JP5433156B2 - Memory control circuit - Google Patents
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Description
本発明は、メモリ制御回路に関する。 The present invention relates to a memory control circuit.
CPU(Central Processing Unit)及びメモリを搭載した近年の電子機器においては、CPUがメモリへ円滑にアクセスできるよう、CPUとメモリとの間にメモリ制御回路が設けられることがある(例えば、特許文献1または特許文献2参照)。また、メモリへのアクセスは、一般的にメモリ制御回路からメモリへ出力されるクロック信号に同期して行われる。したがって、メモリ制御回路がメモリにアクセスする際のクロック信号の周波数を高くすることにより、アクセスを高速にすることが可能である。
ところで、一般的な電子機器において、容量の大きいメモリを用いる場合、メモリとメモリ制御回路とは別々に集積化されることが多い。このため、メモリとメモリ制御回路とを接続する際に発生する端子間の寄生容量等の影響から、メモリにアクセスする際のクロック信号の周波数を上昇させることは難しい。また、クロック信号の周波数を上昇させず、メモリ制御回路からメモリへのアクセスを高速にするには、例えば、シリアルアクセスでなくパラレルアクセスを行えばよい。しかしながら、メモリ制御回路がパラレルアクセスするためには、メモリ及びメモリ制御回路の夫々の集積回路に対して必要な端子数がシリアルアクセスする場合と比較して増加するため、夫々の集積回路の実装面積が大きくなるという問題が生じる。 By the way, in a general electronic device, when a large-capacity memory is used, the memory and the memory control circuit are often integrated separately. For this reason, it is difficult to increase the frequency of the clock signal when accessing the memory due to the influence of the parasitic capacitance between the terminals generated when the memory and the memory control circuit are connected. Further, in order to increase the access speed from the memory control circuit to the memory without increasing the frequency of the clock signal, for example, parallel access instead of serial access may be performed. However, in order for the memory control circuit to perform parallel access, the number of terminals required for the memory and each integrated circuit of the memory control circuit is increased as compared with the case of serial access. The problem arises that becomes large.
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、メモリに対するアクセスを高速にすることが可能であるとともに、実装面積の増大を抑制可能なメモリ制御回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a memory control circuit capable of speeding up access to a memory and suppressing an increase in mounting area.
上記目的を達成するため、本発明のメモリ制御回路は、シリアルアクセスが可能であるとともに、シリアルアクセスで使用される端子を用いてパラレルアクセスが可能なメモリにアクセスするための第1アクセスデータが入力され、前記第1アクセスデータをシリアルで出力するシリアルデータ処理回路と、前記メモリにアクセスするための第2アクセスデータが入力され、前記第2アクセスデータをパラレルで出力するパラレルデータ処理回路と、前記メモリに対するシリアルアクセスを指示するための第1指示信号が入力されている場合に、シリアルアクセスが可能である前記メモリに、前記シリアルデータ処理回路からの前記第1アクセスデータをシリアルで出力し、前記メモリに対するパラレルアクセスを指示するための第2指示信号が入力されている場合に、パラレルアクセスが可能である前記メモリに、前記パラレルデータ処理回路からの前記第2アクセスデータをパラレルで出力する選択回路と、を備え、前記シリアルデータ処理回路は、所定周期のクロック信号の立ち上がりエッジまたは立下りエッジに同期して前記第1アクセスデータをシリアルで出力し、前記パラレルデータ処理回路は、前記クロック信号を前記クロック信号の半周期の整数倍とならない所定時間遅延させた遅延クロック信号を出力する遅延回路と、前記遅延クロック信号の立ち上がりエッジ及び立下りエッジの両方のエッジに同期して前記第2アクセスデータをパラレルで出力するパラレル出力回路と、を含み、前記選択回路は、前記第1指示信号が入力されている場合に、シリアルに入力される前記第1アクセスデータを前記クロック信号の立ち上がりエッジまたは立下りエッジに同期して受信可能な前記メモリに、前記シリアルデータ処理回路からの前記第1アクセスデータを前記クロック信号の立ち上がりエッジまたは立下りエッジに同期してシリアルで出力し、前記第2指示信号が入力されている場合に、パラレルに入力される前記第2アクセスデータを前記クロック信号の両方のエッジに同期して受信可能な前記メモリに、前記パラレルデータ処理回路からの前記第2アクセスデータを前記遅延クロック信号の両方のエッジに同期してパラレルで出力すること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, the memory control circuit of the present invention is capable of serial access and receives first access data for accessing a memory that can be accessed in parallel using a terminal used for serial access. A serial data processing circuit for outputting the first access data serially; a second access data for accessing the memory; a parallel data processing circuit for outputting the second access data in parallel; When the first instruction signal for instructing serial access to the memory is input, the first access data from the serial data processing circuit is serially output to the memory capable of serial access, Second instruction signal for instructing parallel access to the memory If There being input to said memory is capable of parallel access, the comprising: a selection circuit for outputting the second access data from the parallel data processing circuit in parallel, wherein the serial data processing circuit, a predetermined The first access data is serially output in synchronization with a rising edge or a falling edge of a clock signal having a period, and the parallel data processing circuit is configured so that the clock signal does not become an integral multiple of a half period of the clock signal. A delay circuit that outputs a delayed clock signal that has been delayed; and a parallel output circuit that outputs the second access data in parallel in synchronization with both rising and falling edges of the delayed clock signal; The selection circuit is serially input when the first instruction signal is input. The first access data to be received in synchronization with the rising edge or the falling edge of the clock signal, and the first access data from the serial data processing circuit to the rising edge or the falling edge of the clock signal. The memory capable of serially outputting in synchronization with an edge and receiving the second access data input in parallel in synchronization with both edges of the clock signal when the second instruction signal is input In addition, the second access data from the parallel data processing circuit is output in parallel in synchronization with both edges of the delayed clock signal .
メモリに対するアクセスを高速にすることが可能であるとともに、実装面積の増大を抑制可能なメモリ制御回路を提供することができる。 It is possible to provide a memory control circuit capable of increasing the access speed to the memory and suppressing an increase in mounting area.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
図1は、本発明の一実施形態であるシステムLSI(Large Scale Integration)10を示す図である。
システムLSI10は、メモリ11へのアクセスを実行する回路であり、CPU20、メモリ制御回路21、アドレスバス22、データバス23、制御バス24、端子300〜305を含んで構成される。
At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a system LSI (Large Scale Integration) 10 according to an embodiment of the present invention.
The
メモリ11は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリであり、CPU20により実行されるプログラムや、CPU20の各種処理で使用されるデータが格納される。また、本実施形態のメモリ11は、シリアルアクセスが可能であるとともに、例えばCPU20がメモリ11に格納されたプログラム読み出す際など、高速なアクセスが必要な場合には、シリアルアクセスで使用される端子を用いてパラレルアクセスが可能である。
The
具体的には、メモリ11がシリアルアクセスされる場合、端子400は、メモリ11をイネーブルの状態、すなわちアクセス可能な状態とするための制御信号SCSが入力される入力端子となる。また、端子401は、クロック信号SCLKが入力される入力端子となる。端子402は、メモリ11にアクセスするためのデータSOが入力される入力端子となる。端子403は、メモリ11を書き込み可能な状態とするための制御信号SWPが入力される入力端子となる。端子404は、メモリ11がデータを受け付け可能な状態とするための制御信号SHOLDが入力される入力端子となる。端子405は、端子402に入力されるデータSOに応じてメモリ11から読み出されるデータがデータSIとして出力される出力端子となる。一方、メモリ11がパラレルアクセスされる場合、端子400は、メモリ11をイネーブルの状態、すなわちアクセス可能な状態とするための制御信号PCSが入力される入力端子となる。また、端子401は、クロック信号PCLKが入力される入力端子となる。端子402〜405は、メモリ11に対するアドレスデータがデータPIO[0]〜PIO[3]として入力され、前述のアドレスデータに応じて読み出されるデータがデータPIO[0]〜PIO[3]として出力される入出力端子となる。すなわち、本実施形態のメモリ11においては、シリアルアクセスされる場合に入力端子として機能する端子402〜404と、出力端子として機能する端子405とが、パラレルアクセスされる場合に、データPIO[0]〜PIO[3]を入出力可能な入出力端子に変更される。
Specifically, when the
また、本実施形態のメモリ11は、シリアルアクセスされている際に、メモリ制御回路21からメモリ11をパラレルアクセスさせるためのコマンドがデータSOとして入力されると、メモリ11はパラレルアクセス可能となり、メモリ11がパラレルアクセスされている際に、メモリ制御回路21からメモリ11をシリアルアクセスさせるためのコマンドがデータPIO[0]〜PIO[3]として入力されると、メモリ11はシリアルアクセス可能となることとする。なお、本実施形態のメモリ11は、起動されるとシリアルアクセス可能な状態となることとする。
Further, when the
CPU20は、メモリ11にアクセスするメモリ制御回路21をアドレスバス22、データバス23、制御バス24を介して制御するとともに、メモリ制御回路21からデータバス23を介して出力されるメモリ11に格納されたデータ及びプログラムに基づいて様々な処理を行う回路である。なお、本実施形態において、クロック信号HCLKはバスクロックとしてCPU20からメモリ制御回路21に出力されていることとする。
The
メモリ制御回路21は、CPU20からの指示に応じてメモリ11にシリアルアクセスまたはパラレルアクセスする回路である。具体的には、本実施形態におけるメモリ制御回路21がシリアルアクセスする際には、メモリ制御回路11は、制御信号SCS、クロック信号SCLK、データSO、制御信号SWP,SHOLDを、端子300〜304に夫々出力する。また、メモリ制御回路21は、データSOに応じてメモリ11から読み出されるデータSIを端子305から受信する。一方、本実施形態におけるメモリ制御回路21がパラレルアクセスする際には、メモリ制御回路21は、制御信号PCS、クロック信号PCLKを端子300,301から夫々出力し、メモリ11に対するアドレスデータをデータPIO[0]〜PIO[3]として端子302〜305に夫々出力する。また、前述のアドレスデータに応じてメモリ11から読み出されるデータを、データPIO[0]〜PIO[3]として夫々端子302〜305から受信する。なお、以下本実施形態では、メモリ制御回路21がメモリ11にシリアルアクセスすることが可能な状態をシリアルモード、メモリ制御回路21がメモリ11にパラレルアクセスすることが可能な状態をパラレルモードとする。また、本実施形態では、制御信号SCSまたは制御信号PCSが“L”となると、メモリ11はイネーブルの状態、すなわちアクセス可能な状態となり、制御信号SCSまたは制御信号PCSが“H”となると、メモリ11はディセーブルの状態、すなわちアクセスできない状態となることとする。
The
アドレスバス22には、例えば、メモリ11に格納されたデータを読み出す際のメモリ11に対するアドレスや、後述するメモリ制御回路21をシリアルモードまたはパラレルモードとするための各種レジスタに対するアドレスが、アドレスデータHADDRとしてCPU20から出力される。なお、本実施形態においてCPU20から出力されるアドレスデータHADDRは32ビットのデータであることとし、アドレスバス22は32ビットのバスであることとする。
The address bus 22 includes, for example, an address for the
データバス23には、例えば、メモリ制御回路21をシリアルモードまたはパラレルモードとするための各種レジスタに対するデータが、書き込みデータHWDATAとしてCPU20から出力される。また、メモリ制御回路21からは、シリアルモードの際にメモリ11から読み出されるデータが第1読み出しデータHRDATA1として出力される。また、パラレルモードの際には、メモリ11から読み出されるデータが第2読み出しデータHRDATA2として出力される。なお、本実施形態においては、書き込みデータHWDATA、第1読み出しデータHRDARA1、第2読み出しデータHRDATA2の夫々は32ビットのデータであることとし、データバス23は96ビットのバスであることとする。
For example, data for various registers for setting the
制御バス24には、本実施形態においてマスタとして動作するCPU20から、メモリ制御回路21に含まれる各種レジスタをスレーブとして選択するための第1スレーブ選択信号HSEL1と、メモリ11をスレーブとして選択するための第2スレーブ選択信号HSEL2(制御信号)とが出力される。さらに制御バス24には、CPU20からメモリ11をリードするかライトするかを示す転送信号HWRITEが出力される。また、メモリ制御回路21から、メモリ制御回路21とメモリ11との間でデータの送受信が終了したことを示す割り込み信号INTが出力される。なお、本実施形態における第1スレーブ選択信号HSEL1、第2スレーブ選択信号HSEL2、転送信号HWRITE、割り込み信号INTは夫々1ビットであることとし、制御バス24は4ビットのバスであることとする。
In the
図2は、メモリ制御回路21の一実施形態を示す図である。メモリ制御回路21は、バスインターフェース30、アドレスデコーダ31、第1設定レジスタ32、制御レジスタ33、変更レジスタ34、状態レジスタ35、クロック生成回路36、シリアルデータ処理回路37、パラレルデータ処理回路38、メモリインターフェース39(選択回路)を含んで構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of the
バスインターフェース30は、CPU20と各回路との間で、クロック信号HCLKに同期して各種データの送受信を実行する回路である。具体的には、入力される32ビットのアドレスデータHADDRのうち、本実施形態におけるCPU20が指定可能な下位24ビット[23:0]のデータをアドレスデコーダ31とパラレルデータ処理回路38とに出力する。なお、以下、本実施形態では、最下位ビットを0ビット目とし、下位mビット目から下位nビット目までを[n:m]と記載する。また、バスインターフェース30は、書き込みデータHWDATAを、第1設定レジスタ32、制御レジスタ33、変更レジスタ34、状態レジスタ35、シリアルデータ処理回路37に出力し、転送信号HWRITEをアドレスデコーダ31、シリアルデータ処理回路37、パラレルデータ処理回路38に出力し、第1スレーブ選択信号HSEL1、第2スレーブ選択信号HSEL2をアドレスデコーダ31、パラレルデータ処理回路38に夫々出力する。さらにバスインターフェース30は、状態レジスタ35、シリアルデータ処理回路37、パラレルデータ処理回路38の夫々から入力される割り込み信号INT、第1読み出しデータHRDATA1、第2読み出しデータHRDATA2をCPU20に出力する。
The
アドレスデコーダ31は、入力されるアドレスデータHADDR[23:0]をデコードし、メモリ制御回路21における各回路を選択するための回路である。また、アドレスデコーダ31は、入力される転送信号HWRITEから、各回路へのアクセスがライトアクセスかリードアクセスを選択する。転送信号HWRITEが“1”の場合、ライトアクセスとなり、転送信号HWRITEが“0”の場合、リードアクセスとなる。本実施形態のアドレスデコーダ31は、アドレスデータHADDR[23:0]に基づいて、第1設定レジスタ32、制御レジスタ33、変更レジスタ34、状態レジスタ35、第2設定レジスタ50、送信FIFO(First-In First-Out)51、受信FIFO52の何れかを選択可能である。また、本実施系形態のアドレスデコーダ31は、スレーブ選択信号HSEL1に同期してアドレスデータHADDR[23:0]をラッチしデコードすることとする。
The
第1設定レジスタ32には、書き込みデータHWDATAに基づいて、クロック生成回路36がクロック信号を生成する際に用いられる6ビットの設定データDSETと、メモリインターフェース39をシリアルモードまたはパラレルモードの何れかのモードに対応させるための設定データMODEとが格納される。本実施形態では、メモリインターフェース39をシリアルモードに対応させる場合には設定データMODEを“0”とし、パラレルモードに対応させる場合には設定データMODEを“1”とする。なお、“0”が設定された設定データMODEが本発明における第1指示信号に、“1”が設定された設定データMODEが本発明における第2指示信号に相当する。
The
制御レジスタ33には、書き込みデータHWDATAに基づいて、シリアルデータ処理回路37にメモリ11にアクセスするためのデータを送信させるためのイネーブルデータEN1と、パラレルデータ処理回路38にメモリ11にアクセスするためのデータを送信させるイネーブルデータEN2と、パラレルデータ処理回路38にメモリ11をパラレルアクセス可能な状態からシリアルアクセス可能な状態とするためのデータ送信させるためのイネーブルデータEN3とが格納される。本実施形態では、イネーブルデータEN1が“1”の場合のみ、シリアルデータ処理回路37は、メモリ11にアクセスするためのデータを送信可能であることとする。同様に、イネーブルデータEN2が“1”の場合のみ、パラレルデータ処理回路38は、メモリ11にアクセスするためのデータを送信可能であることとする。また、イネーブルデータEN3が“1”の場合のみ、パラレルデータ処理回路38は、パラレルアクセス可能なメモリ11をシリアルアクセス可能にするためのデータを送信可能な状態となる。
In the
変更レジスタ34には、書き込みデータHWDATAに基づいて、メモリ11をパラレルアクセス可能な状態からシリアルアクセス可能な状態に変更するための変更データEDATAが格納される。本実施形態における変更データEDATAは、24ビットのデータであることする。また、変更データEDATAが変更レジスタ34に格納されると、変更データEDATAは、パラレルデータ処理回路38に出力されることとする。
The change register 34 stores change data EDATA for changing the
状態レジスタ35には、シリアルデータ処理回路37から出力され、シリアルデータ処理回路37がメモリ11との間でデータの送受信を完了したか否かを示すデータEND1と、パラレルデータ処理回路38から出力され、パラレルデータ処理回路38が変更データEDATAの送信を完了したか否かを示すデータEND2と、シリアルデータ処理回路37におけるデータEND1をクリアするためのデータEND1CLRと、パラレルデータ処理回路38におけるデータEND2をクリアするためのデータEND2CLRとが格納される。また、本実施形態の状態レジスタ35は、格納されるデータEND1,END2に基づいて割り込み信号INTをバスインターフェース30に出力する。具体的には、シリアルデータ処理回路37がメモリ11との間でデータの送受信を完了した場合、シリアルデータ処理回路37はデータEND1を“1”とし、データの送受信を完了していない場合、データEND1を“0”とする。同様に、パラレルデータ処理回路38は変更データEDATAの送信を完了した場合、データEND2を“1”とし、完了していない場合、データEND2を“0”とする。本実施形態における状態レジスタ35は、データEND1,END2の何れかが“1”の場合、割り込み信号INTとして“1”をバスインターフェース30に出力し、データEND1,END2の両方が“0”の場合、割り込み信号として“0”をバスインターフェース30に出力する。また、データEND1がデータの送受信の完了を示す “1”となり、CPU20が割り込み信号INTが“1”であることを確認すると、CPU20は、データEND1を“0”とすべく状態レジスタ35にライトアクセスを行なう。具体的には、CPU20は、転送信号HWRITEを“1”とし、データEND1を”0”とするためのデータEND1CLRを書き込みデータHWDATAとして状態レジスタ35に書き込む。その結果、データEND1CLRが状態レジスタ35からシリアルデータ処理回路37に出力され、シリアルデータ処理回路37におけるデータEND1は“0”となることなる。パラレルデータ処理回路38におけるデータEND2も同様に、データEND2CLRが状態レジスタ35に格納されると、パラレルデータ処理回路38におけるデータEND2も“0”となることとなる。
The
クロック生成回路36は、図3に例示するように、第1設定レジスタ32に格納される設定データDSETに基づいて、クロック信号HCLKから、シリアルデータ処理回路37を動作させるためのクロック信号NSFCLK、パラレルデータ処理回路38を動作させるためのクロック信号SFCLK,NSFCLK,PARCLK,DSFCLK,DNSFCLKを生成する回路であり、バッファ回路100,101、インバータ102,103、遅延回路110,111を含んで構成される。なお、遅延回路110,111が本発明における遅延回路に相当する。
As illustrated in FIG. 3, the
バッファ回路100は、入力信号の位相と同位相の出力信号を出力する回路である。したがって、本実施形態では、クロック信号HCLKと同位相のクロック信号SFCLKがバッファ回路100から出力される。
The
インバータ102は、入力信号の位相を反転し出力する回路である。本実施形態では、クロック信号HCLKを反転したクロック信号NSFCLKが出力される。
The
遅延回路110は、図4に例示するように、6ビットの設定データDSETの上位3ビット[5:3]のデータに基づいてクロック信号NSFCLKを遅延させ、クロック信号PARCLKとして出力する回路であり、バッファ回路700〜706、インバータ710〜713、AND回路720〜733、NOR回路740〜746を含んで構成される。バッファ回路700は、入力されるクロック信号NSFCLKを遅延させてバッファ回路701に出力する回路である。バッファ回路701〜706の夫々は、バッファ回路700と同様に入力されるクロック信号を遅延させて出力する回路である。本実施形態では、バッファ回路700〜706の夫々における遅延時間が等しくなるよう、バッファ回路700〜706が設計されていることとする。したがって、本実施形態のバッファ回路700〜706からは、クロック信号NSFCLKが7通り遅延されたクロック信号が夫々出力されることとなる。インバータ710、AND回路720,721、NOR回路740は、入力される設定データDSET[3]のレベルに応じて、クロック信号NSFCLKまたはクロック信号NSFCLKをバッファ回路700で遅延させたクロック信号の何れかを反転して出力する回路である。具体的には、設定データDSET[3]が“0”の場合、AND回路720からはクロック信号NSFCLKが出力され、AND回路721からは“0”が出力されるため、NOR回路740からは、クロック信号NSFCLKが反転されたクロック信号が出力されることとなる。また、設定データDSET[3]が“1”の場合、AND回路720からは“0”が出力され、AND回路721からはバッファ回路700で遅延されたクロック信号が出力されるため、NOR回路740からは、バッファ回路700で遅延されたクロック信号が反転されたクロック信号が出力されることとなる。本実施形態における、AND回路722,723、NOR回路741と、AND回路724,725、NOR回路742と、AND回路726,727、NOR回路743と、AND回路728,729、NOR回路744と、AND回路730,731、NOR回路745と、AND回路732,733、NOR回路746とは、前述のAND回路720,721、NOR回路740と同様の構成であるため、同様に動作することとなる。したがって、例えば、設定データDSET[5:3]を全て“0”の場合、インバータ713からはクロック信号NSFCLKがクロック信号PARCLKとして出力されることとなる。また、設定データDSET[5:3]を全て“1”の場合、インバータ713からは、バッファ回路706から出力されるクロック信号がクロック信号PARCLKとして出力されることとなる。結果的に、図4に例示した遅延回路110は、クロック信号NSFCLKを遅延させない場合を含め、設定データDSET[5:3]に基づいて8通りの遅延が設定可能である。
As illustrated in FIG. 4, the
遅延回路111は、6ビットの設定データDSETの下位3ビット[2:0]のデータに基づいて、クロック信号HCLKを遅延させる回路であり、遅延回路110と同様であることとする。また、本実施形態では、バッファ回路101は、バッファ回路100と同様であり、インバータ103は、インバータ102と同様であることとする。したがって、バッファ回路101からは、クロック信号HCLKが遅延回路111により遅延されたクロック信号DSFCLKが出力され、インバータ102からは、クロック信号DSFCLKを反転したクロック信号DNSFCLKが出力されることとなる。また、詳細は後述するが、クロック信号PARCLKはパラレルデータ処理回路38がデータをメモリ11に送信する際に用いられ、クロック信号DSFCLK,DNSFCLKはパラレルデータ処理回路38がデータをメモリ11から受信する際に用いられる。なお、本実施形態において、遅延回路110にて遅延される遅延時間を遅延時間TAとし、遅延回路111にて遅延される遅延時間を遅延時間TBとする。遅延時間TAは、パラレルアクセスの際におけるメモリインターフェース39からの出力データを、メモリ11が取得可能に設定された遅延時間であることとする。遅延時間TBは、パラレルアクセスの際におけるメモリ11からの出力データを、メモリインターフェース39が取得可能に設定された遅延時間であることとする。また、本実施形態では、遅延設定が可能な範囲はクロック信号HCLKの一周期とする。すなわち、遅延時間TAは、クロック信号HCLKの一周期の範囲で、設定データDSETの上位3ビットの組合せによる、8通りの遅延の設定が可能である。また、遅延時間TBは、クロック信号HCLKの一周期の範囲で、設定データDSETの下位3ビットの組合せによる、8通りの遅延の設定が可能である。
The
シリアルデータ処理回路37は、イネーブルデータEN1に基づいて、メモリ11にシリアルアクセスすべく、制御信号SCS,SWP,SHOLD、データSO(第1アクセスデータ)、クロック信号NSFCLKをメモリ11に出力させるための制御信号SCLKEN、をメモリインターフェース39に出力し、メモリインターフェース39からのデータSIに基づいて、第1読み出しデータHRDATA1をバスインターフェース30に出力する回路である。本実施形態のシリアルデータ処理回路37は、第2設定レジスタ50、送信FIFO51、受信FIFO52、シリアル制御回路53を含んで構成される。
The serial
第2設定レジスタ50は、書き込みデータHWDATA、転送信号HWRITEに基づいて、メモリインターフェース39に出力される制御信号SWP,SHOLDを設定するための回路である。なお、本実施形態では、制御信号SWP,SHOLDは、メモリ11が入力されるデータを受付可能な状態となるよう設定されていることとする。
The
送信FIFO51は、書き込みデータHWDATA、転送信号HWRITEに基づいて、メモリ11にアクセスするためのデータを格納し、制御レジスタ33のイネーブルデータEN1が“1”となると、格納したデータをデータSOとして、メモリインターフェース39に出力する回路である。本実施形態において、送信FIFO51に格納されるデータは、例えば、アクセスの内容を示すコマンドデータ、メモリ11に対するアドレスデータ、メモリ11へ書き込むための書き込みデータである。なお、本実施形態におけるメモリ11に対するアドレスは24ビットであることとするため、送信FIFO51に格納されるアドレスデータも同様に24ビットとなる。
The
受信FIFO52は、CPU20からの指示に応じてメモリ11から読み出されるデータSIを受信し、第1読み出しデータHRDATA1としてバスインターフェース30に出力する回路である。なお、本実施形態における送信FIFO51、受信FIFO52は、例えばクロック生成回路36からのクロック信号NSFCLKに同期して動作することとする。
The
シリアル制御回路53は、イネーブルデータEN1に基づいて、送信FIFO51に格納されたデータを送信させ、制御信号SCS,SCLKENと、送信FIFO51または受信FIFO52がデータの送受信を完了したか否かを示すデータEND1とを生成する回路である。具体的には、メモリ11にデータを送信する場合、CPU20は、転送信号HWRITEを“1”とし、送信FIFO51への書き込みを行なう。書き込みデータHWDATAが送信FIFO51に送信データとして書き込まれた後、CPU20は、制御レジスタ33へイネーブルデータEN1が”1”となるよう書き込みを行なう。イネーブルデータEN1が“1”となると、シリアル制御回路53は、送信FIFO51のデータが送信されるために必要な所定の期間、制御信号SCS,SCLKENを夫々“L”,“H”とし、送信FIFO51のデータを送信させる。また、本実施形態では、送信FIFO51の送信データと同じタイミングでメモリ11からデータが出力され、受信FIFO52に格納される。シリアル制御回路53は、送信と受信に要する所定期間経過後、すなわち、送信と受信が完了した場合、データEND1を“1”とする。そして、CPU20が割り込み信号INTを確認した後、CPU20は、受信FIFO52へのリードを行なう。すなわち、CPU20は、転送信号HWRITEを“0”とし、受信FIFO52に格納されているメモリ11のデータを、第1読み出しデータHRDATA1として取得する。
The
パラレルデータ処理回路38は、イネーブルデータEN2,EN3、アドレスデータHADDR[23:0]、第2スレーブ選択信号HSEL2に基づいて、メモリ11にパラレルアクセスすべく、制御信号PCSと、クロック信号NSFCLKと、クロック信号NSFCLKをメモリ11に出力させるための制御信号PCLKENと、4ビットのデータPOUT(第2アクセスデータ)とを出力し、メモリインターフェース39からの4ビットのデータPINに基づいて、第2読み出しデータHRDATA2をバスインターフェース30に出力する回路である。具体的には、パラレルデータ処理回路38は、イネーブルデータEN2が“1”となると、メモリ11に対するアドレスデータHADDR[23:0]を、データPOUTとしてメモリインターフェース39にパラレルで出力し、メモリインターフェース39からパラレルで入力されるデータPIN[3:0]を第2読み出しデータHRDATA2としてバスインターフェース30に出力する。また、パラレルデータ処理回路38は、イネーブルデータEN3が“1”となると、メモリ11をパラレルアクセス可能な状態からシリアルアクセス可能な状態に変更するための変更データEDATAを、データPOUT[3:0]としてメモリインターフェース39にパラレルで出力する。本実施形態のパラレルデータ処理回路38は、送信回路60(パラレル出力回路)、受信回路61(データ出力回路)、パラレル制御回路62を含んで構成される。
The parallel
送信回路60は、図5に例示するように、24ビットのアドレスデータHADDR[23:0]または24ビットの変更データEDATAを、クロック信号PARCLKに同期して4ビットずつ順次データPOUTとして出力する回路であり、ラッチ回路120、セレクタ121,122、データ分配回路123、パルス生成回路124、データシフト回路125,126、データ出力回路127を含んで構成される。なお、本実施形態の送信回路60は、データPOUTを高速に送信すべく、クロック信号PARCLKの両エッジに同期して出力することとする。
As illustrated in FIG. 5, the
ラッチ回路120は、CPU20がメモリ11をスレーブとして選択することによりメモリ11に格納されたデータを読み出すための第2スレーブ選択信号HSEL2が“H”の場合、入力される24ビットのアドレスデータHADDR[23:0]をラッチする回路である。なお、本実施形態におけるラッチ回路120からのデータをデータLD1とする。
When the second slave selection signal HSEL2 for reading out the data stored in the
セレクタ121は、イネーブルデータEN3が“1”の場合、データLD1を出力データとして出力し、イネーブルデータEN3が“0”の場合、出力データとして24ビット“0”を出力する。
The
セレクタ122は、イネーブルデータEN2が“1”の場合、24ビットのアドレスデータHADDR[23:0]を出力し、イネーブルデータEN3が“0”の場合、セレクタ121からの出力データを出力する。
The
データ分配回路123は、入力される24ビットのデータを12ビットずつに分配する回路である。なお、本実施形態では、データ分配回路123に入力されるデータをデータD1とする。また、本実施形態のデータ分配回路123は、データD1[23:0]のうち、12ビットのデータであるD1[23:20,15:12,7:4]をデータシフト回路125に出力し、12ビットのデータであるD1[19:16,11:8,3:0]をデータシフト回路126に出力することとする。なお、本実施形態においては、データ分配回路123からデータシフト回路125に出力される12ビットのデータをデータD2とし、データシフト回路126に出力される12ビットのデータをデータD3とする。
The
パルス生成回路124は、イネーブルデータEN3が“1”となるか第2スレーブ選択信号HSEL2が“H”となり、クロック信号SFCLKが立ち上がると、データシフト回路125がデータ分配回路123からのデータD2を取り込むためのパルス信号LP1を生成する。また、パルス生成回路124は、イネーブルデータEN3が“1”となるか第2スレーブ選択信号HSEL2が“H”となり、クロック信号NSFCLKが立ち上がると、データシフト回路126がデータ分配回路123からのデータD3を取り込むためのパルス信号LP2を生成する。なお、本実施形態においてパルス生成回路124が出力するパルス信号LP1,LP2は、クロック信号SFCLK、NSFCLKの夫々一周期の期間“H”となることとする。
When the enable data EN3 becomes “1” or the second slave selection signal HSEL2 becomes “H” and the clock signal SFCLK rises, the
データシフト回路125は、入力される12ビットのデータD2を、パルス信号LP1に基づいて取り込み、クロック信号NSFCLKに同期して4ビットずつ順次出力する回路であり、図5に例示するように、セレクタ200、ラッチ回路201、データ選択回路202,203、データ生成回路204を含んで構成される。
The
セレクタ200は、パルス信号LP1が“H”の場合、データD2をデータD4として出力し、パルス信号LP1が“L”の場合、データ生成回路204から出力される12ビットのデータをデータD4として出力する。
The
ラッチ回路201は、データD4をクロック信号NSFCLKの立ち上がりエッジに同期してラッチし、12ビットのデータD5として出力する。
The
データ選択回路202は、12ビットのデータD5の下位8ビット[7:0]を選択し、データ生成回路204に出力する。
The
データ選択回路203は、12ビットのデータD5の上位4ビット[11:8]を選択し、データ出力回路127に出力する。なお、本実施形態におけるデータD5の上位4ビット[11:8]のデータをデータD6とする。
The
データ生成回路204は、4ビットが“0”であるデータと、データ選択回路202から出力される8ビットのデータD5[7:0]とを合わせ、12ビットのデータとして出力する回路である。なお、本実施形態のデータ生成回路204は、12ビットのデータを生成する際に、4ビットが“0”であるデータを8ビットのデータD5[7:0]の下位4ビットとなるように12ビットのデータを生成することとする。
The
したがって、本実施形態のデータシフト回路125は、パルス信号LP1が“H”の場合、入力されるデータD2をクロック信号NSFCLKに同期してラッチし、データD2の上位4ビットをクロック信号NSFCLKに同期して出力することとなる。一方、パルス信号LP1が“L”の場合、データシフト回路125は、パルス信号LP1が“L”になる前にラッチした12ビットのデータのうち、最上位から4ビットずつのデータをクロック信号NSFCLKに同期して順次出力することとなる。なお、本実施形態では、データ生成回路204の一方の入力に4ビットが“0”であるデータが入力されていることから、パルス信号LP1が“L”になる前にラッチした12ビットのデータが全て出力された後は、クロック信号NSFCLKに同期して4ビットが“0”のデータが出力され続けることとなる。
Therefore, when the pulse signal LP1 is “H”, the
データシフト回路126は、データシフト回路125と同様の構成からなることし、入力される12ビットのデータを、パルス信号LP2に基づいて取り込み、クロック信号SFCLKに同期して4ビットずつのデータD7として順次出力する回路である。なお、本実施形態では、データシフト回路125はクロック信号NSFCLKの立ち上がりエッジに同期してデータD6を順次出力し、データシフト回路126はクロック信号SFCLKの立ち上がりエッジに同期してデータD7を順次出力する。クロック信号NSFCLKの位相はクロック信号SFCLKの位相と反転しているため、データ出力回路127には、データD6とデータD7とが半周期ずれて順次4ビットずつ入力されることとなる。
The
データ出力回路127は、クロック信号PARCLKが“H”の場合、データD6をデータPOUTとして出力し、クロック信号PARCLKが”L”の場合、データD7をデータPOUTとして出力する回路である。本実施形態におけるクロック信号PARCLKは、クロック信号NFSCLKに対する遅延時間TAが、例えば1/4周期となるように設定されていることとする。したがって、データ出力回路127からは、クロック信号PARCLKの立ち上がりエッジ及び立下りエッジの両方のエッジに同期してデータD6,D7が順次出力されることとなる。
The
ここで、送信回路60の動作を図7のタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、ここでは、アドレスデータHADDR[23:0]が送信回路60により送信される場合、すなわち、イネーブルデータEN2,EN3が夫々“1”,“0”である場合を例に説明する。また、図7においては、アドレスデータHADDR[23]〜HADDR[0]を夫々A23〜A0と記載している。
Here, the operation of the
時刻T1において、第2スレーブ選択信号HSEL2が“H”となると、ラッチ回路120は入力されるアドレスデータHADDR[23:0]をラッチするとともにデータLD1としてセレクタ122に出力する。セレクタ122からは、イネーブルデータEN2が“1”であるため、アドレスデータHADDR[23:0]が出力される。そして、データ分配回路123は、HADDR[23:20,15:12,7:4]をデータD2としてデータシフト回路125に出力し、HADDR[19:16,11:8,3:0]をデータD3としてデータシフト回路126に出力する。そして、時刻T2においてラッチ回路201にクロック信号NSFCLKの立ち上がりエッジが入力すると、ラッチ回路201はデータD2をラッチするため、データシフト回路125からはデータD2の上位4ビットであるアドレスデータHADDR[23:20]が出力される。時刻T3では、データ出力回路127に入力されるクロック信号PARCLKが“H”となるため、アドレスデータHADDR[23:20]の夫々のビットがデータPOUTとして出力される。また時刻T4においては、時刻T2と同様に、データシフト回路126からはデータD3の上位4ビットであるアドレスデータHADDR[19:16]が出力される。そして、時刻T5においては、時刻T3と同様に、アドレスデータHADDR[19:16]の夫々のビットがデータPOUTとして出力される。以下、時刻T6からT10までデータ出力回路127からは、クロック信号PARCLKに同期してアドレスデータHADDR[15:12],HADDR[11:8],HADDR[7:4],HADDR[3:0]が順次出力されることとなる。
When the second slave selection signal HSEL2 becomes “H” at time T1, the
なお、本実施形態のメモリ11は、時刻T10においてメモリ11に対するアドレスが送信回路60から送信された後の時刻T11おいて、クロック信号NSFCLKの立下りが入力されると、指定されたアドレスに格納されたデータの出力が開始されることとする。本実施形態においてメモリ11から読み出されるデータを16ビットであるとすると、時刻T11に入力されるクロック信号NSFCLKの立下りに応じて、16ビットのうち最初の4ビットが出力され、さらに、クロック信号NSFCLKのエッジに同期して順次4ビットずつ出力されることとする。
Note that the
図8に例示する受信回路61は、メモリ11の読み出しデータとしてメモリインターフェース39から出力される4ビットのデータPINを受信し、CPU20に送信すべく、32ビットの第2読み出しデータHRDATA2としてバスインターフェース30に出力する回路であり、パルス生成回路130、遅延回路131、データ変換回路132,133、読み出しデータ生成回路134を含んで構成される。なお、本実施形態において、前述のようにメモリ11に対するアドレスが指定されることにより読み出される読み出しデータは16ビットであることとし、クロック信号NSFCLKの立ち上がりエッジ及び立下りエッジの両方のエッジが入力される度に4ビットずつ出力されることとする。また、本実施形態において、メモリ11から出力される読み出しデータは、端子302〜305,402〜405等の影響により遅延され、データPINとして入力される。そこで、本実施形態においては、遅延して入力されるデータPINを受信できるよう、クロック生成回路36におけるクロック信号SCLK,NSCLKを遅延させたクロック信号DSFCLK,DNSFCLKにてデータPINを受信することとしている。本実施形態では、例えば、クロック信号DSFCLKの両エッジが、読み出しデータが出力されている期間に入るようクロック信号HCLKを遅延時間TBだけ遅延させていることとする。
The receiving
パルス生成回路130は、第2スレーブ選択信号HSEL2とクロック信号SFCLKとに基づいて、データ変換回路132に順次入力される4ビットのデータPINをデータ変換回路132が取得するためのパルス信号LP3と、データ変換回路132が取得したデータPINを16ビットのデータに変換するためのパルス信号LP4とを出力する回路である。
The
遅延回路131は、パルス信号LP3とLP4とを遅延させ、データ変換回路133に順次入力される4ビットのデータPINをデータ変換回路133が取得するためのパルス信号LP5と、データ変換回路133が取得したデータPINを16ビットのデータに変換するためのパルス信号LP6とを出力する回路である。
The
データ変換回路132は、順次入力される4ビットのデータPINを受信し、16ビットのデータに変換する回路であり、データ生成回路210,214、セレクタ211,215、データ選択回路213、ラッチ回路212,216を含んで構成される。
The
データ生成回路210は、データ選択回路213から出力される8ビットのデータD10と、4ビットのデータPINとから12ビットのデータD11を生成する回路である。なお、本実施形態におけるデータ生成回路210は、生成される12ビットのデータD11のうち、データPINが下位4ビット[3:0]となり、データD10が上位8ビット[11:4]となるようにデータD11を生成することとする。
The
セレクタ211は、パルス信号LP3が“H”の場合、データD11をデータD12としてラッチ回路212に出力し、パルス信号LP3が“L”の場合、ラッチ回路212からのデータD13をそのままデータD12としてラッチ回路212に出力する回路である。
When the pulse signal LP3 is “H”, the
ラッチ回路212は、入力される12ビットのデータD12を、クロック信号DSFCLKの立ち上がりエッジに同期してラッチし、12ビットのデータD13として出力する回路である。
The
データ選択回路213は、ラッチ回路212から出力される12ビットのデータD13のうち下位8ビット[7:0]をデータD10としてデータ生成回路210に出力する回路である。
The
したがって、パルス信号LP3が“H”の期間に、クロック信号DSFCLKに同期して、データPINがラッチ回路212に連続して入力されると、ラッチ回路212における12ビットの記憶領域[11:0]に対して時間的に早く入力されたデータPINは記憶領域[7:4]に保持され、時間的に遅く入力されたデータPINは記憶領域[3:0]に保持されることとなる。さらに新たなデータPINがラッチ回路212に入力されると、時間的に早く入力されたデータPINは記憶領域[11:8]に保持され、時間的に遅く入力されたデータPINは記憶領域[7:4]に保持され、新たなデータPINは記憶領域[3:0]に保持されることとなる。なお、パルス信号LP3が“L”の期間では、クロック信号DSFCLKに関わらずラッチ回路212はデータD13を保持し続けることとなる。
Therefore, when the data PIN is continuously input to the
データ生成回路214は、ラッチ回路212からの12ビットのデータD13と、4ビットのデータPINとから16ビットのデータD14を生成する回路である。なお、本実施形態においては、16ビットのデータD14のうち、データD13が上位12ビットとなり、データPINが下位4ビットとなるようにデータD14が生成されることとする。
The
セレクタ215は、パルス信号LP4が“1”の場合、データD14をデータD15として出力し、パルス信号LP4が“0”の場合、ラッチ回路216から出力されるデータD16を出力する。
The
ラッチ回路216は、入力される16ビットのデータD15をクロック信号DSFCLKの立ち上がりエッジに同期してラッチし、16ビットのデータD16として出力する回路である。
The
したがって、本実施形態のデータ変換回路132は、入力されるデータPINを16ビットまでクロック信号DSFCLKに同期してラッチ回路216で保持し、データD16として読み出しデータ生成回路134に出力する。
Therefore, the
データ変換回路133は、データ変換回路132と同様に、入力される4ビットのデータPINを、パルス信号LP5、LP6及びクロック信号DNSFCLKに基づいて、16ビットのデータに変換して出力する回路であり、データ生成回路220,224、セレクタ221,225、データ選択回路223、ラッチ回路222,226を含んで構成される。なお、本実施形態におけるデータ変換回路133はデータ変換回路132と同じ構成であることとし、データ生成回路220,224、セレクタ221,225、データ選択回路223、ラッチ回路222,226の夫々が、データ生成回路210,214、セレクタ211,215、データ選択回路213、ラッチ回路212,216に相当する。また、本実施形態において、ラッチ回路222から出力されるデータをデータD17とし、ラッチ回路226から出力されるデータをデータD18とする。
Similar to the
読み出しデータ生成回路134は、データ変換回路132,133からの16ビットのデータD16,D18から、32ビットの読み出しデータHRDATA2を生成する回路である。
The read
ここで、本実施形態における受信回路61の動作の詳細を図9のタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、本実施形態の受信回路61には、前述した送信回路60によりメモリ11に対するアドレスが指定された後にメモリから出力される読み出しデータが入力されることとする。すなわち、図9の時刻T11は、前述の図7における時刻T11と同じであることとし、時刻T11におけるクロック信号NSFCLKの立ち下がりエッジがメモリ11に入力されてから期間TD(第1時間)経過した時刻T12にデータPINが受信回路61に入力されることとする。また、本実施形態においては、メモリ11にクロック信号NSFCLKが入力されることにより、メモリ11からクロック信号NSFCLKの両エッジの夫々のタイミングで16ビットの読み出しデータが出力されるため、前述時刻T11におけるクロック信号NSFCLKの立ち下がりが入力されてから、順次4ビットのデータPINが半周期遅れて受信回路61に入力されることとなる。なお、図9においては、入力される16ビットの読み出しデータのうちデータ[15]〜[0]を夫々15〜0と記載している。また、本実施形態におけるパルス生成回路130は、時刻T1に入力される第2スレーブ選択信号HSEL2に応じて、時刻T11において、クロック信号SFCLKの2周期の期間“H”となるパルス信号LP3を出力することとする。さらに、本実施形態のパルス生成回路130は、パルス信号LP3が“H”となり、クロック信号DSFCLKの立下りエッジが2回入力される時刻T14から、クロック信号DSFCLKの1周期の期間“H”となるパルス信号LP4を出力することとする。また、本実施形態の遅延回路131は、前述のパルス信号LP3,LP4をクロック信号HCLKの半周期だけ遅延させてパルス信号LP5,LP6として出力することとする。また、本実施形態においては、入力される16ビットのデータのうち、8ビットずつデータ変換回路132,133が夫々取り込む。なお、本実施形態におけるラッチ回路212,216,222,226は、例えば起動されるとリセットされ、12ビットの“0”が夫々格納されることとする。
Here, the details of the operation of the receiving
まず、データ変換回路132が取得するデータに関して説明する。時刻T13において、パルス信号LP3が“H”であるため、クロック信号DSFCLKの立ち上がりに同期して、データ[15]〜[12]がデータD13としてラッチ回路212にラッチされる。そして、時刻T15において、パルス信号LP4が“H”であるため、データ変換回路132が取り込む最後の4ビットのデータ[7]〜[4]と、ラッチ回路212に既にラッチされている[15]〜[12]とが、クロック信号DSFCLKの立ち上がりに同期してラッチ回路216にラッチされ、データD16として出力される。
First, data acquired by the
つぎに、データ変換回路133が取得するデータに関して説明する。データ変換回路133においても、時刻T14には、データ[11]〜[8]がラッチ回路221にラッチされ、時刻T17には、データ[11]〜[8],[3]〜[0]がラッチ回路226にラッチされることとなる。
Next, data acquired by the
そして読み出しデータ生成回路133は、時刻T17において、データ変換回路132からのデータ[15]〜[12],[7]〜[4]を含む16ビットのデータD16と、データ変換回路133からの[11]〜[8],[3]〜[0]を含む16ビットのデータD18とをあわせ、32ビットの第2読み出しデータHRDATA2を生成する。なお、本実施形態においては、メモリ11から読み出されるデータを16ビットとしているが、本実施形態における受信回路61を用いることにより、メモリ11から読み出されるデータが32ビットであっても、第2読み出しデータHRDATA2に変換することが可能である。
At time T17, the read
図10に例示するパラレル制御回路62は、クロック信号HCLK、第2スレーブ選択信号HSEL2、イネーブルデータEN3に基づいて、制御信号PCS,PCLKEN、データEND2を出力する回路であり、初期値設定回路140、カウンタ141を含んで構成される。
The
初期値設定回路140は、第2スレーブ選択信号HSEL2、イネーブルデータEN3の何れかが“H”となると、第2スレーブ選択信号HSEL2またはイネーブルデータEN3に応じたカウント値をカウンタ141の初期値として出力する回路である。
The initial
本実施形態では、第2スレーブ選択信号HSEL2が“H”となると、送信回路60がアドレスデータHADDRを送信し、アドレスデータHADDRに応じた読み出しデータを受信回路61が受信するための所定期間を示す第1カウント値がカウンタ141に出力されることとする。また、イネーブルデータEN3が“H”となると、送信回路60が変換データEDATAを送信するための所定期間を示す第2カウント値が出力されることとする。なお、本実施形態において、第1カウント値は例えば8(10進数)、第2カウント値は例えば5であることとする。
In the present embodiment, when the second slave selection signal HSEL2 becomes “H”, the
カウンタ141は、初期値設定回路140から出力されるカウント値がクロック信号HCLKに基づいて設定されるとともに、クロック信号HCLKに同期してカウント値をダウンカウントし、制御信号PCS,PCLKEN、データEND2を出力する回路である。なお、本実施形態では、第2スレーブ選択信号HSEL2及びイネーブルデータEN3が“L”の場合、制御信号PCS,PCLKEN、データEND2は夫々“H”,“L”,“L”であることとする。ここで、第2スレーブ選択信号HSEL2が“H”となり、カウンタ141に第1カウント値が設定された場合においては、カウント値が“1”(10進数)となると、制御信号PCLKENを“L”とし、カウント値が“0”(10進数)となると、制御信号PCSを“H”とする。また、イネーブルデータEN3が“H”となり、カウンタ141に第2カウント値が設定された場合においては、カウント値が“1”(10進数)となると、制御信号PCLKENを“L”とし、カウント値が“0”(10進数)となると、制御信号PCSを“H”、データEND2を“H”とする。また、本実施形態のカウンタ141は、データEND2CLRが入力されると、データEND2がリセットされ“0”となることとする。
The
図11に例示するメモリインターフェース39は、設定データMODEが“0”の場合、シリアルデータ処理回路37をメモリ11にアクセス可能な状態とし、設定データMODEが“1”の場合、パラレルデータ処理回路38をメモリ11にアクセス可能な状態とする回路であり、セレクタ230〜240、バッファ回路250〜255、AND回路260を含んで構成される。なお、本実施形態におけるセレクタ230〜240は、送信回路60のセレクタ121と同様であり、バッファ回路250〜255は、クロック生成回路36におけるバッファ回路100と同様であることとする。また、本実施形態のメモリインターフェース39は、クロック生成回路36から出力されるクロック信号NSFCLKに基づいてデータの送受信を行うこととする。
The
まず、設定データMODEが“0”の場合、すなわちシリアルデータ処理回路37がメモリ11にアクセス可能な場合について説明する。セレクタ230からは、制御信号SCSが出力されるため、端子300からメモリ11へ制御信号SCSが出力される。AND回路260には、クロック信号NSFCLKとセレクタ231からの制御信号SCLKENとが出力されているため、制御信号SCLKENが“H”の場合、クロック信号NSFCLKが端子301からメモリ11へ出力され、制御信号SCLKENが“L”の場合、同様に“L”がメモリ11へ出力される。セレクタ233,235,237の夫々からは、制御信号SO,SWP,SHOLDが出力されるため、端子302〜304からは、制御信号SO,SWP,SHOLDがメモリ11に夫々出力される。また、セレクタ238にはメモリ11からのデータSIが入力されているため、データSIはシリアルデータ処理回路37に出力される。なお、セレクタ232,234,236,239の夫々からは“0”が出力されるため、データPIN[0]〜[3]は夫々“0”となる。また、セレクタ238に入力される設定データMODEは“0”のため、端子305は、データSIが入力される入力端子として動作することとなる。
First, a case where the setting data MODE is “0”, that is, a case where the serial
つぎに、設定データMODEが“1”の場合、すなわちパラレルデータ処理回路38がメモリ11にアクセス可能な場合について説明する。セレクタ230からは、制御信号PCSが出力されるため、端子300からメモリ11へ制御信号PCSが出力される。AND回路260には、クロック信号NSFCLKとセレクタ231からの制御信号PCLKENとが出力されているため、制御信号PCLKENが“H”の場合、クロック信号NSFCLKが端子301からメモリ11へ出力され、制御信号PCLKENが“L”の場合、同様に“L”がメモリ11へ出力される。セレクタ233,235,237,240の夫々からは、データPOUT[0]〜[3]が出力されるため、端子302〜305からはデータPOUT[0]〜[3]がデータPIO[0]〜[3]としてメモリ11に夫々出力される。セレクタ232,234,236,239には、データPOUT[0]〜[3]に応じたメモリ11からのデータPIO[0]〜[3]が入力されるため、データPIO[0]〜[3]がデータPIN[0]〜[3]としてパラレルデータ処理回路38に出力されることとなる。なお、セレクタ238からの出力は“0”となるため、結果的にデータSIは“0”となる。
Next, a case where the setting data MODE is “1”, that is, a case where the parallel
したがって、本実施形態のメモリインターフェース39は、設定データMODEが“0”の場合、シリアルデータ処理回路37からの制御信号SCS、制御信号SCLKENに応じたクロック信号NSFCLK、データSO、制御信号SWP,SHOLDを端子300〜304に夫々出力し、端子305に入力されるデータSIを、シリアルデータ処理回路37に出力する。一方、設定データMODEが“1”の場合、パラレルデータ処理回路38からの制御信号PCS,制御信号PCLKENに応じたクロック信号NSFCLKを端子300,301に夫々出力するとともに、4ビットのデータPOUTを端子302〜305に夫々4ビットのデータPIOとして出力する。さらに、端子302〜305に入力される4ビットのデータPIOを、パラレルデータ処理回路38に4ビットのデータPINとして出力する。
Therefore, when the setting data MODE is “0”, the
<<シリアルモードにおけるメモリ11に対する読み出し動作>>
メモリ制御回路21がメモリ11にシリアルアクセスしている場合の一例として、メモリ制御回路21がメモリ11に格納されたデータを読み出す際の動作を図12に示したフローチャートを参照しつつ説明する。なお、ここでメモリ11は、例えばシステムLSI10が起動され、シリアルアクセス可能な状態であることとする。まず、CPU20は、第1設定レジスタ32の設定データMODEが“0”となるよう、第1設定レジスタ32を設定する(S200)。そして、CPU20は、メモリ11に対して読み出しを実行するため、読み出しコマンドと、メモリ11に対するアドレスとを送信FIFO51に格納し、メモリ11に対して読み出しを実行させるため、第2設定レジスタ50における制御信号SWP,SHOLDを“0”とする(S201)。その後、CPU20は、送信FIFO51に格納された前述のデータをメモリ11に送信すべく、制御レジスタ33のイネーブルデータEN1を“1”とする(S202)。そして、メモリ11に対するアドレスに格納されたデータを受信FIFO52が受信し、受信FIFO52が受信を完了すると(S203:YES)、シリアル制御回路52は、状態レジスタ35に格納されたデータEND1を“1”とするため、状態レジスタ35から出力される割り込み信号INTは“1”となる(S204)。CPU20は、受信FIFO52に格納されたデータを第1読み出しデータHRDATA1として取得し、イネーブルデータEN1を“0”とする(S205)。本実施形態において、上述したステップS201〜S205が繰り返されることにより、CPU20は、メモリ11に格納されたデータを繰り返し読み出すことが可能である。なお、本実施形態の状態レジスタ33のデータEND1は、データEND1が“1”となってから所定期間経過後“0”に変更されることとしているが、ステップ205においては、“0”に変更されるよう設計されていることとする。
<< Read Operation for
As an example of the case where the
ここで、CPU20が、メモリ11をシリアルアクセス可能な状態からパラレルアクセス可能な状態とするための動作を説明する。なお、本実施形態におけるメモリ11は、シリアルアクセスされる場合にパラレルアクセスに変更するコマンドが入力されると、パラレルアクセス可能な状態に変更されることとする。したがって、本実施形態においてメモリ11をパラレルアクセス可能な状態とするには、ステップ201において、読み出すためのコマンド及びアドレスの代わりに、パラレルアクセス可能とするためのコマンドを格納した後、ステップ203〜205を実行すればよい。
Here, an operation for the
<<パラレルモードにおけるメモリ11に対する読み出し動作>>
メモリ制御回路21がメモリ11にパラレルアクセスしている場合の一例として、メモリ制御回路21がメモリ11に格納されたデータを読み出す際の動作を図13に示したフローチャート及び図7,9,14のタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、メモリ制御回路21がメモリ11にパラレルアクセスする場合は、例えばCPU20がメモリ11に格納されたプログラム読み出す際など、高速なアクセスが必要な場合である。また、図14のタイミングチャートにおける時刻T1〜T11は、図7の時刻T1〜T11と同じであり、時刻T11〜T17は、図9における時刻T11〜T17と同じであることとする。また、ここでは、メモリ11は、パラレルアクセス可能な状態であることとする。
<< Read Operation for
As an example of the case where the
CPU20は、設定データMODEと、クロック生成回路36における遅延回路110,111の夫々の遅延時間TA,TBとを設定すべく、第1設定レジスタ32を設定する(S300)。具体的には、設定データMODEを“1”とし、クロック信号PARCLKがクロック信号NFSCLKに対して1/4周期遅延するよう、遅延時間TAを設定する。さらに、クロック信号DSFCLKの両エッジが、読み出しデータが出力されている期間に入るよう遅延時間TBを設定する。なお、本実施形態における遅延時間TBは、前述の端子間の遅延時間TDと、メモリ11から読み出しデータが出力される期間、すなわちクロック信号NSFCLKの周期に応じた期間とから決定される。そして、CPU20は、メモリ制御回路21がメモリ11にパラレルアクセスできるよう、制御レジスタ33のイネーブルデータEN2を“1”に設定する(S301)。時刻T1にCPU20が、メモリ11からデータを読み出すべく、第2スレーブ選択信号HSEL2とメモリ11に対するアドレスデータHADDRとを出力する(S302)。なお、本実施形態のパラレル制御回路62は、第2スレーブ選択信号HSEL2が出力されると、前述のカウンタ141に設定された第1カウント値に基づき、時刻T4〜T18まで制御信号PCSを“L”とし、時刻T4〜T16まで制御信号PCLKENを“H”とする。また、本実施形態においては、時刻T1にCPU20が第2スレーブ選択信号HSEL2とアドレスデータHADDRとを出力すると、送信回路60は、図7に示したように時刻T3から時刻T10においてアドレスデータを出力することとなる。本実施形態のメモリインターフェース39は、送信回路60から出力される4ビットのデータPOをデータPIOとして出力するため、図14に示したように、同じタイミングでアドレスデータHADDRが出力されることとなる。また、本実施形態におけるメモリ11は、制御信号PCSが“L”となるタイミングで入力されるデータPIOと、クロック信号PCLKの両エッジに同期して入力されるデータPIOとを受信することとする。したがって、本実施形態のメモリ11は時刻T3〜T10までに入力するアドレスデータHADDRを受信することとなる。また、本実施形態のメモリ11は、アドレスデータHADDRを受信した後、時刻T11にクロック信号PCLKの立下りエッジが入力すると、アドレスデータHADDRに対する読み出しデータをデータPIOとして出力する。メモリ11から出力されるデータPIOは、端子等の影響により、時刻T11から遅延時間TDだけ遅れ、データPINとしてメモリインターフェース39から出力される。データPINを受信する受信回路61は、前述のように、クロック信号DSFCLK,DNSFCLKにてデータPINを受信可能であるため、結果的に、メモリ11から読み出されるデータは時刻T17に受信回路61から第2読み出しデータHRDATA2として出力されることとなる。そして、CPU20は、時刻T18におけるクロック信号HCLKの立ち上がりに同期して、第2読み出しデータHRDATA2を取得する(S303)。また、本実施形態において、CPU20がメモリ11に対するデータの読み出し動作を継続する場合は(S304:YES)、再度ステップS302に遷移し、メモリ11に対するアドレスを指定する。一方、CPU20がメモリ11に対するデータの読み出し動作を終了する場合は(S304:NO)、CPU20は、制御レジスタ33のイネーブルデータEN2を“0”とし(S305)、パラレルデータ処理回路37がメモリ11にアクセスできない状態とする。
The
<<パラレルアクセス可能なメモリ11をシリアルアクセス可能とする場合>>
ここで、パラレルアクセス可能な状態のメモリ11をシリアルアクセス可能な状態へと変更する場合について、図15に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、ここでは、メモリ制御回路21は既に図13に示したステップS300が実行されており、パラレルモードに対応していることとする。まず、CPU20は、変更レジスタ34に変更データEDATAを格納する(S400)。そして、CPU20は、制御レジスタ33のイネーブルデータEN3を“1”に設定する(S401)。イネーブルデータEN3が“1”になると、パラレル制御回路62から出力される制御信号PCS,PCLKENは、前述のカウンタ141に設定された第2カウント値に基づき、時刻T4から夫々、時刻T11,T100まで“L”,“H”となる。また、送信回路60におけるセレクタ121は変更データEDATAを出力するため、結果的にデータPOUTとして、変更データEDATAが図7に示したアドレスデータHADDRと同じタイミングで出力されることとなる。したがって、変更データEDATAがメモリインターフェース39からメモリ11へ出力されることとなる。そして、本実施形態のメモリ11は、変更データEDATAを受信すると、パラレルアクセス可能な状態からシリアルアクセス可能な状態へと変更されることとなる。なお、変更データEDATAが送信されると(S402:YES)、パラレル制御回路62は、状態レジスタ35のデータEND2に“1”を格納する。したがって、状態レジスタ35から出力される割り込み信号INTは“1”となる(S403)。そして、CPU20は、イネーブルデータEN3を“0”とし(S404)、パラレルデータ処理回路37がメモリ11にアクセスできない状態とする。
<< When parallel
Here, a case where the
なお、本実施形態におけるメモリ11は、パラレルアクセスされる場合、入力されるアドレスデータに応じて、データの読み出しが可能なメモリとしたが、例えば、パラレルアクセスされる場合に、入力されるアドレスデータに応じて、データの書き込みが可能なメモリとしてもよい。その際、本実施形態のメモリ制御回路21は、アドレスデータHADDRと同様に書き込みデータHWDATAを送信することにより、メモリ11に高速にデータを書き込むことが可能となる。
The
以上に説明した構成からなる本実施形態のシステムLSI10において、メモリ制御回路21がシリアルモードに対応している場合、シリアルデータ処理回路37は、端子402にデータSOを出力することによりメモリ11にアクセスする。また、メモリ制御回路21がパラレルモードに対応している場合、パラレルデータ処理回路38は、4ビットのデータPOUTを端子402〜405に出力することによりメモリ11にアクセスする。パラレルデータ処理回路38がデータPOUTを出力する端子403〜405のうち端子403,404は、シリアルデータ処理回路37がシリアルアクセスする際に制御信号SWP,SHOLDを出力する端子であり、端子405は、メモリ11がシリアルデータ処理回路37にデータSIを出力する端子である。したがって、本実施形態におけるメモリ制御回路12は、実装面積の増大を抑制しつつ、メモリ11に対するアクセスを高速にすることが可能である。
In the
また、本実施形態における送信回路60は、メモリ11にパラレルアクセスするためのアドレスデータHADDR[23:0]が入力されると、アドレスデータHADDR[23:0]をデータシフト回路125,126で12ビットずつラッチし、順次4ビットのデータPOUTとして出力する。したがって、パラレルアクセスする際に、例えばアドレスが割り当てられたレジスタにアドレスデータHADDR[23:0]を格納し、データPOUTとして出力させる場合と比較すると、本実施形態ではCPU20が前述のレジスタのアドレスを指定する処理を行う必要がないため、より高速にメモリ11にアクセスすることが可能となる。
In addition, when the address data HADDR [23: 0] for parallel access to the
また、本実施形態の送信回路60は、パラレルアクセスの際に入力される第2スレーブ選択信号HSEL2が“H”となると、アドレスデータHADDR[23:0]をラッチし、データPOUTとして出力する。したがって、アドレスバス22に出力されるアドレスHADDRをバスクロックでラッチする場合と比較すると、アドレスHADDRのラッチがパラレルアクセスされる際の必要なタイミングに限られるため、消費電力を削減できる。
In addition, when the second slave selection signal HSEL2 input at the time of parallel access becomes “H”, the
また、本実施形態において、パラレルデータ処理回路38が出力するデータPOUTは、メモリ11に対するアドレスデータであることとしたが、例えば、メモリ11が書き込み可能なメモリである場合、メモリ11に対して書き込みを実行すべく、アドレスデータに続き書き込みデータを、データPOUTとして端子402〜405に出力する構成としても良い。このように構成することにより、本実施形態のメモリ制御回路21は、実装面積の増大を抑制しつつ、メモリ11に対して高速でデータを書き込むことが可能である。
In this embodiment, the data POUT output from the parallel
また、本実施形態のメモリ制御回路21がパラレルモードに対応している場合、パラレルデータ処理回路38は、メモリ11に対するアドレスデータを送信することにより、メモリ11に格納されたデータを端子402〜405からのデータPINとして受信し、第2読み出しデータHRDATA2として出力することが可能である。したがって、本実施形態のメモリ制御回路21は、実装面積の増大を抑制しつつ、メモリ11に格納されたデータを高速で読み出すことが可能である。
Further, when the
また、本実施形態おける受信回路61では、メモリ11に格納されたデータをデータ変換回路132,133がラッチして、読み出しデータ生成回路が第2読み出しデータHRDATA2を出力する。したがって、受信回路61に入力されるデータPINを、例えばアドレスが割り当てられたレジスタに格納し、第2読み出しデータHRDATA2として出力する場合と比較すると、本実施形態ではCPU20が前述のレジスタのアドレスを指定する処理を行う必要がないため、より高速にデータの読み出しが可能となる。
In the receiving
また、本実施形態の送信回路60におけるデータ出力回路127は、クロック信号NSFCLKの立ち上がりエッジに同期して入力される4ビットのデータD6と、クロック信号SFCLKの立ち上がりエッジに同期して入力される4ビットのデータD7とを、例えば、設定データDSETによって、クロック信号NSFCLKを1/4周期遅延させたクロック信号PARCLKの論理レベルで選択することにより、クロック信号PARCLKの両方のエッジに同期した4ビットのデータPOUTを出力している。したがって、本実施形態の送信回路60は、例えば、データPOUTをクロック信号の単エッジに同期して出力する場合と比較すると、高速でデータPOUTを送信することが可能であるため、メモリ11に対して高速でデータを送信できる。
In addition, the
また、本実施形態においてメモリ11から読み出されるデータは、図9に例示するように、時刻T11から遅延時間TDだけ遅れて受信回路61にデータPINとして入力される。また、入力されるデータPINの期間は、クロック信号NSFCLKの周期に応じて変化する。本実施形態の受信回路61は、クロック信号HCLKを遅延時間TDとクロック信号NSFCLKの周期とに応じた遅延時間TBだけ遅延させたクロック信号DSFCLK,DNSFCLKを用いてデータPINを受信している。したがって、本実施形態の受信回路60は、例えば、データPINをクロック信号の一方のエッジで受信する場合と比較すると、高速でデータPINを受信することが可能であるため、メモリ11に対する読み出し速度を高速化できる。
In the present embodiment, data read from the
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 In addition, the said Example is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
10 システムLSI
11 メモリ
20 CPU
21 メモリ制御回路
30 バスインターフェース
31 アドレスデコーダ
32 第1設定レジスタ
33 制御レジスタ
34 変更レジスタ
35 状態レジスタ
36 クロック生成回路
37 シリアルデータ処理回路
38 パラレルデータ処理回路
50 第2設定レジスタ
51 送信FIFO
52 受信FIFO
53 シリアル制御回路
60 送信回路
61 受信回路
62 パラレル制御回路
300〜305 端子
10 System LSI
11
21
52 Receive FIFO
53
Claims (3)
前記メモリにアクセスするための第2アクセスデータが入力され、前記第2アクセスデータをパラレルで出力するパラレルデータ処理回路と、
前記メモリに対するシリアルアクセスを指示するための第1指示信号が入力されている場合に、シリアルアクセスが可能である前記メモリに、前記シリアルデータ処理回路からの前記第1アクセスデータをシリアルで出力し、前記メモリに対するパラレルアクセスを指示するための第2指示信号が入力されている場合に、パラレルアクセスが可能である前記メモリに、前記パラレルデータ処理回路からの前記第2アクセスデータをパラレルで出力する選択回路と、
を備え、
前記シリアルデータ処理回路は、
所定周期のクロック信号の立ち上がりエッジまたは立下りエッジに同期して前記第1アクセスデータをシリアルで出力し、
前記パラレルデータ処理回路は、
前記クロック信号を前記クロック信号の半周期の整数倍とならない所定時間遅延させた遅延クロック信号を出力する遅延回路と、
前記遅延クロック信号の立ち上がりエッジ及び立下りエッジの両方のエッジに同期して前記第2アクセスデータをパラレルで出力するパラレル出力回路と、
を含み、
前記選択回路は、
前記第1指示信号が入力されている場合に、シリアルに入力される前記第1アクセスデータを前記クロック信号の立ち上がりエッジまたは立下りエッジに同期して受信可能な前記メモリに、前記シリアルデータ処理回路からの前記第1アクセスデータを前記クロック信号の立ち上がりエッジまたは立下りエッジに同期してシリアルで出力し、前記第2指示信号が入力されている場合に、パラレルに入力される前記第2アクセスデータを前記クロック信号の両方のエッジに同期して受信可能な前記メモリに、前記パラレルデータ処理回路からの前記第2アクセスデータを前記遅延クロック信号の両方のエッジに同期してパラレルで出力すること、
を特徴とするメモリ制御回路。 Serial data processing that allows serial access and receives first access data for accessing a memory that can be accessed in parallel using a terminal used for serial access, and outputs the first access data serially Circuit,
A parallel data processing circuit for inputting second access data for accessing the memory and outputting the second access data in parallel;
When the first instruction signal for instructing serial access to the memory is input, the first access data from the serial data processing circuit is serially output to the memory capable of serial access; Selection of outputting the second access data from the parallel data processing circuit in parallel to the memory capable of parallel access when a second instruction signal for instructing parallel access to the memory is input Circuit,
Equipped with a,
The serial data processing circuit includes:
The first access data is serially output in synchronization with a rising edge or falling edge of a clock signal having a predetermined period,
The parallel data processing circuit includes:
A delay circuit that outputs a delayed clock signal obtained by delaying the clock signal by a predetermined time that is not an integral multiple of a half cycle of the clock signal;
A parallel output circuit for outputting the second access data in parallel in synchronization with both rising and falling edges of the delayed clock signal;
Including
The selection circuit includes:
When the first instruction signal is input, the serial data processing circuit is connected to the memory capable of receiving the first access data input serially in synchronization with a rising edge or a falling edge of the clock signal. The first access data from the first access data is serially output in synchronization with the rising edge or falling edge of the clock signal, and the second access data input in parallel when the second instruction signal is input Output the second access data from the parallel data processing circuit in parallel in synchronization with both edges of the delayed clock signal to the memory capable of receiving the synchronization in synchronization with both edges of the clock signal.
A memory control circuit.
前記第1アクセスデータ及び前記第2アクセスデータの夫々は、
前記メモリに対する書き込みを指示する書き込み指示データと前記メモリに対する書き込みデータとを含むこと、
を特徴とするメモリ制御回路。 The memory control circuit according to claim 1 ,
Each of the first access data and the second access data is:
Including write instruction data for instructing writing to the memory and write data for the memory;
A memory control circuit.
前記第1アクセスデータ及び前記第2アクセスデータの夫々は、
前記メモリから処理回路への読み出しを指示する読み出し指示データであり、
前記選択回路は、
前記第1指示信号が入力されている場合に、前記読み出し指示データに応じて前記メモリからシリアルで読み出される第1読み出しデータを、前記シリアルデータ処理回路にシリアルで出力し、前記第2指示信号が入力されている場合に、前記読み出し指示データに応じて所定周期のクロック信号の立ち上がりエッジ及び立下りエッジの夫々から所定の第1時間後から、前記クロック信号の半周期より短い所定の第2時間、前記メモリから、パラレルで読み出される第2読み出しデータを、前記パラレルデータ処理回路にパラレルで出力し、
前記シリアルデータ処理回路は、
前記選択回路からシリアルで出力される前記第1読み出しデータを、前記クロック信号の立ち上がりエッジまたは立下りエッジに同期して受信し、前記第1読み出しデータを前記処理回路が読み取り可能に出力し、
前記パラレルデータ処理回路は、
立ち上がりエッジ及び立下りエッジのタイミングが、前記第2読み出しデータが前記メモリから出力されている期間に入るよう、前記第1時間及び前記第2時間に応じた時間前記クロック信号を遅延させた遅延クロック信号を出力する遅延回路と、
前記選択回路からパラレルで出力される前記第2読み出しデータを、前記遅延回路からの前記遅延クロック信号の立ち上がりエッジ及び立下りエッジの両方のエッジに同期して受信し、前記第2読み出しデータを前記処理回路が読み取り可能に出力するデータ出力回路と、
を含むこと、
を特徴とするメモリ制御回路。 The memory control circuit according to claim 1 ,
Each of the first access data and the second access data is:
Read instruction data for instructing reading from the memory to the processing circuit,
The selection circuit includes:
When the first instruction signal is input, first read data read serially from the memory according to the read instruction data is serially output to the serial data processing circuit, and the second instruction signal is A predetermined second time shorter than a half cycle of the clock signal after a predetermined first time from each of a rising edge and a falling edge of the clock signal in a predetermined cycle according to the read instruction data, The second read data read in parallel from the memory is output in parallel to the parallel data processing circuit,
The serial data processing circuit includes:
The first read data serially output from the selection circuit is received in synchronization with a rising edge or a falling edge of the clock signal, and the processing circuit outputs the first read data so that it can be read.
The parallel data processing circuit includes:
A delayed clock obtained by delaying the clock signal for a time corresponding to the first time and the second time so that the timing of the rising edge and the falling edge enters a period in which the second read data is output from the memory. A delay circuit for outputting a signal;
The second read data output in parallel from the selection circuit is received in synchronization with both rising and falling edges of the delayed clock signal from the delay circuit, and the second read data is received from the delay circuit. A data output circuit readable by the processing circuit;
Including,
A memory control circuit.
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