JPH04359335A - メモリアクセス方式 - Google Patents

メモリアクセス方式

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JPH04359335A
JPH04359335A JP13459491A JP13459491A JPH04359335A JP H04359335 A JPH04359335 A JP H04359335A JP 13459491 A JP13459491 A JP 13459491A JP 13459491 A JP13459491 A JP 13459491A JP H04359335 A JPH04359335 A JP H04359335A
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JP
Japan
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memory
bus
address
bus width
bit
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JP13459491A
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Atsushi Fujihira
藤平 淳
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、接続される装置によっ
てバス幅を変化させてデータ転送を行うデータ処理シス
テムに関する。
【0002】データ処理システムで使用されるダイレク
トメモリアクセス制御装置の中には、接続される装置の
ビット構成によって転送するバスの幅(ビット数)を変
化させ、例えば16ビットバスでの転送処理と32ビッ
トバスでの転送処理をサポートするものがある。
【0003】上記のようなダイレクトメモリアクセス制
御装置を使用して異なるバス幅に対応するように構成し
たデータ処理システムのバス幅は、接続される装置の中
で最も広いビット構成に合わせて設定されるが、これに
接続される記憶装置は通常、バス幅と同じ幅(ビット数
)をもつように構成されるため、狭いバス幅の装置を接
続してシステムを構築する場合には記憶装置に使用され
ない記憶素子が生ずることとなる。
【0004】記憶装置に上記のような非効率が生ずるこ
とを避けるために、狭いバス幅の装置の情報を記憶する
場合に使用されない記憶素子に高位のアドレスを付与し
てアクセス可能とする方法があるが、この方法はバス線
の中で本数が多く、かつ双方向の線であるデータ線の接
続を切替える必要があるため、必要なハードウェア量が
多くなるという問題がある。
【0005】このため、バス線切替えのような規模の大
きなハードウェアを必要としない簡単な構成で記憶装置
を効率的に使用できるメモリアクセス方式の出現が望ま
れている。
【0006】
【従来の技術】図6はバス幅を可変とするシステムの概
念図、図7は従来技術の構成図、図8は従来技術の他の
構成図である。
【0007】図6の(1) は図示省略されたCPUな
どが搭載されたマザーボード23とサブボード20によ
り構成されたデータ処理システムを示す。このシステム
のサブボード20の内部の処理はローカルCPU(L−
CPU)25がバス27を介してローカルメモリ(L−
MEM)26にアクセスすることにより行っている。こ
のシステムではサブボード20が外部のマザーボード2
3との間でデータ転送を行う場合、ダイレクトメモリア
クセス制御回路(以下、DMACと記す)21の制御に
より、バス24及びドライバ/レシーバ28を介してメ
モリ22とマザーボード23間でデータ転送を行う。通
常、このような構成ではマザーボード23とサブボード
20の内部処理は同一ビット数、例えば32ビットで行
われ、マザーボード23とサブボード20間のバス24
のバス幅も同じビット数で構成される。
【0008】図6の(2) はCPU35,メモリ(M
EM1,MEM2)32,36 などを搭載したボード
30と入出力装置(I/O)33からなるデータ処理シ
ステムを示す。 このシステムではCPU35はバス37を介してメモリ
36とアクセスし、必要な処理を行っているが、入出力
装置33との間でデータ転送を行う場合にはDMAC3
1の制御によりバス34及びドライバ/レシーバ38を
介してメモリ32と入出力装置33との間でデータ転送
を行う。
【0009】上記において、図6の(1) のマザーボ
ード23とサブボード20はともに32ビットの装置と
したが、16ビットCPUのマザーボードが存在する場
合には、サブボード20を32ビットCPUのマザーボ
ードと16ビットCPUのマザーボードの両方に接続で
きるものとすることが必要な場合が多い。また、図6の
(2) においても、ボード30のCPU35が32ビ
ットであるのに対して入出力装置33に32ビットのも
のと16ビットのものが存在する場合がある。
【0010】このような場合、転送する情報のビット数
に応じたバス幅を設定することによって異なるバス幅で
の転送処理、例えば32ビットバスでの転送処理と16
ビットバスでの転送処理をサポートすることができるD
MACを用いれば、32ビットの処理装置に32ビット
の装置と16ビットの装置のいずれをも接続することが
可能となる。
【0011】しかし、バス幅を異なる値に設定すること
が可能であっても、メモリはバス幅と同一ビット数で構
成するのが通常であるため、図6(1) のメモリ22
、図6(2)のメモリ32のビット幅は広いバス幅、例
えば32ビットに合わせて構成されることなる。従って
、狭いバス幅、例えば16ビットで使用する場合には使
用されない記憶素子があることになる。これを図7によ
って説明する。
【0012】図7は例えば図6(1) のメモリ22に
相当する32ビット構成のメモリが同図のバス24に相
当する32ビットのデータバスに接続されている図を示
す。メモリはそれぞれビット番号0から15までの16
ビット(IO15:0で表す) からなる2組のメモリ
素子41a, 41bにより構成され、各メモリ素子4
1a, 41bはそれぞれビット番号0から31までの
32ビット(D31:0で表す) からなるデータバス
の下位16ビット(D15:0) のバス42a と上
位16ビット(D31:16)のバス42b に接続さ
れている。
【0013】メモリのアドレスはアドレスバス43より
アドレスデコーダ44を介して32ビットを単位として
指定される。従って、16ビットバスのデータ処理シス
テムとして使用する場合には、データは下位16ビット
のメモリ素子41a のみに記憶され、上位16ビット
のメモリ素子41b は使用されないこととなり、メモ
リの使用効率が低下する。
【0014】図8はメモリの使用効率を高める構成であ
り、上位16ビットのメモリ素子51b を32ビット
のバス幅で使用するときは上位ビットのデータバス52
bに接続し、16ビットのバス幅で使用するときは下位
ビットのデータバス52a に接続するよう、バス幅切
替部55で切替える。この切替えはバス幅切替部55内
の切替制御部56が必要なドライバ/レシーバ57のみ
を動作させるように制御することによって行う。
【0015】図8の構成では、メモリのアドレスはアド
レスバス53よりアドレス制御部58を介して指定され
るが、上位ビットのメモリ素子51b はアドレスの最
上位桁(以下、AMSB と記す)とバス幅情報BUS
32の論理和(OR)出力によって動作可能状態に設定
され、下位ビットのメモリ素子51a はAMSB に
よって非動作状態に設定される。なお、BUS32は3
2ビットバスのときに“1”、16ビットバスのときに
“0”とする。
【0016】これにより、32ビットバスのときには上
位ビットのメモリ素子51b と下位ビットのメモリ素
子51a の両方が動作可能状態に設定されて32ビッ
トのデータとしてアクセスされる。また、16ビットバ
スのときには、AMSB が“0”ならば下位ビットの
メモリ素子51a が動作可能状態、上位ビットのメモ
リ素子51b が非動作状態に設定され、AMSB が
“1”ならば上位ビットの記憶素子51b が動作可能
状態、下位ビットのメモリ素子51a が非動作状態に
設定され、16ビットのデータとしてアクセスされる。
【0017】しかし、図8の構成は16ビットと32ビ
ットを切替えるために双方向のデータバス16本を切替
可能にする必要があるため、バス幅切替部55のような
切替えのためのハードウェアの規模が大きくなる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】バス幅を可変とするシ
ステムを構成する場合、従来技術によりこれを実現させ
ようとすると、狭いバス幅で使用する場合に使用されな
いメモリ素子が生じてメモリの使用効率が低下し、また
、メモリの使用効率を向上させようとすると多数のデー
タバスを切替えるためにハードウェアの規模が大きくな
るという問題が生ずる。
【0019】本発明は、簡単な構成でメモリの使用効率
が向上できるメモリアクセス方式を提供することを目的
とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の基本構成
図である。図中、1は入出力装置をメモリアドレス上に
割り当ててアドレスによりアクセスする入出力装置を特
定するメモリマップトI/O処理機能を有し、バス4に
接続されたメモリ2と装置3間のデータ転送を制御する
メモリアクセス制御部、2はビット幅が接続される装置
3の中でより狭いビット幅に合わせて構成されたメモリ
、3はバス4に接続されて前記メモリ2との間でデータ
転送が行われる装置、4はメモリ2と装置3間のデータ
を転送するバス、4aはバス4の中でデータの下位ビッ
トを転送するデータバス、4bは同じくデータの上位ビ
ットを転送するデータバス、4cは同じくアドレスバス
、5は前記メモリアクセス制御部1に設けられ、メモリ
アクセス制御部1が接続される装置3のビット幅に応じ
たバス幅でデータ転送を行う場合にメモリマップトI/
O処理の実行の要否を選択設定するメモリアクセス方法
選択部である。
【0021】また、6は接続される装置3のビット幅に
応じたバス幅情報を前記メモリアクセス方法選択部5に
供給して前記メモリマップトI/O処理実行の要否を選
択せしめるバス幅設定手段、7は前記バス幅設定手段6
より送出される前記バス幅情報に応じてアドレスバス4
c上のアドレス情報を変換してメモリに送出するアドレ
ス変換手段である。
【0022】
【作用】図1においては、メモリ2はバス3に接続され
るデータ転送相手の装置3の中でより狭いビット構成を
もつ装置に適合するバス幅、即ち、下位のデータバス4
aのバス幅に合わせたビット数で構成されている。この
ため、メモリ2は装置3が狭いバス幅の場合もこれと同
一ビット数の構成となるため、使用されないビットが生
ずることがない。
【0023】一方、メモリアクセス制御部1は、入出力
装置をメモリアドレス上に割り当ててアドレスによりア
クセスする入出力装置を特定するメモリマップトI/O
処理機能を有しており、メモリアクセス方法選択部5に
よりこのメモリマップトI/O処理機能を使用するか否
かを選択する。メモリマップトI/O処理機能を使用す
る選択を行えば、データバス4a,4bを加えた広いバ
ス幅をもつ装置3と、狭いバス幅のビット数で構成され
ているメモリ2、言い換えれば下位のデータバス4aの
みに接続されたメモリ2との間でデータ転送を行わせる
ことができる。
【0024】装置3が狭いバス幅、即ち、下位データバ
ス4aのバス幅をもつ場合はメモリマップトI/O処理
機能を使用することなく、同一バス幅のメモリ2との間
でデータ転送が可能である。
【0025】データ転送を広いバス幅で行うか、狭いバ
ス幅で行うかは接続される装置3によって決まるため、
バス幅設定手段6に装置3のビット幅に応じたバス幅情
報を設定し、メモリアクセス制御部1のメモリアクセス
方法選択部5とアドレス変換手段6に該バス幅情報を送
る。このバス幅情報によりメモリアクセス方法選択部5
にメモリマップトI/O処理機能を使用するか否かを選
択設定させる。
【0026】また、バス幅によってメモリアクセス制御
部1よりメモリ2に送出されるアドレス情報を変える必
要があるが、前記バス幅設定手段6よりのバス幅情報を
受信したアドレス変換手段7がアドレスバス4cよりの
アドレス情報を変換して記憶装置2に送出する。
【0027】以上のように、本発明ではビット構成の異
なるデータをバス幅を変化させて転送するデータ処理シ
ステムのメモリを狭いバス幅のビット数で構成するため
、狭いバス幅でデータ転送する場合にもメモリ内に遊休
素子が生ずることがなく、メモリの使用効率を向上する
ことができる。また、このメモリの使用効率向上にはバ
スの切替えを伴わないため、大規模なハードウェアは必
要としない。
【0028】
【実施例】図2及び図3は本発明の実施例のアドレス割
付け図、図4は本発明の実施例のアドレス変換部構成図
、図5はアドレス空間説明図である。
【0029】図中、11はメモリを構成するメモリ素子
の一部、12は図示省略されたメモリアクセス制御部に
接続されるアドレスバスの一部である。以下に説明する
本発明の実施例は図1の構成を前提とするため図1を併
用して説明する。なお、図6は本発明を適用するシステ
ムの例でもあるので図1と図6を対照させると、図1の
メモリアクセス制御部1が図6のDMAC21または3
1、メモリ2がメモリ22または32、装置3がマザー
ボード23または入出力装置33、バス4がバス24ま
たは34にそれぞれ相当する。
【0030】先ず、本発明に関連するメモリマップトI
/O処理機能について説明する。メモリマップトI/O
処理は本来入出力装置(以下、I/Oと記す)をメモリ
アドレス上に割り当て、アドレスによってアクセスする
I/Oを特定する処理方法であるが、この処理における
アクセス方法を図5のアドレス空間を示す図を用いて説
明する。
【0031】32ビットのバス上に16ビットポートの
I/Oを接続する場合、メモリマップトI/O方式によ
ってI/Oのデータ線が図5の32ビットのバスのバイ
ト位置0,1に接続されているとする。なお、32ビッ
トのバスでは一度に4バイトがアクセスできるが、アド
レスは4バイト単位でなく、バイト単位に付与するのが
普通である。
【0032】図5において16ビットの装置をメモリマ
ップトI/Oでアクセスする場合、始めにアクセスされ
るアドレスがAであるとすると、アドレスAによりa,
bの記憶位置(2バイトで16ビットとなる)がアクセ
スされる。続くアドレスはc,dの記憶位置のアドレス
ではなくA+4となり、e,fの記憶位置がアクセスさ
れる。これはI/Oが接続されるバイト位置が固定され
ていると考えるためである。即ち、この方法では記憶位
置がバイト0とバイト1のみであってもアドレスは+4
づつ進められてアクセスされる。
【0033】本発明はこのアクセス方法を利用するもの
であり、32ビットバス上に16ビット幅のメモリを置
き、これを擬似的にメモリマップトI/Oと見做してア
クセスさせるものである。
【0034】図1において、装置3には32ビットの装
置が接続される場合と16ビットの装置が接続される場
合があるが、メモリ2が16ビットで構成されているこ
とを前提として実施例を説明する。
【0035】本発明においては装置3として32ビット
の装置が接続される場合に前記メモリマップトI/O処
理を適用する。先ず、32ビットの装置3がシステムに
組み込まれた場合に例えば装置3のプラグ(図示省略)
を介してバス幅設定手段7にバス幅が32ビットである
ことを知らせる。バス幅設定手段7はこれによりバス幅
情報を設定し、メモリアクセス制御部(以下、MACと
記す)1のメモリアクセス方法選択部5に送ってこれを
メモリマップトI/O処理を適用するように設定させる
【0036】以下、前記選択が行われた状態におけるア
ドレス割付けを図2により説明するが、説明を簡略にす
るため、32ビットのメモリ素子の8つのエントリ(行
)のみを対象とする。アドレスはバイト単位に付与され
るため、8行で論理的に2進数5桁が必要となるが、こ
の5桁の論理アドレスをA4:0、即ち、下位ビットよ
りA0〜A4として表す。
【0037】図2の場合、32ビットバスではメモリが
16ビットで構成されていても、メモリマップトI/O
処理で転送を行う場合は各行は4バイトからなると想定
するため、各行の論理アドレスは図の■に示すように4
バイト置きに付与される。図から明らかなように4バイ
ト置きの論理アドレスの下位2ビット(A0,A1)は
すべて0となるため、図1のMAC1では32ビットの
データ転送を行う場合には最下位の2ビットを省略し、
■のようにA4〜A2の3桁のみを送出する。また、メ
モリも8行のアクセス指定は3桁で行えるので物理アド
レスとして■に示すA2〜A0を用いるものとする。
【0038】従って、バス幅が32ビットで、メモリ2
が16ビットである場合には、MAC1から送出される
3桁のアドレスのA4〜A2をそのままメモリアドレス
のA2〜A0にシフトしてアドレス指定を行えばよいこ
ととなる。
【0039】なお、32ビット幅の装置3にデータ転送
を行う場合は1回の転送に対してメモリに2回アクセス
する必要があるが、装置3は入出力装置のように低速な
装置である場合が多く、またボード間の転送速度はメモ
リアクセス時間に比して低速でであるのが普通であるた
め、複数回のメモリアクセス時間は殆ど無視できる。
【0040】次に、図1の装置3とメモリ2が共に16
ビットである場合のアドレス割付けについて図3により
説明するが、記号等は図2の場合と同様である。この場
合は、装置3が32ビットでないため、MAC1のメモ
リアクセス方法選択部5はメモリマップトI/O処理を
適用しない状態に設定されているため、メモリは本来の
16ビットのメモリであるとして処理される。従って、
メモリの論理アドレスは図3の■のように2バイト置き
に付与される。2バイト置きに8行のアドレスを付与す
る場合は2進数4桁で表現可能であるが、32ビットの
場合との比較のため図では5桁で示してある(A4がす
べて0となる)図3から明らかなように、2バイト置き
の論理アドレスの最下位ビット(A0)はすべて0とな
るため、MACでは■のようにA3〜A1の3ビットで
アドレスを指定する。8行のアドレスを示す■のビット
構成は図2の■と同一であるが、図2がA4〜A2の3
桁を使用しているのに対して図3ではA3〜A1となっ
ている。これに対してメモリの物理アドレスは転送バス
幅が32ビットであっても16ビットであっても同一行
は同一物理アドレスでなければならない。即ち、図3の
■と図2の■は同一でなければならない。
【0041】このため、転送するバス幅に応じてMAC
1から送られるアドレスをメモリに送出する前に変換す
る必要がある。図3の■と■を比較すると、■のA3と
A2は図2の場合と同様に■のA2とA1にシフトし、
■のA1を■のA0の位置に移せばメモリの物理アドレ
スに一致することが判る。
【0042】この変換は図1のアドレス変換手段7によ
って行われるが、図4にこのアドレス変換手段7の実施
例の構成を示す。図4においてはメモリの8行分のメモ
リ素子11が図示されており、その物理アドレスがA2
〜A0で指定されるようになっている。また、アドレス
バス12としてA4〜A2の4本が示されている。前記
のようにA0はビット幅が32ビットと16ビットの場
合には使用されないため設けられていない。バス幅情報
13は前記バス幅設定手段6より入力され、32ビット
の場合“1”、16ビットの場合“0”が入力される。 また、AND1,AND2は論理積回路、ORは論理和
回路である。
【0043】図4に示すように、MAC(図示省略)よ
り入力されるアドレス情報のうち、A3とA2はバス幅
が32ビットの場合でも16ビットの場合でもメモリ素
子11のアドレスA1とA0にそのまま接続される。ま
た、32ビットの場合のA4はAND2でバス幅情報の
“1”と論理積がとられてメモリ素子11のA2に入力
され、16ビットの場合のA1はAND1でバス幅情報
“0”の電位反転情報と論理積がとられてメモリ素子1
1のA2に入力される。以上により、図2及び図3のア
ドレス割付けに従ったアドレス変換が行われたこととな
る。
【0044】以上のように、本発明では転送するバス幅
が複数存在する場合にメモリ2をより狭いバス幅のビッ
ト数で構成するため、狭いバス幅でデータ転送を行う場
合にもメモリに遊休メモリ素子が発生することがなく、
またバス切替えなど大規模なハードウェアを必要としな
いため簡単な構成で異なるバス幅でのデータ転送が可能
となる。
【0045】以上、図2乃至図5によって本発明の実施
例を説明したが、図2乃至図5はあくまで本発明の一実
施例を示したものに過ぎず、本発明が図示したものに限
定されないことは勿論である。例えば、上記の説明にお
いてはバス幅を32ビットと16ビットで説明したが、
バス幅のビット数はこれらに限定されるものではなく、
またバス幅が2種類に限定されるものでもない。バス幅
が例えば32,16及び8ビットの3種類ある場合に、
メモリのビット幅を16ビットで構成するか8ビットで
構成するかは各種のビット幅の装置が接続される頻度、
メモリの使用効率及びアクセス時間を考慮して決定され
るものであり、本発明はメモリを最も狭いバス幅に設定
することに限定するものではない。また、図2乃至図4
はメモリの8アドレスのみについて記載しているが、ア
ドレスの増加に伴い、アドレスの桁数が増加し、図4の
アドレス変換部7の構成が変化することは当然である。
【0046】また、上記本発明の実施例の説明において
は図1の構成を前提としたが、図1についても各種の変
形があり得る。例えば、図1においてはバス幅設定手段
6よりバス幅情報を直接メモリアクセス制御部1に送っ
ているが、バス幅情報を図示省略したCPUを介してメ
モリアクセス制御部1に送っても本発明の効果は変わら
ない。なお、CPUを介してメモリアクセス方法選択部
5を設定する場合、メモリアクセス方法選択部5におけ
るメモリマップトI/O処理の設定をソフトウェア手段
によって行うのが一般的となるが、本発明はこの設定方
法を排除するものではない。
【0047】更に、前記バス幅設定部6におけるバス幅
情報の設定は、上記において説明した装置3のプラグよ
りの情報によるほか、周知のディップ・スイッチのよう
なスイッチを適当な装置内に設けたり、ソフト的手段に
より設定することも可能であり、本発明はこれらの変形
を排除しない。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
、接続される装置によってバス幅を変化させるデータ処
理システムのメモリをより狭いバス幅のビット数で構成
することにより、狭いバス幅でデータ転送を行う場合に
メモリに遊休素子を発生することをなくなし、かつ、バ
ス切替えなど大規模なハードウェアを必要とせずにこれ
を実現するため、メモリの使用効率と経済性を大きく向
上することができる。またこの効果により、異なるバス
幅をもつデータ処理システムに対して同一回路を使用す
ることが容易となるため、量産効果を高め、経済性を一
層向上することが可能となる。即ち、本発明は以上の如
く、データ処理システムの効率化、経済化に大きく貢献
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の基本構成図
【図2】  本発明の実施例のアドレス割付け図(その
1)
【図3】  本発明の実施例のアドレス割付け図(その
2)
【図4】  本発明の実施例のアドレス変換部構成図

図5】  アドレス空間説明図
【図6】  バス幅を可変とするシステムの概念図
【図
7】  従来技術の構成図(その1)
【図8】  従来
技術の構成図(その2)
【符号の説明】
1  メモリアクセス制御部 2  メモリ 3  装置 4  バス 4a、4b  データバス 4c  アドレスバス 5  メモリアクセス方法選択部 6  バス幅設定手段 7  アドレス変換手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  バス(4) に接続されたメモリ(2
    ) と装置(3) 間のデータ転送を制御するメモリア
    クセス制御部(1) 内に、入出力装置をメモリアドレ
    ス上に割り当ててアドレスによりアクセスする入出力装
    置を特定するメモリマップトI/O処理機能を有し、か
    つ、接続される装置(3) のビット幅に応じたバス幅
    を選択してデータ転送を行うことが可能なデータ処理シ
    ステムにおいて、前記メモリ(2) を接続される装置
    (3) の中でより狭いビット幅に合わせて構成し、か
    つ、接続される装置(3) のビット幅に応じたバス幅
    情報を前記メモリアクセス方法選択部(5)に供給して
    前記メモリマップトI/O処理実行の要否を選択せしめ
    るバス幅設定手段(6) と、前記バス幅設定手段(6
    ) より送出される前記バス幅情報に応じてアドレスバ
    ス(4c)上のアドレス情報を変換してメモリに送出す
    るアドレス変換手段(7) を備えたことを特徴とする
    メモリアクセス方式。
JP13459491A 1991-06-06 1991-06-06 メモリアクセス方式 Withdrawn JPH04359335A (ja)

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