JPH03183094A - Dramのリフレッシュ回路 - Google Patents

Dramのリフレッシュ回路

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JPH03183094A
JPH03183094A JP1322214A JP32221489A JPH03183094A JP H03183094 A JPH03183094 A JP H03183094A JP 1322214 A JP1322214 A JP 1322214A JP 32221489 A JP32221489 A JP 32221489A JP H03183094 A JPH03183094 A JP H03183094A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生栗上を赳里立立 本発明は電子機器のメモリとして広く使用されるダイナ
ミックランダムアクセスメモリ(以下rDRAM、とい
う)のリフレッシュ回路に関スるものである。
進3塾1梃 従来、DRAMを使用したメモリシステムでは、リード
、ライト、リフレッシュ等のDRAMの制御は外部回路
によって行っており、リード、ライト等の通常のメモリ
アクセス動作においてはDRAM内部でその時選択され
たセルと同じロウ(行)アドレスに接続されているセル
は自動的にリフレッシュされるにもかかわらず、DRA
Mのリフレッシュ動作のために特別なリフレッシュサイ
クルを一定期間毎に設け、この期間内に全てのセルに対
するレフレッシュを行っている。第10図は従来のDR
AM制御回路のブロック図で、リフレッシュインターバ
ルタイマー回路101.リフレッシュアドレス発生回路
102. D RA Mアドレス切換回路103.リフ
レッシュタイミング制御回路104及びDRAMアクセ
ス制御回路105より成り、特にリフレッシュ動作にお
いては一定時間内に決められた数のリフレッシュ動作を
実行させるために一定の間隔でリフ−・ンシュ要求を発
生させるタイマー回路を設け、該タイマー回路の要求に
したがってDRAMの全セルに対しリフレッシュサイク
ルを実行させていた。
B < ゛ しよ゛と るi DRAMへのリフレッシュサイクルが実行されていると
きにマイクロプロセッサユニット(以下rMPUJとい
う)よりDRAMに対してメモリアクセス動作(リード
/ライト)が指示されると、DRAMはリフレッシュ動
作中であるので、メモリアクセスはリフレッシュサイク
ルの終了まで待たされることになる。
メモリアクセス動作では前記のように選択されたセルと
同じロウ(行)アドレスに接続されている全てのセルは
自動的にリフレッシュされているので、これらのセルに
対し再度リフレッシュサイクルにおいてリフレッシュ動
作を行わせることは時間的に無駄であり、メモリシステ
ムに対するアクセスのスルーブツトの低下につながって
いた。
本発明はメモリアクセス動作で選択されたセルと同一の
ロウ(行)アドレスに対しては、リフレッシュ動作を行
わせないようにして、リフレッシュサイクルの実行の数
を可能な限り減少させ、メモリシステムに対するアクセ
スのスループットを向上させることを目的とする。
課 を °するための 本発明は前記の問題を解決するためD RA Mのロウ
アドレスに対応して設けられ、該ロウアドレスを実行す
る間隔を計り、対応するロウアドレスに対してリフレッ
シュ要求信号を導出する複数のリフレッシュアドレスタ
イマーより戒るリフレッシュインターバルタイマー手段
と、上記DRAMへのアクセス(リード/ライト)サイ
クルを監視し、アクセスが行われたセルのロウに対応す
る上記リフレッシュアドレスタイマーのカウントをクリ
アーするロウアドレスデコード手段と、上記リフレッシ
ュインターバルタイマー手段から導出されるリフレッシ
ュ要求信号の実行順序を決定するリフレッシュ順序手段
と、上記DRAMのアクセスを制御するDRAMアクセ
ス制御手段と、上記DRAMアクセス制御手段からのア
クセスサイクルの終了を示す信号を検出してリフレッシ
ュサイクルを指示する信号を導出し、該リフレッシュサ
イクルを指示する信号を上記DRAMアクセス制御回路
にDRAMのアクセスを禁止する信号として供給するリ
フレッシュタイミング制御手段と、該リフレッシュタイ
ミング制御手段からのりフレッシュサイクルを指示する
信号で、上記リフレッシュ順序手段からのリフレッシュ
アドレス出力を選択的に上記DRAMに与えるDRAM
アドレス切換手段とで構成する。
立−里 そして上記の如く構成されたリフレッシュ回路は次のよ
うに作用する。まずリフレッシュインターバルタイマー
回路はそれぞれのロウアドレスに対応した数だけあり、
リフレッシュ動作を実行する間隔をはかり対応するアド
レスのリフレッシュ要求を出力する。次段のリフレッシ
ュ順序回路では前段からのリフレッシュ要求の実行順序
を決定し、その決定に従ってリフレッシュアドレスの出
力を要請し、更にリフレッシュタイミング回路に対して
DRAMへのリフレッシュサイクル実行を要請する。ロ
ウアドレスデコード回路はDRAMへのアクセス(リー
ド/ライト)サイクルを監視し、対応するロウアドレス
のリフレッシュインターバルタイマー回路のカウント内
容をクリアする。
従ってDRAMのリフレッシュサイクルにおいては、直
前のアクセス(リード/ライト)サイクルにおいてアク
セスされたロウアドレスに対してはリフレッシュサイク
ルを実行しないようにしている。
大JL班 以下図面に示す実施例と共に本発明の詳細な説明する。
DRAMはデータを記憶するセルにダイナミックセルを
使用していることからリフレッシュ動作を必要とする。
このようなりRAMを使用したメモリシステムを構成す
るには外部回路により一定期間(256リフレツシユサ
イクル/ 4 m5ec)毎にリフレッシュサイクルを
実行する必要がある9本発明はこのようなリフレッシュ
サイクルを必要最低限の実行にとどめようとするもので
ある。本発明の動作原理を簡単に説明すると、DRAM
はMPUによる通常のり−ド/ライトサイクルにおいて
選択されたセルと同じロウアドレスに接続されているセ
ルは自動的にリフレッシュされる事を利用して、4 m
5ec以内に選択されたロウアドレスに対してはリフレ
ッシュサイクルを実行しないようにリフレッシュ回路を
制御するようにしたものである。この時DRAMに対し
て実行するリフレッシュサイクルは第9図に示すロウア
ドレス8トローボ(以下rRAsJという)オンリリフ
レッシュサイクルである。RASオンリリフレッシュモ
ードはカラムアドレスストローア(以下rCASJとい
う)をハイレベルにし、RASのみ動作させ256ビツ
トのロウアドレスにそれぞれを選択することによってそ
れぞれのロウに接続されている全てのセルのリフレッシ
ュを行うモードである。DRAMとしては汎用の256
にビットで、リフレッシュは256リフレツシユサイク
ル/ 4 m5ec(D割合で実行するものを例示して
説明する。
第1図は、−船釣なメモリシステムのブロック図である
。DRAMより成るメモリ回路1はMPU2とデータバ
スで接続されており、上記メモリ回路1とMPU2間に
はDRAMコントローラ3が設けられ、該DRAMコン
トローラ3はMPU2とアドレスバスで接続され該DR
A、Mコントローラ3にはMPU2よりコントロール信
号が供給される。またメモリ回路1にはDRAMコント
ローラ3よりメモリアドレス及びメモリコントロール信
号が供給される。
第2図は本発明の要部のブロック図である。
第2図において4はMPUからのコントロール信号やア
ドレスバスを介して供給されるアドレス信号を受けて、
DRAM等のメモリ回路にrX丁。
m、WT(ライトイネーブル)等のメモリコントロール
信号を供給するDRAMアクセス制御回路であり、5は
アドレスバスAO〜7即ち、DRAMのロウアドレス8
ビツトから256種のロウアドレスをデコードし、リフ
レッシュインターバルタイマー回路6にクリア信号CL
I(n)(n=1〜256)を供給するロウアドレスデ
コード回路であり、該ロウアドレスデコード回路5には
前記D RAMアクセスM御回路4よりタイくング信号
CL。
TMGを導く。このタイミング信号CLTMGは第8図
のタイミングチャートに示す如(DRAMのアクセスを
示す信号(リフレッシュサイクルは除く)とする。リフ
レッシュインターバルタイマー回路6はリフレッシュア
ドレス即ち、DRAMOロウアドレスに対応する数のタ
イマーより放り、上記クリア信号CL 1 (n)によ
ってDRAMのアクセスが行われたセルと同一のロウア
ドレスに対応するタイマーのカウントをクリアする。そ
して、リフレッシュを実行する間隔を計り、リフレッシ
ュを要するアドレスに対してリフレッシュ要求信号RE
 F RE Q (n)を次段のリフレッシュ順序回路
7に出力する。リフレッシュ順序回IB7はリフレッシ
ュインターバルタイマー回路6からのREFREQ(n
)が複数生じたときに、リフレッシュ要求の実行順序を
予じめ定めたステップで次段のリフレッシュアドレス回
路8にリフレッシュアドレスの出力を要請する信号G 
(n) として供給する回路であり、このようにして決
められた一つのアドレスに対する信号G (n)はリフ
レッシュインターバルタイマー回路6の対応するアドレ
スのタイマーのカウントをクリアするクリア信号CL2
(n)としてリフレッシュインターバルタイマー回路6
に与えられる。
上記リフレッシュアドレス回路8はリフレッシュアドレ
ス出力RAO〜7を次段のDRAMアドレス切換回路9
に導く。該DRAMアドレス切換回路9では、第8図に
示すROW/τ百rマVX信号によりDRAMアクセス
時にアドレスバスAO〜17からロウアドレスAO〜8
.カラムアドレスA9〜17を、またリフレッシュサイ
クルでは第8図に示すREFCYC信号により上記リフ
レッシュアドレス出力RAO〜7を選択してDRAMの
アドレスMAO〜8を導出する。このREFCYCでD
RAMアドレス切換回路9より導出されるDRAMアド
レス信号MAO〜8は4 m5ec間にDRAMに書き
込まれたセルと同じセルのロウに対するアドレスは省か
れたものになる。10はリフレッシュタイミング制御回
路であり、該回路10へはリフレッシュ順序回路7より
リフレッシュ要求信号であるΣREFREQが、またD
RAMアクセス制御回路4よりDRAMτ丁信号が供給
され、DRAMアクセス制御回路4にDRAMINH信
号、REFRAS信号を、またリフレッシュ順序回路7
にGTMG信号及びLCLK信号を、更にDRAMアド
レス切換回路9にREFCYS信号を供給する。図中C
LK信号は33.33kHzのクロック信号であり、リ
フレッシュインターバルタイマー回路6に供給され、5
YSCLK信号は10MHzのクロック信号で上記DR
AMアクセス制御回路4、リフレッシュインターバルタ
イマー回路6゜リフレッシュ順序回路7及びリフレッシ
ュタイミング制御回路10に供給される。
従ってDRAMアドレス切換回路9からのアドレス信号
MAO〜8及びDRAMアクセス制御回路4からのm、
  CA S両信号により、DRAM(図示せず)はC
ASがハイレベルでRASオンリーリフレッシュサイク
ルのタイミングで直前のアクセス時にアクセスされたセ
ルと同一のロウを省く各ロウのリフレッシュが順次行わ
れる。
上記第2図に示す各ブロックについてその詳細を以下順
を追って説明する。
第3図はリフレッシュインターバルタイマー回路6の詳
細なブロック図であり、256にのDRAMにおける2
56のロウアドレスに対応した8ビツトのリフレッシュ
アドレスタイマー回路IHn) (n =0.1〜25
5)により構成されている。これらのタイマー出力RE
 F REQ(n) (n=0.1.2 −・・255
)はカウンタの値が128;すなわち約4+wsec 
(30usec(−33,33kHz)  * 128
=3.84+++5ecl立つとハイレベルになり、次
段のリフレッシュ順序回路17ヘロウアドレスnのリフ
レッシュ要求として出力される。ここでリフレッシュ間
隔を3.84m5ecに設定したのは、もし256個の
カウンタすべてが同時にREFREQがアクティブとな
った場合の待時間を考慮したからである(リフレッシュ
サイクルタイム−〇、4usecとすると待時間=0.
4 * 256=102゜4usec)。2つのDF/
F (フリップフロップ)12及び13はCL K (
=33.33kHz)を5YSCLK(= 10MHz
)に同期させるためのものである。またC L 1 (
n)とCL 2 (n)はカウンタのクリア信号でそれ
ぞれロウアドレスデコード回路5とリフレッシュ順序回
路7から出力される。
第4図はロウアドレスデコード回路5の詳細なブロック
図であり、該デコード回路5はアドレスバスAO〜A7
即ち、DRAMOロウアドレス8ビットから256種の
ロウアドレスをデコード回路14でデコードし、デコー
ドした信号を前記のリフレッシュアドレスタイマー回路
IHn)へCLI(n)クリア信号として出力する。こ
のCL 1 (n)クリア信号のタイミング信号である
CLTMG信号はDRAMアクセス制御回路4より第8
図のタイミングチャートに示すようなタイミングの信号
(DRAMのアクセスを示す信号であればよい。
ただしリフレッシュサイクルは除く)として得られる。
このロウアドレスデコード回路5の働きは動作原理で説
明したMPU2によるDRAMアクセスにおいて、選択
されたロウアドレスを認識し、そのロウアドレスに対応
するリフレッシュアドレスのカウンタをクリアする信号
を出力するものである。
次のリフレッシュ順序回路は第5図に示したような回路
で構成される。この回路の機能は256本のREFRE
Q入力の内の何本かの入力が同時にアクティブになった
時、同時にはりフレフシュを実行できないので実行する
1つのアドレスを決定する回路である。この回路ではR
EFREQ(n)で示されるnの値の小さい方のREF
REQから順に実jテされるが、特にこの順序で実行さ
れなければならないということはない。この回路の動作
はまず、REFREQ(n)がLCLKにより第1のラ
ッチ15にラッチされる。これはリフレッシュ実行アド
レスを決定する途中でREFREQ(n)の状態が変化
する場合があるので実行中に処理内容の変化が起こらな
いようにするためである。これらのラッチ出力が次段の
順序決定回路16に入力され、上記の動作で1つのアド
レスが決定される。
この結果が第2のラッチ17に5YSCLKの立ち上が
りでラッチされ、5YSCLKと同期が取られる。この
ようにして決定された1つのアドレスに対応するリフレ
ッシュインターバルタイマー回路6のカウンタのクリア
信号CL 2 (n)を出力する。またこのCL 2 
(n)信号はリフレッシュアドレス回路8に対するG 
(n)信号としても使用される。これらのCL 2 (
n)、G(n)信号のタイミング信号であるGTMGと
LCLKはリフレッシュタイミング制御回路から入力さ
れ、ΣREFREQ信号を出力している。
第6図はリフレッシュアドレス回路8の詳細なフロック
図であり、各リフレッシュアドレスに対応する256個
の8ビツトのリフレッシュアドレスデータレジスタ18
(0)、 1B(1)、 18(2)−・18(255
)で構成される。これらのレジスタの中から、前段のリ
フレッシュ順序回路で決定されたリフレッシュアドレス
に対応するG (n)信号によりただ1つのレジスタが
選択され、その出力がリフレッシュアドレスRAO〜7
として出力される。このようにして選択されたリフレッ
シュアドレスRAO〜7は第7図に示すDRAMアドレ
ス切り換え回路9に入力される。
DRAMアドレス切り換え回路9は2つのセレクタ回路
により構成され。第1のセレクタ19はMPU等による
DRAMへのリード/ライト動作時、DRAMに供給す
るロウアドレスとカラムアドレスをMPUアドレスバス
からROW/COLUMN信号のレベルを変化させるこ
とにより切り換えて作り出している。第2のセレクタ2
0はMPUアドレス情報とリフレッシュアドレスRAO
〜7との切り換えをリフレッシュタイミング制御回路1
0からのREFCYC信号により行っている。そしてこ
のセレクタ2の出力信号MAO〜8がDRAMのアドレ
ス入力として使われている。
リフレッシュタイミング制御回路10とDRAMアクセ
ス制御回路4の動作を第8図に示すタイミングチャート
により説明する。
第8図のタイミングチャートではリフレッシュアドレス
0とlのREFREQ(0)、(1)のみが同時にアク
ティブ(ハイ)になった場合について示している。RE
 F RE Q (0)とREFREQ(1)がアクテ
ィブになるとリフレッシュタイミング制御回路10に対
してΣREFREQもアクティブとなる。これによりリ
フレッシュタイミング制御回路10ではLCLK信号を
ハイレベルにする。そしてこのLCLK信号の立ち上が
りエツジでREFRE Q (n)の状態がリフレッシ
ュ順序回路7の第1のラッチ15にラッチされ、次の順
序決定回路16でリフレッシュアドレス(0)に対する
リフレッシュ動作を決定する。以上のようにしてリフレ
ッシュ動作の準備が完了したので次はリフレッシュサイ
クルの発生であるが、このサイクルはMPUアクセスに
よるリード/ライトサイクルと同時に実行できないので
アクセスサイクルの終了を待つ必要がある。この動作は
DRAMアクセス制御回路4で発生するDRAMC3信
号のレベルを監視することにより行っている。DRAM
C3信号はMPUからDRAMへのアクセスが実行され
ているときにアクティブロウになる信号である。すなわ
ちDRAMC3のハイレベルを検出することによりリフ
レッシュサイクルの実行が可能になる。DRAMC3の
ハイレベルを検出するとリフレッシュタイミング制御回
路10はREFCYC(=DRAMINH)信号をアク
ティブにする。REFCYCはリフレッシュサイクルを
示す信号としてDRAMアドレス切り換え回路に与えら
れ、DRAM I N HはDRAMアクセス制御回路
4に与えられMPUからDRAMへのアクセスを禁止す
る信号となる。故にこの間にMPUからアクセスがあっ
てもリフレッシュサイクルが終了するまでこのアクセス
は待たされる。REFCYCがハイレベルになるとリフ
レッシュタイミング制御回路10はGTMG信号をアク
ティブロウにし、LCLKをロウレベルに戻す。さらに
この信号はリフレッシュ順序回路7に与えられ、そこで
選択されたリフレッシュアドレス(0)に対応するG(
0)とCL2(0)信号をアクティブロウにし、それぞ
れリフレッシュアドレス回路8とリフレッシュインター
バルタイマー回路6に与える。リフレッシュアドレス回
路8よりG (0)に対応するリフレッシュアドレス出
力RAO〜7が導出され、該リフレッシュアドレス出力
RAO〜7はDRAMアドレス切り換え回路9を経てD
RAMに与えられる。またCL 2 (0)により対応
するリフレッシュアドレスタイマ(0)のカウンタがク
リアされREFREQ(0)がインアクティブになる。
リフレッシュアドレスの確定後REFRASを第9図の
タイミングでアクティブにすることによりDRAMに対
してRASオンリリフレッシュサイクルを実行する。
RAS信号のインアクティブ後もΣREFREQはRE
FREQ(1)によりアクティブのままであるので、こ
のままリフレッシュサイクルを続ける必要がある。この
時D RA、 M CS信号は第8図のようにすでにロ
ウレベルとなっており、リフレッシュサイクル実行の条
件に合わないが、この場合はDRAMINH信号のレベ
ルを検出時に加えることでサイクル実行の条件とする。
以後は上記、リフレッシュアドレス(0)に対する場合
と同様にしてリフレッシュアドレス(1)に対するリフ
レッシュ動作を実行すればよい。最後にDRAMアクセ
ス制御回路4の出力として導出されるCLTMG信号は
DRAMのアクセス状態を示す信号であり、第8図では
DRAMアクセス時のCASのタイミングと同じ信号と
している。第8図にある2つのMPUによるアクセスに
おいて、ロウアドレスはそれぞれ60H(=96)、 
208(=32)であるので、ロウアドレスデコード回
路ではそれぞれCL 1 (96)、  CL 1 (
32)をアクティブとし次段のリフレッシュインターバ
ルタイマー(96)、 (32)のクリア信号として与
えられる。以上のようにして本発明の実施例は作動する
衾」の効果 本発明は以上のような構成であるからDRAMのリフレ
ッシュを行う場合、一定時間内にアクセスが行われたセ
ルのロウに対するリフレッシュは行わないようにしてい
るので、リフレッシュに要する時間を短縮することがで
き、スルーブツトの高いダイナミックメモリを使ったメ
モリシステムを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いるメモリシステムの制御回路のブ
ロック図、第2図は本発明の要部のブロック図、第3図
、第4図、第5図、第6図及び第7図は第2図に示す各
部の詳細を示すブロック図、第8図及び第9図は本発明
の動作説明図、第10図は従来例のブロック図である。 1・・−メモリ回路。 4・・・DRAMアクセス制御回路 5−・ロウアドレスデコード回路。 6− リフレッシュインターバルタイマー回路。 7・−リフレッシュ順序回路。 9−・・DRAMアドレス切換回路。 10・・・リフレッシュタイミング制御回路。 11(0)、 IHI)・・・11(256)−リフレ
ッシュアドレスタイマー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)DRAMのロウアドレスに対応して設けられ、該
    DRAMのリフレッシュを実行する間隔を計り、対応す
    るロウアドレスに対してリフレッシュ要求信号を導出す
    る複数のリフレッシュアドレスタイマーより成るリフレ
    ッシュインターバルタイマー手段と、上記DRAMへの
    アクセス(レート/ライト)サイクルを監視し、アクセ
    スが行われたセルのロウに対応する上記リフレッシュア
    ドレスタイマーのカウントをクリアーするロウアドレス
    デコード手段と、上記リフレッシュインターバルタイマ
    ー手段から導出されるリフレッシュ要求信号の実行順序
    を決定するリフレッシュ順序手段と、上記DRAMのア
    クセスを制御するDRAMアクセス制御手段と、上記D
    RAMアクセス制御手段からのアクセスサイクルの終了
    を示す信号を検出してリフレッシュサイクルを指示する
    信号を導出し、該リフレッシュサイクルを指示する信号
    を上記DRAMアクセス制御回路にDRAMのアクセス
    を禁止する信号として供給するリフレッシュタイミング
    制御手段と、該リフレッシュタイミング制御手段からの
    リフレッシュサイクルを指示する信号で上記リフレッシ
    ュ順序手段からのリフレッシュアドレス出力を選択的に
    上記DRAMに与えるDRAMアドレス切換手段とを具
    備して成るDRAMのリフレッシュ回路。
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