JP2003122621A - バッファ制御システムおよびバッファ制御可能なメモリー - Google Patents
バッファ制御システムおよびバッファ制御可能なメモリーInfo
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Abstract
を改善するバッファ制御システムおよびバッファ制御可
能なメモリーを提供する。 【解決手段】 クロック速度に依存してオンオフ時間を
決定するメモリー制御信号500と、高速動作モードま
たは低速動作モードを表す動作モード切替信号800と
を出力するプロセッサ100; プロセッサ100に接
続されデータの送受信をし、入力したメモリー制御信号
600に応じてオンオフ時間が決定されるバスバッファ
210を有する、外部メモリー200; プロセッサ1
00と外部メモリー200との間に接続され、プロセッ
サ100からのメモリー制御信号500によりトリガー
されるタイマー400を内蔵し、入力した動作モード切
替信号800が低速モードを表すときに、タイマーで決
定される所定時間だけプロセッサから入力したメモリー
制御信号の幅を短かくして外部メモリー200へ出力す
るバッファ制御装置900; から成るバッファ制御シ
ステム10。
Description
テムおよびバッファ制御可能な高速メモリーに関し、特
に低速動作時においてバッファの消費電流を低減できる
バッファ制御システムおよびバッファ制御可能な高速メ
モリーに関するものである。
ば携帯電話等の携帯機器内で用いるデジタルシグナルプ
ロセッサ(DSP)は、高速のデータ処理能力が要求され
るが、常に最大のデータ処理能力を必要とされるわけで
はなく、処理負荷は変動している。例えば、デジタルセ
ルラー通信システムなどのデジタル無線機器ではスロッ
トと呼ばれる単位で送受信動作を行っているため、送受
信のスロット処理を行うとき処理は増え、その他の時間
では処理は軽くなる。いつ処理負荷が増えるのかは、予
め予測できることが多い。プロセッサの消費電力は動作
クロック(周波数)の増加に伴って増大するため、処理
負荷に応じて動作クロックを制御し、消費電力が極力少
なくなるように制御することが一般的に行われている。
では少量の内部メモリーがプロセッサチップ上に集積さ
れている。ただしその容量は限られているためチップ外
部にメモリーを必要とすることも多い。DSPなどの高速
で動作するプロセッサに外部メモリーを接続する場合
は、高速動作が可能なメモリーデバイスを用いることに
なる。メモリーのアクセスサイクルは数十MHzで行われ
る。したがって信号ライン上の浮遊容量を数十MHzで充
放電するために高速動作の可能な外部メモリーには高い
ドライブ能力のバッファが内蔵されている。高いドライ
ブ能力を持つバッファは同時に大きな電流(例えば100m
A)を消費する。外部メモリーにはデータの転送および
動作を制御するための制御信号用入力があり、ここへの
制御信号を外部からアクティブにすることによって外部
メモリー本体の動作および外部メモリー内のバッファを
動作させる。通常、プロセッサからは外部メモリーを動
作させるのに必要な信号がほぼすべて出力されており、
それらを適切に接続することによって外部メモリーを動
作させることができる。
が、図1に示されている。ここでプロセッサ100が低
負荷時にその動作クロックを下げる(例えば100MHzから
1MHzに下げる)と、メモリー制御信号幅が長く(例えば
10nsから1usに長く)なり、外部メモリー200内の消
費電流が却って増えてしまうという不都合が生じる。何
故ならば、プロセッサの出力するメモリー制御信号(例
えばチップイネイブル信号)はある所定期間の間アクテ
ィブ(Low)になり、このアクティブの期間中、バスバッ
ファ210が動作状態(オン)になり電流を消費する。
プロセッサの動作クロックが下がるとそれに伴ってメモ
リー制御信号のアクティブになる期間の長さT0が増大す
る(図2)。このため外部メモリー200内のバスバッ
ファ210が動作状態となる時間も増大し、結局、消費
電流が増大してしまうという問題点がある。携帯通信機
器ではプロセッサの動作クロックを1/100以下に低下さ
せることもあり、これによって本来必要とするより100
倍もの電流が消費されてしまう。
における消費電流増大の問題を大幅に改善するようなバ
ッファ制御システムおよびバッファ制御可能なメモリー
を提供することである。
ッサをそのまま用いつつ、上記の改善を実現するバッフ
ァ制御システムを提供することである。
低下時にも外部メモリーに対して、低消費電流を実現し
つつ高速にアクセスを可能とするようなバッファ制御シ
ステムおよびバッファ制御可能なメモリーを提供するこ
とである。
して説明する。図3に実施例1であるバッファ制御シス
テム10を示す。バッファ制御システム10は、デジタ
ルシグナルプロセッサ100と、外部メモリー200
と、バッファ制御装置900とから構成される。プロセ
ッサ100は典型的には、動作周波数を発生するクロッ
ク発生器120,内部メモリー110,演算器140お
よびバスバッファ130を有する。外部メモリー200
へアドレス信号を出力し、そこからデータを送受信す
る。外部メモリー200内のバスバッファの動作(オン
/オフ)を制御するためにメモリー制御信号500(例
えば、チップイネイブル信号)を出力する。さらに、プ
ロセッサが高速モードで動作しているか、あるいは低速
モードで動作しているかを表す動作モード切替信号80
0を出力する。
であり、メモリーセル220と高速バスバッファ210
とを有する。
300とタイマー400とから構成され、プロセッサ1
00と外部メモリー200との間に接続される。本実施
例では、メモリー制御信号がプロセッサ100から直接
に外部メモリー200に入力されずに、バッファ制御装
置900がプロセッサ100からのメモリー制御信号5
00のタイミングを制御する。制御されたメモリー制御
信号600が、外部メモリー200に入力される。スイ
ッチ300の構成を図4に示す。動作モード切替信号8
00はスイッチ300を制御する信号である。
常速度(例えば100MHzの高速モード)で動作している場
合には、スイッチ300は上側に接続され、メモリー制
御信号500と600が直接接続されるので、図1の従
来の構成と同じ動作となる。一方、動作モード切替信号
800がプロセッサ100の低速クロック動作(例えば
1MHz)を表している場合には、スイッチ300を下側に
接続させる。この場合メモリー制御信号500と600
との間にANDゲートが挿入され、このANDゲートは
タイマー400からの出力信号700により制御され、
メモリー制御信号500(例えば1000nsの幅)をタイマ
ー400で決まる時間T1(例えば950ns)だけ、停止さ
せることができる。
イマー400は、メモリー制御信号500がLowになっ
た時点(図中タイマースタート点)で計時を開始する。
所定時間が経過するまでは、タイマー出力信号700が
Highのままであり、変換されたメモリー制御信号600
はHighのままとなり、外部メモリー200のバスバッフ
ァ210は駆動されない。次に、所定のタイマー時間T1
が経過した時点で、タイマー出力信号700がアクティ
ブLowとなり、メモリー制御信号600もアクティブLow
となって外部メモリー200のバスバッファ210が駆
動される。従って、時間間隔T1の間、バスバッファ21
0の駆動を抑制でき、その間の消費電力を節約(例えば
95%節約)できる。プロセッサ100は、データバス
上のデータをチップイネイブル信号オンの最後に読む。
従って、低速モードにおいて外部メモリー200から実
際にデータを読む出すのは、メモリー制御信号500が
Lowの期間のうち最後のタイミングである。時間間隔T1
の間、バスバッファ210の動作を停止させても、デー
タ読み出しには悪影響を与えない。
号800により、プロセッサがどちらの動作速度モード
なのかを知る必要があるが、既存のプロセッサと外部メ
モリーに何の変更も加えることなく、低消費電流化を実
現できる。
例の構成は、図1に比較して外部メモリー800の内部
構成が異なっており、バス駆動用のバッファとしての2
つのバッファ830,840とタイマー810とを有し
ている。駆動能力の小さい低消費電力バッファ830
(例えば5mA消費)と、駆動能力の大きい高消費電力バ
ッファ840(例えば100mA消費)の2つのバッファを
タイマー810による制御信号850及び860で制御
する構成となっている。
に示す。メモリー制御信号500がLowになった時点
(図中タイマースタート点)で計時が開始されるが、そ
の時点で直ちに両方のバッファへの制御信号850、8
60をHighとして、両方のバッファを駆動開始する。次
に、タイマー時間T2(例えば50ns)経過後に駆動能力の
大きい方のバッファ840への制御信号860をLowと
して、バッファ840の駆動を停止させる。その後は、
メモリー制御信号500がHighとなりメモリーに対する
アクセスが終了するまで、駆動能力の小さいバッファ8
30だけが駆動され、バスのデータを維持する。
み出しをする場合には、メモリー制御信号500のLow
区間が長くなく、T2時間経過前にデータ読み出しが終了
し、高速バッファ840が通常通り活用される。プロセ
ッサ100が低速モードでデータ読み出しをする場合に
は、メモリー制御信号500のLow区間が十分長くな
り、タイマーがバッファ制御をしないとすると、高消費
バッファ840がT2 + T3の時間の間、大電流を消費し
てしまう。本実施例によれば、時間T2経過後にバッファ
840の動作を停止させるので時間T3の間(例えば950n
s)電流消費を低く押さえることができる。時間T2経過
後も、低消費バッファ830は動作し続けているので、
データバス上のデータをそのまま維持する。メモリー制
御信号500がLowである区間のうち最後のタイミング
で、プロセッサ100がデータを読み取る。
ッファが駆動されているので実施例1に比べ少しだけ消
費電力が大きくなるが、実施例1のようにプロセッサの
動作モードを知る必要が無いという利点があり、高速、
低速のアクセスが混在するような場合にも自由に対応で
きる。
既存のメモリーを使用し、スイッチ300とタイマー4
00を設けることにより、メモリー制御信号500のタ
イミングを制御して、プロセッサ100が低速クロック
で動作している場合でも、必要最低限の時間だけメモリ
ーのバスを駆動することができるため、メモリーのバス
駆動に関する消費電力を低減させる効果がある。
のバスバッファを段階的に制御することによって、時間
とともにバスバッファの駆動能力を最適化し、アクセス
速度に拘わらずメモリーのバス駆動に関する消費電力を
低減させる効果がある。
ロック図である。
である。
である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 バッファ制御システム(10)であっ
て:クロック速度に依存してオンオフ時間を決定するメ
モリー制御信号(500)と、高速動作モードまたは低
速動作モードを表す動作モード切替信号(800)とを
出力するプロセッサ(100);プロセッサ(100)
に接続されデータの送受信をし、入力したメモリー制御
信号(600)に応じてオンオフ時間が決定されるバス
バッファ(210)を有する、外部メモリー(20
0);プロセッサ(100)と外部メモリー(200)
との間に接続され、プロセッサ(100)からのメモリ
ー制御信号(500)によりトリガーされるタイマー
(400)を内蔵し、入力した動作モード切替信号(8
00)が低速モードを表すときに、タイマーで決定され
る所定時間だけプロセッサから入力したメモリー制御信
号の幅を短かくして外部メモリー(200)へ出力する
バッファ制御装置(900);から成るバッファ制御シ
ステム(10)。 - 【請求項2】 請求項1に記載されたバッファ制御シス
テムであって:前記バッファ制御装置が、受信したメモ
リー制御信号(500)のうち、前方部分を無効とし後
端部だけ有効にして外部メモリーへと出力する、ことを
特徴とするバッファ制御システム。 - 【請求項3】 クロック速度に依存してオンオフ時間を
決定するメモリー制御信号(500)と、高速動作モー
ドまたは低速動作モードを表す動作モード切替信号80
0とを出力するプロセッサ(100)と、 プロセッサに接続されデータの送受信が可能であり、入
力したメモリー制御信号(600)に応じてオンオフ時
間が決定されるバスバッファ(210)を有する、外部
メモリー(200)と、 の間に接続できるバッファ制御装置(900)であっ
て:プロセッサ(100)からのメモリー制御信号(5
00)によりトリガーされるタイマー(400)を内蔵
し、入力した動作モード切替信号(800)が低速モー
ドを表すときに、タイマーで決定される所定時間だけプ
ロセッサから入力したメモリー制御信号の幅を短かくし
て外部メモリー(200)へ出力するバッファ制御装置
(900)。 - 【請求項4】 クロック速度に依存してオンオフ時間を
決定するメモリー制御信号(500)を出力するプロセ
ッサ(100)に接続可能であり、プロセッサとの間で
データの送受信を行えるメモリー(800)であって;
高速バスバッファ(840)と、低速バスバッファ(8
30)と、タイマー(810)とを有し;高速バスバッ
ファと低速バスバッファがメモリー制御信号(500)
によりオンされ、 タイマー(810)がメモリー制御信号(500)によ
りトリガーされ、所定時間経過後、高速バスバッファ
(840)をオフにする、ことを特徴とするメモリー。
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