JP4069078B2 - Dram制御装置およびdram制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バースト転送機能を有するDRAMのアクセスを、例えばグラフィックス処理のために、制御する技術に関する。
昨今のグラフィクス処理装置では、低コスト化のために、専用のビデオメモリを用いないで、フレームバッファ領域をSDRAM(Synchronous DRAM)の中に他の処理データとともにおくことが主流となっている。この場合、図形データをフレームバッファ領域に書き込むときは、図形データの画素位置と画素データを演算し、画素データを画素位置に応じてSDRAM内のフレームバッファ領域に書き込む。一方、フレームバッファ領域の描画データを表示装置に表示するときは、表示画面のラスタ走査に同期して、各画素位置の画素データを順次読み出して表示する。
このように、低コスト化のために、通常のデータ領域とフレームバッファ領域とをSDRAMに共存させた場合、SDRAMのアクセスバンド幅は増大する一方となる。
SDRAMは、アドレス順にアクセスする際には、バースト転送機能によりアクセスの際のオーバーヘッドを削減できる、という長所を有する。これに対し、アドレスに順不同にアクセスする際には、プリチャージコマンドとアクティブコマンドをアクセスの度にSDRAMに入力する必要がある点が、短所として挙げられる。このため、表示処理や、多数の線分データを書き込む処理などを行う場合、アドレスと画素データとを単純に一対一に対応させただけでは、多大なオーバーヘッドが生じることは明らかである。
このような問題を解決する従来の技術について説明する。
以下、DRAMとして、4個のバンクを内蔵するSDRAMを例にとって説明する。ここで想定するSDRAMは、データ線幅が32ビット、1ロウアドレスあたりのカラムアドレス数が256カラムであるとする。さらに、コマンドの発行インターバル制約(tRRD)として、アクティブコマンドは1サイクル空けて発行しなければならない、との制約が与えられているものとする。そして、SDRAMの制御信号であるCS(チップセレクト信号)、CKE(クロックイネーブル信号)は負論理であるとして説明する。
また、本願明細書中の説明において、DRAMが内蔵する、あるバンクのあるロウアドレスを選択することを、「ロウアドレスをアクティブにする」と記す。また、DRAMに対し、ある動作をさせるために入力する制御信号の組を「コマンド」と記す。例えば、あるロウアドレスをアクティブにするためにDRAMに入力する制御信号の組を「アクティブコマンド」と記す。
図20は従来のDRAM制御装置の概略構成、図21は図20におけるインターフェース部120の内部構成を示すブロック図である。図20において、101Aは第1のSDRAM(SDRAM1)、101Bは第2のSDRAM(SDRAM2)、102は第1および第2のSDRAM101A,101Bをアクセスするためのマイクロプロセッサである。また、CS1,CS2はチップ選択信号、CKEはクロックイネーブル信号、RAS,CAS,WEはコマンドを発行するための制御信号、BAはバンク選択信号である。
図22は図20および図21の構成におけるフレームバッファ領域のアドレスマッピングの一例である。図22において、例えば(SDRAM1,Bank0,Row2)と示した1区画が描画ブロックBLを表しており、1ロウアドレスで指す分の記憶容量を有する。ここでは、1ロウアドレスあたり256カラムアドレス分の容量を持つものとする。
図23は1個の描画ブロックにおけるアドレスマッピングの詳細を示す図である。図23の例では、1個の描画ブロックに含まれる256カラムアドレスを横8カラム、縦32ラインに2次元的にマッピングしている。1個のカラムアドレスは32ビットの記憶素子を有する。したがって、1ピクセル当たり8ビットの描画データの場合、1個のカラムアドレスに4ピクセル分の描画データを記憶させることができる。
図20および図21の従来の構成におけるアクセス動作について、説明する。
(1)表示処理を行う場合(図24)
(ステップ1)
インターフェース部120において、CPU201は図形パラメータレジスタ203に、転送開始座標、フレーム番号、描画データ情報(色深さ、矩形/ライン)、横幅語数、および縦幅ライン数をセットする。
(ステップ2)
CPU201は制御器205に、転送要求を示すリクエスト信号を出力する。
(ステップ3)
制御器205は、まず転送要求を受け付けるアクノレッジ信号をCPU201に出力する。次に図形パラメータレジスタ203を参照して、横幅語数と縦幅ライン数から、どの4バンクをアクティブにするかを決定する。ここでは、(SDRAM1,Bank0,Row0),(SDRAM1,Bank1,Row0),(SDRAM1,Bank2,Row1),(SDRAM1,Bank3,Row1)をそれぞれアクティブにする。そして、アクティブロウアドレス記憶部207を参照して現在のアクティブバンクを調べ、プリチャージコマンド/アクティブコマンドを発行する必要があるか否かを調べる。ここでは、発行は不要であるものとする。
(ステップ4)
2次元アドレス生成部204は図形パラメータレジスタ203を参照し、転送開始座標、フレーム番号および描画データ情報から、SDRAM上で書き込みを開始するアドレスを算出し、算出したバンクBank、ロウアドレスRow、およびカラムアドレスColをアドレス及び制御信号出力部208に出力する。
(ステップ5)
制御器205は、図24(b)に示すような、SDRAM1に対する制御信号を生成するための状態遷移を開始する。例えば、サイクルT1において、アドレス及び制御信号出力部208にアクティブコマンドの生成を指示する。
(ステップ6)
アドレス及び制御信号出力部208は、まず2次元アドレス生成部204から出力されたロウアドレスRowから、SDRAM1またはSDRAM2のいずれに書き込むかを判別し、その判別結果からチップセレクト信号CS1,CS2を生成する。また、2次元アドレス生成部204から出力されたバンクBankおよびロウアドレスRowから、(SDRAM1,Bank0,Row0)をアクティブにするためのアクティブコマンド(制御信号RAS,CAS,WE)を出力する。
(ステップ7)
続いて、発行インターバル制約tRRDに従い、サイクルT3において、(SDRAM1,Bank1,Row0)をアクティブにするためのアクティブコマンドを出力する。
(ステップ8)
サイクルT4のタイミングでは、サイクルT1に対して発行インターバル制約tRRDを満たしているので、リードコマンドを発行することが可能となる。そこで、(SDRAM1,Bank0,Row0)のリードコマンドを出力する。
(ステップ9)
続いて、サイクルT5,T7において、(SDRAM1,Bank2,Row1),(SDRAM1,Bank3,Row1)をアクティブにするためのアクティブコマンドを、それぞれ出力する。
(ステップ10)
サイクルT12において、(SDRAM1,Bank1,Row0)のリードコマンドを出力する。以下、(SDRAM1,Bank2,Row1),(SDRAM1,Bank3、Row1)にアクセスが移ったとき、同様にリードコマンドを出力する。
(ステップ11)
サイクルS1,S3において、(SDRAM1,Bank0)のプリチャージコマンド、(SDRAM1,Bank0,Row2)のアクティブコマンドを、それぞれ発行する。
(ステップ12)
サイクルS5において、(SDRAM1,Bank0,Row2)のリードコマンドを発行する。
このように、SDRAMのバースト転送機能により、リード動作を行いながら、プリチャージコマンドとアクティブコマンドを重畳して発行できる。したがって、この処理では、バンク境界へのアクセスの際にオーバーヘッドは生じない。
(2)線分データ書き込みの場合(図25)
図25に示すように、2個の線分データ(線分1,2)を連続して書き込む動作について説明する。
サイクルT1,T3において、(SDRAM1,Bank0,Row0),(SDRAM1,Bank3,Row0)をそれぞれアクティブにする。アクティブにする動作については、上述の表示処理において説明したとおりである。
そして、サイクルT4〜T8において、(SDRAM1,Bank0,Row0)の描画ブロック内に線分1の線分データを書き込む。また、サイクルT9〜T15において、(SDRAM1,Bank3,Row0)の描画ブロック内に線分2の線分データを書き込む。この場合、書き込むカラムアドレスは連続していないので、各データごとにカラムアドレスを出力しなければならない。
上述した構成と動作によって、次のような効果が得られる。
(1)フレームバッファ領域を水平方向に読み出すとき、オーバーヘッドが生じない。この結果、表示処理時のアクセス時間が削減される。
(2)ここでは説明は省略するが、サイズが比較的大きい矩形データを書き込むとき、SDRAMのバースト転送機能を利用することによって、水平方向の読み出し動作と同様にパイプラインアクセスが可能となるため、やはりオーバーヘッドは生じない。
(3)短い線分データや小さい矩形を書き込むとき、同一ロウアドレス内に収まる確率が高くなり、この結果、一個の描画データを書き込む間、オーバーヘッドが生じない。
すなわち、上述した構成と動作によって、従来の、フレームバッファ領域へのアクセスのバンド幅の増大という問題は、ある程度解決される。
特開2002−244920号公報 特開平7−248963号公報 特開平8−50573号公報
しかしながら、従来の技術では、処理によっては、DRAMのアクセスの際に多大なオーバーヘッドが生じる場合がある、という問題が残っており、上述の問題の解決手段としては、未だ不十分であった。
図26はフレームバッファ領域に横幅2ワード分、縦3ラインの矩形(矩形1,矩形2)を描画する動作を示している。図26(a)に示すように、矩形1は、4個の描画ブロック(SDRAM1,Bank0,Row0),(SDRAM1,Bank1,Row0),(SDRAM1,Bank2,Row0),(SDRAM1,Bank3,Row0)に跨っており、矩形2は、4個の描画ブロック(SDRAM1,Bank1,Row1),(SDRAM1,Bank2,Row2),(SDRAM1,Bank3,Row4),(SDRAM1,Bank0,Row5)に跨っている。
図26(b)に示すように、矩形1と矩形2を連続して書き込む場合、T1〜T24の計24サイクルもかかっている。この場合、オーバーヘッドが発生する原因の1つは、矩形の横幅が短いためライトコマンドを毎サイクル連続して発行する必要があるが、プリチャージコマンドとアクティブコマンドをライトコマンドと重畳して発行することができないことにある。
図27はフレームバッファ領域に垂直方向に線分データ(線分3)を書き込む動作を示している。図27(a)に示すように、線分3は、3個の描画ブロック(SDRAM1,Bank0,Row0),(SDRAM1,Bank2,Row0),(SDRAM1,Bank0,ROW3)に跨っている。
図27(b)に示すように、例えばサイクルS3,S5のように、データが書き込めないサイクルが生じる。この場合、オーバーヘッドが発生する原因の1つは、図26の場合と同様に、ライトコマンドを毎サイクル連続して発行する必要があるが、プリチャージコマンドとアクティブコマンドをライトコマンドと重畳して発行することができないことにある。
また、従来例では、図20の構成からも分かるように、SDRAMの容量を増加させるべくSDRAMを複数個接続する場合、チップセレクト信号以外の信号線は、全てのSDRAMで共用するようにしていた。このため、リフレッシュ動作は全てのSDRAMに対して同時に行わざるを得ず、このリフレッシュ動作の間は、各SDRAMに対してリード動作やライト動作を行うことができなかった。また、処理データの量は益々増大する傾向にあり、これに伴ってSDRAMの容量も増加しており、したがって、SDRAMのアクセスバンド幅の中でリフレッシュ時間も大きくなっている。
前記の問題に鑑み、本発明は、バースト転送機能を有するDRAMをフレームバッファ領域として用いてグラフィックス処理を行うDRAM制御において、例えば、描画ブロックを跨る処理や複数のフレームバッファ領域を利用する処理の際に、オーバーヘッドを減らし、DRAMのアクセスに要するサイクル数を従来よりも削減することを課題とする。
前記の課題を解決するために、第1の発明は、DRAM制御装置として、バースト転送機能を有し、かつ、所定のサイクル数のコマンドの発行インターバル制約を有する複数のDRAMと、2次元配置された複数の描画ブロックからなるフレームバッファ領域を前記複数のDRAMに割り付けており、グラフィックス処理に応じて前記複数のDRAMをアクセスするインターフェース部とを備え、前記インターフェース部は、前記フレームバッファ領域の少なくとも一部について、隣り合う前記描画ブロックに異なる前記DRAMを割り付けており、異なる前記DRAMが割り付けられた、隣り合う前記描画ブロックに跨る処理を行う際に、アクティブコマンドを各DRAMに対して、交互にまたは同時に、発行し、かつ、前記複数のDRAMに対し個別にバースト転送を停止させる信号を出力するバースト転送制御部を備えているものである。
この発明によると、描画ブロック境界付近の矩形書き込みのような、隣り合う描画ブロックに跨る処理を行う際に、これら隣り合う描画ブロックに異なるDRAMが割り付けられているとき、クティブコマンドを各DRAMに対して交互にまたは同時に発行することによって、発行インターバル制約に起因するコマンド発行待ちサイクルを減らすことができる。しかも、バースト転送制御部が、バースト転送を停止させる信号をDRAMに対して個別に出力するので、描画ブロックの境界を越えたとき、前の描画ブロックに割り付けられたDRAMの書き込みまたは読み出しを的確に止めることができ、バースト転送を止めるためのサイクルを必要としない。これにより、描画ブロックを跨る際のオーバーヘッドを減らすことができ、従来よりも少ないサイクル数でDRAMのアクセスを実行することができる。
そして、前記第1の発明において、前記複数のDRAMは、第1および第2のDRAMを含み、前記インターフェース部は、前記フレームバッファ領域の各描画ブロックに、市松模様状に、前記第1および第2のDRAMを割り付けているのが好ましい。
また、前記第1の発明において、前記インターフェース部は、前記複数のDRAMに対し、個別に、バンク選択信号およびアドレス信号を出力するアドレス制御部を備えているのが好ましい。
さらに、前記インターフェース部は、前記フレームバッファ領域の少なくとも一部について、隣り合う前記描画ブロックに、異なる前記DRAMにおけるロウアドレスが同一または連続する領域をそれぞれ割り付けており、前記アドレス制御部は、前記アドレス信号の第0ビットをDRAM毎に個別に出力し、残りのビットは各DRAMに共通に出力するのが好ましい。
また、前記第1の発明において、前記インターフェース部は、前記複数のDRAMに対し、個別に、制御コマンドを発行可能に構成されたコマンド制御部を備えているのが好ましい。
さらに、前記コマンド制御部は、前記複数のDRAMのうちの一のDRAMに対してリードまたはライトコマンドを発行するサイクルにおいて、他のDRAMにプリチャージコマンドを発行可能に構成されているのが好ましい。さらに、前記コマンド制御部は、プリチャージコマンドを発行するとともに、プリチャージ信号を出力可能に構成されているのが好ましい。
また、前記第1の発明において、前記インターフェース部は、前記複数のDRAMに対し、個別に、リードデータの有効・無効を制御するリード制御部を備えているのが好ましい。
また、第2の発明は、DRAM制御装置として、バースト転送機能を有する複数のDRAMと、2次元配置された複数の描画ブロックからなる複数のフレームバッファ領域を、それぞれ、前記複数のDRAMのいずれかに割り付けておき、グラフィックス処理に応じて、前記複数のDRAMをアクセスするインターフェース部とを備え、前記インターフェース部は、前記複数のフレームバッファ領域にそれぞれ異なる前記DRAMを割り付けており、かつ、前記複数のDRAMに対し、個別に、バースト転送を停止させる信号を出力するバースト転送制御部を備えているものである。
この発明によると、複数のフレームバッファ領域を利用する処理を行う際に、これら複数のフレームバッファ領域に異なるDRAMが割り付けられているため、例えばアクティブコマンドを各DRAMに対して交互に発行することによって、発行インターバル制約に起因するコマンド発行待ちサイクルを減らすことができる。しかも、バースト転送制御部が、バースト転送を停止させる信号をDRAMに対して個別に出力するので、フレームバッファ領域が切り替わるとき、前のフレームバッファ領域に割り付けられたDRAMの書き込みまたは読み出しを的確に止めることができ、バースト転送を止めるためのサイクルを必要としない。これにより、複数のフレームバッファ領域を利用する際のオーバーヘッドを減らすことができ、従来よりも少ないサイクル数でDRAMのアクセスを実行することができる。
第3の発明は、前記第1の発明に係るDRAM制御装置における制御方法として、隣り合い、かつ、前記複数のDRAMが含む第1および第2のDRAMがそれぞれ割り付けられた,第1および第2の描画ブロックにまたがるグラフィック処理の命令を、前記インターフェース部が受けるステップと、前記インターフェース部が、前記命令に応じて、前記第1のDRAMに対し、前記第1の描画ブロックに対応する領域のバースト書き込みまたは読み出しを指示するステップと、前記インターフェース部が、前記命令に応じて、前記第2のDRAMに対し、前記第2の描画ブロックに対応する領域のバースト書き込みまたは読み出しを指示するとともに、前記バースト転送制御部が、前記第1のDRAMに対し、バースト転送を停止させる信号を出力するステップとを備えたものである。
第4の発明は、前記第2の発明に係るDRAM制御装置における制御方法として、前記複数のDRAMが含む第1および第2のDRAMにそれぞれ割り付けられた第1および第2のフレームバッファ領域を利用するグラフィック処理の命令を、前記インターフェース部が受けるステップと、前記インターフェース部が、前記命令に応じて、前記第1のDRAMに対し、前記第1のフレームバッファ領域における処理対象部分のバースト書き込みまたは読み出しを指示するステップと、前記インターフェース部が、前記命令に応じて、前記第2のDRAMに対し、前記第2のフレームバッファ領域における処理対象部分のバースト書き込みまたは読み出しを指示するとともに、前記バースト転送制御部が、前記第1のDRAMに対し、バースト転送を停止させる信号を出力するステップとを備えたものである。
以上のように本発明によると、描画ブロックを跨る処理や、複数のフレームバッファ領域を利用する処理の際に、DRAMのアクセスに要するサイクル数を従来よりも削減することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態では、バースト転送機能を有するDRAMとして、4個のバンクを有するSDRAM(Synchronous DRAM)を想定する。また、コマンドの発行インターバル制約(tRRD)は、2サイクル以上とする。なお、このような想定はあくまでも実施形態の説明のための便宜上のものであり、他の構成であっても、本発明は同様に実現可能であることはいうまでもない。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係るDRAM制御装置の概略構成を示す図である。図1において、第1のSDRAM1A(SDRAM1)および第2のSDRAM1B(SDRAM2)は、マイクロプロセッサ2と接続されている。マイクロプロセッサ2内部に設けられたインターフェース部20は、第1および第2のSDRAM1A,1Bにフレームバッファ領域を割り付けており、描画や表示などのグラフィックス処理に応じて、第1および第2のSDRAM1A,1Bをアクセスする。
図2は図1におけるインターフェース部20の構成を示すブロック図である。図2では、図21に示す従来の構成と共通の要素については同一の符号を付しており、ここでは詳細な説明を省略する。21はCS(チップセレクト信号)変換器、22はCKE(クロックイネーブル信号)制御器である。バースト転送制御部としてのCKE制御器22は、第1および第2のSDRAM1A,1Bに対し、個別に、第1および第2のクロックイネーブル信号CKE1,CKE2をそれぞれ出力する。
図3は本実施形態におけるフレームバッファ領域のアドレスマッピングの一例である。フレームバッファ領域は2次元配置された複数の描画ブロックBLから構成されている。そして図3の例では、各描画ブロックには、第1および第2のSDRAM1A,1B(SDRAM1,2)が市松模様状に、交互に割り付けられている。このような割付によって、隣り合う描画ブロックには互いに異なるSDRAMがマッピングされている。
ここで、図1および図2のDRAM制御装置の動作について、図4に示すような矩形1および矩形2を連続して書き込む場合を例にとって、図5のタイミングチャートを参照して説明する。
まず、矩形1の書き込みのために、サイクルT1,T2,T3,T4においてそれぞれ、アクティブコマンドを発行する。すなわち、矩形1が跨る4個の描画ブロックのアドレス(SDRAM1,Bank0,Row0),(SDRAM2,Bank1,Row0),(SDRAM1,Bank3,Row0),(SDRAM2,Bank2,Row0)をそれぞれアクティブにする。CS変換器21はアドレス及び制御信号出力部208から出力されたチップセレクト信号CS1,CS2を受け、信号CS1はサイクルT1,T3においてアクティブになるように、信号CS2はサイクルT2,T4においてアクティブになるように、変換して出力する。
このように、SDRAM1とSDRAM2とを交互にアクティブにすることによって、コマンドの発行インターバル制約tRRDを満たしつつ、アクティブコマンドの発行間隔を小さくすることができる。
サイクルT5〜T10におけるライトコマンドの出力については、すでに示した図26(b)と同様であるが、本実施形態では、図3のようにフレームバッファ領域のアドレスマッピングをとっているため、CS変換器21は、サイクルT5,T7,T10において信号CS1をアクティブにし、サイクルT6,T8,T9において信号CS2をアクティブにする。
ただし、図3のようなマッピングにおいて上述した書き込み動作を行う場合、例えばサイクルT5においてSDRAM1に対してライトコマンドを発行すると、サイクルT6でもSDRAM1へのバースト書き込みが継続される。このため、サイクルT6においてSDRAM2に書き込むデータが、SDRAM1にも書き込まれてしまう。
この問題を回避するために、本実施形態では、第1および第2のSDRAM1A,1Bに対して、個別に、バースト転送を停止させることができるようにしている。すなわち、CKE制御器22は、第1のクロックイネーブル信号CKE1をサイクルT6においてアクティブにして、第1のSDRAM1Aのバースト書き込みを停止させる。サイクルT8,T9においても同様に、第1のクロックイネーブル信号CKE1をアクティブにする。またCKE制御器22は、サイクルT7,T10において、第2のクロックイネーブル信号CKE2をアクティブにして、第2のSDRAM1Bのバースト書き込みを停止させる。
次に、サイクルT11において、SDRAM1とSDRAM2の両方に対して、全バンクのプリチャージコマンドを出力する。続いて、矩形2の描画データの書き込みを行う。矩形2の描画データの書き込みは、矩形1の描画データの書き込みと同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
この結果、本実施形態によると、図5に示すように、矩形1と矩形2を連続して書き込むために要するサイクル数は、T1〜T2の22サイクルで済み、図26に示す従来例に比べて、アクセスサイクルを2サイクル削減することができる。なお、読み出し動作においても、同様の効果が得られる。
すなわち、本実施形態によると、隣り合う描画ブロックに跨る処理を行う際に、これら隣り合う描画ブロックに異なるDRAMが割り付けられているため、発行インターバル制約に起因するコマンド発行待ちサイクルを減らすことができる。しかも、クロックイネーブル信号によって、各DRAMの書き込みまたは読み出しを的確に止めることができるので、バースト転送を止めるためのサイクルを必要としない。したがって、描画ブロックを跨る際のオーバーヘッドを減らすことができ、従来よりも少ないサイクル数でDRAMのアクセスを実行することができる。
図6および図7は本実施形態の変形例に係る構成を示す図である。図6および図7の例では、インターフェース部20Aは、第1および第2のSDRAM 1A,1Bに対して個別に、DQM信号DQM1,DQM2を出力するバースト転送制御部としてのDQM制御器51を備えている。そして図8のタイミングチャートに示すように、SDRAM1に書き込んでいる期間はSDRAM2の書き込みデータをマスクするように、また、SDRAM2に書き込んでいる期間はSDRAM1の書き込みデータをマスクするように、DQM信号DQM1,DQM2を制御する。これにより、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
また、本実施形態では、第1および第2のSDRAM1A,1Bにおいてデータ線を共用しているため、描画データの読み出しを行う際には、DQM信号によるSDRAMからのデータ出力の制御が必要となる。すなわち、リード制御部としてのDQM制御器51は、第1および第2のSDRAM1A,1Bに対し、個別に、リードデータの有効・無効を制御する。
図6および図7の構成において、第1のSDRAM1Aからデータを読み出す場合は、信号CKE2をアクティブにするとともに、リード制御部としてのDQM制御器51から第2のSDRAM1Bに出力する信号DQM2を非アクティブにして、第2のSDRAM1Bからのデータ出力をハイインピーダンスの状態にする。この制御により、共用しているデータ線上のデータの衝突を回避することができる。第2のSDRAM1Bからデータを読み出す場合も、同様に、信号DQM1を非アクティブにして、第1のSDRAM1Aからのデータ出力をハイインピーダンスの状態にする。
なお、本実施形態では、図3のように、フレームバッファ領域のアドレスマッピングを市松模様状に行うものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、隣り合う描画ブロックに異なるDRAMが割り付けてある場合には、同様の効果が得られる。また、フレームバッファ領域の全体でなくその一部について、隣り合う描画ブロックに異なるDRAMが割り付けてある場合であっても、その部分に矩形を書き込む処理などを行う場合には、同様の効果が得られる。
なお、本実施形態では、2個のSDRAMを用いた構成を例にとって説明したが、SDRAMの個数はこれに限られるものではない。例えば、SDRAMを4個用いる構成の場合には、例えば図9に示すようにフレームバッファ領域のアドレスマッピングを行えばよい。
(第2の実施形態)
図10は本発明の第2の実施形態に係るDRAM制御装置の概略構成を示す図、図11は図10におけるインターフェース部20Bの構成を示すブロック図である。図10および図11では、図1および図2と共通の要素については同一の符号を付しており、ここでは詳細な説明を省略する。図11において、BA(バンク選択信号)制御器81は、第1および第2のSDRAM1A,1Bに対し、個別に、第1および第2のバンク選択信号BA1,BA2をそれぞれ出力する。また、AS(アドレス選択信号)制御器82は、アドレス及び制御信号出力部208から出力されたアドレスの第0ビットを受けて、第1および第2のSDRAM1A,1Bに対し、個別に、第1および第2のアドレス選択信号AS1,AS2をそれぞれ出力する。なお、アドレスの第0ビット以外は、第1および第2のSDRAM1A,1Bに対して、共通に与えられる。BA制御器81およびAS制御器82によって、本発明のアドレス制御部が構成されている。
本実施形態におけるフレームバッファ領域のアドレスマッピングは、第1の実施形態と同様に、図3のようになされているものとする。
図10および図11のDRAM制御装置の動作について、図4に示すような矩形1および矩形3を連続して書き込む場合を例にとって、図12のタイミングチャートを参照して説明する。
まず、図12の例では、アクティブコマンドの発行の仕方が図5とは異なっている。すなわち、矩形1の書き込みのために、サイクルT1,T3においてそれぞれ、第1および第2のSDRAM 1A,1Bの両方にアクティブコマンドを発行する。これにより、(SDRAM1,Bank0,Row0),(SDRAM2,Bank1,Row0),(SDRAM1,Bank3,Row0),(SDRAM2,Bank2,Row0)のアドレスをそれぞれアクティブにする。これとともに、チップセレクト信号CS1,CS2も、サイクルT1,T3において、両方ともアクティブにする。
続いて、矩形3の描画データ書き込みについて説明する。矩形3は(SDRAM2,Bank1,Row0),(SDRAM1,Bank2,Row1),(SDRAM1,Bank3,Row0),(SDRAM2,Bank0,Row1)の4個の描画ブロックにまたがっている。
したがって、サイクルT12におけるアクティブコマンドでは、(SDRAM2,Bank1,Row0),(SDRAM1,Bank2,Row1)の2個のアドレスをアクティブにするために、第1のバンク選択信号BA1としてバンク1を指定する信号、第2のバンク選択信号BA2としてバンク2を指定する信号、第1のアドレス選択信号AS1として“0”、第2のアドレス選択信号AS2として“1”を出力する。サイクルT14におけるアクティブコマンドも同様である。
このように、第1および第2のSDRAM1A,1Bに対し、個別に、バンク選択信号BA1,BA2およびアドレス選択信号AS1,AS2を出力することによって、異なるSDRAMの、異なるバンクおよび異なるロウアドレスを、同一サイクルにおいてアクティブにすることができる。
なお、サイクルT4〜T9,T15〜T20のライトコマンドを出力している期間は、アドレス選択信号AS1,AS2として、アドレス及び制御信号出力部208から出力されたアドレスの第0ビットをそのまま出力する。
この結果、本実施形態によると、図12に示すように、矩形1と矩形3を連続して書き込むために要するサイクル数はT1〜T20の20サイクルで済み、従来例に比べて、アクセスサイクルを4サイクル削減することができる。
なお、本実施形態でも、2個のSDRAMを用いた構成を例にとって説明したが、SDRAMの個数はこれに限られるものではなく、バンク選択信号やアドレス信号を、各SDRAMに対して個別に出力するようにすればよい。そして、例えば4個のSDRAMを用いて図9のようにフレームバッファ領域をマッピングした場合、4個のSDRAMにまたがる矩形の書き込み動作の際に、1個のサイクルにおいて、各SDRAMの4個のバンクのロウアドレスをアクティブにすることができるので、更にサイクル数を削減することができる。
なお、バンクやロウアドレスのマッピングは、図3や図9に示すものに限られるものではない。
なお、本実施形態では、アドレスの第0ビットをアドレス選択信号として個々のSDRAMに出力するものとしたが、第0ビットに限らず、複数ビットのアドレス選択信号を個々のSDRAMに出力するようにしてもよい。例えば、アドレスデータの最下位2ビットをアドレス選択信号として各SDRAMに個別に出力するように構成した場合には、図4の矩形2についても、2回のアクティブコマンド発行によって、4個の描画ブロックをアクティブにすることができる。
また、図13に示すように、複数のフレームバッファ領域FLB1,FLB2を、互いに異なるSDRAM 1A,1Bにそれぞれマッピングした場合であっても、第1および第2の実施形態と同様の効果が得られる。このマッピングは、1枚のフレームの描画データを複数のフレームバッファ領域に書き込み、読み出しの際には、複数のフレームバッファ領域から交互に描画データを読み出して、マイクロプロセッサ2において合成するシステムに用いられる。
この場合、フレームバッファ領域FLB1,FLB2の共通の描画ブロックは、異なるSDRAMにマッピングされている。このため、第1の実施形態と同様にして、その共通の描画ブロックをアクティブにする際のコマンド発行待ちサイクルを減らすことができる。また、フレームバッファ領域が切り替わるとき、前のフレームバッファ領域に割り付けられたDRAMの書き込みまたは読み出しを的確に止めることができ、バースト転送を止めるためのサイクルを必要としない。これにより、複数のフレームバッファ領域を利用する際のオーバーヘッドを減らすことができ、従来よりも少ないサイクル数でDRAMのアクセスを実行することができる。
また、第2の実施形態と同様にして、その共通の描画ブロックを同一サイクルにおいてアクティブにできるので、アクティブコマンド発行サイクル数を削減できる。
(第3の実施形態)
図14は本発明の第3の実施形態に係るDRAM制御装置の概略構成を示す図、図15は図14におけるインターフェース部20Cの構成を示すブロック図である。図14および図15では、図1および図2、または図10および図11と共通の要素については同一の符号を付しており、ここでは詳細な説明を省略する。
図15において、コマンド制御部としての制御信号制御器111は、アドレス及び制御信号出力部208から出力されたRAS信号、CAS信号及びWE信号を受け、第1および第2のSDRAM1A,1Bに対し、個別にコマンドを発行するために、制御信号RAS1,CAS1,WE1、および制御信号RAS2,CAS2,WE2をそれぞれ出力する。
本実施形態におけるフレームバッファ領域のアドレスマッピングは、第1の実施形態と同様に、図3のようになされているものとする。
図14および図15のDRAM制御装置の動作について、図4に示すような線分1を書き込む場合を例にとって、図16のタイミングチャートを参照して説明する。
図16に示すとおり、本実施形態では、(SDRAM2,Bank2,Row0)の部分から(SDRAM1,Bank0,Row3)の部分に遷る際に、サイクルS2において、SDRAM1に対してプリチャージコマンドを発行するとともに、SDRAM2にライトコマンドを発行する。これにより、アクセスに要するサイクル数を削減することができる。
すなわち、第1のSDRAM1Aと第2のSDRAM1Bとに対して、個別にコマンドを発行可能に構成することによって、同一サイクルにおいて、互いに異なるコマンドを発行することができる。これにより、バースト転送機能が有効に働かない、図4の線分1のようなデータの書き込みにおいても、アクセスのオーバーヘッドを削減できる。
さらに、あるSDRAMをアクセスしている間に、他のSDRAMに対するクロックイネーブル信号をアサートしておくようにしてもよい。これにより、SDRAMの消費電力を削減することができる。
なお、本実施形態では、図3のアドレスマッピングを用いたが、これ以外でも例えば、図17のように、水平方向に同じSDRAMを用いるマッピングを採用した場合でも、同様の効果が得られる。バンクやロウアドレスのマッピングは、図3や図17に限られるものではない。
(第4の実施形態)
図18は本発明の第4の実施形態に係るDRAM制御装置の概略構成を示す図、図19は図18におけるインターフェース部20Dの構成を示すブロック図である。図18および図19では、図1および図2、または図14および図15と共通の要素については同一の符号を付しており、ここでは詳細な説明を省略する。
図19において、PRE(プリチャージ信号)制御器141は、アドレス及び制御信号出力部208から出力されたプリチャージ信号を受ける。ここで、プリチャージ信号とは、SDRAMにプリチャージコマンドを発行するときに、全バンクを一度にプリチャージすることを指示するものである。そして、プリチャージ信号の出力対象となるSDRAMの情報を制御器205から入力し、そのDRAMに対して、プリチャージ信号PRE1,PRE2を出力する。制御信号制御器111およびPRE制御器141によって、本発明におけるコマンド制御部が構成されている。
ここでは、図13のように、複数のフレームバッファ領域FLB1,FLB2がSDRAM1A,1Bにそれぞれマッピングされているものとする。
本実施形態の特徴は、矩形1の書き込み動作中に、SDRAM1Bをリフレッシュする点にある。すなわち、図18および図19の構成では、第1のSDRAM1Aに対して信号RAS1,CAS1,WE1が出力可能であり、第2のSDRAM1Bには信号RAS2,CAS2,WE2が出力可能である。したがって、第1のSDRAM1Aに対して矩形1のデータを書き込んでいる間に、第2のSDRAM1Bをプリチャージ及びリフレッシュすることが可能である。リフレッシュを行う前には、リフレッシュを行うSDRAMの全バンクをプリチャージしなければならないが、このプリチャージコマンドの出力とともに、プリチャージ信号制御器141からプリチャージ信号を出力する。
本実施形態によると、あるSDRAMをアクセスしている間に、別のSDRAMをリフレッシュすることができるので、リフレッシュに要する時間を削減できる。
本発明では、フレームバッファ領域をDRAMに割り付けてグラフィック処理を実行する場合に、DRAMのアクセス時間が短縮可能となるので、グラフィックス処理装置の低コスト化とともに、処理の高速化が実現できる。
本発明の第1の実施形態に係るDRAM制御装置の概略構成である。 図1におけるインターフェース部の構成を示すブロック図である。 フレームバッファ領域のアドレスマッピングの一例である。 図3におけるグラフィックス処理の例を示す図である。 図1および図2の構成の動作を示すタイミングチャートである。 第1の実施形態の変形例に係るDRAM制御装置の概略構成である。 図6におけるインターフェース部の構成を示すブロック図である。 図6および図7の構成の動作を示すタイミングチャートである。 4個のDRAMを用いたアドレスマッピングの一例である。 本発明の第2の実施形態に係るDRAM制御装置の概略構成を示す図である。 図10におけるインターフェース部の構成を示すブロック図である。 図10および図11の構成の動作を示すタイミングチャートである。 複数のフレームバッファ領域を異なるDRAMにマッピングした例である。 本発明の第3の実施形態に係るDRAM制御装置の概略構成を示す図である。 図14におけるインターフェース部の構成を示すブロック図である。 図14および図15の構成の動作を示すタイミングチャートである。 フレームバッファ領域のアドレスマッピングの他の例である。 本発明の第4の実施形態に係るDRAM制御装置の概略構成を示す図である。 図18におけるインターフェース部の構成を示すブロック図である。 従来のDRAM制御装置の概略構成図である。 図20におけるインターフェース部の内部構成を示す図である。 従来のフレームバッファ領域のアドレスマッピングの例である。 1個の描画ブロックにおけるアドレスマッピングの詳細を示す図である。 従来の構成において、表示処理を行う場合の動作を示す図である。 従来の構成において、線分データを書き込む動作を示す図である。 従来の構成において、描画ブロックを跨る矩形を連続して描画する動作を示す図である。 従来の構成において、垂直方向に線分データを書き込む動作を示す図である。
符号の説明
1A 第1のSDRAM(バースト転送機能を有するDRAM)
1B 第2のSDRAM(バースト転送機能を有するDRAM)
20,20A,20B,20C,20D インターフェース部
21 CS変換器
22 CKE制御器(バースト転送制御部)
51 DQM制御器(リード制御部)
81 BA制御器
82 AS制御器
111 制御信号制御部(コマンド制御部)
141 PRE制御器

Claims (11)

  1. バースト転送機能を有し、かつ、所定のサイクル数のコマンドの発行インターバル制約を有する複数のDRAMと、
    2次元配置された複数の描画ブロックからなるフレームバッファ領域を前記複数のDRAMに割り付けており、グラフィックス処理に応じて、前記複数のDRAMをアクセスするインターフェース部とを備え、
    前記インターフェース部は、
    前記フレームバッファ領域の少なくとも一部について、隣り合う前記描画ブロックに、異なる前記DRAMを割り付けており、
    異なる前記DRAMが割り付けられた、隣り合う前記描画ブロックに跨る処理を行う際に、アクティブコマンドを各DRAMに対して、交互にまたは同時に、発行し、かつ、
    前記複数のDRAMに対し、個別に、バースト転送を停止させる信号を出力するバースト転送制御部を備えている
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  2. 請求項1において、
    前記複数のDRAMは、第1および第2のDRAMを含み、
    前記インターフェース部は、
    前記フレームバッファ領域の各描画ブロックに、市松模様状に、前記第1および第2のDRAMを割り付けている
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  3. 請求項1において、
    前記インターフェース部は、
    前記複数のDRAMに対し、個別に、バンク選択信号およびアドレス信号を出力するアドレス制御部を備えている
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  4. 請求項3において、
    前記インターフェース部は、
    前記フレームバッファ領域の少なくとも一部について、隣り合う前記描画ブロックに、異なる前記DRAMにおけるロウアドレスが同一または連続する領域を、それぞれ割り付けており、
    前記アドレス制御部は、前記アドレス信号の第0ビットをDRAM毎に個別に出力し、残りのビットは各DRAMに共通に出力するものである
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  5. 請求項1において、
    前記インターフェース部は、
    前記複数のDRAMに対し、個別に、制御コマンドを発行可能に構成されたコマンド制御部を備えている
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  6. 請求項5において、
    前記コマンド制御部は、前記複数のDRAMのうちの一のDRAMに対してリードまたはライトコマンドを発行するサイクルにおいて、他のDRAMにプリチャージコマンドを発行可能に構成されている
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  7. 請求項6において、
    前記コマンド制御部は、プリチャージコマンドを発行するとともに、プリチャージ信号を出力可能に構成されている
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  8. 請求項1において、
    前記インターフェース部は、
    前記複数のDRAMに対し、個別に、リードデータの有効・無効を制御するリード制御部を備えた
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  9. バースト転送機能を有する複数のDRAMと、
    2次元配置された複数の描画ブロックからなる複数のフレームバッファ領域を、それぞれ、前記複数のDRAMのいずれかに割り付けておき、グラフィックス処理に応じて、前記複数のDRAMをアクセスするインターフェース部とを備え、
    前記インターフェース部は、
    前記複数のフレームバッファ領域に、それぞれ、異なる前記DRAMを割り付けており、かつ、
    前記複数のDRAMに対し、個別に、バースト転送を停止させる信号を出力するバースト転送制御部を備えている
    ことを特徴とするDRAM制御装置。
  10. 請求項1記載のDRAM制御装置における制御方法であって、
    隣り合い、かつ、前記複数のDRAMが含む第1および第2のDRAMがそれぞれ割り付けられた,第1および第2の描画ブロックにまたがるグラフィック処理の命令を、前記インターフェース部が受けるステップと、
    前記インターフェース部が、前記命令に応じて、前記第1のDRAMに対し、前記第1の描画ブロックに対応する領域のバースト書き込みまたは読み出しを指示するステップと、
    前記インターフェース部が、前記命令に応じて、前記第2のDRAMに対し、前記第2の描画ブロックに対応する領域のバースト書き込みまたは読み出しを指示するとともに、前記バースト転送制御部が、前記第1のDRAMに対し、バースト転送を停止させる信号を出力するステップとを備えた
    ことを特徴とするDRAM制御方法。
  11. 請求項9記載のDRAM制御装置における制御方法であって、
    前記複数のDRAMが含む第1および第2のDRAMにそれぞれ割り付けられた第1および第2のフレームバッファ領域を利用するグラフィック処理の命令を、前記インターフェース部が受けるステップと、
    前記インターフェース部が、前記命令に応じて、前記第1のDRAMに対し、前記第1のフレームバッファ領域における処理対象部分のバースト書き込みまたは読み出しを指示するステップと、
    前記インターフェース部が、前記命令に応じて、前記第2のDRAMに対し、前記第2のフレームバッファ領域における処理対象部分のバースト書き込みまたは読み出しを指示するとともに、前記バースト転送制御部が、前記第1のDRAMに対し、バースト転送を停止させる信号を出力するステップとを備えた
    ことを特徴とするDRAM制御方法。
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