JP3903872B2 - 多重アクセス制御回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のプロセッサを有するデータ処理回路に係り、特に、複数ののプロセッサから1つのメモリへの多重アクセスをコントロールする多重アクセス制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
1つのデータ処理回路(LSI;大規模集積回路)内に、複数のプロセッサが設けられ、それらのプロセッサが同じデータ処理回路内に設けられた1つのメモリにランダムにアクセスするという構成はしばしば見られる。そして、この場合、複数のプロセッサによるメモリへのアクセスが同時になることもしばしば発生する。そこで、このようなデータ処理回路においては、内部に設けられたメモリ制御回路がプロセッサの優先順位に従ってアクセスの順番を制御する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のこの種のデータ処理回路においては、アクセスの順番が後になったプロセッサは、バスブリッジ等を介してハンドシェイクを行い、アクセス可能となるまで、ウエイトもしくはリトライを繰り返すようになっていた(例えば、PCIバスインターフェイス)。しかしながら、このような待機手段によれば、複雑なプロトコルが必要であり、また、ウエイト/リトライ中のパイプラインレジスタの保護機構が必要となる欠点があった。
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複雑なプロトコルを必要とせず、しかも、パイプライン保護機構等を特に設けることなくメモリアクセスのウエイト状態をプロセッサに作ることができる多重アクセス制御回路を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、複数のプロセッサから1つのメモリへのアクセスの競合を制御する多重アクセス制御回路において、優先順位が最上位の前記プロセッサからアクセス信号が出力された時、優先順位が次位の前記プロセッサへリトライ指示を出力するリトライ指示手段と、優先順位が最上位または次位の前記プロセッサからアクセス信号が出力された時、優先順位が最下位の前記プロセッサのクロックパルスを停止させるクロック停止手段と、前記複数のプロセッサからそれぞれ出力されるアクセス信号を受け、予め決められている優先順位に対応する制御信号を出力する優先回路と、前記複数のプロセッサからそれぞれ出力されるアドレスを受け、前記制御信号に従って前記アドレスの1つを選択し前記メモリのアドレス端子へ出力する第 1 のマルチプレクサと、前記複数のプロセッサから出力される書き込み信号を受け、前記制御信号に従って前記書き込み信号の1つを選択し前記メモリの書き込み端子へ出力する第 2 のマルチプレクサと、前記複数のプロセッサから出力される書込データを前記アクセス信号に基づいて選択し前記メモリのデータ入力端子へ出力する第 3 のマルチプレクサと、前記メモリから出力されるデータを前記クロック停止手段のクロック停止処理タイミングに対応して記憶するレジスタとを具備することを特徴とする多重アクセス制御回路である。
【0005】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の多重アクセス制御回路において、前記クロック停止手段は、前記プロセッサから出力される前記アクセス信号から一定時間経過後にゲート信号を出力する遅延手段と、前記ゲート信号に基づいて前記クロックパルスをゲートするゲート手段とからなることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の一実施の形態について説明する。図2は同実施の形態による多重アクセス制御回路を用いたオーディオデコーダチップ(LSI)の構成を示すブロック図である。この図において、11はCPU(中央処理装置)、12はマイクロコンピュータインターフェイス、13はコントロールレジスタである。14は外部から入力されるアナログオーディオ信号をディジタル信号に変換するADC(アナログ/ディジタルコンバータ)、15はシリアルデータをパラレルデータに変換するシリアルデータインターフェイス、16はシリアルデータインターフェイス15から出力されるオーディオデータを内部メモリコントローラ22を介してデータRAM23に書き込むディテクタである。
【0008】
17は外部メモリコントローラ、18はSRAM(スタティックRAM)、19はパラレルデータをシリアルデータに変換するシリアルデータアウト回路(以下、SDOという)、20はSDO19から出力されるシリアルデータをアナログオーディオ信号に変換して出力するDAC(ディジタル/アナログコンバータ)である。21は各種の演算係数等が記憶されたデータROM、22はデータRAM23の書込/読出を制御する内部メモリコントローラ、24はオーディオデータの圧縮/伸長処理等を行うDSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)、25、26は各々DSP24のプログラムが記憶された命令ROMおよび命令RAMである。また、27は命令バス、28はデータ(X)バス、29はデータ(Y)バスである。
【0009】
上記の構成において、ディテクタ16,SDO19、DSP24はいずれもデータRAM23へアクセスするプロセッサであり、内部メモリコントローラ22がそれらのアクセスをコントロールしている。図3はディテクタ16,SDO19、DSP24、内部メモリコントローラ22、データRAM23を抜き出して相互関係を記載したブロック図である。また、この図において、30はクロックパルスを生成するクロックジェネレータであり、このクロックジェネレータ30において生成されたクロックパルスCKがディテクタ16、SDO19およびデータRAM23へ供給され、また、クロックジェネレータ30内においてクロックパルスCKに基づいて生成されたクロックパルスDSP_CKがDSP24へ供給される。
【0010】
図4は内部メモリコントローラ22の構成、特に、データRAM23のアクセス制御のための構成を示す回路図である。この図において、31〜35は入力される信号(またはデータ)をクロックパルスCKの2タイミング遅延させて出力する遅延回路、36〜38はインバータ、41はインバータ36、37の各出力のノアをとるノア回路、42はインバータ36、37の各出力のアンドをとるアンド回路、43は遅延回路34、35およびインバータ38の各出力のノアをとるノア回路、44は遅延回路34、35の各出力のオアをとるオア回路である。51〜53は各々入力される信号をクロックパルスCKの1タイミング遅延させて出力する遅延回路、54はオア回路44の出力と遅延回路53の出力を反転した信号とのアンドをとるアンド回路である。
【0011】
56は優先回路であり、入力端P1〜P3の各信号の内のいずれか1つが”1”となった場合には、対応する出力端Q1〜Q3から”1”信号を出力し、また、いずれか複数の出力が”1”信号となった場合は、入力端P1>入力端P2>入力端P3の優先順位に従って、対応する1つの出力端(Q1〜Q3)のみから”1”信号をマルチプレクサ57、58へ出力する。例えば、入力端P1、P2の信号が共に”1”の時は出力端Q1のみから”1”信号を出力する。入力端P2、P3の信号が共に”1”の時は出力端Q2のみから”1”信号を出力する。入力端P1、P2、P3の信号が共に”1”の時は出力端Q1のみから”1”信号を出力する。
マルチプレクサ57は、優先回路56から制御端S1へ”1”信号が入力された時は入力端I1の信号を出力端Q57から出力し、制御端S2へ”1”信号が入力された時は入力端I2の信号を出力端Q57から出力し、制御端S3へ”1”信号が入力された時は入力端I3の信号を出力端Q57から出力する。マルチプレクサ58も同様に、優先回路56から制御端S1へ”1”信号が入力された時は入力端I1の信号を出力端Q58から出力し、制御端S2へ”1”信号が入力された時は入力端I2の信号を出力端Q58から出力する。
【0012】
マルチプレクサ61は、その制御端へ遅延回路52から”0”信号が入力された時は入力端0の信号を出力し、制御端へ”1”信号が入力された時は入力端1の信号を出力端から出力する。62はアンド回路54の出力が”1”の時、マルチプレクサ61の出力を読み込み、一時記憶するレジスタである。マルチプレクサ63は、その制御端へ遅延回路53から”0”信号が入力された時は入力端0の信号を出力し、制御端1へ”1”信号が入力された時は入力端1の信号を出力端から出力する。マルチプレクサ64は、その制御端へ遅延回路34から”0”信号が入力された時は入力端0の信号を出力し、制御端1へ”1”信号が入力された時は入力端1の信号(遅延回路33の出力)を出力端から出力する。
【0013】
図1は図3に示すクロックジェネレータ30の構成を示す回路図であり、この図において、70はクロックパルスCKを生成するPLL(フェイズロックドループ)回路、71は入力される信号をクロックパルスCKの1タイミング遅延させて出力する遅延回路、72は入力される信号をクロックパルスCKの1/2タイミング遅延させて出力する遅延回路、73は遅延回路72の出力とクロックパルスCKのアンドをとるアンド回路である。
【0014】
次に、上述した図1、図4に示す回路の動作を図5、図6に示すタイミングチャートを参照して説明する。
なお、図5、図6において、「DET」はディテクタ16、「SDO」はSDO19、「DSP」はDSP24、「DM」はデータRAM23を示す。また、「CS」はチップセレクト、「WE」はライトイネーブル、「A」はアドレス、「I」は書込データ、「O」は読出データを意味する。
【0015】
図4および図1に示す回路はデータRAM23への多重アクセスを制御する回路であり、次の原則に従って制御を行う。
▲1▼ アクセスの優先順位を、
ディテクタ16>SDO19>DSP24
とする。
▲2▼ ディテクタ16とSDO19のアクセスが競合した時は、ディテクタ16のアクセスに基づくデータRAM23の書き込みを実行し、SDO19にWaitをかける。
▲3▼ ディテクタ16またはSDO19にアクセスが発生した場合は、ディテクタ16またはSDO19のアクセスに基づくデータRAM23の書き/読出を実行し、一方、DSP24へ入力されるクロックパルスDSP_CKを停止させてDSP24の処理を一時停止させる。
【0016】
いま、図1のPLL70から出力されるクロックパルスCKを図5(a)に示すものとする。このクロックパルスCKに基づくタイミング(1)において、SDO19がデータRAM23からデータを読み出すべく、図5(i)のチップセレクト信号SDO_DX_CSn(n;ローアクティブを示す)および(j)のアドレスSDO_DX_Aを内部メモリコントローラ22へ出力したとする。
【0017】
この場合、チップセレクト信号SDO_DX_CSnはインバータ37(図4)によって反転されて”1”信号になった後、ノア回路41を介して遅延回路51へ入力され、この遅延回路51によってクロックパルスCKの1タイミング遅延され、DSPクロック停止信号DSP_CK_HALTn(図5(b))としてクロックジェネレータ30へ出力される。そして、このDSPクロック停止信号DSP_CK_HALTnはクロックジェネレータ30内の遅延回路71、72(図1)によってクロックパルスCKの1.5タイミング遅延された後アンドゲート73へ入力される。これにより、DSP24のクロックパルスDSP_CKが停止する(図5(l)参照)。図6に図1の回路の動作タイミング図を示す。
【0018】
このように、チップセレクト信号SDO_DX_CSnが発生すると、その1タイミング後にDSPクロック停止信号DSP_CK_HALTnが発生し、さらにその2タイミング後にDSP24のクロックパルスDSP_CKが停止する。
【0019】
また、上述したチップセレクト信号SDO_DX_CSnは、遅延回路35によってクロックパルスCKの2タイミング遅延され、タイミング(3)において優先回路56の第2入力端P2へ入力されると共に、ノア回路43によって反転され、チップセレクト信号DM_RAM_CSnとしてデータRAM23へ供給され、さらに遅延回路52によってクロックパルスCKの1タイミング遅延されてマルチプレクサ61の制御端へ入力される。
【0020】
また、アドレスSDO_DX_Aは遅延回路31によってクロックパルスCKの2タイミング遅延され、上記タイミング(3)においてマルチプレクサ57へ入力される。このタイミング(3)において、優先回路56の第1、第3入力端P1、P3へ”0”が入力されているとすると、優先回路56の第2入力端P2の信号のみが”1”となり、優先回路56の第2出力端Q2からマルチプレクサ57の制御端S2へ”1”が出力される。これにより、同マルチプレクサ57の入力端I2に得られるアドレスSDO_DX_Aがマルチプレクサ57から出力され、データRAM23へアドレスDM_RAM_A(ASDO)(図5(t))として出力される。この結果、次のタイミング(4)において、データRAM23のアドレスASDOのデータ([ASDO]と表示する)が読み出され(図5(v))、図4のマルチプレクサ61へ入力される。この時、マルチプレクサ61の制御端へは遅延回路52から”0”信号が供給されており、したがって、データRAM23の出力データDM_RAM_O(この時、[ASDO])がマルチプレクサ61を介してSDO19へ出力される(図5(k)参照)。
【0021】
このように、SDO19のデータ読出に対し、アクセスの競合がない場合は、クロックパルスCKの3タイミング後に読み出されたデータがSDO19に入力される。
【0022】
次に、タイミング(2)において、ディテクタ16の書込と、SDO19の読出と、DSP24の読出が同時に発生したとする。この場合、図5の(d)〜(g)に示すように、ディテクタ16からチップセレクト信号DET_DX_CSn、ライトイネーブル信号DET_DX_WEn、アドレスDET_DX_A(ADET)および書込データDET_DX_I([ADET])が出力され、また、図5の(i)、(j)に示すように、チップセレクト信号SDO_DX_CSnおよびアドレスSDO_DX_A(BSDO)が出力され、また、図5の(m)、(n)に示すように、DSP24からチップセレクト信号DSP_DX_CSnおよびアドレスDSP_DX_A(ADSP)が出力される。
【0023】
ディテクタ16からチップセレクト信号DET_DX_CSnが出力されると、その1タイミング後(タイミング(3))にDSPクロック停止信号DSP_CK_HALTnが発生する。これにより、さらに2タイミング後(タイミング(5))にDSP24のクロックパルスDSP_CKを停止する。ただし、図5では、タイミング(1)で発生したSDO19の読み出し、SDO_DX_CSnのためタイミング(4)から停止している。また、チップセレクト信号DET_DX_CSnおよびチップセレクト信号SDO_DX_CSnが同時に発生すると、アンドゲート42の出力が”1”となり、この”1”信号がビジイ信号SDO_DX_BUSY(図5(h))としてSDO19へ出力される。SDO19はこのビジイ信号SDO_DX_BUSYを受け、処理を待つこととなり、次のタイミング(3)において再度アクセスを行う。
【0024】
また、ディテクタ16から出力されたチップセレクト信号DET_DX_CSnは、インバータ36によって反転された後、遅延回路34によって2タイミング遅延され、タイミング(4)において優先回路56の第1入力端P1へ入力される。この時、遅延回路35の出力も”1”であり、優先回路56の第2入力端P2へも”1”が入力されているが、優先回路56は優先順位に従って第1出力端Q1のみから”1”信号を出力し、マルチプレクサ57の第1制御端子S1へ供給する。
【0025】
また、ディテクタ16から出力されたアドレスDET_DX_A(ADET)は遅延回路31によって2タイミング遅延され、タイミング(4)においてマルチプレクサ57へ入力される。そして、このタイミング(4)において優先回路56の第1出力端Q1から”1”が出力されるので、上記アドレスDET_DX_A(ADET)がマルチプレクサ57の出力端Q57から出力され、データRAM23へ供給される(図5(t))。
【0026】
また、ディテクタ16から出力されたライトイネーブル信号DET_DX_WEnは遅延回路32によって2タイミング遅延され、タイミング(4)においてマルチプレクサ58へ入力される。そして、このタイミング(4)において優先回路56の第1出力端Q1から”1”が出力されるので、ライトエネーブル信号DET_DX_WEnがマルチプレクサ58の出力端Q58から出力され、信号DM_RAM_WEnとしてデータRAM23へ供給される(図5(s))。
【0027】
また、ディテクタ16から出力された書込データDET_DX_I([ADET])は遅延回路33によって2タイミング遅延され、タイミング(4)において、マルチプレクサ64を介してデータRAM23へ出力される(書込データDM_RAM_I:図5(u))。
以上の結果、タイミング(4)において、データRAM23のアドレスADET内にデータ[ADET]が書き込まれ、データタイミング(5)においてデータRAM23から出力される(図5(v))。
【0028】
また、タイミング(2)において、DSP24からチップセレクト信号DSP_DX_CSnが出力され、この信号がインバータ38によって反転された後、ノア回路43へ入力されと、ノア回路43からデータRAM23を選択するチップセレクト信号DM_RAM_CSn(図5(r))が出力される。また、上記インバータ38の出力は優先回路56の第3入力端へ供給され、この時、優先回路56の第1、第2入力端P1、P2へは”0”が入力されていることから、優先回路56の第3入力端P3の信号のみが”1”となり、これにより、優先回路56の第3出力端Q3からマルチプレクサ57の制御端S3へ”1”信号が供給される。これにより、アドレスDSP_DX_A(ADSP)がマルチプレクサ57を介して、アドレスDM_RAM_A(図5(t)のADSP参照)としてデータRAM23へ供給される。この結果、次のタイミング(3)においてデータRAM23のアドレスADSP内のデータ[ADSP]が読み出される(図5(v))。そして、読み出されたデータがアンド回路54から出力される信号DSP_O_LOADによってレジスタ62内に書きこまれる。
【0029】
上述したように、タイミング(2)においては、データRAM23へのアクセスはDSP24からのものしか発生せず、従って、DSP24によるデータ読み出しが行われ、読み出されたデータがレジスタ62内に書き込まれる。
【0030】
次に、タイミング(3)においては、SDO19からチップセレクト信号SDO_DX_CSnおよびアドレスSDO_DX_A(BSDO)が出力されている。またこの時、DSP24からもチップセレクト信号DSP_DX_CSnおよびアドレスDSP_DX_A(BDSP)が出力される。
【0031】
SDO19から出力されたチップセレクト信号SDO_DX_CSnは、インバータ37によって反転されて”1”となり、遅延回路35によって2タイミング遅延され、タイミング(5)において優先回路56の第2入力端P2へ入力される。この時、優先回路56の第1入力端P1の信号は“0”、第3入力端P3の信号は“1”である。したがって、優先回路56は第2出力端Q2から“1”を出力する。これにより、このタイミング(5)においてマルチプレクサ57の入力端I2へ入力されているアドレスSDO_DX_A(BSDO)がマルチプレクサ57の出力端Q57から出力され、データRAM23へ供給される。この結果、タイミング(5)において、SDO19の読み出しアドレスSDO_DX_A(BSDO)によるデータRAM23の読み出しが行われ、タイミング(6)において、読み出されたデータがSDO19へ入力される(図5(k))。
【0032】
一方、タイミング(3)において、DSP24からチップセレクト信号DSP_DX_CSnおよびアドレスDSP_DX_A(BDSP)が出力されるが、このタイミング(3)においては、タイミング(1)においてSDO19から出力されたチップセレクト信号SDO_DX_CSnが2タイミング遅延されて優先回路56の第2入力端P2へ入力されており、この結果、チップセレクト信号DSP_DX_CSnが有効になることはない。そして、次ぎのタイミング(4)においてDSP24のクロックパルスDSP_CK(図5(l))が停止されることから、チップセレクト信号DSP_DX_CSnおよびアドレスDSP_DX_A(BDSP)がそのままDSP24内において保持され、次ぎのクロックパルスDSP_CK再開を待つ。
【0033】
次ぎに、タイミング(5)においては、タイミング(3)においてSDO19から出力されたアドレスSDO_DX_A(BSDO)に基づいてデータRAM23の読み出しが行われる。また、この時、クロックパルスDSP_CKは停止状態が続いている。
【0034】
次ぎに、タイミング(6)においては、アドレスSDO_DX_A(BSDO)に基づくデータがデータRAM23から出力される(図5(v))。また、このタイミング(6)においては、優先回路56の第1、第2入力端P1、P2の信号が“0”となる一方、第3入力端P3へは、DSP24からチップセレクト信号DSP_DX_CSnに基づく“1”が入力されており、この結果、この時点において、タイミング(3)から連続してDSP24から出力されているアドレスDSP_DX_A(BDSP)がマルチプレクサ57の出力端Q57から出力され、データRAM23へ供給される(図5(t))。
【0035】
次ぎに、タイミング(7)においては、データRAM23から上記アドレスに基づくデータ[BDSP]が読み出される(図5(v))。また、この時、DSP24のクロックパルスDSP_CKが再開され、これにより、タイミング(3)においてデータRAM23から読み出され、レジスタ62内に記憶されていたデータ[ADSP]がDSP24に読み込まれる。
次ぎに、タイミング(8)においては、タイミング(7)においてデータRAM23から読み出されたデータ[BDSP]がDSP24に読み込まれる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、複雑なプロトコルを必要とせず、しかも、パイプラインレジスタの保護機構等を特に設けることなくメモリアクセスのウエイト状態をプロセッサに作ることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態による多重アクセス制御回路の一部の構成を示すブロック図である。
【図2】 同実施形態による多重アクセス制御回路が用いられるオーディオデコーダチップの構成を示すブロック図である。
【図3】 同オーディオデコーダチップにおけるディテクタ16,SDO19、DSP24、内部メモリコントローラ22、RAM23を抜き出して相互関係を記載したブロック図である。
【図4】 同実施形態による多重アクセス制御回路の一部の構成を示すブロック図である。
【図5】 図4に示す多重アクセス制御回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図6】 図1に示す多重アクセス制御回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
16…ディテクタ、19…SDO、22…内部メモリコントローラ、23…データRAM、24…DSP、28…クロックジェネレータ、70…PLL、71、72…DFF(ディレイフリップフロップ)、73…アンド回路。
Claims (2)
- 複数のプロセッサから1つのメモリへのアクセスの競合を制御する多重アクセス制御回路において、
優先順位が最上位の前記プロセッサからアクセス信号が出力された時、優先順位が次位の前記プロセッサへリトライ指示を出力するリトライ指示手段と、
優先順位が最上位または次位の前記プロセッサからアクセス信号が出力された時、優先順位が最下位の前記プロセッサのクロックパルスを停止させるクロック停止手段と、
前記複数のプロセッサからそれぞれ出力されるアクセス信号を受け、予め決められている優先順位に対応する制御信号を出力する優先回路と、
前記複数のプロセッサからそれぞれ出力されるアドレスを受け、前記制御信号に従って前記アドレスの1つを選択し前記メモリのアドレス端子へ出力する第 1 のマルチプレクサと、
前記複数のプロセッサから出力される書き込み信号を受け、前記制御信号に従って前記書き込み信号の1つを選択し前記メモリの書き込み端子へ出力する第 2 のマルチプレクサと、
前記複数のプロセッサから出力される書込データを前記アクセス信号に基づいて選択し前記メモリのデータ入力端子へ出力する第 3 のマルチプレクサと、
前記メモリから出力されるデータを前記クロック停止手段のクロック停止処理タイミングに対応して記憶するレジスタと、
を具備することを特徴とする多重アクセス制御回路。 - 前記クロック停止手段は、前記プロセッサから出力される前記アクセス信号から一定時間経過後にゲート信号を出力する遅延手段と、前記ゲート信号に基づいて前記クロックパルスをゲートするゲート手段とからなることを特徴とする請求項1に記載の多重アクセス制御回路。
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