JP2002312235A - メモリアクセス制御装置 - Google Patents

メモリアクセス制御装置

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JP2002312235A
JP2002312235A JP2001119914A JP2001119914A JP2002312235A JP 2002312235 A JP2002312235 A JP 2002312235A JP 2001119914 A JP2001119914 A JP 2001119914A JP 2001119914 A JP2001119914 A JP 2001119914A JP 2002312235 A JP2002312235 A JP 2002312235A
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JP2001119914A
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Takahiro Omichi
隆広 大道
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクセスサイクル数を低減し、より高速にメ
モリに対してアクセスすることができるようにする。 【解決手段】 セグメント判定回路12において分割さ
れた上位アドレスが、例えばデータバッファ1に転送さ
れ、ページデータとしてページアドレス格納領域1aに
格納される。この場合、データバッファに格納されるペ
ージデータは一つである。残りの入力データであるアド
レスデータ、プロセッサNo.、及び画素位置情報がデ
ータバッファ1のデータ格納領域1bに格納される。S
DRAM制御回路14は、ページデータと、アドレスデ
ータとに基づいてSDRAMに対してページモードアク
セスを実行する。すなわち、SDRAMにおいて、入力
された一つのページデータを行アドレスとして固定し、
データバッファ1に格納されているアドレスデータを列
アドレスとして順次データを読み出していく。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、メモリデバイスに
対してページアクセスを実行できるメモリアクセス制御
装置に関し、特にメモリアクセス時間を更に低減するメ
モリアクセス制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりSDRAM(Synchronous Dyna
mic Random Access Memory) 等のメモリデバイスに対
するランダムアクセスのスピードを短縮する方法として
種々の方法が試みられている。その中で、ページヒット
率を元にダイナミックなページ切り換えを行い、ランダ
ムアクセス効率を向上させる方法が代表的な例として知
られている。このようなアクセス方法の一例が、特開平
7−141225号公報に開示されている。
【0003】このアクセス方法においては、メモリに対
するランダムアクセス時にRow・Address・S
tobe信号(以下、*RAS信号と称する)及びCo
lumn・Address・Stobe信号(以下、*
CAS信号と称する)とは別に、*AS信号と*RES
信号の2種類の制御信号を用意する。*RES信号に続
いて*RAS信号と*CAS信号とを順にLレベルとし
た後、*AS信号をLレベルにすることで、*RAS信
号と*CAS信号がアサートされる。この状態でメモリ
アクセスを行った後、*AS信号をHレベルにする。
【0004】これと同時に*RAS信号と*CAS信号
がデアサート、即ち、Hレベルとなり、ランダムアクセ
スの1サイクルが終了する。そして、次回のランダムア
クセスからは、*RAS→*CAS→*ASの順番で信
号をアサートし、メモリにアクセスする。つまり、メモ
リアクセス終了時、即ち、*AS信号のLレベルからH
レベルへの立ち上がりと同時に*RAS信号がHレベル
になり、プリチャージが開始される。このことにより、
各メモリアクセスサイクル内で*RAS信号をプリチャ
ージする必要がなくなり、ランダムアクセス時のアクセ
ス時間が短縮される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のアクセス方法においては、*RAS信号のプリ
チャージに要する時間に関しては、短縮することが可能
であるが、メモリに対するランダムアクセス処理に要す
る時間に関しては、短縮されない。即ち、ランダムアク
セス時に発生するページ切り換え処理等に要するサイク
ル数に関しては、短縮することができないため、大規模
なアクセススピードの高速化が望めない。従って、ラン
ダムアクセス時のページ切り換えを多く伴う処理の場合
はアクセス時間が増大し、*RAS信号のプリチャージ
時間を考慮に入れた場合と比較しても、大幅な時間短縮
は望めない。
【0006】従って、本発明は、このような従来の技術
の問題点を鑑みなされたものであって、その目的は、メ
モリデバイスに対するアクセスサイクル数を低減し、メ
モリデバイスに対して高速アクセスを実現するメモリア
クセス制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ページアクセ
ス機能を有するメモリデバイスに対してアクセスを実行
するメモリアクセス制御装置において、ページアクセス
を行うための一つの行アドレスデータと列アドレスデー
タをそれぞれ格納する複数のデータ格納手段と、前記デ
ータ格納手段のデータ格納順を記憶しておく格納順記憶
手段と、該データ格納順に従って前記データ格納手段か
ら行アドレスデータと列アドレスデータを読み出し、前
記メモリデバイスに対してページアクセスを実行するア
クセス実行手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】また、本発明は、前記データ格納手段が、
データ格納容量と個数を仮想的に変更可能であることを
特徴とする。例えば、データ格納手段の全数のデータ格
納総容量を仮想的に分割して個数と、1個あたりの容量
サイズを変更可能とする。
【0009】また、本発明は、前記アクセス実行手段が
複数設けられ、該複数のアクセス実行手段のそれぞれが
同一のアドレスデータを共有して前記メモリデバイスに
対してインターリーブアクセスを実行することを特徴と
する。
【0010】本発明のメモリアクセス制御装置において
は、ページアクセスを行うための一つの行アドレスデー
タと列アドレスデータをそれぞれ格納する複数のデータ
格納手段を有しているので、メモリデバイスに対してペ
ージアクセスを実行中、データ格納手段を切り換えると
きにページ切り換えが生じる。すなわち行アドレスの切
り換えが発生する。この時以外は、行アドレスが固定さ
れ、列アドレスによる高速アクセスが実行される。こう
して、ページ切り換えがデータ格納手段の個数だけで済
み、総アクセスサイクルが大幅に低減される。
【0011】また、本発明において、データ格納手段の
個数と容量サイズを変更可能なので、メモリデバイスの
容量に応じてページ切り換え数を考慮して変更可能にな
り、常に高速アクセスが可能となる。
【0012】また、本発明において、アクセス実行手段
が複数設けられ、メモリデバイスに対してインターリー
ブアクセスが可能となるので、個々のアクセス実行手段
のメモリデバイスに対するアクセス速度が低速であって
も、アクセス実行手段の個数倍の高速アクセスが可能と
なる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。本実施形態は、画像デ
ータの濃度変換LUT(Look Up Table)処理を例とし
たものである。
【0014】<第1の実施形態>図1は、本発明に係る
メモリアクセス制御装置の第1の実施形態を示すブロッ
ク図である。図1に示すメモリアクセス制御装置1は、
図中省略されているが画像処理用の複数のプロセッサ
と、ページモード機能を有する外部メモリとの間に介在
し、プロセッサからの指示に応じて外部メモリに格納さ
れている画素データを読み出し、その読み出したデータ
をプロセッサに供給することにより画像データの濃度変
換を行う。なお、外部メモリとしてSDRAM(Synchr
onous Dynamic Random Access Memory) が用いられてい
る。
【0015】図1に示すようにメモリアクセス制御装置
11は、入力データを所定のグループに分割するセグメ
ント判定回路12、分割された入力データを格納するn
(n:2以上の自然数)個のデータバッファ1,2,
3,・・・,n、データバッファのデータ格納順を判定
し記憶するフラグ判定回路13、SDRAMへのアクセ
スを実行するSDRAM制御回路14、データバッファ
及びSDRAMからのデータを格納するSDRAMデー
タ格納バッファ15、SDRAMデータ格納バッファに
格納されたデータを各プロセッサに分配するプロセッサ
データ分配回路16を備える。なお、データバッファ
1,2,3,・・・,nの個数は、入力されるデータの
サイズ及びSDRAMのサイズに応じて設定されてい
る。また、n個のデータバッファ1,2,3,・・・,
nのそれぞれは、ページアドレス格納領域1a,2a,
3a,・・・,naと、データ格納領域1b,2b,3
b,・・・,nbとを有する。
【0016】プロセッサからは、アドレスデータ、プロ
セッサNo.、及び画素位置情報とがメモリアクセス制
御装置11に入力される。これらデータは、セグメント
判定回路12において、上位アドレスと、下位アドレ
ス、プロセッサNo.及び画素位置情報とに分割され
る。
【0017】セグメント判定回路12において分割され
た上位アドレスが、例えばデータバッファ1に転送さ
れ、ページデータとしてページアドレス格納領域1aに
格納される(以降、上位アドレスをページデータと呼
ぶ)。この場合、データバッファに格納されるページデ
ータは一つである。残りの入力データである下位アドレ
ス、プロセッサNo.、及び画素位置情報がデータバッ
ファ1のデータ格納領域1bに格納される(以降、下位
アドレスをアドレスデータと呼ぶ)。
【0018】このように入力データが順次該当するデー
タバッファ1,2,3,・・・,nに格納されていくの
であるが、この処理について説明する。データバッファ
のデータ格納量がある一定量(例えば、データバッファ
容量の80%)に到達するか、一つのページデータに対
応するアドレスデータ、プロセッサNo.、及び画素位
置情報が全て格納された場合、そのデータバッファはフ
ラグ信号をフラグ判定回路13に発行する。入力データ
がデータバッファ1,2,3,・・・,nに格納される
順序は、必ずしも一定順とは限らないので、フラッグ判
定回路13が必要となる。フラグ判定回路13は、n個
のデータバッファ1,2,3,・・・,nのそれぞれか
らのフラグ信号を監視して受信順を判定し記憶する。そ
の受信順にデータバッファに対して、SDRAM制御回
路4及びSDRAMデータ格納バッファ5へデータを転
送するためのデータ送出信号を出力する。
【0019】次に、図2に示す各部のデータの流れを参
照しながら、SDRAMに対するアクセス制御について
説明する。例えば、データバッファ1がフラグ判定回路
13からデータ送出信号を受けたとすると、フラグ信号
発行時点までのデータ格納領域1bに格納されているプ
ロセッサNo.と、画素位置情報とを先頭アドレスから
順次SDRAMデータ格納バッファ15に転送する。ま
た、ページアドレス格納部1aに保持されているページ
データをSDRAM制御回路14に複写し、フラグ信号
発行時点までのデータ格納領域1bに保持されているア
ドレスデータをSDRAM制御回路14に順次転送す
る。
【0020】SDRAM制御回路14は、ページデータ
と、アドレスデータとに基づいてSDRAMに対してペ
ージモードアクセスを実行する。すなわち、SDRAM
において、入力された一つのページデータを行アドレス
として固定し、図2のデータバッファ1に格納されてい
るアドレスデータ(Indata0,1,2・・・)を
列アドレスとして順次データを読み出していく。SDR
AM制御回路4は、アドレスデータに関してデータソー
トを実行せず、データバッファ1に格納されていた順に
SDRAMに対してページアクセスが実行される。
【0021】こうして、SDRAMから読み出されたS
DRAMデータ(Outdata0,1,2・・・)
は、SDRAMデータ格納バッファ15に順次格納され
る。この時、SDRAMデータ格納バッファ5には、既
にプロセッサNo.及び画素位置情報とが、データバッ
ファ1に格納されていた順に格納されている。従って、
格納バッファ15内でのプロセッサNo.と、画素位置
情報と、取得されたSDRAMデータとの対応関係は、
元のデータバッファ1内でのプロセッサNo.と、画素
位置情報と、アドレスデータとの対応関係と一致する。
【0022】こうしてデータバッファ1に格納されてい
たアドレスデータに対応した全てのSDRAMデータが
SDRAMデータ格納バッファ15に蓄積された時点
で、SDRAMデータ格納バッファ15内の全てのデー
タがプロセッサデータ分配回路16に転送される。プロ
セッサデータ分配回路6において、プロセッサNo.に
基づいて各ポートに、画素位置情報とSDRAMデータ
とが分配され、各ポートを介して各々のプロセッサに対
してそれらデータが送出され、濃度変換処理が行われ
る。各々のプロセッサに対してそれらデータが送出され
た時点で、フラグ判定回路13は、次の受信順のデータ
バッファにデータ送出信号を出力し、上記の動作が繰り
返され、データアクセスが実行される。
【0023】このように、一定サイズの容量を有するバ
ッファ素子をデータ格納バッファとして複数個用い、各
バッファ素子に一つのページデータとそれに対応するア
ドレスデータを格納して、バッファ素子単位で外部メモ
リであるSDRAMに対してページアクセスを行う。こ
のため、ページ切り換えがバッファ素子切り換えの時期
であり、バッファ素子の個数がページ切り換え回数とな
る。そのため、総アクセスサイクルを大幅に低減でき
る。
【0024】次に、ある一定量の画素に対するLUTア
クセスを実行する場合における第1実施形態の処理効果
について具体的に述べる。なお、処理を行う際の各パラ
メータが以下の通り規定されているものとする。 処理画素数:70000画素 動作周波数:100MHz 画像データビット数:24ビット(16Mバイト) SDRAMページサイズ:128kバイト(セグメント
数=128) ページ切り換えを含むランダムアクセス時のサイクル:
5サイクル ページアクセス時のサイクル:3サイクル
【0025】このような条件の下で70000画素のデ
ータ値が128個のセグメント内に均等に分配(1セグ
メント当たり546データ)されていると想定すると、
本発明によるメモリアクセス制御装置を用いず単純にラ
ンダムアクセスを行った場合には、 ((100×106 )/5)-1×70000=3500
μs となる。
【0026】一方、本発明によるメモリアクセス制御装
置を用いて同様の条件の元でアクセスを行った場合に
は、5サイクルを要するページ切り換えを含むアクセス
が128回であり、3サイクルを要するページアクセス
が545回であるため、 ((100×106 )/5)-1×128=6.4μs ((100×106 )/3)-1×545×128=21
13.7μs となり、 6.4+2113.7≒2120.1μs となる。従って、アクセス時間比が(2120/350
0=60.6%)となり、計算上のアクセス時間は、ラ
ンダムアクセスを実行した場合に比較して、本実施形態
の場合、約60%にアクセス時間の短縮される。
【0027】なお、説明したページアドレス格納部、デ
ータバッファ、SDRAMデータ格納バッファの各領域
は、メモリアクセス制御装置を実現するデバイスの内部
に実装される何らかの記憶領域、例えば、レジスタやメ
モリ等が充てられるものとする。
【0028】<第2実施形態>次に第2の実施形態につ
いて説明する。上述した第1の実施形態においては、デ
ータバッファ1,2,3,・・・,nの個数が入力され
るデータのサイズ及びSDRAMのサイズに応じて固定
的に設定されている場合について説明したが、データバ
ッファ1,2,3,・・・,nの個数及びその個々の容
量を、外部からの制御情報に基づいて調整するようにし
ても良い。例えば、プロセッサが、外部からのプログラ
ミングにより、データバッファの容量を分割あるいは統
合して、仮想的にデータバッファの個数を変更可能にで
きるようにする。各々のデータバッファの容量サイズや
データバッファの総数を、入力されるデータのサイズ及
びSDRAMのサイズや、入力データの分布状況に応じ
て調整する。
【0029】従って、どの容量のSDRAMに対しても
対応可能なメモリアクセス制御装置を提供することがで
きる。また、ある一定範囲に入力データが分布している
場合には、その範囲に対応する部分のデータバッファの
容量を他の部分のデータバッファよりも大きい容量にし
て、ページ切り換え回数をより確実に低減させることが
できる。
【0030】<第3実施形態>次に第3の実施形態につ
いて説明する。図3は、本発明に係るメモリアクセス制
御装置の第3の実施形態を示すブロック図である。図3
は、図1と共通部分には同一符号を付してある。図1と
異なり、このメモリアクセス制御装置21には、SDR
AM制御回路22,23,24が3つ設けてあり、それ
に応じたSDRAMアクセス用の端子が設けられてい
る。なお、第2実施形態と同様に、データバッファは、
その個数と容量を変更可能とする。
【0031】第1実施形態と同様に、フラグ判定回路1
3から発行されたデータ送出信号が供給されたデータバ
ッファは、フラグ信号発生時点までのデータ格納領域に
保持されているプロセッサNo.と、画素位置情報とを
先頭アドレスから順次SDRAMデータ格納バッファ1
5に転送する。次に、データ送出信号が供給されたデー
タバッファに格納されているページデータとアドレスデ
ータを、SDRAM制御回路22,23,24の全てに
転送する。
【0032】SDRAM制御回路22,23,24が、
ページデータと、アドレスデータとに基づいてSDRA
Mに対してインターリーブアクセスを実行する。SDR
AM制御回路22,23,24のそれぞれがSDRAM
にアクセスすることにより取得されたSDRAMデータ
は、順次SDRAMデータ格納バッファ15に格納さ
れ、上述した第1の実施形態に比べて高速なアクセスが
実現される。
【0033】例えば、図3において、SDRAM制御回
路22,23,24の動作速度が33.3MHzである
とする。メモリアクセス制御装置21内にSDRAM制
御回路が3つあるので、動作周波数33.3MHzで交
互アクセスをSDRAMに対して実行した場合、見かけ
上の動作周波数は、33.3MHz×3≒100MHz
となり、約100MHzのSDRAMアクセスが可能と
なる。
【0034】このように、複数のSDRAM制御回路を
用意して同じページデータとアドレスデータを入力して
おき、インターリーブアクセスを実行することにより、
メモリアクセスの動作速度×SDRAM制御回路個数の
高速なデータアクセスが可能となる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、ページアクセスを行う
ための一つの行アドレスデータと列アドレスデータをそ
れぞれ格納する複数のデータ格納手段を有しているの
で、ページ切り換えがデータ格納手段の個数だけで済
み、総アクセスサイクルが大幅に低減される。
【0036】また、本発明によれば、データ格納手段の
個数と容量サイズを変更可能なので、メモリデバイスの
容量に応じてページ切り換え数を考慮して変更可能にな
り、常に高速アクセスが可能となる。
【0037】また、本発明において、アクセス実行手段
が複数設けられ、メモリデバイスに対してインターリー
ブアクセスが可能となるので、アクセス実行手段の個数
倍の高速アクセスが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るメモリアクセス制御装置の第1の
実施形態を示すブロック図である。
【図2】データの流れとメモリアクセス処理を説明する
図である。
【図3】本発明に係るメモリアクセス制御装置の第3の
実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
11,21 メモリアクセス制御装置 12 セグメント判定回路 13 フラグ判定回路 14,22,23,24 SDRAM制御回路 15 SDRAMデータ格納バッファ 16 プロセッサデータ分配回路 1,2,・・・,n データバッファ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ページアクセス機能を有するメモリデバ
    イスに対してアクセスを実行するメモリアクセス制御装
    置において、 ページアクセスを行うための一つの行アドレスデータと
    列アドレスデータをそれぞれ格納する複数のデータ格納
    手段と、 前記データ格納手段のデータ格納順を記憶しておく格納
    順記憶手段と、 該データ格納順に従って前記データ格納手段から行アド
    レスデータと列アドレスデータを読み出し、前記メモリ
    デバイスに対してページアクセスを実行するアクセス実
    行手段とを備えたことを特徴とするメモリアクセス制御
    装置。
  2. 【請求項2】 前記データ格納手段は、そのデータ格納
    容量と個数を仮想的に変更可能であることを特徴とする
    請求項1記載のメモリアクセス制御装置。
  3. 【請求項3】 前記アクセス実行手段が複数設けられ、
    該複数のアクセス実行手段のそれぞれが同一のアドレス
    データを共有して前記メモリデバイスに対してインター
    リーブアクセスを実行することを特徴とする請求項1又
    は2記載のメモリアクセス制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7184362B2 (en) 2005-05-18 2007-02-27 Hynix Semiconductor Inc. Page access circuit of semiconductor memory device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7184362B2 (en) 2005-05-18 2007-02-27 Hynix Semiconductor Inc. Page access circuit of semiconductor memory device
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