as shown in FIG. 6l and FIG. 8o.

データ転送要求信号(Halt−D)32が‘0'の
間は、クロツク信号φ0が‘1'の期間で、クロツク
信号φ2が‘0'の時、第8図pに示すように、アン
ド・ゲートG7の出力は‘1'となり、オア・ゲー
トG9を介して通常動作時のデータ・バス・プリ
チヤージ信号30として第6図mに示すように出
力される。
While the data transfer request signal (Halt-D) 32 is '0', the clock signal φ 0 is '1', and when the clock signal φ 2 is '0', as shown in FIG. The output of the AND gate G7 becomes '1' and is output as the data bus precharge signal 30 during normal operation via the OR gate G9 as shown in FIG. 6m.

データ転送要求信号(Halt−D)32が‘1'と
なり、フリツプ・フロツプ23のQ出力Q23が‘
1'となると、フリツプ・フロツプ25のQ出力
Q25が‘0'の期間に、第8図qに示すようにアン
ド・ゲートG8の出力は‘1'となり、オア・ゲー
トG9を介して外部とのデータ転送時のデータ・
バス・プリチヤージ信号30として第6図mに示
すように出力される。
The data transfer request signal (Halt-D) 32 becomes '1', and the Q output Q23 of the flip-flop 23 becomes '1'.
1', the Q output of flip-flop 25
During the period when Q 25 is '0', the output of AND gate G8 becomes '1' as shown in Figure 8q, and the data during data transfer with the outside via OR gate G9.
The bus precharge signal 30 is output as shown in FIG. 6m.

データ転送要求信号(Halt−D)32が“0”
になると、フリツプ・フロツプ24,23が各タ
イミングでリセツトされ、ナンド・ゲートG3〜
G6より基本クロツクφ0〜φ3が再び出力すると
ともに、フリツプ・フロツプ24の出力とクロツ
クφ0Mをナンド・ゲートG11でアンドして、フ
リツプ・フロツプ25のR端子に入力し、これを
リセツトする。
Data transfer request signal (Halt-D) 32 is “0”
, the flip-flops 24 and 23 are reset at each timing, and the NAND gates G3 to
The basic clocks φ 0 to φ 3 are output again from G6, and the output of the flip-flop 24 and the clock φ 0M are ANDed by the NAND gate G11 and inputted to the R terminal of the flip-flop 25 to reset it. .

これにより停止信号(Halt)31は“0”と
なつて、通常動作状態に戻る。
As a result, the stop signal (Halt) 31 becomes "0" and returns to the normal operating state.

なお、第6図mにおいては、外部との間のデー
タ転送時に発生するバス・プリチヤージ信号30
(斜線で示す)が、通常動作時に発生するバス・
プリチヤージ信号30と偶然同一時刻で発生して
いるが、異なる任意の時刻に発生させることがで
きるのは勿論である。
In addition, in FIG. 6m, the bus precharge signal 30 generated during data transfer with the outside
(shown with diagonal lines) is the bus frequency that occurs during normal operation.
Although it happens to occur at the same time as the precharge signal 30, it is of course possible to generate it at any different time.

以上説明したように、本発明によれば、MOS
で構成された大規模集積回路において、プリチヤ
ージ方式データ・バス構成を用いて高速動作を行
つている場合、外部から内部レジスタとの間でデ
ータ転送要求があつたならば、内部クロツク動作
モードを停止し、さらに外部とのデータ転送時
に、独立してバス・プリチヤージ信号を発生させ
るので、複数の内部レジスタの各ビツトごとに回
路を付加する必要がなく、集積回路の回路規模の
増加を最小限に止めて、外部とのデータ転送を行
うことができる。
As explained above, according to the present invention, the MOS
When performing high-speed operation using a precharge data bus configuration in a large-scale integrated circuit configured with Furthermore, since a bus precharge signal is generated independently during data transfer with the outside, there is no need to add a circuit for each bit of multiple internal registers, minimizing the increase in the circuit size of the integrated circuit. You can stop it and transfer data to/from the outside.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の対象となる論理集積回路のブ
ロツク構成図、第2図は第1図の回路内で用いら
れるバス・プリチヤージ方式のデータ転送回路の
構成図、第3図は第2図における動作タイム・チ
ヤート、第4図は本発明の実施例を示す論理集積
回路内のデータ転送制御部の構成図、第5図、第
6図はそれぞれ第4図における動作タイム・チヤ
ート、第7図は第4図におけるクロツク、プリチ
ヤージ信号、停止信号等を発生する回路の構成
図、第8図は第7図の回路構成の動作をより詳細
に説明するための波形図である。 1:論理集積回路(LSI)、2:外部装置(デ
イジタル計算機)、3:外部データ・バス、4:
内部データ・バス、7:チツプ・セレクト信号、
データ転送要求、19:クロツク発生回路、2
0:内部制御タイミング発生回路、17,18,
21,22:レジスタ、23,24,25:フリ
ツプ・フロツプ。
FIG. 1 is a block diagram of a logic integrated circuit to which the present invention is applied, FIG. 2 is a diagram of a bus precharge data transfer circuit used in the circuit of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a configuration diagram of a data transfer control section in a logic integrated circuit showing an embodiment of the present invention. FIGS. 5 and 6 are operation time charts in FIG. 4, and FIG. This figure is a block diagram of a circuit that generates the clock, precharge signal, stop signal, etc. in FIG. 4, and FIG. 8 is a waveform diagram for explaining in more detail the operation of the circuit structure of FIG. 7. 1: Logic integrated circuit (LSI), 2: External device (digital computer), 3: External data bus, 4:
Internal data bus, 7: Chip select signal,
Data transfer request, 19: Clock generation circuit, 2
0: Internal control timing generation circuit, 17, 18,
21, 22: Register, 23, 24, 25: Flip-flop.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内部データ・バスと、上記内部データ・バス
に接続されたメモリ、演算回路およびレジスタを
具備してなる論理集積回路において、 所定の周波数のクロツクを発生するクロツク発
生器と該クロツク発生器の出力を入力して所定の
周波数のクロツクを出力するゲート回路と、該ゲ
ート回路の出力が入力され上記内部データ・バス
をプリチヤージするためのプリチヤージ・タイミ
ング信号を発生するプリチヤージ・タイミング信
号発生手段とからなるクロツク発生回路と、 上記プリチヤージ・タイミング信号発生手段か
ら出力された上記所定の周波数のクロツクによつ
て設定される第1の期間のプリチヤージ・タイミ
ング信号で周期的に上記内部データ・バスをプリ
チヤージする手段と、 上記クロツク発生回路のゲート回路から出力さ
れた上記所定の周波数のクロツクによつて設定さ
れる第2の期間のタイミングで周期的に内部制御
タイミング信号を発生する内部制御タイミング発
生回路と、 上記内部制御タイミング信号の上記第2の期間
のタイミングで上記レジスタと上記内部データ・
バスとの間でデータ転送を行なう信号伝達回路と
をさらに具備してなり、 上記論理集積回路と外部バスを介して接続され
るとともに、上記論理集積回路の上記所定の周波
数のクロツクと異なるクロツクで動作する外部装
置よりデータ転送要求があつた場合、該データ転
送要求に応答して上記クロツク発生回路のゲート
回路を閉じて上記ゲート回路の出力端子からの上
記所定の周波数のクロツクの出力を一旦停止する
一方、上記内部制御タイミング発生回路は上記外
部装置より供給されるタイミング信号に応答して
外部データ転送用制御タイミング信号を発生し、
該外部データ転送用制御タイミング信号のタイミ
ングで上記信号伝達回路が上記レジスタと上記内
部データ・バスとの間でデータ転送を行なうこと
により上記外部バスを介しての上記論理集積回路
と上記外部装置との間のデータ転送が実行され、
上記外部データ転送用制御タイミング信号のタイ
ミングで上記信号伝達回路が上記レジスタと上記
内部データ・バスとの間でデータ転送を行なうの
に先立つて、上記プリチヤージ・タイミング信号
発生手段は上記データ転送要求に応答して上記ク
ロツク発生器の出力を用いてプリチヤージ・タイ
ミング信号を発生し、上記プリチヤージする手段
は該プリチヤージ・タイミング信号を用いて上記
内部データ・バスをプリチヤージし、 上記論理集積回路は、上記内部データ・バスと
上記外部バスとに接続されたインターフエイス入
出力回路を具備してなり、該インターフエイス入
出力回路は上記外部装置より供給されるタイミン
グ信号に応答して上記内部データ・バスと上記外
部バスとの間のデータ転送を実行することを特徴
とする論理集積回路。
[Scope of Claims] 1. In a logic integrated circuit comprising an internal data bus, and a memory, an arithmetic circuit, and a register connected to the internal data bus, a clock generator that generates a clock of a predetermined frequency; a gate circuit which inputs the output of the clock generator and outputs a clock of a predetermined frequency; and a precharge timing circuit which receives the output of the gate circuit and generates a precharge timing signal for precharging the internal data bus. a clock generating circuit comprising a signal generating means; and a clock generating circuit that periodically generates the internal data using a precharge timing signal of a first period set by the clock having the predetermined frequency outputted from the precharge timing signal generating means.・Means for precharging the bus; and an internal control for periodically generating an internal control timing signal at the timing of a second period set by the clock of the predetermined frequency output from the gate circuit of the clock generation circuit. a timing generation circuit, and the register and the internal data at the timing of the second period of the internal control timing signal.
The circuit further comprises a signal transmission circuit that transfers data to and from the bus, the signal transmission circuit being connected to the logic integrated circuit via an external bus, and having a clock different from the clock of the predetermined frequency of the logic integrated circuit. When a data transfer request is received from an operating external device, the gate circuit of the clock generation circuit is closed in response to the data transfer request, and the output of the clock of the predetermined frequency from the output terminal of the gate circuit is temporarily stopped. Meanwhile, the internal control timing generation circuit generates a control timing signal for external data transfer in response to a timing signal supplied from the external device,
The signal transfer circuit transfers data between the register and the internal data bus at the timing of the external data transfer control timing signal, thereby connecting the logic integrated circuit and the external device via the external bus. Data transfer between
Prior to the signal transfer circuit transferring data between the register and the internal data bus at the timing of the external data transfer control timing signal, the precharge timing signal generating means responds to the data transfer request. In response, the output of the clock generator is used to generate a precharge timing signal, the means for precharging uses the precharge timing signal to precharge the internal data bus; The interface input/output circuit is connected to the data bus and the external bus, and the interface input/output circuit is connected to the internal data bus and the external bus in response to a timing signal supplied from the external device. A logic integrated circuit characterized in that it performs data transfer to and from an external bus.
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