JP2591515B2 - 1チップメモリデバイス - Google Patents

1チップメモリデバイス

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JP2591515B2
JP2591515B2 JP7149986A JP14998695A JP2591515B2 JP 2591515 B2 JP2591515 B2 JP 2591515B2 JP 7149986 A JP7149986 A JP 7149986A JP 14998695 A JP14998695 A JP 14998695A JP 2591515 B2 JP2591515 B2 JP 2591515B2
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memory device
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memory
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敏彦 小倉
広明 青津
光一 木村
博道 榎本
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は記憶素子に係り、特に高
速グラフィックディスプレイのフレームバッファとして
好適な記憶回路に関する。 【0002】 【従来の技術】グラフィックディスプレイ装置は、表示
分解能の向上に伴い、大容量の表示情報記憶用メモリす
なわちフレームバッファを必要とし始めている。しか
し、フレームバッファの大容量化はグラフィックデータ
の表示を行う際のメモリアクセス回数の増加に結びつく
ので、表示の高速化を図るためにはメモリアクセス回数
の削減が必要である。 【0003】このメモリアクセス回数の削減を図る手段
としては、グラフィックディスプレイ用フレームバッフ
ァの内部で演算処理を実行する方法がある。この方法を
用いたフレームバッファの例を図2に示す。図2におい
て、1は16ビット長の演算器、2はグラフィックデー
タを記憶するメモリ、3は演算器の演算機能指定レジス
タ、4は書き込みマスク回路、D15〜D0はデータ処
理装置からの16ビットデータ、DO15〜DO0はメ
モリの読み出しデータ、FC3〜FC0は演算器に対す
る演算機能指定データ、M15〜M0はメモリに対する
書き込み制御信号、A23〜A1はデータ処理装置から
の23ビットアドレス信号、WEはデータ処理装置から
の書き込み制御信号、FSは演算機能指定レジスタに対
するラッチ制御信号、MSは書き込みマスク回路に対す
るラッチ制御信号である。 【0004】この図2の構成でメモリアクセス回数が減
る理由について説明する。ビットマップ方式のグラフィ
ックディスプレイで図形を書く場合、図形は点の集合で
表すため、図形描画は点描画の繰返しで行う。このた
め、フレームバッファに対してのアクセスは、16ビッ
ト単位ではなく1ビットとか4ビットのようなメモリを
構成しているデータ幅よりも小さい単位で行う。また、
一般には点を書く場合に書き込みデータとの演算を必要
とするため、メモリデータとの演算とビット単位の書き
込みが必要となる。通常のメモリではこれらの機能が無
いため、図形描画処理を行うデータ処理装置の内部で演
算を実行することとなり、書き込むべきメモリ番地のデ
ータを読み込み、ビット演算実行後、同一番地に書き込
むという処理で実現している。このため、1ビットのデ
ータを書く場合でも2回のメモリアクセスが必要であ
る。図2のフレームバッファでは、演算器1でメモリデ
ータとデータ処理装置の演算を書き込みマスク回路4で
ビット単位のデータ書き込みを実現しており、1ビット
のデータを書くために必要なメモリアクセスはデータ処
理装置では1回ですむ。メモリ2のアクセスは、リード
とライトの2回必要であるが通常のメモリにはリード・
モディファイ・ライトという、1回でリードとライトを
実現するアクセスモードがあるため、1回で実現でき
る。以上のように図2に示したフレームバッファは、グ
ラフィックディスプレイの高速化には有効であるが、メ
モリ素子周辺に多くの回路を付加しなければならないた
め、信頼性が低下し、またコストが高くなるという問題
点がある。なお、図2に示すフレームバッファについて
は、例えば日経エレクトロニクス1984.8.27号
「1280×1024画素のグラフィック・ディスプレ
イ用フレームバッファをニブル・モード付き64KRA
Mで設計」(P.227〜245)に示される。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、通常
の1チップメモリデバイスと同じ制御信号のみで特定の
モードに設定でき、特定のモードを持たない1チップメ
モリデバイスと同一のピン配置、ピン数を有する1チッ
プメモリデバイスを得ることにある。本発明の他の目的
は、1チップメモリデバイスの価格で大きな割合を占め
るパッケージの共通化が図れ、低価格な1チップメモリ
デバイスを得ることにある。本発明の更に他の目的は、
特定モードを用いない用途に限定した場合には、通常の
1チップメモリデバイスと置換可能で、システム構成の
自由度を増大することのできる1チップメモリデバイス
を得ることにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ロウアドレスストローブ信号とカラムア
ドレスストローブ信号とライトイネーブル信号とで制御
されるダイナミックRAMを含む1チップメモリデバイ
スであって、前記ダイナミックRAMに対するリード又
はライト動作を禁止した期間において、ロウアドレスス
トローブ信号の立ち下がりの時点で少なくともライトイ
ネーブル信号が低レベルであることに応答する制御回路
を具備してなり、上記の応答による上記制御回路の出力
により、上記ダイナミックRAMの動作は特定のモード
に設定されることを特徴とする1チップメモリデバイス
にある。本発明の好適な実施態様によれば、上記設定さ
れた特定のモードに従って上記ダイナミックRAMのラ
イト動作が実行される。本発明の好適な実施態様によれ
ば、アドレス端子から供給されるモード設定信号が上記
制御回路の上記出力により制御されるレジスタに格納さ
れることによって、上記ダイナミックRAMの動作は上
記特定のモードに設定される。 【0007】 【作用】上記のように構成すれば、通常の1チップメモ
リデバイスと同じ制御信号のみで特定のモードに設定で
きるので、特定のモードを持たない1チップメモリデバ
イスと同一のピン配置、ピン数で1チップメモリデバイ
スを実現できる。また、これにより、1チップメモリデ
バイスの価格で大きな割合を占めるパッケージの共通化
が図れ、低価格な1チップメモリデバイスを提供でき
る。更にまた、特定モードを用いない用途に限定した場
合には、通常の1チップメモリデバイスと置換可能とな
り、システム構成の自由度を増大させることができる。 【0008】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。 【0009】まず、本発明の概念を説明する。 【0010】図2で示すフレームバッファ用メモリの周
辺回路を減らすためには、メモリ、演算器、演算機能指
定レジスタ、書き込みマスク回路を一体化したIC(In
tegrated Circuit)を作ることが考えられる。現状のグ
ラフィックディスプレイでは、演算機能として要求され
るものは論理演算が主体であるため、演算器は演算デー
タのビット単位に分割することが可能である。算術演算
を使う場合も桁上げ信号を扱う回路を付加することで、
原則的にはビット単位の分割は可能である。書き込みマ
スク回路4はビット単位の書き込み制御を行う回路であ
るから、ビット単位に分割できることは明らかである。
しかしながら演算機能指定レジスタ3は、演算器1の演
算機能の数で決まるビット長であり、演算データのビッ
ト長(ここでは16)とは無関係であるため、演算デー
タのビット単位に分割することはできない。したがって
演算機能指定レジスタ3は、分割した単位毎に持つ必要
がある。このように、分割した単位毎に同一の機能のも
のを持つことは無駄であるがICの集積度は年毎に高く
なり、一体化した場合のメモリ素子の数に対する周辺回
路として使われる素子の数の比率は1%にもならないわ
ずかのものであるため問題とはならない。一体化をした
場合に、演算機能指定レジスタ3を分割単位毎に持つこ
とは、以上に示したようにそれほど問題ではないが、図
2に示したフレームバッファをデータのビット単位に分
割することには問題がある。図2のフレームバッファを
使うためには、実際のメモリアクセスを行う前に、演算
機能指定レジスタ3に演算機能データを書き込みマスク
回路4に書き込みマスクデータを設定する必要がある。
図2のフレームバッファでは、どちらのデータも処理装
置からのデータ信号D15〜D0を入力信号としている
ため、ビット単位に分割すると1ビットの信号となって
しまうので、書き込みマスク回路4では問題がないが、
演算機能指定レジスタ3では2種類の演算しか指定でき
なくなってしまう。このように、メモリのビット構成の
違いで演算機能の数が変わることは問題である。本発明
は、演算機能指定をデータバスで行うため、データのビ
ット分割に依存することになり発生しているのに着目
し、データバスと違いビット分割に依存しないアドレス
信号を用いて指定するものである。 【0011】次に、本発明の一実施例を説明する。図1
は、実施例のフレームバッファ用メモリ回路の構成であ
る。1は演算器、2はメモリ素子、3は演算機能指定レ
ジスタ、4は書き込みマスク回路、Djはグラフィック
描画用データ処理装置のデータ信号16ビットの中の1
ビット信号、A23〜A1はデータ処理装置のアドレス
信号、WEはデータ処理装置のライト制御信号、FSは
演算機能指定レジスタ3及び書き込みマスク回路4に対
するデータセット制御信号、DOjはメモリ素子2の読
み出しデータ、DIjは演算器1の演算結果データ、W
jはメモリ素子2に対する書き込み制御信号である。 【0012】図3は書き込みマスク回路の構成である。
41は書き込みマスクデータ格納レジスタ、42はライ
ト制御信号WEを抑止するためのゲートである。 【0013】図4は図1のメモリ回路によるフレームバ
ッファの構成例である。図4では接続関係を明確にする
ため、4ビットの構成を示してある。 【0014】図5はグラフィックディスプレイシステム
に実施例のメモリ回路を適用した例である。6はデータ
処理装置、7はセット信号FSを発生するデコード回路
である。 【0015】以下、実施例のメモリ回路の動作を説明す
る。実施例では、メモリ回路5は800000H〜8F
FFFFH番地に割当てられている。ここでHは16進
数であることを示しバイトを単位とする番地である。デ
コード回路7は900000H〜90001FH番地で
セット信号FSを出力する。演算器1の演算機能は図6
に示す16種である。データ処理装置6が例えば900
014H番地にFOFFHを書き込むと、デコード回路
7はセット信号FSを出力し、演算機能指定レジスタ3
にアドレス信号A4〜A1すなわち0101B(Bはビ
ットデータ)をセットする。この結果、演算器1は図6
の演算機能表に示すように、論理和を演算機能として選
択する。また書き込みマスク回路4では、書き込みマス
クデータ格納レジスタ41にデータ処理装置6からのデ
ータ0F00Hの16ビットのデータの中の1ビットを
セットする。セットされる1ビットは、メモリ素子のビ
ット位置と同一の位置である。この結果、書き込みマス
クデータとしてF0FFHがセットされたことになる。 【0016】次にデータ処理装置6が800000H番
地にF3FFHを書く場合について説明する。8000
00H番地には、0512Hが格納してあるとする。デ
ータ処理装置6のメモリアクセスタイミングを図7に示
す。データ処理装置6のメモリ回路5に対するライトア
クセスは、図7に示すようにリード・モディファイ・ラ
イト動作となる。リード・モディファイ・ライトのリー
ドのタイミングでDOバスには0512Hが読み出さ
れ、DバスにはF3FFHが入力されている。次のモデ
ィファイのタイミングで、演算器1はDバスとDOバス
のデータを演算し、DIバスに演算結果を出力する。こ
の場合はDバスの値がF3FFHであり、DOバスが0
512Hであるため、DIバスのデータはF7FFHと
なる。これは、前述した動作で演算器1は論理和を演算
機能として選択しているためである。最後にリード・モ
ディファイ・ライトのライトのタイミングでDIバスの
データF7FFHをライトするが前述のセット動作で、
書き込みマスクデータはF0FFHがセットされてお
り、第3図に示すようにマスクデータが0のビットはゲ
ート42がONとなり、1のビットはゲート42がOF
Fとなるため、D11〜D8の4ビットのみが実際のラ
イト動作を実行し、残りの12ビットではライト動作は
起こらない。この結果、800000H番地のデータは
0712Hになる。 【0017】以上述べたように、本実施例ではアドレス
信号の一部を制御信号として用いるため、データの分割
方法によらず演算機能の指定が可能なリード・モディフ
ァイ・ライトを行うメモリ回路が実現することができ
る。実施例のメモリ回路で通常のメモリICと異なるの
は、演算機能及び書き込みマスクデータをセットするた
めのセット信号FSのみであり、ICのピンは1ピン増
加するだけなので、この相異は図1の回路のままIC化
する上で問題にならない。例えば、64K×1ビット構
成のDynamic RAMでは1ピンは使用していないものも
あるため、この空ピンにFSを使うことが可能である。 【0018】また、このセット信号を通常のメモリアク
セスと異なるタイミングシーケンスで実現してもよいこ
とは明らかである。例えば図8に示すような、Dynamic
RAMの通常シーケンスではでてこない、RAS信号の
立下がりとWE信号でセット信号を作ることが可能であ
る。 【0019】なお、本実施例ではデータ幅を16ビット
とし、分割の単位を1ビットとしたが、どちらの値も本
実施例で説明した値以外の値でもよいことは明らかであ
る。 【0020】また実施例では、演算機能の指定と書き込
みマスクの指定を同時に行っているが、別々に指定する
ようにしてもよいことも明らかである。 【0021】さらに、演算器の機能指定のデータ幅も4
ビット以外でも良いことも明らかである。 【0022】また、シフトレジスタを内蔵して、シリア
ル出力を持つ構成のメモリに対して、本実施例を適用し
てもよいことも明らかである。 【0023】 【発明の効果】ダイナミックRAMの動作の主体は、デ
ータの読み書き保持である。以上の説明から明らかなよ
うに、本発明によれば、通常の1チップメモリデバイス
と同じ制御信号のみで特定のモードに設定できるので、
特定のモードを持たない1チップメモリデバイスと同一
のピン配置、ピン数で1チップメモリデバイスを実現で
きる。これにより、1チップメモリデバイスの価格で大
きな割合を占めるパッケージの共通化が図れ、低価格な
1チップメモリデバイスを提供できる。また、特定モー
ドを用いない用途に限定した場合には、通常の1チップ
メモリデバイスと置換可能となり、システム構成の自由
度を増大させることができる。JP3
【図面の簡単な説明】 【図1】実施例のメモリ回路を示すブロック図である。 【図2】従来例のフレームバッファ用メモリを示すブロ
ック図である。 【図3】書き込みマスク回路を示す図である。 【図4】実施例のフレームバッファ構成を説明するため
の図である。 【図5】グラフィックディスプレイシステムの構成例を
示すブロック図である。 【図6】演算機能を説明するための図である。 【図7】メモリアクセスタイミングを示すタイミングチ
ャートである。 【図8】セット信号作成タイミングを示すタイミングチ
ャートである。 【符号の説明】 1…演算器、 2…メモリ素
子、3…演算機能指定レジスタ、4…書き込みマスク回
路、D15〜D0…入力データ、A23〜A1…アドレ
ス信号、WE…書き込み制御信号、FS…セット信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 光一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 マイクロエレクト ロニクス機器開発研究所内 (72)発明者 榎本 博道 秦野市堀山下1番地 株式会社日立製作 所神奈川工場内 (56)参考文献 特開 平7−84861(JP,A) 特開 昭58−196671(JP,A) 特開 昭60−554(JP,A) 日経エレクトロニクス、NO.369 (1985.5.20)、P.195−219

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.ロウアドレスストローブ信号とカラムアドレススト
    ローブ信号とライトイネーブル信号とで制御されるダイ
    ナミックRAMを含む1チップメモリデバイスであっ
    て、 前記ダイナミックRAMに対するリード又はライト動作
    を禁止した期間において、ロウアドレスストローブ信号
    の立ち下がりの時点で少なくともライトイネーブル信号
    が低レベルであることに応答する制御回路を具備してな
    り、 上記の応答による上記制御回路の出力により、上記ダイ
    ナミックRAMの動作は特定のモードに設定されること
    を特徴とする1チップメモリデバイス。 2.上記設定された特定のモードに従って上記ダイナミ
    ックRAMのライト動作が実行されることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の1チップメモリデバイ
    ス。 3.アドレス端子から供給されるモード設定信号が上記
    制御回路の上記出力により制御されるレジスタに格納さ
    れることによって、上記ダイナミックRAMの動作は上
    記特定のモードに設定されることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項に記載の1チップメモリデバイ
    ス。
JP7149986A 1995-06-16 1995-06-16 1チップメモリデバイス Expired - Lifetime JP2591515B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
日経エレクトロニクス、NO.369(1985.5.20)、P.195−219

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JPH08129377A (ja) 1996-05-21

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