JP2002108692A - 半導体メモリ装置及び情報処理方法 - Google Patents
半導体メモリ装置及び情報処理方法Info
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Abstract
リ装置の情報処理方法を提供する。 【解決手段】 メモリセルアレイ及び情報変更回路を備
え、情報変更回路は、前記メモリコントローラから出力
される外部深さ情報を貯蔵するレジスターを備える。情
報変更回路は、前記貯蔵された外部深さ情報と前記メモ
リセルアレイに貯蔵された対応する内部深さ情報とを比
較し、前記メモリセルアレイをアップデートする。前記
比較回路は、前記メモリセルアレイの深さ情報のアップ
デートの可否を指示する状態信号を出力する。第1制御
信号に基づき、制御回路は外部深さ情報を直接前記メモ
リセルアレイに書込んだり、或いは情報変更回路に出力
する。第2制御信号に基づき、比較はXビットずつ或い
はNXビットずつなされる。
Description
係り、特に、Zバッファリングが行う機能を備えるメモ
リ装置及びこれを利用した情報処理方法に関する。
ディスプレースクリーン上の物体は座標(X、Y)及び
カラーで表現される。そして、ディスプレースクリーン
上において既存の物体が新しいものに取り替えられる場
合、新しい物体を構成する各画素の座標(X、Y)に該
当するメモリの対応位置にカラー値を記録した後に画面
をその値で走査すれば良い。物体は、グラフィック物体
を意味する。
値は見る人からのピクセル距離を表わす。一般に、小さ
いZ値は見る人と物体とが近いということを意味し、大
きいZ値は見る人から物体が遠く離れているということ
を意味する。
クリーン上における物体の深さ情報を決定する。すなわ
ち、ユーザに物体の深さを認識させる。
Zバッファリング、αブレンディング、或いはテクスチ
ャーマッピングなどの3次元機能が要求される。このた
めに、広帯域幅を有するメモリ装置が要求される。特
に、Zバッファリングにおいては、3次元ゲームなどの
3次元グラフィックアプリケーションを行うために、2
次元グラフィックにおけるX軸、Y軸に関する情報のほ
かに、Z軸に関する情報が必要である。このような一連
の作用がZバッファリングである。
ィスプレースクリーン上において取り替える場合、既存
の物体を構成する各画素の空間座標値(Z値または深さ
情報と言う)と新しい物体を構成する各画素の空間座標
値とを比較して、取り替えようとする新しい物体の画素
の空間座標値が小さいとき、既存の物体の空間座標値が
新しい物体の空間座標値に取り替えられる。
を構成する各画素の空間座標値をメモリ装置から読出し
て新しい物体を構成する各画素の空間座標値と比較した
後に、空間座標値の変更があれば、新しい物体の空間座
標値をメモリ装置に書込む。このような動作がリード・
モディファイ・ライト(Read Modify Wr
ite;以下、RMWという)である。
するためのタイミング図である。
ら活性化命令(activate;ACT)が入力され
た後、クロックサイクル3の立ち上がりエッジにおいて
メモリ読出し命令(Read Command;RD)
が入力されれば、読出し命令RDによって選択されたメ
モリセルに貯蔵されていた内部深さ情報Doutはデー
タI/Oピン(data input/output
pins;DQ)を通じてメモリコントローラに読み込
まれる。
の物体の空間座標値Doutと入力された新しい物体の
空間座標値とを比較する。図1に示されたように、a区
間は2クロックサイクルを有する。入力された新しい物
体の空間座標値(以下、'外部深さ情報'という)が既存
の物体の空間座標値(以下、'内部深さ情報'という)よ
りも小さければ、前記外部深さ情報を前記メモリ装置の
メモリセルアレイに書込むために用意をする。書込み命
令WRがあれば、データI/OピンDQにスタンバイ状
態にあった外部深さ情報Dinは書込み命令WRに応答
してメモリ装置の選択されたメモリセルアレイに書き込
まれる。
MWするためには、少なくとも10クロックサイクル、
すなわち、活性化命令ACTが入力されてからプリチャ
ージPre命令が入力されるまで最小限10クロックサ
イクルが必要である。その理由は、深さ情報を比較する
ロジックがメモリコントローラに含まれており、メモリ
コントローラが深さ比較動作を行うからである。
回の空間座標値をRMWするための時間が遅延し、グラ
フィック性能が低下するという問題点がある。
しようとする技術的な課題は、メモリバスの性能を向上
させ、かつ空間座標値を変更して書込むための時間を短
縮してグラフィック性能を向上させるメモリ装置を提供
することである。
題は、メモリバスの性能を向上させ、かつ空間座標値を
変更して書込むための時間を短縮してグラフィック性能
を向上させるメモリ装置の情報処理方法を提供すること
である。
するために、本発明によれば、メモリコントローラによ
り制御されるメモリ装置は、メモリセルアレイと、前記
メモリコントローラから入力される新しい物体の外部深
さ情報と、前記メモリセルアレイに貯蔵されており、前
記新しい物体の座標と同一の座標に該当する既存の物体
の内部深さ情報とを比較し、その比較結果に基づき前記
内部深さ情報を前記外部深さ情報に変更して書込む情報
変更回路とを備えるメモリ装置が提供される。
情報変更回路は、前記深さ情報が変更されたことを表わ
す状態信号を前記メモリコントローラに出力する。ま
た、前記情報変更回路は、レジスター及び比較回路を備
える。前記レジスターは新しい物体の外部深さ情報を貯
蔵し、前記比較回路は前記レジスターに貯蔵された新し
い物体の座標と同一の座標に該当する前記既存の物体の
内部深さ情報と前記レジスターに貯蔵された外部深さ情
報とを比較する。
さ情報が前記内部深さ情報よりも低ければ前記内部深さ
情報を変更するために前記外部深さ情報を前記メモリセ
ルアレイに出力し、前記深さ情報が変更されたことを表
わす状態信号を前記メモリコントローラに出力する。
回路は、前記外部深さ情報が前記内部深さ情報よりも大
きければ前記内部深さ情報を変更するために前記外部深
さ情報を前記メモリセルアレイに出力し、前記深さ情報
が変更されたことを表わす状態信号を前記メモリコント
ローラに出力する。
は、メモリコントローラにより制御されるメモリ装置に
おける物体の深さ情報を処理する方法であって、(a)
前記メモリコントローラから前記物体の外部深さ情報を
受信する段階と、(b)前記受信された外部深さ情報を
貯蔵する段階と、(c)前記メモリコントローラから第
1制御ピンを通じて入力される第1制御信号を受信する
段階と、(d)前記第1制御信号の状態を判断する段階
と、(e)前記第1制御信号の状態がアクティブであれ
ば前記メモリ装置の内部のメモリセルアレイに前記外部
深さ情報を書込み、(f)前記第1制御信号の状態がア
クティブであれば、前記貯蔵された外部深さ情報と前記
メモリセルアレイに貯蔵された対応する内部深さ情報と
を比較し、その比較結果に基づき、前記内部深さ情報を
前記外部深さ情報に変更して前記メモリセルアレイに書
込む段階とを含むことを特徴とする。
び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解す
るためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付
図面及び添付図面に記載された内容を参照しなければな
らない。
ましい実施形態について説明することによって、本発明
を詳細に説明する。各図面に対し、同一の参照符号は同
一の構成要素であることを表わす。
装置22を含むメモリシステムである。図2を参照すれ
ば、メモリシステムは、メモリコントローラ21と、モ
ニター(図示せず)と、メモリコントローラ21により
制御されるメモリ装置22とを含む。制御信号CMDは
メモリコントローラ21が発生し、メモリ装置22に出
力される。
1及びデータ入出力ピンDQを通じてメモリ装置22に
伝送される。また、メモリコントローラ21は、メモリ
装置22のメモリセルを選択するアドレスを発生する。
御信号CS1及び第2制御信号CS2を各々発生し、こ
れらを制御ピンDC0、DC1を通じてメモリ装置22
に伝送する。制御信号CS1、CS2は“ハイ”または
“ロー”レベルに駆動されることにより、活性化または
非活性化されうる。
ピンDQを通じて外部深さ情報を書込むための用意をす
る。メモリ装置22は、メモリコントローラ21によっ
て制御される。モニターは、メモリ装置22によって変
更された深さ情報を有する物体を表示する。メモリコン
トローラ21は、モニター及びメモリ装置22の様々な
制御を行うためのインターフェースを提供する。
び第2状態信号SS2を発生しメモリコントローラ21
に伝送する。第1状態信号SS1及び第2状態信号SS
2が活性化状態(これを'HIT'という)であれば、メ
モリコントローラ21は外部深さ情報によって内部深さ
情報が取り替えられたと判断する。
号SS2が非活性化状態(これを'MISS'という)で
あれば、メモリコントローラ21は内部深さ情報が維持
されたと判断する。
CS1及び第1状態信号SS1は同一の導体を通じて伝
達されるが、第1制御信号CS1は第1状態信号SS1
と反対の方向に伝達される。また、第2制御信号CS2
及び第2状態信号SS2は同一の導体を通じて伝達され
るが、第2制御信号CS2は第2状態信号SS2と反対
の方向に伝達される。
ンDC0を通じて伝送され、第2状態信号SS2は第1
制御ピンDC1を通じて伝送される。
態によるメモリ装置22の具体的な回路を示した図であ
る。
よるメモリ装置22は、情報変更回路30と、制御回路
31と、メモリセルアレイ34と、第1制御ピンDC0
と、第2制御ピンDC1及びデータI/OピンDQとを
備える。情報変更回路30は、レジスター32及び比較
回路33をさらに備える。
DQを通じて受信される信号EDDを通じて新しい物体
の外部深さ情報を受信する。制御回路31は第1制御信
号CS1に応答して外部深さ情報EDDをWTDCまた
はNWTとして出力する。
ば、制御回路31は、外部深さ情報NWTを正常な書込
みのためにメモリセルアレイ34に出力する。一方、第
1制御信号CS1が活性化状態であれば、制御回路31
は、外部深さ情報WTDCを深さ比較書込みのためにレ
ジスター32に出力する。
号WTDC、すなわち、外部深さ情報を貯蔵する。比較
回路33は第2制御信号CS2に応答してレジスター3
2の出力信号RSである新しい物体の座標の情報とメモ
リセルアレイ34に貯蔵されており、新しい物体の座標
の情報と同一の座標に位置する既存の物体の座標の情報
である内部深さ情報Fcompとを比較する。
RSが内部深さ情報Fcompよりも小さければ、比較
回路33は内部深さ情報Fcompを変更するために、
外部深さ情報RSをメモリセルアレイ34に出力する。
出力、すなわち、外部深さ情報RSが内部深さ情報Fc
ompよりも大きければ、比較回路33は内部深さ情報
Fcompを変更するために外部深さ情報RSをメモリ
セルアレイ34に出力する。
に少なくとも一つの状態信号を出力する。比較結果に基
づき内部深さ情報Fcompが変更されれば、状態信号
は論理“ハイ”の信号HIT1またはHIT2となる。
一方、内部深さ情報Fcompが変更されなければ、状
態信号は論理“ロー”のMISS1またはMISS2と
なる。
態によるメモリ装置22における比較記録動作時のタイ
ミング図である。
装置22の深さ比較書込み動作についてより詳細に説明
する。
ローラ21が発生した深さ比較書込み命令信号WRと第
1制御信号CS1及び第2制御信号CS2及び外部深さ
情報Dwは、メモリ装置22の対応する各々のピンDC
0、DC1及びDQに入力される。これは、第3番目の
クロックの立ち上がりエッジにおいて生じる。
込み命令信号WRがアクティブ状態で、第1制御信号C
S1がアクティブ状態であれば、制御回路31は深さ比
較書込み動作を行うために入力される外部深さ情報ED
Dをレジスター32に出力する。すなわち、制御回路3
1に入力される外部深さ情報EDDと制御回路31の出
力信号WTDCとは同一の信号である。
ブ状態であれば、制御回路31は入力される外部深さ情
報EDDと同一の信号NWTをメモリセルアレイ34に
書込むために出力する。
ブ状態であれば、第2制御信号CS2が重要である。比
較回路33は、メモリセルアレイ34内の内部深さ情報
Fcompとレジスター32の出力、すなわち、外部深
さ情報RSとを比較する。
なる。第2制御信号CS2がノンアクティブ状態であれ
ば、比較回路33は内部深さ情報Fcompとレジスタ
ー32の出力RSとをXビット(Xは自然数であって、
例えば、16ビット)ずつ比較する。
れば、比較回路33は内部深さ情報Fcompとレジス
ター32の出力RSとをNXビット(N及びXは自然数
であって、例えば、N=2であり、X=16である場合
には32ビットとなる)ずつ比較する。
メモリコントローラ21に知らせるための状態信号SS
1、SS2を出力する。状態信号SS1、SS2は深さ
比較書込み命令信号WRが出力されてから3クロックサ
イクル(最も良い場合)または4クロックサイクル(最
も悪い場合)が経過した後で出力される。したがって、
全体的なプロセスは6または7クロックサイクルが必要
である。しかし、従来の場合、全体的なプロセスは10
クロックサイクルが必要である。
情報が変更されていれば、比較回路33は内部深さ情報
Fcompの下位側のXビットが変更されたことを示す
論理“ハイ”信号HIT1である第1状態信号SS1を
第1制御ピンDC0を通じてメモリコントローラ21に
出力する。
ompの上位側のXビットが変更されたことを示す論理
“ハイ”信号HIT2である第2状態信号SS2を第2
制御ピンDC1を通じてメモリコントローラ21に出力
する。
さ情報が変更されていれば、比較回路33は内部深さ情
報Fcompの下位側のNXビットが変更されたことを
示す論理“ハイ”信号HIT1である第1状態信号SS
1を第1制御ピンDC0を通じてメモリコントローラ2
1に出力する。
深さ情報Fcompが維持されることを示す第1状態信
号SS1及び第2状態信号SS2はロジック“ロー”で
ある信号MISS1及びMISS2となる。
合、比較の結果、外部深さ情報RSが内部深さ情報Fc
ompよりも小さければ(本発明による他の実施形態の
場合、比較の結果、外部深さ情報RSが内部深さ情報F
compよりも高ければ)、比較回路33は、内部深さ
情報FcompのNXビットが変更されたことを表わす
論理“ハイ”信号HIT1を深さ比較記録命令を実行し
てから3クロックまたは4クロックサイクル後に第1制
御ピンDC0を通じて前記メモリコントローラ21に出
力する。
比較の結果、内部深さ情報Fcompが外部深さ情報R
Sより小さければ(本発明による他の実施形態の場合、
比較の結果、外部深さ情報RSが内部深さ情報Fcom
pよりも高ければ)、比較回路33は内部深さ情報Fc
ompを維持するという論理“ロー”である信号MIS
S1、MISS2を深さ比較記録命令を実行してから3
クロックまたは4クロックサイクル後に各々制御ピンD
C0、DC1を通じてメモリコントローラ21に出力す
る。
部深さ情報RSが内部深さ情報Fcompよりも小さけ
れば、内部深さ情報Fcompが外部深さ情報RSに取
り替えられる。また、本発明の他の実施形態では、外部
深さ情報RSが内部深さ情報Fcompよりも大きけれ
ば、内部深さ情報Fcompが外部深さ情報RSに取り
替えられる。
御されるメモリ装置22が物体の深さ情報を処理する方
法を表すフローチャートであって、ステップ501から
始まる。
ば、メモリ装置22は、メモリコントローラ21からデ
ータI/OピンDQを通じて入力される外部深さ情報E
DDを受信する。ステップ505において、メモリ装置
22は第1制御ピンDC0を通じてメモリコントローラ
21から入力される第1制御信号CS1を受信して、第
1制御信号CS1の状態を判断する。
であれば、制御回路31はステップ521において、入
力された外部深さ情報EDDを受信して深さ情報NWT
としてメモリ装置22の内部のメモリセルアレイ34に
書込むために出力する。
態であれば、制御回路31は入力された外部深さ情報E
DDを受信して深さ情報WTDCとしてレジスター32
に出力する。
は第2制御信号CS2を受信し、第2制御信号CS2の
状態を判断する。第2制御信号CS2がアクティブ状態
であれば、ステップ509において、比較回路33は内
部深さ情報Fcompとレジスター32に貯蔵された外
部深さ情報RSとをNXビットずつ比較する。
ブ状態であれば、ステップ511において、比較回路3
3は内部深さ情報Fcompとレジスター32に貯蔵さ
れた外部深さ情報RSとをXビットずつ比較する。
Sが内部深さ情報Fcompよりも小さかどうかを判断
する。外部深さ情報RSが内部深さ情報Fcompより
も小さければ、内部深さ情報Fcompは外部深さ情報
RSに変更される(ステップ515)。しかし、外部深
さ情報RSが内部深さ情報Fcompよりも大きけれ
ば、外部深さ情報RSを放棄し、内部深さ情報Fcom
pを維持する。
の条件、すなわち、外部深さ情報RSが内部深さ情報F
compよりも大きいと判断され、ステップ515及び
ステップ517は同一である。
コントローラ21に出力され、ステップ523ではプロ
セスが終了する。比較の結果は状態信号SS1及びSS
2で表現される。
できる。
MW動作のために最小限10クロックサイクルが必要と
されていた。しかし、本発明の一実施形態では、一回の
RMW動作のために6クロックサイクルまたは7クロッ
クサイクルしか必要としない。したがって、本発明の一
実施形態は、従来の技術に比べて30%以上の性能の向
上をもたらす。
装置は、深さ情報を比較して書込む機能をメモリ装置が
負担するので情報を比較して書込む時間が短縮され、そ
の結果、メモリ性能が向上するという長所がある。
イミング図である。
るメモリ装置を含むメモリシステムである。
る。
うタイミング図である。
により制御されるメモリ装置が物体の深さ情報を比較し
て書込む方法を示すフローチャートである。
Claims (20)
- 【請求項1】 メモリコントローラにより制御されるメ
モリ装置において、 物体の内部深さ情報を貯蔵するメモリセルアレイと、 前記メモリコントローラから、前記物体に対応する新し
い外部深さ情報を受信し、前記内部深さ情報と前記外部
深さ情報とを比較し、その比較結果に基づき、前記メモ
リセルアレイに貯蔵された前記内部深さ情報を前記外部
深さ情報として書込む情報変更回路を備えることを特徴
とするメモリ装置。 - 【請求項2】 前記情報変更回路は、状態信号を前記メ
モリコントローラに出力することを特徴とする請求項1
に記載のメモリ装置。 - 【請求項3】 前記メモリコントローラから出力され
る第1制御信号を受信する第1制御ピンと、 前記第1制御信号に応答して前記外部深さ情報を前記メ
モリセルアレイに伝送する制御回路とをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項1に記載のメモリ装置。 - 【請求項4】 前記情報変更回路は、状態信号を前記メ
モリコントローラにさらに出力することを特徴とする請
求項3に記載のメモリ装置。 - 【請求項5】 前記状態信号は、前記第1制御ピンを通
じて出力されることを特徴とする請求項4に記載のメモ
リ装置。 - 【請求項6】 前記情報変更回路は、 受信された新しい外部深さ情報を貯蔵するレジスター
と、 前記貯蔵された新しい外部深さ情報と前記内部深さ情報
とを比較し、その比較結果に基づき、前記メモリセルア
レイに前記外部深さ情報を書き込む比較回路とを備える
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリ装置。 - 【請求項7】 前記比較回路は、 前記外部深さ情報が前記内部深さ情報よりも小さい場
合、前記メモリセルアレイに前記外部深さ情報を書き込
むことを特徴とする請求項6に記載のメモリ装置。 - 【請求項8】 前記比較回路は、 状態信号を前記メモリコントローラに出力することを特
徴とする請求項6に記載のメモリ装置。 - 【請求項9】 前記メモリ装置は、 前記メモリコントローラから出力される第2制御信号を
受信する第2制御ピンをさらに備え、 前記制御回路は前記第2制御信号がノンアクティブ状態
であるとき、前記内部深さ情報と前記貯蔵された外部深
さ情報とをXビットずつ比較し、 前記第2制御信号がアクティブ状態であるとき、前記内
部深さ情報と前記貯蔵された外部深さ情報とをNXビッ
トずつ比較することを特徴とする請求項6に記載のメモ
リ装置。 - 【請求項10】 前記第2制御ピンがノンアクティブ状
態であるとき、 前記比較回路は前記内部深さ情報の低いXビットが変更
されたことを示す第1状態信号及び前記内部深さ情報の
高いXビットが変更されたことを示す第2状態信号をメ
モリコントローラに出力することを特徴とする請求項9
に記載のメモリ装置。 - 【請求項11】 前記第2制御ピンがノンアクティブ状
態であるとき、 比較回路は内部深さ情報のNXビットが変更されたこと
を示す状態信号を前記メモリコントローラに出力するこ
とを特徴とする請求項9に記載のメモリ装置。 - 【請求項12】 メモリコントローラにより制御される
メモリ装置において物体の深さ情報を処理する情報処理
方法において、 (a)前記メモリコントローラから前記物体の外部深さ
情報を受信する段階と、 (b)前記受信された外部深さ情報を貯蔵する段階と、 (c)前記メモリコントローラから第1制御ピンを通じ
て入力される第1制御信号を受信する段階と、 (d)前記第1制御信号の状態を判断する段階と、 (e)前記第1制御信号の状態がアクティブであれば、
前記メモリ装置の内部のメモリセルアレイに前記外部深
さ情報を書込み、 (f)前記第1制御信号の状態がアクティブであれば、
前記貯蔵された外部深さ情報と前記メモリセルアレイに
貯蔵された対応する内部深さ情報とを比較し、その比較
結果に基づき、前記内部深さ情報を前記外部深さ情報に
変更して前記メモリセルアレイに書込む段階とを含むこ
とを特徴とする情報処理方法。 - 【請求項13】 前記(f)段階は、前記内部深さ情報
が変更されたことを示す状態信号を前記メモリコントロ
ーラに出力する段階を含むことを特徴とする請求項12
に記載の情報処理方法。 - 【請求項14】 前記(f)段階の書込みは、前記外部
深さ情報が前記内部深さ情報よりも小さいという前記比
較結果に基づきなされることを特徴とする請求項12に
記載の情報処理方法。 - 【請求項15】 前記(f)段階の書込みは、前記外部
深さ情報が前記内部深さ情報よりも大きいという前記比
較結果に基づきなされることを特徴とする請求項12に
記載の情報処理方法。 - 【請求項16】 (g)前記メモリコントローラから
第2制御ピンを通じて入力される第2制御信号を受信す
る段階と、 (h)前記第2制御信号の状態を判断する段階と、 (i)前記第2制御信号の状態がアクティブであれば、
前記内部深さ情報と前記貯蔵された外部深さ情報とをX
ビットずつ比較し、 (j)前記第2制御信号の状態がアクティブであれば、
前記内部深さ情報と前記貯蔵された外部深さ情報とをN
Xビットずつ比較する段階とをさらに含むことを特徴と
する請求項12に記載の情報処理方法。 - 【請求項17】 前記(i)段階は、前記内部深さ情報
の低いXビットが変更されたことを示す第1状態信号を
前記第1制御ピンを通じて前記メモリコントローラに出
力し、前記内部深さ情報の高いXビットが変更されたこ
とを示す第2状態信号を前記第2制御ピンを通じて前記
メモリコントローラに出力する段階を含むことを特徴と
する請求項16に記載の情報処理方法。 - 【請求項18】 前記第1状態信号は前記第1制御ピン
を通じて出力され、前記第2状態信号は前記第2制御ピ
ンを通じて出力されることを特徴とする請求項17に記
載の情報処理方法。 - 【請求項19】 前記(j)段階は、前記内部深さ情報
のNXビットが変更されたことを示す状態信号を前記メ
モリコントローラに出力する段階を含むことを特徴とす
る請求項17に記載の情報処理方法。 - 【請求項20】 前記状態信号は、前記第1制御ピン及
び前記第2制御ピンのいずれか一方を通じて出力される
ことを特徴とする請求項19に記載の情報処理方法。
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