JP4182321B2 - Dual port memory system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デュアルポートメモリシステムに関し、特に、通信部とCPUとの双方からの同時アクセスを許容するデュアルポートメモリ装置に生じるアクセス競合を調停するアクセス調停回路を具備したデュアルポートメモリシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、通信部とCPUの双方からのデュアルポートメモリ装置への同時アクセスを調停する方法としては、先着優先のルールの下に、相互にREADY信号で制御する方法と、READY入力が無いCPUの場合は、同時アクセスの際の待機(WAIT)時間分を予め見込んだアクセスタイムを規定しておく方法とが採用されていた。
この分野の先行出願特許として、例えば、特開平5−324533号公報「デュアルポートメモリ装置」には、CPU間通信時などでメモリ素子アレイに対するアクセス効率を向上させるために、メモリ素子アレイに対して2つのCPUからの相次ぐ同時アクセスがなされた時に、これらアクセスの対象となるアクセスアドレス空間が実際に重なっているか否かまで検証する技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術のように、READY入力が無いCPUの場合で、同時アクセスの際の待機(WAIT)時間分を予め見込んだアクセスタイムを規定しておく方法では、デュアルポートメモリ装置のアクセスに多大の時間を要するといった問題点が有った。
また、特開平5−324533号公報に開示されている「デュアルポートメモリ装置」の方法では、CPU間通信で使用される共通メモリ(デュアルポートメモリ装置)は、単に共通使用可能なバッファメモリとしてCPU間で独立に使用されることもあるが、本来は、CPU間で互いにデータの受け渡しを行うために設置されるメモリ装置であるので、同時アクセスの際のアドレス空間が重なる使用形態が普通の使用形態であり、従って、根本的解決手段には至らない。
本発明は、以上のような従来のデュアルポートメモリシステムにおける問題点に鑑みてなされたものであり、通信部とCPUとの双方からのアクセスを許容するデュアルポートメモリ装置に生じるアクセス競合を調停することができるデュアルポートメモリシステムを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記の課題を解決するために、送信バッファ及び受信バッファ(以後、「送受信バッファ」と言う)を内部に具備した通信部と、CPUと、前記通信部と前記CPUとの双方からアクセスされるデュアルポートメモリ装置と、を具備したデュアルポートメモリシステムにおいて、前記通信部に、前記通信部から前記デュアルポートメモリ装置への所定の時点のアクセス要求を前記デュアルポートメモリ装置への一連のアクセス信号に変換すると共に前記デュアルポートメモリ装置へのアクセス要求が前記CPUからのアクセス要求と競合する局面が生じた場合には前記CPU側にアクセスの優先権を付与するアクセス調停手段を具備し、かつ、前記通信部は、前記送受信バッファ内に送受信データが格納された時点で、前記デュアルポートメモリ装置へのアクセス要求を前記アクセス調停手段に送出することにより、前記通信部の送受信動作を即時に待機状態にすることを特徴とするデュアルポートメモリシステムが提供される。
また、前記アクセス調停手段は、前記デュアルポートメモリ装置へのアクセス要求を受け取った時点を起点として前記デュアルポートメモリ装置への一連のアクセス信号を順次に送出するシーケンス処理手段と、前記シーケンス処理手段の実行途上で、前記CPUからの前記デュアルポートメモリ装置へのアクセス信号が送出された場合に、前記シーケンス処理手段の実行を一時中断するシーケンス処理中断手段と、前記CPUからのアクセス要求による前記デュアルポートメモリ装置へのアクセスが完了すると同時に前記シーケンス処理手段の実行を再開するシーケンス処理再開手段とを具備することが可能である。
即ち、本発明では、通信部とCPUの双方からアクセスされるデュアルポートメモリ装置を具備したデュアルポートメモリシステムにおいて、通信部には送受信データを一時的にプールする送受信バッファが設置され、かつ該送受信バッファ内のデータがシフトされてシリアル−パラレル変換されるまでに時間的な余裕が有ることに着目し、通信部とCPUの双方からのデュアルポートメモリ装置へのアクセスに競合が生じた場合にCPUの方にアクセスの優先権を付与するルールを実行するアクセス調停回路(順序回路)を設置し、送受信バッファ内に送受信データが入った時点(上記シリアル−パラレル変換がなされる前の時点)で、通信部からデュアルポートメモリ装置へのアクセスを要求する起動信号を上記アクセス調停回路に送出する手段と、上記起動信号を受けた上記アクセス調停回路が、既にデュアルポートメモリ装置へのアクセス信号及びリード/ライト信号を順次に送出するシーケンス処理をしている途中で、CPUからの上記デュアルポートメモリ装置へのアクセス信号が出された場合に、上記通信部からの起動信号を起点とする上記アクセス調停回路におけるシーケンス処理を一時中断する手段と、上記CPUからのアクセス要求によるデュアルポートメモリ装置へのアクセスが完了すると同時に上記通信部からのシーケンス処理を再開する手段とを設けることで、通信部とCPUとの双方からのアクセスを許容するデュアルポートメモリ装置に生じるアクセス競合を調停している。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るデュアルポートメモリシステムの1構成例を示すブロック図である。
図1に示すデュアルポートメモリシステムは、デュアルポートを有するデュアルポートメモリ装置1と、受信データを受け取る受信バッファ2と、送信データを一時的に溜めておく送信バッファ3と、アクセス競合を調停するアクセス調停回路4(アクセス調停手段)とを含む。
デュアルポートメモリ装置1は、読み書き可能な記憶装置(RAM)である。また、受信バッファ2、送信バッファ3は、シフトレジスタである。さらに、アクセス調停回路4は、通信処理の場合のインタフェースとして機能する順序回路(詳細は後述する)である。
なお、CPU10は、本システムの外部に設置された計算機である。また、受信バッファ2と、送信バッファ3も、本システムの外部に配置することが可能である。
【0006】
図2は、本発明の実施の形態に係るデュアルポートメモリシステムのアクセス調停回路の1構成例を示すブロック図である。
図2に示すアクセス調停回路は、タイミングをカウントするカウンタ20と、ネガティブエッヂ駆動のフリップフロップ21と、CPU10から出された/CS0信号を1論理入力とするANDゲート22と、受信シーケンスキック信号の否定と送信シーケンスキック信号の否定とをそれぞれ1論理入力とするNORゲート23と、送信シーケンスキック信号の否定をフリップフロップ21への1論理入力として出力するインバータ24と、/CS0信号の否定を1論理入力とするNANDゲート25と、カウンタ20の出力を受けるEORゲート26と、カウンタ20の出力の否定を入力するNANDゲート27と、NANDゲート27の否定とフリップフロップ21の出力とを論理入力とするNANDゲート28と、NANDゲート27の否定とフリップフロップ21の出力の否定とを論理入力とするNANDゲート29とを含む。
【0007】
なお、図2で、符号CPは、クロック信号(クロックパルス)を示す。
以下、本実施の形態に係るデュアルポートメモリシステムの動作を説明する。
デュアルポートメモリ装置1は、外部のCPU10と、通信部のインタフェースとして機能するアクセス調停回路4との双方から独立のポートを介してアクセスされる。受信された受信データRXDは、シフトレジスタである受信バッファ2内で、送信すべき送信データTXDは、シフトレジスタである送信バッファ3内で、それぞれシリアル−パラレル変換され、その後、1段のバッファとして機能する受信バッファ2と送信バッファ3に、それぞれ保持される。
まず、受信時には、受信データRXDが順次に受信バッファ2に入り、受信バッファ2内でシリアル−パラレル変換が完了すると、シーケンス回路(図示は省略)により、この受信データを格納すべきデュアルポートメモリ装置1のアドレスと共に受信シーケンスキック信号がアクセス調停回路4に送出され、これにより、図2に示すアクセス調停回路4によるメモリーアクセス機能が作動する。これにより、アクセス調停回路4では、/CS0信号の信号レベルがH(ハイレベル)の時に、カウンタ20(この直前はカウントF、即ちカウントFを示すカウンタ20のフリップフロップ(図示は省略)が信号ハイレベルで停止していた)に、カウンタ20の初期値であるカウントDがロードされる(即ち、カウントDを示すカウンタ20のフリップフロップが信号ハイレベルに転ずる)。
なお、/CS0信号の信号レベルがH(ハイレベル)の時に、送信シーケンスキック信号がキック(送出)された時には、上記の動作に加えて、さらにフリップフロップ21もH(ハイレベル)にセットされる。
また、/CS0信号の信号レベルがL(ローレベル)の時には、送信または受信シーケンスキック信号が到来した時には、カウンタ20には、カウント値Cがロードされ(即ち、カウントCを示すカウンタ20のフリップフロップが信号ハイレベルに転ずる)、送信または受信時の動作は待機状態になる(この時、デュアルポートメモリ装置1は、外部のCPU10からのアクセスを許容している)。カウンタ20は、/CS0信号の信号レベルがH(ハイレベル)であると、そのカウント値をD→E→Fへと進行させ、カウント値Fで停止する。
この間、カウンタ20の出力(カウント値)がDとEの時に、出力信号/CS1(ローレベル)を出力し、デュアルポートメモリ装置1のアクセスを開始する。
また、カウンタ20のカウント値がEの時には、出力信号/CS1(ローレベル)を出力すると共に、出力信号/RD1または出力信号/WR1が出力(ローレベル出力)される。この出力信号/RD1または出力信号/WR1のどちらが出力されるかは、受信シーケンスキック信号(デュアルポートメモリ装置1への書き込み信号)であったか、または送信シーケンスキック信号(デュアルポートメモリ装置1からの読み出し信号)が到来していたかを記憶しているフリップフロップ21の出力によって決定される。
但し、このカウンタ20のカウント値がEに転じた時には、次のクロックタイミングでフリップフロップ21がリセットされる。
なお、/CS0信号の信号レベルがH(ハイレベル)の時の通信処理におけるアクセス調停回路4の上記動作は、その途中に、外部のCPU10からのデュアルポートメモリ装置1へのアクセスが有って/CS0信号の信号レベルがL(ローレベル)に転じた場合には、以後の動作は、下記の動作に変更される。
まず、カウンタ20のカウント値がCまたはDの時には、カウンタ20のQB出力(即ち、信号A)のレベル値がL(ローレベル)になっているので、アボート信号ABのレベル値がL(ローレベル)になり、これにより、カウンタ20にはカウント値Cがロードされ(即ち、カウントCを示すカウンタ20のフリップフロップが信号ハイレベルに転ずる)、/CS0信号の信号レベルが最初からL(ローレベル)であった前述の場合と同様に、送信または受信時の動作は待機状態になる。
次に、カウンタ20のカウント値がEの時には、既にデュアルポートメモリ装置1への通信処理のためのアクセス信号(信号/CS1(ローレベル))が出力されているので、そのまま、カウンタ20のカウント値がFとなるのを待ってシーケンス動作を完了する。
【0008】
図3は、本発明の実施の形態に係るデュアルポートメモリシステムのアクセス調停回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
図3からは、/CS1信号(ローレベル)が、/RD1信号(または/WR1信号)の出力(ローレベル出力)に先行して出力されている様子が分かる。
前述の図2に示すアクセス調停回路の動作では、カウンタ20のカウント値がEになったと同時に、/CS0信号の信号レベルがL(ローレベル)に転じた(外部のCPU10からの割り込みアクセスが到来した)としても、その後のCPU10のデュアルポートメモリ装置1への実際のアクセスには影響しない。
その理由は、図3に示すアクセス調停回路の通信処理の場合の出力信号である/CS1信号と、/RD1信号(または/WR1信号)とのタイミング関係と同様に、CPU10においても、/CS1信号に相当する信号が/RD1信号(または/WR1信号)に相当する信号よりも早めに出力されているからである。
【0009】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明では、通信部とCPUの双方からアクセスされるデュアルポートメモリ装置を具備したデュアルポートメモリシステムにおいて、通信部とCPUの双方からのデュアルポートメモリ装置へのアクセスに競合が生じた場合にCPUの方にアクセスの優先権を付与するルールを実行するアクセス調停回路を設ける構成としたので、上記デュアルポートメモリ装置に生じるアクセス競合を調停することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るデュアルポートメモリシステムの1構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るデュアルポートメモリシステムのアクセス調停回路の1構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るデュアルポートメモリシステムのアクセス調停回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1……デュアルポートメモリ装置、
2……受信バッファ、
3……送信バッファ、
4……アクセス調停回路(アクセス調停手段)、
10……CPU、
20……カウンタ、
21……フリップフロップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dual port memory system, and more particularly to a dual port memory system including an access arbitration circuit that arbitrates access contention that occurs in a dual port memory device that allows simultaneous access from both a communication unit and a CPU.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of arbitrating simultaneous access to the dual port memory device from both the communication unit and the CPU, under a first-come-first-served rule, a method of mutual control with a READY signal and a case of a CPU without a READY input In this method, a method of prescribing an access time in which a standby (WAIT) time for simultaneous access is expected is adopted.
As a prior application patent in this field, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-324533 “Dual Port Memory Device” describes a memory device array in order to improve access efficiency to the memory device array during communication between CPUs. A technique for verifying whether or not the access address spaces to be accessed are actually overlapped when successive simultaneous accesses from two CPUs are made is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of a CPU having no READY input as in the prior art described above, in the method of prescribing the access time in which the standby (WAIT) time for simultaneous access is expected in advance, the dual port memory device is accessed. There was a problem that it took a lot of time.
In the method of “dual port memory device” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-324533, a common memory (dual port memory device) used for inter-CPU communication is simply a buffer memory that can be used in common. It is a memory device that is originally installed to exchange data with each other between CPUs, but it is usually used in the form of overlapping address spaces for simultaneous access. It is a form and therefore does not lead to a fundamental solution.
The present invention has been made in view of the problems in the conventional dual port memory system as described above, and mediates access contention that occurs in a dual port memory device that allows access from both the communication unit and the CPU. It is an object to provide a dual port memory system that can be used.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above-described problem, a communication unit including a transmission buffer and a reception buffer (hereinafter referred to as “transmission / reception buffer”), a CPU, and access from both the communication unit and the CPU. In the dual port memory system comprising the dual port memory device, a series of accesses to the dual port memory device are made to the communication unit for an access request from the communication unit to the dual port memory device at a predetermined time. An access arbitration unit that converts the access request to the dual port memory device and grants access priority to the CPU when an access request to the CPU conflicts with an access request from the CPU; and The communication unit receives the dua when transmission / reception data is stored in the transmission / reception buffer. By sending an access request to a port memory device to the access arbitration unit, a dual port memory system, characterized by a standby state and receives operation of the communication unit immediately it is provided.
The access arbitration means includes a sequence processing means for sequentially sending a series of access signals to the dual port memory device starting from the time when an access request to the dual port memory device is received; and In the course of execution, when an access signal is sent from the CPU to the dual port memory device, sequence processing interrupting means for temporarily interrupting execution of the sequence processing means, and the dual port according to an access request from the CPU It is possible to provide a sequence process restarting means for restarting the execution of the sequence processing means at the same time as the access to the memory device is completed.
That is, in the present invention, in a dual port memory system including a dual port memory device accessed from both the communication unit and the CPU, the communication unit is provided with a transmission / reception buffer for temporarily pooling transmission / reception data, and the transmission / reception is performed. Focusing on the fact that there is a time margin between the shift of the data in the buffer and serial-to-parallel conversion, and when there is a conflict in access to the dual port memory device from both the communication unit and the CPU, the CPU When an access arbitration circuit (sequential circuit) that executes a rule for granting access priority to the user is installed and transmission / reception data enters the transmission / reception buffer (before the serial-parallel conversion is performed), Sends an activation signal requesting access from the communication unit to the dual port memory device to the access arbitration circuit. And the access arbitration circuit that has received the activation signal is already performing the sequence processing for sequentially sending the access signal and the read / write signal to the dual port memory device, and the dual port from the CPU. When an access signal to the memory device is issued, a means for temporarily interrupting the sequence processing in the access arbitration circuit starting from the activation signal from the communication unit, and a dual port memory device in response to an access request from the CPU When the access is completed, a means for resuming the sequence processing from the communication unit is provided, thereby arbitrating access contention occurring in the dual port memory device that allows access from both the communication unit and the CPU.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing one configuration example of a dual port memory system according to an embodiment of the present invention.
The dual port memory system shown in FIG. 1 includes a dual
The dual
The
[0006]
FIG. 2 is a block diagram showing one configuration example of the access arbitration circuit of the dual port memory system according to the embodiment of the present invention.
The access arbitration circuit shown in FIG. 2 includes a
[0007]
In FIG. 2, the symbol CP indicates a clock signal (clock pulse).
The operation of the dual port memory system according to this embodiment will be described below.
The dual
First, at the time of reception, the reception data RXD sequentially enters the reception buffer 2, and when serial-parallel conversion is completed in the reception buffer 2, a dual port memory device in which the reception data is to be stored by a sequence circuit (not shown) A reception sequence kick signal is sent to the access arbitration circuit 4 together with the
If the transmission sequence kick signal is kicked (sent) when the signal level of the / CS0 signal is H (high level), the flip-flop 21 is also set to H (high level) in addition to the above operation. The
When the signal level of the / CS0 signal is L (low level), when a transmission or reception sequence kick signal arrives, the
During this time, when the output (count value) of the
When the count value of the
However, when the count value of the
The above operation of the access arbitration circuit 4 in the communication process when the signal level of the / CS0 signal is H (high level) includes an access to the dual
First, when the count value of the
Next, when the count value of the
[0008]
FIG. 3 is a timing chart showing the operation timing of the access arbitration circuit of the dual port memory system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows that the / CS1 signal (low level) is output prior to the output (low level output) of the / RD1 signal (or / WR1 signal ).
In the operation of the access arbitration circuit shown in FIG. 2, the signal level of the / CS0 signal changes to L (low level) at the same time as the count value of the
The reason is that, in the
[0009]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a dual port memory system including a dual port memory device accessed from both the communication unit and the CPU, the access to the dual port memory device from both the communication unit and the CPU competes. Since an access arbitration circuit is provided to execute a rule that gives access priority to the CPU when an error occurs, access contention occurring in the dual port memory device can be arbitrated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a dual port memory system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an access arbitration circuit of the dual port memory system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing the operation timing of the access arbitration circuit of the dual port memory system according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 …… Dual port memory device,
2 …… Reception buffer,
3 ... send buffer,
4. Access arbitration circuit (access arbitration means)
10 …… CPU,
20 …… Counter,
21 …… Flip-flop
Claims (2)
前記通信部に、前記通信部から前記デュアルポートメモリ装置への所定の時点のアクセス要求を前記デュアルポートメモリ装置への一連のアクセス信号に変換すると共に前記デュアルポートメモリ装置へのアクセス要求が前記CPUからのアクセス要求と競合する局面が生じた場合には前記CPU側にアクセスの優先権を付与するアクセス調停手段を具備し、
かつ、前記通信部は、前記送受信バッファ内に送受信データが格納された時点で、前記デュアルポートメモリ装置へのアクセス要求を前記アクセス調停手段に送出することにより、前記通信部の送受信動作を即時に待機状態にすることを特徴とするデュアルポートメモリシステム。 Dual comprising: a communication unit including a transmission buffer and a reception buffer (hereinafter referred to as “transmission / reception buffer”), a CPU, and a dual port memory device accessed from both of the communication unit and the CPU In the port memory system,
The communication unit converts the access request from the communication unit to the dual port memory device at a predetermined time into a series of access signals to the dual port memory device, and the access request to the dual port memory device is transferred to the CPU. When an aspect that conflicts with the access request from the access control means for granting access priority to the CPU side,
In addition, when the transmission / reception data is stored in the transmission / reception buffer, the communication unit transmits the access request to the dual port memory device to the access arbitration unit, thereby immediately performing the transmission / reception operation of the communication unit. A dual port memory system characterized by being in a standby state .
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