JPH04263342A - メモリアクセス装置 - Google Patents

メモリアクセス装置

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JPH04263342A
JPH04263342A JP3290763A JP29076391A JPH04263342A JP H04263342 A JPH04263342 A JP H04263342A JP 3290763 A JP3290763 A JP 3290763A JP 29076391 A JP29076391 A JP 29076391A JP H04263342 A JPH04263342 A JP H04263342A
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リーフ・ジョージェン・ソーレンセン
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    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/36Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the display of a graphic pattern, e.g. using an all-points-addressable [APA] memory
    • G09G5/39Control of the bit-mapped memory

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  • Image Input (AREA)
  • Memory System (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはマイクロプ
ロセッサ分野及びそれらのRAMの使用、並びに特にグ
ラフィクスプロセッサによりグラフィクスプリミティブ
情報及びプログラム実行情報をRAM内から読みだした
り、RAM内へ書き込むことに関連する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】研究者が表示画面上で種々
のタイプのデータを研究や観察することができるコンピ
ュータグラフィクス製品が現在利用可能である。このよ
うなグラフィクスシステムは、通常、種々のラッチ、バ
ッファ及びトランシーバ同様いくつかの種類のメモリと
の組み合せや、種々のラッチ、バッファ及びトランシー
バと連携したグラフィクスプロセッサ(GPU)を組み
込んでいる。グラフィクスシステムは、一般には、ホス
トプロセッサと関連して使用される。ホストプロセッサ
は「生データ」を発生し、グラフィクスプロセッサがこ
のデータを表示のために望ましいビデオフォーマットに
変換する。
【0003】そのようなシステムの1つが、アメリカ合
衆国テキサス州DallasのTexas Instr
uments Corporationにより製造及び
販売されているTMS34020グラフィクスプロセッ
サに関して開発された。そのグラフィクスディスプレイ
システムにおいて、GPUはラッチ動作をするトランシ
ーバ及びバッファを通じて、別々に設けられたビデオメ
モリ、ダイナミックプログラムメモリ及びスタティック
インタフェースメモリへ接続される。 ビデオメモリはGPUより生成されるディスプレイ情報
を並列に受信するために配置された一連のRAMを含む
。ビデオメモリ内に記憶されたデータは、直列レジスタ
により直列形式とされ、いわゆるパレットデバイスによ
って操作されてから、ビデオ装置へ送り出すための最終
準備に付される。プログラムメモリは、一連のランダム
アクセスメモリ(DRAM)チップを含むものとして記
述される。プログラムメモリは線形アドレシング用に設
計され、他方、ビデオメモリはx−yアドレシング可能
に設計される。プログラムメモリはプログラム実行情報
用に設けられる。
【0004】そのようなグラフィクスディスプレイシス
テムでの問題は、複数のメモリが異なるアドレスフォー
マットを持つ情報のために複数のメモリが提供されるの
みならず、通常、VRAMメモリの多くの部分が浪費さ
れるということである。本明細書で使用する際には、「
ディスプレイメモリ」という言葉はメモリの内のディス
プレイタイプの情報を記憶するために使用されるメモリ
のことを言い、「画面外メモリ」とはビデオメモリ中の
メモリの内のディスプレイ情報を含まない部分のことを
言うために使用される。ピクセル当り8ビットを使用す
る1280×1024の分解能のディスプレイについて
先ず考えてみよう。このようなディスプレイは、x−y
アドレス可能ブロック内にディスプレイ情報を記憶する
ためにほとんどの場合2MバイトのVRAMを使用する
。このようなビデオメモリでは約0.75Mバイトのむ
だな画面外メモリができてしまう。以前には、このよう
な画面外メモリはフォント記憶、長方形blits等の
x−yアドレスを使用する途用に用いられた。その結果
、複数のメモリを上述のようにしてできたむだな画面外
と一緒に使用することは非効率的でありかつコストが高
く付く。さらに、プログラムメモリにDRAMを使用す
ることは、例えばマルチプレクスアドレスの使用のよう
に、それ自身の困難さを免れない。例えば、P. Ho
rowitz, et al.、The Art of
 Electronics(電子技術)(第2版)、N
ew York、Press Syndicate o
f the University of Cambr
idge、1989年、p.813−816を参照のこ
と。
【0005】未使用メモリが最後のピクセルの次のアド
レスから始まる連続領域となる,途中ライン再ロード(
midline reload)機能を持つことにより
、TMS34020はいわゆる充填ピクセルアレイ方式
(packed pixel array schem
e)をサポートする。このような方式を使用することに
より、その残りのメモリを他の目的のために使用可能で
ある。残念ながら、このような使い方をすると、いくつ
かの問題が発生する可能性がある。スクリーンピッチが
2の累乗でない場合には、グラフィクス性能に関して大
きな犠牲を払う必要がある。例えば、スクリーンピッチ
が1280の場合、パックピクセルアレイ方式を採用す
るとスピード性能が33%低下する。スクリーンピッチ
を各々2の累乗である2つの数の合計の形(例えば、1
280=1024+256)で表現できない場合は、ス
ピード性能はもっと劣化する。さらに、パックピクセル
アレイ方式は、ビデオメモリの未使用部分をシステムメ
モリとアドレスが連続になるようにするためのメカニズ
ムを提供しない。
【0006】
【発明の目的】本発明の目的は、グラフィクスシステム
等において、広範なアドレスフォーマットに対してメモ
リ使用率を最大にすることができるようにすることにあ
る。
【0007】
【発明の概要】第1及び第2のアドレスフォーマットで
情報を読み書きするプロセッサによる読み/書き操作に
おいて使用される方法及び装置によって本発明の利点が
実現される。この方法及び装置は、第1のアドレスフォ
ーマットで記憶される情報を含んでいないメモリ片(m
emory fragment)をある前以て決められ
たやり方に従って再写像する(remap)ためのメモ
リ及びメモリマッパを含んでいる。従って、メモリ片は
プロセッサが第2のアドレスフォーマットで情報を読み
書きするためにアクセス可能である。このような再写像
操作を行うことにより、これらのメモリ片は論理的には
連続しているように見える。好ましい実施例においては
、第1のアドレスフォーマットはx−yアドレスフォー
マットであり、第2のアドレスフォーマットは線形アド
レシングを行うフォーマットである。別の実施例では、
第2のアドレスフォーマットで情報を読み書きするため
に第2のメモリを使用することが開示される。後者の実
施例においては、メモリマッパはメモリ片が上記の第2
のメモリと論理的に連続して見えるようにメモリ片を再
写像する。本発明は、特にグラフィクスプロセッサシス
テムと共に使用することができる。このようなシステム
では、メモリマッパはプログラマブルアレイ論理デバイ
ス(PAL)であり、メモリはVRAMメモリである。 ある状況では、第1の情報信号が物理的に連続したロケ
ーション内に記憶されるように、メモリの内の情報が第
1のアドレスフォーマットで記憶される部分を再写像す
ることが望ましい。
【0008】
【発明の実施例】その全体を40で指示する新規なグラ
フィクスシステムを図1に示す。グラフィクスシステム
40は、グラフィクスプロセッサ(GPU)42、PA
L44及びメモリ46を含むものとして図示されている
。好ましい実施例においては、GPU42はTMS34
020グラフィクスプロセッサであり、PAL44はP
AL20L8タイプ等のタイプのPALを1つまたは複
数個含む。また好ましい実施例においては、メモリ46
は2k×1k×8のアレイに配置された16個の1Mバ
イトVRAMを含む。
【0009】GPU42は種々のアドレスフォーマット
(例えば、x−yアドレス可能フォーマット及びリニア
アドレス可能なフォーマット)で情報の読み書きを行な
うことに注意されたい。GPU42が情報を読み書きす
るためにリニアアドレシング可能なフォーマットでメモ
リ片をアクセスできるようにするために、メモリ46の
内の情報がx−yアドレスフォーマットで記憶される情
報を含まないメモリ片を前以て定められたやり方に従っ
て再写像することがPAL44の目的である。GPU4
2から出力される信号のアドレス部分の変換または再編
成によりこのような再写像が実現される。図2ないし図
17を参照しながらもっと詳細に説明する結果を実現す
るために任意の既知の方法でプログラムされるPAL4
4を使用することにより、このような変換が実現される
。以下に述べる結果を実現することができるようにPA
L44をプログラムすることにより、PAL44はx−
yアドレス可能フォーマットで記憶される情報を含まな
いメモリ片を再写像して、これらのメモリ片が論理的に
は連続に見えるようにする。換言すれば、再写像の結果
、メモリ46の一部分が線形にアドレス可能となる。
【0010】ある状況下では、第2のメモリ48を設け
ることが望ましい場合がある。このような第2のメモリ
はDRAMデバイスを含んでいてよい。そのような状況
においては、メモリ46内のメモリ片がメモリ48と論
理的に連続的に見えるように再写像されるように本発明
は動作する。
【0011】図2には、メモリ46中の表示情報(つま
り表示VRAM)の物理アドレスマッピングのための変
換チャートが示されている。このチャートを検討すれば
、本発明の目標は、使用可能なメモリ片を集め、GPU
42からは1つの大きな連続線形メモリスーペスと見え
るように、それらメモリ片を実効的に既存の線形メモリ
上にパックすることであることがわかるだろう。メモリ
46中のVRAMの内の表示エリアへ直接マッピングさ
れる部分は、以下では表示VRAMメモリと呼ぶ。ほぼ
すべての場合においては、このメモリマッピングは従来
方式で行われる。その主にはTMS34020がメモリ
参照を行う場合のように、x−yアドレスで行われる。 図2に示すように、アドレスビット位置0から18はT
MS34020のアドレスラインLAD23ないしLA
D5に等価である。「LAD」がローカルアドレスデー
タ(Local Address Data)を意味す
ることが理解されるであろう。また、RAdd及びCA
ddが各々行アドレス及び列アドレスを意味することも
理解されるであろう。メモリ46を構成するVRAMデ
バイスは、RAdd及びCAddとして表わされるビッ
トで物理的にアドレスされる。この目的のために、PA
L44はGPU42により生成される32ビットワード
のアドレス部分を再写像している。図1で示すように、
PAL44はコントロールレジスタ(図示せず)からの
2つの信号を50及び52で受信する。このコントロー
ルレジスタはホストコントローラまたはGPU42のい
ずれかにより制御可能である。50で受信される信号は
、ディスプレイのサイズに関するコントロールレジスタ
からの指示である。以下で示す例において、ディスプレ
イは以下の4つのいずれかのサイズを取ることができる
。すなわち、1024×768×4、1024×768
×8、1280×1024×4、1280×1024×
8である。52で受信される信号はメモリ48中の使用
可能なメモリ量を示す。図2から図17を用いた説明の
ため、メモリ48中にはメモリスペースがなにもないと
仮定する。
【0012】図3に示すように、情報は1024×76
8×8の大きさに設定された表示を行うようにメモリ4
6内に記憶される。TMS34020について使用され
る図2の変換チャートにより、ディスプレイメモリ、つ
まり偶数番走査ライン及び奇数番走査ラインが相互に連
続していることがわかる。換言すれば、メモリの未使用
部分であるメモリ片は物理的に連続している。
【0013】これはダブルバッファリング方式で使用さ
れるスタック1に対しても成立する。図4に示す例では
、ディスプレイは1024×768×4の大きさに設定
されており、これもまた表示VRAMスペースの単純な
論理写像となる。換言すれば、図3及び4に示す表示V
RAMスペース(クロスハッチングのかかっていない部
分)は、図2に示す変換チャートを使用しているGPU
42から見えるように表示VRAMスペースが収容され
る。
【0014】図5には、1280×1024×8の大き
さに設定された表示のために、PAL44が表示VRA
Mのマッピングを行うことに関して使用される変換チャ
ートが示されている。このような変換チャートを用いる
ことにより、図6に示すような態様での表示VRAMの
記憶が行なわれる。例えば1024のピッチ及びピクセ
ル当り4ビットのモードを有するディスプレイエリアに
対しGPU42が情報を記憶したいというような例にお
いては、画面外メモリが分断される。すなわち、図7に
示すように物理的に不連続となる。そのような物理的に
非連続なメモリ片は、再写像を行なうのが一層困難とな
る。従って、VRAMの内の情報がx−yアドレスフォ
ーマットで記憶されるべき部分に対して更に再変換を行
って、そのような情報が物理的に連続なロケーションに
記憶されるようにすることが望ましい。このような再変
換は、画面外メモリをアクセスする場合にページモード
を使用するために必要となる。換言すれば、図8に示す
態様で表示VRAM内に情報を記憶することが望ましい
【0015】この目的のため、表示VRAMを再写像し
て図8に示す結果を得るために使用する変換チャートを
図9に示す。図9の変換チャートにおいて、列アドレス
ビットのうちのあるものが変換される。そのような変換
は、図10に示す関数表に従って実行される。従って、
取り上げた4つのディスプレイサイズに対し、PAL4
4が使用する方程式が以下のように設計されることがわ
かるだろう:1024×768モードまたは1280×
1024×8モードのいずれかで動作する場合、表示V
RAM用にGPU42が生成するアドレスはそのままで
通過する;一方、1280×1024×4モードで動作
する場合、GPU42が生成する信号のアドレス部分は
図4内で示す関数表によって再写像され、ここでは列ア
ドレス入力の内の上位4ビットが変更される。以下の例
について考えてみよう。GPU42がアドレスビット位
置8、7、6及び5に対して生成したビット値がそれぞ
れ1000である場合、PAL44はこの列アドレス部
分をそれぞれ0101となるように再写像する。この再
写像処理の結果、画面外VRAMは物理的に連続するよ
うになる。従って、本発明の目標は、過剰なVRAMつ
まり画面外VRAMを再写像して、GPU42が線形ア
ドレススペースとして使用可能とすることである。再写
像されたそのような画面外VRAMメモリは、プログラ
ム実行情報の記憶等の任意の線形アドレスフォーマット
用に使用することができる。
【0016】メモリ46に含まれていて画面外VRAM
を構成するメモリ片を再変換してGPU42が線形アド
レスフォーマットの情報のために画面外VRAMをアク
セスできるようにするため、情報信号のアドレス部分を
変換するのに使用する変換チャートを図11に示す。こ
の変換を行うという目的のために、列アドレス全体及び
行アドレスビット位置0から14までをそのまま通過さ
せる一方、アドレスビット位置15、16、17及び1
8が図14に示す2つの表のどちらかに従ってデコード
される。どの表を使用するかは、ディスプレイが102
4×768×8または1024×768×4ディスプレ
イのどちらの大きさに設定されているかに依存する。換
言すれば、図12に示す画面外VRAMを再写像するた
めには、図14の表の内のアドレスビット位置15を変
更しない方(つまり左側の表)を使用する。ビット位置
18、17及び16がそれぞれ110と表わされる例を
考えてみよう。そのような状況では、PAL44はこれ
らのビット位置をそれぞれ111となるように再写像す
る。図13に図示されている画面外VRAMについては
、同様な再写像が行われるが、この場合はアドレスビッ
ト位置15も変更される(つまり、図14中の右側の表
が使用される)。なお、表中の×はデコード方程式を単
純化するためのdon’t care状態を示す。また
、右側の表で、ダブルバッファリングを行わない場合に
はアドレスビット位置「スタック」については「スタッ
クa」として示されている方を使用し、ダブルバッファ
リングを行う場合は「スタックb」の方を使用する。左
側の表を使用する際には、何れの場合でも「スタック」
と書かれたものを使用する。また、これらの表を使用す
る場合において、RAdd6〜0は実際には(A2 A
1A0 A5 A4 A3)とマッピングされる。図1
2及び図13においては、DRAMメモリ48の存在に
よるオフセット(後述)はないものと仮定されており、
更に各々の図の左側にはダブルバッファリングを行わな
い場合の画面外メモリの論理アドレスを、また右側には
ダブルバッファリングを行う場合の画面外メモリの論理
アドレスを示す。
【0017】PAL44内で行われる再写像はプログラ
マやGPU42からは見えないことに再び注意されたい
。GPU42に関する限り、画面外メモリはメモリ48
等の任意の他のローカルメモリあるいはDRAMメモリ
と連続した線形アドレススペースである。図11ないし
図17においては、DRAMメモリが存在しないと仮定
していることにも注意されたい。
【0018】図15には,ディスプレイが1280×1
024×4または1280×1024×8の表示の何れ
かの大きさに設定されている場合にGPU42が生成す
る信号のアドレス部分を変換するために使用される変換
チャートを示す。アドレスビット位置15ないし18を
使用して画面外VRAMを再写像することに再び注意さ
れたい。しかしながら、図15の変換チャートでは、与
えられたアドレスのビット位置0から5が列アドレスビ
ットの内の先頭の6ビットとして使用され、他方、ビッ
ト位置6から14は8つの行アドレスビット位置用に使
用されることをここで注意されたい。ビット位置15、
16及び17は列アドレスの残りの3ビット分を与える
ために使用される。アドレスビット位置15、16、1
7及び18に現われる情報は、図17で示される表に従
って変換される。図17に示される表を使用することに
より、情報は図16に示すように記憶される。ここで、
図16の左側には表示の大きさの設定が1280×10
24×4の場合の画面外メモリの論理アドレスを示し、
右側には1280×1024×8の場合あるいは128
0×1024×4であってかつダブルバッファリングを
行っている場合の画面外メモリの論理アドレスを示す。 なお、何れの場合もDRAMオフセットはかかっていな
いものとする。
【0019】DRAMメモリ48が全く使用できないと
する代わりに、今度は1MバイトのローカルDRAMが
使用可能である場合を考えてみよう。そのような状況に
おいては、画面外VRAMはそのロケーションがメモリ
48と物理的に連続であるようにアドレス付けされる。 再写像される画面外VRAMの先頭のロケーションに、
使用可能なDRAMメモリ量のオフセットをかけること
により、このようなアドレス付けが実現可能である。も
し1MバイトのローカルDRAMメモリが使用できる場
合は、画面外VRAMメモリの一番上の部分は0xFF
FFFFFFではなく0xFF7FFFFFとなる(0
x〜は16進数を表現する)。このような変換を行うこ
とにより、GPU42からはVRAM46の画面外VR
AMに相当する部分なのか、それとも他のローカルメモ
リなのかを区別することなく、単一の連続空間として線
形なメモリ空間を使用することができるので、ソフトウ
エアから線形なメモリ空間を使用し易くなる。
【0020】すべての構成において、スタック0中の画
面外VRAMメモリを全部使用してから初めてスタック
1中のものを使用するという点を注意しておく。このよ
うにすることが望ましいのは、スタック1は一般的にオ
プションであり、ある種のグラフィクスシステムでは存
在しない可能性があるからである。
【0021】本発明が特定の実施例に関して説明・図示
されているが、当業者には、上で説明しまた特許請求の
範囲で提示した本発明の原理から逸脱することなしに、
多様な変更及び修正を行うことができることがわかるで
あろう。
【0022】
【効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、
簡単な構成を用いてグラフィクスシステム等のメモリの
管理を効率化・高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す概略ブロック図。
【図2】本発明の実施例における変換チャートを示す図
【図3】VRAMメモリ中の表示VRAMの領域を示す
図。
【図4】VRAMメモリ中の表示VRAMの領域を示す
図。
【図5】本発明の実施例における変換チャートを示す図
【図6】VRAMメモリ中の表示VRAMの領域を示す
図。
【図7】VRAMメモリ中の表示VRAMの領域を示す
図。
【図8】VRAMメモリ中の表示VRAMの領域を示す
図。
【図9】本発明の実施例における変換チャートを示す図
【図10】変換表を示す図。
【図11】本発明の実施例における変換チャートを示す
図。
【図12】VRAMメモリ中の画面外メモリの変換を示
す図。
【図13】VRAMメモリ中の画面外メモリの変換を示
す図。
【図14】変換表を示す図。
【図15】本発明の実施例における変換チャートを示す
図。
【図16】VRAMメモリ中の画面外メモリの変換を示
す図。
【図17】変換表を示す図。
【符号の説明】
40:グラフィクスシステム 42:GPU 44:PAL 46:VRAMメモリ 48:DRAMメモリ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1及び第2のフォーマットのアドレスを
    用いて書き込み/読み出しが行われるメモリアクセス装
    置において、メモリと、前記メモリに接続され前記アド
    レスが与えられるメモリマッパを設け、前記メモリマッ
    パは前記メモリの内の前記第1のフォーマットのアドレ
    スを用いて書き込まれていない部分をあらかじめ定めら
    れた態様で別にマッピングして、前記部分を前記第2の
    フォーマットのアドレスでアクセスできるようにしたこ
    とを特徴とするメモリアクセス装置。
  2. 【請求項2】下記の(a)ないし(c)を設けてなるグ
    ラフィクスシステム: (a)夫々ディジタルワードを含む第1及び第2の情報
    信号を生成するグラフィクスプロセッサ:前記ディジタ
    ルワードの各々はアドレス部分を有しており、前記第1
    の情報信号に関連するアドレス部分は第1のアドレスフ
    ォーマットで表されており、前記第2の情報信号に関連
    するアドレス部分は第2のアドレスフォーマットで表さ
    れている; (b)メモリ; (c)前記メモリ及び前記グラフィクスプロセッサに接
    続されたメモリマッパ:前記メモリの内の前記第1のア
    ドレスフォーマットでストアされた情報を含まない部分
    をあらかじめ定められた態様で別にマッピングして、前
    記部分を前記第2のアドレスフォーマットでアクセスで
    きるようにする。
  3. 【請求項3】メモリを第1及び第2のフォーマットのア
    ドレスでアクセスするメモリアクセス方法において、前
    記メモリの内の前記第1のアドレスフォーマットでスト
    アされた情報を含まない部分をあらかじめ定められた態
    様で別にマッピングして、前記部分を前記第2のアドレ
    スフォーマットでアクセスできるようにしたことを特徴
    とするメモリアクセス方法。
  4. 【請求項4】下記のステップ(a)及び(b)を設けて
    なるグラフィクス方法: (a)夫々ディジタルワードを含む第1及び第2の情報
    信号を生成する:前記ディジタルワードはアドレス部分
    を含み、前記第1の情報信号に関連するアドレス部分は
    第1のアドレスフォーマットで表され、前記第2の情報
    信号に関連するアドレス部分は第2のアドレスフォーマ
    ットで表される; (b)メモリ中の前記第1のアドレスフォーマットでス
    トアされた情報を含まない部分をあらかじめ定められた
    態様で別にマッピングして、前記部分を前記第2のアド
    レスフォーマットでアクセスできるようにしたことを特
    徴とするグラフィクス方法。
JP29076391A 1990-10-11 1991-10-09 メモリアクセス装置 Expired - Lifetime JP3611333B2 (ja)

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US596176 1984-04-02
US07/596,176 US5293593A (en) 1990-10-11 1990-10-11 Method and apparatus for the mapping of physically non-contiguous memory fragments to be linearly addressable

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JPH04263342A true JPH04263342A (ja) 1992-09-18
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US (1) US5293593A (ja)
EP (1) EP0480571B1 (ja)
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DE (1) DE69113384T2 (ja)

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