JPH06103026A - メモリシステム - Google Patents

メモリシステム

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Publication number
JPH06103026A
JPH06103026A JP27537192A JP27537192A JPH06103026A JP H06103026 A JPH06103026 A JP H06103026A JP 27537192 A JP27537192 A JP 27537192A JP 27537192 A JP27537192 A JP 27537192A JP H06103026 A JPH06103026 A JP H06103026A
Authority
JP
Japan
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data
dram
output
memory
address
Prior art date
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Withdrawn
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JP27537192A
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English (en)
Inventor
Kouichi Yomiya
孝一 余宮
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 DRAMを用いて先入れ先出し動作あるいは
先入れ後出し動作を行う場合に、データの入出力タイミ
ングの制約をなくすとともに、動作速度を上げることが
できるメモリシステムを提供すること。 【構成】 FIFOコントローラ20は、入力バッファ
22,出力バッファ24と、DRAM10に対するデー
タの先入れ先出し動作の制御を行うためのアドレス制御
部26,リフレッシュ制御部32,高速ページモード制
御部36,アービタ部40とを含んで構成されている。
DRAM10がリフレッシュ動作中は、入力バッファ2
2に対してデータの書き込みを行うとともに出力バッフ
ァ24からデータを出力することにより、DRAM10
のリフレッシュ動作を意識する必要がなくなる。また、
DRAM10に対して高速ページモードによってデータ
の入出力を行うことにより動作速度を上げることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメモリシステムに関し、
特にダイナミック・ランダムアクセスメモリ(DRA
M)を用いてデータの先入れ先出し動作あるいは先入れ
後出し動作を行うようにしたメモリシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】先入れ先出し(ファーストイン・ファー
ストアウト、以下「FIFO」と称する)メモリは、デ
ータを入力順に出力するメモリであり、各種システム間
のデータの転送に用いられる。入出力するデータとして
は、画像データ,音声データ,制御データ等の各種のデ
ータが考えられる。プロセッサ間のデータ転送や各種シ
ステム間のデータ通信等、動作速度の異なる非同期シス
テム間のデータの受渡しに汎用されている。
【0003】一般に、FIFOメモリは、ソフトウェア
で構成するものとハードウェアで構成するものとに大別
され、さらにハードウェアで構成するものについてはF
IFO専用メモリを用いるものとRAMとFIFOコン
トローラを組み合わせるものとに大別される。
【0004】FIFO専用メモリは、データの先入れ先
出し動作を行うための特別な構成を有するメモリであ
り、単体でデータの先入れ先出し動作を行うことができ
るため、メモリのアドレス意識することなく使用するこ
とができる。また、RAMとFIFOコントローラを組
み合わせて用いる場合は、例えばRAMとしてスタティ
ックRAM(SRAM)を用いることができるため、F
IFO専用メモリに比べて容量を増やすことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したF
IFO専用メモリを用いて先入れ先出し動作を行わせる
従来方式においては、小さな容量のものしかないため、
大量のデータを扱えないという問題があった。特に、近
年プロセッサの処理能力向上に伴い、扱うデータ量も増
加の傾向があり、また、画像データやディスク装置のデ
ータの転送を行う場合には大量のデータを扱うことにな
るため、FIFO専用メモリでは対応できなかった。
【0006】また、上述したFIFOコントローラにS
RAMを組み合わせてFIFOメモリとして使用する従
来方式においては、FIFO専用メモリに比べれば容量
を増やすことができるが、SRAMはDRAMに比べて
高価であり、実装面積も大きくなってしまう欠点があ
る。
【0007】そこで、安価で実装面積も小さく、しかも
SRAM等に比べて容量が大きなDRAMを用いてFI
FOメモリを構成する方式が望まれるが、一般にDRA
Mはリフレッシュ動作の間はデータの読み書きができな
いため、FIFOメモリとして使用した場合にはデータ
の入出力タイミングに制約が生じるという問題があっ
た。また、DRAMを用いてFIFOメモリを大容量に
すると、扱うデータ量も膨大になるため、FIFOメモ
リとしての動作速度を上げることが不可欠になる。
【0008】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、DRAMを用いて先入れ先出し動作ある
いは先入れ後出し動作を行う場合に、データの入出力タ
イミングの制約をなくすことができるメモリシステムを
提供することを目的としている。
【0009】また、本発明は、DRAMを用いて先入れ
先出し動作あるいは先入れ後出し動作を行う場合に、動
作速度を上げることができるメモリシステムを提供する
ことを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明のメモリシステムは、データを格納する
DRAMと、前記DRAMに書き込むデータを一時格納
する入力バッファと、前記DRAMから読み出したデー
タを一時格納する出力バッファと、前記DRAMに対し
てアドレス信号を送り、データの先入れ先出し動作ある
いはデータの先入れ後出し動作の制御を行うメモリ制御
部と、を備え、前記DRAMを先入れ先出しメモリある
いは先入れ後出しメモリとして用いる。
【0011】また、本発明のメモリシステムは、前記メ
モリ制御部において、前記DRAMの同一行内の複数領
域に対して、連続したデータの書き込み動作あるいは読
み出し動作を行うことを特徴とする。
【0012】
【作用】入力データは、一旦入力バッファに格納された
後、DRAMに書き込まれる。反対に、DRAMに格納
されているデータは、読み出された後一旦出力バッファ
に格納され、出力データとして取り出される。
【0013】メモリ制御部は、DRAMにアドレス信号
を送ってアドレス指定を行っており、DRAMにデータ
を書き込んだ順に読み出すことによりデータの先入れ先
出し動作を、あるいは、新しく書き込んだ順にDRAM
からデータを読み出すことによりデータの先入れ後出し
動作を制御している。
【0014】本発明によれば、DRAMに書き込むデー
タを一旦入力バッファに格納するとともに、DRAMか
ら読み出したデータを一旦出力バッファに格納すること
により、DRAMのリフレッシュ動作中でもデータの先
入れ先出し動作あるいは先入れ後出し動作を行うことが
可能になり、データの入出力タイミングの制約をなくす
ことができる。
【0015】また、メモリ制御部によって、DRAMの
同一行内の複数領域に対して、連続したデータの書き込
み動作あるいは読み出し動作を行う場合には、DRAM
の高速ページモードによるデータの入出力が可能とな
る。
【0016】本発明においては、高速ページモードによ
るデータの入出力を行うことにより、DRAMを用いて
先入れ先出し動作あるいは先入れ後出し動作を行う場合
の動作速度を上げることができる。
【0017】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
【0018】(i)実施例の構成 図1は、本発明のメモリシステムを適用した一実施例の
構成を示す図である。DRAM10にFIFOコントロ
ーラ20が接続されて、全体としてFIFOメモリとし
て機能する。DRAM10は、例えば1Mbitの容量
を有しており、一般に市販されているものをFIFOコ
ントローラ20に接続して使用することができる。
【0019】FIFOコントローラ20は、入力バッフ
ァ22,出力バッファ24,アドレス制御部26,リフ
レッシュ制御部32,高速ペードモード制御部36,ア
ービタ部40を含んで構成されている。アドレス制御部
26,リフレッシュ制御部32,高速ページモード制御
部36,アービタ部40がメモリ制御部に相当する。例
えば、これらは1チップで構成されており、DRAM1
0を外付けする形となっている。
【0020】入力バッファ22は、FIFOメモリとし
ての入力データを一時格納するためのものである。入力
バッファ22の容量は、データを書き込む側の速度及び
DRAM10のリフレッシュ時間等を考慮して決める必
要があり、例えば、バイト単位のデータが入力され、2
バイトの容量を有するものとする。DRAM10は、リ
フレッシュ動作中はデータの書き込みを行うことができ
ないが、入力バッファ22は、この間にFIFOメモリ
に入力されたデータを一時格納する。これにより、FI
FOメモリの外部からはDRAM10のリフレッシュ動
作を意識することなくデータを書き込むことが可能にな
る。
【0021】入力バッファ22は、FIFOメモリで構
成されており、入力データをバイト単位で保持するとと
もに、この保持したデータをデータバスに送出する。こ
のデータバスはDRAM10のデータ端子に接続されて
おり、入力バッファ22とDRAM10の間、あるいは
以下に示す出力バッファ24とDRAM10との間のデ
ータの入出力は、このデータバスを介して行われる。
【0022】出力バッファ24は、FIFOメモリとし
ての出力データを一時格納するためのものである。入力
バッファ22の容量は、データを読み出す側の速度及び
DRAM10のリフレッシュ時間等を考慮して決める必
要がある。例えば、入力バッファ22と同様に、2バイ
トの容量を有するFIFOメモリで構成されており、デ
ータバスから取り込んだデータを一旦保持した後出力デ
ータとして出力する。
【0023】DRAM10のリフレッシュ動作時はデー
タの読み出しはできないが、その間は出力バッファ24
に格納されているデータをFIFOメモリのデータとし
て出力する。これにより、FIFOメモリの外部からは
DRAM10のリフレッシュ動作を意識することなくデ
ータを読み出すことが可能になる。
【0024】なお、SRAMを用いる従来方式において
もライトレジスタ及びリードレジスタを備えるものはあ
ったが、データバスとの間で入出力するデータを一時的
に保持するものである。従って、FIFOメモリを用い
る本実施例の入力バッファ22等は構成,動作,目的等
全く異なるものである。
【0025】アドレス制御部26は、DRAM10のア
ドレス信号を生成するためのものである。DRAM10
のデータ書き込み用のアドレス信号を生成するための入
力データカウンタ28と、データ読み出し用のアドレス
信号を生成するための出力データカウンタ30とを有し
ている。
【0026】入力データカウンタ28は、カウント値の
各ビットがそのまま書き込みデータ用アドレスの各ビッ
トを表しており、上位半分が行アドレスに、下位半分が
列アドレスにそれぞれ対応している。同様に、出力デー
タカウンタ30は、カウント値の各ビットがそのまま読
み出しデータ用アドレスの各ビットを表しており、上位
半分が行アドレスに、下位半分が列アドレスにそれぞれ
対応している。
【0027】アドレス制御部26には書込み信号及び読
み出し信号が入力されており、書込み信号が入力された
とき(書込み信号が有効になったとき)は、入力データ
カウンタ28のカウント値を進めるとともに、その出力
値を書き込み用のアドレス信号としてDRAM10に送
る。また、読み出し信号が入力されたとき(読み出し信
号が有効になったとき)は、出力データカウンタ30の
カウント値を進めるとともに、その出力値を読み出し用
のアドレス信号としてDRAM10に送る。
【0028】アドレス制御部26は、入力データカウン
タ28あるいは出力データカウンタ30の計数動作が進
んで、列アドレスに対応したカウント値の最上位ビット
が桁あふれになると、桁上り信号を作成して高速ページ
モード制御部36に送る。
【0029】リフレッシュ制御部32は、DRAM10
に対するリフレッシュ動作を制御するとともに、DRA
Mに対する行アドレス信号(RAS),列アドレス信号
(CAS)を生成する。リフレッシュ制御部32内のリ
フレッシュカウンタ34は、リフレッシュ周期をカウン
トするものであり、このカウンタが一巡する毎にリフレ
ッシュ動作を行う。
【0030】リフレッシュ制御部32は、リフレッシュ
動作時には、アドレス制御部26に対して指示を送って
リフレッシュ動作用のアドレス生成を行うとともに、R
AS,CASをDRAM10に送ってリフレッシュ動作
の制御を行う。また、リフレッシュ動作時にはリフレッ
シュ信号を作成して高速ページモード制御部36に送
る。
【0031】更に、通常動作時(DRAM10に対して
データの入出力を行っている状態)は、アドレス制御部
26からアドレス信号が出力された後にRAS,CAS
を有効にして、DRAM10に対するデータの読み書き
を制御する。
【0032】アービタ部40は、DRAM10に対する
データの書き込み動作と読み出し動作の調停を行うもの
であり、書き込み信号と読み出し信号が同時あるいは交
互に入力されたときに、バス切換信号を作成して高速ペ
ージモード制御部36に送っている。
【0033】高速ページモード制御部36は、DRAM
10に対して高速ページモードでデータの読み書きを行
う制御を行うものである。通常時(高速ページモード動
作時)は、リフレッシュ制御部32に指示を送って、リ
フレッシュ制御部32から出力されるRASを有効にし
た状態でCASのみを切り換える制御を行う。このと
き、アドレス制御部26からは、同一の行アドレスが出
力された状態で列アドレスのみが順次更新されて出力さ
れる。
【0034】また、高速ページモード制御部36は、リ
フレッシュ制御部32からのリフレッシュ信号、アドレ
ス制御部26からの桁上り信号、アービタ部40からの
バス切換信号のいずれかが入力されたときに、一旦高速
ページモードを解除する制御を行う。すなわち、リフレ
ッシュ動作が行われたとき、アクセスする行アドレスが
更新されたとき、データの書き込み動作と読み出し動作
が切り換わってバスの切り換えが行われたときは、一旦
高速ページモードを解除して、行アドレスを変更した後
再度RASを有効にする制御を行う。
【0035】(ii)実施例の動作 次に、このような構成を有する本実施例の動作を説明す
る。
【0036】図2は、高速ページモード制御部36の主
な制御手順を示す図である。
【0037】高速ページモード制御部36は、通常は高
速ページモード制御を行っており(ステップ10)、こ
の動作と並行してリフレッシュ信号,桁上り信号,バス
切換信号のいずれかを受け付けたかどうかを判定してい
る(ステップ20)。
【0038】いずれの信号も受け付けていないときはス
テップ10の高速ページモード制御を継続する。いずれ
かの信号を受け付けると、高速ページモード制御を解除
して、行アドレスと列アドレスの両方を指定してデータ
の読み書きを行う通常モードの制御を行う(ステップ3
0)。その後、ステップ10の高速ページモード制御に
復帰する。
【0039】次に、本実施例のFIFOメモリに対して
連続してデータの書き込みを行う場合の動作を説明す
る。
【0040】入力バッファ22は、データが順次入力さ
れると、書き込み信号に同期して順次このデータを保持
する。入力バッファ22の容量が2バイトの場合は、こ
の2バイト分のデータをバイト単位で順次保持してデー
タバスに出力する。
【0041】また、アドレス制御部26は、書き込み信
号に同期して入力データカウンタ28をカウントアップ
する。このカウント値はアドレス信号としてDRAM1
0に入力される。
【0042】これらの動作と並行して、リフレッシュ制
御部32からDRAM10に出力されるRASを有効に
することにより、DRAM10内にアドレス信号に含ま
れる行アドレスが取り込まれる。その後、リフレッシュ
制御部32からDRAM10に出力されるCASを有効
にすることにより、DRAM10内にアドレス信号に含
まれる列アドレスが取り込まれとともに、データバスに
出力された出力バッファ22のデータがDRAM10内
の該当アドレスに書き込まれる。
【0043】書き込み動作のみが連続する場合は、DR
AM10内の同一行に対するデータの書き込みが連続す
るため、高速ページモード制御を行って高速に動作を行
うことが可能となる。
【0044】なお、書き込み動作のみが連続する場合で
あっても、リフレッシュ制御部32からリフレッシュ信
号が出力されたとき、あるいは、アドレス制御部26か
ら桁上り信号が出力されたときは、一旦高速ページモー
ドを解除するため、その間の処理速度は低下するが、こ
の速度の変動分は入力バッファ22によって吸収するこ
とができる。
【0045】また、リフレッシュ動作時にアドレス制御
部26は、一旦書き込みデータ用のアドレス信号出力を
中断して、リフレッシュ動作用のアドレス信号出力を行
う。そして、リフレッシュ動作終了後に書き込みデータ
用のアドレス信号出力を再開し、DRAM10に対する
データの書き込みを行う。この際FIFOメモリ全体と
して見た場合には、書き込み信号に同期した入力バッフ
ァ22に対するデータの書き込み動作が継続されてい
る。
【0046】次に、連続してデータの読み出しを行う場
合の動作を説明する。
【0047】アドレス制御部26は、読み出し信号に同
期して出力データカウンタ30をカウントアップする。
このカウント値はアドレス信号としてDRAM10に入
力される。
【0048】また、リフレッシュ制御部32からDRA
M10に出力されるRASを有効にすることにより、D
RAM10内にアドレス信号に含まれる行アドレスが取
り込まれる。その後、リフレッシュ制御部32からDR
AM10に出力されるCASを有効にすることにより、
DRAM内にアドレス信号に含まれる列アドレスが取り
込まれる。また、このとき読み出し信号に応じてDRA
M10からデータバスにデータが出力される。
【0049】出力バッファ24は、読み出し信号に同期
して、このデータバスに出力されたデータを保持する。
出力バッファ24の容量が2バイトの場合は、この2バ
イト分のデータをバイト単位で順次保持してFIFOコ
ントローラ20の外部に出力する。
【0050】読み出し動作のみが連続する場合は、デー
タの書き込み時と同様に、高速ページモード制御を行う
ことができるため高速動作が可能となる。
【0051】なお、読み出し動作のみが連続する場合で
あっても、リフレッシュ信号等が出力された場合は高速
ページモードが解除され、その間の処理速度が低下する
点は書き込み動作の場合と同じである。
【0052】また、リフレッシュ動作時にアドレス制御
部26は、一旦データ読み出し用のアドレス信号出力を
中断して、リフレッシュ動作用のアドレス信号出力を行
う。そして、リフレッシュ動作終了後にデータ読み出し
用のアドレス信号出力を再開し、DRAM10からのデ
ータ読み出しを行う。この際、FIFOメモリ全体とし
て見た場合には、読み出し信号に同期した出力バッファ
24からのデータの読み出し動作が継続されている。
【0053】次に、データの読み出し動作と書き込み動
作が非同期に交互に行われる場合の動作を説明する。
【0054】DRAM10にデータが格納されていない
状態では、アドレス制御部26内の入力データカウンタ
28と出力データカウンタ30は同じ値に設定されてい
る。このようにすることで、DRAM10にデータが書
き込まれたアドレス順にデータの読み出しを行うことが
できる。
【0055】このとき、書き込み動作あるいは読み出し
動作が連続する場合には、高速ページモードでデータの
書き込みを行う。また、書き込み動作と読み出し動作が
切り換わったときは、アービタ部40からバス切換信号
が出力されるため、一旦高速ページモードを解除する。
【0056】このように、本実施例によれば、入力バッ
ファ22及び出力バッファ24に入出力データを一旦格
納しておくことにより、FIFOメモリの外部からはD
RAM10のリフレッシュ動作を意識する必要がなくな
る。従って、DRAM10がリフレッシュ動作を行って
いる場合であっても、FIFOメモリに対するデータの
入出力タイミングに制約が生じるということもない。
【0057】また、DRAM10の同一行アドレスに対
して連続してデータの読み書きを行うことにより、DR
AM10が通常備える高速ページモード動作によるデー
タの入出力が可能となり、FIFOメモリとしての動作
速度を上げることができる。一般に、高速ページモード
にすることにより通常のモードに比べて2,3倍の高速
化が可能であるため、FIFOメモリとして使用した場
合もかなりの高速化が可能となる。また、一般のDRA
Mは高速ページモードをオプションとして備えるものが
多いため、高速化のために特に素子自体を高速化する必
要がなく、低コストで容易に高速化及び大容量化が可能
となる。
【0058】ところで、本実施例のように、DRAM1
0を用いてFIFOメモリを実現する場合には、FIF
Oメモリを使用する側はDRAM10のアドレスを意識
する必要はない。従って、FIFOコントローラ20の
制御によって同一行内の連続した列アドレスを指定して
データの読み書きを行うことができるため(通常のラン
ダムアクセス動作においては、常に同一行内の連続した
列アドレスを指定できるとはかぎらない)、DRAM1
0をFIFOメモリとして使用する場合には特に高速ペ
ージメモリ制御が行い易く、処理の高速化が図れるとい
う利点がある。また、通常のDRAMにおいて高速ペー
ジモードの制御を行おうとすれば、指定された行アドレ
スが同一行のものであるか否かを判定するための比較器
が必要となるが、本実施例のようにFIFOメモリとし
てDRAMを使用するために高速ページモードの制御を
行う場合は、列アドレスの桁上りのみで行の切り換えを
検出することができるので、制御が簡単になる利点もあ
る。
【0059】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。
【0060】例えば、上述した実施例では、DRAM1
0とFIFOコントローラ20との組み合わせによって
FIFOメモリを実現するようにしたが、同様に、先入
れ後出し(ファーストイン・ラストアウト,FILO)
メモリを実現することもできる。この場合は、アドレス
制御部26内の入力データカウンタ28を読み出し信号
に同期して減算カウントし、このカウント値をアドレス
としてDRAM10のデータの読み出しを行う。
【0061】また、本実施例では、桁上り信号等が高速
ページモード制御部36に入力されたときのみ高速ペー
ジモードを解除するようにしたが、高速化が特に必要な
い場合には、高速ページモードを使用せず常に通常のモ
ードでデータの入出力を行うようにしてもよい。また、
FIFOコントローラ20の外部からの指示により、適
宜切り換えられるようにしてもよい。
【0062】また、本実施例では、DRAM10に対す
るデータ入出力の高速なアクセスを可能とするため高速
ページモードを用いるようにしたが、ニブルモード等他
のモードを用いてDRAM10に対する高速なアクセス
を行うようにしてもよい。この場合は、高速ページモー
ド制御部36をニブルモード制御部等に変更し、アドレ
ス制御部26から4つの連続した列アドレスを出力する
ようにすればよい。
【0063】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、DR
AMに書き込むデータを一旦入力バッファに格納すると
ともに、DRAMから読み出したデータを一旦出力バッ
ファに格納することにより、DRAMのリフレッシュ動
作中でもデータの先入れ先出し動作あるいは先入れ後出
し動作を行うことが可能になり、データの入出力タイミ
ングの制約をなくすことができる。
【0064】また、DRAMの同一行内の複数領域に対
して連続したデータの読み書きを行う高速ページモード
によってデータの入出力を行うことにより、DRAMを
用いて先入れ先出し動作あるいは先入れ後出し動作を行
う場合の動作速度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメモリシステムを適用した一実施例の
構成図である。
【図2】実施例の高速ページモード制御部の動作手順を
示す図である。
【符号の説明】
10 DRAM 20 FIFOコトローラ 22 入力バッファ 24 出力バッファ 26 アドレス制御部 32 リフレッシュ制御部 36 高速ページモード制御部 40 アービタ部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを格納するダイナミックRAM
    と、 前記DRAMに書き込むデータを一時格納する入力バッ
    ファと、 前記DRAMから読み出したデータを一時格納する出力
    バッファと、 前記DRAMに対してアドレス信号を送り、データの先
    入れ先出し動作あるいはデータの先入れ後出し動作の制
    御を行うメモリ制御部と、 を備え、前記DRAMを先入れ先出しメモリあるいは先
    入れ後出しメモリとして用いることを特徴とするメモリ
    システム。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記メモリ制御部は、前記DRAMの同一行内の複数領
    域に対して、連続したデータの書き込み動作あるいは読
    み出し動作を行うことを特徴とするメモリシステム。
JP27537192A 1992-09-18 1992-09-18 メモリシステム Withdrawn JPH06103026A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7450457B2 (en) 2002-02-07 2008-11-11 Solid State Storage Solutions Llc Memory system comprising a controller managing independent data transfer between input-output terminal, synchronous dynamic random access memory, and flash memory
JP2009123236A (ja) * 2009-02-26 2009-06-04 Solid State Storage Solutions Llc メモリシステム
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