JPH04134785A - First-in first-out memory device - Google Patents

First-in first-out memory device

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Publication number
JPH04134785A
JPH04134785A JP2257715A JP25771590A JPH04134785A JP H04134785 A JPH04134785 A JP H04134785A JP 2257715 A JP2257715 A JP 2257715A JP 25771590 A JP25771590 A JP 25771590A JP H04134785 A JPH04134785 A JP H04134785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
register
gate
signal
previous stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2257715A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Mizushima
水島 克浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP2257715A priority Critical patent/JPH04134785A/en
Publication of JPH04134785A publication Critical patent/JPH04134785A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To cope with a high speed response by making a gate to be enable when a data does not exist in a front state register, and executing a control to shut off a signal which express the presence of the data to be transmitted to the front stage. CONSTITUTION:When no data exists in the front stage register, the corresponding gate is made enable, and the control is executed to shut off the signal which expresses the presence of the data to be transmitted to the front stage. That is, the AND gate 21C shuts off a data status signal which expresses the presence of the data to be transmitted to the front stage when the gate signal become enable. Also, an OR gate 21b produces an output ready signal which expresses the presence of the data in its own register part or the presence of the data in the register with a later stage than itself. Then, the data to be outputted can be taken out passing the gate and the data line and bypassing, without waiting for it to arrive at the final stage of the register. Thus, the high speed response can be coped with.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、シフトレジスタ構成による同期式の先入れ先
出しメモリ装置、即ちF I F O(Firstin
 First out :先入れ先出し)メモリ装置に
関し、更に詳しくは、データの取り出し時間を短縮させ
るようにしたFIFOメそり装置の改善に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention provides a synchronous first-in, first-out memory device with a shift register configuration, that is, a F I F O (First In First Out) memory device.
The present invention relates to a first out (first in, first out) memory device, and more particularly to an improvement in a FIFO memory device that reduces data retrieval time.

〈従来の技術〉 FIFOメモリ装置は、2つの異なるデータ転送速度を
持つ回路間で、DMA (ダイレクト・メモリ・アクセ
ス)によるデータ転送を行うような場合、データ転送の
パフォーマンスを向上させることを目的として、しばし
ば使用されるもので、同期式と、非同期式とがある。
<Prior art> FIFO memory devices are used for the purpose of improving data transfer performance when data is transferred using DMA (direct memory access) between circuits with two different data transfer speeds. , which are often used, include synchronous and asynchronous methods.

第4図は、同期式のFIFOメモリ装置の一例を示す構
成ブロック図である。このメモリ装置は、デュアルポー
1・を利用したFIFOてあって、基本的に1つのRA
M45を2つのポート4]42(人)jポートと出力ポ
ート)から、交互にアクセスする構成となっている。こ
の場合、調停回路により優先度の高い方のポートに接続
されたハスか、セレクタ44により選択され、RAM4
5側のハスに接続され、RA Mとのアクセスが行われ
るように構成されている。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a synchronous FIFO memory device. This memory device is a FIFO using dual port 1, and is basically one RA.
The configuration is such that the M45 is accessed alternately from the two ports 4]42 (person) j port and the output port. In this case, the selector 44 selects the hash connected to the port with higher priority by the arbitration circuit, and the RAM 4
It is connected to the lotus on the 5 side and is configured to access the RAM.

第5図は、非同期式のFIFOメモリ装置の例を示す構
成ブロック図である。このメモリ装置は、エラシトリカ
型のフリップフロップ(いわゆるD形フリップフロップ
)を用いた回路5コ、52.53・・を直列接続して構
成される。そして、各回路は、前段からのクロックによ
り起動されるが、内部には遅延回路か設けられていて、
そこでクロックを遅延して次段へ出力するようになって
いる。これにより、全体としては、シフトレジスタのよ
うな機能を行い、データがフリップフロップ上を流れて
行く。この場合、入力と出力とは、完全に非同期上なっ
ている。
FIG. 5 is a configuration block diagram showing an example of an asynchronous FIFO memory device. This memory device is constructed by connecting in series five circuits 52, 53, . Each circuit is activated by the clock from the previous stage, but a delay circuit is installed inside.
Therefore, the clock is delayed and output to the next stage. As a result, the entire device functions like a shift register, and data flows through the flip-flops. In this case, input and output are completely asynchronous.

〈発明か解決しようとする課題〉 この様な構成の従来のFIFOメモリ装置を、前述した
回路間のデータ転送に用いる場合、以下のような問題点
がある。
<Problems to be Solved by the Invention> When a conventional FIFO memory device having such a configuration is used for data transfer between the circuits described above, there are the following problems.

すなわち、同期式FIFOメモリは、基本的にRA P
vlを用いているために容量を大きくてきる利点かある
か、RAMに対するアクセスが調停回路により、人力お
よび出力ポートのどちらか一方しか使用できないので、
高速なレスポンスに対応できない。
In other words, synchronous FIFO memory is basically RAP
Is there an advantage in increasing the capacity because vl is used? Access to RAM is controlled by an arbitration circuit, so only one of the human input and output ports can be used.
Cannot handle high-speed response.

他方、非同期式のFIFOメモリは、高速なアクセスは
可能であるか、反面り形フリップフロップの紹み合わせ
のためにメモリ容量を増大しにくいこと、および内部遅
延を利用しているためにグリッジ(ヒゲ)が発生したり
、回路の検証のためのシミュレーションが困難であると
いう問題があった。
On the other hand, asynchronous FIFO memory does not allow high-speed access, but it is difficult to increase the memory capacity due to the introduction of flip-flops, and it is prone to glitches (because it uses internal delays). However, there were problems such as the occurrence of hairs (whiskers) and difficulty in conducting simulations for circuit verification.

本発明は、これらの点に鑑みてなされたもので、異なる
データ転送速度を持つ回路間のデータ転送を安定な動作
で、かつデータ取り出し時間を短縮し、高速なレスポン
スに対応できるFIFOメそり装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of these points, and provides a FIFO mesori device that can perform stable data transfer between circuits with different data transfer speeds, shorten data retrieval time, and support high-speed response. The purpose is to provide

く課題を解決するだめの手段〉 第1図は、本発明のFIFOメモリ装置の原理的なブロ
ック図である。図において、11..1.213・・・
は複数のデータレジスタ群、4はデータを外部に出力す
るバス構成のデータラインで、複数のデータレジスタ群
と平行して配列されている。
Means for Solving the Problems> FIG. 1 is a basic block diagram of the FIFO memory device of the present invention. In the figure, 11. .. 1.213...
Reference numeral 4 indicates a plurality of data register groups, and 4 indicates a data line having a bus configuration for outputting data to the outside, and is arranged in parallel with the plurality of data register groups.

31.32.33・・は各データレジスタ1】、12.
13・・からのシフトデータをデータライン4に出ツノ
する複数のゲートである。
31, 32, 33... are each data register 1], 12.
A plurality of gates output shift data from 13, . . . to data line 4.

21.22.23・・・は各データレジスタに対してデ
ータをシフトさせるだめの同期クロックINCLKを送
出すると共に、各ゲートを制御するケート信号GATE
を出力するレジスタ制御回路群である。
21, 22, 23... sends out the synchronized clock INCLK for shifting data to each data register, and the gate signal GATE that controls each gate.
This is a register control circuit group that outputs .

く作用〉 複数のデータレジスタ群は互いに直列に接続されFIF
Oを構成している。
Function> Multiple data register groups are connected in series to each other and FIF
It constitutes O.

レジスタ制御回路群は、データが取り込めるかどうか又
は前段のレジスタがデータを受けられるかどうかに応し
てレジスタに与える同期クロックINCLKの送出を制
御する。また同時に、レジスタのデータの有無を前段に
通知する。
The register control circuit group controls the transmission of the synchronous clock INCLK to be applied to the registers depending on whether data can be taken in or whether the register at the previous stage can receive data. At the same time, the presence or absence of data in the register is notified to the previous stage.

さらに、データを外部に出力する時、自己のレジスタに
データがありかつ前段のレジスタにデータが存在しない
場合に、対応するゲートをイネプルにし、ゲートがイネ
ーブルになったとき前段に送出すべきデータの有無を示
す信号を遮断するように制御する。
Furthermore, when outputting data to the outside, if there is data in its own register and no data exists in the previous register, the corresponding gate is enabled, and when the gate is enabled, the data to be sent to the previous stage is Control is performed to block the signal indicating the presence/absence.

これにより、データのシフトが最終段のレジスタに到達
するのを待たないで、出力すべきデータがゲートを通り
バイパスして高速に取り出すことを可能としている。
This makes it possible for the data to be output to bypass the gate and be taken out at high speed without waiting for the data shift to reach the final stage register.

〈実施例〉 以下図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は、本発明の一実施例を示す構成プロッり図であ
る。各段の構成は同一であるので、図では2段分の構成
のみ代表して示してあり、第1図の各部分と同しものに
は同一符号を付しである。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. Since the configuration of each stage is the same, only the configuration of two stages is representatively shown in the figure, and the same parts as those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

レジスタ]、1.,12としては、例えば図示するよう
にD型フリップフロップが用いられ、レジスタ制御回路
21.22から与えられるクロック■NCLKの立ち上
がりで、D入力端子に導かれている入力データを取り込
むようにしている。
register], 1. , 12, for example, a D-type flip-flop is used as shown in the figure, and the input data led to the D input terminal is taken in at the rising edge of the clock NCLK given from the register control circuits 21 and 22. .

なお、図では1ビツトのレジスタしか示していないが、
実際には入力データのビット数分だけのフリップフロッ
プ列が並列に配列され、各段のフリップフロップには、
同一のクロックINCLKが並列的に与えられて、複数
ビットが並列してシフトするようになっている。
Although the figure only shows a 1-bit register,
In reality, as many flip-flops as the number of bits of input data are arranged in parallel, and each stage of flip-flops has a
The same clock INCLK is applied in parallel so that a plurality of bits are shifted in parallel.

レジスタ制御回路21.22は同一構成である。Register control circuits 21 and 22 have the same configuration.

フリップフロップ21Aは、D入力端子に導かれている
インプットステータス信号(INPUTSTATUS)
をアンドゲート21F (インプットレディ信号(IN
PUUTREAIJY)が他の一つの人ツノとなってい
る)を介して印加されるクロックCLKの立ち上がりで
取り込む。このインプットステータス信号は、レジスタ
部に取り込まれるデータがあるか、ないかの有無を示す
信号で、外部(例えばプロセッサ)から与えられる。
Flip-flop 21A receives an input status signal (INPUTSTATUS) led to the D input terminal.
AND gate 21F (input ready signal (IN
PUUTREAIJY) is another key component). This input status signal is a signal indicating whether or not there is data to be taken into the register section, and is given from the outside (for example, a processor).

インプットステータス信号を取り込んたフリ、。Pretending to capture the input status signal.

プフロップ21AのQ出力は、ゲート2ICを介して、
それより前段のフリップフロップ22AのD入力端子に
印加される。このQ出力は、データステータス信号(D
ATASTATUS)であって、自己のレジスタ部にデ
ータがあるかないか(データの有無)を示すステータス
信号である。
The Q output of the flop 21A is passed through the gate 2IC,
It is applied to the D input terminal of the flip-flop 22A in the preceding stage. This Q output is the data status signal (D
ATASTATUS), which is a status signal indicating whether or not there is data in its own register section (presence or absence of data).

オアゲート2]Gは、フリップフロップ21Aの反転出
力Qと、前段のオアゲート22Gの出力(LOAD信号
・前段がデータ取り込み可能状態であることを示す信号
で、FIFOの出力側ではデータを取り出すストローブ
信号である)との論理和をとっている。この最終段の論
理和信号は、インプットレディ信号(I NPUUTR
EADY)として、外部のプロセッサへ送られる。
OR gate 2] G is the inverted output Q of the flip-flop 21A and the output of the previous stage OR gate 22G (LOAD signal, a signal indicating that the previous stage is ready to take in data. On the output side of the FIFO, it is a strobe signal to take out data. ). This final stage OR signal is an input ready signal (INPUUTR).
EADY) to an external processor.

アンドゲート21. Dは、FIFOからデータを取り
出す時に人力されるロード信号(LOAD)と、自己の
レジスタ部にデータが有ることを示すQ出力のデータス
テータス信号(DATASTATUS)と、前段のレジ
スタ部にデータが存在しないことを示すアンドゲート2
2Eからの信号を入力し、ゲート31を制御するゲート
信号(GATE)を出力する。
ANDGATE 21. D is the load signal (LOAD) that is input manually when extracting data from the FIFO, the data status signal (DATASTATUS) output from Q that indicates that there is data in its own register, and the data that is not present in the previous stage register. And gate 2 that shows that
It inputs the signal from 2E and outputs a gate signal (GATE) that controls the gate 31.

アンドゲート21Cは、ゲート信号(GATE)がイネ
ーブルになったとき、前段に送出すべきデータの有無を
示すデータステータス信号を遮断するためのものてあり
、オアゲート21Bは、自己のレジスタ部にデータがあ
るかまたは自己より後段のレジスタにデータがあること
を示すアウトプットレディ信号(OUTPUTREAD
Y)を作るためのものである。
The AND gate 21C is provided to cut off a data status signal indicating the presence or absence of data to be sent to the previous stage when the gate signal (GATE) is enabled. Output ready signal (OUTPUTREAD
Y).

このように構成した装置の動作を説明すれば、以下の通
りである。
The operation of the device configured as described above will be explained as follows.

第3図はその動作を示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing the operation.

FIFOにデータを入力する場合、クロック(CLK)
に同期させてデータ(DATA I N)と、インプッ
トステータス信号(INPUTSTATUS)を入力す
る。
When inputting data to FIFO, clock (CLK)
Data (DATA IN) and input status signal (INPUTSTATUS) are input in synchronization with the .

この時、n段目ではレジスタ制御回路から、このインプ
ットステータス信号により、データを取り込むためのク
ロック(INCLK)が出力される。また、インプット
ステータス信号(INPUTSTATUS)自身も、ク
ロック(a)の立ち上がりでn段目にデータステータス
信号(INSTSn)として出力される。
At this time, in the n-th stage, the register control circuit outputs a clock (INCLK) for taking in data based on this input status signal. Further, the input status signal (INPUTSTATUS) itself is output as a data status signal (INSTSn) at the nth stage at the rising edge of the clock (a).

最初のデータか取り込まれると、(b)に示すように、
出力部に対してアウトプットレディ信号(OUTPUT
READY)が出力される。出ノj部では、このアウト
プットレディ信号を受けて、ロード信号LOADを(C
)に示すように入力させ、データを取り出す。この場合
、FIFO内の先頭のデータが出力部に出ツノされるが
、先頭のデータに対するデータステータス信号(INS
TS)は、ロード信号によってゲート21Dで遮断され
、クロック(CLK)の立ち上がりで、(d)に示すよ
うにデータは無い状態になる。
When the first data is imported, as shown in (b),
Output ready signal (OUTPUT
READY) is output. The output section J receives this output ready signal and outputs the load signal LOAD (C
) and extract the data. In this case, the first data in the FIFO is output to the output section, but the data status signal (INS) for the first data is
TS) is cut off by the gate 21D by the load signal, and at the rising edge of the clock (CLK), there is no data as shown in (d).

ロード信号が人力されていないとき、FIFOにデータ
が存在していれば、そのままクロック(INCLK)に
よりシフトされて行く。
When the load signal is not input manually, if data exists in the FIFO, it is shifted as is by the clock (INCLK).

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明は、データのシフト
が最終段のレジスタに到達するのを待たないで、出力す
べきデータかゲートおよびデータラインを通ってバイパ
スして取り出すことができるように構成したものである
。従って、これまでFIFOにデータが書き込まれて取
り出すまでの待ち時間が、クロックCLKの周波数とF
IFOの段数に比例していたのが、FIFOの段数に関
係なくデータが書き込まれれば直ぐに取り出すことがで
き、高速なレスポンスに対応できるFIFOメそり装置
を提供できる。
<Effects of the Invention> As explained in detail above, the present invention allows data to be output to be bypassed through gates and data lines and retrieved without waiting for the data shift to reach the final stage register. It is configured so that it can be done. Therefore, until now, the waiting time from when data is written to the FIFO to when it is taken out depends on the frequency of the clock CLK and F
Although the data was proportional to the number of IFO stages, once data is written, it can be retrieved immediately regardless of the number of FIFO stages, and it is possible to provide a FIFO mesori device that can handle high-speed response.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のFIFOメモリ装置の原理的なブロッ
ク図、 第2図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、 第3図はその動作を示すタイムチャート、第4図は同期
式のFIFOメモリ装置の一例を示す構成ブロック図、 第5図は、非同期式のFIFOメモリ装置の一例を示す
構成ブロック図である。 11.12.13・・・データレジスタ群21.22.
23・・・レジスタ制御回路群31.32.33・・・
ゲート 4・・・データライン 21A、22A・・・フリップフロップ21B、22B
・・・オアゲート 2IC,22C・・・アンドゲート 21D、22D・・・アンドゲート 21E、22E・・・アンドゲート
Fig. 1 is a basic block diagram of the FIFO memory device of the present invention, Fig. 2 is a configuration block diagram showing an embodiment of the invention, Fig. 3 is a time chart showing its operation, and Fig. 4 is a synchronous type. FIG. 5 is a block diagram showing an example of an asynchronous FIFO memory device. 11.12.13...Data register group 21.22.
23...Register control circuit group 31.32.33...
Gate 4...Data lines 21A, 22A...Flip-flops 21B, 22B
...Or gate 2IC, 22C...And gate 21D, 22D...And gate 21E, 22E...And gate

Claims (1)

【特許請求の範囲】 複数のレジスタを直列に接続したデータレジスタ群と、 データを外部に出力するバス構成のデータラインと、 各レジスタからのシフトデータを前記データラインに出
力する複数のゲートと、 前記各レジスタに対してデータをシフトさせるための同
期クロックを送出すると共に、前記各ゲートを制御する
ゲート信号を出力するレジスタ制御回路群とを備え、 前記レジスタ制御回路群は、データが取り込めるかどう
か又は前段のレジスタがデータを受けられるかどうかに
応じてレジスタに与える同期クロックの送出を制御する
と同時に、レジスタのデータの有無を前段に通知すると
共に、 データを外部に出力する時、自己のレジスタにデータが
ありかつ前段のレジスタにデータが存在しない場合に前
記対応するゲートをイネーブルにし、ゲートがイネーブ
ルになったとき前段に送出すべきデータの有無を示す信
号を遮断するように制御することを特徴とする先入れ先
出しメモリ装置。
[Claims] A data register group in which a plurality of registers are connected in series, a data line having a bus configuration that outputs data to the outside, and a plurality of gates that output shift data from each register to the data line; A register control circuit group that sends out a synchronized clock for shifting data to each of the registers and outputs a gate signal that controls each of the gates, and the register control circuit group determines whether data can be taken in or not. Alternatively, it controls the sending of a synchronous clock to a register depending on whether the register in the previous stage can receive data, and at the same time notifies the previous stage of the presence or absence of data in the register, and when outputting data to the outside, it controls the sending of a synchronous clock to the register. The control is characterized in that when there is data and there is no data in the register at the previous stage, the corresponding gate is enabled, and when the gate is enabled, a signal indicating the presence or absence of data to be sent to the previous stage is cut off. A first-in, first-out memory device.
JP2257715A 1990-09-27 1990-09-27 First-in first-out memory device Pending JPH04134785A (en)

Priority Applications (1)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002150763A (en) * 2000-11-06 2002-05-24 Naltec Inc Memory device and its control method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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