JPH05198170A - リフレッシュ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＰＵやＤＭＡＣ等の他のバスマスタのバス
を利用した処理機会をできるだけ妨げずにＤＲＡＭのリ
フレッシュ行ない、装置の性能を高める。 【構成】 他のバスマスタの処理サイクル中であって他
のバスマスタがバスを使用していないときにリフレッシ
ュ動作を実行させる（回路５及び６による）。これによ
り、リフレッシュ動作が他のバスマスタのバス使用を妨
害することはない。また、処理サイクルが長期に渡って
発生しない場合でも、リフレッシュを確実に実行させる
ため、リフレッシュ要求信号の遅延する回路２を設け
て、この回路が出力を送出した場合にもリフレッシュを
実行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイナミックＲＡＭ
（ＤＲＡＭ）のリフレッシュを制御する回路に関し、特
に、ＤＲＡＭに対するインタフェースが非同期式のもの
に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、リフレッシュ制御回路の１要素で
あるリフレッシュタイマによってある一定時間毎にリフ
レッシュ要求を発生させ、このリフレッシュ要求が発生
した時点で、ＣＰＵやＤＭＡＣ等の他のバスマスタとの
バス使用権の調停をバス調停回路が行ない、リフレッシ
ュ制御回路がバス使用権を得た場合にＤＲＡＭのリフレ
ッシュを実行させていた。バス使用権は、リフレッシュ
要求が発生した時点で、ＣＰＵやＤＭＡＣ等の他のバス
マスタが要求を出していなければ当然にリフレッシュ制
御回路に与えられる。また、他のバスマスタも要求を出
している場合には、その時点で優先順序が高いバスマス
タに与えられる。リフレッシュ制御回路に対する優先順
位は、リフレッシュを行なった直後は低く、その後、競
合が発生してリフレッシュ制御回路がバス使用権を獲得
できない毎に１ランクずつ高くなるようになされてお
り、長期に渡ってリフレッシュが実行されない状態を防
止するようになされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにリフレッシュ動作の実行有無を定める方法では、
以下のような問題が生じていた。

【０００４】リフレッシュタイマがリフレッシュ要求を
発生した時点で、他のバスマスタが要求を出していない
場合には、リフレッシュ制御回路にバス使用権が与えら
れてリフレッシュ動作が実行されるが、この実行中に他
のバスマスタが要求を出しても他のバスマスタはリフレ
ッシュ動作が終了するまで処理を待たなければならな
い。また、他のバスマスタが連続してバス使用権を獲得
してバスを使用していると、やがて、リフレッシュ要求
に係る優先順位が高くなって他のバスマスタの処理を中
断させてリフレッシュ動作が実行させる。この場合にも
他のバスマスタに処理を待たさなければならない。

【０００５】リフレッシュ動作は、実行タイミングに融
通性があるものである。他方、他のバスマスタの処理
は、ある処理が終了しないと次の処理を実行できないも
のである。従って、他のバスマスタがバスを利用した処
理を実行したいにも拘らず、上述したように実行できな
いことは、装置全体からみると処理効率が悪く装置の性
能を低くしていることになる。

【０００６】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、他のバスマスタのバスを利用した処理の実行
機会をできるだけ妨げずにリフレッシュ動作を行なうこ
とができ、装置の性能を高めることができるリフレッシ
ュ制御回路を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、リフレッシュ要求信号を所定周
期で発生するリフレッシュ要求発生手段と、リフレッシ
ュ要求信号が生じていて、かつ、当該リフレッシュ制御
回路以外の他のバスマスタによる処理サイクル中であっ
て上記他のバスマスタがバスを使用していないことを検
出するリフレッシュ起動判断手段と、このリフレッシュ
起動判断手段が検出動作したときに、ダイナミックＲＡ
Ｍにリフレッシュ動作を実行させる実行制御手段とを備
えた。

【０００８】さらに、リフレッシュ起動判断手段が所定
時間の間検出出力を送出しない場合に、強制的にダイナ
ミックＲＡＭにリフレッシュ動作を実行させる強制実行
制御手段を設けることが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明において、リフレッシュ要求発生手段は
リフレッシュ要求信号を所定周期で発生する。リフレッ
シュ起動判断手段は、このリフレッシュ要求信号が生じ
ていて、かつ、当該リフレッシュ制御回路以外の他のバ
スマスタによる処理サイクル中であって上記他のバスマ
スタがバスを使用していないことを検出し、検出したと
きに検出信号を実行制御手段に与える。これにより、実
行制御手段は、ダイナミックＲＡＭにリフレッシュ動作
を実行させる。

【００１０】従って、本発明において、リフレッシュ
は、他のバスマスタによる処理サイクル中であって他の
バスマスタがバスを使用していないときに自動的に実行
され、他のバスマスタによる処理をリフレッシュ動作が
妨害することはない。

【００１１】なお、他のバスマスタによる処理サイクル
が長期間発生しない場合には、リフレッシュが実行され
ないことになる。そこで、強制実行制御手段を設けて、
リフレッシュ起動判断手段が所定時間の間検出出力を送
出しない場合（他のバスマスタによる処理サイクルが長
期間発生しない場合）には、強制的にダイナミックＲＡ
Ｍにリフレッシュ動作を実行させるようにすることが好
ましい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら詳述する。なお、この実施例は、プロセッサ（ＣＰ
Ｕ）として８０８６、８０８８、８０２８６等を利用し
た非同期式インタフェースを採用しているものを前提と
している。また、他のバスマスタとしてはＣＰＵだけが
存在しているとして説明する。

【００１３】図１は、この実施例によるリフレッシュ制
御回路の要部構成を示すものである。図１において、リ
フレッシュ制御回路本体１は、リフレッシュ待ち時間監
視回路２、リフレッシュ実行有無レジスタ３、リフレッ
シュタイミング発生回路４、２個のアンド回路５及び
６、オア回路７及びインバータ回路８から構成されてい
る。

【００１４】このような各部１〜８から構成されている
リフレッシュ制御回路本体１には、リフレッシュ要求信
号REFREQ-P（−Ｐはアクティブハイを意味する：以下同
じ）、待ち時間形成用クロック信号DLYCLK-P、リフレッ
シュマスク信号REFMASK-P 、進みＣＰＵクロック信号PR
ECPUCLK-P 及び遅れＣＰＵクロック信号POSTCPUCLK-Pが
入力される。

【００１５】リフレッシュ要求信号REFREQ-Pは、リフレ
ッシュ制御回路の１要素である図示しないリフレッシュ
タイマが所定周期で発生するものであり、リフレッシュ
待ち時間監視回路２及びアンド回路５に入力される。例
えば、リフレッシュ要求信号REFREQ-Pは、約１５μｓ毎
にアクティブとなり、リフレッシュが完了したときにイ
ンアクティブとなるものである。

【００１６】リフレッシュマスク信号REFMASK-P は、図
示しないＣＰＵがバスを使用中であることを他のバスマ
スタ（リフレッシュ制御回路を含む）に通知するために
発生するものであり、アンド回路５及びインバータ回路
８に与えられる。

【００１７】従って、アンド回路５は、リフレッシュ要
求信号REFREQ-P及びリフレッシュマスク信号REFMASK-P
が共にアクティブ（Ｈレベル）のときにアクティブな出
力信号をオア回路７に送出する。すなわち、アンド回路
５は、リフレッシュ要求が発していてかつＣＰＵがバス
を使用中のときにアクティブな出力信号をオア回路７に
送出する。

【００１８】上述したリフレッシュ待ち時間監視回路２
には、リフレッシュ要求信号REFREQ-Pに加えて、図示し
ないクロック発生回路が発生した待ち時間形成用クロッ
ク信号DLYCLK-Pが与えられている。リフレッシュ待ち時
間監視回路２は、待ち時間形成用クロック信号DLYCLK-P
に基づいて、リフレッシュ要求信号REFREQ-Pを所定時間
だけ遅延させた出力信号を形成してオア回路７に与え
る。ここで、所定時間は、次の条件を満足するように定
められている。

【００１９】所定時間≦（リフレッシュサイクルタイ
ム）−（リフレッシュ要求間隔）×（ＤＲＡＭの列アド
レス数） この条件は、図示しないＤＲＡＭの各セルがリフレッシ
ュされなければならない間隔（リフレッシュサイクルタ
イム）より速い時期に必ずリフレッシュされることを意
図した条件である。

【００２０】オア回路７は、アンド回路５及びリフレッ
シュ待ち時間監視回路２の出力信号のオア出力をリフレ
ッシュ実行有無レジスタ３に与える。

【００２１】リフレッシュ実行有無レジスタ３には、図
示しないクロック発生回路が発生した進みＣＰＵクロッ
ク信号PRECPUCLK-P も与えられており、このクロック信
号PRECPUCLK-P に基づいて、オア回路７の出力信号をラ
ッチする。なお、進みＣＰＵクロック信号PRECPUCLK-P
は、図示しないＣＰＵクロック信号より例えば１／３周
期だけ位相が進んだものである。リフレッシュ実行有無
レジスタ３に保持された内容は、リフレッシュを実行す
るか否かを表すものである。

【００２２】リフレッシュ実行有無レジスタ３がリフレ
ッシュの実行指示を保持する場合は、アンド回路５がア
クティブな出力信号を送出したときと、リフレッシュ待
ち時間監視回路２がアクティブな出力信号を送出したと
きである。

【００２３】前者は、上述したように、リフレッシュ要
求が発生していてかつＣＰＵがバスを使用中のときであ
る。これは、ＣＰＵサイクルでリフレッシュを実行させ
ようとしたものである。後者は、リフレッシュ要求が発
生してから所定時間経過したときを意味し、ＣＰＵサイ
クルが長期に渡って生じない場合のリフレッシュを意図
したものである。

【００２４】すなわち、基本的には、リフレッシュ要求
があればＣＰＵサイクルでリフレッシュを行ない、ＣＰ
Ｕサイクルが長期に渡って生じない場合には要求時点か
ら所定時間経過した時点でリフレッシュを実行させるよ
うなリフレッシュの実行指示を、リフレッシュ実行有無
レジスタ３が保持する。

【００２５】ここで、基本的には、ＣＰＵサイクルにお
いてリフレッシュを実行することとしたのは以下の理由
による。

【００２６】例えば、８０８６のＣＰＵは、ＣＰＵクロ
ック信号の４周期を１ＣＰＵサイクルとするものである
が、ＣＰＵがバスを使用するのは１ＣＰＵサイクル中の
半分程度であり、ＣＰＵが処理を実行しているときでも
残りの半分程度の期間はバスを使用していないのでこの
期間を利用してリフレッシュさせることができる。この
ようなことを前提とすると、期間的にはＣＰＵサイクル
でリフレッシュが可能である。ＣＰＵサイクル中にリフ
レッシュ動作のタイミングを自動的に定めると、ＣＰＵ
がリフレッシュ動作のために処理が待たされることもな
くなる。また、リフレッシュ動作のタイミングが自動的
にＣＰＵサイクル中に定まるので、ＣＰＵとリフレッシ
ュ制御回路との間でのバス調停が不要となる。このよう
な理由によって、基本的にＣＰＵサイクルにおいてリフ
レッシュを実行することとした。

【００２７】しかしながら、このようにしただけでは、
ＣＰＵサイクルが長期に渡って発生しない場合には、リ
フレッシュが実行されないことになる。そこで、リフレ
ッシュが長期に渡って行われない場合には、要求時点か
ら所定時間経過したときに強制的にリフレッシュを実行
させることとした。すなわち、ＣＰＵサイクルが発生し
なくても、図示しないＤＲＡＭの各セルがリフレッシュ
されなければならない間隔（リフレッシュサイクルタイ
ム）より速い時期に必ずリフレッシュされるようにし
た。このために、上述したリフレッシュ待ち時間監視回
路２を設けている。なお、この場合は、強制的であるの
で競合調停のためにバス使用権を獲得する必要があり、
図示は省略しているが、リフレッシュ待ち時間監視回路
２から出力された遅延リフレッシュ要求信号をバス調停
回路に最優先順位の要求信号として与えるようになされ
ている。

【００２８】上述したリフレッシュ実行有無レジスタ３
からの出力信号はアンド回路６に与えられる。アンド回
路６には、リフレッシュマスク信号REFMASK-P がインバ
ータ回路８を介して反転されて与えられている。かくし
て、アンド回路６は、リフレッシュ実行有無レジスタ３
が実行を指示する内容を保持している状態で、かつ、Ｃ
ＰＵサイクルであってもＣＰＵによってバスが使用され
ていないときにアクティブな信号をリフレッシュタイミ
ング発生回路４に与える。

【００２９】リフレッシュタイミング発生回路４は、ア
ンド回路６からアクティブな信号が与えられると、ＣＰ
Ｕマスク信号CPUMASK-N （−Ｎはアクティブロウを意味
する：以下同じ）を直ちにアクティブにし、リフレッシ
ュ信号REFRESH-N 及びロウアドレスストローブ信号REFR
AS-Nを、遅れＣＰＵクロック信号POSTCLK-P に同期して
アクティブにする。なお、遅れＣＰＵクロック信号POST
CLK-P は、図示しないＣＰＵクロック信号に対して１／
３周期遅れた信号である。

【００３０】ＣＰＵマスク信号CPUMASK-N は、当該リフ
レッシュ制御回路がバスを使用中であることをＣＰＵ
（他のバスマスタ）に通知するものである。リフレッシ
ュ信号REFRESH-N は、当該リフレッシュ制御回路の１要
素である図示しないリフレッシュアドレスカウンタに与
えられ、そのカウント値（ロウアドレス）をインクリメ
ントさせるものである。この実施例の場合、ＲＡＳオン
リリフレッシュを前提としており、そのため、ロウアド
レスストローブ信号REFRAS-Nが出力される。なお、この
ロウアドレスストローブ信号REFRAS-Nは、図示しないオ
ア回路によってＣＰＵからのロウアドレスストローブ信
号と１本化されてＤＲＡＭに与えられる。

【００３１】このような制御を通じてリフレッシュ要求
が発生した場合に所定のタイミングでＤＲＡＭがリフレ
ッシュ動作を行なう。

【００３２】なお、リフレッシュタイミング発生回路４
は、出力信号のアクティブ期間を管理しており、出力信
号を所定のタイミングでインアクティブに戻すようにし
ている。

【００３３】図２は、上述した構成を有するリフレッシ
ュ制御回路本体１の概略処理を、フローチャートで示し
たものである。

【００３４】まず、リフレッシュ要求の発生を待機して
いる（ステップ１００）。そして、リフレッシュ要求が
発生すると、リフレッシュ待ち時間監視回路２をリセッ
トとして再起動する（ステップ１０１）。また、要求よ
り後にバスを使用するＣＰＵサイクルが起こったか否か
を判断する（ステップ１０２）。

【００３５】ここで、ＣＰＵサイクルが起きた場合に
は、そのＣＰＵサイクルによる処理でＣＰＵがバスを解
放した後直ちにリフレッシュを開始し、次のＣＰＵサイ
クルでＣＰＵがバスを使用する前にリフレッシュを完了
させる（ステップ１０３）。そして、次のリフレッシュ
要求の待機に戻る。

【００３６】他方、ＣＰＵサイクルが起こっていない場
合には（バスを使用しないＣＰＵの処理の場合を含
む）、リフレッシュ待ち時間監視回路２が所定時間を計
時したか否かを判断する（ステップ１０４）。ここで、
否定結果を得ると、ＣＰＵサイクルの発生の確認処理に
戻る。リフレッシュ待ち時間監視回路２が所定時間を計
時した場合には、ＣＰＵ（他のバスマスタ）とのバス調
停を行なって、バス使用権を獲得してリフレッシュを実
行する（ステップ１０３）。従って、この場合のリフレ
ッシュ動作後にＣＰＵがバス使用権を要求しても待たさ
れることになる。

【００３７】なお、正確に言えば、ステップ１０２及び
１０４の両判断は並行して行われている。

【００３８】図３は、この実施例のリフレッシュ制御回
路の各部タイミングチャートを示すものである。図３
は、基本的なリフレッシュタイミング、すなわち、ＣＰ
Ｕサイクル中にリフレッシュを行なう場合を示してい
る。

【００３９】なお、図１にはなく、図３でのみ示した信
号について簡単に説明すると、CPUCLK-PはＣＰＵクロッ
ク信号であり、ALE-P は１ＣＰＵサイクルの開始点を示
すＣＰＵサイクル開始信号であり、OUT3-Pはリフレッシ
ュ実行有無レジスタ３の出力信号であり、OUT6-Pはアン
ド回路６の出力信号であり、RAS-N はＤＲＡＭに与えら
れるロウアドレスストローブ信号である。

【００４０】今、時点ｔ１で図３（Ｅ）に示すリフレッ
シュ要求信号REFREQ-Pがアクティブになったとする。ま
た、その後に図３（Ｄ）に示すＣＰＵサイクル開始信号
ALE-P が時点ｔ２でアクティブになって、その後の図３
（Ａ）に示すＣＰＵクロック信号CPUCLK-Pの４周期Ｔ１
〜Ｔ４が１ＣＰＵサイクルであることを表したとする。
この実施例に係るＣＰＵ（８０８６）は、図３（Ｃ）に
示す遅れＣＰＵクロック信号POSTCPUCLK-Pのタイミング
で（時点ｔ３）、ＣＰＵサイクル開始信号ALE-P をイン
アクティブにすると共に図３（Ｆ）に示すリフレッシュ
マスク信号REFMASK-P をアクティブとする。

【００４１】従って、アンド回路５からはアクティブな
出力信号が送出され、これがオア回路７を介してリフレ
ッシュ実行有無レジスタ３に与えられる。これが、図３
（Ｂ）に示す進みＣＰＵクロック信号PRECPUCLK-P によ
ってレジスタ３に取込まれるので、レジスタ３からの図
３（Ｇ）に示す出力信号OUT3-Pは時点ｔ４でアクティブ
となる。

【００４２】このような保持期間中ではＣＰＵがバスを
使用してＤＲＡＭ等をアクセスする。例えば、ＤＲＡＭ
をアクセスしている場合であれば、図３（Ｌ）に示すよ
うに、適宜アクセスなロウアドレスストローブ信号RAS-
N を出力する。

【００４３】ＣＰＵはバスの使用を終了すると、その時
点ｔ５でリフレッシュマスク信号REFMASK-P をインアク
ティブとする。これによりゲート回路（アンド回路）６
が開いて、リフレッシュ実行有無レジスタ３に保持され
ていたリフレッシュを指示する信号がこのアンド回路６
を通過し、図３（Ｈ）に示すその出力信号OUT6-Pも時点
ｔ５でアクティブとなる。

【００４４】この信号OUT6-Pが与えられると、リフレッ
シュタイミング発生回路４は、直ちに（ほぼ時点ｔ６
で）、図３（Ｋ）に示すＣＰＵマスク信号CPUMASK-N を
アクティブとする。また、リフレッシュタイミング発生
回路４は、遅れＣＰＵクロック信号POSTCPUCLK-Pのタイ
ミングで（ほぼ時点ｔ６）、図３（Ｉ）に示すリフレッ
シュ信号REFRESH-N 、及び、図３（Ｊ）に示すロウアド
レスストローブ信号REFRAS-Nをアクティブとする。

【００４５】これにより、図示しないリフレッシュアド
レスカウンタがリフレッシュアドレスを１インクリメン
トして発生し、そのアドレス及びロウアドレスストロー
ブ信号RAS-N がＤＲＡＭに与えられてリフレッシュが実
行される。

【００４６】なお、リフレッシュ信号REFRESH-N は図示
しないリフレッシュタイマにも与えられるようになされ
ており、このとき、リフレッシュ要求信号REFREQ-Pはイ
ンアクティブとなる。また、上述した時点ｔ５で、リフ
レッシュマスク信号REFMASK-P がインアクティブに戻る
と、それより僅かに遅れてリフレッシュ実行有無レジス
タ３及びアンド回路６の出力信号OUT3-P及びOUT6-Pもイ
ンアクティブに戻る。さらに、上述したリフレッシュタ
イミング発生回路４は、出力信号のアクティブ期間を所
定期間に定めており、次のＣＰＵサイクル前にインアク
ティブに戻すようにしている。

【００４７】以上のようにして次のリフレッシュ要求信
号REFREQ-Pに対応できるようにしている。

【００４８】従って、上述の実施例によれば、基本的に
は、ＣＰＵがバスを使用していないＣＰＵサイクル中の
期間でリフレッシュを行なうようにしたので、リフレッ
シュ動作がＣＰＵの処理を妨げることを防止し得る。そ
の結果、装置の能力を向上させることができる。

【００４９】また、ＣＰＵサイクルが生じない場合に
も、時間を監視して強制的にリフレッシュを実行させる
ようにしたので、ＤＲＡＭの各セルがリフレッシュされ
なければならない間隔（リフレッシュサイクルタイム）
より速い時期に必ずリフレッシュすることができる。

【００５０】さらに、基本的に処理によるリフレッシュ
ではバスの調停が不要であり、また、強制的なリフレッ
シュではリフレッシュ制御回路にバス使用権を必ず付与
するので、バス調停回路の構成を従来より簡単なものに
できる。

【００５１】なお、上記実施例においては、ＲＡＳオン
リリフレッシュを実行させるリフレッシュ制御回路を示
したが、他のリフレッシュを実行させるリフレッシュ制
御回路にも本発明を適用することができる。要は、ＣＰ
Ｕサイクル内のＣＰＵによるバス未使用期間にリフレッ
シュを実行できるものであれば良い。

【００５２】また、ＤＲＡＭの種類も限定されるもので
はなく、リフレッシュアドレスカウンタを内蔵する形式
のＤＲＡＭ等にも本発明を適用することができる。

【００５３】さらに、上記実施例においては、他のバス
マスタがＣＰＵだけのものを説明したが、ＤＭＡＣ等を
備える装置にも同様に適用することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、他のバ
スマスタによる処理サイクル中で他のバスマスタがバス
を使用していない期間でリフレッシュを実行させるよう
にしたので、他のバスマスタのバスを利用した処理の実
行機会を妨げずにリフレッシュ動作を行なうことがで
き、装置の性能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の要部構成を示すブロック図である。

【図２】実施例の概略処理を示すフローチャートであ
る。

【図３】実施例のＣＰＵサイクルに係るリフレッシュ動
作を説明するタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…リフレッシュ制御回路本体、２…リフレッシュ待ち
時間監視回路、３…リフレッシュ実行有無レジスタ、４
…リフレッシュタイミング発生回路、５、６…アンド回
路、７…オア回路、８…インバータ回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リフレッシュ要求信号を所定周期で発生
   するリフレッシュ要求発生手段と、 リフレッシュ要求信号が生じていて、かつ、当該リフレ
   ッシュ制御回路以外の他のバスマスタによる処理サイク
   ル中であって上記他のバスマスタがバスを使用していな
   いことを検出するリフレッシュ起動判断手段と、 このリフレッシュ起動判断手段が検出動作したときに、
   ダイナミックＲＡＭにリフレッシュ動作を実行させる実
   行制御手段とを備えたことを特徴とするリフレッシュ制
   御回路。
2. 【請求項２】 上記リフレッシュ起動判断手段が所定時
   間の間検出出力を送出しない場合に、強制的にダイナミ
   ックＲＡＭにリフレッシュ動作を実行させる強制実行制
   御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のリフ
   レッシュ制御回路。