JP3193202B2 - Fifo型メモリ - Google Patents

Fifo型メモリ

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JP3193202B2
JP3193202B2 JP20053193A JP20053193A JP3193202B2 JP 3193202 B2 JP3193202 B2 JP 3193202B2 JP 20053193 A JP20053193 A JP 20053193A JP 20053193 A JP20053193 A JP 20053193A JP 3193202 B2 JP3193202 B2 JP 3193202B2
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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FIFO型メモリに関
し、更に詳しくはデータ読み/書きのためのアドレス管
理機能を備え、最初に書き込んだデータを最初に読み出
す方式のFIFO型メモリに関する。この種のメモリ
は、音声や画像データの信号処理を行うディジタルシグ
ナルプロセッサ(DSP)の入出力用バッファメモリと
して、又は伝送データの位相同期用バッファメモリとし
て、又は多重/分離回路やATM(Asynchronous Trans
fer Mode)スイッチ等におけるデータやアドレス情報の
バッファメモリとして広く用いられる。
【0002】
【従来の技術】図9は従来のFIFOメモリのブロック
図で、図において1はFIFOメモリ、11はデュアル
ポートRAM(DPRAM)、12は書込カウンタ(W
C)、13は読出カウンタ(RC)、14は容量監視
部、141 は加算器、142 は減算器、143 はデコー
ダ(DEC)、144 はフリップフロップ(FF)、1
5 はANDゲート回路(A)である。
【0003】外部より書込データWD及び書込パルスX
Wを加えると、DPRAM11はその時点の書込アドレ
スWAに書込データWDを書き込み、その後WAは+1
される。また外部より読出パルスXRを加えると、DP
RAM11はその時点の読出アドレスRAより読出デー
タRDを読み出し、その後RAは+1される。容量監視
部14において、減算回路142 は通常はD=WA´−
RA=WA−RAの演算によりDPRAM11の有効蓄
積データ数Dを求めている。デコーダ143 はD=BL
(但し、BLはバッファメモリサイズ)を検出するとバ
ッファフル信号BF=1を出力し、またD=0を検出す
るとバッファエンプティー信号BE=1を出力する。
【0004】そして、データの書込みが進み、書込カウ
ンタ12はDPRAM11の最大アドレス(即ち、BL
−1)へのデータ書込みを行うとキャリー信号CARW
を出力すると共にWA=0に戻る。これによりFF14
4 は強制セットされ、オーバフロー信号OVF=1にな
る。またこれにより加算器141 はWA´=WA+BL
の演算を行い、その結果減算回路142 はD=(WA+
BL)−RAの演算を行う。また、データの読出しが進
み、読出カウンタ13はDPRAM11の最大アドレス
(即ち、BL−1)からのデータ読出しを行うとキャリ
ー信号CARRを出力すると共にRA=0に戻る。これ
によりFF144 は強制リセットされ、オーバフロー信
号OVF=0になる。またこれにより加算器141 はW
A´=WA+0の演算を行い、その結果減算回路142
はD=WA−RAの演算を行う。こうして常に正しい有
効蓄積データ数Dが求められる。
【0005】図10は従来のFIFOメモリの動作タイ
ミングチャートである。図は説明の簡単のためにDPR
AM11のバッファサイズBL=3の場合を示してい
る。最初はシステムリセット信号SRの入力によりWA
=0,RA=0,OVF=0である。外部より一連の書
込データWD及び書込パルスXWを加えると、まずWA
=0〜2に各書込データWDが書き込まれ、次いで再び
WA=0〜2に各書込データWDが書き込まれる。また
この例では2度目のWA=0の途中より外部から一連の
読出パルスXRが加えられており、こうして最初に書き
込んだデータが最初に読み出され、以下順に読み出され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、DPRAM1
1のアクセスには一定のメモリサイクルが伴うので、こ
れに応じた一定のアクセス時間TM が常に必要である。
このため、外部においてデータ処理の都合により一時的
にアクセス時間TM よりも速いレートのデータアクセス
の要求があっても、従来はこれに応じることはできなか
った。
【0007】本発明の目的は、外部からの一時的、間欠
的又は周期的な高速データのアクセスにも応答できるF
IFO型メモリを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題は図1の構成
により解決される。即ち、本発明(1)のFIFO型メ
モリは、データ読み/書きのためのアドレス管理機能を
備え、最初に書き込んだデータを最初に読み出す方式の
FIFO型メモリにおいて、RAMで構成した第1のF
IFOメモリ1と、前記RAMよりも高速のキャッシュ
メモリで構成した第2のFIFOメモリ2と、 前記第
1,第2のFIFOメモリ1,2間を接続する接続部5
であって、前記第1のFIFOメモリ1がエンプティー
で、かつ前記第2のFIFOメモリ2がフルでない時は
外部からの書込データを前記第2のFIFOメモリ2に
書き込むと共に、前記第1のFIFOメモリ1がエンプ
ティーでなく、かつ前記第2のFIFOメモリ2がフル
でない時は前記第1のFIFOメモリ1から前記第2の
FIFOメモリ2にデータ転送を行うもの、とを備える
ものである。
【0009】
【0010】
【0011】
【作用】図1において、外部の書込側はこのFIFO型
メモリの全体がバッファフルBFになるまで一連の書込
データWDの書込みを行うが、その際に接続部5は、第
1のFIFOメモリ1がバッファエンプティーIBE
で、かつ第2のFIFOメモリ2がバッファフルIBF
でない時は外部からの書込データWDを第2のFIFO
メモリ2に書き込み、また第1のFIFOメモリ1がバ
ッファエンプティーIBEでなく、かつ第2のFIFO
メモリ2がバッファフルIBFでない時は第1のFIF
Oメモリ1から第2のFIFOメモリ2にデータ転送を
行う。従って、外部の書込側は第2のFIFOメモリ2
に所定サイズまでの書込データWDを一気に又は間欠的
に極めて高速に書き込むことができる。また外部の読出
側は第2のFIFOメモリ2に蓄積された所定サイズま
での書込データを一気に又は間欠的に極めて高速に読み
出すことができる。
【0012】
【0013】
【0014】
【実施例】以下、添付図面に従って本発明による実施例
を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一
又は相当部分を示すものとする。図2は第1実施例のF
IFO型メモリのブロック図で、図は第1実施例のFI
FO型メモリを音声データの高能率符号化処理に利用し
た場合を示している。
【0015】図において、100は外部のベースバンド
処理部、200は外部の例えばDSPより成るコーデッ
ク(CODEC)、300は第1実施例のFIFO型メ
モリ、1はFIFOメモリ、11はデュアルポートRA
M(DPRAM)、12は書込カウンタ(WC)、13
は読出カウンタ(RC)、14は図9と同等の容量監視
部、3は接続部、31はNORゲート回路、32はAN
Dゲート回路、2はFIFOメモリ、21はキャッシュ
メモリ、22は書込カウンタ(WC)、23は読出カウ
ンタ(RC)、24は容量監視部(14と同等)であ
る。
【0016】ベースバンド処理部100はマイク(不図
示)からの音声信号を例えば8KH Z でサンプリングし
て各8ビットの音声データWDを形成する。FIFO型
メモリ300は一連の音声データWDをシーケンシャル
に記憶すると共に、コーデック200からのデータ読出
パルスXRに従って記憶しておいた音声データを高速に
読み出す。そして、コーデック200は読み出した音声
データRDをディジタル通信のための高能率符号コード
に変換する。
【0017】図3は実施例のキャッシュメモリのブロッ
ク図で、図において21は実施例のキャッシュメモリ、
211 〜213 は各8ビットのレジスタ(REG)、2
4はデコーダ(DEC)、215 はデータセレクタ
(SEL)である。なお、説明の簡単のためにレジスタ
を3個としたが、レジスタの数は任意で良い。デコーダ
214 は書込アドレスWAをデコードすることにより対
応するレジスタのクロック入力端子を付勢している。書
込データDIはレジスタ211 〜21 3 の各データ入力
端子Dに並列に加えられており、書込パルスWPが入力
するとクロック入力端子が付勢されているレジスタにの
み書込データDIが書き込まれる。一方、セレクタ21
5 の各データ入力端子にはレジスタ211 〜213 の各
記憶データQが入力しており、該セレクタ215 は制御
端子Sの読出アドレスRAに従って対応するレジスタの
記憶データのみを読み出す。
【0018】従って、このようなキャッシュメモリ21
及びその周辺回路を高速又は超高速の論理素子で構成す
ることにより、外部からの極めて高速なデータアクセス
が可能である。図4は第1実施例のFIFO型メモリの
動作タイミングチャートである。FIFOメモリ(DP
RAM)1は125μS周期で発生する音声データWD
1 〜WD3 をシーケンシャルに記憶する。接続部3は、
FIFOメモリ1がバッファエンプティーIBEでな
く、かつFIFOメモリ(キャッシュ)2がバッファフ
ルIBFでないことにより、DPRAM11のメモリサ
イクル以下のクロックレートの所定のクロック信号CK
に同期してFIFOメモリ1の読出パルスIXR及びF
IFOメモリ2の書込パルスIXWを形成する。これに
よりFIFOメモリ1の記憶音声データIRDは記憶さ
れると直ちにFIFOメモリ2に転送される。そして、
3個のデータ転送後にFIFOメモリ2のバッファフル
IBF=1になる。
【0019】この例では、コーデック200はFIFO
メモリ2のバッファフルIBFを監視しており、IBF
=1になると、FIFOメモリ2から最初の規定ブロッ
ク長(=3)の音声データRD1 〜RD3 を極めて高速
に読み出す。これにより一時的にIBF=0,IBE=
1になるが、ベースバンド処理部100より次の音声デ
ータWD4 がFIFOメモリ1に書き込まれると、引き
続きFIFOメモリ1からFIFOメモリ2へのデータ
転送が行われる。一方、コーデック200はこの間に音
声データRD1 〜RD3 の高能率符号化(例えばベクト
ル符号化)を行い、処理を終了すると、再びFIFOメ
モリ2のバッファフルIBFを監視する。こうして上記
の処理を繰り返すことで、音声データの高能率符号化処
理が一つのFIFO型メモリ300を介すことで極めて
効率良く行える。
【0020】図5は第2実施例のFIFO型メモリのブ
ロック図で、図は第2実施例のFIFO型メモリを音声
データの高能率復号化処理に利用した場合を示してい
る。図において400は第2実施例のFIFO型メモ
リ、4は接続部、41はNORゲート回路、42はAN
Dゲート回路である。コーデック200は受信した高能
率の音声符号データを高速演算処理により音声データW
Dの系列に復号する。FIFO型メモリ400は復号さ
れた一連の音声データWDをシーケンシャルにかつ極め
て高速に記憶すると共に、ベースバンド処理部100か
らの8KHZ のデータ読出パルスXRに従って蓄積して
おいた音声データを切れ目無くシーケンシャルに読み出
す。そして、ベースバンド処理部100は読み出した各
音声データRDを対応する音声信号に変換し、これをレ
シーバ(不図示)に出力する。
【0021】図6は第2実施例のFIFO型メモリの動
作タイミングチャートである。コーデック200は音声
データWD1 〜WD3 の復号処理を終了すると、FIF
Oメモリ2のバッファエンプティーIBEを監視し、I
BE=0になると、復号した音声データWD1 〜WD3
のブロックをFIFOメモリ2に極めて高速に書き込
む。接続部4は、FIFOメモリ2がバッファエンプテ
ィーIBEでなく、かつFIFOメモリ1がバッファフ
ルIBFでないことによりクロック信号CKに同期して
FIFOメモリ2の読出パルスIXR及びFIFOメモ
リ1の書込パルスIXWを形成する。これによりFIF
Oメモリ2の音声データIRD1 〜IRD3 はFIFO
メモリ1に逐次転送される。
【0022】ベースバンド処理部100では最初はFI
FOメモリ1のバッファエンプティーBEを監視してお
り、BE=0になると、8KHZ でFIFOメモリ1か
ら音声データRD1 〜RD3 を読み出す。一方、コーデ
ック200においてはこの間に次のブロックの音声デー
タWD4 〜WD6 の復号化処理を行い、処理を終了する
と、再びFIFOメモリ2のバッファエンプティーIB
Eを監視する。こうして上記の処理を繰り返すことで、
音声データの高能率復号化処理が一つのFIFO型メモ
リ400を介すことで極めて効率良く行える。
【0023】図7は第3実施例のFIFO型メモリのブ
ロック図で、図において500は第3実施例のFIFO
型メモリ、5は接続部、51はスイッチ回路(SW)、
52はNORゲート回路、53はANDゲート回路、5
4はORゲート回路、55,56はANDゲート回路で
ある。但し、ANDゲート回路56の一方の入力端子は
反転論理になっている。
【0024】最初はFIFOメモリ1,2は共にエンプ
ティーであり、よってIBE=1,IBF=0である。
従ってスイッチ回路51の制御信号XFG=0であり、
これによりスイッチ回路51は端子a−c間が接続して
いる。またORゲート回路54の出力FBBは、XFG
=0かつIBF=0によりFBB=0であり、従ってA
NDゲート回路55の入力端子は消勢されている。一
方、ANDゲート回路56の入力端子はIBF=0によ
り付勢されている。この状態で外部より書込データWD
及び書込パルスXWを加えると、これらはスイッチ回路
51を介してFIFOメモリ2に直接加えられ、該書込
データWDは書込パルスXWによってキャッシュメモリ
21に書き込まれる。以降の書込データWD及び書込パ
ルスXWについても同様である。
【0025】従って、もしこの高速のFIFOメモリ2
がバッファフル(IBF=1)になる前に読出側からの
一連のデータの高速読出が開始されると、この第3実施
例のFIFO型メモリ500は極めて高速のFIFO型
メモリとして動作することになる。しかし、この時点に
おける読出側からの一連のデータの高速読出が開始され
ずに、やがて高速のFIFOメモリ2がバッファフル
(IBF=1)になると、ANDゲート回路56の入力
端子はIBF=1により消勢され、ANDゲート回路5
5の入力端子はIBF=1により付勢される。従って、
それ以降の書込データWDは、FIFOメモリ2には書
き込まれず、代わりに低速のFIFOメモリ1に引き続
き書き込まれる。こうして、FIFO型メモリ500の
全体としては(FIFOメモリ2+FIFOメモリ1)
のサイズのデータを外部からは特別な制御をすること無
しに記憶可能である。
【0026】そして、FIFOメモリ1へのデータ書込
開始後に読出側より一連の読出パルスXRが入力したと
すると、FIFOメモリ2から読出データRDが高速に
読み出され、これにより一時的にIBF=0になる。そ
して、この時点ではIBE=0であるから、制御信号X
FGは直ちに1になり、これによりスイッチ回路51は
端子b−c間が接続する。またこの時点ではIBF=0
によりANDゲート回路56の入力端子は付勢され、か
つANDゲート回路55の入力端子もXFG=1により
付勢されている。即ち、FIFOメモリ1及び2は共に
データを書込可能である。しかし、スイッチ回路51は
端子b−c間が接続しているので、外部からのその後の
書込データWDは、FIFOメモリ2には書き込まれ
ず、代わりにFIFOメモリ1に引き続き書き込まれ
る。
【0027】一方、接続部5では制御信号XFG=1に
より、ANDゲート回路53は所定のクロック信号CK
に同期してFIFOメモリ1の読出パルスIXR及びF
IFOメモリ2の書込パルスIXWを形成する。これに
よりFIFOメモリ1の読出データIRDはFIFOメ
モリ2に逐次転送される。このデータ転送はFIFOメ
モリ2がフル(IBF=1)になるまで、又はFIFO
メモリ1がエンプティー(IBE=1)になるまで行わ
れる。
【0028】図8は第3実施例のFIFO型メモリの動
作タイミングチャートである。この例では、外部の書込
側はORゲート回路54の出力信号FBBを監視するこ
とで書込データWDの書込制御を行っている。信号FB
B=0は、FIFOメモリ2に外部から直接データを書
き込める状態を表しており、従って、外部の書込側はF
BB=0の間は常に書込データWDを極めて高速に書き
込める。そして、FBB=1、即ち、FIFOメモリ1
への書込モードになると、外部の書込側は引き続きDP
RAM11のメモリサイクルのレートで書込データWD
の書込制御を行う。一方、外部の読出側では、例えばI
BFを監視することにより、FIFOメモリ2のバッフ
ァサイズ分の読出データを一気に又は間欠的に極めて高
速に読み出せる。
【0029】なお、上記複数の特徴的な実施例を示した
が、本発明思想を逸脱しない範囲内で構成要素の様々な
変更が行える。
【0030】
【発明の効果】以上述べた如く本発明のFIFO型メモ
リは、上記構成であるので、外部からの一時的、間欠的
又は周期的な高速データのアクセスにも十分に応答でき
る。従って、DSPのデータ入出力用バッフ、又は伝送
データの位相同期用バッファ、又は多重/分離回路やA
TMスイッチ等におけるデータやアドレス情報のバッフ
ァメモリとして、それらの高速化及び使い易さの改善に
寄与するところが極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の原理的構成図である。
【図2】図2は第1実施例のFIFO型メモリのブロッ
ク図である。
【図3】図3は実施例のキャッシュメモリのブロック図
である。
【図4】図4は第1実施例のFIFO型メモリの動作タ
イミングチャートである。
【図5】図5は第2実施例のFIFO型メモリのブロッ
ク図である。
【図6】図6は第2実施例のFIFO型メモリの動作タ
イミングチャートである。
【図7】図7は第3実施例のFIFO型メモリのブロッ
ク図である。
【図8】図8は第3実施例のFIFO型メモリの動作タ
イミングチャートである。
【図9】図9は従来のFIFOメモリのブロック図であ
る。
【図10】図10は従来のFIFOメモリの動作タイミ
ングチャートである。
【符号の説明】
1,2 FIFOメモリ 3〜5 接続部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 7/00 G06F 5/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ読み/書きのためのアドレス管理
    機能を備え、最初に書き込んだデータを最初に読み出す
    方式のFIFO型メモリにおいて、 RAMで構成した第1のFIFOメモリと、 前記RAMよりも高速のキャッシュメモリで構成した
    2のFIFOメモリと、 前記第1,第2のFIFOメモリ間を接続する接続部
    あって、前記第1のFIFOメモリがエンプティーで、
    かつ前記第2のFIFOメモリがフルでない時は外部か
    らの書込データを前記第2のFIFOメモリに書き込む
    と共に、前記第1のFIFOメモリがエンプティーでな
    く、かつ前記第2のFIFOメモリがフルでない時は前
    第1のFIFOメモリから前記第2のFIFOメモリ
    にデータ転送を行うもの、とを備えることを特徴とする
    FIFO型メモリ。
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