JP2001154912A - データ記憶装置 - Google Patents

データ記憶装置

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JP2001154912A
JP2001154912A JP34161899A JP34161899A JP2001154912A JP 2001154912 A JP2001154912 A JP 2001154912A JP 34161899 A JP34161899 A JP 34161899A JP 34161899 A JP34161899 A JP 34161899A JP 2001154912 A JP2001154912 A JP 2001154912A
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Kazuya Tanaka
和也 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターリーブ方式を採用することにより、
ROMの読み出し速度の高速化を実現し、しかもより構
成を簡略化して低コスト化、省スペース化を実現できる
データ記憶装置を提供する。 【解決手段】 ROM2のデータ格納位置を特定するた
めのアドレスを、2つのバンクB0,B1に共通の上位
アドレスUADと、バンク毎に対応する下位アドレスL
ADとで構成する。ROM2の2つのバンクB0,B1
に格納されたでデータは、アドレスが指定されると、対
応するバスバッファ6A、6Bに出力される。バスバッ
ファ6A,6Bを交互に出力許可することにより、2つ
バンクB0,B1から読み出されたデータが交互にMP
U1に転送される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、読み出し専用メモ
リ(ROM)と、そのROMに格納されたデータの読み
出しを制御する読み出し制御部とを備えたデータ記憶装
置に関し、特にバースト転送に対応したマイクロプロセ
ッサに接続されるものに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にマイクロプロセッサ(以下「MP
U」という)を用いたコンピュータは、図6に示すよう
にMPU101と、プログラムメモリであるROM10
2と、ROM102からのデータの読み出しを制御する
読み出し制御部103と、データメモリであるRAM
(Random Access Memory)104とによって構成されて
いる。MPU101は、プログラムされている命令デー
タを順次アドレスを指定してROM102から読み出
し、その命令を受け取って処理を実行していく。
【0003】そのため、例えば、図7に示すように1個
の命令ROM102に対して、ROM制御部111とア
ドレスカウンタ112とからなる読み出し制御部103
を設け、MPU101からアドレスA[16:2]をア
ドレスカウンタ112に与えると共にMPU101から
リードイネーブル信号やリクエスト信号、アクノリッジ
信号などの制御信号CTLをROM制御部111に与え
ることにより、ROM制御部111がアドレスカウンタ
112にロード信号LDとカウントアップ信号CUとを
出力し、ROM102に出力許可信号(アウトプットイ
ネーブル信号)OEを出力し、ROM102から32ビ
ットの命令データを順次読み出すように構成されたもの
が知られている。
【0004】この場合、MPU101が出力したアドレ
スAをアドレスカウンタ112がラッチするが、MPU
101がROM102に連続アクセスするようなバース
ト転送のときは、ROM制御部111がアドレスカウン
タ112をカウントアップし、その出力をROM102
のアドレスとしている。この方式では、ROM102の
アドレスに対するデータのアクセスタイムが、MPU1
01の命令処理時間(通常、55〜250ns程度であ
る)に影響を及ぼす。
【0005】近年あるいは将来のMPUの動作クロック
は,このROMのアクセスタイムに比較してかなり高い
といえる。また、RISC(Reduced Instruction Set
Computer)プロセッサあるいはインテリジェントCIS
C(Complex Instruction Set Computer)プロセッサで
はバースト転送に対応している場合が多く、従来の方法
ではその実行に相当時間がかかる。そこで、高速なMP
Uを使用する場合には図8〜図10に示すような構成に
より、バンクインタリーブ方式によるデータの読み出し
がなされている。
【0006】図8は、2ウェイのバンクインタリーブ方
式を採用した構成例を示し、ROM122は、2つのバ
ンクB0及びB1からなり、読み出し制御部123は、
ROM制御部131と、バンクB0,B1のそれぞれに
対応したアドレスカウンタAC0,AC1とからなる。
ROM122のバンクB0には偶数アドレスの命令デー
タが格納され、バンクB1には奇数アドレスの命令デー
タが格納されている。バースト転送実行時には、バンク
B0の偶数アドレスと、バンクB1の奇数アドレスが交
互にアクセスされ、偶数アドレスのバンクB0をアクセ
スしているときに奇数アドレスのバンクB1にアドレス
を出すことにより、早くROM122の動作を開始させ
ることができ、1命令に要するクロック数を短縮でき
る。
【0007】ROM制御部131はMPU121からの
1ビットのアドレスデータA2を受けて、ROM122
のバンクB0,B1の出力許可信号OEを交互に出力
し、バンクB0,B1から交互に読み出された命令デー
タが共通のデータバス125へ順次出力される。
【0008】図9は、図8の構成にマルチプレクサ12
4を追加したものであり、この構成によれば、ROM制
御部131によりマルチプレクサ124が制御され、バ
ンクB0のデータと、パンクB1のデータとが切り換え
られ、データバス126に順次出力される。
【0009】通常、ROM122が出力許可信号OEを
受けてからデータを出力するまでの時間より、マルチプ
レクサ124が選択信号SELを受けてからデータを出
力するまでの時間のほうが短い。したがって、図9の構
成の方が読み出しスピードは速くなるが、マルチプレク
サ124の分だけ高価になる。しかし、いずれの場合も
図7に示した構成よりもデータの読み出しが速くなる。
【0010】ところが、近年のMPUのように動作周波
数がさらにあがった場合にはそのような2ウェイのバン
クインタリーブ方式でも1命令に複数のクロックを消費
してしまう。このような場合には図10に示すような4
ウェイのバンクインタリーブ方式を採用した構成とす
る。図10において、ROM142は、4つのバンクB
0,B1,B2及びB3からなり、読み出し制御部12
3は、ROM制御部151と、バンクB0〜B3のそれ
ぞれに対応したアドレスカウンタAC0,AC1,AC
2及びAC3とからなる。この場合の動作は基本的には
図9に示したものと同じであり、分割されているバンク
数が2から4になっただけである。バースト転送時には
ROM142のバンクB0〜B3が常に出力イネーブル
状態である。ROM制御部151がMPU141からの
2ビットのアドレスデータA2、A3を受けてマルチプ
レクサ144に2ビットの選択信号SELを出力するこ
とにより、マルチプレクサ144がROM142の4つ
バンクB0〜B3から読み出される命令データを順番に
選択してMPU141のデータバス145に出力する。
【0011】このような先行技術に対して、ハードウエ
ア構成をより簡略化することを目的とした改良が、特開
平6−83699号公報として公開されたデータ読み出
し方式に示されている。この公報には、前述の4ウェイ
インタリーブ方式でアドレスカウンタを4つから2つに
できる技術が示されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来技術には、次のような不都合がある。通常の
MPUが出力するアドレスデータは2進数でありバンク
のインタリーブは対を為さなければならないため、RO
Mを構成するバンクの数は2つ(2ウェイ)または4つ
(4ウェイ)が一般的である。MPUの性能に対応して
より速く動作させるためには、バンク数を8,16,…
というように2のn乗個とする必要がある。ROMの読
み出し制御部(図9の123,図10の143)は、通
常ゲートアレイのようなASIC(Application Specif
ied Integrated Circuit)を使用することが多いが、4
ウェイ以上のインタリーブではバンクにそれぞれアドレ
スを与えるためICのピン数が非常に多くなってしま
う。その結果、コストアップや部品を配置するためのス
ペースの増加などの問題点があった。
【0013】また、特開平6−83699号公報に示さ
れた方式では、図10に示す従来の構成に比べて若干簡
略化されている。しかし、4ウェイのインタリーブでア
ドレスカウンタ2つ必要とし、そのカウンタもフルビッ
トカウンタを必要としており、改善の余地が残されてい
た。
【0014】本発明は、上述した点に鑑みなされたもの
であり、インターリーブ方式を採用することにより、R
OMの読み出し速度の高速化を実現し、しかもより構成
を簡略化して低コスト化、省スペース化を実現できるデ
ータ記憶装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1に記載の発明は、2のn乗個(nは1以上の整
数)のバンクからなる読み出し専用メモリと、該読み出
し専用メモリに格納されたデータの読み出しを制御する
読み出し制御部とを備え、前記読み出し専用メモリに格
納されたデータのバースト転送を実行可能なマイクロプ
ロセッサに接続されるデータ記憶装置において、前記読
み出し専用メモリのデータ格納位置を特定するためのア
ドレスを、前記2のn乗個のバンクに共通の上位アドレ
スと、バンク毎に対応する下位アドレスとで構成し、連
続するアドレスに格納されたデータを前記2のn乗個の
バンクから順次に読み出すように構成したことを特徴と
する。
【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のデータ記憶装置において、前記2のn乗個のバンクの
それぞれに対応したデータバッファを設け、連続するア
ドレスに格納されたデータを前記2のn乗個のバンクか
ら前記データバッファを介して順次に読み出すように構
成したことを特徴する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。 (第1の実施形態)図1は本発明の第1の実施形態にか
かるデータ記憶装置の構成を示すブロック図である。こ
のデータ記憶装置は、2つのバンクB0,B1を有する
ROM2と、ROM制御部31,上位アドレスラッチ3
2,及びバンクB0,B1に対応すると2つの下位アド
レスカウンタLAC0,LAC1からなる読み出し制御
部3と、セレクト回路5及びバスバッファ6A,6Bと
から構成され、MPU1に接続されている。この装置で
は、ROM2のデータ格納位置を特定するためのアドレ
スは、2つのバンクB0,B1に共通の上位アドレスU
ADと、バンク毎に対応する下位アドレスLADとで構
成されている。
【0018】MPU1は、アドレス信号の送出手順を一
部省略して複数個のデータをまとめて高速で転送するバ
ースト転送に対応したものであり、さらにサブブロック
(インタリーブ)オーダリング、シーケンシャルオーダ
リングに対応するアライメントを保有している。より具
体的には、MPU1は、8ワード、4ワード、2ワード
のバースト転送及びワード転送の機能を保有する。また
ROM2に対応するメモリ空間として、MPU1の論理
アドレスA24からA0までが割り当てられている。
【0019】読み出し制御部3のROM制御部31は、
MPU1から供給される制御信号CTLに応じて、ロー
ド信号LD及びカウントアップ信号CUを下位アドレス
カウンタLAC0,LAC1に供給し、ロード信号LD
を上位アドレスラッチ32に供給するとともに、セレク
ト回路5にバスバッファ6Aまたは6Bのいずれか一方
の出力を許可するための選択信号SELを供給する。
【0020】上位アドレスラッチ32は、ROM制御部
31から供給されるロード信号LDに応じて、MPU1
から供給される上位アドレスUADをラッチし、ROM
2のバンクB0,B1にその上位アドレスUADを供給
する。上位アドレスラッチ32には、MPU1の論理ア
ドレスA6からA24までが割り当てられている。した
がって、上位アドレスラッチ32は、19ビット分のフ
リップフロップで構成可能である。
【0021】下位アドレスカウンタLAC0,LAC1
は、バースト転送時は、ROM制御部31から供給され
るロード信号LDに応じてMPU1から供給される下位
アドレスLADを初期値としてロードし、ROM制御部
31から供給されるカウントアップ信号CUに応じてア
ドレスを更新する。このアドレスの更新は、ROMのア
クセスタイムを短縮すべく、バンク毎に位相をずらした
タイミングで実行される。
【0022】下位アドレスカウンタLAC0,LAC1
の出力は、ROM2の対応するバンクB0,B1にそれ
ぞれ供給される。下位アドレスカウンタLAC0,LA
C1には、8ワード転送に対応するため、MPU1の論
理アドレスA5〜A3が割り当てられている。したがっ
て、下位アドレスカウンタLAC0,LAC1は、それ
ぞれ3ビットカウンタで構成されている。
【0023】本実施形態では、ROM2の各バンクB
0,B1は常に出力イネーブル状態となっており、上位
アドレスUAD及び下位アドレスLADに対応するアド
レスに格納されているデータがバスバッファ6A,6B
に出力される。バスバッファ6A,6Bは、セレクト回
路5により出力許可された一方のみがデータDATA0
またはDATA1をデータバス7に出力する。
【0024】図2は、図1に示す装置のバースト転送実
行時の動作を説明するためのタイムチャートであり、同
図(a)〜(k)は、それぞれクロック信号、上位アド
レス信号UAD、ROM2のバンクB0,B1に対応す
るチップイネーブル信号CE0,CE1、ROM2のバ
ンクB0,B1に対応する下位アドレス信号LAD0,
LAD1、バスバッファ6A,6Bの出力許可信号BO
E0,BOE1、バスバッファ6A,6Bの出力データ
DATA0,DATA1及びMPU1に供給される読み
出しデータDATAを示す。
【0025】バースト転送実行時においては、同一の上
位アドレス信号UADが供給され、またチップイネーブ
ル信号CE0,CE1は、アクティブ状態(ローレベル
がアクティブ)に保持される。この図では省略している
が、ROM2のバンクB0,B1の出力許可信号OE
0,OE1も常にアクティブ状態に保持される。下位ア
ドレス信号LAD0,LAD1は、バンクB0,B1に
格納されているデータに交互にアクセスして、アドレス
が連続するデータが交互に読み出されるように、順次更
新される。すなわち、図2(e)(f)に示すLAD0
(n),LAD1(n),LAD0(n+1),LAD
1(n+1),…が、連続する下位アドレスに対応して
いる。
【0026】バスバッファ6A,6Bの出力許可信号B
OE0,BOE1は、セレクト回路5がROM制御部3
1から供給される選択信号SELに応じて生成するもの
である。時刻t1に出力許可信号BOE0がアクティブ
状態に移行し、少し遅れてバスバッファ6AのデータD
0が出力され、時刻t2に出力許可信号BOE1がアク
ティブ状態に移行し、少し遅れてバスバッファ6Bのデ
ータD1が出力される。同様に、時刻t3に出力許可信
号BOE0がアクティブ状態に移行し、少し遅れてバス
バッファ6AのデータD2が出力され、時刻t4に出力
許可信号BOE1がアクティブ状態に移行し、少し遅れ
てバスバッファ6BのデータD3が出力される。このよ
うにして、同図(k)に示すように、ROM2のバンク
B0,B1から読み出されたデータが、順次MPU1に
転送される。
【0027】以上のように本実施形態では、ROM2の
データ格納位置を特定するためのアドレスを、2つのバ
ンクB0,B1に共通の上位アドレスUADと、バンク
毎に対応する下位アドレスLADとで構成し、連続する
アドレスに格納されたデータを2つのバンクB0,B1
から順次に読み出すように構成したので、従来のシステ
ムに比べて構成を簡略化し、低コスト、省スペースのシ
ステムを構築することができる。すなわち、シーケンシ
ャルオーダリングあるいはサブブロックオーダリングに
対応したMPUを使用した従来のシステムでは、22ビ
ットのアドレスカウンタが2個必要であり、44本のア
ドレス線が存在していたが、本実施形態の装置では3ビ
ットのアドレスカウンタが2個と19ビットのアドレス
ラッチで構成でき、25本のアドレス線でASICに取
り込むことが可能となる。本実施形態では、バスバッフ
ァ6A,6Bが、請求項2に記載した「データバッフ
ァ」に相当する。
【0028】図3は、図1の構成の変形例を示すブロッ
ク図である。図3の構成は、図1の構成からバスバッフ
ァ6A,6Bを削除して、バンクB0,B1の出力をワ
イヤードオア接続するとともに、セレクト回路5から出
力される出力許可信号を、ROM2のバンクB0,B1
の出力許可信号OE0,OE1としたものである。
【0029】図4は、図3に示す装置の動作を説明する
ためのタイムチャートであり、時刻t11にバンクB0
に対応するチップイネーブル信号CE0がアクティブ状
態に移行し、時刻t12にバンクB0の出力許可信号O
E0がアクティブ状態に移行する。これに対応して、バ
ンクB0からデータD0が出力される。また、時刻t1
3にバンクB1に対応するチップイネーブル信号CE1
がアクティブ状態に移行し、時刻t15にバンクB1の
出力許可信号OE1がアクティブ状態に移行し、これに
対応して、バンクB1からデータD1が出力される。時
刻t16以後も同様にして、ROM2のバンクB0,B
1に格納されているデータが交互に読み出され、MPU
1に転送される。
【0030】この変形例では、ROM2のアクセススピ
ード、リードリカバリタイム、データ出力状態からハイ
インピーダンスになるまでの時間を考慮して、出力許可
信号OE0,OE1のタイミングを制御する必要があ
る。バスバッファを用いないため、図1の構成よりアク
セス速度は劣るが、より省スペースかつ低価格のシステ
ムを構築できる。
【0031】(第2の実施形態)本実施形態は、図5に
示すように、4ウェイインターリーブ方式のシステムに
本発明の構成を適用したものである。すなわち、ROM
2aは、4つのバンクB0〜B3からなり、読み出し制
御部3aは、ROM制御部31aと、上位アドレスラッ
チ32aと、4つのバンクB0〜B3に対応する4つの
下位アドレスカウンタLAC0〜LAC3からなる。ま
たバンクB0〜B3に対応して、4つのバスバッファ6
A,6B,6C,6Dが設けられており、セレクト回路
5aは、選択信号SELaに応じて、4つのバスバッフ
ァに対して順次出力許可信号をアクティブ状態にして、
バンクB0〜B3から読み出されたデータを出力する。
【0032】本実施形態では、MPU1の論理アドレス
を以下のように割り当てる。すなわち、上位アドレスラ
ッチ32aには、アドレスA7からA24までを割り当
て、下位アドレスカウンタには、アドレスA4〜A6を
割り当て、バンク選択用にアドレスA2,A3を割り当
てる。以上の点以外は、第1の実施形態と同様である。
【0033】したがって、本実施形態では、上位アドレ
スラッチ32aは、18ビットのフリップフロップで構
成でき、下位アドレスカウンタLCA0〜LCA3は、
それぞれ3ビットのカウンタで構成できる。したがっ
て、2ウェインターリーブ方式の場合と同様に、従来例
に比べてより簡単な構成で、低コスト化、省スペース化
を実現できる。
【0034】なお本発明は上述した実施形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した
実施形態では、ROMのバンク数を2または4とする場
合を示したが、これに限るものではなく一般に2のn乗
個(nは1以上の整数)のバンクに分割する場合に本発
明を適用することができる。
【0035】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、読
み出し専用メモリのデータ格納位置を特定するためのア
ドレスが、2のn乗個のバンクに共通の上位アドレス
と、バンク毎に対応する下位アドレスとで構成され、連
続するアドレスに格納されたデータが、2のn乗個のバ
ンクから順次に読み出されるので、上位アドレスをラッ
チする上位アドレスラッチと、下位アドレスをカウント
する下位アドレスカウンタのビット数を少なくすること
ができ、ラッチ回路やカウンタの規模を抑えるととも
に、アドレス線も少なくすることができる。その結果、
従来に比べて構成をより簡略化して低コスト化、省スペ
ース化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかるデータ記憶装
置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。
【図3】図1の構成の変形例を示すブロック図である。
【図4】図3の装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。
【図5】本発明の第2の実施形態にかかるデータ記憶装
置の構成を示すブロック図である。
【図6】マイクロプロセッサを含む一般的なコンピュー
タシステムの構成を示す図である。
【図7】従来の最も簡単な構成のデータ記憶装置の構成
を示すブロック図である。
【図8】2ウェイインターリーブ方式を採用した従来の
データ記憶装置の構成を示すブロック図である。
【図9】図8の構成の変形例の構成を示すブロック図で
ある。
【図10】4ウェイインターリーブ方式を採用した従来
のデータ記憶装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 マイクロプロセッサ(MPU) 2 読み出し専用メモリ(ROM) 3 読み出し制御部 5 セレクト回路 6A,6B バスバッファ(データバッファ) 31 ROM制御部 32 上位アドレスラッチ B0,B1 バンク LAC0,LAC1 下位アドレスカウンタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2のn乗個(nは1以上の整数)のバン
    クからなる読み出し専用メモリと、該読み出し専用メモ
    リに格納されたデータの読み出しを制御する読み出し制
    御部とを備え、前記読み出し専用メモリに格納されたデ
    ータのバースト転送を実行可能なマイクロプロセッサに
    接続されるデータ記憶装置において、 前記読み出し専用メモリのデータ格納位置を特定するた
    めのアドレスを、前記2のn乗個のバンクに共通の上位
    アドレスと、バンク毎に対応する下位アドレスとで構成
    し、連続するアドレスに格納されたデータを前記2のn
    乗個のバンクから順次に読み出すように構成したことを
    特徴とするデータ記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記2のn乗個のバンクのそれぞれに対
    応したデータバッファを設け、連続するアドレスに格納
    されたデータを前記2のn乗個のバンクから前記データ
    バッファを介して順次に読み出すように構成したことを
    特徴する請求項1に記載のデータ記憶装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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