明 細 害
発明の名称 I Z O拡張装置とこれを応用した装置 産業上の利用分野
本発明は、 P C / A T若しく はそれと互換のパーソナルコ ン ピュータのパラ レルィ ン夕一フ エ イ ス (または、 これと同等のパラ レル入出力コネク ター) に接続して入出力を拡張する事が可能 な I / 0拡張装置と、 この装置を応用した装置及びこの装置を応用した方法に関する。 背景技術
パーソナルコ ン ピュータの拡張を行うには、 デス ク ト ッ プマ シンでは、 通常本体に拡張ボー ド を挿入して行われる。 P C / A T若しくはその互換機では、 I S Aバスといわれる規格に適台し た拡張ボー ドをバスス口ッ 卜に挿入して拡張が行われる。 ノー トブックサイ ズの携帯用のパ一ソ ナルコ ンビュータでは、 ドッキ ングステ一ショ ンなどの拡張用のボッ ク スを接続してデスク ト ッ プ用の拡張ボー ドを増設する事が可能になっている。
最近では、 P C M C I A規格が規定され、 この規格にあった I Cカー ド (P C力一 ドと呼ばれ る) をカー ドスロッ トに挿入する事によつて拡張する事が可能な機種が阪売されている。
デスク ト ップマシンのように、 本体に拡張ボー ドを挿入して拡張するような場合、 本体の筐体 を開けなければならない。 これは、 煩わしい作業であり、 コ ン ピュータの知識のないものにと つ ては雜しい作業である。
また、携帯用のパーソナルコ ンピュータでは、 ド ッキングステ一ショ ンを接続したのではその 携帯性という利点が大きく失われ、 また、 ドッキングステー シ ョ ンを購入するための余分な出費 を強いられる。
P C M C I A規格の 1 Cカー ドをカー ドスロ ッ トに挿入する拡張方法は、 通常デスク ト ップの マシンではカー ドス口 ッ トをサポー ト していないために新たな拡張を行うための拡張ボー ドなど を購入する事を強いられる。 さ らに、 P C M C I A規格では、 增設メモ リ ー用のカー ドから発展 してきたためか I Cカー ドの大きさに制限がある。 したがって、 1 Cカー ドによる增設では、 拡 張に制限がある。
本発明は、 上 Ϊ己課題を解決するために、 拡張ボー ドをバススロッ トに挿入するこ とも 1 C力一 ドを挿入する事にもよらない新たな入出力を拡張するための 1 0拡張装置と、 この装置を rt.用 した装置 Sび方法を提供する事をその目的とする。
また、 本発明は、 上 ΐ己 1 0拡張装置を用いて、 1 Cカー ドのように本体に挿入する事によ つ て様々な用途に使え、 かつ携帯性の良いバ一ソナルコ ン ピュー タを提供するこ とをその目的とす る
発明の開示
本発明にかかる I 0拡張装置は、 パーソナルコ ンピュータのパラ レルィ ンターフヱ イ スに接 続する事によって、 パーソナルコンピュ一タの入出力を拡張する事が可能な I / 0拡張装置であ つて、 、'ラ レルイ ンタ一フ ヱイ スに接続するためのコネク ターと、 このコ ネク ターに接続され、 パラ レルィ ンターフェ イ スのデータレジス タに相当する第 1 のレジスタの 4又は 5 ビッ トをコネ クターを介して入力するデータ入力と、 パラ レルィ ンターフユ イ スのステータ ス レ ジスタ一に相 当する第2のレジス夕に4 ビッ トのデ一夕をコネクタ一を介して与えるデータ出力と、 パラ レル ィ ンターフヱイスのコ ン ト ロールレジスターに相当する第3のレジスタ力、らの信号をコネクター を介して入力する制御入力とを有する 1 Z O拡張回路とを含んで構成され、
この I / 0拡張回路は、 複数の 4 ビッ 卜の入出力ポー トと、 これらの入出力ポ一 卜とデータ入 力又はデータ出力との間でデータ転送を行う 4 ビッ トのデータバスとを有し、 前記制御入力から の制御により、 前記データ入力から与えられた 4 ビッ トデータを前記入出力ポー トのうちの 1 つ に出力し、 もしく は前記入出力ポー トのう ちの 1 つに与えられた 4 ビッ トデータを前記データ出 力に出力する。
本願請求項 1 の発明にかかる 1 Z O拡張装置をパーソナルコ ンビュータのパラレルイ ソターつ ュィスに接続し、 制御入力からの制御により、 入出力ポー トを選択し、 選択された入出力ポー ト の読み込み '害き込みを行う事によって、 パーソナルコ ンビュータの入出力を拡張する事が可能 になる。
この本発明にかかる I / 0拡張回路は、 複数の 4 ビッ トの入出力ポー ト と、 回路の動作を制御 するための信号を入力するための制御入力と、 入出力ポー トのいずれかを選択し選択された入出 力ポー トの害き込み又は読み込みのコマン ドと害き込みのための 4 ビッ トのデータ とを入力する ためのデータ入力と、 入出力ポー トのいずれかの状態を 4 ビッ 卜のデータ として出力するための データ出力とを有する I 0拡張回路であって、
データ入力から入出力ポー トへ 4 ビ .,' トのデータを転送するラィ トデータバスと、 入出力ポー トからデータ出力へ 4 ビッ 卜のデータを転送するリー ドデ一タバスと、 各入出力ボー ト ごとに設 けられ、 ライ トデータバスの状態をフ ェ ッ チ して当該入出力ポー トから出力するレ ジスターと、 各入出力ポー トごとに設けられ、 当 i亥入出力ポー トの状態をリ一ドデ一タバスに与えるバッ フ ァ と、 制御入力のうちの 1 つであるス ト ローブの状態が遷移したときに、 入出力ホー トの選択及び 動作モー ドを設定するためのコマン ドをフ ユ ッチする制御回路とを有し、
制御回路は、 フ ユ ツチしたコマン ドが fみ込みモー ドであった場台に、 選択された人出力ホー トの伏態をバッ フ ァ及びリー ドデータバスを介してデータ出力から出力させ、 フ ヱ ソ チ したコマ ン ドが書き込みであった場台に、 ス ト ローブの状態が戻った際にテータ入力に与えられた 4 ビ ,
卜のデータをライ トデータバスを介して選択された入出力ポ一 卜のレジスタにフユ ツチさせ、 当 該入出力ポー 卜から出力させる。
この I / 0拡張回路により、 ライ トデ一夕バス及びリー ドデータバスという 2つの単方向の 4 ビッ トデータバスを用いて構成されるので、 より高速の動作を期待できる。
本発明にかかる外部記憶装置は、 データを記憶するためのメモリーを有し、 パーソナルコ ン ビ ユータのパラ レルイ ンターフ ヱ イ スに接続する事によって、 °ラ レルイ ンタ一フヱ イ スを介して メモリ一に記憶されたデ一タをパーソナルコ ン ピュータに与え、 若しくはパーソナルコ ンビユー タからのデータをメモ リーに記憶する事が可能な外部記憶装置であって、 パラ レルイ ンタ一フ ヱ ィ スに接続するためのコネク ターと、 コネ ク ターに接続され、 パラ レルイ ンターフ ヱイ スのデ一 夕 レジスタに相当する第 1 のレジスタの 4又は 5 ビッ トをコネクターを介して入力するデー夕入 力と、 ラ レルイ ンターフ ェイ スのステータ ス レジスターに相当する第 2 のレジスタに 4 ビッ ト のデータをコネクタ一を介して与えるデータ出力と、 パラ レルイ ンターフ ェイ スのコ ン ト ロール レジスターに相当する第 3のレジスタからの信号をコネクターを介して入力する制御入力とを有 する I Z O拡張回路とを含んで構成され、
I / O拡張回路は、 メモ リ一のア ドレス端子、 データ端子及び制御のための端子に接続された 4 ビッ トの入出力ポー トと、 これらの入出力ポー ト とデータ入力又はデータ出力との間でデータ 送を行う 4 ビッ トのデータバスとを有し、 制御入力からの制御により、 データ入力から与えら れた 4 ビッ トデータを入出力ポー トのうちの 1 つに出力し、 も しく は入出力ポー トのうちの 1 つ に与えられた 4 ビッ トデータをデータ出力に出力する。
この外部 §己憶装置では、 入出力ポー トの状態を変化させてメ モ リ 一の動作をェ ミ ュ レ一 卜する こ とにより、 パラ レルイ ンターフ ェ イ スを介してメ モ リーにアクセスでき る。 これによ つて、 パ ラ レルイ ンターフ ユイ スに接続する外部記憶装置を構成しうる。
本発明にかかる外部 i己憶装置のアクセス方法は、 上記外部記憶装置をパーソナルコンビュータ のパラ レルィ ンターフ ェイ スに接統し、 パーソナルコ ンピュータのデ一夕 レジスタ及びコ ン ト 口 一ルレ ジス夕にデータを害き込む事によつて外部記憶装置のメモ リーのデータを読み取るための 外部記憶装置へのアク セス方法であって、 1 0拡張回路の入出力ポー トのうちメ モ リ 一のデー 夕端子に接統されたものを読み込みモー ドにし、 I 0拡張回路の入出力ポー トのうちメ モ リ 一 のア ドレス端子に接続されたものに、 メモ リーに害き込むア ド レスをセッ ト し、 1 0拡張回 S§ の入出力ホー トのうちメモ リーの制御のための端子に接続されたものに、 4 ビッ トデータを書き 込んでメ モ リ ーからア ドレスに害き込んだデータを出力させ、 I 0拡張回路の入出力ホー ト の うちメ モ リーのデータ端子に接続されたものから出力されたデータをパー ソナルコ ン ピュータ の ス テータ ス レ シス タから読み込んて、 メモ リーのデータを読み取る- この外部 Ϊ己憶装置のァクセス方法によ って、 メ モ リ ーの動作をェ ΐ ユ レ一 トするこ と によ り 、
パーソナルコンピュータ本体からメモリーにデータを書き込み、 あるいは、 メモリーのデータを読み取る二 とができる。
また, 本発明にかかる外 己情装置のアクセス方法は、 上言 s si 己憶装置をパ一ソナルコンピュータのパ ラレルインターフェイスに ί^ し, パーソナルコンピュータのデータレジスタ及びコン卜ロールレジスタに デ一タを書き込む事によつて外部記 11^置のメモリ一にデ一夕を書き込むための外部言 置へのァクセス 方法であって、 1ノ0拡張回路の入出力ポー卜のうちメモリーのアドレス端子に ¾ されたものに、 メモリ 一に書き込むアドレスをセットし、 1 0拡張回路の入出力ポ一卜のうちメモリーのデータ端子に され たものに書き込むべきデータをセッ卜し、 I ZO拡張回路の入出力ボー卜のうちメモリーの制御のための端 子に^されたものに、 順次 4ビッ卜デ一タを書き込んでメモリ一をァドレスに読み込むように動作させて、 メモリ一にデータを書き込む。
本発明にかかる Iノ0拡張装置は、 I ZO拡張回路が、 制御入力のうちの 1のビットによって入出力ポー 卜の書き込み ·読み込みが制御され、 制御 のうちの残りの 3のビッ卜によって選択された SHI己入出力ポ —卜に、 データ入力から与えられた 4ビットデータの書き込みを行なって当該入出力ポー卜から出力し、 も しくは l己 3のビットによつて選択された入出力ポー卜に与えられた 4ビッ卜デ一タをデー夕出力に出力す るようにしてもよレ、。
この I ZO拡張装置では、 制御入力のうちの 1のビットで入出力ポ一トの書き込み ·読み込みの制御を行 ない、 残りの 3のビッ卜で入出力ボ一卜の選択を行なうようにしているので、 当該入出力ボートにデ一夕入 力からの 4ビットデータの書き込みを行ない、 もしくは当該入出力ポートに与えられた 4ビッ卜データを前 言 5データ出力に出力するようにしているので、 より高 乍を Hi見できる。
本発明のコンピュータは、 パラレルインターフェイスを有し、 ±iiした外部記憶装置力; StjfSパラレルイン ターフェイスに ί¾¾された に、
ドライブとしてアクセスするプログラムかコン ピュー夕の B I O S R O Mに書き込まれている二とを! f¾¾とする。
また、 本発明のコンピュータは、 少なくとも 4ビッ卜のテ'一夕の入力又は出力ができるパラレルイン夕一 フェイスがモノシリックに幵 ί成されたマイクロコン卜ローラと、 二のマイクロコン 卜ローラを動作させるた めのプログラムが申湖された R O Mとを有するコンピュータであって、 パラレルインタ一フェイフ、 . メモ リと、 パラレ インターフェイスとメモリとの間で少なくとも 4ビッ卜のテ一夕をやり取 する事力 'てきる I 0拡張回路ヒを有する記憶装置を ¾する事カ^!能であり, R O Mに書き込まれたプログラムによって. Iノ0拡張回路を介してメモリのァドレスの選択及び制御を行うとともに, I /0拡張回路を介して (^ モリの所望Dァ卜レスのチ一タをやり取りする事ができる c 図面の簡単な S明
図 1は、 パーソナルコンビュ一夕本体内部のパラレルインタ一フェイスの構成を示す。
図 2は、 本発明の I /0拡張装置の構成を示す:
図 3は、 本発明の I /0拡張装置の具体的な回路例を示す。
図 4は、 I 0拡張回路 100のポ一卜 PA4の各ビッ卜の;!え態とメモリーの の関係を示す。
図 5は、 メモリ一に SRAMまたは EEPROMを用いた場合のデータの読み込みを 1バイ卜づっ行う場 合のアルゴリズムの例を示す。
図 6は、 メモリ一に SRAMまたは EEPROMを用いた場合のデータの書き込みを 1バイ卜づっ行う場 合のアルゴリズムの例を示す。
図 7は、 メモリ一に S R AMまたは E E P R 0 Mを用し、た場合の I ZO拡張装置との具体的な を示 す。
図 8は、 メモリ一に DRAMまたはこれと同じ動作でアクセスするメモリーを用いた if^のデータの読み 込みを 1バイ卜づっ行う場合のアルゴリズムの例を示す。
図 9は、 メモリ一に DRAMまたはこれと同じ 乍でアクセスするメモリーを用いた場合のデータの書き 込みを 1バイトづっ行う場合のアルゴリズムの例を示す。
図 10は、 本発明の I ZO拡張装置の他の構成例を示す。
図 1 1は、 本発明の I 0拡張回路の構成例を示す。
図 12は、 図 1 1の I /0拡張回路の制御回路 MUXの構成例を示す。
図 13は、 本発明の I ZO拡張装置の他の構成例を示す。
図 14は、 図 13の】ノ 0拡張装置の書き込みシーケンスを示す。 図 15は, 図 13の I/O拡張装置の 読み込みシーケンスを示す。
図 16は, 例に列挙した I /0拡張回路にメモリーを搬して構成したス卜レージデパイスを用 L、た パー'ノ十ルコンピュータの内 冓成例を示す。
図 17は、 図 16のパーソナルコンピュータの外観構成例を示す。
図 18は、 図 1 Gのパーソナルコンピュータの外観構成例を示す c.
図 19は、 マイクロコントローラヒ本発明 O Iノ 0拡張装置との ί¾¾ί列を示す c
20は, 本発明の I 0拡張装置を用いたス卜レージデ ィスを 一'ノ十 コンビユークにす するた めの拡張装置の外 IIを示す c
図 2 , 図 20の拡張装置の内部についてブロック構成例を示す、- 図 22は. 本 明の I /0拡張回路を 、たス卜レージ子 '、ィスで搆成したセ 卜卜ップホ ス 例を示す. -
: . 本 ¾明レっ ] /0K張回路な 、たス卜し—シ 、 < スて楫 ¾ たセ ·.' 卜 卜 ホ ノ
ブロック構成を示す。
図 24は、 本発明の I Z0拡張回路を用いたス卜レージデバイスで構成した携帯用の' 端末の外観を示 す。
図 25は、 本発明の Iノ 0拡張回路を用いたス卜レージデバイスで構成した 用の' 端末の内部プロ ック構成を示す。
図 26は、 図 24、 25の装置を ¾|¾用とした場合の外観構成を示す。
図 27は、 MPUの周りのブロック構成を示す。 発明を実施するための ftSの形態
本発明は、 P CZA T若しくはその のパラレルイン夕一フェイスを利用して拡張を可能にするもの であるので、 まず、 そのパラレルインタ一フェイスについて説明する。
パラレルインターフェイスは、 プリンタ一の^に使われることからプリンターボ一卜とも呼ばれ、 I B M社発行「丁 echnical Refference Personal Computer AT」 に言 BISされている。 図 1は、 パーソナルコンビ ュ一タ本体内部のパラレルインターフェイスの† を示したものである。
パラレルインタ一フェイスには、 25ピンの DSUBコネクタ一(メス)力 s通常使用され、 コンピュータの外 @fk75 装置に 8ビッ卜パラレルデータの出力力 s可能になっている。 二のパラレルインターフェイスには、 デ一タレ ジスタ (Data Register ) , ステータスレジスタ (Status Register ) , コントロールレジスタ (Control Register) の 3つのレジス夕があり, これらはパーソナルコンビユー夕のマザ一ボードのインターフェイス (PC Interface ) である I SAバスにす繊され、 図示せぬ CPし' からアクセスできるようになつている。 データレジスタ及びコントロールレジスタは、 CPU 力ら書き込み ·読みだしの両方力;可能であり、 ス千
—タスレジスタは読みだしだけが可能になつている。
デ一タレジス夕の; (え態は. DSUBコネクターのピン 2からピン 9に出力され、 二の信号は D 0から D 7とい う名前がつけられている。 コントロールレジスタのビッ卜 0からビッ卜 3の;!え態は, DSUBコネクタ一のピン 1 , 1 4. 1 6, 1 7にビット 2を除いて反転されて出力される。 これらの信号は STB. ALF, I 1. DSLという名前かつけられ、 残りのビッ卜 4から 7についてはリザーブされるて 、る。 ス ー夕スレシス タのビット 3から 7は、 DSUBコネクターのピン 1 5. 1 3, 1 2, 1 0. 1 1の;|ぇ を示し, ヒット 7は反 秦云された状態を示す: 二れらの信号は ZFEH, O FON. P Λ F' , /AC . B S Yという名前がつけら れ. 残りのヒット 4から 7についてはリザーブされるている また、 ビット G (DSUBコネ-クタ一のピン 1 0. 信号 ZACK ) の;!え を Lにするニヒによって I RQ 5又は 7の割り込みを行う事が可能てあり. 二れ コ ン卜ロールしシスク Oビッ卜 4によって割り込みの許可 ·不許可を制御する事ができる: この制御をするた めの回? S (IRQ Losic ι か 1 :")ら ている.
データレジスタのアドレスは、 378H, 278H, 3BCH (Hは 16it¾TCあることを示す)いずれかに設定され、 ス テ一タスレジス夕は子一タレジスタのァドレスに 1加えた値であり、 コント口一ルレジスタのァドレスはデ 一夕レジスタのァドレスに 2加えた値になっている。 これらのァドレスを CPUから指定する事によって上 記レジス夕の t、ずれか!:ァクセスする事ができるようになつている。 図のアドレスデコードコントロール回 路 (Address Decode Control) は C P Uから出力されたアドレス (A0-A9) 及びリードライ卜制細言号 (I0R. I0W) から上記各レジス夕の入出力制御を行う回路である。
P C Z A Tでは、 データレジスタに 8ビットのデ一タを書き込んでコンビュ一夕から外部の装置に 8ビッ 卜並列のデータを出力する事ができる。 し力 、 二の書き込んだデータをデータレジスタから読み取れるに 過ぎないので、 8ビット双方向の伝送はできない。 PCZATS^の ~¾及び PSZ2では、 データレジ ス夕を用レ、て 8ビッ卜双方向の ί£¾力可能にはなつているが、 どの P C Z A Τまたはその互 でもパラレ ルイン夕一フェイスから外部からデータを入力できるのは、 ステータスレジスタに限られている。
本発明の I Z0拡張装置は、 ±£Εのような事情に鑑み、 どの PCZAT若しくはその互腿でもパラレル ィンターフェィスに^!し入出力を拡張する事を可能にしようとするものである。
図 2は、 本発明の I /0拡張装置の構成例を示したものである。
二の 1 0拡^置は、 パーソナルコンピュータ本体のパラレルインターフェイスに^するためのコネ クタ一 CN1 (カードエッジコネクタ一を含む。 以下同じ) と、 4ビットのデータ入出力ポー卜 (P0RT4.P0 RT5...P0RTn ) を複謝 # IZO拡張回路 100とを有する。
コネクター CN 1のピン 2~9 (デ一夕レジスタからの信号ライン D0~D7) のうち 4本は、 I /0拡張回 路 100のデータ入力 DINに^される。 I/O拡張回路 100は、 二のデータ入力 DINからコネクター C N 1を介してパーソナルコンピュータ本体の子一タレジスタからの 4ビッ卜並列の信号を入力するようにな つている。 ただし、 パリティを含も 合は、 I/O拡張回路のデータ入力 DINは、 5ビットであり、 信号ラ ィン D0~D7のうち 5ビット力 繊される。
コネクタ一 CN】のピン 1 1〜 13, 15 (ステータスレジスタへの信号ライン/ FEH. BSV , PAP , 0N0F) は、 IZ0拡張回路 100の 4ビットの子一夕出力 D01TTに接続される。 1 0拡張回路 100は. 二のデー タ出力 D0UTからコネクタ一 1のピンを介してパーゾ十ルコンピュータ本体のス 一夕スレジスクに 4ヒ ッ卜並列の信号を出力するようになってい ただし、 一ツナルコンピュータ本体に 一卜ウェア割り込 み信号を与える場台または 4ビツ卜並列信号のパリ千ィを含 ί易台は、 千一夕出力 DOLTのもう一つの出力か. ί言号ライン に接続され、 コネ、クタ一C.ヽ- 1のピン 10を介してス千ークスレジスタのヒッ卜 :与えら るようになって t、る c 害リり込みはアクティブ口一である。
コネクタ一 C\' 1 C ピン 】 . 14. 1 C. 】 7 (コン トロールし シスクからの信号ライン ZSTB. .'ALF. I M. DSLi Oうち 要な の力', I /0拡張回路 100の制御人力 CTRLに接続される- そレつうち 1本は. I
ZO拡張回路 1 0 0のストローブ端子 PROGに される。 このス卜ローブ PR0(»¾lK¾t態から遷移すると、
I ZO拡張回路 1 0 0はデ一夕入力 DINからのコマンドを入力する。 二のコマンドによって、 ポ一卜 4〜n のいずれか力 ¾1択されるとともに選択されたポ一卜力 き込み又は読みだしモ一ドに設定される。 そして、 読みだしモードの場合、 選択されたボー卜の各端子の优態がデータ出力 Doirrに出力される。 書き込みモ一ド の ii^、 選択されたボー卜に書き込むデータをデータ入力 DINに与えてストローブ PR(X¾¾)期优態に戻るよ うに遷移すると、 選択されたポー卜の各端子に書き込むデ一タカ 力される。
また、 コントロールレジスタからの信号ライン /STE, /ALF, /INI, /DSLの他の一つは、 4ビットのデータ 入力 DINへの信号を J力力、無カかを制御するための端子/ ENに ¾^される。 4ビッ卜のデータ入力 DINに与 えられた信号か 効であるためには、 少なくとも端子/ E によって有効なるように制御されなければならな い。
二の図 2では、 コントロールレジスタのビット 0 , 1 , 3の; Iえ態によって I 0拡張回路 1 0 0の動作力 s制 御され, ビッ卜 2の状態によってストローブ PR0Gを制御するようになっている。
なお、 コネクタ一 C N 1のピン 2〜9 (データレジスタからの信号ライン D0~D7) の残りは、 I Z0拡張 回路 1 0 0への電源供給ラィンゃ 要に応じて I Z0拡張回路 1 0 0の制御入力 CTRLに され、 電源の供 給や回路の制御に用いられる。
図 3は、 本発明の 1ノ0拡g^gの具体的な回^ jを示したものである。 この 1 0拡張装置は、 現状で 手に入り易い I C ( 4ビットバスバッファ U1A . U1B , 1 0エキスパンダ U3, U4) を用い、 これらを双方向 の 4ビットバスで騰したもっとも簡単な構成例の一つである。 また、 図 3は、 1 0拡張回路 1 0 0のポ一 卜 PA1〜PA7, PB1〜PB7を介してメモリ一 I C 2 8を†|¾!する事によって簡単な外部記情装置としての応用例 も示している。
表 1は、 パラレルインタ一フェイスの各レジスタ, コネクター C N 1と図の 1 /0拡張回路との ¾^関係 をまとめたものである。 表の右側からパラレルインターフェイスの各レジスタ Iregister nane. bit No. ) と 信号名 (signal name ) , コネクタ一 C N 1のピン番号 (pin No. ) . 信号の方向 (Destination ) . バス パッフマ U1A , U1B. I 0エキスパンダ U3及び U4なと"との擬壳 ( Connection) を示している。 なお、 -— は コンビユーク本体から図の I /0拡張装置への出力を示し、 ' ' --·は図の I Z0拡張装置からコンピュータ 本体への入力を示して L、る。
表 1. register name DestiConnec t ion
bit No. (signal name) pin No nation
Data register
0 (DO) 2 ——> U1A P20 of U3. U4
1 (Dl) 3 ——〉 U1A P21 of U3, U4
2 (D2) 4 一一〉 U1A P22 of U3, U4
3 (D3) 5 -- > U1A P23 of U3, U4
4 (D4) 6 CR1 for +5V
5 (D5) 7 CR2 for +5V
6 (D6) 8 CR3 for +5V
7 (D7) 9 CR4 for +5V
Status regi ster
3 (/FEH) 15 <—— U1B P20 of U3.U4
4 (OFON) 13 <― U1B P21 of U3.U4
5 (PAP) 12 <― U1B P22 of U3. U4
6 (/AC ) 10 ぐ一一 EXTERNAL INTERRUPT
7 * (/BSY) 11 ぐ一一 U1B P23 of U3. U4
Control regi ster
0 * (STB) 1 ——〉 /CS of U3
1 * (ALF) 14 /CS of 1)4
2 (/INI) 16 一一 > PROG of U3. U4
i 3 * (DSL) 17 ——> /EN of U1A
4 IRQ frag
* Inverted input or output
4 ビ 'ノ トバスバッフ ァ U1A の入力 1Aから 4Aは、 I 0拡張回路 1 0 0 のデータ入力 D 1 \ をなす: これらは、 パラ レルイ ンターフ ェ イ ス接続用のコ ネ ク ター C N 1 の ビン 2 から 5が接続され、 デ 一タ レ ジスタの下位 4 ビッ 卜の信号 DOから D3が与えられている c パスバッ ファじ 1 A のゲー ト制御 端子/ EN は、 1 0拡張回路 1 0 0 のテー タ入力 Dl.\ への信号を有効か無効かを制御するための
端子をなす。 この端子には、 コ ネクタ一 C N 1 のビン 1 7が接铳され、 コ ン ト ロールレ ジスタの ビッ ト 3の信号 DSL が与えられている。 そ して、 コ ン ト ロールレジスタのビッ ト 3の状態が- 1 _ のとき ( ピ ン 1 7 は- L -) にのみ、 信号 DOから D3がバスバッ フ ァ 1)1 A 及び 4 ビッ ト バスを介して
I 0エキスパンダ U3及び U4のポー ト P20 から P23 に与えられるようになつている。
4 ビッ トバスバッ フ ァ U1B の出力 1Yから 4Yは、 I ノ0拡張回路 1 0 0の 4 ビッ ト のデータ出力 D0UTをなす。 これらは、 コネクター C N 1 のピン 1 5, 1 3 , 1 2 , 1 1 (信号 /FEH, OFON, PA P , /BSY) が接続され、 ノ、'スバッ ファ U1A を介して I 0エキスパンダ U3及び U4のポー ト (Ρ20 ら Ρ23 ) の状態がパーソナルコ ンピュータ本体のステータ ス レ ジス夕のビ ッ ト 3 , 4 , 5 , 7 に 与えられるようになつている。 また、 コネクタ一 C N 1 のピン 1 0 (信号/ ACK) は、 外部からの 割り込み入力 (/1Π〉 が接続され、 この割り込み入力 (/ΙΝΤ) の状態がステータス レジスタの ビ ッ ト 6に与えるようになつている。 割り込み信号 (/1NT) はアクティブローである。
バスバッ ファ U1A のゲー ト制御端子/ ΕΝ , I 0エキスパンダ U3及び U4の端子 CS, 端子 PROGは、
1 0拡張回路 1 0 0の制御入力 CTRLをなす。 I 0エキスパンダの各端子及びコマ ン ドなどにつ いてはィ ンテル社や互換チップメ一力一発行のユーザーズマニュアルに記載されている通りであ る o
I 0エキスパンダ U3及び D4の端子/ CS , 端子 PROGには、 コネ ク ター C N 1 のピン 1 , 1 4, 1 6を介して、 コ ン ト ロールレジスタのビッ ト 0, 1, 2 (信号 STB , ALF , /INI) が接統されて いる。 I 0エキスパンダ 1)3及び U4の端子/ CS は、 チ ップセレク ト入力であり、 この端子力; 'FTの ときは出力又は内部ステータ スの変更は一切出来ない。 この端子も、 1ノ0拡張回路 1 0 0の動 作を制御するものであり、 データ入力 DIN への信号を有効か無効かを制御するための端子をなす といえる。 ビン 1 (コ ン ト ロールレジス夕のビッ ト 0 ) 力 し -のと きは I 0エキスパンダ U3が選 択され、 ピン 1力 L -のとき (コ ン ト ロールレ ジスタのビッ ト 0力; - 1 - ) は I 0エキスパンダ U3 が選択され、 ピン 1 4が- L -のとき (コ ン ト ロールレジスタの ビッ ト 1 が- 1 - ) は I 0エキスパ ンダ U4が選択される。
I 0エキスパンダ U3及び U4の端子 PROGは、 1 0拡張回路 1 0 0のス ト D—ブ端子 PROGをなす: 端子/ CS 及び端子/ を-し -にしてス ト ローブ PROGを- H-から- L-にすると、 デ一夕入力 D1N か らのコマン ドをフヱ ツチする。 このコマン ドの上位 2 ビッ トカ; I 0エキスパンダのボー トの選択 (表 3 ) 、 下位 2 ビッ トが選択されたォ:一 卜のモー ド設定となつている c
コ ン ト ロールレ ジス タの ビッ ト 0, 1, 2の状態によって I 0エキスパンダ U3及び の動作が 制御され、 ビッ 卜 4の状態によ つてス ト ローブ端子 PROGを制御するようになっている。
表 2
表 3
例えば、 コマ ン ドが- 20H -のとき、 ポー ト 6 (P60 -P63 ) が選択され、 このポー ト 6は読み だし (READ) モー ドになる。 ポー ト 6の状態がバスバッ フ ァ U1B の出力 1 Yから に出力され、 パ — ソナルコ ンピュータ本体のステータ ス レ ジス タに与えられる。 また、 コマン ドが- 01H -のとき、 ポ一 ト 4 (P40 〜P43 ) が選択され、 このポー ト 4 は書き込み (WRITE ) モー ドになる。 そして、 選択されたポ一 トに書き込むデータをバス バッ フ ァ U1A の入力 1Aから 4Aに与えてス ト口―ブ PROG を- L -から- H—に戻すと、 書き込むデータがポー ト 4の各端子に出力される。
コネクター C N 1 のピン 6力 ら 9を、 シ ョ ッ トキーバリアダイオー ド CR1 ないし CR4 を介して の電源ラ イ ン ( + 5V ) に接続されている。 この 1 0拡張装置には、 外部から電源を供給する事 もできる力;、 消費電力を小さく していることからパーソナ ルコ ン ピュータ本体から電源の供給及 びその制御ができるようになつている。 電源の供袷は、 データ レジスタの上位 4 ビッ ト D4力 'ら D7 を' 1 -にしてビン 6から 9を- H -にするこ とにより行われる。 そして、 'し-にすることにより電 源の供給を停止できる = 電源ラィ ン (+5V ) とグラ ン ドラ イ ン との間には、 コ ンテ ンサ C1を接镜
してリプルを抑えるようにしている。
また、 電源ライ ン ( + 5V ) とグラン ドラ イ ンとの間には、 電源監視回路が接統されている。 こ の電源監視回路は、 霜源ライ ン ( + 5V ) の電圧が良好であるかどうかを監視するための回路であ り、 図のように、 電源リセッ ト I C (U2) , トラ ンジスタ TR1 , 抵抗 Rl, 発光ダイォ一 ド CR5 で構 成する事が可能である。 図の電源監視回路では、 電源ライ ン ( + 5V ) の電圧が電源リセッ ト I C (U2)で決められた電圧以上になっているときに発光ダイォー ド CR5 を点灯して良好な電圧である 事を示すようになつている。 これらの回路で電源回路部 1 2 0をなしている。
I 0エキスパンダ U3及び U4のポー ト P40〜P43 , P50〜P53, P 60〜P63, P 70〜P73は、 それぞれ I Z O拡張回路 1 0 0の入出力ポー トをなす。 ここでは、 これらに便宜上符号 PA4, PA4, PA5, PA6, PA7, PB4, PB5, PB6, PB7を用いている。 所望のポー トに出力する場台のパーソナルコ ン ビユ ー タ本体側のァルゴリス'ムは表 4 のよう に I . ' 0拡張回路 1 0 0の制御入力の信号をコ ン ト ロール して実現しうる。
表 4
また、 I Oエキスパンダ U3及び U4の所望のポ一 トから入力する場台、 パーソナルコ ン ピュータ 本体側のアルゴリ ズムは表 5のようにして I ノ0拡張回路 1 0 0の制御入力の信号をコン ト α— ルして実現しうる。
表 5
図 3の回路構成の埸台、 ポー トへの出力は次のよ うにして行う事ができる。 まず、 コ ン ト 口一 ル レジス夕の上位 4 ビ ッ トを- 0 1 1厂に し、 ビッ ト 3 に 0 を、 ビ ッ ト 2 に 1 を、 U 3の場台はビッ ト 0 に、 U4の場台は ビッ ト 1 に 1 をセッ 卜する (表 4状態 0 ) 。 データ レジスタの上位 4 ビッ ト を にしたまま、 下位 4 ビッ 卜に所望のポ一 卜への書き込みコマ ン ドをセッ トする (表 4状態 1 ) c そ して、 コ ン ト ロールレ ジスタのビッ ト 2 に 0 をセ ッ トする (表 4状態 2 ) c データ レ ジ スタの上位 4 ビッ トを 1 1 1 にしたまま下位 4 ビッ 卜に書き込みデータをセッ トする (表 4状態 3 ) c コ ン ト ロールレ ジス 夕の ビッ ト 2 に 1 をセ ッ トする (表 4伏態 4 ) c
これはアセンブラーや C言語等のコ ンビュータ言 ¾を用いて実現てきる: アセンブラて表せ
次のようになる (ただし、 変数 portは表 2 に応じた OHから 3Hまでの値、 変数 chipは U3又は U4に応 じた 0H又は 1Hのいずれかの値、 変数 prし portはパラ レルィ ンタ一フ ヱイ スのァ ドレ スである)。
MOVE AL. chip
OR AL. ECH
OUT (prt_port+2). AL
MOVE AL. port
OR AL. F4H
OUT prt_port, AL
MOVE AL, chip
OR AL. E8H
OUT (prt_port+2). AL
MOVE AL, write— data
OR AL, FOH
OUT prt_port. AL
MOVE AL. chip
OR AL. ECH
OUT (prt_port+2). AL
図 3の回路構成の埸台、 ポー トからの入力は次のようにして行う事ができる。 コ ン ト ロール レ ジスタの上位 4 ビ ',. ト を- 011Γにし、 ビッ ト 3 に 0 を、 ビッ ト 2 に 1 を、 U3の場台はビッ ト 0 に、 U4の場台は ビッ ト 1 に 1 をセ ッ トする (表 5状態 0 〉 。 データ レ ジスタの上位 4 ビッ トを" 111 にしたまま、 下位 4 ビッ トに所望のポー トへの読み込みコマン ドをセッ トする (表 5状態 1 ) 。 そ して、 コ ン ト ロールレジスタのビッ ト 2 に 0 をセ ッ トする (表 5状態 2 ) 。 コ ン ト ロールレ ジ ス タのビッ ト 3 に 1 をセッ 卜する (表 5状態 3 ) 。 ステータ ス レ ジスタの状態を読み取り保存す る (表 5状態 4 ) コ ン ト ロールレジスタのビッ ト 3 に 0 を、 ビッ ト 2 に 1 をセッ トする (表 5 状態 5 ) 。
これもアセンブラ一や C言語等のコ ンピュータ言吾を用いて実現て'きる。 アセンブラで表せば 次のようになる (ただし、 読み取ったボ一 卜からのデータは ALレジスタに保持される) =
MOVE AL. chip
OR AL. ECH
OUT (prt_port+2), AL
MOVE AL, port
OR AL. FOH
OUT prt_port. AL
MOVE AL. chip
OR AL. E8H
OUT (prt_port+2). AL
MOVE AL. chip
OR AL. E8H
OUT (prt_port+2), AL
MOVE AL. chip
OR AL, EOH
OUT (prt_port+2), AL
IN AL, (prt_port+l)
MOVE BL, AL
MOVE AL, chip
OR AL. ECH
OUT (prt_port+2), AL
SHR BL. 3
AND BL, 07H
NOT AL
SHR AL. 4
AND AL, 08H
OR AL, BL
このよう に、 本発明の I / 0拡張装置では、 コ ン トロールレ ジスタからの制御により、 ス ト 口 ーブ PROGを初期状態から遷移させて、 データ入力 D1N からコマン ドを入力して所望のポー トを害 き込み又は読みだしモー ドにする。 そして、 読みだしモー ドの埸合、 選択されたポー 卜の状態を データ出力 D0UTに出力させることができる。 害き込みモー ドの場台、 データ入力 D1N' に与えたデ ータを選択されたポー ト に出力することができ る。 すなわち、 ヮ ンチ ッ プマイ ク ロ コ ン ト ロー ラ のように、 パラ レルイ ンターフ ユイ スがあればどのパーソナルコ ン ピュータでも、 I 0拡張回 路 1 0 0の多数あるポー トのうち所望のものへァクセスする事を可能にすることができるように なる。
こう して、 パラ レルイ ンターフヱ イ スを介してパーソナルコ ン ピュータの入出力端子を增加さ せ、 入出力の拡張を実現する事ができる。 1 0拡張装置のポー トにリ レーなどを接続して ケ ンス制御に用いうる事はもとより、 様々な ドウユアを接続し動作させる事もできる。 図 3は、 メ モ リ ー 1 C 2 8を用いたス ト レージデバイ スの具体的な構成例であり メ モ リー I C 2 8 としては、 D R A M, S R A M, E E P R O M, フ ラ ッ シュ メモ リ 一, 強誘電体メ モ リ ー
などを用いることができる。 上述したポー トにアクセスするためのアルゴリズムを用いて、 害き 込み .読みだしの動作をェ ミ ュ レー 卜する事によってメモリー I C 2 8の害き込み及び読みだし を実現している。
I 0ェ牛スパンダ U4のポ一 ト P41-P43には、 スイ ツ チ SIH~SW3が接铳され、 このポー トからス ィ ツチの状態を読みだす事によつて接続されたメモ リーの識別が出来るようになつている。 スィ ッチ SW1 は、 メモ リ一 I C 2 8の害き込み制御の為の端子/ WE に接続され、 このスィ ツ チによつ て害き込み禁止にできるようになつている。 また、 スィ ッチ SW2 はメモ リーが接続されているか を識別するためのものである。 スィ ッチ SW3 は、 そのアクセスが D R AMタイプか S R AMタイ プかを識別するためのものである。 図 4は、 I 0拡張回路 1 0 0のポー ト PA4 の各ビッ トの状態 とメモ リーの識別の関係を例示したものである。 この例では、 メモ リーの害き込みができるかど うか(B1T3)、 メモリ一のアクセスシーゲンスが SRAMか DRAMか(B1T2〉、 メモ リーが接続されている かどうか(BIT1)が判别できるようになっている。
図 5及び図 6に示す流れ図は、 パーソナルコ ンピュータのデ一夕 レジス タ及びコ ン ト ロールレ ジスタにデータを害き込み、 ステータ ス レ ジスタから読み込むという上述したポー 卜へのァク セ スによつてデ一タの読み込み '害き込みを 1 バイ トづっ行う場合の例であり、 図 3の回路におい てメモ リー I C 2 8に S R AMまたは E E P R 0 Mを用いた場台の例である。 メモ リ一 I C 2 8 のア ドレス入力のための端子 A0〜A14 、 データ入出力のための端子 Q0〜Q7、 コ ン ト ロールのため の端子/ CS , /0E , /WE は I 0エキスパンダ U3及び U4の各ポー トに接統されている。
データの読み込みの動作は次のようにして実現できる。 メモ リーのデータ端子 Q0〜Q7に接続さ れた I 0エキスパンダ U4のポ一 ト P60- P63, P70 - P73を読み込みモー ドにし、 メモリ一の制御のた めの端子/ CS./0E./WE に接統された I 0エキスパンダ U4のポ一 ト P5に- 110 を害き込み、 P50.P5 2に- Γ.Ρ51に- ITをセッ トする。 端子/ CS , /0E は- IT状態になり、 端子/ WE は- 状態になる。 つぎに、 メ モ リーのァ ドレス端子 A0〜A13に接続された I 0エキスパンダ 113のポ一 ト P40- P43. P50 -P53.P60-P63.P70-P73 に害き込むア ドレ スをセ ッ 卜する。 そのア ドレスが端子 A0〜 A14 に与え られる。 そ して、 1 0エキスパンダ U4のポ一 ト P5に- 1100-を害き込み、 P50に- crをセ ッ トする。 端子/ CS は- L-状態になり、 メ モ リー 1 C 2 8にア ドレスがフ ェ ッ チされる c メ モ リ ー I C 2 8 内のそのァ ドレスのデータが端子 Q0〜Q7に出力される。 この出力されたデータを 1 0エキ スパ ン ダ U4のボー ト P60-P63, P70-P73から読み込む。 そして、 1 0エキス バンダじ4のポー ト P5に " 10 Γ, を順次書き込み、 P50.P52に- Γをセッ ト して端子/ CS , /0E , /WE を初期状態の" H—状態 にする。
害き込み動作は次のようにして実現できる。 1 0エキス バ ンダじ3, じ4の各ポー トを害き込みモ ー ドに し、 I 0エキスパンダし!3のォ:一 ト P40 - P43. P50-P53. P60-P63, P70-P73 にア ト レ スをセ ノ ト する。 また、 I 0エキスパンダ"の.寸:一 ト P60-P63, P70-P73にテ'ータをセ ッ トする: これら い
ずれを先に行っても同じである。 つぎに、 I 0エキ スパンダ U4のポー ト P5に" llltrを害き込み、 P50に- CP をセッ 卜する。 端子/ WEは- L -状態になる。 I 0エキスパンダ U4のポー ト P5に- 101(Γを 害き込み、 Ρ52に- (Γをセッ トする。 端子/ CS は- L -状態になり、 メモ リ一 I C 2 8にァ ドレス力; フユ ツチされる。 そして、 I 0エキスパンダ U4のポー ト Ρ5に' 111ITを害き込み、 卩52に- をセッ トする。 端子/ CS は- IT状態になる。 1 0 エキスパンダ U4のポー ト Ρ60-Ρ63, Ρ70-Ρ73にセッ ト さ れたデータがメモリー I C 2 8のそのア ドレスにフユ ツチされる。 I 0エキスパンダ U4のポー ト Ρ5に- 111 を害き込み、 Ρ50に- Γをセッ ト して端子/ CS , /0Ε , /WE を初期状態の- H '状態にす る。 なお、 メモ リ 一 1 C 2 8に E E P R 0 Mを用いた場合、 次のァクセスまで一定時間のィ ン夕 一バルを明けておく。
連統してアクセスする場台、 I 0エキスパンダ U3のポ一 ト P40-P43. P50- Ρ53. Ρ60-Ρ63. Π0-Ρ73 にセッ トするのは、 ァ ドレスのうち変更がある部分のみでよい。 例えば、 ア ド レス 0Hに害き込み を行った後に、 ァ ドレス 1Hにァクセスする場合、 ポー ト PA7 に- 000Γをセ 卜するだけでよい。 また、 バース トモー ドをサポー トするメ モ リーでは、 端子/ CS を変化させる事によつてより高速 に読みだす事ができる。
図 7は、 メモ リ一 I C 2 8に D R A Mまたはこれと同じ動作でァクセスするメモ リー (例えば、 フ ラ ッ シュ メモ リーなど) を用いた埸台の例であり、 図 8及び図 9に示す流れ図は、 図 7の回路 においてデータの読み込み ·害き込みを行う場合の伊 Iである。
読み込み勦作は次のようにして行うことができる。 まず、 メ モ リーの制御のための端子/ RAS./ WE./CAS に接铳された I 0エキスパンダ U4のポ一 ト P5に- 111「を害き込む。 メモリ一の端子/ RAS , /WE./CASは -IT状態になる。 そ して、 メ モ リーのア ドレス端子 A0〜A9に接続された I 0エキス ノ、" ンダ U3のポ一 ト P50- P53, P60-P63, P70-P73に上位ァ ドレスをセッ トする。 1 0エキスパンダ U4 のポー ト P5に- 0111·を害き込む。 端子/ RASは- L -状態になり、 セッ ト した上位ァ ドレスがメモ リ —にとり込まれる。 つぎに、 I 0エキスパンダじ3のポー ト P50-P53. P60- P63. P70- P73に下位ァ ド レ スをセッ トする。 そして、 1 0エキスパ ンダ U4のポー ト P5に- 01 It)-を害き込む。 端子/ CASは" L -状態になり、 セッ ト した下位ァ ド レスがメモ リ一にとり込まれる。 上位ァ ドレス及び下位ァ ドレスで指定されたア ド レ スのデータがメモリ一から出力される。 そして、 このデータをメモ リ —のデータ端子 Q0〜Q3に接続された I 0エキスパンダ U4のポー ト P60- P63. P70- P73 からを読み込 む。 1 0エキスパンダ U4のボー ト P5に を害き込んで初期状態に戻して読み込みを終了する: ページモー ドまたは二ブルモ一 ドで連続してデータの読み込みを行う場台、 図 8 に示すように. I 0エキス パンダ 4の P5に- 011 Γを書き込み、 端子/ Sを- H -状態に戻した後、 下位ア ド レ スの セ ッ ト及びデータの読み込みを繰り返す。
害き込み動作は次のようにして行う こ とができる- まず、 1 0エキ ス バ ンタじ4のホー ト P5に _1
111-を書き込む。 そして、 1 0エキスパンダ U3のポ一 ト P50-P53, P60-P63, Ρ70-Π3に上位ァ ドレ スをセッ トする。 1 0エキスパンダ U4のポー 卜 P5に" 0111""を害き込む。 I 0エキスパンダ U4のポ - ト P60-P63, P70-P73にデータをセッ 卜する。 I 0エキスパンダ D4のポ一 ト P5に- 001 Γを害き込 む。 端子/ WEは- L -状態になり、 害き込みモー ドになる。 I 0エキスパンダ U3のポー ト P50- P53. P 60 - P63, P70-P73に下位ァ ドレスをセッ 卜する。 I 0エキスパンダ U4のポ一 ト P5に- ΟΟΙίΓを害き込 む。 I 0エキスパンダ U4のポー ト Ρ5に- 0110-を害き込む。 これによつて、 セッ ト したデータがメ モリーにとり込まれる。 I 0エキスパンダ (J4のポ一 ト Ρ5に- 111 を害き込んで初期状態に戻して 害き込み終了する。
上述のように、 本発明の I /0拡張装置によってメモリーを接続しこれを読み害きする事が でき、 ノ、'ラ レルイ ンタ一フヱイ スに接続するス ト レージデバイ スを実現する事ができる。 また、 メ モリ一だけでなく、 ほかのィ ンタ一フェ イ スチップを接続し各ポー トの状態を制御することに よって動作させることも可能である。 さらに、 種類の違う もの複数を接続する事も可能である。 図 3の装置において、 I 0ェキスパンダ U4のポー ト Ρ40 については、 他のチップが接続されてい るかどうかの識別などに用いることができる。
なお、 データのビッ ト幅が 8 ビッ トの場合を示したが、 例えば、 図 7において D R A Μ 2を削 除したり、 メ モ リーを増やしたりして、 ビッ ト幅を 4 ビッ トや 1 6 ビッ ト にするようにしてもよ い。 また、 R AMと R OMを混在させるようにもする事もできる。 このような場台を識別するた めに、 メモ リーの最初の所定の範囲をヘッダ領域と し、 このヘッダ領域にビッ ト幅、 メ モ リーの 窨替えが可能か、 トータルメモ リーサイズ、 R AM領域の範囲、 ROM領域の範囲などの識別の ためのデータを害き込む事によって、 汎用性のあるものにできる。
このように、 本発明の Iノ 0拡張装置によってハ一 ドウエアをエ ミ ユレ一シヨ ンすることによ り、 メモリ一やディ スク装置などのス トレージデバイ ス、 S C S I イ ンタ一フヱイ スや G P I B ィ ンターフェイ スを実現することができ、 イーサネ ッ トなどのネッ トワークアダプタ、 A D変 換器、 D / A変換器など、 様々なハー ドウヱァを接続し、 パー ソナルコン ビュータ本体から制御 する事によって、 これらを動作させる事ができる。 これらのハー ドウユアを種類の違う もの複数 を接銃する事も可能であり、 レキシブルな I 0拡張を実現することができる。
図 1 0は、 本発明の 1 0拡張装置の他の構成例を示したものであり、 I 0拡張回路 1 0 0 に 3つの I 0エキスパンダ U3~U5を用い、 より多く のデータ入出力ボー ト PA4〜PA7. PB4〜PB7. PC 4〜PC7を持つようにしたものである。
コネクター C N 1 の ビン 1, 1 4は、 デコーダじ11 に与えられ、 このデコ一ダ U11 の出力は 1 0エキスパンダし'3〜し ·5の端子/ CS を接続されている。 表 6に示すよ うに、 コ ン ト ロールレ ジス夕 のビッ ト 0, 1 の状態によつて 1 0エキスパンタ 'U3. U4.115のいずれかが選択されるようになって いる
表 6
また、 ボー ト PC6. P C7 には、 各ポー トごとに論理和をとるとともにポ一 卜 P C6. PC 7 への信号全 ての論理和をとるための A N Dゲ一 ト U12. U13. U14 が接続されている。 A N Dゲ一 ト U12 の出力 はァクティ ブローの割り込み信号 (/ I NT) としてステータ ス レ ジスタのビッ ト 6 (/ACK )に与えら れている。 ポー ト PC6. PC7 を入力用として用いる場台、 ポー ト PC6. PC7 からの入力によつてパー ソナルコ ン ピュータ本体にハ一 ドウヱァ割り込みをかける事ができるようになつている。 そして、 割り込みがあつたときに、 ポー 卜の状態を読みだす事によりどの端子から入力があつたかを調べ る事ができる。 ポー ト PC6. PC7 からの入力に応じた処理を実行する事ができる。
また、 A N Dゲー ト U13. U14 の出力はポー ト PC43, PC42に接続され、 ハー ドゥ ヱ ァ割り込みが あつたときにポー ト PC4 の伏態を読みだし、 ビッ ト 3及び 4の状態をチヱッ クすることにより、 い ずれのポー ト PC6. PC7 から入力されたかを知る事ができるようになっている。 特に入力端子が多 い場合、 このよう にすることにより、 より ス ピーディ に入力があった端子 PC60〜PC 63, PC70〜PC 7 3を知る事ができるので、 ポー ト PC6. PC7 からの入力に応じた処理をより早く起動する事ができ る
これ以外の部分については、 図 3 と同じである。 したがって、 図 3の場台と同様の次の動作で アクセスできる。 コ ン ト ロールレジスタからの制御により、 ス ト ローブ P ROGを初期状態から遷移 させて、 デ一タレ ジス タにセッ 卜 したコマン ドをデータ入力 D 1 N から入力して所望のポ一 トを害 き込み又は読みだしモー ドにする。 そして、 読みだしモー ドの場台、 選択されたボ一 トの状態を データ出力 D0UTに出力させステータ ス レ ジスタから読み取るこ とができる。 書き込みモー ドの場 台、 データ入力 D 1 N に与えたデータを選択されたボー トに出力することができる c
図 1 0では、 データ レ ジスタ の出力である端子 D4〜D7に接続する回路については省略してある: この部分には、 消費電力が小さい場台、 図 3 と同様の電源回路を構成する事ができ る = また、 D4 〜D7にデコーダを新たに接続し、 この新たなデコーダの出力及び 4 ビッ ト バスにさ らに 1 0ェキ スパンダを接続する事によって、 さらに I 0拡張をする事ができる。
図 1 1 は、 1 0拡張回路 1 0 0の他の構成例を示したものてある = 図 3及び〗 0 の回 §は¾
方向の 4 ビッ トバスを用いたものであるのに対し、 この図 1 1 の回路は、 データ入力 DIN からの 4 ビッ トデータを所望のポー ト(P4. P5. P6, P7... )に{云送する 4 ビッ トライ トバス(4bit write BU S)と、 選択されたポー ト(P4.P5, P6.P7... )からの4 ビッ トデータをデ一夕出力 D0UTに伝送する 4 ビッ ト リ一 ドバス(4b it read BUS)とを用いて構成されている。 これら 2つの単方向の 4 ビッ ト データバスを用いた点に特徴がある。 この回路は、 通常のロジック回路を用いて構成することが でき、 ワンチップ化する事も可能なものである。
この 1 / 0拡張回路 1 0 0の 4 ビッ 卜の各ポ一 トには、 Dフ リ ップフロ ップ L4, L5, L6, L6, L7..及び入出力バッファ B4, B5, B6, B6, Β7· ·が接続されている。 Dフ リ ップフロ ップ L4〜し 7.. は、 4 ビッ トライ トバス(4bit write BUS)を通ったデータ入力 DIN からの 4 ビッ トデータ D0〜D3 を保持するためのものである。 入出力バッファ B4〜B7..は、 制御回路 MUX からの制御により、 D フ リ ップフ口 ップ 〜 L7..に保持された 4 ビッ トデータを各ポー トに出力し、 若しくは外部から 各ポ— トに与えられた信号を 4 ビッ ト リ一ドバスに与えるための回路である。
制御回路 MUX は、 信号 PROGが 'Η·状態から - L "伏態に遷移するときに、 データ入力 DIN からの 4 ビッ トのコマ ン ドをフヱ ツチ し、 このコ マ ン ドに応じて選択されたポー トを害き込み又は読み だしモー ドに設定する。 そして、 コマン ドによって選択されたポ一 トの状態を入出力バッファを 介してデータ出力 D0UTに出力させる。 害き込みモー ドの場合、 選択されたポー トに害き込むデ一 タをデータ入力 DIN に与えてス トローブ PROG力 ί- FT状態に戻るように遷移すると、 Dフ リ ッブフ 口 ッブ L4~L7..のうちコマン ドによつて選択されたものに害き込むデータ D0〜D3をフエ ツチさせ、 入出力バッ ファ B4〜B7..から選択されたポー トの各端子に出力させる。 読みだしモー ドの埸台、 上 K書き込みモ一 ドの動作はなく、 選択されたポー トの状態がデータ出力 D0UTに出力させるだけ である。
制御回路 MUX のコマ ン ドとしては、 表 2, 3に示したものを用いる事もできるが、 -ANLIT, "0 RLD-の二つのモ一 ドはかならすしも使用されない事から、 表 7及び 8に示すコ マン ドにし、 8つ のポー トを選択するようにする事もできる。
B IT SELECTED
2 1 0 PORT (P I N No. )
0 0 0 P0RT4 (P40-43)
0 0 1 P0RT5 (P50-53)
0 1 0 P0RT6 (P60-63)
U 1 1 P0RT7 (P70-73)
1 0 0 P0RT8 ( P40-43)
1 0 1 P0RT9 (P50-53)
1 1 0 PORT10 (P60-63)
1 1 1 PORT1 KP70-73) 表 8
図 1 2は、 表 7及び 8に示すコマン ドを用いた場合の制御回路 MUX の構成例である。 この図 1 2の回路は、 Dフ リ ップフロ ップ FF0〜FF 3, デコーダ DEC , ラ ッチ LL10〜 LL1 7とい ό標準ロジッ クを用いて構成されている c
Dフ リ ップフ ロ ップ FF0〜卩 F3は、 ί言号 PROG力 ί- Η '状態から- L -状態に遷移するときに、 データ 入力 D 1 N' からの 4 ビッ 卜のコ マ ン ドをフ ユ ツチし、 デコータ' DEC にあたえる。 デコーダ DEC は、 フヱ ツチされたコマン ドの下位 3 ビッ 卜からそれに応じたポー 卜の Dフ リ ップフ口 ッブ L4 〜し 1 1 及び入出力バ ソ フ ァ B4 〜B 1】に制御信号を出力する。 このとき入出力バッ フ ァ B4 のうち選 択された人出カバッフ ァからそのォ:一トの状態をデータ出力 D0UTに出力させる c ラ ッチ LL10〜し L Πは、 ポー ト ごとに設けられ、 そのモー ドが ""READ"力 WIU TE-を保持するためのものである: D フ リ ツフ フ ロ ップ FF3は、 コマン ドが "" READ-力 iVR かを保持するためのものであり、 このレ ジ
スターの状態は、 信号 PROGが _H-状態に戻るときに、 選択されたポ一 トに対応するラッチ LL10〜 LL17に保持される。 害き込み "WRITE -モー ドが保持されると、 該当する入出力バッ ファ B4 〜B11 は、 Dフ リ ツプフ口ップ L4 〜L11のうちコマン ドによつて選択されたものの状態をそのポー トに 出力する。
この I / 0拡張回路 1 0 0は、 4 ビッ トバスが単方向であることから、 4 ビッ トデータの方向 を切り換える必要がなくなる。 そのため、 この回路を用いて本発明の I /0拡張装置を構成する ことにより、 より高速動作を実現する事ができる。
図 1 3は、 本発明の I /0拡張装置について、 さ らに他の構成例を示したものである。 この I ,/0拡張装置も、 コネクタ一 C N 1 (これがカー ドエ ッ ジコネ クターである場合も含む) と I / 0拡張回路 1 0 0 とで構成され、 上述した実施例と同様の構成を持つ電源電圧監視回路 1 2 0を 有している。 この図 1 3の実施例では、 1ノ0拡張回路 1 0 0を I 0ェキスパンダにかえて基本 的なロジッ クを用いて構成したものであり、 ワ ンチップ化する事も可能なものである。 そして、 次のような構成になつている。
I /0拡張回路 1 0 0は、 4 ビッ ト ライ トバス(4bit write BUS)と、 4 ビッ ト リ ー ドバス Ubi t read BUS) とを有し、 これら 2つの単方向の 4 ビッ トデータバスを用いた点に特徴がある。 4 ビツ トライ トバスは、 バソ フ ァ U1A を介してそのデータ入力 D1N からの 4 ビッ トデータが与えら れ、 後述するように入出力回路 1 0 1 〜 1 0 8のうち一つを介して所望のポー ト(PA4.PA5... PA7 , PA4.. PA7)に伝送するようになつている。 4 ビッ ト リー ドバスは、 入出力回路 1 0 1〜 1 0 8の うち一つを介してポ一 ト(PA4.PA5... PA7, PA4... PA7 )からの 4 ビッ トデ一タをデ一タ出力 D0UTに £送するようになつている。
デコーダ U110は、 その入力 A0〜A2が I ' 0拡張回路 1 0 0の制御入力 CTRLに接続され、 コネク タ一 C N 1 のピン 1 , 1 4, 1 6 (コ ン ト ロールレ ジスタからの信号ラィ ン /STB, /ALF, /IN I) が与えられている。 そして、 デコーダ U110のデコー ド出力 /00〜/07は、 アクティブ口一であって、 コ ン ト ロールレジスタのビッ ト 0 , 1, 2 によって後述する入出力回路 1 0 1 〜 1 0 8のうち一 つを選択できるできるようになつている (ただし、 ビッ ト 2はデコーダ U110の入力 A2に反 ϋされ て与えられるよ όになっている) 。
入出力回路 1 0 1 ~ 1 0 8は、 各入出力ポー ト ΡΑ4〜ΡΑ7,ΡΒ4〜ΡΒ7 にそれぞれ設けられている。 そして、 この入出力回路 1 0 1 〜 1 0 8は、 デコ一 ド出力/ 00~/07があつた場台に、 ポー ト 〜ΡΑ7. ΡΒ4〜ΡΒ7 に出力するためのデータを保持して出力し、 もしく はポ一 ト ΡΑ4〜 ΡΑ7, ΡΒ4〜 ΡΒ7 からのデータを入力するようになっている。 ボー トに出力するための 4 ビッ トデータが保持さ れるかは、 制御入力 CTRLのビッ ト 3の状態で決まる。 これら入出力回路 1 0 1 〜 1 0 8は、 制御 入力 CTRLの ビッ ト 3 (コネク ター C N 1 の ピン 1 7 E[lちコ ン ト ロールレ ジスタ ( ビッ ト 3 ) 力 ら の信号ラ イ ンダ STB, /ALF, /INI, /DSL) の伏態が" し" のと きに、 デコーダ 10のデコー ド出力
/00~/07 (コネクター C N 1 の ピン 1 , 1 4 , 1 6即ちコ ン ト ロールレジス夕力 >らの信号ライ ン /STB, /ALF, /INI) で選択された入出力回路 1 0 1 ~ 1 0 8のラッチ U111A に 4 ビッ トデータを 保持し、 出力するようになっている。 また、 デコ一ダ U110のデコー ド出力 /00〜/07 (コネクター C N 1 のピン 1 , 1 4, 1 6即ちコ ン ト ロールレジスタ (ビッ ト 0, 1 , 2〉 からの信号ライ ン /STB, /ALF, /IN1) で選択された入出力回路 1 0 1 〜 1 0 8のバッファ U111B からの 4 ビッ トデ —夕が出力されるようになつている。
入出力回路 1 0 1〜 1 0 8は、 図のように、 入出力ポー 卜 PA4〜PA7.PB4~PB7 に与えられたデ 一夕を 4 ビッ ト リー ドバスに出力するための 4 ビッ ト ノ、' ソ フ ァ U111B、 4 ビッ ト リー ドバスに与 えられたデータを入出力ポー ト PA4〜PA7, PB4〜PB7 に保持し出力するための 4 ビッ トラ ッチ U11 1Aで棣成される。 そして、 バッ ファ U111Bの動作を制御するためのゲー ト U111 バッ フ ァ U11 1Bの動作を制御するためのゲー ト U111D、 入出力ポー ト PA4 〜PA7. PB4〜PB7の リー ド ' ライ ト の 状態を保持するための Dフ リ ッププロップ (以下、 D— F F〉 U111Eで構成することができる。 図 1 4は、 図 1 3の回路構成での動作を示したものである。 これを用いてその動作を説明する。 まず、 入出力ポ一 ト PA4〜PA7,PB4~PB7 のうちの一つへ 4 ビッ トデータを害き込むには次のよ うにして行なわれる。 はじめに、 コ ン ピュータ本体のデータレ ジスタの下位 4 ビッ トに出力すベ き 4 ビッ トデ一夕をセッ ト し、 コネクタ一 C N 1 のピン 1 , 2, 3, 4カ らこの 4 ビッ トデータ を出力させてデータ入力 D1N に与える (図 1 4 ( A ) ) 。 この 4 ビッ トデータは、 4 ビッ トライ トバスに出力される。
また、 コ ンビュータ本体のコ ン トロールレジスタの下位 3 ビッ トに出力すべきポー トを選択す るための 3 ビッ トデータ (ただしビッ ト 0 , 1 , 3 は反転される) をセッ 卜 し、 コネクター C N 1 のビン 1 , 1 4 , 1 6からこの 3 ビッ トデ一夕を出力させる。 また、 コ ン ト ロールレ ジスタの ビッ ト 3に害き込み状態である" 0 " をセッ 卜する。 これを 3 ビッ トデータとともに 1 0拡張 回路 1 0 0 の制御入力 CTRLに与える (制御入力 CTRLのビッ ト 3 (CTRL3)は" H" 状態である) c 制御入力 CTRLのビッ ト 0 , 1 , 2からの 3 ビッ トデータにより、 デコーダ U110のデコー ド出力 /0 0〜/07の 1 つが" L" になる (図 1 4 ( B ) ) 。 これによつて、 入出力ポー ト PA4〜!5 A7. PB4〜PB 7 のうちの一つを選択し、 入出力回路 1 0 1 〜 1 0 8の一つをアクティブにするよ うになつてい る
デコー ド出力 /00〜/07の 1 つカノ' L " になると、 その立ち下がりエ ッ ジにおいて、 選択された 入出力回路 1 0 1 〜 1 0 8 の D — F F UU1Eに、 コ ン ト ロールレ ジス タの ビッ ト 3 の値てある" 0 " がセ ン ト される。 この値は選択された入出力ォ:一 卜への書き込みを行なう ことを示し、 コ マ、 ク タ一 C N 1 のピン 1 7 の状態即ち制御入力 CTRLの ビッ ト 3 を" L " に しても (図 1 4 ( C ) の 波形の立ち上がり) 、 その状態が D— F F U111Eに保持されるようになっている。
制御入力 CTRLのビッ ト 3 の状態" H " 及び ¾当するテコー ト出力/ 00〜/(Πの状態" L " か 、
選択された入出力回路 1 0 1〜 1 0 8のゲー ト U111Dの出力は" H" 伏態になる。 ラッチ U111A はデータの取り込み可能な状態になり、 データ入力 DIN から 4 ビッ トライ トバスに出力された 4 ビッ トデ一タが、 4 ビッ トラッチ U111Bにラ ッチされる。 また、 D— F F U111Eからその保持さ れた値" 0 " が出力されることによって、 ラッチ U111Aはデータの出力可能な状態になって、 4 ビッ トデータが、 入出力ポー ト PA4〜PA7, PB4〜PB7 のうち選択されたものから出力される (図 1 4 (D) ) 。
こう して、 データ入力 Dl N から 4 ビッ ト ライ トメ、'スに出力された 4 ビッ トデータが、 4 ビッ ト ラ ッチ U111Bにラ ッチされ、 入出力ポー ト PA4〜PA7, PB4〜PB7 のうち選択されたものから出力す ることが可能であり、 こう して所望のポー トに害き込むことができる。
また、 制御入力 CTRLのビッ ト 3に" 1 " をセッ トすると (図 1 4 ( C ) の波形の立ち下がり) 、 選択された入出力回路 1 0 1 〜 1 0 8のゲー ト U111Cの出力は" L " 状態になり、 選択された 入出力ポー トに与えられた 4 ビッ トデ一夕がバッファ U111Bを介して 4 ビッ ト リ一 ドバスに出力 される。 そして、 この 4 ビッ ト リー ドバスに出力された 4 ビッ トデータは、 ' ファ U1B を介し てデータ出力 D0UTに出力されるようになっている (図 1 4 ( E ) ) 。
出力された 4 ビッ トデータは、 コネクタ一 C N 1 のビン 1 1 ~ 1 3, 1 5を介してステータ ス レ ジスタのビッ ト 3, 4 , 5, 7に与えられる。 これをコ ンピュータ本体側で読み込むことによ つて、 入出力ポー トからの 4 ビツ トデータを取り込むことができるようになつている。
入出力ポー ト PA4〜PA7. PB4〜PB7 のうちの一つへ 4 ビッ トデータを出力する場合、 データを出 力するだけでなく、 その出力したデータが正しいかどうか確かめることもできる。 これはァセ ン ブラ一や C言吾等のコ ンピュータ言語を用いて実現できる。 ァセンブラで表せば次のようになる (ただし、 変数 *rite_dataは害き込みデータ、 変数 por は入出力ポー ト PA4〜PA7, PB4〜PB7 を 示す値であって、 OHから 7Hまでのいずれかの値でビッ ト 0 , 1 , 2は反 されている。 変数 pi — portはパラ レルイ ンタ一フヱイ スのア ドレスである)。 なお、 次の例は P C— X T互換機など 8 ビッ 卜の C Pし'でも利用できるようにすることを配慮したものであり、 レジスタ転送命令ゃス ト リ ング 送命令などを用いて 1 6 , 3 2 ビッ トの C P Uで高速処理できるように直すことができ る
/* prepare Ctrl bit3 "H" */
MOVE AL, write— data /* output write data 幸/
OR AL, FOH
OUT prt_port, AL
OUT (prt— port+2), port /* one of /00-07 fall down */
OUT (prし port+2). (port+8) /* Ctrl bit3 "H"->"L" */
/* (if write sequence cont inue)*/
OUT (prt— port+2), port /* Ctrl bit3 "L"->"H" */
/* IF check write data , insert fol lowings after LINE 5 */
IN AL. (prt_port+l)
MOVE BL. AL
SHR BL, 3
AND BL, 07H
NOT AL
SHR AL. 4
AND AL, 08H
OR AL. BL
次に、 読み込みは、 害き込みと同様であるが、 コ ン ト ロールレジスタ (ただし、 ビッ ト 0, 1 , 3は反転される) のビッ ト 3に" 1 " をセッ ト したままである点が異なる。 害き込みは次のよう にして行なわれる。
コ ン ト ロールレジスタのビッ 卜 3 に" 1 " をセッ ト し、 制御入力 CTRLの ビッ ト 3 を" L " に し た状態にする (図 1 5 ( B ) ) 。 そして、 コ ン ビュータ本体のコ ン ト ロールレジスタのビッ ト 0, 1, 2に出力すベきポー トを選択するための 3 ビッ トデータをセッ ト し、 コネクタ一 C N 1 の ピ ン 1 , 1 4 , 1 6からこの 3 ビッ トデータを出力させる (図 1 5 (A) :) 。
制御入力 CTRLの 3 ビッ トデータにより、 上記 3 ビッ トデータによりデコーダ U110のデコ一 ド出 力 /00〜/07の 1 つが" L" になり、 制御入力 CTRLのビッ ト 3力;" L " 状態でになることによって、 ゲー ト U111Cの出力は" L " 状態になる。 4 ビッ トバッファ U111Bは、 データ出力可能な状態に なり、 入出力ポー ト PA4~PA7. PB4〜PB7 のうちデコーダ U110で選択されたものに与えられた 4 ビ ッ トデータ力;バッ フ ァ U111Bを介して 4 ビッ ト リ一 ドバスに出力される。 そして、 この 4 ビッ 卜 リー ドバスに出力された 4 ビッ トデータは、 バッフ ァ U1B を介してデータ出力 D0UTに出力される (図 1 4 ( C ) ) 。
出力された 4 ビッ トデータは、 コネクター C N 1 のビン 1 1〜 1 3, 1 5を介してステータ ス レ ジスタの ビッ ト 3, 4 , 5 , 7 に与えられる。 これをコ ンピュータ本体側で読み込むこ とによ つて、 入出力ポー 卜からの 4 ビッ トデータを取り込むことができる。
また、 デコーダ U110のデコー ド出力/ 00~/07の 1 つが" H" から" L " に変化するこ とによ り . D — F F じ 111Eにコ ン ト ロール レ ジスタの ビッ ト 3 の値である" 1 " がセ ッ ト される。 この値は 選択された入出力ポー トからの読み込みを示し、 D — F F L'lllEの出力が" 1 " になるこ とによ つて、 ラ ッチ L'111.4の出力はハイイ ン ピーダンス状態になってその出力は S止される =
こう して、 入出力ナ:一ト ΡΑ4〜ΡΑ7. ΡΒ4〜ΡίΠ のう ちコ ン トロールレ ジス タの下位 3 ビッ 卜て;
択されたものから、 4 ビッ トデータをコンピュータ本体に読み込むことができる。 また、 当該ポ 一トを読み込み状態にすることができる。
この読み込み動作もアセンブラーや C言語等のコ ンピュータ言語を用いて実現できる。 ァセ ン ブラで表せば次のようになる (ただし、 読み取ったポー トからのデータは ALレ ジスタに保持され る〉。
/* prepare Ctrl bit3 "じ */
OUT (prt_port+2), (port+8) /* one of /00-07 fall down */
/* hold Ctrl bit3 "L" */
IN AL, (prt_port+l) /* read 4bi t data status port */
MOVE BL, AL
SHR BL. 3
AND BL, 07H
NOT AL SHR AL. 4
AND AL, 08H
OR AL, BL
上述した図 1 3の実施例で示した I ZO拡張装置においても、 図 3や図 7のよう にメ モ リーを 接統しこれを読み害きする事ができ、 パラ レルイ ンターフ ヱイ スに接続するス ト レージデバイ ス を実現する事ができる。 図 3や図 7のよう にメ モ リ一を接続した場台、 図 5、 図 6、 図 8、 図 9 において、 I 0エキスパンダ U3のポー ト P40-P43, P50-P53, P60-P63. P70-P73 をポー ト PA4- PA7 と し、 I 0エキスパンダ U4のポー ト P40-P43.P50-P53, P60-P63.P70-P73 をポー ト PB4- PB7 とする こ とによって、 メモ リーの読み害きの動作を実現する ことができ る。
また、 メモリ一だけでなく、 ほかのイ ンターフヱイスチップを接続し各ポー トの状態を制御す ることによつて動作させることも可能である。 さらに、 種類の違う もの複数を接統する事も可能 である。 この装置においても、 特定のポー トについては、 メモ リー以外の他のチ ノ プが接続され ているかどうかの識别などに用いることができる。
次に、 上述した各 I 0拡張装置のいずれかに図 3や図 7のよう にメ モ リ一を接続して構成し たス ト レージデバイ スを用いたパーソナルコ ン ピュータの一例について説明する。 図 1 6は、 そ のパーソナルコ ン ピュータの内部構成を示したものである。
苻号 3 0 0は、 ハーソナルコ ン ピュータ本体を示し、 通常の P C— X T, P C— A T互換揿と 同等の構成を有し、 8 0 X 8 6互換の C Pし' 3 1 0、 R A M 3 2 0、 B I O S R O M 3 3 0 , キ —ボー ド 3 7 0、 キーボー ドイ ンタ一フヱ イ ス, バラ レルイ ン ターフェ イ ス, シ リ アルイ ンター フ ェ イ ス, サゥ ン トイ ンターフ ヱ イ スなどの周辺装置 3 5 0、 ビデオイ ンタ一フ ェ イ ス 3 8 5、
これらを接続するための内部バス 3 0 1 を有する。 これらの構成要素のうち、 C P U 3 1 0、 周 辺装置 3 5 0、 ビデオイ ンタ一フヱイ ス 3 8 5を 1 チッブ化したものがあり、 例えば、 CH1PS&TE CHN0L0G1ES社 F8680Aなどがある。 また、 C P U 3 1 0、 周辺装置 3 5 0を 1 チップ化したものも 存在する。
また、 図の構成では、 ディスプレイ として例えば、 モノ ク ロもしくはカラーの L C D (符号 3 8 0 ) が用いられ、 低消費電力化を図って電池駆動しやすいようにしている。 サウ ン ドイ ンタ一 フヱイスの出力と してスピーカ一 3 6 0が内蔵されている。 そして、 パラ レルイ ンタ一フヱイ ス の出力のためのコネクタ C N 3 , シ リ アルイ ンタ一フユイ スの出力のためのコネクタ C N 4 , サ ゥ ン ドィ ン夕一フ ヱイ ス及びビデオイ ンタ一フ ヱイ スの出力のためののコ ネク タ C N 5 (例えば、 S— V I D E O用など) が設けられている。
ス ト レー ジデバイ ス 2 0 0は、 上述した各 I ZO拡張回路 1 0 0にメ モ リー 1 8 0を接続した 構成を有し、 パーソナルコ ンビュ一タ本体 3 0 0のパラ レルィ ンタ一フヱ イ スにつなぐためにコ ネクタ C N 1 を介してコネクタ C N 3に接铳できるようになっている。 I /0拡張回路 1 0 0 と しては、 高速動作を行なうために、 図 1 3 の回路を用いるのが望ま しい。
そして、 パーソナルコンピュータ本体 3 0 0は、 ス トレ一ジデバイス 2 0 0のメモリ一 1 8 0 に害き込まれたプログラムもしくはデータを読み出すためのプログラムが B I O S RO M 3 3 0 に謇き込まれており、 そのプログラム 34 0を用いることでドライブとしてス トレ一ジデバイ ス 2 0 0のメモリ一 1 8 0にアク セスできるようになつている。 このプログラムは、 図 5、 図 6、 図 8、 図 9 に示したルーチン (図 1 3の回路に応用する場合も含む) を用いることで実現するこ とができる。 パーソナルコ ンピュータ本体 3 0 0は、 この点に特徴がある。
そして、 パーソナルコ ン ピュータ本体 3 0 0にス ト レージデバイ ス 2 0 0が接続されている場 台、 起動時において、 C P U 3 1 0は、 B I O S R OM 3 3 0 に害き込まれたプログラム 3 4 0 を用いてス ト レージデバイ ス 2 0 0にあるプログラムもしくはデータをメモリー 3 2 0に読み出 し、 そのプロダラムを実行できるようになっている。 また、 C P U 3 1 0は、 プログラム 3 4 0 を用いてス ト レージデバイ ス 2 0 0に ドラ イ ブとしてデ一夕を保存できるようになっている c パーツナルコ ンピュータ本体 3 0 0力;、 このような構成を有することにより、 小型化及び低消 費電力化が可能であり、 電池駆動で長時間使用に耐えうるものを構成することができる。 従って. 非常に携帯性が良いパーソナルコ ンピュータを提供することができる。
また、 ス ト レージデバイ ス 2 0 0のメモ リー 1 8 0に書き込んでおく プログラムは、 既存の P C - X T, P C— A T互換機と同等のものを用いることができる。 従って、 P C— X T, P C— A T互換機用にかかれたブログラムをパー ソナルコ ンピュ一タ本体 3 0 0用と して容易に移植す ることができる: =
さ に、 ス ト レー ジデバイ ス 2 0 0は、 デス ク ト ッ プタ イ フ', ノー ト ブッ ク タ イ ブのバーソ十
ルコ ンピュータのパラ レルイ ンターフェイ スに接統しアクセス可肯 であるため、 ス ト レージデバ イ ス 2 0 0 にあるプログラムも しくはデータを共用することができる。 従って、 パーソナルコ ン ビュータ本体 3 0 0にス ト レージデバイ ス 2 0 0をつないで屋外で使用し、 室内においてデスク ト ップタイプ, ノー トブックタイプのパーソナルコ ンピュータにス トレージデバイ ス 2 0 0を接 铳し、 ス ト レージデバイ ス 2 0 0にあるプログラムもしく はデータを利用することができる。 パーソナルコンピュータ本体 3 0 0は、 上記構成を有することから小型化が可能であり、 その 外観構成と してはさまざまなものが考えられる。 図 1 7及び 1 8はその一例を示したものであり、 図 1 7は、 L C D 3 8 0の側から見た図であり、 図 1 8は、 その反対側から見た図である。
この外観構成は、 次に示すように、 ス ト レージデバイス 2 0 0をパーソナルコ ンピュータ本体 3 0 0のカー ト リ ッ ジとした点に特徴がある。
ス ト レージデバイ ス 2 0 0 は、 図に示すように、 I /' 0拡張回路 1 0 0 とメ モ リ 一 1 8 0 とを ケース 2 0 1 の中に収納し、 ケース 2 0 1 の外側にパーソナルコ ン ビユータ本体 3 0 0 のパラ レ ルイ ンターフェィ スにつなぐためにコ ネクタ C N 1 を配置した構成になっている。 そして、 図に あるように凸凹にあわせてス ト レージデバイス 2 0 0をスライ ドさせてパーソナルコンピュータ 本体 3 0 0 に挿入できるようになっている。 パーソナルコンビュ一タ本体 3 0 0のコネクタ C N 3は、 ス ト レ一ジデバイ ス 2 0 0が挿入されたときに、 コネクタ C N 1 と接続できるようになつ ている。 コネクタ C N 3は、 コネクタ C N 1が雄タィブの場合、 雌タイプのものを使用している c なお、 カー ト リ ツジの外観形状は、 ケース 2 0 1 の中に収納するだけでなく、 カー ド状に薄く したものや、 図に示すもの以外の形状にすることができる。 また、 コネクタ C N 1 , C N 3は、 ミ ニ D S U Bコネクタやカー ドエッ ジコネクタなどス トレージデバイス 2 0 0の大きさに応じた ものを利用できる。 また、 カー ト リ ッ ジをスライ ドさせてパーソナルコンピュータ本体に挿入す る以外に、 パーソナルコンピュータ本体にじかにパーソナルコ ンピュータ本体に取り付けるよう にすること もできる。
そして、 図に示すように、 ス ト レージデバイ ス 2 0 0をパー ソナルコ ン ピュータ本体 3 0 0に 挿入することによってこのコネクタ C N 1 とパーソナルコ ンピュータ本体 3 0 0のコネクタ C N 3 とを直接接続できるようになっている。 このようにすることにより、 ス ト レージデバイ ス 2 0 0 とパーソ ナルコ ンピュータ本体 3 0 0 のパラ レルイ ンターフ ェイ スとをつなぐ'ためのケーブル が不要になるためノィ ズの影饗が少なくなり、 ス ト レ一ジデバイ ス 2 0 0 に対する高速のァクセ スが期待できるようになる。
また、 本体 3 0 0の大きさを小さ くするとともに操作しやすくするためにキーホー ド 3 7 0 の キーの ¾を少なく している。 より小さ く し操作しやすくするためには、 テ ンキー (数字のキー〉 などを削除して力一ソルキーを用いたソフ トウェアによる仮想キーボー ドとするのがより望ま し
い。 また、 部品点数が增える欠点があるが トラ ックボールを設けるようにしてもよいし、 ペン入 力にするようにしてもよい。
さらに、 鼋池駆動が可能になつており、 本体 3 0 0の側面に電源スィ ツチ 3 9 0が設けられて いる。 また、 サウ ン ドイ ンターフェイ ス及びビデオイ ンターフ ェイ スの出力のためののコネク タ C N 5は、 本体 3 0 0の側面に設けられ、 例えば、 テレビなどに接続し、 ディ スプレイ として大 きな画面のものを使用できるようになっている。
このパーソナルコ ン ピュータは、 ス ト レージデバイ ス 2 0 0 をパラ レルイ ンターフヱ イ スを介 して I Cカー ドのように本体に接続するようになつている。 コネクタ C N 1 はパラ レルイ ンタ一 フ ェイ スに接続するためのものである。 このパーソナルコ ンピュータは、 ス ト レ一 ジデバイ ス 2
0 0にあるプログラムに応じて様々な用途に使え、 良好な携帯性を持つものである。 ス ト レ一 ジ デバイ ス 2 0 0に例えばゲームのプログラ厶を害き込んだものを用いることで、 携帯用ゲーム装 置として利用することができる。 また、 カー ト リ ッ ジにメモリ一以外に様々な ドウ ァを搭 載させることによって、 様々な付加機能を持たせることができる。
このように、 上記実施例に列挙した I / 0拡張装置を用いて、 パラレルイ ンタ一フヱィスを介 してパーソ ナルコ ンビュータ本体に接続する事によつて様々な用途に使え、 かつ携帯性の良いバ —ツナルコ ンピュータを提供することができる。
上記に / 0拡張装置は、 パラ レルイ ンタ一フユイ スに接続する場合について示したが、 データ レ ジスタ、 コ ン ト ロールレジスタ、 ステータ ス レジスタの動作をェ ミ ュレ一卜することで、 上 ί己
1 Ζ Ο拡張装置の入出力ポートのうちの選択したものの一つに対し 4 ビッ トデータを入力し、 出 力させることができる。 例えば、 上記 3つのレジス タと同等の機能を有するレジスタをバ一ソナ ルコンピュータ本体に増設し、 増設したレジスタと上述の I / 0拡張装置を接铳し同等の動作を 実現する事も可能である。
また、 マイクロコ ン ト ローラのパラ レルポー ト ( P 1 0 ) を用いて上記 I 0拡張装置の入出 力ポー トのうちの選択したものの一つに対し 4 ビッ トデータを入力し、 出力させることができる。 図 1 9 はその接続例の一つを示したものである。
図のマイ ク ロコ ン ト ローラ (M P U ) 4 0 0 としては、 Ρ Ι Οがあればよく、 様々な機器に組 み込まれているものを用いることができる。 図では、 パラ レルポー ト Ρ 0 , Ρ 1 , Ρ 2 にカー ト リ ッ ジ 2 0 0を接続した例を示したものである。 こ こでは、 Μ Ρじ 4 0 0 のパラ レルポー 卜 Ρ 0 に I 0拡張回路 1 0 0 のデ一タ入力 D 1 N を接続し、 Μ Ρじ 4 0 0 のパラ レルホー ト Ρ :: I 0拡張回路 1 0 0 のデータ出力 D0UTを接続し、 M P U 4 0 0 のパラ レルボー ト Ρ 2 に I 0拡張 回路 1 0 0 の制御入力 CTRLに接続している c
なお、 この例では、 図 3又は 1 3 においてデータ レ ジス タの出力 D4-D7 に接続される端子を ¾ 源 (一 5 V ) に直接接続し、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0 に直接電源を与えるよ う にな っている:
ノ、。ラ レルポ一 ト P O , P I , P 2それぞれをデータ レジスタ、 ステータ ス レジスタ、 コ ン ト 口 一ルレジスタからの出力と同じになるように動作させることによって I ' 0拡張回路 1 0 0の所 望のポー トに 4 ビッ トデータを入出力できるようになる。
M P Uは 8 ビッ ト M P Uであって、 パラ レルポー ト P 0, P 1, P 2のビッ ト 0 ~ 3力; I 0 拡張回路 1 0 0に接続されているものとし、 I ZO拡張回路 1 0 0 として、 図 1 3の回路を用い た場合、 次のようにして 4 ビッ トデータを出力できる。 PO, P1.P2はパラレルポ一ト P 0 , P 1 , P 2を示す。 この他の点、 伊 Iえば変数 port'は I ノ 0拡張回路 1 0 0の入出力ポー ト PA4〜PA7.PB 4〜PB7 を示す値である点などは前述したものと同じである。
MOVE AL. write_data
OUT PO, AL
OUT P2. (port+8)
OUT P2. port
OUT P2. (port+8)
/* IF check write data . add fol lowings line */
IN AL, PI
また、 4 ビッ トデ一タを入力する場合は次のようにして行なうことができる。
OUT P2, port
IN AL, PI
こう して、 1 ,0拡張回路 1 0 0の所望のポー トに 4 ビッ トデ一タを入出力することによって、 メ モ リ一の読み害きの勳作をェ ミュレ一 卜することによって、 メモ リーにデータを蓄え、 蓄えら れたデータを読み出すこ とができる。 また、 図 3の回路を用いた場台も同様に I , 0拡張回路 1 0 0の所望のポー トに 4 ビッ トデータを入出力でき る。
このように、 上記 1 0拡張装置は、 パラ レルポー トのあるマイ クロコ ン トローラであれば、 非常に簡単に接続して 4 ビッ トデータを入出力できるようになる。 このように M P Uとの接続が 簡単であることから、 、 上記 1 0拡張装置を用いたス ト レージデバイ スは、 マイ クロコ ン ト 口 —ラを用いた様々な機器 (例えば、 フ ァ ク シ ミ リ 、 モデム、 電話機、 コ ピー機、 ブ リ ンター、 ビ デォ機器など) の外部記憶装置として利用できる c その上、 パーソナルコ ン ピュータゃ上纪機器 とのデータのやり取りが実現できる。
上还したよ うに、 上記 I 0拡張装置が、 パラ レルポー トのあるワ ンチ ッ プマイ ク ロ コ ン ト 口 ―ラと接統しゃすいことを利用して、 上 ΐ己ス ト レージデバイ スをバーソナ ルコ ン ヒ ュ一タ:二接続 するための拡張装置を容易に構成することができる。
図 2 0は、 その外観構成例を示したものであり、 拡張装置本体 5 0 0は、 ケーブルてハーツ十 ルコ ン ピュータのプリ ンタ一ィ ンタ一フ ェ イ ス又は S C S I ィ ン夕一フヱ イ スに接続するよ ό::
なっている。 また、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0は 4っ接铳できるようになっている。 なお、 カー ト リ ツ ジについては、 その必要な機会的形状に応じて、 厚型のもの (符号 2 0 0 a ) , 薄型のもの (符 号 2 0 0 b ) など許される形状をとり うる。
図 2 1 は、 その内部についてプロッ ク構成例を示したものである。 マイ クロコ ン ト ローラ (M P U) 4 0 0は、 その P I 0の出力数の限界からそのバスイ ンタ一フヱイ ス (bus I/F ) にいわ ゆるパラ レルイ ンターフェイ ス用のチップ (例えば、 8255A, 6823や 82C11 などのプリ ンターィ ン ターフ ヱイ ス用のチップを含む) 4 1 0を接続して P I 0の出力数を增加させている。 そして、 パラ レルイ ンタ一フヱ イ ス用のチ ップ 4 1 0には、 —ソナルコ ンピュータのプリ ンタ一イ ンタ 一フユイス又は S C S I イ ンターフヱイ スに接続するためのコネクター 4 1 0がつながれている c また、 'ラ レルイ ンターフェイ ス用のチップ 4 1 0 には、 デー ジーチヱ一ン接続するためのコネ ク タ一 4 2 0がつながれている。 パラ レルイ ンタ一フヱイ ス用のチ ップ 4 1 0をプリ ンタ一イ ン ターフユィ ス又は S C S I イ ンタ一フユイ スとして動作させるためのプログラムが、 M P U 4 0 0 に接続された ROM (図示せず) に害き込まれている。 さらに、 パーソナルコ ン ピュータ との 間で、 プリ ンターィ ンターフユ ィ スで接続するか、 S C S I イ ンタ一フユ イ スで接続するかを選 択するためのスィ ツチ 4 4 0が接続されている。
MP U 4 0 0の P I 0には、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0が接続されている力 このカー ト リ ッ ジ 2 0 0が 4枚接続できるようになつている点に特徴がある。 そして、 各カー ト リ ッ ジ 2 0 0の端子 ct rlO. ctrll. ctrl2 は共通に接続されている力;、 端子 ctrl3 はそれぞれ M P U 4 0 0の P I 0に別 々に接続されるようになっている。 また、 力一 ト リ .,' ジ 2 0 0の端子 Din は共通に接続されてい るが、 端子 Doutはそれぞれ M P U 4 0 0の P I 0に别々に接続されるようになつている。 なお、 図では省略している力 ί、 この例でも、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0のデータレジスタの出力 D4-D7 に接统 される端子を電源 (+ 5 V) に直接接続するようになつているのは上述した例と同じであり、 力 ー ト リ ッ ジ 2 0 0に直接電源を与えるようになっている。
このように接続することによって、 Ρ I 0の出力数がより少なくなるようになつている。 そし て、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0の端子 ctr卜 Ctrl 2はパラ レルポー ト P 2の下位 4 ビッ ト、 各カー ト リ ツ ジ 2 0 0の端子 ctr 13 はパラ レルポー ト P 2上位 4 ビッ トに接続されているものと し、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0の端子 Din は P 0に接続され、 各カー ト リ ッ ジ 2 0 0の端子 Doutはバラ レルポ一 ト P 1 X ( Xは各カー ト リ ッ ジへのポー トを示す値とする) に接続されている ものとすると、 図 1 3 の回路を用いた場台、 次のようにして 4 ビ . トデータを出力できる c
MOVE AL. write.data
OUT PO. AL
OUT P2. (port + x) /* x=08h. Ofh, lOh. or 20h */
OUT P2. port
OUT P2. (port+x)
/* IF check write data , add fol lowings line */
IN AL. P1X
また、 4 ビッ トデータを入力する埸台は次のようにして行なうことができる。
OUT P2. port
IN AL, P1X
このように、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0を增加させても、 図 1 9の場台と同様に、 I / 0拡張回路 1 0 0の所望のポ一 卜に 4 ビッ トデータを入出力することによって、 メモリ一の読み害きの動作を エ ミ ュ レー トすることによって、 メ モ リ 一にデータを蓄え、 蓄えられたデータを読み出すことが できる。
メモリーの読み書きの動作は、 M P U 4 0 0に接続された R 0 M (図示せず) に害き込まれて おり、 M P U 4 0 0力 らス ト レ一ジデバイ ス 2 0 0 のメモ リ一に害き込まれたプロ グラムも し く はデータを読み出し、 そのプログラムを用いることでドライ ブとしてス ト レージデバイ ス 2 0 0 のメモ リ一 1 8 0 にアクセスできるようになつている。
M P U 4 0 0には、 様々もの (例えば、 8bit, 16bit, 8086互換, 68K互換など) を用いること力; できるが、 8 0 8 6 と互換性のあるもの (例えば、 80186.80188. V25. V50.Aml86EM. Am386EM など) を用いることで、 P C /A T互換機とソ フ トウユア的にコ ンパチ ビ リ ティがあるものにすること ができる。 パーソ ナルコ ン ピュータとの間の接続を S C S I イ ンターフヱイスとした場台は、 P C /A T互換機で開発された S C S I用ドライバ一ソ フ トを容易に移植できる。 また、 パーソ ナ ルコ ン ピュータとの間の接統をプリ ンターイ ンタ一 フ ユ イ スとする場台、 例えば、 DOS にあるよ うな intersvrコマン ドを容易に移植できる。 これらの P C / A T互換機で開発されたソ フ トウ ヱ ァによって、 簡単に ドライブと して動作させることができる。 従って、 これらのソ フ ト ウ ェ アを 上記 R O Mに書き込ませることによって、 簡単に拡張装置を組み立てることができる。
さらに、 上記 I ' 0拡張装置が、 M P Uと接続しやすいことを利用すれば、 ワ ンチ ッ プマイ ク o コ ン トローラを用いて非常に構成が簡単な機器を構成することができる。
図 2 2及び 2 3は、 通信機器への応用例であって、 C A T V コ ンバータを有するセッ ト ト ツ プ ボックスと して構成した場台の例を示したものである。
図 2 2は、 その外観構成を示したものであり、 このセッ ト ト ップボック ス 5 1 0 は T Vア ンテ ナ又は C A T Vケ一ブルからの if号を入力し、 T Vセ ッ 卜 5 0 2にビデオ ί言号を与えるようにな つている。 また、 モデム 5 0 も接続可能になっており、 例えは'、 電話回線 (携帯電 や P H S などの無線をつかったものを含む) を用いた通信も可能になっている c そ して、 入力装置と して、 通常のフルキ一ボー ドよりも牛一の数が少ないシ 'ョ ィバッ ド (Jo)' pad ) 5 2 0が用いら Π、 赤 外線 ( Infra-red ray ) 义はケーブルでセ ッ ト ト ツ ブホ— ッ ク ス本体 5 1 0 に ジ ョ イ バ ッ ド 5 2 0
からの入力を与えるようになつている。 さらに、 上述した力一 ト リ ッ ジ 2 0 0 a, 2 0 0 bを接 続できるよ うになっている。
図 2 3は、 上記セッ ト ト ツブボッ ク ス 5 1 0の内部構成例を示したものである。
このセッ ト ト ップボッ ク ス 5 1 0は、 T V又は C A TV用のレシ一バー 6 0 0を内蔵させてい る。 このレ シーバ一 6 0 0は、 通常の TV又は C A T Vに用いられているものと同じである。 レ シーバー 6 0 0は、 T V又は C A T Vの信号を受信し復調するための T Vチューナー 6 1 0 と、 T Vチューナ一 6 1 0からのス ク ラ ンブルされたビデオ信号をデスク ラ ンブルするためのデス ク ラ ンブラ一 6 2 0 とを有し、 T V又は C A T Vの信号からビデオ信号を出力するよ όになってい る。 なお、 レシーバ一 6 0 0は、 入力される信号がデジタル Τ Vであれば、 それに対応したレ シ —バーである。
MP U 4 1 0 としては、 様々なものが用いれるが、 3 2 ビッ ト対応が望ましい点、 現在広く使 われている 0 Sである MS-Windowsと互換性があるのが望ま しい点を配慮すれば、 8 0 3 8 6以上 の C P Uをコアとして用いているものが望ましい。 また、 マルチメディア用途を配盧すれば、 で きるだけそのクロック周波数が大きいものが望ましい。 このような C P Uと しては、 例えば、 A M D社の Ani386EM, Am486SE. Am486SELV などがあり、 40MHz, 33MHzのクロッ ク周波数で動作させる ことができる。 この他の候補と して、 捋来的には、 例えば、 PowerPC などのチッブがあげられる。
AM D社の Am386EMなるこの M P Uは、 ノ、'スイ ンタ一フヱイ ス、 D RAMイ ンターフ ヱ イ ス、 DMA, タイマーなどに加えて、 P 1 0が 3 2本、 S 1 0が 2つ備えられており、 この MP Uに 周辺装置 (Periferal chips ) を接続した構成になっている。
MP Uのバスイ ンタ一フ ヱイ スには、 D RAM 5 4 0, R 0 M 5 5 0 , ディ スプレイ イ ン夕一 フ ェイ ス 5 3 0 , サウ ン ドイ ンターフ ユイ ス 5 6 0が接続されている。 また、 必要に応じて他の 周辺装置、 例えば、 I D Eイ ンタ一フヱイ スを持つ C D— RO M ドライブなどを接铳できるよう になっている。 これらの装置については、 通常のパーソナルコ ンピュータで使われているものと 同じである (但し、 ディ スプレイ イ ンタ一フユ イ ス 5 3 0については後述するものが望ましいと 思われる) 。
ディ スプレイ ィ ンターフヱイ ス 5 3 0の出力とレ シーバ'一 6 0 0からのビデオ信号とは、 択一 的もしくは加算されてビデオ出力から出力される力;、 デスク ラ ンブラー 6 2 0から出力される ビ デォ ί言号がデジタ ル信号である場台、 そのデジタル ビデオ信号をディ スプレイ ィ ンタ一フユ ィ ス 5 3 0のビデオメモリ一に直接害き込むようにすることもでき る。 また、 描画速度を速めるため に、 ディ スプレイ イ ンターフ ユ イ ス 5 3 0 は、 2次元的あるいは 3次元的な画像処理がてきるこ とが望ま しい c マルチ メ デ ィ ア的に使われることを配慮すれば、 現状において、 ティ ス プレイ イ ンターフ ユ イ ス 5 3 0 に用いる ビデオチップは、 いわゆる家庭用ゲーム機器に用いられて'、、る も
のを採用することが考えられる。
M P Uの P I 0は、 上述したカー ト リ ッ ジ 2 0 0 a 2 0 0 bを接続できるようになっている。 そして、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0の端子 ctrl ctrl2 、 端子 Din を共通に接続して P I 0の出力数を より少なく なるようにしている点は上述した例と同様である。 また、 MP Uの P I 0には、 ジ ョ ィパッ ド 5 2 0のイ ン夕一フェ イ ス 5 8 0を接続してジョ イ 'ッ ド 5 2 0からの入力を与えるよ う になつている。 なお、 ジョ イ パッ ド 5 2 0のイ ンタ一フ ヱ イ ス 5 8 0は、 M P Uのバスイ ンタ フ ェ イ スに接続するようにしてもよい。
MP Uの S I 0の一つ又は P I 0の残りの出力は、 レシ 6 0 0に接続され、 チ ャ ンネ ル の遷択及びデスク ラ ンブルの制御ができるようになつている。 また、 M P Uの S I 0のもう一つ には、 モデムなどが接铳可能になっており、 電話回線などを用いて通信を行なうようにすること も可能である。
そして、 ROM 5 5 0には、 前述の例と同様、 ス ト レージデバイ ス 2 0 0の害き込み ·読み出 のためのプログラムが害き込まれ、 ドライ ブと してス ト レ一ジデバイ ス 2 0 0のメ モ リーにァク セ スできるよ όになっている。 ここで、 R OMに害き込むことができて、 MS-Windowsと互換性が ある 0 Sと して、 例えば、 Microsoft 社によって開発されている- Modular Windows" が知られて いる (日経エ レク ト ロニク ス 1993.2.1ρ99 ) 。 この 0 Sに、 ドライ ブと してス ト レ一ジデバイ ス 2 0 0のメ モ リ一にアクセスする ドラ 'や、 レシ の制御用の ドラ イバ、 さ らに、 ビデォ チ ップに応じたディ スプレイ ィ ンタ一フ イ ス用の ドライ バ (画像処理を含む) を付加する。 こ れらの ドラ イバを付加した O Sを RO M 5 5 0に害き込むことで、 図に示したセッ ト ト ップボ ッ タ スは、 ユーザーにと つて使いやすいグラ フィ ック イ ンターフ ユィ スを持ち、 マルチメ ディ ア用 途に適したものになる。
ビデオチッブの種類が違っていても、 ディ スプレイ イ ンタ一フヱイ ス用の ドライバによつて、 共通の A P I (Aplication Program Interface) で動作させることが可能である。 また、 パーソ ナルコ ンピュータの 0 Sの側で上 SA P I を用意することで、 図に示したセッ ト ト ップボック ス 用のソフ ト ゥ ヱァをパーソナルコ ンピュータでも利用することができる。
ス ト レー ジデバ'ィ ス 2 0 0に利用者の I Dやデス ク ラ ンブル制御のための情報やソフ ト ゥ ユ ア などを格納しておく ことが可能である。 そして、 チ ャ ンネルの選択及びデスク ラ ンブルの制御用 の ドライバを用いて、 ス ト レー ジデバイ ス 2 0 0に格納された情報を利用してデス ク ラ ンブルの 制御を行なわせることができる。
このよう に、 このセ ッ ト ト ツ プボッ ク スは、 マルチメ ディ ア用途にあわせて T Vや C A T Vの 視聴の管理に用いうる。 さらに、 これらを組み台わせた利用もできる。 従って、 T Vや C A T V から送られた情報を加工するようなこともできる c
例えば、 C A T Vを用いた通 ί言販売が行なわれているが、 このセッ ト ト ツブボッ クスを用いれ
ば、 T Vを見ながらモデムを介して、 価格情報の提供や購入の意志表示など情報のやり取りを行 なうといった用途に用いうる。
さらに、 日本国内の TV放送では、 文字放送といって映像信号に加えて文字信号も伝送するこ とが行なわれているが、 文字放送のための信号として、 様々なデジタル信号を送り、 M P U 4 1 0の P I O , S 1 0に与えるようにすることができる。 そして、 このデジタル信号をセッ ト ト ツ ブボックスの M P U 4 1 0ので様々な処理を行なわせることができる。 これによつて、 T Vや C A T Vを複台的に利用するようにすることもできる。 このような処理のためのプログラムもス ト レージデバイス 2 0 0 に格納し、 交換できるようにすることで、 セッ ト ト ップボッ クスの利用範 囲は非常に広いものになる。
"Modular Windows' を用いた装置と しては、 携帯用の情報端末が知られている (日経エレク ト ロニクス 1993.2.1p99 ) 。 図 2 4は、 その外観を示したものであり、 上記実施例に示したス ト レ ージデバイ ス 2 0 0を本体に挿入可能になつている。
図の構成では、 L C Dディ スプレイ 3 8 0として、 モノ クロより もはカラ一 (CGA or VGA, SV GA) を用いるのが望ま しい。 入力デバイスとしては、 カーソルキー 3 7 0を含むキーボー ドを用 いても良いが、 キーの数は減らしておくのが望ましい。 そして、 必要があれば、 ペン入力やコネ クタ一でキーボー ドをつなぐことができるようにしておく。 そして、 サウ ン ド及びビデオ出力の ためののコネクタ C N 5を設けてディ スプレイに表示できるようになつている。 また、 コネクタ C N 7から電話回線などを用いて通信可能になっている。
図 2 5は、 図 2 4の携帯用の情報端末の内部のプロック構成を示したものである。 この情報端 末は、 自動車などの移動体用と しても利用可能なものである。 ここで、 M P U 4 1 0 と しては、 図 2 2, 2 3に示したものと同じものを用いうる力;、 図は AM D社の Am386EM を用いた場台の例 を示したものである。
MP Uのバスイ ンターフ イ スには、 D RAM 5 4 0 , RO M 5 5 0 , ディ スプレイ イ ンタ一 フ ェイ ス 5 3 0 , サウ ン ドイ ンタ一フ ェイ ス 5 6 0が接統されている。 これらの装置については、 通常のパーソナルコ ン ピュータで使われているものと同じである (L C Dをディ スプレイ として 使っていることからディ スプレイ ィ ンターフヱイ ス 5 3 0についてもそれほど特別なものを要し ないと思われる) 。 また、 必要に応じて他の周辺装置、 例えば、 S C S I イ ンターフ ヱ イ ス、 I D Eイ ンタ一フヱ イ スなどを接続できる。 このよう なイ ンターフヱ イ スを接続する こ とにより例 えば C D R 0Mを接続することも可能である。
M P Uの P I 0は、 上述したカー ト リ ッ ジ 2 0 0 a , 2 0 0 bを接続できるようになっている: そして、 カー ト リ ッ ジ 2 0 0の端子 ctrl~ctrl2 、 端子 Din を共通に接続して P I 0の出力数を より少なく なるようにしている点は上述した例と同様である。 そして、 前述と同様、 "Modular W i ndo s" なる 0 Sに、 ドラ イ ブとしてス ト レー ジデバイ ス 2 0 0のメ モ リ ーにアク セスする ト ラ
ィバや、 後述する通信制御用の ドライ バ、 さらに、 ビデオチッ プに応じたディ スプレイ イ ンタ一 フ ェイ ス用のドライバを付加して RO M 5 5 0に害き込まれている。
また、 M P UO S I 0の一つ (または P I 0の残りの端子) には、 入力デバイスを接続して入 力を与えるようになっている。 MP Uのもう一つの S I Oは、 D C E (Data Circuit Terminati ng Equipment) などが接続可能になっている。 D C Eとしては一般的にはモデムが考えられてい もが、 移動体無線、 例えば、 携帯電話や P H S、 ト ランシーバ一の場台、 内部でデジタル ί言号処 理を行なっていることから、 そのデジタル信号をアナ口グ信号に変換しないで S I 0に与えるよ うにするのが望ま しい。 S I 0を介して電話回線などを用いて通信を行なうようにすることも可 能であるが、 伝送速度の関係から Ρ I 0又はバスィ ンターフ ユ イ スに設けた拡張装置を介して通 信を行うようにしても良い。
このような構成を有することにより、 小型化及び低消費電力化が可能であり、 電池駆動で長時 間使用に耐えうるものを構成することができる。 従って、 非常に携帯性が良く、 操作性の良い携 帯用の情報端末を提供することができる。
また、 ス ト レージデバイ ス 2 0 0に害き込んでおくプログラムは、 既存の MS-Windowsと互換性 を持たせうるので、 既存の MS-Windows用にかかれたプログラムをこの容易に携蒂用の情報端末用 と して移植することができる。
ス ト レ一ジデバイス 2 0 0にあるプログラムもしくはデータは、 デスク ト ップタイプ, ノー ト ブックタイプのパーソナルコンピュータと共用することができる。 従って、 この携帯用の情報端 末を屋外 (自動車内) で使用し、 室内においてデスク ト ツプタイプ, ノー トブックタイプのパー ソナルコ ン ピュータにス ト レ一 ジデバイ ス 2 0 0を接続してス ト レージデバイ ス 2 0 0にあるプ ログラムもしくはデータを利用することができる。 このように、 屋外と室内とで同等の環境で使 用できる。
さらに、 MP Uの S 1 0に、 G P S レシーバーを接続し、 いわゆるナ ビゲ一ショ ンソ フ トを走 らせることにより、 地図上に航路表示や現在位置を表示するよ うにすることができる。 この場台、 ス ト レージデバイ ス 2 0 0にナ ピゲ一シヨ ンソフ トや地図デ一タを蓄えておく ようにすることに より、 ユーザーにとって使用しやすいものが利用できるようになる。 ここで、 移動体用の情報端 末として用いる場台、 ビデオディ スプレイ イ ンターフヱ イ スに使用するチ ップと して、 いわゆる カーナ ビゲー シ ヨ ン シ ステム向けに開発されたものや、 3 DO, SEGA SATURN, SONY PLAY-ST.ATI ONなどいわゆる家庭用ゲーム機器に用いられているものを採用することで、 地図上の表示のレ ス ポ ンスがよ く なると考えられる。
図 2 6は、 車載用と した場台の外 IS構成を示したものであり、 ディ スプレイ と して車載用の L C Dモニタ一を接続し、 通信手段として、 車載用の トラン 'ンーバー又は携帯電^などの移動体電 きを接较する。 また、 ナビゲ一シヨ ンシ ス テムとして動作させるために、 G P S レ シ一ハーを接
統するようになつている。 そして、 入力デバィ スは本体に備えられるようになっている。 このよ うな外観構成を持たせることにより、 自動車などの移動体用と しても利用しゃすいものになる。 周辺装置とアクセスするための P 1 0, S I 0の割り当ては、 図に示した以外のものすること ができる。 この場台、 その割り当てに応じて ドライバをかき直すことで対処できる。
オフィス機器の間でデータをやり取り して統合しょうというのに、 Microsoft 社の ATWorkが知 られている。 本発明のス ト レー ジデバイ スは、 このような用途にも用いることができる。 図 2 7 は、 そのような応用において、 M P Uの周りのブロ ッ ク構成を示したものである。
通常の M P Uの周辺と同様、 そのバスイ ンタ一フ ヱイ スには、 DRAM, ROMが接続され、 さらに、 L C Dイ ンタ一フヱイ スが接続される。 また、 P I 0又は S I 0には、 入力デバイスが 接続される。
そして、 MPUの P 10に本発明のス ト レージデバイ ス 20 0を接続し、 ス ト レージデバイ ス 2 00のデータを読み害きするのは容易にできる。 これによりオフィスにある様々な事務機器と の間で、 本発明のス ト レージデバイ ス 2 0 0を介してデータをやり取りするこ とができるように なる。
本発明は前述の実施例に限らず様々な変形が可能である。
伊 1えば、 上述の 1 0拡張装置は、 パラ レルイ ンターフ ェ イ スに接続するのが通常の用途と考 えられるが、 データ レ ジスタ、 コ ン ト ロールレジスタ、 ステータス レジス夕と同等の機能を有す るレジスタをパーソナルコンビュータ本体に増設し、 増設したレジスタと上述の I Z0拡張装置 を接続し同等の動作を実現する事も可能である。 また、 コ ンピュータ本体は、 パラ レルイ ンター フェイ スにかえて、 上 i己〗 /0拡張装置にデータの害き込み · 読みだし動作をさせるためのシ一 ケ ンサを有する拡張ボー ドを内蔵するものであってもよい。 さらに、 パーソナルコ ン ピュータ本 体と、 上述の I ' 0拡張装置とを接続するためのコネクターもデスク ト ップコ ンピュータのよう に D S U B 2 5 ピン形状に限られない。
さらに、 前述した P I 0を有する M P Uを用いたシステム構成 (図 2 3、 2 5、 2 7 ) は、 メ モリーを有する着脱可能なス ト レージデバイ スを用いるシステムの基本構成を示している。 従つ て、 このよ うな 基本構成をと つた場台、 ス ト レージデバイス 20 0に用いる拡張回路 1 00 と しては、 上述したような 4 ビッ 卜のものの他に、 8 ビッ 卜のものも用いれる。 例えは'、 拡張回路 1 0 0 としては、 イ ンテル社の 82 5 5も しく はその互換チップ、 モ トローラ社の MC 1 4 6 8 2 3もしく はその互換チップなどにしてもよい。 この場台は、 8 ビッ ト並列 送になる c また、 端子!) i n , D 0 u t は 8 ビッ トのデータ入出力用の端子としてまとめたものになる = また、 8 ビ ッ ト並列 送と した場台のス ト レー ジデバイ ス と バーブ ナル コ ソ ビュー ターのバ ラ レ ルイ ン タ —フユイ スとの間の接統は、 パラ レルィ ンターフヱ イ スのデ一タ端子 D 0〜 D 7を用いる事にな る c さらに、 R 0 Mには Modular Wi ndo*'sにかえて Mac OSなどのほかの 0 Sも用いう る:
したがって、 本発明の範囲については、 実施例だけに限定して解釈すべきではなく、 特許 I青求 の範囲から解釈すべきである。
以上の通り本発明によれば、 上述した Iノ 0拡張装置をパーソナルコンピュータのパラレルイ ンターフヱ イ スに接続し、 ス ト ローブの状態を変化させて、 第 1 のレジスタからコマン ドを与え ることにより、 入出力ポ一 トを選択し選択された入出力ポ一 卜に 4 ビッ トのデータを害き込んで 出力し、 或は選択された入出力ポー トの状態をデータ出力から出力してステータ ス レジスタに与 える事ができる。 こう して、 コマン ドにより入出力ポ一 トを選択し、 選択された入出力ポー トの 読み込み · 害き込みを行う事によって、 パーソナルコンピュータの入出力を拡張する事が可能に なる。
メ モ リ一を入出力ポー トを接続する事によって、 外部記憶装置を構成することができ、 パ一ソ ナルコ ンピュータ本体からメモ リ一にデータを害き込み、 あるいは、 メモ リーのデータを読み取 ることができる。
さらに、 本発明の I Z O拡張装置をパラ レルイ ンタ一フ ィ スを接続したときにパーソナルコ ン ピュ一タ本体から ドライブと してアクセスできるようにすることで、 様々な用途に使え、 かつ 携帯性の良いパーソナルコンビュータを提供することができる。