JP3036441B2 - 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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JP3036441B2
JP3036441B2 JP8306163A JP30616396A JP3036441B2 JP 3036441 B2 JP3036441 B2 JP 3036441B2 JP 8306163 A JP8306163 A JP 8306163A JP 30616396 A JP30616396 A JP 30616396A JP 3036441 B2 JP3036441 B2 JP 3036441B2
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敏彦 小倉
広明 青津
充 池上
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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、RAM(Ramdom Acc
ess Memory)に係り、特に記憶データのRead-Modify
-Write 動作に好適な1チップメモリデバイスに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図1、図2に示す様な画像処理を例に取
り、従来技術の説明を行なう。図1において、M1はC
RT(Catdode Ray Tube)画面と1対1に対応する
画像エリア、M2は合成する画像データが格納してある
格納エリア、FCは画像エリアM1のデータと格納エリ
アM2のデータの合成を行なうためのModify機能
である。また図2において、S1は画像エリアM1から
データをReadする処理ステップ、S2は格納エリア
M2からデータをReadする処理ステップ、S3はR
eadした画像エリアM1と格納エリアM2のデータを
合成するための処理ステップ、S4はステップS3で得
られた合成データを画像エリアM1へのWrite処理
ステップである。
【0003】図1で示した画像処理の例では、単なる合
成のため、図2における処理ステップは論理和機能とな
る。
【0004】一方、対象となる画像エリアM1のデータ
量は、通常100K〜数MByteと大容量となる。従っ
て図2で示した一連の処理は、データをByte単位で処
理した場合でも、その繰返し回数は106のオーダとな
る。
【0005】このため、従来では、下記のような課題を
生じている。即ち、 (1)図2に示した様に本処理ではその殆んどがバス
使用するパスサイクル(S1,S2,S4)で占められ
ている。従って、バスの占有率が高くなり、バス負荷が
増大する。
【0006】(2)また、低速バスであったり、バス
占有制御等のオーバヘッドにより、実際の処理時間が大
きい。
【0007】(3)更に、図2の例では静的なステップ
数は4ステップと少ないが、扱うデータ量が非常に多い
ため、動的なステップ数が膨大な量となり、処理時間が
大きい。
【0008】なお、この種の処理を行なう記憶回路とし
て関連するものには、例えば、特開昭59−60658
号公報が挙げられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記憶
素子に対する同一モードの繰り返しアクセスに際し、モ
ード設定の回数を削減できバス負荷を低減できるととも
に、メモリアクセスの操作性を向上できる1チップメモ
リデバイスを提供することにある。
【0010】上記の目的を達成するため、本発明の特徴
とすることろは、外部バスと接続される第1、第2の外
部端子と、記憶素子と、前記第1 第2の外部端子と前
記記憶素子とに接続され、複数の書き込みモードの1つ
で、前記記憶素子へのデータの書き込みを制御する書き
込み制御部を有し、第1のバスサイクルで、前記第2の
外部端子を介して前記書き込み制御部に前記複数の書き
込みモードの1つを指示する制御信号が入力され、前記
第1のバスサイクルの後の第2のバスサイクルで、前記
第1のバスサイクルで入力された前記制御信号に基づ
き、前記第1の外部端子から入力されるデータの前記記
憶素子への書き込み動作が実行される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、前記
書き込み制御部に新たな書き込みモードを指示する制御
信号が入力されるまで、前記第1のバスサイクルで指示
された前記制御信号に基づいた前記記憶素子への書き込
み動作を繰り返し実行する。また、本発明の好適な実施
態様によれば、前記記憶素子は、ダイナミック・ランダ
ム・アクセスメモリである。更に、本発明の好適な実施
態様によれば、前記第2の外部端子から入力される前記
制御信号は外部のマイクロプロセッサから供給される。
【0011】また本発明は、例えば前述した画像の合成
処理(データの書換え処理)の高速化を図るために、下
記の2つの機能を合わせ持つ記憶回路で構成したことに
ある。
【0012】a)記憶素子に既に記憶されているデータ
を修正し、同一アドレスの記憶素子へその修正データを
再び書き込む処理機能。
【0013】b)一般的な外部データの記憶素子への書
き込み処理機能。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
まず、実施例の着眼点を図3を用いて説明する。図3は
外部からD−RAM(Dynamic-Random Access Memory)
へのデータ書込み処理を示したものであり、この時、D
−RAMはリードライトサイクルとした。図3におい
て、ADRは外部からのアドレス、WRは外部からのラ
イトリクエストで、これら2つの信号(ADR、WR)
は例えばマイクロプロセッサから与えられるものとす
る。また、RASは行アドレスストローブ、CASは列
アドレスストローブ、Aは列及び行アドレスが時分割に
発生されるアドレス信号、WEはライトイネーブル、D
0はリードデータ、Zは外部(マイクロプロセッサ)か
らのデータで、これらの信号はZを除いて例えばDRA
Mコントローラ等から生成されるコントロール信号であ
る。すなわち、(I)図3に示したように、一般にリー
ドサイクルでは、1回のメモリアクセスは、リードサイ
クル(I)で開始し、ライトイネーブルWEによるライ
トサイクル(III)が実行される。
【0015】(II)従って、上記リードサイクル(I)
とライトサイクル(III)の間には、リードデータDO
と外部データZが同時に存在する区間(II)が表われ
る。
【0016】(III)この区間(II)を修正区間とし、 (IV)更に、この修正制御を外部データZによって行な
うことは可能とする。
【0017】以下、図3〜図11を用いて実施例を更に
詳細に説明する。図3は、上述した様にD−RAMのタ
イムチャートである。図4は、本発明の一実施例を示す
ブロック図、図5は図4に示した実施例の動作原理の説
明図、図6は図5に示した動作原理を実現した回路例を
示す図、図7は図6の動作の詳細を説明する図である。
【0018】図4において、1は制御回路、2は記憶素
子、3はD−RAMコントローラ、X,Yは外部からの
データ、Zは記憶素子へのライトデータ、DOは記憶素
子からのリードデータ、A,CAS,RAS,WE,A
DR,WRは前記した図3と同種の信号である。なお、
図3で示した外部データZを、ここでは(図4)制御回
路1を介した記憶素子2へのライトデータZに書換えて
いる。
【0019】図4に示した様に本発明は、制御回路1に
おいて、リードデータDOを外部データX,Yで制御、
修正して記憶素子2に書込む。この制御動作を図5に示
す。図5において、モードIは外部データYをライトデ
ータZとするモード、モードIIはリードデータDOをラ
イトデータZとするモードである。図5に示す様に外部
データX,Yによって、すなわち外部からの制御で記憶
素子2のリードデータDOを修正、書込み(モードI
I)、或いは外部データYの書込み処理(モードI)、
の2つのモードを制御することができる。この2つのモ
ードの制御は、(I)モードI,IIの指定を外部データ
Xで行ない、(II)モードIIにおけるリードデータDO
の非反転、反転の指定(修正)は外部データで行なう。
【0020】上記した動作と実現する具体的な回路例を
図6に示す。また、その動作の詳細真理値を図7に示
す。図6、図7に示す様に、本発明は2つの論理の組合
わせによって実現できる。
【0021】また、上記した動作は、図3に示した如く
1メモリサイクルの間に実行完了することができる。一
方、図6に示した回路は次の論理式(数1)で表わされ
る。
【0022】
【数1】
【0023】また、外部から制御可能なデータX,Yの
取り得る値として(数1)式に、信号“0”、信号
“1”、例えばマイクロプロセッサ(外部デバイス)か
らのバスデータDi 、その反転データDi’を割当て、
整理すると、図8に示す如き二項論理演算結果が得られ
る。これを実際の回路にして図4と組合わせたものを図
9に示す。図9において、SEL0,1は4人力のセレ
クタ、S0,S1はセレクタSEL0の入力選択信号、
S2,S3はセレクタSEL1の入力選択信号、INV
は反転素子である。なお図9に示すごとく、“0”およ
び“1”の信号を発生させる手段を有し、これら“0”
および“1”の信号がセレクタSEL0,1に入力され
ていることは明らかである。
【0024】以下、図1、図8、図9、図10を用い
て、具体的に動作例を説明する。
【0025】図8に示す様に、外部入力選択信号S0,
S1はセレクタSEL0の選択信号であり、この信号S
0,S1によってデータXの値を決定する。同様に入力
選択信号S2,S3によって、データYが決定される。
これらのデータX,Yの取り得る値としては、前述の如
く、内部で発生した信号“0”、信号“1”、マイクロ
プロセッサからのバスデータDi 、その反転データD
i’とし、図9に示した様にマイクロプロセッサ(外部
デバイス)から入力される入力選択信号S0,S1,S
2,S3により、各セレクタSEL0,1はそれぞれ上
記4つの信号のうちの1つが選択される。図8には、入
力選択信号S0,S1,S2,S3とセレクタSEL
0,1の出力であるデータX,Yとの関係を示し、更に
前記数1で表わせる制御回路1の動作(ライトデータZ
の値)を表わしている。例えば、図1に示した様な画像
処理(OR演算:Case1)では、入力選択信号S0,
S1=(11),S2,3=(10)とすることでデー
タX,YはそれぞれX=反転Di’,Y=Di が選択さ
れる。これらデータX,Yの値を前記制御回路1の動作
を表わす(数1)式に代入すると、Z=Di +Do のO
R演算が実行できることがわかる。従って、本発明によ
れば図1の画像処理は図10に示した様に、最初の1ス
テップで入力選択信号S0,1,2,3を指定(Funct
ionの指定)して動作モードを事前設定し、その後は合
成したい画像データを格納エリアM2からReadし、
画像エリアM1への単なるWrite動作だけで図1に
示した画像処理が実行できる。また、本発明は図8に示
した様に多種の論理機能が実行可能である。
【0026】従って、図11に示した様に例えば任意に
移動するマウスカーソルの描画等も容易に可能になる。
図11に示した様にマウスカーソル(M2)は、画像エ
リアM1内の画像と重なった場合でも、そのカーソルを
表示しなければならないため、FunctionとしてはEO
R機能が必要になる。すなわち、このカーソル表示で
は、入力選択信号S0,1=(01),S2,3=(1
0)として前述した画像の合成(図1)の場合と同様に
図10の如く処理を行なうことができる。従って、外部
から入力される入力選択信号S0,1,2,3の値を変
えることにより、図6に示した様な多種の論理機能が容
易に実行でき、更に単なるWrite動作のみで記憶素
子2とのリード、モディファイ、ライトが実行できる。
【0027】この様に図9の如き構成をとることで、マ
イクロプロセッサからのデータDiと記憶素子2のリー
ドデータDoとのModifyとして図8に示した二項
論理演算を行なうことができる。なお、二項論理演算は
入力選択信号S0〜S3によって指定する。
【0028】更に、例えば、入力選択信号S0,S1=
(00),S2,3=(00)または(10)を指定す
ることにより、データX,Yとして内部で発生した信号
“0”または信号“1”を選択してZ=0または1とし
て記憶素子に書き込むことができる。
【0029】以上述べたように実施例を用いることによ
り、図1、図2を用いた従来の画像の合成処理は、図1
0に示した様に処理を簡素化できる。なお、上述した実
施例は、図9に示した様に3つの機能、すなわち記憶素
子2で構成される記憶部、制御回路1で構成される制御
部、及びセレクタSEL0,1で構成されるセレクタ部
に分けられる。しかし、上記制御とセレクタ部の組合わ
せにより実現している機能は、図8に示した二項論理演
算機能であり、この機能は、他の手段でも容易に達成で
きる。
【0030】以上説明した如く、本実施例によれば、次
の効果が得られる。
【0031】(1)図1に示した様な処理を行なった場
合、図10の如く、メモリサイクルを減少できるため、
前述した従来における欠点を無くすことができる。
【0032】(2)また、マイクロプロセッサは、1回
のライトサイクルで、リード、モディファイ、ライトの
3つの処理を実行できるため、更に大きな処理時間の高
速化が図れる。
【0033】(3)記憶素子群と比べて、本発明による
回路全体に占める比率が少ないため、容易にLSI化す
ることが可能である。
【0034】(4)現在市販している64K×4bit
のD−RAMの多くは、1つのPinがNo−Conn
ectionとなっており、図10に示した4点まで、
すなわち記憶素子2及び制御回路1をLSI化した場合
でもPin数の増加にならず、極めてLSI化には有利
となる。 (5)モード指示は、電源投入による初期設定等の動作
とは係わりなくモード指示の必要が生じた場合、アクセ
ス部による記憶素子への書き込み動作のバスサイクルに
先行するモード指示のバスサイクルで、第1の外部端子
から入力されるデータの前記記憶素子への書き込み動作
を行うことなく、第2の外部端子から入力される外部制
御信号に従って、前記記憶素子への書き込みモードが前
記アクセス部に指示される。 (6)モード指示は、電源投入、もしくはリフレッシュ
動作と無関係の任意の時点で行われ、モード再指示が行
われるまで有効であるので、電源投入もしくはリフレッ
シュ時に必要外のモード指示の再供給を省くことができ
る。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、アクセス部による記憶
素子への書き込み動作のバスサイクルに先行するモード
指示のバスサイクルでは、第1の外部端子から入力され
るデータの前記記憶素子への書き込み動作を行うことな
く、第2の外部端子から入力される外部制御信号に従っ
て前記記憶素子への書き込みモードが前記アクセス部に
指示され、前記モード指示のバスサイクルの後の前記ア
クセス部による前記記憶素子への書き込み動作が前記モ
ード指示のバスサイクルで指示された前記書き込みモー
ドに従って実行されるため、前記記憶素子に対する同一
モードの繰り返しアクセスに際し、モード設定の回数を
削減できバス負荷を低減できる1チップメモリデバイス
を得ることができる。また、モード指示の必要が生じた
場合、第1の外部端子から入力されるデータの前記記憶
素子への書き込み動作を行うことなく、第2の外部端子
から入力される外部制御信号に従って前記記憶素子への
書き込みモードが前記アクセス部に指示されるため、メ
モリに対する余分なアクセスを実行することがなくメモ
リアクセスの操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像処理を例にとり従来技術を説明するための
図である。
【図2】図1のフローチャートである。
【図3】D−RAMへのデータ書込み処理におけるタイ
ムチャートである。
【図4】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図5】図4の動作原理を説明するための図である。
【図6】図5の動作原理を実現する回路例を示す図であ
る。
【図7】図6の動作を説明するための図である。
【図8】入力選択信号とセレクタ出力との関係を示す図
である。
【図9】図8を実現するための回路図である。
【図10】本発明を画像処理に適用した場合のフローチ
ャートである。
【図11】本発明の別の適用例を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
1…制御回路、 2…記憶素子、 SEL…セレクタ。
フロントページの続き (72)発明者 青津 広明 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 池上 充 神奈川県秦野市堀山下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 昭59−60658(JP,A) 特開 昭56−105538(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 12/00 - 12/06

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1. 外部バスと接続される第1の外部端子および第2
    外部端子と、 記憶素子と、前記第1の外部端子と前記第2の外部端子と前記記憶素
    子とに接続され、前記外部バスを使用するバスサイクル
    で前記記憶素子をアクセスするアクセス部とをチップ上
    に備え、 前記チップ内部で前記アクセス部と前記記憶素子とは内
    部バスを介して接続され、 前記第1の外部端子から入力されるデータが書き込み動
    作のバスサイクルで前記アクセス部から前記内部バスを
    介して前記記憶素子に書き込まれ、 前記第2の外部端子から入力される外部制御信号によっ
    て、前記第1の外部端子から入力される前記データを前
    記記憶素子に書き込む際の複数の異なったモードのうち
    のひとつのモードを前記アクセス部に指示し、 前記アクセス部による前記記憶素子への前記書き込み動
    作のバスサイクルに先行するモード指示のバスサイクル
    で、前記第1の外部端子から入力されるデータの前記記
    憶素子への書き込み動作を行うことなく、前記第2の外
    部端子から入力される前記外部制御信号に従って前記記
    憶素子への書き込みモードが前記アクセス部に指示さ
    れ、 前記モード指示のバスサイクルの後の前記書き込み動作
    のバスサイクルで、前記アクセス部による前記第1の外
    部端子から入力される書き込みデータの前記記憶素子へ
    の書き込み動作が、前記モード指示のバスサイクルで指
    示された前記書き込みモードに従って前記内部バスを介
    して前記アクセス部によって 実行されることを特徴とす
    る1チップメモリデバイス。 2. 前記アクセス部に新たなモード指示のバスサイク
    ルで他の異なる書き込みモードが指示されるまで、それ
    以前の前記モード指示のバスサイクルで指示された前記
    書き込みモードに従った前記記憶素子への書き込み動作
    を繰り返し実行することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の1チップメモリデバイス。 3. 前記記憶素子は、ダイナミック・ランダム・アク
    セスメモリであることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載の1チップメモリデバイス。 4. 前記第2の外部端子から入力される前記外部制御
    信号は外部のマイクロプロセッサから供給されることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項までのいず
    れかに記載の1チップメモリデバイス。
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