JPH05342863A - メモリ・システムのリフレッシュ制御方式 - Google Patents

メモリ・システムのリフレッシュ制御方式

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JPH05342863A
JPH05342863A JP4174935A JP17493592A JPH05342863A JP H05342863 A JPH05342863 A JP H05342863A JP 4174935 A JP4174935 A JP 4174935A JP 17493592 A JP17493592 A JP 17493592A JP H05342863 A JPH05342863 A JP H05342863A
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JP
Japan
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refresh
memory
random access
cache
dynamic random
Prior art date
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Pending
Application number
JP4174935A
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English (en)
Inventor
Tsukio Nakamoto
突男 仲元
Masayuki Hata
雅之 畑
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オンデマンド方式のキャッシュメモリ2を含
む、DRAMとDRAMコントローラのメモリ・システ
ムにおいて、DRAM9へのアクセス要求とリフレッシ
ュ要求の競合を少なくして、メモリ・アクセスの効率化
を図る。 【構成】 キャッシュ・メモリ2がキャッシュ・ミスを
起こしたことを検出して、ミスしたデータを含む連続し
たデータを取り込んだ後に、キャッシュ・ヒットする可
能性の高い区間にDRAM9のリフレッシュを行なうよ
うにタイミングを調整するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサに接続され
てアクセスされるキャッシュ・メモリ及びタイマにより
一定時間間隔でリフレッシュされるDRAM(ダイナミ
ック・ランダム・アクセス・メモリ)とを備えたメモリ
・システムのリフレッシュ制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のマイクロプロセッサとキャ
ッシュ・メモリとDRAMとDRAMのリフレッシュを
制御するDRAMコントローラを含むメモリ・システム
の一例を示すブロック図である。図において、1はMP
U(マイクロプロセッサ)、2はキャッシュ・メモリ、
3はバス・インターフェース回路、4はリフレッシュ・
タイマ、5はアービタ、6はタイミング・ジェネレー
タ、7はリフレッシュ・アドレス・カウンタ、8はアド
レス・マルチプレクサ、9はDRAMである。上記リフ
レッシュ・タイマ4,アービタ5,タイミング・ジェネ
レータ6,リフレッシュ・アドレス・カウンタ7,アド
レス・マルチプレクサ8によりDRAMコントローラ1
00を構成する。
【0003】図6は図5のブロック図のリフレッシュ間
隔のタイミング図である。従来例の動作を図5と図6を
用いて説明する。まず、図5の構成例の動作について説
明する。MPU1は、アドレス線、制御線、データ線を
用いて、DRAM9に対してリード、ライトのアクセス
を行う。
【0004】キャッシュ・メモリ2は、MPU1のDR
AM9へのリード・アクセスを検出し、アクセス・アド
レスのデータを内部に持っている(キャッシュ・ヒッ
ト)ならば、MPU1に対してデータを供給する。この
時、バス・インターフェース回路3を操作して、MPU
1のリード・アクセス信号がDRAM9に伝達されない
ようにする。また、アクセス・アドレスのデータを内部
に持っていない(キャッシュ・ミス)ならば、バス・イ
ンターフェース回路3を操作して、リード・アクセス信
号をDRAM9側に伝える。キャッシュ・メモリ2は、
DRAM9から供給されるデータを、MPU1が取り込
むのと同時に内部に取り込む、また、この後、MPU1
のバス・アクセスを停止させ、DRAM9に対して、M
PU1のリード・アクセスしたアドレスから連続した例
えば3ワードをDRAM9からリードして、取り込む。
この場合、取り込むワード数は予めキャッシュ・メモリ
2に設定されている。
【0005】DRAM9は、一定周期でリフレッシュす
る必要があるので、リフレッシュ・タイマ4は、8ms/
512の間隔で、アービタ5に対してリフレッシュ・リ
クエスト信号dを送る。アービタ5は、リフレッシュ・
タイマ4からのリフレッシュ・リクエスト信号dとMP
U1からのメモリ・リクエスト信号gを調停して、その
結果によりタイミング・ジェネレータ6を操作する。メ
モリ・リクエストとリフレッシュ・リクエストが同時に
発生した場合は、リフレッシュ・リクエスト信号dが優
先される。アービタ5により操作されるタイミング・ジ
ェネレータ6は、要求がリフレッシュ・リクエストな
ら、DRAM9をリフレッシュするようにリフレッシュ
・アドレス・カウンタ7にリフレッシュ・リクエスト制
御信号6aを出力し、メモリ・リクエストなら、メモリ
のリードまたはライトを行うようにDRAM9へメモリ
・リクエスト制御信号6bを出力する。
【0006】リフレッシュ・アドレス・カウンタ7は、
タイミング・ジェネレータ6によって制御されて、リフ
レッシュ・アドレスの生成(0〜511)を行う。その
アドレスは、一回のリフレッシュごとにカウント・ダウ
ンされる。アドレス・マルチプレクサ8は、リフレッシ
ュ・アドレス・カウンタ7から供給されるアドレスとM
PU1から供給されるアドレスをリフレッシュかメモリ
・アクセスかにより選択して、DRAM9に出力する。
以上のような動作により、DRAM9のリフレッシュ
は、8ms/512の周期で行なわれるのに対し、MP
U1からのメモリ・アクセスはDRAM9に格納される
プログラムとデータに依存するので、周期は一定しな
い。しかし、キャッシュ・メモリ2がキャッシュ・ミス
を起こし、DRAM9から連続するデータを取り込んだ
後は、キャッシュ・メモリ2にキャッシュ・ヒットをし
やすいので、3ワード分のヒット・サイクル時間の間
は、DRAM9へのアクセスの可能性が少なくなる。に
も係わらず、リフレッシュ(8ms/512)は同一の
周期で行っていた。この場合、図6のように3ワード分
のヒットの可能性の高い区間の間、すなわち、キャッシ
ュ・ミス後にDRAM9から連続するデータの取込みが
完了した時点Eよりヒット・サイクル区間Sの間、リフ
レッシュRが行われず、逆に、この3ワード分のヒット
・サイクル区間Sの経過後にリフレッシュRを行ってい
る。このためMPU1からのメモリ・リクエストと競合
して、メモリ・リクエストが待たされる場合が多かっ
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のメモリ
・システムでは、キャッシュ・メモリ2がDRAM9に
アクセスする可能性の少ない区間(すなわちヒット・サ
イクル区間S)があるにも係わらず、同一周期でDRA
M9のリフレッシュを行っているので、上記以外の区間
でのDRAM9へのアクセスの競合を起こし、メモリ・
アクセスが効率的に行われない場合があった。
【0008】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたもので、キャッシュ・メモリが、DRAM
へアクセスする可能性の少ない区間の間に、DRAMの
リフレッシュを行わせる事によって、上記区間外でのM
PUからのアクセスとリフレッシュ・タイマからのアク
セスの競合を少なくでき、メモリ・アクセスの効率化が
図れるメモリ・システムのリフレッシュ制御方式を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るメモリ・システムのリフレッシュ制御方式は、プロセ
ッサに接続され、かつタイマにより一定時間間隔でリフ
レッシュされるダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリと、このダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リとプロセッサとの間に接続され、かつキャッシュ・ミ
ス時に、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリか
ら、ミスしたデータを含む連続したデータを取込むキャ
ッシュ・メモリとを備えたメモリ・システムのリフレッ
シュ制御方式において、上記キャッシュ・メモリがキャ
ッシュ・ミスを起こして上記データを取込んだ後、上記
タイマをリセットするリフレッシュ設定手段を備え、上
記取込んだデータがキャッシュ・ヒットする可能性が高
く、プロセッサがダイナミック・ランダム・アクセス・
メモリへアクセスする可能性の低い区間中に、ダイナミ
ック・ランダム・アクセス・メモリのリフレッシュを行
うようにしたものである。
【0010】この発明の請求項2に係るメモリ・システ
ムのリフレッシュ制御方式は、上記キャッシュ・メモリ
がキャッシュ・ミスを起こしてダイナミック・ランダム
・アクセス・メモリからデータを取込んだ直後に、上記
タイマのリフレッシュ間隔を所定期間の間だけ短い間隔
に切換えるリフレッシュ間隔切換手段を備え、上記取込
んだデータがキャッシュ・ヒットする可能性が高く、プ
ロセッサがダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ
へアクセスする可能性の低い区間中に、ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリのリフレッシュを集中的に
行うようにしたものである。
【0011】
【作用】請求項1に係るメモリ・システムのリフレッシ
ュ制御方式においては、リフレッシュ設定手段12は、
キャッシュ・メモリ2がキャッシュ・ミスを起こしてデ
ータを取込んだことを検出し、リセット信号をタイマ
(リフレッシュ・タイマ40)に出力する。これにより
タイマが起動して、上記取込んだデータがキャッシュ・
ヒットする可能性が高く、プロセッサ(MPU1)がダ
イナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM
9)へアクセスする可能性の低い区間中に、ダイナミッ
ク・ランダム・アクセス・メモリのリフレッシュが行な
われる。
【0012】請求項2に係るメモリ・システムのリフレ
ッシュ制御方式においては、リフレッシュ間隔切換手段
13は、キャッシュ・メモリ2がキャッシュ・ミスを起
こしてデータを取込んだことを検出し、切換信号fをタ
イマ(リフレッシュ・タイマ400)に出力する。これ
により、タイマより出力されるリフレッシュ信号dの周
期が所定時間の間、短い周期のリフレッシュ信号に切換
わり、この短い周期のリフレッシュ信号が、上記取込ん
だデータがキャッシュ・ヒットする可能性が高く、プロ
セッサがダイナミック・ランダム・アクセス・メモリへ
アクセスする可能性の低い区間中に出力され、この区間
中に、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(D
RAM9)のリフレッシュが集中的に行われる。
【0013】
【実施例】
実施例1.本発明の請求項1に係るメモリ・システムの
リフレッシュ制御方式の一実施例を図1,図2に基づい
て説明する。図1は、本発明のキャッシュ・メモリとM
PUとDRAMとDRAMコントローラからなるメモリ
・システムのブロック図である。尚、図5の従来例のブ
ロック図と同一構成部分には同一符号を付して、説明を
省略する。図1において、10はキャッシュ・ミス・デ
コーダ、11はヒット・サイクル・カウンタであり、こ
れらでリフレッシュ設定手段12を構成する。40はこ
のリフレッシュ設定手段12によりリセットされる本実
施例1のリフレッシュ・タイマである。上記リフレッシ
ュ設定手段12のキャッシュ・ミス・デコーダ10はキ
ャッシュ・メモリ2に接続され、ヒット・サイクル・カ
ウンタ11の出力がリフレッシュ・タイマ40に接続さ
れている。図2は、図1のシステムでのリフレッシュタ
イミングを示したものである。
【0014】次に動作について説明する。キャッシュ・
ミス・デコーダ10は、キャッシュ・メモリ2がキャッ
シュ・ミスした際の出力信号aをデコードして、キャッ
シュ・ミスを検出し、結果をヒット・サイクル・カウン
タ11に出力する。ヒット・サイクル・カウンタ11
は、キャッシュ・ミス信号bを受信すると、キャッシュ
・ミスによるデータ取込み終了後、リフレッシュ・タイ
マ40にカウンタ・リセット信号cを出力する。
【0015】リフレッシュ・タイマ40は、8ms/5
12の周期でリフレッシュRを行ない、カウンタ・リセ
ット信号cを受信すると、内部リフレッシュ・カウンタ
をリセットする。また、リフレッシュ・カウンタ40が
リセットされることにより、アービタ5にリフレッシュ
・リクエスト信号dを出力する。
【0016】アービタ5で、リフレッシュ・リクエスト
信号dを受信すると、タイミング・ジェネレータ6に、
リフレッシュ動作信号の生成要求信号eを出力する。す
なわち、図2に示すように、キャッシュ・ミスによるデ
ータ取り込み終了(E点)した直後に、リフレッシュ動
作が行なわれる。通常、リフレッシュ・サイクルは、3
ワードキャッシュ・ヒットの可能性の高い区間(ヒット
・サイクル区間S)より長いので、この区間を経過直後
のメモリ・リクエストとリフレッシュ・リクエストの競
合可能性は少なくなり、消費電力を増加させることなく
メモリ・アクセスの効率化が図れる。
【0017】実施例2.次に請求項2に係る本発明のメ
モリ・システムのリフレッシュ制御方式の一実施例につ
いて説明する。この場合、図3に示すように、実施例
1.の構成とほぼ同様であるが、ヒット・サイクル・カ
ウンタ110の動作とリフレッシュ・タイマ400の動
作が異なる。尚、キャッシュ・ミス・デコーダ10とヒ
ット・サイクル・カウンタ110とでリフレッシュ間隔
切換手段13を構成する。ヒット・サイクル・カウンタ
110は、キャッシュ・ミスによるデータの取込み終了
(E点)後、カウンタ・リセット信号cを出力すると同
時にリフレッシュ・サイクル変調信号fをリフレッシュ
・タイマ400に出力し、所定時間の間,すなわちヒッ
ト・サイクル区間sの間ドライブし続ける。リフレッシ
ュ・タイマ400は、カウンタ・リセット信号cを受信
すると内部リフレッシュ・カウンタをリセットして、リ
フレッシュ・リクエスト信号dを出力する。また、リフ
レッシュ・サイクル変調信号fが出力されていると、通
常のサイクルよりも、短いサイクルで、リフレッシュ・
リクエストをアービタ5に出力する。このようにして、
図4のように、キャッシュ・ミス後のデータ取り込みの
後、DRAM9へのアクセスの可能性の少ない区間に
(ヒット・サイクル区間s)にリフレッシュRを集中し
て行なわせることができる。(図4の場合、2回)この
ようにすると、実施例1と同様に、アクセスの競合を少
なくでき、メモリ・アクセスの効率化が図れる。また実
施例1より、同一時間内のリフレッシュ回数を増やすこ
とができるが、この場合、消費電力は多少増加する。
【0018】尚、上記タイマ400としては、周期の違
う,すなわち通常の周期のリフレッシュ信号を出力する
カウンタと、これより短い周期のリフレッシュ信号を出
力するカウンタとの両方を備えたものや、可変分周機能
を有するN分周カウンタ等を使用すればよい。
【0019】
【発明の効果】この発明の請求項1に係るメモリ・シス
テムのリフレッシュ制御方式によれば、プロセッサに接
続され、かつタイマにより一定時間間隔でリフレッシュ
されるダイナミック・ランダム・アクセス・メモリとこ
のダイナミック・ランダム・アクセス・メモリとプロセ
ッサとの間に接続され、かつキャッシュ・ミス時に、ダ
イナミック・ランダム・アクセス・メモリから、ミスし
たデータを含む連続したデータを取込むキャッシュ・メ
モリとを備えたメモリ・システムのリフレッシュ制御方
式において、上記キャッシュ・メモリがキャッシュ・ミ
スを起こして上記データを取込んだ後、上記タイマをリ
セットするリフレッシュ設定手段を備え、上記取込んだ
データがキャッシュ・ヒットする可能性が高く、プロセ
ッサがダイナミック・ランダム・アクセス・メモリへア
クセスする可能性の低い区間中に、ダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリのリフレッシュを行うようにし
たので、上記の区間外でのアクセスの競合を少なくする
ことができ、消費電力を増加させずメモリ・アクセスの
効率化が図れる。
【0020】この発明の請求項2に係るメモリ・システ
ムのリフレッシュ制御方式によれば、上記キャッシュ・
メモリがキャッシュ・ミスを起こしてダイナミック・ラ
ンダム・アクセス・メモリからデータを取込んだ直後
に、上記タイマのリフレッシュ間隔を所定時間の間だけ
短い間隔に切換えるリフレッシュ間隔切換手段を備え、
上記取込んだデータがキャッシュ・ヒットする可能性が
高く、プロセッサがダイナミック・ランダム・アクセス
・メモリへアクセスする可能性の低い区間中に、ダイナ
ミック・ランダム・アクセス・メモリのリフレッシュを
集中的に行うようにしたので、上記の区間外でのアクセ
スの競合を少なくすることができ、消費電力は多少増加
するが、メモリ・アクセスの効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のメモリ・システムのブロッ
ク構成図である。
【図2】本発明の実施例1のメモリ・システムのリフレ
ッシュ制御方式によるリフレッシュ・タイミングを示す
図である。
【図3】本発明の実施例2のメモリ・システムのブロッ
ク構成図である。
【図4】本発明の実施例2のメモリ・システムのリフレ
ッシュ制御方式によるリフレッシュ・タイミングを示す
図である。
【図5】従来のメモリ・システムの一例を示すブロック
構成図である。
【図6】図5のシステムによるリフレッシュ・タイミン
グを示す図である。
【符号の説明】 1 MPU(プロセッサ) 2 キャッシュ・メモリ 3 バス・インターフェース回路 40,400 リフレッシュ・タイマ 5 アービタ 6 タイミング・ジェネレータ 7 リフレッシュ・アドレス・カウンタ 8 アドレス・マルチプレクサ 9 DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ) 10 キャッシュ・ミス・デコーダ 11,110 ヒット・サイクル・カウンタ 12 リフレッシュ設定手段 13 リフレッシュ間隔切換手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセッサに接続され、かつタイマによ
    り一定時間間隔でリフレッシュされるダイナミック・ラ
    ンダム・アクセス・メモリと、このダイナミック・ラン
    ダム・アクセス・メモリとプロセッサとの間に接続さ
    れ、かつキャッシュ・ミス時に、ダイナミック・ランダ
    ム・アクセス・メモリから、ミスしたデータを含む連続
    したデータを取込むキャッシュ・メモリとを備えたメモ
    リ・システムのリフレッシュ制御方式において、上記キ
    ャッシュ・メモリがキャッシュ・ミスを起こして上記デ
    ータを取込んだ後、上記タイマをリセットするリフレッ
    シュ設定手段を備え、上記取込んだデータがキャッシュ
    ・ヒットする可能性が高く、プロセッサがダイナミック
    ・ランダム・アクセス・メモリへアクセスする可能性の
    低い区間中に、ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
    モリのリフレッシュを行うようにしたことを特徴とする
    メモリ・システムのリフレッシュ制御方式。
  2. 【請求項2】 プロセッサに接続され、かつタイマによ
    り一定時間間隔でリフレッシュされるダイナミック・ラ
    ンダム・アクセス・メモリと、このダイナミック・ラン
    ダム・アクセス・メモリとプロセッサとの間に接続さ
    れ、かつキャッシュ・ミス時に、ダイナミック・ランダ
    ム・アクセス・メモリから、ミスしたデータを含む連続
    したデータを取込むキャッシュ・メモリとを備えたメモ
    リ・システムのリフレッシュ制御方式において、上記キ
    ャッシュ・メモリがキャッシュ・ミスを起こして上記デ
    ータを取込んだ直後に、上記タイマのリフレッシュ間隔
    を所定時間の間だけ短い間隔に切換えるリフレッシュ間
    隔切換手段を備え、上記取込んだデータがキャッシュ・
    ヒットする可能性が高く、プロセッサがダイナミック・
    ランダム・アクセス・メモリへアクセスする可能性の低
    い区間中に、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
    リのリフレッシュを集中的に行うようにしたことを特徴
    とするメモリ・システムのリフレッシュ制御方式。
JP4174935A 1992-06-09 1992-06-09 メモリ・システムのリフレッシュ制御方式 Pending JPH05342863A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012514249A (ja) * 2008-12-30 2012-06-21 エマニュエル コンファロニエーリ 作動温度範囲を拡張した不揮発性メモリ

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