JP2006209415A - Microcomputer - Google Patents
Microcomputer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006209415A JP2006209415A JP2005019809A JP2005019809A JP2006209415A JP 2006209415 A JP2006209415 A JP 2006209415A JP 2005019809 A JP2005019809 A JP 2005019809A JP 2005019809 A JP2005019809 A JP 2005019809A JP 2006209415 A JP2006209415 A JP 2006209415A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- cpu
- address
- memory
- rom
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Landscapes
- Power Sources (AREA)
- Microcomputers (AREA)
- Memory System (AREA)
- Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
Abstract
【課題】RAMやロジック回路と比較して動作電力が大きいROMを搭載したマイクロコンピュータに対して、低消費電力化を図る。
【解決手段】CPU11と、CPUの処理に必要なデータを格納したROM13と、ROM13からの読み出しデータD1を退避格納するメモリ14と、ROM13からメモリ14に退避格納されたデータに対応するアドレスを格納アドレスとして記憶するとともに、CPUがアドレスを指定する毎にその指定アドレスを格納アドレスと比較し一致するか否かを判定し、一致のときはROM13からのデータ読み出しを有効にするとともにその読み出しデータをメモリ14に退避格納し、不一致のときはメモリ14からのデータ読み出しを有効にする判定制御回路12と、判定制御回路の判定結果が不一致のときはROM13からの読み出しデータを選択し、一致のときはメモリ14からの読み出しデータを選択して出力する選択回路15とを備える。
【選択図】図1Power consumption is reduced for a microcomputer equipped with a ROM having a larger operating power than a RAM or a logic circuit.
A CPU, a ROM that stores data necessary for the processing of the CPU, a memory that saves and stores read data D1 from the ROM, and an address corresponding to the data that is saved from the ROM to the memory are stored. Each time the CPU designates an address, the designated address is compared with the stored address to determine whether or not they match. If they match, the data reading from the ROM 13 is enabled and the read data is When the data does not match, the judgment control circuit 12 that enables data reading from the memory 14 is selected. When the judgment result of the judgment control circuit does not match, the data read from the ROM 13 is selected. Is a selection circuit 15 that selects and outputs read data from the memory 14; Provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、CPU(中央演算処理装置)が使用する記憶手段としてフラッシュメモリ等の消費電力が大きいメモリが搭載されるマイクロコンピュータについて、その低消費電力を図るための技術に関する。 The present invention relates to a technique for reducing the power consumption of a microcomputer on which a memory having a large power consumption such as a flash memory is mounted as a storage means used by a CPU (central processing unit).
図11は、第1の従来例としてのマイクロコンピュータの概略図を示す(例えば、非特許文献1参照)。CPU31がROM(リードオンリーメモリ)32に対してアクセス信号b1とアドレス信号a1を出力する。アクセス信号b1を受けたROM32は、アドレス信号a1で指定されたアドレスのデータを読出データd1としてCPU31に出力する。CPU31は読出データd1を内蔵レジスタに格納し、所定の処理を行う。
FIG. 11 shows a schematic diagram of a microcomputer as a first conventional example (see, for example, Non-Patent Document 1). The
図12は、第2の従来例としてのマイクロコンピュータの概略図を示す(例えば、特許文献1参照)。このマイクロコンピュータは、CPU41、キャッシュコントローラ42、キャッシュメモリ43およびROM44で構成されている。
FIG. 12 shows a schematic diagram of a microcomputer as a second conventional example (see, for example, Patent Document 1). The microcomputer includes a
CPU41はアクセス信号B11とアドレスA11をキャッシュコントローラ42に出力する。アクセス信号B11を受けたキャッシュコントローラ42は、アドレスA11とキャッシュメモリ43にキャッシュされているデータのアドレス(以後、キャッシュアドレスとする)とを比較する。
The
比較結果が一致しているときは、キャッシュコントローラ42はアクセス信号B13とアドレスA13をキャッシュメモリ43に出力する。キャッシュメモリ43は読出データD12を出力する。CPU41は読出データD12を格納し、所定の処理を行う。CPU41は、基本CPUサイクルにてキャッシュデータを読み出し、所定の処理を実行することが可能である。
When the comparison results match, the
一方、不一致のときは、最初のCPUサイクルにおいて、キャッシュコントローラ42はアクセス信号B12とアドレスA12をROM44に出力するとともに、書換え制御信号Wcをキャッシュメモリ43に出力する。アクセス信号B12を受けたROM44は読出データD11を出力する。最初のCPUサイクルの次のCPUサイクル以降において、書換え制御信号Wcを受けたキャッシュメモリ43は読出データD11をキャッシュする。キャッシュ処理が終了すると、アドレスA11とキャッシュアドレスは一致するため、キャッシュコントローラ42はアクセス信号B13とアドレスA13を出力し、キャッシュメモリ43は上記の通り読出データD12を出力する。
On the other hand, when they do not match, in the first CPU cycle, the
キャッシュコントローラ42により通常はキャッシュメモリ43にアクセスし、ROM44にはキャッシュアドレスが不一致のときのみアクセスする。したがって、キャッシュメモリ43の消費電流がROM44より少なければ、システムとして低消費化が図れる。
第1の従来例の場合には、ROM31はアクセス信号b1を入力する度にデータd11を出力するため、ROM31の消費電流が大きくなるという課題がある。
In the case of the first conventional example, since the
また、第2の従来例の場合には、キャッシュアドレスが不一致のときは、結果として、CPU41が所定の処理を実行するまでに、ROM44からキャッシュメモリ43に再キャッシュする待ち時間が発生することになる。CPU41がROM44のデータを格納するまでにキャッシュメモリ43の書き換え等の余分な時間を要し、CPUの処理能力が低下するという課題がある。
In the case of the second conventional example, if the cache addresses do not match, as a result, a waiting time for re-cache from the
本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、CPUの処理能力を低下させずにROMの動作頻度を低減し、マイクロコンピュータの消費電力を削減することを目的としている。 The present invention has been created in view of such circumstances, and has an object to reduce the operating frequency of the ROM and the power consumption of the microcomputer without reducing the processing capability of the CPU.
本発明によるマイクロコンピュータは、
CPUと、
前記CPUの処理に必要なデータを格納した第1の記憶手段と、
前記第1の記憶手段からの読み出しデータを退避格納する第2の記憶手段と、
前記第1の記憶手段から前記第2の記憶手段に退避格納されたデータに対応するアドレスを格納アドレスとして記憶するとともに、前記CPUがアドレスを指定する毎にその指定アドレスを前記格納アドレスと比較し一致するか否かを判定し、一致のときは前記第1の記憶手段からのデータ読み出しを有効にするとともにその読み出しデータを前記第2の記憶手段に退避格納し、不一致のときは前記第2の記憶手段からのデータ読み出しを有効にする判定制御手段と、
前記判定制御手段の判定結果が不一致のときは前記第1の記憶手段からの読み出しデータを選択し、一致のときは前記第2の記憶手段からの読み出しデータを選択して出力する選択手段とを備えたものである。
The microcomputer according to the present invention includes:
CPU,
First storage means for storing data necessary for the processing of the CPU;
Second storage means for evacuating and storing read data from the first storage means;
An address corresponding to the data saved from the first storage means to the second storage means is stored as a storage address, and each time the CPU specifies an address, the specified address is compared with the storage address. It is determined whether or not they coincide with each other. If they match, the data reading from the first storage means is validated and the read data is saved in the second storage means. Determination control means for validating data reading from the storage means,
Selecting means for selecting read data from the first storage means when the determination result of the determination control means does not match, and selecting and outputting the read data from the second storage means when they match. It is provided.
この構成によれば、第1の記憶手段からデータを読み出してCPUに転送すると同時にその読み出しデータを第2の記憶手段に転送格納し退避させておく。この際、CPUが指定するアドレスは局在することが多く、同一アドレスのデータを読み出す場合、第2の記憶手段に退避したデータを使用することにより、第1の記憶手段への読み出し回数が減り、またその退避格納したデータの読み出しサイクルにペナルティが発生せずデータの読み出しが可能であるので、CPUの処理性能を落とさず電力を削減する効果がある。 According to this configuration, data is read from the first storage means and transferred to the CPU, and at the same time, the read data is transferred and stored in the second storage means and saved. At this time, the addresses designated by the CPU are often localized, and when data of the same address is read, the number of times of reading to the first storage means is reduced by using the data saved in the second storage means. In addition, since the data can be read without causing any penalty in the read cycle of the stored data, there is an effect of reducing the power without degrading the processing performance of the CPU.
上記の構成において、その一部構成要素について次のような好ましいいくつかの態様がある。 In the above-described configuration, there are several preferable modes for some of the components as follows.
第1には、前記第1の記憶手段の読み出しデータのデータ幅および前記第2の記憶手段の読み出しデータのデータ幅が、前記CPUのデータ幅の整数倍の拡大データ幅に設定されており、前記選択手段は、前記判定制御手段による判定結果で選択した拡大データ幅の読み出しデータのうち、さらに前記CPUからの指定アドレスに従って、CPUデータ幅と同幅の読み出しデータを選択するように構成されているものである。 First, the data width of the read data of the first storage means and the data width of the read data of the second storage means are set to an enlarged data width that is an integral multiple of the data width of the CPU, The selection means is configured to select read data having the same width as the CPU data width, in accordance with a designated address from the CPU, among the read data having an enlarged data width selected by the determination result by the determination control means. It is what.
このように構成すれば、第1の記憶手段への読み出し回数が低減され、さらに電力削減効果がある。 If comprised in this way, the frequency | count of reading to a 1st memory | storage means will be reduced, and also there exists an electric power reduction effect.
第2には、前記第1の記憶手段として、前記CPUのデータ幅と同幅の複数の第1の記憶手段を備え、前記第2の記憶手段は、前記複数の第1の記憶手段からの読み出しデータを一括して退避格納するように構成され、前記選択手段は、前記判定制御手段による判定結果で選択した前記複数の第1の記憶手段からの読み出しデータのグループうち、さらに前記CPUからの指定アドレスに従って、CPUデータ幅と同幅の読み出しデータを選択するように構成されているものである。 Second, the first storage means includes a plurality of first storage means having the same width as the data width of the CPU, and the second storage means is provided by the plurality of first storage means. The selection unit is configured to save the read data in a lump, and the selection unit further includes a group of read data from the plurality of first storage units selected based on a determination result by the determination control unit, and further from the CPU. According to the designated address, read data having the same width as the CPU data width is selected.
このように構成すれば、CPUと同じデータ幅の第1の記憶手段を用いて、上記と同等の効果を実現可能である。 If comprised in this way, the effect equivalent to the above is realizable using the 1st memory | storage means of the same data width as CPU.
第3には、前記CPUは、低消費モード信号を前記第1の記憶手段と前記判定制御手段に出力するように構成され、前記第1の記憶手段は、前記低消費モード信号を入力したときはデータ読み出しにおいて低速動作するように構成され、前記判定制御手段は、前記低消費モード信号を入力したときは、前記判定結果が不一致のときは前記CPUに対して待機信号をアクティブにして出力し、前記判定結果が一致のときは前記待機信号をインアクティブのままとするように構成されているものである。 Third, the CPU is configured to output a low consumption mode signal to the first storage unit and the determination control unit, and the first storage unit receives the low consumption mode signal. Is configured to operate at a low speed in data reading, and when the low consumption mode signal is input, the determination control means activates and outputs a standby signal to the CPU when the determination result does not match. When the determination result is coincident, the standby signal is configured to remain inactive.
このように構成すれば、CPUの処理性能が必要ないときにマイクロコンピュータの消費電力を削減することができ、また第2の記憶手段に退避格納したデータを読み出すときには高速読み出しが可能となる。 With this configuration, the power consumption of the microcomputer can be reduced when the processing performance of the CPU is not necessary, and high-speed reading is possible when reading the data saved in the second storage means.
本発明によれば、第1の記憶手段として消費電力が大きなものを使用するときに、そのマイクロコンピュータ全体での消費電力を削減できるとともに、CPUの処理性能を低下させないですむ。 According to the present invention, when the first storage means having a large power consumption is used, the power consumption of the entire microcomputer can be reduced and the processing performance of the CPU can be prevented from being lowered.
以下、本発明にかかわるマイクロコンピュータの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of a microcomputer according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるマイクロコンピュータの概略構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a microcomputer according to
このマイクロコンピュータは、CPU11と、判定制御回路12、第1の記憶手段としてのROM13、第2の記憶手段としてのメモリ14および選択回路15で構成されている。CPU11は読出制御信号R0とアドレスA1を出力し、読出データD3を格納し所定の処理を行う。
The microcomputer includes a
判定制御回路12は、読出制御信号R0とアドレスA1が入力され、アドレスA1で指定されたアドレスのデータをROM13またはメモリ14のどちらから読み出すかの判定を行い、ROM13からデータを読み出すときは、ROM読出制御信号R1とメモリ書込制御信号W1とメモリアドレスA2を出力する。ROM読出制御信号R1はROM13と選択回路15に出力し、メモリ書込制御信号W1とメモリアドレスA2をメモリ14に出力する。一方、メモリ14からデータを読み出すと判定したときは、メモリ読出制御信号R2とメモリアドレスA2をメモリ14に出力し、メモリ読出制御信号R2を選択回路15に出力し、ROM読出制御信号R1とメモリ書込制御信号W1はインアクティブのままとする。
The
ROM13は、ROM読出制御信号R1とアドレスA1が入力されると、指定されたデータをROM読出データD1として選択回路15とメモリ14に出力する。
When the ROM read control signal R1 and the address A1 are input, the
メモリ14は、メモリ書込制御信号W1を受けると、ROM13から読み出されているROM読出データD1をメモリアドレスA2で指定されたアドレスに格納し、一方、メモリ読出制御信号R2を受けると、保持しているデータをメモリ読出データD2として選択回路15に出力する。
When the
選択回路15は、ROM読出制御信号R1を受けると、ROM13からのROM読出データD1を読出データD3としてCPU11に出力し、メモリ読出制御信号R2を受けると、メモリ14からのメモリ読出データD2を読出データD3として出力する。
When receiving the ROM read control signal R1, the
ここでのROM読出データD1とメモリ読出データD2および読出データD3のデータ幅はCPU11のデータ幅と同幅である。
The ROM read data D1, the memory read data D2, and the read data D3 have the same data width as that of the
図2は、判定制御回路12の詳細を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the
判定制御回路12は、複数のアドレス格納メモリM1,M2…Mnからなるアドレス一時記憶回路21、格納メモリ選択回路22、比較器23、ROM制御回路24およびメモリ制御回路25から構成されている。
The
アドレス格納メモリM1,M2…Mnは、格納アドレスAm1,Am2…Amnを比較器23に対して出力するように構成されている。 The address storage memories M1, M2,... Mn are configured to output the storage addresses Am1, Am2,.
比較器23は、CPU11から出力されたアドレスA1とアドレス格納メモリM1,M2…Mnからの格納アドレスAm1,Am2…Amnとを比較し、アドレスA1が格納アドレスAm1,Am2…Amnのいずれかと一致しているときは、アドレス一致信号Shと一致メモリアドレスAhを出力する。アドレス一致信号Shは格納メモリ選択回路22とROM制御回路24とメモリ制御回路25とに与えられ、一致メモリアドレスAhはメモリ制御回路25に与えられる。アドレスA1が格納アドレスAm1,Am2…Amnのいずれとも一致していないときは、アドレス一致信号Shも一致メモリアドレスAhもインアクティブのままである。
The
格納メモリ選択回路22は、比較器23からのアドレス一致信号Shがインアクティブのときは、アドレス格納信号Ss1,Ss2…Ss3のうちのいずれか1つをアクティブにし、アドレス格納メモリM1,M2…Mnのうち対応する1つを更新状態にセットし、CPU11からのアドレスA1を格納アドレスとして保持するように構成されている。
When the address match signal Sh from the
アドレス格納メモリM1,M2…Mnのそれぞれは、CPU11からの読出制御信号R0がアクティブのときに、格納メモリ選択回路22からのアドレス格納信号Ss1,Ss2…Ss3がアクティブにされたとき、更新状態にセットされて、CPU11からのアドレスA1を格納アドレスとして保持するように構成されている。
Each of the address storage memories M1, M2,... Mn is updated when the read control signal R0 from the
ROM制御回路24は、比較器23からのアドレス一致信号Shがインアクティブのときは、CPU11からの読出制御信号R0をROM読出制御信号R1としてROM13と選択回路15に出力するように構成されている。また、比較器23からのアドレス一致信号Shがアクティブにされたときは、読出制御信号R0が入力されていてもROM読出制御信号R1をアクティブとはしない。
The
メモリ制御回路25は、比較器23からのアドレス一致信号Shがインアクティブのときは、メモリ書込制御信号W1をアクティブにしてメモリ14に出力する一方、メモリ読出制御信号R2はインアクティブのままとするように構成されている。一方、アドレス一致信号Shがアクティブとされたときは、メモリ読出制御信号R2をアクティブにしてメモリ14と選択回路15とに出力するとともに、比較器23から入力した一致メモリアドレスAhからそれに対応するメモリアドレスA2をメモリ14に出力し、一方、メモリ書込制御信号W1はインアクティブのままとする。
When the address match signal Sh from the
図3は、選択回路15の詳細を示すブロック図である。本実施の形態の場合、選択回路15は単純に選択回路15aそのものとなっている。
FIG. 3 is a block diagram showing details of the
選択回路15aは、判定制御回路12からのROM読出制御信号R1がアクティブになったときは、ROM13から出力されるROM読出データD1を選択して読出データD3としCPU11に送出する。逆に、判定制御回路12からのメモリ読出制御信号R2がアクティブになったときは、メモリ14から出力されるメモリ読出データD2を選択して読出データD3としCPU11に送出する。
When the ROM read control signal R1 from the
次に、以上のように構成された本実施の形態のマイクロコンピュータの動作を説明する。図4は、本実施の形態のマイクロコンピュータにおける一連の動作を示すタイミングチャートである。 Next, the operation of the microcomputer of the present embodiment configured as described above will be described. FIG. 4 is a timing chart showing a series of operations in the microcomputer of the present embodiment.
CPU11が読出制御信号R0とアドレスA1を出力すると、読出制御信号R0およびアドレスA1が判定制御回路12に入力されるとともに、アドレスA1がROM13に与えられる。
When the
判定制御回路12は、読出制御信号R0とアドレスA1を入力し、アドレスA1で指定されたアドレスのデータをROM13から読み出すかメモリ14から読み出すかの判定を行う。判定の結果、ROM13から読み出すと判定したときは、ROM読出制御信号R1とメモリ書込制御信号W1をアクティブにするとともに、メモリ14に対してメモリアドレスA2を出力する。アクティブにされたROM読出制御信号R1はROM13と選択回路15に出力され、メモリ書込制御信号W1とメモリアドレスA2はメモリ14に出力される。一方、メモリ14から読み出すと判定したときは、メモリ読出制御信号R2をアクティブにしてメモリ14と選択回路15に出力し、メモリアドレスA2をメモリ14に与える。このとき、ROM読出制御信号R1とメモリ書込制御信号W1はインアクティブのままとする。
The
判定制御回路12の動作をより詳しく説明する。
The operation of the
アドレス格納メモリM1,M2…Mnは、CPU11からの読出制御信号R0を入力すると、保持している格納アドレスAm1,Am2…Amnを比較器23に出力する。比較器23は、CPU11からの読出制御信号R0とアドレスA1を入力する。読出制御信号R0を入力した比較器23は、CPU11からのアドレスA1を格納アドレスAm1,Am2…Amnと比較する。
The address storage memories M1, M2,... Mn output the stored storage addresses Am1, Am2, ... Amn to the
(1)比較結果が不一致の場合
アドレスA1が格納アドレスAm1,Am2…Amnのいずれとも一致していないときは、比較器23は、アドレス一致信号ShをインアクティブにしてROM制御回路24および格納メモリ選択回路22に送出する。インアクティブのアドレス一致信号Shを入力した格納メモリ選択回路22は、アドレス一時記憶回路21におけるアドレス格納メモリM1,M2…Mnのうちの適当な1つに対してアドレス格納信号(Ss1,Ss2…Ss3のうちの対応するもの)を出力し、選択したアドレス格納メモリMi(i=1,2…n)においてCPU11からのアドレスA1を更新的に書き込ませる。これと同時に、インアクティブのアドレス一致信号Shを入力したROM制御回路24は、CPU11からの読出制御信号R0をアクティブなROM読出制御信号R1としてROM13および選択回路15に出力する。上記のようにして、ROM13は読み出し状態にセットされ、選択回路15はROM13からのROM読出データD1を選択する状態に切り換えられる。インアクティブのアドレス一致信号Shを受けたメモリ制御回路25は、メモリ書込制御信号W1をアクティブにするとともに、メモリ読出制御信号R2をインアクティブにする。
(1) When the comparison results do not match When the address A1 does not match any of the storage addresses Am1, Am2,... Amn, the
ROM制御回路24からアクティブなROM読出制御信号R1とCPU11からのアドレスA1を入力したROM13は、該当のデータをROM読出データD1として選択回路15およびメモリ14に出力する。一方、ROM制御回路24からアクティブなROM読出制御信号R1とインアクティブなメモリ読出制御信号R2を入力した選択回路15は、ROM13からのROM読出データD1を選択して、読出データD3としてCPU11に転送する。
The
メモリ制御回路25からアクティブなメモリ書込制御信号W1を入力したメモリ14は、メモリ制御回路25からのメモリアドレスA2においてROM13からのROM読出データD1を格納する。
The
上記の動作において、ROM読出データD1がメモリ14に退避格納されたことは、アドレス一時記憶回路21における格納アドレスAmi(i=1,2…n)の更新によって記憶されることになる。
In the above operation, the fact that the ROM read data D1 is saved in the
(2)比較結果が一致の場合
CPU11からのアドレスA1が格納アドレスAm1,Am2…Amnのいずれかと一致しているときは、比較器23は、アドレス一致信号Shをアクティブにしてメモリ制御回路25およびROM制御回路24に送出するとともに、アドレスA1を一致メモリアドレスAhとしてメモリ制御回路25に転送する。アクティブのアドレス一致信号Shを入力した格納メモリ選択回路22は不動作である。また、アクティブのアドレス一致信号Shを入力したROM制御回路24も不動作で、ROM13に対するROM読出制御信号R1の出力は行われない。一方、アクティブのアドレス一致信号Shを受けたメモリ制御回路25は、CPU11からの読出制御信号R0をアクティブなメモリ読出制御信号R2としてメモリ14および選択回路15に出力するとともに、比較器23からの一致メモリアドレスAhをメモリアドレスA2としてメモリ14に与える。メモリ書込制御信号W1はインアクティブのままである。上記のようにして、メモリ14は読み出し状態にセットされ、選択回路15はメモリ14からのメモリ読出データD2を選択する状態に切り換えられる。
(2) When the comparison result is coincidence When the address A1 from the
メモリ制御回路25からアクティブなメモリ読出制御信号R2とメモリアドレスA2を入力したメモリ14は、キャッシュしているデータをメモリ読出データD2として選択回路15に出力する。一方、メモリ制御回路25からアクティブなメモリ読出制御信号R2とインアクティブなROM読出制御信号R1を入力した選択回路15は、メモリ14からのメモリ読出データD2を選択して、読出データD3としてCPU11に転送する。
The
CPU11からのアドレスA1が以前にROM13から読み出したアドレスと一致しすでにメモリ14へ退避格納が行われた場合に該当するとき、メモリ14からその退避格納済みのデータ読み出しを行うが、ROM13からの読み出しは行わず、ROM13を待機状態とする。
When the address A1 from the
また、不一致のときは、ROM13からデータ読み出しを行い、且つそのデータをメモリ14に一時保存するとともに、そのアドレスを記憶する。
If they do not match, the data is read from the
上記において、判定制御回路12においてROM13またはメモリ14のいずれからデータを読み出すかの判定を行うに、CPU11からアドレスA1が出力された時点で行うとともに、CPU11へのデータ読み出しとメモリ14へのデータ保存とを、CPU11のROM読出しサイクルと同一サイクルにて行っているため、CPU11の処理性能の低下が発生しない。
In the above description, the
本実施の形態のマイクロコンピュータによれば、ROMからの読出データを再利用することでROMへの読出し回数を減らすことが可能となり、搭載しているROMがメモリやロジック回路に比べ動作電流の大きなものであっても、消費電力の削減が可能となる。 According to the microcomputer of this embodiment, it is possible to reduce the number of times of reading to the ROM by reusing the read data from the ROM, and the mounted ROM has a larger operating current than the memory and logic circuit. Even if it is a thing, reduction of power consumption is attained.
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2におけるマイクロコンピュータの概略構成を示すブロック図である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the microcomputer according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態は、上記の実施の形態1において、データバス幅を拡大したものに相当する。すなわち、ROM13とメモリ14および選択回路15をつなぐROM読出データD1のバスは、CPU11のデータ幅に対して2のべき乗倍(22,24,28…)の拡大データ幅となっている。また、メモリ14と選択回路15をつなぐメモリ読出データD2のバスも同様の拡大データ幅となっている。
This embodiment corresponds to the data bus width increased in the first embodiment. That is, the ROM read data D1 bus connecting the
図6は、選択回路15の詳細を示すブロック図である。選択回路15は、第1の選択回路15aと第2の選択回路15bで構成されている。第1の選択回路15aは、拡大データ幅のROM読出データD1と拡大データ幅のメモリ読出データD2との選択を行い、選択読出データD4を出力するものとして構成されている。
FIG. 6 is a block diagram showing details of the
第2の選択回路15bは、第1の選択回路15aの次段に接続され、第1の選択回路15aから入力した拡大データ幅の選択読出データD4のうちCPU11からのアドレスA1で指定されるビット位置のデータを選択し、読出データD3として出力するように構成されている。
The
その他の構成については、実施の形態1と同様であるので同一部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given to the same portions, and descriptions thereof are omitted.
本実施の形態では、実施の形態1に比べ、ROM読出データD1およびメモリ読出データD2のデータ幅を拡大しているので、ROMからの読出データの再利用の確率が向上し、ROMからの読出し回数を減らすことが可能である。結果として、マイクロコンピュータの消費電力の削減が可能となる。 In the present embodiment, since the data widths of the ROM read data D1 and the memory read data D2 are expanded as compared with the first embodiment, the probability of reuse of read data from the ROM is improved, and reading from the ROM is performed. It is possible to reduce the number of times. As a result, the power consumption of the microcomputer can be reduced.
(実施の形態3)
図7は、本発明の実施の形態3におけるマイクロコンピュータの概略構成を示すブロック図である。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the microcomputer according to the third embodiment of the present invention.
本実施の形態は、上記の実施の形態1において、ROM13に相当するものを複数並列的に配設したものに相当する。すなわち、CPU11がアクセス可能なROMとして複数のROM13a,13b…13nが配置されている。これらのROM13a,13b…13nはCPU11からのアドレスA1を入力するとともに、判定制御回路12からのアクティブなROM読出制御信号R1を入力すると、該当するアドレスのデータをROM読出データD1a,D1b…D1nとして選択回路15およびメモリ14に出力するように構成されている。これらのROM13a,13b…13nは、互いに同容量となっている。メモリ14におけるデータ書き込みは、メモリ書込制御信号W1がアクティブのときにメモリアドレスA2が指定するアドレスに格納される。個々のROM読出データD1a,D1b…D1nのデータ幅はCPU11のデータ幅と同じであり、メモリ読出データD2のデータ幅はROM読出データD1a,D1b…D1nのデータ幅を合計したものに相当する。
The present embodiment corresponds to a configuration in which a plurality of components corresponding to the
図8は、選択回路15の詳細を示すブロック図である。選択回路15は、第1の選択回路15aと第2の選択回路15bで構成されている。第1の選択回路15aは、ROM読出データD1a,D1b…D1nのグループと拡大データ幅のメモリ読出データD2との選択を行い、選択読出データD4を出力するものとして構成されている。
FIG. 8 is a block diagram showing details of the
第2の選択回路15bは、第1の選択回路15aの次段に接続され、第1の選択回路15aから入力した拡大データ幅の選択読出データD4のうちCPU11からのアドレスA1で指定されるビット位置のデータを選択し、読出データD3として出力するように構成されている。
The
その他の構成については、実施の形態1と同様であるので同一部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given to the same portions, and descriptions thereof are omitted.
本実施の形態では、実施の形態1に比べ、メモリ14に一時記憶するROMデータの容量を増大しているので、ROMからの読出データの再利用の確率が向上し、ROMからの読出し回数を減らすことが可能である。また、実施の形態2とは異なり、データバス幅の小さなROMを用いても実施の形態2と同様の効果を実現できる。
In this embodiment, since the capacity of ROM data temporarily stored in the
(実施の形態4)
本実施の形態は、システムを低消費電力で動作させるモードを有するマイクロコンピュータについてのものである。
(Embodiment 4)
The present embodiment relates to a microcomputer having a mode for operating the system with low power consumption.
図9は、本発明の実施の形態4におけるマイクロコンピュータの概略構成を示すブロック図である。図10は、図9の判定制御回路12の詳細を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the microcomputer according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a block diagram showing details of the
CPU11は、システムを低消費電力で動作させるときにROM13と判定制御回路12に対して低消費モード信号Smをアクティブにして出力するように構成されている。ROM13は、CPU11からアクティブな低消費モード信号Smが入力されると、低消費電力での動作が可能なように動作スピードが低減されるように構成されている。
The
判定制御回路12における比較器23は、アクティブな低消費モード信号Smが入力されているときにおいて、CPU11から読出制御信号R0が入力され、CPU11からのアドレスA1が格納アドレスAm1,Am2…Amnのいずれとも一致しないときは、ROM13からのデータ読出しを行うと判断するのであるが、同時に読出し待機信号Sstをアクティブにして、ROM13からROM読出データD1が出力されるまでの間、読出し待機信号SstをCPU11へ出力するように構成されている。アドレスが一致するときは、メモリ14からデータ読み出しを行うと判断するのであるが、このときは読出し待機信号Sstはインアクティブのままとする。
The
判定制御回路12からアクティブの読出し待機信号Sstを入力したCPU11は、その動作を停止し、低消費電力を実現するようになっている。
The
その他の構成については、実施の形態1と同様であるので同一部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given to the same portions, and descriptions thereof are omitted.
本実施の形態では、低消費モード信号Smがアクティブされ、ROM13が低速低消費モードへと遷移された状態で、CPU11から読出制御信号R0とアドレスA1が出力されたときは、判定制御回路12でのアドレス判定が不一致のときは読出し待機信号SstをアクティブにしてCPU11の動作を停止し、一方、アドレス判定は一致のときでメモリ14からメモリ読出データD2を読み出すときは、読出し待機信号Sstはインアクティブのままとする。以上の結果として、低消費モードであっても、データを高速に読み出すことができる。
In the present embodiment, when the read control signal R0 and the address A1 are output from the
本発明の技術は、特に低消費電力が求められる機器に好適なシングルチップマイクロコンピュータ等に有用である。 The technology of the present invention is particularly useful for a single chip microcomputer suitable for a device that requires low power consumption.
11 CPU(中央演算処理装置)
12 判定制御回路
13 ROM(リードオンリーメモリ;第1の記憶手段)
13a,13b…13n ROM
14 メモリ(第2の記憶手段)
15 選択回路
15a 第1の選択回路
15b 第2の選択回路
21 アドレス一時記憶回路
22 格納メモリ選択回路
23 比較器
24 ROM制御回路
25 メモリ制御回路
A1 アドレス
A2 メモリアドレス
Ah 一致メモリアドレス
Am1,Am2…Amn 格納アドレス
D1 ROM読出データ
D1a,D1b…D1n ROM読出データ
D2 メモリ読出データ
D3 読出データ
D4 選択読出データ
M1,M2…Mn アドレス格納メモリ
R0 読出制御信号
R1 ROM読出制御信号
R2 メモリ読出制御信号
Sh アドレス一致信号
Ss1,Ss2…Ss3 アドレス格納信号
Sm 低消費モード信号
Sst 読出し待機信号
W1 メモリ書込制御信号
11 CPU (Central Processing Unit)
12
13a, 13b ... 13n ROM
14 Memory (second storage means)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記CPUの処理に必要なデータを格納した第1の記憶手段と、
前記第1の記憶手段からの読み出しデータを退避格納する第2の記憶手段と、
前記第1の記憶手段から前記第2の記憶手段に退避格納されたデータに対応するアドレスを格納アドレスとして記憶するとともに、前記CPUがアドレスを指定する毎にその指定アドレスを前記格納アドレスと比較し一致するか否かを判定し、一致のときは前記第1の記憶手段からのデータ読み出しを有効にするとともにその読み出しデータを前記第2の記憶手段に退避格納し、不一致のときは前記第2の記憶手段からのデータ読み出しを有効にする判定制御手段と、
前記判定制御手段の判定結果が不一致のときは前記第1の記憶手段からの読み出しデータを選択し、一致のときは前記第2の記憶手段からの読み出しデータを選択して出力する選択手段とを備えたマイクロコンピュータ。 CPU,
First storage means for storing data necessary for the processing of the CPU;
Second storage means for evacuating and storing read data from the first storage means;
An address corresponding to the data saved from the first storage means to the second storage means is stored as a storage address, and each time the CPU specifies an address, the specified address is compared with the storage address. It is determined whether or not they coincide with each other. If they match, the data reading from the first storage means is validated and the read data is saved in the second storage means. Determination control means for validating data reading from the storage means,
Selecting means for selecting read data from the first storage means when the determination result of the determination control means does not match, and selecting and outputting the read data from the second storage means when they match. A microcomputer equipped.
前記選択手段は、前記判定制御手段による判定結果で選択した拡大データ幅の読み出しデータのうち、さらに前記CPUからの指定アドレスに従って、CPUデータ幅と同幅の読み出しデータを選択するように構成されている請求項1に記載のマイクロコンピュータ。 The data width of the read data of the first storage means and the data width of the read data of the second storage means are set to an enlarged data width that is an integral multiple of the data width of the CPU,
The selection means is configured to select read data having the same width as the CPU data width, in accordance with a designated address from the CPU, among the read data having an enlarged data width selected by the determination result by the determination control means. The microcomputer according to claim 1.
前記第2の記憶手段は、前記複数の第1の記憶手段からの読み出しデータを一括して退避格納するように構成され、
前記選択手段は、前記判定制御手段による判定結果で選択した前記複数の第1の記憶手段からの読み出しデータのグループうち、さらに前記CPUからの指定アドレスに従って、CPUデータ幅と同幅の読み出しデータを選択するように構成されている請求項1に記載のマイクロコンピュータ。 The first storage means includes a plurality of first storage means having the same width as the data width of the CPU,
The second storage unit is configured to collectively save read data from the plurality of first storage units,
The selection means further selects read data having the same width as the CPU data width from the group of read data from the plurality of first storage means selected by the determination result by the determination control means according to the designated address from the CPU. The microcomputer of claim 1 configured to select.
前記第1の記憶手段は、前記低消費モード信号を入力したときはデータ読み出しにおいて低速動作するように構成され、
前記判定制御手段は、前記低消費モード信号を入力したときは、前記判定結果が不一致のときは前記CPUに対して待機信号をアクティブにして出力し、前記判定結果が一致のときは前記待機信号をインアクティブのままとするように構成されている請求項1から請求項3までのいずれかに記載のマイクロコンピュータ。
The CPU is configured to output a low consumption mode signal to the first storage unit and the determination control unit,
The first storage means is configured to operate at a low speed in data reading when the low consumption mode signal is input,
The determination control means activates and outputs a standby signal to the CPU when the determination result does not match when the low consumption mode signal is input, and the standby signal when the determination result matches. The microcomputer according to any one of claims 1 to 3, wherein the microcomputer is configured to remain inactive.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005019809A JP2006209415A (en) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Microcomputer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005019809A JP2006209415A (en) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Microcomputer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006209415A true JP2006209415A (en) | 2006-08-10 |
Family
ID=36966217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005019809A Pending JP2006209415A (en) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Microcomputer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006209415A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008181399A (en) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Megachips Lsi Solutions Inc | Memory controller |
-
2005
- 2005-01-27 JP JP2005019809A patent/JP2006209415A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008181399A (en) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Megachips Lsi Solutions Inc | Memory controller |
| US8375169B2 (en) | 2007-01-25 | 2013-02-12 | Megachips Corporation | Memory controller |
| US8725952B2 (en) | 2007-01-25 | 2014-05-13 | Megachips Corporation | Memory controller for suppressing read disturb when data is repeatedly read out |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5144542B2 (en) | Data processing system and method having address translation bypass | |
| US20080222360A1 (en) | Multi-port integrated cache | |
| JP2002236616A (en) | Cache memory system | |
| CN101206562A (en) | Microcode patching system and method | |
| JP2004171177A (en) | Cache system and cache memory controller | |
| EP2609595B1 (en) | System and method of reducing power usage of a content addressable memory | |
| JP5142868B2 (en) | Cache memory control circuit and processor | |
| RU2400804C2 (en) | Method and system for provision of power-efficient register file | |
| JP4635063B2 (en) | Cache memory control circuit and processor | |
| US8775740B2 (en) | System and method for high performance, power efficient store buffer forwarding | |
| US20100106910A1 (en) | Cache memory and method of controlling the same | |
| US20070028037A1 (en) | Memory system with automatic dual-buffering | |
| US6397317B1 (en) | Data processing method and apparatus having address conversion | |
| US20130132659A1 (en) | Microcontroller and method of controlling microcontroller | |
| JP2006209415A (en) | Microcomputer | |
| KR20210066631A (en) | Apparatus and method for writing data in memory | |
| US7536499B2 (en) | Memory access control device and processing system having same | |
| US20030110365A1 (en) | Central processing unit and system having a prefetch queue and a command cache to perform an efficient information reading operation | |
| US9081673B2 (en) | Microprocessor and memory access method | |
| US6275420B1 (en) | Semiconductor device having memory cell part and transfer circuit | |
| JP5206240B2 (en) | Information processing apparatus and information processing method | |
| JP2013097637A (en) | Cache device, memory system and data transfer method | |
| JPH1055308A (en) | Cache memory | |
| JP4472426B2 (en) | Bus bridge circuit | |
| JP2001265579A (en) | Semiconductor memory device |