[其他]用于數字數據處理器的總線接口電路

無效

• 申請號: 87107293
• 申請日: 1987-12-07
• 公開（公告）號: CN87107293A
• 公開（公告）日: 1988-09-07
• 發明（設計）人: 保羅·I·魯賓費爾德;安東尼·K·珍恩
• 申請（專利權）人: 數字設備公司
• 主分類號: G06F13/12
• 分類號: G06F13/12
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 匡少波,程天正

本發明總的來說屬于數字式數據處理系統。

一個典型的數字式數據處理系統包括三個基本部件，即一個處理器部件、一個存貯器部件和一個輸入/輸出部件。存貯器部件在可尋址的貯存單元內存貯信息。信息包括數據和處理數據用的指令。處理器部件包括一個或多個數字式數據處理裝置或“處理器”，信息在每個處理器和存貯器之間往返傳送，將輸入的信息翻譯成指令或數據，再按照指令處理數據。計算結果然后貯存在存貯器部件內的可尋址單元上。

輸入/輸出部件還與存貯器部件進行通信，以便向系統傳送信息和從它得到經過處理的數據。組成輸入/輸出部件的裝置通常按照由處理器部件向它提供的控制信息進行工作，此控制信息決定了輸入/輸出裝置將執行的操作。至少有一類由輸入/輸出裝置完成的操作是傳輸用戶信息，即在輸入/輸出裝置和存貯器部件之間傳輸為用戶程序所用的信息。通常，由輸入/輸出部件組成的典型裝置包括例如打印機、電傳打字機和視頻顯示終端，還可包括如磁盤或磁帶貯存裝置這類輔助信息貯存設備。

除作為輸入/輸出設備工作外，磁盤存貯裝置（有時，還有磁帶存貯裝置）還可起著部分的存貯器部件的作用。尤其是，一個存貯器部件典型地包括一個主內存，處理器能相當快地訪問其內容，但一般來說這是一種價格比較高的存貯設備。現代的內存典型地采用MOS或雙極性半導體技術實現，可提供的存貯容量從幾分之一兆字節至幾十兆 字節。

處理器處理數據過程中的主要的“瓶頸”是指令和待處理的數據向處理器的傳輸和經過處理的數據向系統的其它部分的傳輸。在處理器和存貯器部件之間的信息傳輸典型的是數據和指令，在處理器和輸入/輸出部件之間的信息傳輸典型的是用于控制輸入/輸出部件工作的控制信息，雖然處理器也可與某些類型的輸入/輸出裝置之間傳輸數據。在數字式數據處理系統中的處理器具有一個與這些裝置之間傳輸信息用的接口電路。

一個處理器典型地包括幾個功能部件，包括一個用于存貯立即使用的數據/指令的高速緩存、執行基本的算術和邏輯操作以處理指令的數據通路和控制電路，這些控制電路用于翻譯指令，獲取操作數或待處理的數據、啟動數據通路從而執行一系列操作使得由指令標識的操作被執行，并使得經過處理的數據貯存起來。在處理器各個內部功能部件之間的信息傳輸是相當復雜的，尤其當處理器含有一個高速緩存，以及支持虛擬處理而必須提供虛擬地址和實際地址之間轉換的時候更是如此。

本發明提供一種用于數字式數據處理系統的新型處理器。

簡言之，用于數字式數據處理系統的處理器包括一個與系統內其它裝置之間傳輸數據和在處理器內部由一個內部總線控制信息傳輸用的總線接口電路。總線接口電路包括二個狀態機，一個用來控制信息的內部傳輸，另一個用來控制信息的外部傳輸。狀態機通過標誌傳送，標誌指示何時有外部操作待處理。備有一組鎖存電路，用來從處理器的其它部分接收寫數據、寫地址和讀地址;一個輸入鎖存電路從系統的其它裝置接收信號，從而允許同時啟動一個寫操作和一個讀操作。除非需要另外的操作，否則處理器繼續工作。

通過相應附圖和下述說明，可更好地了解本發明上述提到的和更深入的優點。這些附圖包括：

圖1A是含有本發明的數字式數據處理系統總方框原理圖;

圖1B是圖1A所描述的系統中所用的處理器的結構方框圖;

圖2由圖2A至圖2D組成，是一組有助于理解本發明的定時圖;

圖3是圖1B所描述的處理器中，控制與系統其它部分間的信息傳輸用的部分電路的詳細方框圖。

在圖1A上，一個含有本發明的數據處理系統，作為其基本組成部分，包括一個中央處理機（CPU）10、一個存貯器11和一個或多個輸入/輸出子系統12（在圖1中只畫出一個輸入/輸出子系統）。總線13將CPU10、存貯器11和輸入/輸出子系統12并行地互連。CPU10執行貯存在存貯器11中可尋址存貯單元中的指令。指令識別將要對操作數執行的操作，操作數也貯存在存貯器裝置的可尋址單元中。在需要指令和操作數時，它們被CPU10取出，經過處理的數據送回存貯器11中貯存。CPU10還向輸入/輸出子系統12發送控制信息，使輸入/輸出子系統完成所選定的操作，如向存貯器11發送數據或由其中檢索數據。數據可以包括指令或操作數，它們可以是發送至存貯器11的數據或從存貯器11檢索出來供在外存貯存或顯示的經過處理的數據。

一個操作員控制臺14用作操作員的接口。它允許操作員檢查和存放數據、暫停CPU的工作、或人工控制CPU10執行一組指令并確定CPU10對此所作出的響應。它還允許操作員經由一個引導程序對系統初始化和對整個數據處理系統完成各種診斷測試。