JPH05189301A - Dram制御装置 - Google Patents

Dram制御装置

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JPH05189301A
JPH05189301A JP4001271A JP127192A JPH05189301A JP H05189301 A JPH05189301 A JP H05189301A JP 4001271 A JP4001271 A JP 4001271A JP 127192 A JP127192 A JP 127192A JP H05189301 A JPH05189301 A JP H05189301A
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JP
Japan
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page
dram
access
hit rate
hit
Prior art date
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Pending
Application number
JP4001271A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Hida
庸博 飛田
Yukihiro Seki
行宏 関
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、DRAMを用いたシステムにおいて
所定時間間隔でページヒット率を測定し、その測定結果
に応じてページモードをダイナミックに切換える機能を
備えたDRAM制御装置を提供することにある。 【構成】DRAMコントローラ内にアクセス総回数カウ
ンタとページヒット回数カウンタ9を備える。CPU5
がこれら2つのカウンタのカウント値を読みだしページ
ヒット率を算出する手段を備える。そしてCPUがペー
ジヒット率の算出結果に応じてページモードを切換える
手段を備える。 【効果】本発明によりDRAMのページモードをより効
果的に動作させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ページモード機能付D
RAM(ダイナミック・ランダムアクセスメモリ)制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年パーソナルコンピュータなどの小型
情報処理機器の主記憶装置には価格および集積度などの
点からDRAMが広く用いられている。ところでDRA
Mのアクセス方式として、通常のデータアクセスすなわ
ちノーマルモード方式の他に、高速アクセス方式として
ページモード方式があることは知られている。以下それ
ぞれの方式を説明する。
【0003】(1)ノーマルモード方式 ノーマルモード方式の動作タイミングを図3に示す。図
3において、まずロウアドレス制御信号RAS#50の
立下がりT1でDRAM4にロウアドレス301をとり
こみ、次にカラムアドレス制御信号CAS#51の立下
がりT2でカラムアドレス302とりこむ。このように
とりこまれたロウアドレス301とカラムアドレス30
2によりDRAM4のメモリセルアレイ内の一つのメモ
リセルに接続され、DRAM素子によって定まる所定の
アクセス時間の後にデータの読みだしや書き込みを行う
ことができる。Tnがノーマルモード方式動作時のメモ
リアクセスサイクル時間である。
【0004】(2)ページモード方式 次にページモード方式の動作タイミングを図4に示す。
ページモードでは連続するアクセスアドレスが同一ペー
ジ内すなわちロウアドレス301が同一の場合には、図
4においてロウアドレス制御信号RAS#50の立下が
りT1で一度ロウアドレス301をとりこんだ後ロウア
ドレス制御信号RAS50#を”L”レベルの状態に保
ちながらT2、T3、T4という具合にカラムアドレス
制御信号CAS#の立下がりでカラムアドレス302を
変更するだけでメモリセルの接続を行うことができる。
Tpがページモードヒット時のメモリアクセスサイクル
時間である。ノーマルモード方式のデータアクセスに比
べページモード方式ではロウアドレスのとり込みを省略
できる分だけサイクル時間を短縮できるため、ノーマル
アクセス時のTnに比べページモード時のTpの方が短
かい。このアクセスを高速化できるページモード動作に
ついては、例えばCQ出版社発行の図書「基礎からのメ
モリ応用」(1990年6月8日発行)の33頁に説明
されている。
【0005】ところでページモード方式では同一ページ
内を連続してアクセスする場合にはよいが図5に示すよ
うにページモード方式でページミスヒットすなわちロウ
アドレス301が異なる場合には、一旦ロウアドレス制
御信号RAS#50を”H”レベルに戻しプリチャージ
を行った後に再びロウアドレス制御信号RAS#50
を”L”レベルにしてロウアドレスを新たに取り込んで
やる必要がある。このようにページヒット時にはノーマ
ルモード方式のデータアクセスにくらべてロウアドレス
制御信号RAS50のプリチャージに時間がかかるため
にメモリアクセスサイクル時間はノーマルモード方式よ
りも余分にかかる。このようにページミスヒット時にノ
ーマルモード方式よりも余分にかかるメモリアクセス時
間を、以下ページミスヒットのペナルティ時間Tmとす
る。ゆえに実行するアプリケーションによってはページ
ミスヒットによるペナルティ時間Tmの総和がページヒ
ットによるノーマルモード方式よりも短縮できる時間
(Tn−Tp)の総和を上回る場合はページモード方式
を用いた場合にはノーマルモード方式よりもメモリアク
セスに時間がかかることになり性能低下となる。例えば
アクセスタイム120nsのDRAMを制御する場合は
一般的にノーマルモード方式でメモリアクセスサイクル
時間Tnの設計値はデータ読出しサイクル、データ書き
込みサイクル共に240ns程度、ページモード方式で
のページヒット時のメモリアクセスサイクル時間Tpの
設計値はデータ読出しサイクルで180ns程度、デー
タ書き込みサイクルで210ns程度である。一方ペー
ジモード方式でページミスヒット時のペナルティ時間T
mの設計値はデータ読出しサイクル、データ書き込みサ
イクル共に60ns程度である。ゆえにページモードが
有効となるページヒット率の境界値はデータ読出しサイ
クルで50%程度、データ書き込みサイクルで66%程
度である。ところで通常のアプリケーション実行時のペ
ージヒット率は平均して60%ぐらいであることが知ら
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】アプリケーションを実
行する場合に処理の内容によっては同一ページ内には収
まらないとびとびのアドレスデータのアクセスや命令の
実行などが多く生じる場合がありその際はページミスヒ
ットのペナルティ時間を増大させる要因となる。またペ
ージヒットする確率の高いアプリケーションではメモリ
アクセス時間を短縮し実行時間を短縮することができ
る。そこでアプリケーション実行中でもページヒット率
を常に観測し、ページモード方式がノーマルモード方式
より実行時間を短縮できる場合だけページモード方式で
動作するようにモードをダイナミックに切り換えれば常
にアプリケーションに応じて最適なDRAM制御方式を
選択することができる。
【0007】本発明の目的は、一定時間間隔でアクセス
アドレスを観測することによりページヒット率を求め、
ある設定したヒット率と比較してページモードをダイナ
ミックに切り換える機能を備えたDRAM制御装置を提
供することである。ここで述べたある設定したヒット率
とは、ページモード方式を用いてページヒットによりノ
ーマルモード方式よりもアクセスサイクル時間を短縮で
きる時間(Tn−Tp)の総和がページミスヒット時の
ペナルティTmの総和を上回る境界となる時のヒット率
であり、DRAMシステムおよび制御方式により決まる
値である。これを以下有効ヒット率とよぶ。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、所定期間ごとにタイミング信号を発生する手段と、
その期間内のDRAMへのアクセス総回数と同一ページ
すなわち同一ロウアドレス内のDRAMへのアクセス回
数をカウントし、そのカウント値を保持する手段とを備
えることでページヒット率を測定する機能を提供したも
のである。そして前記ページヒット率とあらかじめ設定
しておいた有効ヒット率とを比較する手段と、ページヒ
ット率が有効ヒット率以上の場合はページモードをON
にし、それ以外はページモードをOFFにする手段とを
備えることによりページモードをダイナミックに切換え
る機能を提供したものである。前記ヒット率は以下に示
す式で求まる。
【0009】〔数1〕 ページヒット率=(同一ペ−ジアクセス回数/アクセス
総回数式)×100%
【0010】
【作用】所定期間ごとにDRAMへのアクセス総回数を
カウントするカウンタとページヒット回数をカウントす
るカウンタを用いて、所定期間ごとにページヒット率を
測定する。そして前記ページヒット率とあらかじめ設定
しておいた有効ヒット率を比較し、その結果が有効ヒッ
ト率を上回った場合はページモードをONに設定し、そ
れ以外の場合はページモードをOFFすなわちノーマル
モードに設定する。それによってアプリケーションによ
りページヒット率が有効ヒット率を超える場合だけペー
ジモードが動作し、常にメモリアクセス時間を最小にす
るようなメモリアクセス動作が可能となる。
【0011】
【実施例】図1にパーソナルコンピュータで本機能を実
現する実施例の概略図を示す。図1において16は一般
的なDRAMコントローラの内部に備わった機能を示
し、15は本発明の機能を実現するために増設した回路
を示す。図1において30はアドレスバスであり、その
中のA0〜A9がロウアドレス301、A10〜A19
がカラムアドレス302である。1はロウアドレス30
1をラッチするレジスタ、2は比較器でありDRAMコ
ントローラに搭載されているものである。このロウアド
レスラッチレジスタ1にラッチしたラッチアドレスと現
在アクセス中のロウアドレス301を比較器2で比較
し、一致した場合は負論理出力のページヒット判定信号
20を”L”レベルにする。ページヒット判定信号20
はDRAM4を制御するRAS#・CAS#コントロー
ラ3に入力される。ページモード動作時にページミスヒ
ットが生じ比較機がページヒット判定信号20を”H”
レベルに変更すると、ロウアドレスラッチレジスタ1は
RAS#・CAS#コントローラ3から出力されるロウ
アドレス制御信号RAS#50の立下がりで現在アクセ
スしたロウアドレス301を新たにラッチし、次のペー
ジヒットの判定に用いられる。DRAM4へのアクセス
は5に示すCPUが出力するサイクル起動信号であるA
DS#信号27が”L”レベルになる際に検出できる。
6はDRAMアクセス検出回路でありADS#信号27
が”L”レベルに変化すると負論理出力のDRAMアク
セス検出パルス21を出力する。7はアクセス総回数カ
ウンタでありDRAMアクセス検出パルス21をカウン
トすることによりアクセス総回数をカウントする。AN
Dゲート8はDRAMアクセス検出パルス21、ページ
ヒット判定信号20が両方とも”L”レベルになる際に
負論理出力のページヒット検出パルス22を出力し、ペ
ージヒットの検出に用いる。9はページヒット回数カウ
ンタであり、パルス22をカウントすることによりペー
ジヒット回数をカウントする。10は一定時間間隔でC
PUに割り込み命令を出力するタイマであり、パーソナ
ルコンピュータに標準的に搭載されているものである。
CPU5はタイマ10から割り込み命令を受けると、I
/Oリード信号23を出力しバッファ11,12を会し
てアクセス総回数カウンタ7、ページヒット回数カウン
タ9からアクセス総回数とページヒット回数を読出す。
13はリセット信号生成回路であり、CPU5からのI
/Oリード信号23でCPU5がアクセス総回数カウン
タ7、ページヒット回数カウンタ9からデータを読出す
のを検出した後アクセス総回数カウンタ7、ページヒッ
ト回数カウンタ9をリセットするリセット信号24を出
力する。14はページモード切替レジスタでありCPU
5からのI/Oライト信号25で書換えられる。レジス
タ14からのRAS#・CAS#コントローラ制御信号
26はRAS#・CAS#コントローラ3に入力されペ
ージモードのON・OFFが切り替わる。
【0012】図2は、図1のCPU5が実行する割り込
み処理の操作フローを示したものである。CPU5がタ
イマ10から割り込み命令を受けると、まずI/Oリー
ド命令を出力しアクセス総回数カウンタ7からアクセス
総回数を読出す100。次に同様にページヒット回数カ
ウンタ9からページヒット回数を読み出す101。次に
CPU5は読み込んだアクセス総回数とページヒット回
数からページヒット率を計算する102。このページヒ
ット率とあらかじめ設定しておいた有効ヒット率とを比
較し103、ページヒット率が有効ヒット率以上になっ
た場合はCPU5はI/Oライト命令を出力しページモ
ード切換レジスタ14をページモードONに書き換える
105。同様にページヒット率が有効ヒット率未満の場
合はページモード切換レジスタ14をページモードOF
Fに書換える104。この一連の操作を毎回の割り込み
処理で実行することにより所定時間間隔でページモード
の切り替えを行う。
【0013】なお本発明ではページモードの実施例につ
いてのみ説明したが、本発明はヒット率に応じて動作モ
ードを切換えることが本質であり、スタティックカラム
モードでも同様な方法で実施できる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、所定時
間間隔でページヒットの頻度を観測しページモードを切
換えることによりどのようなアプリケーションでも有効
にページモードを動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としてのダイナミックページ
モード切換機能付DRAM制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1におけるCPUが所定時間間隔で実行する
割り込み処理の一連の操作を示すフローチャート図であ
る。
【図3】DRAMのノーマルモード方式の動作タイミン
グ図である。
【図4】DRAMのページモード方式の動作タイミング
図である。
【図5】ページミスヒットによるペナルティを示す動作
タイミング図である。
【符号の説明】
1…ロウアドレスラッチレジスタ、 2…ロウアドレス比較器、 3…RAS#・CAS#コントローラ、 4…DRAM、 5…CPU、 6…DRAMアクセス検出回路、 7アクセス総回数カウンタ、 8…ANDゲート、 9…ページヒット回数カウンタ、 10…タイマ、 11,12…バッファ、 13…リセット信号生成回路、 14…ページモード切替レジスタ、 15…増設回路、 16…DRAMコントローラ、 20…ページヒット判定信号、 21…DRAMアクセス検出パルス、 22…ページヒット検出パルス、 23…I/Oリード信号、 24…リセット信号、 25…I/Oライト信号、 26…RAS#・CAS#コントローラ制御信号、 30…アドレスバス、 301…ロウアドレスA10〜A19、 302…カラムアドレスA0〜A9 40…データバス、 50…ロウアドレス制御信号RAS#、 51…カラムアドレス制御信号CAS#、 52…ロウアドレス、 53…カラムアドレス、 60…メモリアドレスバス、 Tn…ノーマルモードアクセスサイクル時間、 Tp…ページモードアクセスサイクル時間、 Tm…ページミスヒットのペナルティ時間、 T1…ロウアドレスラッチタイミング、 T2,T3,T4…カラムアドレスラッチタイミング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】DRAMを用いたシステムにおいてDRA
    Mアクセスのページヒット率を測定する手段と、前記ヒ
    ット率測定手段を用いて測定した結果にもとづきDRA
    Mのページモード動作を活性化する手段とを備えたこと
    を特徴とするDRAM制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のページヒット率測定手段
    は、所定時間間隔で読みだされるDRAMアクセス総回
    数カウンタと、ページヒット回数カウンタと、両者の読
    出し結果を演算する手段を備えることにより実現するこ
    とを特徴としたDRAM制御装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載のページヒット率測定手段の
    結果が所定ヒット率を超えたときにページモード動作活
    性化手段によってページモード動作を行うことを特徴と
    するDRAM制御装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載の所定時間間隔を任意に設定
    する手段を備えたことを特徴とするDRAM制御装置。
  5. 【請求項5】請求項3記載の所定ヒット率を任意に設定
    する手段を備えたことを特徴とするDRAM制御装置。
JP4001271A 1992-01-08 1992-01-08 Dram制御装置 Pending JPH05189301A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4001271A JPH05189301A (ja) 1992-01-08 1992-01-08 Dram制御装置

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JP4001271A JPH05189301A (ja) 1992-01-08 1992-01-08 Dram制御装置

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JPH05189301A true JPH05189301A (ja) 1993-07-30

Family

ID=11496799

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JP4001271A Pending JPH05189301A (ja) 1992-01-08 1992-01-08 Dram制御装置

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JP (1) JPH05189301A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013507693A (ja) * 2009-10-09 2013-03-04 クアルコム,インコーポレイテッド 不均一ページサイズを有する多チャンネルメモリシステムへのアクセス

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013507693A (ja) * 2009-10-09 2013-03-04 クアルコム,インコーポレイテッド 不均一ページサイズを有する多チャンネルメモリシステムへのアクセス

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