JP3830438B2 - Memory access arbiter, memory control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メモリアクセスアービタ(メモリアクセス調停・制御回路)及び該メモリアクセスアービタを備えたメモリ制御装置に関し、特に、DDR−SDRAM(Double Data Rate Synchronous DRAM )で構成されるメモリシステムに対するアクセスの調停を行うメモリアクセスアービタ及びメモリ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
メモリアクセス制御に関する技術として、SDRAM(Synchronous DRAM)で構成されるメモリシステムに対してCPUを介することなくセルフリフレッシュの設定/解除を実行でき、DMA転送を迅速に行うことを目的としたものが存在する(例えば、特許文献1等を参照)。
【0003】
なお、周知のようにDRAMはその構造のために所定時間間隔で電荷を与えないと記憶内容が消えてしまうメモリであり、一般的には、メモリコントローラがメモリからデータを読み出したり、電荷を補充するリフレッシュという操作を一定時間ごとに必要とする。また特にDRAM自体の内部回路がリフレッシュ動作を行う機能をセルフリフレッシュと呼ぶ。
【0004】
特許文献1に参照される技術は、SDR(Single Data Rate)モードのSDRAMに対する制御装置に関するものである。つまりクロック信号の1周期の間に1回データ転送が行われる。
【0005】
一方、SDRAMの改良として、DDRSDRAM(Double Data Rate Synchronous DRAM )が存在する。これは、DDR(Double Data Rate)モードを備え、1クロック周期においてクロックの立ち上がりと立ち下がりの両方のタイミングでデータの読み書きを行うようにしたSDRAMであり、ベースクロックの倍の周期でデータ転送が可能となっている(以下、「DDR−SDRAM」とする)。
【0006】
DDR−SDRAMは、セルフリフレッシュの解除後、所定クロック間(現状の規格においては200クロック間)はリード(read)不可である性質のメモリであり、その分処理能率に改善の余地がある。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−202777号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記のような性質を持つDDR−SDRAMで構成されるメモリシステムに対するメモリアクセスのアービトレイション(調停)を行う機構として、セルフリフレッシュ解除後の所定クロック間のリード(read)不可の期間においてもメモリアクセス(CPUアクセス及びDMA転送)を迅速に処理できるメモリアクセスアービタ及びこのアービタを備えるメモリ制御装置を提供することを目的としている。
【0009】
DDR−SDRAMで構成されるメモリシステムに対するメモリアクセスアービタ及びメモリ制御装置として、特に、請求項1記載の発明では、セルフリフレッシュ解除後所定クロック間はリードアクセスが不可であるようなDDR−SDRAMで構成されたメモリシステムに対し、上記セルフリフレッシュ解除後の所定クロック間において各DMAC(DMAコントローラ)やCPUから複数要求されて受け付けるメモリアクセスに対し、従来のように要求を中断(却下)するのではなく優先順位に関わらずライト要求のみ応答することにより、メモリアクセスの処理向上を実現できるメモリアクセスアービタ及びメモリ制御装置を提供することを目的としている。
【0010】
また特に請求項2記載の発明では、応答したライト要求に関するアドレスとデータをバッファに格納しておき、その後セルフリフレッシュ解除後の所定クロック間において、上記予めバッファに格納しておいたアドレスと同一アドレスへのリード要求があった場合に、上記バッファに格納しておいたデータを返して応答することにより、メモリアクセスの処理向上を実現できるメモリアクセスアービタ及びメモリ制御装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項1記載の発明は、メモリを記憶手段としてデータの読み書きを行うメモリシステムに対して、複数のDMAコントローラ及び制御手段からのリード要求とライト要求を受け付け可能でこの要求をメモリ制御部に実行させ、またセルフリフレッシュ要求及び解除要求を受け付け可能でこの要求をメモリ制御部に実行させるメモリアクセスアービタであって、内部にバッファを有し、セルフリフレッシュ解除動作中においてリード要求及びライト要求を受けた場合にライト要求にのみ応答することを特徴としている。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、セルフリフレッシュ解除動作中において実行されたライト要求におけるアドレスとデータをバッファに格納しておき、その後、そのアドレスと同一アドレスに対してDMAコントローラあるいは制御手段からリード要求を受けた場合にバッファに格納しているデータを返して応答することを特徴としている。
【0013】
請求項3記載の発明は、メモリを記憶手段としてデータの読み書きを行うメモリシステムに対する、複数のDMAコントローラ及び制御手段からのリード要求とライト要求を受け付け可能で、またセルフリフレッシュ要求及び解除要求を受け付け可能なメモリアクセスアービタと、メモリアクセスアービタによるアービトレイションに基づき上記要求をメモリシステムに対して実行するメモリ制御部と、を有し、メモリアクセスアービタは内部にバッファを有し、セルフリフレッシュ解除動作中においてリード要求及びライト要求を受けた場合にライト要求にのみ応答してメモリ制御部に実行させることを特徴としている。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、メモリアクセスアービタはセルフリフレッシュ解除動作中において実行されたライト要求におけるアドレスとデータをバッファに格納し、その後、そのアドレスと同一アドレスに対してDMAコントローラあるいは制御手段からリード要求を受けた場合にバッファに格納しているデータを返して応答することを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。構成要素には記号を付与して区別する。図1は、本発明の実施の形態におけるメモリアクセスアービタ(20)及びこれを備えるメモリ制御装置(100)を含んだシステム全体構成を示す図である。
【0016】
本発明は、特に「DDRSDRAM」(Double Data Rate Synchronous DRAM )(以下、「DDR−SDRAM」)を記憶手段としてデータ読み書きを行うメモリシステムに対してメモリアクセスのアービトレイション(調停・制御)を行うものである。
【0017】
図1で、本実施形態のメモリ制御装置(メモリ制御回路)100は、本実施形態のメモリアクセスアービタ20と、メモリ制御部30とを含んで構成され、メモリ制御部30にメモリシステム40が接続される。メモリ制御装置100は、半導体集積回路に、複数のDMAC及びCPU並びにセルフリフレッシュ制御装置(セルフリフレッシュ制御部)とのインタフェース(要求受け付け/応答)部(11〜17)、メモリアクセスアービタ20、メモリ制御部30等の回路が集積された形態、典型的にはASICの形態で提供される。メモリ制御部30に接続されるメモリシステム40はDDR−SDRAMを記憶手段として構成される。
【0018】
メモリシステム40を構成するDDR−SDRAMは、セルフリフレッシュ要求に基づきセルフリフレッシュを行うセルフリフレッシュ機能を持ち、セルフリフレッシュ解除動作後の所定クロック間(200クロック間)はリード(read、読み込み)が不可となる性質のメモリである。
【0019】
メモリアクセスアービタ20は、複数の各DMAC(Direct Memory Access Controller 、DMAコントローラ)(11〜15)やCPU(16)よりRREQ信号(Read Request)やWREQ信号(Write Request )によりメモリシステム40に対するアクセス要求を受け付け、応答するものに対してはACK信号(Acknowledge )で答える。要求に応答する場合、これをメモリ制御部30へ要求発行してメモリアクセスさせる。通常時、メモリアクセスアービタ20は、通常優先順位に基づきメモリアクセスのアービトレイションを行う。また、メモリアクセスアービタ20は、セルフリフレッシュ制御装置(セルフリフレッシュ制御部)17よりセルフリフレッシュの設定/解除の要求(REQ)を受け付け、メモリ制御部30へ要求を発行する。本実施形態のメモリアクセスアービタ20は、内部にアドレス格納用バッファ21とデータ格納用バッファ22を備える。
【0020】
メモリ制御部30は、メモリアクセスアービタ20を介したアクセス要求及びセルフリフレッシュ設定/解除要求に基づき、メモリシステム40に対し、メモリアクセスあるいはセルフリフレッシュ設定/解除要求を行う。
【0021】
なお、各DMAC11〜15やCPU16からのアクセス要求の信号においてRREQはリード要求(データ読み込み要求)を示し、WREQはライト要求(データ書き込み要求)であることを示す。図1中では、まとめて、「W/R REQ」として示している。また、セルフリフレッシュ制御装置17からのREQ信号は、セルフリフレッシュの設定/解除の要求信号を示す。
【0022】
以下、上記の構成のメモリ制御装置100及びメモリアクセスアービタ20における、動作の異なる2つの本発明実施形態について説明する。
【0023】
図2は、本発明の第1の実施形態におけるメモリアクセスアービタ20の制御フローを示すフローチャートである。フローに従ってメモリアクセスアービタ20における制御手順を説明する。
【0024】
まず、ステップS1:セルフリフレッシュ制御装置17からのセルフリフレッシュ設定要求REQに基づいてメモリシステム40におけるセルフリフレッシュ動作中。
【0025】
ステップS2:セルフリフレッシュ制御装置17よりセルフリフレッシュ解除要求REQを受けると、メモリ制御部30へ解除要求を発行する。
【0026】
ステップS3:セルフリフレッシュ解除から200クロック経過したかを判断する。
【0027】
ステップS4:セルフリフレッシュ解除から200クロックを経過していない期間において(ステップS3−NO)、各DMACやCPUアクセスからリード要求あるいはライト要求(W/R REQ)を受けた場合、リード要求については中断(却下)し応答しない。一方、ライト要求については応答し、ライト対象のアドレスとデータを受け付ける。
【0028】
ステップS5:ステップS4でセルフリフレッシュ解除後200クロック未経過期間におけるライト要求に応答した場合、応答したライト要求における対象のアドレスとデータをメモリ制御部30へ受け渡し、メモリ制御部30によりメモリシステム40に対しそのアドレス及びデータでライト処理を実行させる。
【0029】
ステップS6:セルフリフレッシュ解除から200クロックを経過すると(ステップS3−YES)、通常の優先順位にてアービトレーションを行う。
【0030】
図3は、本発明の第2の実施形態におけるメモリアクセスアービタ20の制御フローを示すフローチャートである。メモリアクセスアービタ20は内部にバッファ(アドレス格納バッファ21、データ格納バッファ22)を備える。このバッファはメモリシステム40に対するメモリアクセスをさらに効率化するキャッシュとして機能する。フローに従ってメモリアクセスアービタ20における制御手順を説明する。
【0031】
まず、ステップS11:セルフリフレッシュ制御装置17からのセルフリフレッシュ設定要求REQに基づいてメモリシステム40におけるセルフリフレッシュ動作中。
【0032】
ステップS12:セルフリフレッシュ制御装置17よりセルフリフレッシュ解除要求REQを受けると、メモリ制御部30へ解除要求を発行する。
【0033】
ステップS13:セルフリフレッシュ解除から200クロックを経過したか判断する。
【0034】
ステップS15:セルフリフレッシュ解除から200クロックを経過していない期間において(ステップS13−NO)、各DMACやCPUアクセスからリード要求あるいはライト要求(W/R REQ)を受けた場合、リード要求については中断(却下)し応答しない。ライト要求を受けた場合のみ応答し、そのライト要求に関わるアドレスとデータを受け付ける。
【0035】
ステップS16:ステップS15でライト要求に応答した場合、応答したライト要求のアドレスとデータをメモリ制御部30へ受け渡し、メモリ制御部30によりメモリシステム40に対しライト処理を実行させると同時に、メモリアクセスアービタ内部のバッファ(アドレス格納バッファ21、データ格納バッファ22)にアドレスとデータを格納する。
【0036】
ステップS14:セルフリフレッシュ解除から200クロックを経過していない期間において(ステップS13−NO)、各DMACやCPUからリード要求を受けた場合、そのリード要求においてその要求に関わるアドレスが、ステップS16にて内部バッファ21に格納しているアドレスと合致するかを判断する。
【0037】
ステップS17:ステップS14にてリード要求におけるアドレスとバッファ21に予め格納しているアドレスとが合致した場合、バッファ22に格納していたデータを返して応答する。
【0038】
ステップS18:セルフリフレッシュ解除から200クロックを経過後(ステップS13−YES)、通常の優先順位にてアービトレーションを行う。
【0039】
以上により本発明の実施の形態について説明した。なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【0040】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、記憶手段としてDDR−SDRAMを用いて構成されるメモリシステムに対するメモリアクセスのアービトレイションを行うメモリアクセスアービタ及びこれを備えるメモリ制御装置において、請求項1記載の発明では、セルフリフレッシュ解除後所定クロック間リードアクセス不可であるメモリで構成されたメモリシステムに対し、セルフリフレッシュ解除後の所定クロック間においても、複数のDMACあるいは制御手段から要求されるメモリアクセスに対し、優先順位に関わらずライト要求については応答するのでメモリアクセスの処理が向上できるという効果がある。
【0041】
また、請求項2記載の発明では、上記セルフリフレッシュ解除後の所定クロック間において応答したライトアクセスのアドレスとデータをメモリアクセスアービタ内に備えるバッファに格納しておき、その後、セルフリフレッシュ解除後の所定クロック間において上記予めバッファに格納しておいたアドレスと同一アドレスへのリード要求が発生した場合は、中断ではなくバッファに格納しておいたデータを返して応答するので、メモリアクセスの処理が向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるメモリアクセスアービタ及びこれを備えるメモリ制御装置を含むシステム全体構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態におけるメモリアクセスアービタの制御フローを示すフローチャートである。
【図3】本発明の第2の実施の形態におけるメモリアクセスアービタの制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
100 メモリ制御装置
11〜15 DMAコントローラI/F部
16 CPUアクセスI/F部
17 セルフリフレッシュ制御装置(セルフリフレッシュ制御部)
20 メモリアクセスアービタ
21 アドレス格納バッファ
22 データ格納バッファ
30 メモリ制御部
40 メモリシステム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a memory access arbiter (memory access arbitration / control circuit) and a memory control device including the memory access arbiter, and in particular, arbitration of access to a memory system including a DDR-SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRAM). The present invention relates to a memory access arbiter and a memory control device.
[0002]
[Prior art]
As a technology related to memory access control, there is a technology that can execute self-refresh setting / cancellation for a memory system composed of SDRAM (Synchronous DRAM) without using a CPU and perform DMA transfer quickly. (See, for example, Patent Document 1).
[0003]
As is well known, because of its structure, a DRAM is a memory whose stored contents disappear if no charge is applied at predetermined time intervals. Generally, a memory controller reads data from the memory or replenishes charge. A refreshing operation is required every certain time. In particular, the function that the internal circuit of the DRAM itself performs a refresh operation is called self-refresh.
[0004]
The technique referred to in
[0005]
On the other hand, DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRAM) exists as an improvement of SDRAM. This is an SDRAM that has a DDR (Double Data Rate) mode and that reads and writes data at both the rising and falling timings of the clock in one clock cycle. (Hereinafter referred to as “DDR-SDRAM”).
[0006]
The DDR-SDRAM is a memory that cannot be read for a predetermined clock interval (200 clock cycles in the current standard) after the self-refresh is canceled, and there is room for improvement in processing efficiency accordingly.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-202777
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such problems, and self-refresh cancellation is used as a mechanism for performing arbitration of memory access to a memory system composed of DDR-SDRAM having the above-described properties. It is an object of the present invention to provide a memory access arbiter that can quickly process memory access (CPU access and DMA transfer) even during a period in which reading cannot be performed between predetermined clocks later, and a memory control device including the arbiter.
[0009]
As a memory access arbiter and a memory control device for a memory system constituted by DDR-SDRAM, in particular, in the invention according to
[0010]
In particular, in the second aspect of the invention, the address and data relating to the write request that has been responded are stored in the buffer, and then the same address as that previously stored in the buffer during a predetermined clock after the self-refresh is canceled. An object of the present invention is to provide a memory access arbiter and a memory control device capable of improving the processing of memory access by returning and responding to data stored in the buffer when a read request is made. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the invention according to
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the address and data in the write request executed during the self-refresh release operation are stored in the buffer, and then the DMA is executed for the same address as that address. When a read request is received from the controller or the control means, the data stored in the buffer is returned and responded.
[0013]
The invention according to
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the memory access arbiter stores the address and data in the write request executed during the self-refresh cancel operation in the buffer, and thereafter, for the same address as that address. When the read request is received from the DMA controller or the control means, the data stored in the buffer is returned and responded.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Components are distinguished by adding symbols. FIG. 1 is a diagram showing an overall system configuration including a memory access arbiter (20) and a memory control device (100) including the memory access arbiter (20) according to an embodiment of the present invention.
[0016]
In particular, the present invention performs arbitration (arbitration / control) of memory access to a memory system that reads and writes data using “DDR SDRAM” (Double Data Rate Synchronous DRAM) (hereinafter “DDR-SDRAM”) as a storage means. Is.
[0017]
In FIG. 1, a memory control device (memory control circuit) 100 according to the present embodiment includes a
[0018]
The DDR-SDRAM constituting the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
In the access request signals from the DMACs 11 to 15 and the
[0022]
Hereinafter, two embodiments of the present invention having different operations in the memory control device 100 and the
[0023]
FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of the
[0024]
Step S1: A self-refresh operation is being performed in the
[0025]
Step S2: When a self-refresh release request REQ is received from the self-
[0026]
Step S3: It is determined whether 200 clocks have elapsed since the self-refresh was canceled.
[0027]
Step S4: When a read request or a write request (W / R REQ) is received from each DMAC or CPU access during a period when 200 clocks have not elapsed since the self-refresh is released (step S3-NO), the read request is interrupted. (Reject) and do not respond. On the other hand, it responds to the write request and accepts the write target address and data.
[0028]
Step S5: When responding to the write request in the period when 200 clocks have not elapsed after the self-refresh is released in step S4, the target address and data in the responded write request are transferred to the
[0029]
Step S6: When 200 clocks have elapsed from the cancellation of the self-refresh (step S3-YES), arbitration is performed with normal priority.
[0030]
FIG. 3 is a flowchart showing a control flow of the
[0031]
Step S11: During the self-refresh operation in the
[0032]
Step S12: When a self-refresh release request REQ is received from the self-
[0033]
Step S13: It is determined whether 200 clocks have elapsed since the self-refresh was canceled.
[0034]
Step S15: When a read request or a write request (W / R REQ) is received from each DMAC or CPU access during a period when 200 clocks have not elapsed since the self-refresh is released (step S13-NO), the read request is interrupted. (Reject) and do not respond. It responds only when it receives a write request and accepts the address and data related to the write request.
[0035]
Step S16: When responding to the write request in step S15, the address and data of the responded write request are transferred to the
[0036]
Step S14: When a read request is received from each DMAC or CPU during a period in which 200 clocks have not elapsed since the self-refresh was released (step S13-NO), the address related to the request in the read request is determined in step S16. It is determined whether the address stored in the
[0037]
Step S17: If the address in the read request matches the address stored in the
[0038]
Step S18: After 200 clocks have elapsed from the cancellation of the self-refresh (step S13—YES), arbitration is performed with normal priority.
[0039]
The embodiment of the present invention has been described above. The above-described embodiment shows an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. .
[0040]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a memory access arbiter that performs arbitration of memory access to a memory system configured using a DDR-SDRAM as a storage unit, and a memory control device including the memory access arbiter, According to the first aspect of the present invention, a plurality of DMACs or control means are requested for a memory system composed of a memory that cannot be read-accessed for a predetermined clock period after the self-refresh is canceled, even during a predetermined clock period after the self-refresh is canceled. The memory access process is improved regardless of the priority order, so that the memory access process can be improved.
[0041]
According to the second aspect of the present invention, the address and data of the write access responding during the predetermined clock after the self-refresh is released are stored in a buffer provided in the memory access arbiter, and then the predetermined value after the self-refresh is released. When a read request to the same address stored in the buffer is generated between clocks, the data stored in the buffer is returned and responded instead of being interrupted, improving the memory access processing There is an effect that can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall system configuration including a memory access arbiter and a memory control device including the memory access arbiter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of a memory access arbiter according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a control flow of a memory access arbiter according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 Memory Controllers 11-15 DMA Controller I /
20
Claims (4)
内部にバッファを有し、前記セルフリフレッシュ解除動作中において前記リード要求及びライト要求を受けた場合にライト要求にのみ応答することを特徴とするメモリアクセスアービタ。 For a memory system that reads and writes data using memory as a storage means, it can accept read requests and write requests from multiple DMA controllers and control means, cause the memory control section to execute the requests, and also request and release self-refresh A memory access arbiter capable of accepting a request and causing the memory control unit to execute the request;
A memory access arbiter having an internal buffer and responding only to a write request when the read request and the write request are received during the self-refresh canceling operation.
前記メモリアクセスアービタによるアービトレイションに基づき前記要求をメモリシステムに対して実行するメモリ制御部と、を有し、
前記メモリアクセスアービタは内部にバッファを有し、前記セルフリフレッシュ解除動作中において前記リード要求及びライト要求を受けた場合にライト要求にのみ応答して前記メモリ制御部に実行させることを特徴とするメモリ制御装置。A memory access arbiter that can accept read requests and write requests from a plurality of DMA controllers and control means, and can accept self-refresh requests and release requests, for a memory system that reads and writes data using memory as storage means;
A memory control unit that executes the request to the memory system based on arbitration by the memory access arbiter,
The memory access arbiter has an internal buffer, and when the read request and the write request are received during the self-refresh canceling operation, the memory control arbiter responds only to the write request and executes the memory control unit Control device.
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