KR940006716Y1 - 포트가 확장된 마이콤 회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

포트가 확장된 마이콤 회로

제1도는 종래의 방법으로 포트를 증설한 마이콤 회로의 구성을 나타낸 블럭도.

제2도는 본 고안에 의한 포트가 확장된 마이콤 회로의 일 실시예 구성을 나타낸 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 중앙 제어장치 2, 3 : PPI

4 : 메모리등의 기타 디바이스 5 : 어드레스 디코더

6, 7 : 외부장치 8 : 입력포트기능부

9 : 출력포트기능부

본 고안은 마이크로프로세싱 유니트(MPU)를 탑재한 소규모 마이콤 회로에서의 포트확장에 관한것으로, 특히 소규모의 TTL IC를 포트구성요소로 채용하므로써 간편하게 포트가 증설되도록 하는 포트가 확장된 마이콤 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 소형의 원 칩 MPU(One Chip MPU)를 사용하다보면, 구비되어 있는 포트된 수가 주변회로와 연결을 위해 요구되는 포트핀수 보다 적어, 포트의 확장이 필요한 경우가 종종 발생된다. 그예로서, 첨부도면 제1도를 참조하여 종래이 경우를 간단히 설명하기로 한다.

종래에는 제1도에 도시된 바와같이, 중앙제어장치(MPU)(1)와 외부장치들 (6, 7)간의 인터페이스를 위해, 인터페이스 전용 IC인 PPI(Programmable Peripheral Interface; 2,3)를 별도로 구비하여 사용하였는 바, 이에 대하여 상기 중앙제어장치(1)로 부터 별도의 어드레스 또는 포트의 할당이 필요하게 된다.

즉, 원 칩 중앙제어장치(MPU)(1)를 채용한 경우에는 외부포트의 증설시 그를 위한 별도의 포트를 할당해야 하고, 그렇지 않는 중앙제어장치(1)일 경우에는 별도의 어드레스선을 할당하여야 한다.

또한, 상기 PPI(2,3)는 바이트 단위의 데이타 입출력을 행함으로, 특정비트를 읽거나 쓰는 경우에는 중앙제어장치(1)내부의 연산을 통하여 특정비트를 마스크(mask)한 후, 포트입력 또는 출력을 행하여야 한다.

예로서, 램(RAM)과 포트가 중앙제어장치(MPU)(1)와 완전히 분리된 방식인 자일로그사의 Z80마이콤회로의 경우와, 램프 포트 및 중앙제어장치가 원칩에 내장된 방식인 인텔사의 8051마이콤 회로의 경우에, 각각의 포트를 통해 데이타를 억세스(access)하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자일로그사의 Z80경우는, 입출력 지정 명령어 코드로 포트의 입출력을 지정한후, PPI(2,3)로부터 1바이트의 데이타를 읽어 들여 마스크 동작을 통하여 PPI(2,3)로 다시 출력하는 등의 방식을 통해 포트의 데이타를 억세스하게 된다.

한편, 인텔사의 8051 경우는 PPI(2, 3)의 입출력 포트 지정 명령어를 중앙제어장치(1)로 로드하고, 명령어 포트를 통하여 상기 PPI(2)로 출력한 후, 제어선을 위한 명령어를 출력하고 포트의 데이타를 마스크한 다음, 포트의 데이타를 중앙제어장치(1)로 로드하고 제어선을 위한 명령어를 다시 출력함으로써, 외부 포트의 데이타를 억세스하게 되는 것이다.

결과적으로, 외부포트를 통하여 데이타를 억세스할때는 데이타의 단위가 PPI(2,3)에 의해 결정되므로, 제1도에 도시한 바와 같은 종래의 구성으로 데이타의 바이트화가 불가피한 것이다.

그리고, 도면에서 미설명 부호 5는 어드레스 디코더(address decoder)이고, 6과 7은 외부장치를 각각 나타낸 것이다.

상기한 바와 같은 종래의 포트증설 기술에서는, 외부포트의 증설을 위하여 고가의 PPI를 채용하여야 했을 뿐만 아니라, 포트활용면에 있어서도 필요한 포트만을 가변적으로 증설하지 못하고 일정단위의 포트가 한꺼번에 증설되도록 되어 있어, 실제적으로는 사용하지 않는 불필요한 포트가 존재하게 되어 매우 비경제적이고, 설치공간만을 차지하는 문제점을 내포하고 있었다.

또한, 상기 인텔사의 8051의 경우에는 입출력 지정 명령어 코드와 제어선을 위한 명령어를 입출력할 때마다 포트를 통하여 출력해야 하기 때문에, 프로그램 운용시 번거롭게 되는 문제점이 있었다.

그리고, PPI의 특성상 바이트 단위의 전송이 요구되어져서, 특정비트에 대한 제어시에도 다른 비트들까지 고려해야만 하고 원 칩 마이콤 회로의 경우(인텔사의 8051), 외부포트의 증설을 위해서는 원 칩 마이콤 포트중의 일부를 할당해야하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 저 가격의 소규모 집적회로(Small Size Intergrated Circuit)를 필요한 포트수 만큼 채용하여 포트의 구성요소로서 사용하되, 구비되어 있는 램(RAM)의 미사용 어드레스 공간영역에 그 각각의 어드레스를 할당배치하므로써, 중앙제어장치로부터 별도의 어드레스 또는 포트를 할당받을 필요없이 원하는 만큼의 포트를 저가로 증설할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 포트를 통한 데이타의 취급이 바이트(byte)단위가 아닌 비트(bit)단위 취급이 가능하도록 하여 프로그램 운용을 편리하게 하는 포트가 확장되니 마이콤 회로를 제공함에 그 목적을 두고 있다.

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위해, 중앙제어수단(MPU)과 소정의 램(RAM)을 구비한 마이콤 회로에서 외부장치와의 인터페이스를 위한 포트를 확장한 히로에 있어서, 상기 중앙제어수단에 연결된 어드레스 버스에 접속되고, 상기 중앙제어수단에 연결된 데이타 버스와는 1비트의 데이타라인으로 연결되고, 상기 외부장치와는 포트버스를 통해 연결되며, 상기 중앙제어수단의 리드(read)제어신호 출력단에 일입력단이 연결되어, 상기 중앙제어수단의 제어하에 상기 포트버스로 부터 입력된 데이타를 내부의 데이타버스에 접속된 1비트의 데이타라인을 통해 비트단위로 출력하여, 입력포트로 기능하는 수단, 및 상기 중앙제어수단에 연결된 어드레스 박스에 접속되고 상기 중앙제어수단에 연결된 데이타 버스라는 1비트의 데이타 라인으로 연결되고, 상기 외부 장치와는 포트버스를 통해 연결되며, 상기 중앙제어수단의 라이트(write)제어신호 출력단에 일입력단이 연결되어, 상기 중앙제어수단의 제어하에 상기 내부 데이타버스에 접속된 1비트의 데이타라인을 통해 비트단위로 입력된 데이타를 포트버스를 통해 외부장치로 출력하여, 출력포트로 기능하는 수단을 포함하되, 상기 입력포트로 기능하는 수단 및 출력포트로 기능하는 수단의 어드레스가 상기 램(RAM)의 어드레스 공간영역에 할당배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 제2도의 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제2도는 본 고안에 의한 포트가 확장된 마이콤 회로의 일실시예 구성을 나타낸 블럭도로서, 도면에서 1은 중앙제어장치(MPU)이고, 4는 메모리 등의 기타 외부 디바이스를 나타낸 것이며, 6 및 7은 외부장치, 8은 입력포트기능부, 9는 출력포트기능부를 각각 나타낸 것이다.

먼저, 본 고안의 구성을 설명하면 다음과 같다.

중앙제어장치(MPU)(1)에 입력포트기능부(8)와 출력포트기능부(Bit Address able Latch IC; 9) 및 메모리등의 외부 디바이스(4)를 각각 연결하는데, 도면에 도시된 바와같이, 연결 수단으로 어드레스 버스와 데이타버스가 각각 사용되고, 상기 중앙제어장치(1)의 리드(read)제어신호를 출력단에는 상기 입력포트기능부(8)를 연결하며, 상기 중앙제어장치(1)의 라이트(write)제어신호 출력단에는 상기 출력포트기능부(9)의 일입력단을 각각 연결하여 구성한다. 그리고, 상기 중앙제어장치(1)와 메모리 등의기타 외부 디바이스(4)간에 연결된 데이타 버스에는 상기 입력포트기능부(8) 및 출력포트기능부(9)가 각각 1비트의 데이타 라인으로 연결된다. 또한, 상기 입력포트기능부(8) 및 출력포트기능부(9)는 외부장치(6,7)와 서로다른 포트버스를 통해 각각 연결된다.

이때, 상기 입력포트기능부(8)는 입력포트용으로, 그리고 상기 출력포트기능부(9)는 출력포트용으로 각각 채용된 것으로, 이들의 어드레스는 설계초기에 중앙제어장치(1)로 구비되는 MPU의 내장 램(RAM)(원칩인 경우), 또는 외장램(RAM)의 어드레스 공간영역에 각각 할당배치시켜 놓는다.

상기한 구성으로된 본 고안회로의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 입력포트기능부(8) 및 출력포트기능부(9)의 어드레스는 램의 어드레스 공간영역에 배치되어 있으므로, 상기 외부장치(6,7)로 부터 입력된 데이타를 읽거나, 외부장치로 데이타를 인가하고자하는 명령은 그것이 포트를 제어하는 동작임에도 불구하고, 통상적인 방식으로 램을 다루는 명령어를 사용하여 이루어지도록 하므로써, 마치 램의 일정영역을 읽고 쓰는 것과 동일하게 취급되어 질수 있게 된다.

즉, 상기 외부장치(6,7)를 제어기 위해, 포트로 데이타를 출력하는 명령은 포트의 어드레스를 램의 어드레스로 간주하고, 상기 입력포트기능부(8)와 출력포트기능부(9)에 데이타를 저장하는 형식의 명령을 수행하는 것으로 이행되어지며, 상기 외부장치(6,7)로 부터 데이타를 읽어 들이기 위해서는 상기 입력포트기능부(8)를 램으로 간주하고, 램 영역의 어드레스로부터 데이타를 읽는 것만으로 포트 인터페이스(Port Interface)동잘이 이루어지도록한 것이다.

한편, 상기 입력포트기능부(8)와 출력포트기능부(9)는 상기 중앙제어장치(1)전용의 인터페이스로 기능하는 것이 아니고, 해당 어드레스를 설계 초기에 미리 램에 할당하여 놓으므로서 포트의 입출력을 지정하는 별도의 명령어 코드의 출력이 필요치 않으며, 필요한 만큼의 포트 수를 고려하여 상기 입력포트기능부(8)와 출력포트 기능부(9)와 같은 소규모 집적회로를 램의 어드레스 공간영역에 증설하는 것이 가능하다.

본 고안의 바람직한 일실시예로서는 상기 입력포트기능부(8)로서 공지의 데이타 셀렉터 IC(Data SelEctor IC)를 사용하였는바, 이는 외부장치와 연결된 포트버스로 부터 8비트(1바이트)의 데이타를 입력받고, 그를 내부의 데이타버스에 접속된 1비트의 데이타라인으로 출력하므로써, 일종의 디멀티플랙싱 기능을 수행하는 것이다. 한편, 출력포트기능부(9)로는 공지의 비트 어드레서블 래치 IC(Bit Addres'sable Latch IC)를 사용하였는바, 이는 내부의 데이타버스에 접속된 1비트의 데이타라인으로 부터 비트단위의 데이타를 인가받아 외부장치와 연결된 포트버스(8비트 : 1바이트)로 데이타를 출력하므로써, 일종의 멀티플렉싱 기능을 수행하는 것이다.

그리고, 상기 데이타 셀렉터 IC 및 비트 어드레서블 래치 IC 와 같은 소규모 집적회로는 바이트 단위가 아닌 비트단위의 제어로서 동작되기 때문에, 특정포트의 제어시에는 다른 비트의 상태를 고려함이 없이 1비트만을 대상으로 손쉽게 작업할 수 있다.

이제, 본 고안을 자일로그사의 Z80과 인델사의 8051에 적용하여 포트의 데이타를 억세스하는 실시예를 설명한다.

먼저, 자일로그사의 Z80일 경우는 전술한 바와 같이 PPI(2,3)를 사용하는 경우와는 달리, 별도의 입출력 지정 명령어가 필요없이 포트의 데이타를 직접 중앙제어장치(1)에 로드하고, 직접 포트로 데이타를 출력하도록 한다. 그리고, 인델사의 8051일 경우도 마찬가지로 별도의 입출력 지정 명령어를 필요로 하지 않고, 포트의 어드레스를 중앙제어장치(1)에 로드하고 그 어드레스의 데이타를 중앙제어장치(1)에 로드하여 포트의 데이타를 직접 억세스하는 것이다.

본 고안의 또다른 실시예로서, 소규모 집적회로인 입력포트기능부(8)와 출력포트기능부(9)대신에 상기한 종래기술과 같이 PPI(2,3)를 쓸수도 있다. 그러나, 이 경우 상기 PPI(2,3)는 입력포트기능부(8)와 출력포트기능부(9)와 마찬가지로 그 각각의 어드레스가, 구비되어 있는 램의 어드레스 영역에 설정되는 특성으로 인하여, 프로그램 제어의 번거로움을 감소시켰으며, 비트제어를 기능하게 하므로써 소프트웨어 운용의 편리성을 얻을 수 있는 바, 이때에는 비트단위로 데이타를 억세스하는 것이 아니고, 바이트 단위로 하여서 램을 다루는 명령어 체계로서 손쉽게 다룰수 있게 하므로써, 원칩 마이컴회로인 경우에는 MPU상의 포트를 최대한 절약하면서 사용할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이 본 고안은 다음과 같은 효과가 있다.

인터페이스 전용회로인 고가의 PPI를 사용하지 않고, 그대신 소규모 집적회로를 사용하여, 원가의 절감을 가져오고 회로적으로 용이하게 집적화할 수 있도록할 뿐만아니라, 포트의 낭비를 방지할 수 있다. 또한, 채용하는 소규모 집적회로의 어드레스를 램의 어드레스 공간영역에 배치함으로써 수시로 동반되는 입출력 지정 제어코드의 출력이 필요없고, 램을 다루듯이 포트를 다룸으로서, 프로그램 작성이 번거로움을 감소시켰으며, 비트제어를 가능하게 함으로써, 소프트웨어 운용의 편리성을 더하였다.

그리고, 원칩 마이콤 회로에 있어서는 포트의 재 할당이 필요없으므로 그만큼 한정된을 제고시키며, 어드레스선을 이용하여 램 영역에 설치함으로 중앙제어장치에 보다 독립적인 하드웨어 구조가 이루어지도록 하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 중앙제어수단(MPU)(1)과 소정의 램(RAM)을 구비한 마이콤 회로에서 외부장치(6,7)와의 인터페이스를 위한 포트를 확장한 회로에 있어서, 상기 중앙제어수단(1)에 연결된 어드레스 버스에 접속되고, 상기 중앙제어수단(1)에 연결된 데이타 버스와는 1비트의 데이타 라인으로 연결되고, 상기 외부장치와는 포트버스를 통해 연결되며, 상기 중앙제어수단(1)의 리드(read)제어신호 출력단에 일입력단이 연결되어, 상기 중앙제어수단(1)의 제어하에 상기 포트버스로 부터 입력된 데이타를 내부의 데이타버스에 접속된 1비트의 데이타라인을 통해 비트단위로 출력하여, 입력포트로 기능하는 수단(8); 및 상기 중앙제어수단(1)에 연결된 어드레스 버스에 접속되고, 상기 중앙제어수단(1)에 연결된 데이타 버스와는 1비트의 데이타 라인으로 연결되고, 상기 외부장치와는 포트버스를 통해 연결되며, 상기 중앙제어수단(1)의 라이트(write)제어신호 출력단에 일입력단이 연결되어, 상기 중앙제어수단(1)의 제어하에 상기 내부 데이타버스에 접속된 1비트의 데이타라인을 통해 비트단위로 입력된 데이타를 포트버스를 통해 외부장치로 출력하여, 출력포트로 기능하는 수단(9)을 포함하되, 상기 입력포트로 기능하는 수단(8) 및 출력포트로 기능하는 수단(9)의 어드레스가 상기 램(RAM)의 어드레스 공간영역에 할당배치되어 있는 것을 특징으로 하는 포트가 확장된 마이콤 회로.