[其他]用于数字数据处理器的总线接口电路

说明书

本发明总的来说属于数字式数据处理系统。

一个典型的数字式数据处理系统包括三个基本部件，即一个处理器部件、一个存贮器部件和一个输入/输出部件。存贮器部件在可寻址的贮存单元内存贮信息。信息包括数据和处理数据用的指令。处理器部件包括一个或多个数字式数据处理装置或“处理器”，信息在每个处理器和存贮器之间往返传送，将输入的信息翻译成指令或数据，再按照指令处理数据。计算结果然后贮存在存贮器部件内的可寻址单元上。

输入/输出部件还与存贮器部件进行通信，以便向系统传送信息和从它得到经过处理的数据。组成输入/输出部件的装置通常按照由处理器部件向它提供的控制信息进行工作，此控制信息决定了输入/输出装置将执行的操作。至少有一类由输入/输出装置完成的操作是传输用户信息，即在输入/输出装置和存贮器部件之间传输为用户程序所用的信息。通常，由输入/输出部件组成的典型装置包括例如打印机、电传打字机和视频显示终端，还可包括如磁盘或磁带贮存装置这类辅助信息贮存设备。

除作为输入/输出设备工作外，磁盘存贮装置（有时，还有磁带存贮装置）还可起着部分的存贮器部件的作用。尤其是，一个存贮器部件典型地包括一个主内存，处理器能相当快地访问其内容，但一般来说这是一种价格比较高的存贮设备。现代的内存典型地采用MOS或双极性半导体技术实现，可提供的存贮容量从几分之一兆字节至几十兆 字节。

处理器处理数据过程中的主要的“瓶颈”是指令和待处理的数据向处理器的传输和经过处理的数据向系统的其它部分的传输。在处理器和存贮器部件之间的信息传输典型的是数据和指令，在处理器和输入/输出部件之间的信息传输典型的是用于控制输入/输出部件工作的控制信息，虽然处理器也可与某些类型的输入/输出装置之间传输数据。在数字式数据处理系统中的处理器具有一个与这些装置之间传输信息用的接口电路。

一个处理器典型地包括几个功能部件，包括一个用于存贮立即使用的数据/指令的高速缓存、执行基本的算术和逻辑操作以处理指令的数据通路和控制电路，这些控制电路用于翻译指令，获取操作数或待处理的数据、启动数据通路从而执行一系列操作使得由指令标识的操作被执行，并使得经过处理的数据贮存起来。在处理器各个内部功能部件之间的信息传输是相当复杂的，尤其当处理器含有一个高速缓存，以及支持虚拟处理而必须提供虚拟地址和实际地址之间转换的时候更是如此。

本发明提供一种用于数字式数据处理系统的新型处理器。

简言之，用于数字式数据处理系统的处理器包括一个与系统内其它装置之间传输数据和在处理器内部由一个内部总线控制信息传输用的总线接口电路。总线接口电路包括二个状态机，一个用来控制信息的内部传输，另一个用来控制信息的外部传输。状态机通过标誌传送，标誌指示何时有外部操作待处理。备有一组锁存电路，用来从处理器的其它部分接收写数据、写地址和读地址;一个输入锁存电路从系统的其它装置接收信号，从而允许同时启动一个写操作和一个读操作。除非需要另外的操作，否则处理器继续工作。

通过相应附图和下述说明，可更好地了解本发明上述提到的和更深入的优点。这些附图包括：

图1A是含有本发明的数字式数据处理系统总方框原理图;

图1B是图1A所描述的系统中所用的处理器的结构方框图;

图2由图2A至图2D组成，是一组有助于理解本发明的定时图;

图3是图1B所描述的处理器中，控制与系统其它部分间的信息传输用的部分电路的详细方框图。

在图1A上，一个含有本发明的数据处理系统，作为其基本组成部分，包括一个中央处理机（CPU）10、一个存贮器11和一个或多个输入/输出子系统12（在图1中只画出一个输入/输出子系统）。总线13将CPU10、存贮器11和输入/输出子系统12并行地互连。CPU10执行贮存在存贮器11中可寻址存贮单元中的指令。指令识别将要对操作数执行的操作，操作数也贮存在存贮器装置的可寻址单元中。在需要指令和操作数时，它们被CPU10取出，经过处理的数据送回存贮器11中贮存。CPU10还向输入/输出子系统12发送控制信息，使输入/输出子系统完成所选定的操作，如向存贮器11发送数据或由其中检索数据。数据可以包括指令或操作数，它们可以是发送至存贮器11的数据或从存贮器11检索出来供在外存贮存或显示的经过处理的数据。

一个操作员控制台14用作操作员的接口。它允许操作员检查和存放数据、暂停CPU的工作、或人工控制CPU10执行一组指令并确定CPU10对此所作出的响应。它还允许操作员经由一个引导程序对系统初始化和对整个数据处理系统完成各种诊断测试。