KR100262014B1 - Input/output port for operating bits - Google Patents

Abstract

본 발명은 입/출력 포트에 여분의 데이터 영역을 이용하여 원하는 비트 조작을 수행할수 있도록 하는 비트 조작이 가능한 입/출력 포트에 관한 것으로, 다수의 비트로 구성된 데이터 버스와, 포트 데이터를 저장하는 포트 데이터 레지스터와, 상기 포트 데이터 레지스터의 내용을 핀에 출력하는 포트 드라이버와, 상기 포트 데이터 레지스터로부터 출력되는 데이터를 내부 데이터 버스에 제공하는 입력 게이트수단으로 구성된 입/출력 포트에 있어서, 상기 데이터 버스중 여분의 데이터 버스 영역을 이용하여 원하는 비트 조작 기능으로 수행시키는 비트 조작 콘트롤부를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.The present invention relates to an input / output port capable of performing a bit operation using a spare data area in an input / output port. The present invention relates to a data bus including a plurality of bits and port data for storing port data. An input / output port comprising a register, a port driver for outputting the contents of the port data register to a pin, and an input gate means for providing data output from the port data register to an internal data bus, wherein a spare of the data bus is provided. It characterized in that it comprises a bit manipulation control unit to perform a desired bit manipulation function using the data bus area of the.

이상에서와 같이 본 발명은, 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작 콘트롤 영역을 설정하고 이중 3비트로 비트 위치를 지정하고 하이 2비트로 조작 기능을 선택하여 하드웨어가 없는 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작을 수행할 수 있는 데이터를 실어주므로써 원하는 비트 조작을 수행할 수 있게함과 동시에 소프트웨어 제작을 용이하게 하고, 또한 롬 효율을 증가시켜 주는 효과가 제공된다.As described above, the present invention performs bit manipulation on an extra data bus region without hardware by setting a bit manipulation control region in an extra data bus region, specifying a bit position with double 3 bits, and selecting an operation function with high 2 bits. By carrying data that can be done, it is possible to perform desired bit manipulations, and at the same time, to facilitate software production and increase ROM efficiency.

Description

비트 조작이 가능한 입/출력 포트Input / Output Ports with Bit Operation

본 발명은 RISC(Reduced Instruction Set Computer) 콘트롤러에 적용되는 비트(bit)조작이 가능한 입/출력 포트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입/출력 포트에 여분의 데이터 영역을 이용하여 원하는 비트 조작을 수행할수 있도록 하는 비트 조작이 가능한 입/출력 포트에 관한 것이다.The present invention relates to an input / output port capable of bit manipulation applied to a reduced instruction set computer (RISC) controller, and more particularly, to perform a desired bit manipulation using an extra data area in the input / output port. It's about an input / output port that can do bit manipulation.

도 1은 종래의 한 비트의 구성예를 나타낸 입/출력 포트의 구성도로서, 종래의 입/출력 포트는 포트 데이터를 저장하는 포트 데이터 레지스터(10)와, 상기 포트 데이터 레지스터의 내용을 핀(Pin)에 출력하는 포트 드라이버(20)와, 상기 입력 데이터를 내부 버스에 제공하는 입력 게이트 수단(30)으로 구성된다.1 is a configuration diagram of an input / output port showing a configuration example of a conventional bit. The conventional input / output port includes a port data register 10 for storing port data, and pins the contents of the port data register. A port driver 20 for outputting to a pin) and an input gate means 30 for providing the input data to an internal bus.

이와 같이 구성된 종래의 입/출력 포트는, 포트에 원하는 데이터를 출력하기 위하여 도면에 도시되지 않은 CPU가 원하는 포트를 지정하는 어드레스와 콘트롤신호를 내보내고 데이터 버스(Data Bus)에 원하는 데이터를 싣으면 상기 어드레스와 콘트롤신호로부터 라이트(Write)신호를 만들고, 데이터 버스중 지정된 비트와 연결된 다수의 비트 데이터 레지스터(10)에 동시에 라이트하여 출력한다.In the conventional input / output port configured as described above, in order to output desired data to the port, a CPU (not shown in the figure) sends out an address and a control signal designating a desired port, and loads the desired data on a data bus. A write signal is generated from an address and a control signal, and simultaneously written to a plurality of bit data registers 10 connected to designated bits of a data bus and output.

그런데 이런 종래의 입/출력 포트는, RISC 코어(core)명령에 비트 조작 명령이 존재하지 않는 경우 또는 포트의 비트 조작이 필요한 경우에 현재의 포트 레지스터를 리드하고 CPU내에서 비트 조작후 재차 포트에 라이트하여 실현할 수 있으나, 이는 응용 소프트웨어 제작이 매우 불편할 뿐 아니라 포트 레지스터를 읽어 들일 수 있는 회로(하드웨어)가 필요하게 되는 문제점을 야기시키고 있다.However, such a conventional input / output port reads the current port register when a bit manipulation instruction does not exist in a RISC core instruction or when a bit manipulation of a port is required, and then returns to the port after bit manipulation in the CPU. This can be accomplished by writing, but this causes a problem that the application software is not only very inconvenient, but also requires a circuit (hardware) capable of reading a port register.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하고자 이루어진 것으로서, 그 목적은 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작 콘트롤 영역을 설정하고 이중3비트로 비트 위치를 지정하고 하이 2비트로 조작 기능을 선택하여 하드웨어가 없는 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작을 수행할 수 있는 데이터를 실어주므로써 원하는 비트 조작을 수행할 수 있게함과 동시에 소프트웨어 제작을 용이하게 하고, 또한 롬 효율을 증가시키도록 하는 비트 조작이 가능환 입/출력 포트를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. The object of the present invention is to set a bit manipulation control region in an extra data bus region, specify a bit position in three bits, and select an operation function in high two bits. By loading data that can perform bit manipulation in the spare data bus area, a bit manipulation that facilitates software production and increases ROM efficiency can be performed while enabling desired bit manipulation. It provides an input / output port.

상기의 목적을 달성하고자 본 발명의 비트 조작이 가능한 입/출력 포트는, 다수의 비트로 구성된 데이터 버스와, 포트 데이터를 저장하는 포트 데이터 레지스터와, 상기 포트 데이터 레지스터의 내용을 핀에 출력하는 포트 드라이버와, 상기 포트 데이터 레지스터로부터 출력되는 데이터를 내부 데이터 버스에 제공하는 입력 게이트수단으로 구성된 입/출력 포트에 있어서, 상기 데이터 버스중 여분의 데이터 버스 영역을 이용하여 원하는 비트 조작 기능으로 수행시키는 비트 조작 콘트롤부를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the bit manipulation input / output port of the present invention includes a data bus including a plurality of bits, a port data register for storing port data, and a port driver for outputting the contents of the port data register to a pin. And an input / output port comprising input gate means for providing data output from the port data register to an internal data bus, the bit operation being performed by a desired bit manipulation function by using an extra data bus area of the data bus. It is characterized by including a control unit.

바람직하게, 상기 비트 조작 콘트롤부는, 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작 콘트롤 영역을 설정하고 이중 3비트로 비트 위치를 지정하고 하위 2비트로 조작 기능을 선택하여 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작을 수행시키도록 한 것을 그 특징으로 한다.Preferably, the bit manipulation control unit is configured to perform bit manipulation on the extra data bus region by setting a bit manipulation control region in the extra data bus region, specifying a bit position in double 3 bits, and selecting an operation function in the lower 2 bits. It is characterized by that.

바람직하게, 상기 비트 조작 콘트롤부를 데이터 버스 영역과 포트 데이터 레지스터에 병렬로 연결하여 데이터 버스의 내용을 포트 데이터 레지스터에 라이트하도록 한 것을 그 특징으로 한다.Preferably, the bit manipulation control unit is connected in parallel to the data bus area and the port data register to write the contents of the data bus to the port data register.

도 1은 종래의 한 비트의 구성예를 나타낸 입/출력 포트의 구성도.1 is a configuration diagram of an input / output port showing a conventional configuration example of one bit.

도 2는 본 발명에 따른 비트 조작이 가능한 입/출력 포트의 구성도로서,2 is a block diagram of an input / output port capable of bit manipulation according to the present invention;

8비트의 구성예를 나타낸 도면.A diagram showing an example of the configuration of 8 bits.

도 3은 본 발명에서의 비트 조작 콘트롤부 및 포트 데이터 레지스터의 상세 회로도.3 is a detailed circuit diagram of a bit manipulation control unit and a port data register in the present invention.

도 4는 본 발명에서의 설명하기 위한 하위 2비트 기능 선택 도표.4 is a lower 2 bit function selection chart for explaining in the present invention.

도 5는 본 발명에서의 데이터 버스의 구성예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing an example of the configuration of a data bus in the present invention.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명** Description of the symbols used in the main parts of the drawings *

10,11:포트 데이터 레지스터 20,21:포트 드라이버10,11: Port data register 20,21: Port driver

30,31:입력게이트 40:비트 조작 콘트롤부30, 31: input gate 40: bit control controller

이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.This preferred embodiment enables a better understanding of the objects, features and advantages of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에의한 비트 조작이 가능한 입/출력 포트의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of an input / output port capable of bit manipulation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 비트 조작이 가능한 입/출력 포트의 구성도로서, 8비트의 구성예를 나타낸 도면이다.Fig. 2 is a block diagram of an input / output port capable of bit manipulation according to the present invention, showing a configuration example of 8 bits.

도 2에서와 같이, 다수의 비트로 구성된 데이터 버스(data bus)와, 포트 데이터를 저장하는 포트 데이터 레지스터(11)와, 상기 포트 데이터 레지스터의 내용을 핀(Pin)에 출력하는 포트 드라이버(21)와, 상기 포트 데이터 레지스터로부터 출력되는 데이터를 내부 데이터 버스(data bus)에 제공하는 입력 게이트수단(31)으로 구성된 입/출력 포트에 있어서, 상기 데이터 버스(data bus)중 여분의 데이터 버스 영역을 이용하여 원하는 비트 조작 기능으로 수행시키는 비트 조작 콘트롤부(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, a data bus composed of a plurality of bits, a port data register 11 for storing port data, and a port driver 21 for outputting the contents of the port data register to a pin And an input / output port comprising input gate means 31 for providing data output from the port data register to an internal data bus, wherein an extra data bus area of the data bus is defined. And a bit manipulation controller 40 to perform a desired bit manipulation function.

또한, 상기 비트 조작 콘트롤부(40)는, 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작 콘트롤 영역을 설정하고 이중 3비트로 비트 위치를 지정하고 하위 2비트로 조작 기능을 선택하여 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작을 수행할 수 있도록 구성된다.In addition, the bit manipulation control unit 40 sets a bit manipulation control region in an extra data bus region, specifies a bit position in three bits, and selects an operation function in the lower two bits to perform bit manipulation in an extra data bus region. It is configured to perform.

또한, 상기 비트 조작 콘트롤부(40)를 데이터 버스(data bus) 영역과 포트 데이터 레지스터(11)에 병렬로 연결하여 데이터 버스의 내용을 포트 데이터 레지스터(11)에 라이트하도록 구성된다.In addition, the bit manipulation controller 40 is configured to connect the data bus area and the port data register 11 in parallel to write the contents of the data bus to the port data register 11.

도 3은 본 발명에서의 비트 조작 콘트롤부(40) 및 포트 데이터 레지스터(11)를 좀더 구체적으로 도시한 상세 회로도로서, 도면에 도시한 부호중 WS는 라이트 신호단자이고, DB는 비트 위치 지정영역의 데이터 버스 단자이고, DB₁은 비트 조작 기능 선택 영역의 데이터 버스 단자이고, DB₂는 데이터 버스 단자를 각각 의미한다.도 4는 본 발명에서의 설명하기 위한 하위 2비트 기능 선택 도표로서, 도면에 도시한 부호중 00는 입/출력 포트 데이터 영역의 내용을 포트 데이터 레지스터(11)에 8비트 모두 라이트하기 위한 무조작 신호이고, 01은 해당 비트를 조작하기 위한 반전신호이고, 10는 해당 비트를 조작하기 위한 클리어(Clear)신호이고, 11은 해당 비트를 조작하기 위한 세트(Set)신호이다.FIG. 3 is a detailed circuit diagram showing the bit manipulation control unit 40 and the port data register 11 in the present invention in more detail. WS is a write signal terminal, and DB is a bit position designation region. Denotes a data bus terminal of the bit manipulation function selection area, and DB2 denotes a data bus terminal, respectively. Fig. 4 is a lower two-bit function selection diagram for explaining in the present invention, which is shown in the figure. Of the codes, 00 is a no operation signal for writing the contents of the input / output port data area to the port data register 11 in all eight bits, 01 is an inversion signal for manipulating the corresponding bit, and 10 is a manipulation of the corresponding bit. A clear signal for performing the operation and 11 is a set signal for manipulating the corresponding bit.

도 5는 본 발명에서의 데이터 버스의 구성예를 나타낸 도면으로서, 도 5에 도시한 부호중 1은 비트 위치 지정영역이고, 2는 비트 조작 기능 선택영역이고, 3은 여분의 데이터 영역(비트31에서 비트8)에 할당하기 위한 비트 조작 콘트롤 영역이며, 4는 입/출력 포트 데이터 영역이다.Fig. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the data bus in the present invention, in which 1 is a bit position designation area, 2 is a bit manipulation function selection area, and 3 is an extra data area (bit 31 Is a bit manipulation control area for assigning to bit8), and 4 is an input / output port data area.

이와 같이, 구성된 본 발명의 작용효과를 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기로 한다.Thus, the effect of the present invention configured will be described in detail through the preferred embodiment.

우선, 도 2는 내부 32비트 데이터 버스(data bus)를 가지고 있고, 입/출력 포트는 8비트로 구성된 경우를 상정하여 그 동작 과정을 설명하기로 한다.First, it is assumed that FIG. 2 has an internal 32-bit data bus and the input / output port is composed of 8 bits.

내부 32비트 중 상위 24비트의 데이터 영역을 사용하지 않고 미 영역을 이용하여 도면에 도시되지 않은 CPU가 비트 조작 명령을 가지지 않는 경우에도 포트 부분 또는 주변 레지스터(Peripheral Register)) 회로를 통하여 원하는 비트 조작을 수행할 수 있게 한 것이다.Do not use the data area of the upper 24 bits of the internal 32 bits and use the US area to manipulate the desired bit through the port part or peripheral register circuit even if the CPU not shown in the figure does not have the bit manipulation instruction. It is possible to perform.

이와 같이 원하는 비트 조작을 수행하기 위하여 먼저, 도 2에서와 같이 여분의 데이터 버스(data bus) 영역에 비트 조작 콘트롤(40) 영역을 설정하고 이중 3비트로 비트 위치을 지정하고 하위 2비트는 조작 기능을 선택하는 비트로 활용한다.In order to perform the desired bit manipulation as described above, first, as shown in FIG. 2, the bit manipulation control 40 region is set in the extra data bus region, and the bit position is designated as the double 3 bits, and the lower 2 bits serve the manipulation function. It is used as a bit to select.

그럼 여기서, 도 4와 도 5를 참조하여 8비트의 데이터를 포트에 출력할 경우와 또는 특정 비트를 조작할 경우에 대해 설명한다.4 and 5, a case of outputting 8-bit data to a port or a case of manipulating a specific bit will be described.

먼저, 8비트의 데이터를 포트에 출력할 경우 비트 조작 콘트롤(40)영역을 ×××00로 하여 데이터 버스(data bus)의 내용을 병렬로 포트 데이터 레지스터(11)에 라이트하고, 특정 비트를 조작할 경우 비트 조작 콘트롤(40) 영역의 상위 3비트로 비트 위치을 지정하고 하위 2비트로 도 4에 나타낸 바와 같이 원하는 기능을 선택한다.First, when outputting 8-bit data to the port, write the contents of the data bus in parallel to the port data register 11 with the bit manipulation control 40 area ××× 00, and write a specific bit. In the case of operation, the bit position is designated by the upper 3 bits of the bit manipulation control 40 area and the desired function is selected as shown in FIG. 4 by the lower 2 bits.

도 4에 도시한 신호 중 00는 입/출력 데이터 영역의 내용을 포트 데이터 레지스터(11)에 8비트 모두 라이트하기 위한 무조작 신호이고, 01은 해당 비트를 조작하기 위한 반전신호이고, 10는 해당 비트를 조작하기 위한 클리어(clear)신호이며,11은 해당 비트를 조작하기 위한 세트(set)신호임을 의미한다.Of the signals shown in Fig. 4, 00 is a non-operation signal for writing the contents of the input / output data area to the port data register 11 in all eight bits, 01 is an inverted signal for manipulating the corresponding bit, and 10 is a corresponding signal. A clear signal for manipulating bits, and 11 means a set signal for manipulating the corresponding bits.

도 5에 도시한 부호중 1은 비트 위치 지정 영역이고, 2는 비트 조작 기능 선택 영역, 3은 여분의 데이터 영역(비트31에서 비트8)에 할당하기 위한 비트 조작 콘트롤 영역이고, 4는 입/출력 포트 데이터 영역을 각각 의미한다.1 is a bit position designation area, 2 is a bit manipulation function selection area, 3 is a bit manipulation control area for allocating to an extra data area (bits 31 to 8), and 4 is input / output. Each output port data area.

이와 같이 포트 데이터 레지스터(11)에 데이터를 라이트하는 명령을 읽고 여분의 데이터 버스(data bus)영역에 비트 조작을 할 수 있는 데이터를 실으므로써 원하는 비트 조작을 수행하게 되는 것이다.In this way, the command to write data to the port data register 11 is read, and the bit operation is carried on the extra data bus area to carry out the desired bit operation.

이상에서와 같이, 본 실시 예에서는, 여분의 데이터 버스영역에 비트 조작을 수행할 수 있는 데이터를 실으므로써 원하는 비트 조작을 수행하는 것이 가능하고, 또한 데이터 버스의 폭이 크거나 범용 입/출력 포트 및 주변 레지스터의 폭이 작은 경우에 활용하므로써 소프트웨어 제작이 용이하고 롬의 효율을 증가시키는 것이 가능하다.As described above, in the present embodiment, it is possible to perform a desired bit operation by loading data capable of performing bit operations in an extra data bus area, and also to have a wide data bus or a general-purpose input / output port. And when the width of the peripheral register is small, it is possible to make software easy and increase the efficiency of the ROM.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 발명의 비트 조작이 가능한 입/출력 포트에 의하면, 주어진 RISC 코어의 명령어 세트가 비트 조작을 지원하지 않는 경우에 입/출력 포트 및 주변 레지스터에 여분의 데이터 영역을 이용하여 비트 조작을 수행할 수 있게 하므로써 응용 소프트웨어 제작에 매우 편리하고 롬 효율을 증가시켜 주는 효과가 있다.It is clear from the above description that according to the bit-operable input / output port of the present invention, an extra data area is used for the input / output port and peripheral registers when the instruction set of a given RISC core does not support bit manipulation. It is very convenient to make application software and increase ROM efficiency by enabling bit manipulation.

Claims (3)

다수의 비트로 구성된 데이터 버스와, 포트 데이터를 저장하는 포트 데이터 레지스터와, 상기 포트 데이터 레지스터의 내용을 핀에 출력하는 포트 드라이버와, 상기 포트 데이터 레지스터로부터 출력되는 데이터를 내부 데이터 버스에 제공하는 입력 게이트수단으로 구성된 입/출력 포트에 있어서, 상기 데이터 버스중 여분의 데이터 버스 영역을 이용하여 원하는 비트 조작 기능으로 수행시키는 비트 조작 콘트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 조작이 가능한 입/출력 포트.A data bus consisting of a plurality of bits, a port data register for storing port data, a port driver for outputting the contents of the port data register to a pin, and an input gate for providing data output from the port data register to an internal data bus. An input / output port configured by means, comprising: a bit manipulation control unit for performing a desired bit manipulation function by using an extra data bus area of the data bus. 제 1항에 있어서, 상기 비트 조작 콘트롤부는, 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작 콘트롤 영역을 설정하고 이중 3비트로 비트 위치를 지정하고 하위 2비트로 조작 기능을 선택하여 여분의 데이터 버스 영역에 비트 조작을 수행시키도록 한 것을 특징으로 하는 비트 조작이 가능한 입/출력 포트.The bit manipulation control unit of claim 1, wherein the bit manipulation control unit sets a bit manipulation control region in the redundant data bus region, specifies a bit position in three bits, and selects an operation function in the lower two bits to perform bit manipulation in the redundant data bus region. An input / output port capable of performing a bit operation, characterized in that to perform. 제 1항에 있어서, 상기 비트 조작 콘트롤부를 데이터 버스 영역과 포트 데이터 레지스터에 병렬로 연결하여 데이터 버스의 내용을 포트 데이터 레지스터에 라이트하도록 한 것을 특징으로 하는 비트 조작이 가능한 입/출력 포트.The input / output port of claim 1, wherein the bit manipulation control unit is connected in parallel to a data bus area and a port data register to write the contents of the data bus to the port data register.