JPH06180986A - メモリコントローラユニット - Google Patents

メモリコントローラユニット

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JPH06180986A
JPH06180986A JP4284984A JP28498492A JPH06180986A JP H06180986 A JPH06180986 A JP H06180986A JP 4284984 A JP4284984 A JP 4284984A JP 28498492 A JP28498492 A JP 28498492A JP H06180986 A JPH06180986 A JP H06180986A
Authority
JP
Japan
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memory
refresh
dram
register
timer
Prior art date
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Pending
Application number
JP4284984A
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English (en)
Inventor
Toshiya Takano
俊哉 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Hudson Soft Co Ltd
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Hudson Soft Co Ltd
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Hudson Soft Co Ltd filed Critical Seiko Epson Corp
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Priority to DE69322051T priority patent/DE69322051T2/de
Priority to EP93307737A priority patent/EP0590967B1/en
Priority to CA002107437A priority patent/CA2107437A1/en
Publication of JPH06180986A publication Critical patent/JPH06180986A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のDRAMコンフィグレーションを使用
する情報処理装置では、異なるメモリ構成に対応するた
めに、それぞれのメモリ形式に対してアドレシングを発
生させるためのデコードICチップを必要としていた。
本発明はいろいろなメモリ構成に対して柔軟性のある対
応が行えるメモリコントローラユニットを得る。 【構成】 メモリコントローラにDRAMのメモリ構成
とリフレッシュタイマの設定用レジスタを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数のDRAMコンフィ
グレーション(構成)を使用する情報処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】通常、情報処理装置では扱うアプリケー
ションの対象によってDRAMの形式が異なってくる。
たとえば8ビットデータなら8ビット境界でアドレシン
グが必要になるし、16ビットデータなら16ビット境
界でアドレシングが必要となる。
【0003】またメモリを構成するチップの数(メモリ
容量)によってもアドレシングは異なってくる。従来は
このような異なるメモリ構成に対応するために、それぞ
れのメモリ形式に対してアドレシングを発生させるため
のデコードICチップを必要としていた。
【0004】図1は16ビット境界で64K×2チップ
のメモリ構成の様子である。プログラム上でMADR
(メモリアドレス)にメモリを指定すると、デコード用
ICがどのメモリチップのどの位置かを判定して、目的
のデータをアドレシングする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来方式で
は、デコード用ICチップが必要となり、しかもハード
的にメモリ構成が固定されてしまうなどの問題がある。
本発明はいろいろなメモリ構成に対して柔軟性のある対
応が行えるメモリ配置とそのアクセス方法を開発するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】図2は本発明のCPUの
内部アーキテクチャである。IPUは命令処理ユニッ
ト、IFUは命令フェッチユニット、IEUは命令実行
ユニット、IOUはI/O制御ユニット、MCUはメモ
リ制御ユニットである。
【0007】MCUはメインメモリ(DRAM)が直接
接続されているメモリポートを制御する。またメモリポ
ートに関するすべての制御信号を発生する。本アーキテ
クチャは8ビットバイトアドレッシングアーキテクチャ
を採用しているから、すべてのデータはバイトもしくは
その整数倍で扱う。本システムでは、1ワードは4バイ
ト(32ビット)である。
【0008】メモリはアレイから構成される。1つのア
レイのアドレス方向の深さ(アレイ中のワード数)は、
使用するチップのアドレス方向の深さで決まる。例え
ば、256K×nのDRAMでは1アレイあたり256
Kワードである。アレイを構成するチップ数は、DRA
Mのデータポートの本数で決まる。図3は256Kワー
ドサイズのDRAMの例である。
【0009】本システムでは64K×16、128K×
8、256K×4、256K×4、1M×4、512K
×8などのメモリ構成のDRAMが使用できる。詳細を
図4に示す。どのようなメモリ構成であるか、メモリ設
定レジスタによって指定できる。MCUにシステムを実
行前に知らせておけば、あとはCPUがメモリ管理をし
てくれる。
【0010】従来ならこのようなメモリ構成に対してデ
コード用ICが必要であったが、本発明ではメモリコン
トローラ(MCU)にレジスタを用意し、メモリ構成と
リフレッシュタイマの設定がプログラムで行えるように
している。レジスタは特殊レジスタ転送命令でアドレシ
ングできる。
【0011】図5に示すように、レジスタはMCUの特
殊ハードウェアレジスタ空間<バンク3、アドレス4−
7>にマップされている。メモリ設定レジスタはバンク
3のアドレス4に32ビット(4バイト)の大きさで確
保されている。またリフレッシュタイムを指定するエリ
アは同バンクのアドレス5に用意されている。メモリ設
定レジスタの内容は以下の通りである。
【0012】ROW_SIZE(ローサイズ) 000 8ビット 001 9ビット 010 10ビット 011 11ビット 100 12ビット COL_SIZE(カラムサイズ) 00 8ビット 01 9ビット 10 10ビット 11 11ビット ARRAYS(アレイサイズ) 0 1アレイ 1 2アレイ REFRESH_EN(リフレッシュ許可) 0 リフレッシュ禁止 1 リフレッシュ許可
【0013】ROW_SIZEとCOL_SIZEの組
み合せによって、図4でDRAMの形式が決まる。たと
えば、
【0014】ROW_SIZE=2(=(010)2、
すなわち10ビット) COL_SIZE=1(=(01)2)、すなわち9ビ
ット) とすれば、図4の表からROW×COL=10×9すな
わち512K×8のDRAM構成を指定したことにな
る。さらに ARRYAYS=0 とすれば、1アレイでチップ数は4となる。
【0015】次にリフレッシュサイクルについて説明す
る。メモリがある一定期間アクセスされないとメモリ内
のデータが消えてしまう。そこである一定期間アクセス
されない場合、メモリに対してリフレッシュ(電流を流
すしてメモリの活性化)させる必要がある。
【0016】リフレッシュサイクルはDRAMによって
異なるが、本発明ではDRAMの構成と同様に、リフレ
ッシュサイクル(タイム)もプログラム指定できるよう
にしてある。メモリリフレッシュは、図6に示すように
リフレッシュタイマレジスタのビット0〜6によって制
御され、ポートが自動的に行う。メモリ設定レジスタで
リフレッシュ許可を与えると、タイマカウンタとリフレ
ッシュタイマレジスタの内容からリフレッシュサイクル
が決まり、一定時間ごとにリフレッシュが発生する。
【0017】リフレッシュタイマは、分周器、リフレッ
シュタイマレジスタ/タイマカウンタからなる。タイマ
クロックはシステムクロックの1/32で、分周器によ
って発生される。タイマクロックはタイマカウンタの入
力となる。
【0018】CPUがリフレッシュタイマ(バンク3、
アドレス5)に書き込みを行うと、データはタイマレジ
スタに書き込まれる。逆にCPUがリフレッシュタイマ
からデータを読み取ると、タイマカウンタの値が読み出
される。タイマレジスタは、リセット後0にリセットさ
れる。
【0019】タイマカウンタの計数が終了(0×7F)
するたびに、リフレッシュが要求される(0×7Fは1
6進数の7F)。タイマカウンタは計数が終了するま
で、各タイマクロックサイクルごとに加算が続けられ
る。計数が終了すると、タイマカウンタはリフレッシュ
タイマレジスタの内容で初期化され、計数が続けられ
る。
【0020】メモリポート上のDRAMが規格化通りに
リフレッシュされるように保証すためには、リフレッシ
ュレジスタには、メモリリフレッシュサイクルの周期を
制御する数字がロードされなければならない。
【0021】リフレッシュタイマレジスタには、DRA
Mリフレッシュ周期、DRAMリフレッシュサイクル
数、それとタイマクロックのクロック周期とから得られ
る数字をプログラムで設定する。すなわち、以下の計算
式に従って求める。
【0022】 リフレッシュタイマ=0×7F−サイクル数 ここで サイクル数 =(リフレッシュ間隔)/(クロッ
ク周期) リフレッシュ間隔 =(リフレッシュ周期)/(リフレ
ッシュサイクル数)
【0023】本MCUはCASビフォアRASリフレッ
シュを利用しているから、各リフレッシュサイクルでは
DRAMにアドレスを出力する必要はない。
【0024】
【実施例】アドレスが実際にどのようにMCUによって
アドレシングされるかを見ていこう。MCUはアドレス
を受けると、ロー、カラム、アレイに分割する。分割の
仕方は、メモリ構成によって異なる。たとえば、64K
×16DRAMの場合は図7のようにアドレシングされ
る。アドレスビットの形式はメモリ設定レジスタでDR
AMの形式を決めると自動的に求まる。これはメモリ設
定レジスタで ROW_SIZE=0 COL_SIZE=0 と指定した場合に対応しているから、MCUのロー、カ
ラムアドレスは8ビットの大きさである。
【0025】図7の例はARRAYS=0の例であるか
ら、アレイ数は1。したがってメモリ空間は64Kワー
ド、すなわち256Kバイトの大きさである。メモリ空
間はMCUが解析したローアドレスとカラムアドレスに
よって、その交点が求めるアドレスとなる。
【0026】図8は128K×8DRAMの例である。
これは、メモリ設定レジスタで ROW_SIZE=1 COL_SIZE=0 と指定した場合に対応しているから、MCUのローとカ
ラムアドレスはそれぞれ9ビットと8ビットの大きさで
ある。
【0027】図8のメモリマップはARRAYS=1と
した場合の例であるから、アレイ数は2である。メモリ
空間は128Kワード×2、すなわち1Mバイトであ
る。次にリフレッシュタイムの計算例を挙げる。
【0028】DRAMリフレッシュ周期を4ms、DR
AMリフレッシュサイクル数を256としよう。また、
タイムクロックのクロック周波数は外部クロックが23
nsならば736nsである。以下のようにリフレッシ
ュタイムが計算できる。
【0029】 リフレッシュ間隔 =4,000.000ns/256=15.625ns サイクル数 =15.625ns/736ns=21.229 リフレッシュタイム=0x7F-21=106 (0x7Fは16進数の
7Fを表す)
【0030】この値をリフレッシュタイマレジスタに設
定しておけば、タイマカウンタの計数が終了するたび
に、タイマカウンタはリフレッシュレジスタの内容で初
期化せれ、計数が続けられる。
【0031】本発明のCPUを用いた情報処理装置の実
施例について説明する。図9は画像と音声を処理する情
報処理装置のブロック図である。
【0032】CDーROM等のゲームソフト記録媒体、
32ビットCPU、画像・音声データ転送制御と各装置
のインターフェースを主とするコントロールユニット、
画像データ伸張変換ユニット、画像データ出力ユニッ
ト、音声データ出力ユニット、ビデオエンコーダユニッ
ト、VDPユニットなどで構成されている。各ユニット
専用にK−RAM、M−RAM、R−RAM、V−RA
Mといったメモリを保有している。
【0033】CPUはメモリサポートを通じて直接DR
AMを制御できるメモリ制御機能と、I/Oポートを通
じて様々な周辺機器と通信できるI/O制御機能を持っ
ている。また、タイマとパラレル入出力ポートと割り込
み制御機構も備えている。
【0034】CPUがVRAMに書き込んだ表示データ
はVDPユニットが読みだし、データをビデオエンコー
ダユニットへ送ることで画面に表示される。
【0035】コントローラユニットはSCSIコントロ
ーラを内蔵し、CD−ROMなどの外部記憶装置からS
CSIインターフェースを介して画像や音声などのデー
タを取り込む。取り込まれたデータはいったんK−RA
Mにバッファリングされる。
【0036】コントローラユニットにはDRAMコント
ローラが内蔵され、この働きによりK−RAMに蓄えら
れたデータは決められたタイミングで読み出される。
【0037】自然画バックグラウンド画像データは、コ
ントローラユニット内で1ドットデータ単位でプライオ
リティ判定を行ってビデオエンコーダユニットに送り出
す。
【0038】データ圧縮された動画像(フルカラー、パ
レット)データは画像データ伸長ユニットに送る。画像
データ伸長ユニットはデータの伸長を行った後ビデオエ
ンコーダユニットに送る。
【0039】ビデオエンコーダユニットではVDPユニ
ット、コントローラユニット、画像データ伸長ユニット
から送られてきたVDP画像、自然画バックグラウンド
画像、動画像(フルカラー、パレット)データの重ね合
わせ処理、カラーパレット再生、特殊効果処理、および
D/A変換などの処理を施して出力し、さらに外部回路
によって、最終的にNTSC信号にエンコードされた画
像信号が出力される。
【0040】CD−ROMなどから読み込まれたADP
CM音声データは、画像データと同様にKRAMでバッ
ファリングされた後に、コントローラユニットにより音
声データ出力ユニットへ送られ、再生される。
【0041】
【発明の効果】本発明はこのデコード用ICに代わる機
能をMCUに持たせ、しかもレジスタを使ってシステム
にどのような構成であるかをプログラムで簡単に指定で
きるようにしてある。このために、デコード用ICは不
要となり、ハードウェア上の構成を簡素化することがで
きる。また、プログラムでメモリ構成が指定できるため
にいろいろなDRAMに柔軟に対応ができ、装備ができ
るようになる。
【0042】一方、DRAMごとに異なるメモリフレッ
シュサイクルも、同様にプログラムで指定できるように
してある。しかもプログラムの最初に1回指定しておく
だけで、あとはCPUが自動的にリフレッシュするか
ら、この点に関する懸念も解消されている。
【0043】
【図面の簡単な説明】
【図1】デコード用ICによるアドレシングの概念図で
ある。
【図2】本発明のCPUのブロック図である。
【図3】本発明のCPUのメモリポートマップの一例で
ある。
【図4】DRAMの形式によるメモリ構成を示す図であ
る。
【図5】MCU内のメモリ設定レジスタの位置を説明図
である。
【図6】リフレッシュタイムのアーキテクチャの説明図
である。
【図7】64K×16DRAMのメモリマップとアドレ
スビットの内容を示す図である。
【図8】128K×8DRAMのメモリマップとアドレ
スビットの内容を示す図である。
【図9】本発明のメモリコントロールユニットを使用し
た画像音声処理装置のブッロク図である。
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】次にリフレッシュサイクルについて説明す
る。メモリがある一定期間アクセスされないとメモリ内
のデータが消えてしまう。そこである一定期間アクセス
されない場合、メモリに対してリフレッシュ(電流を
してメモリの活性化)させる必要がある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】メモリポート上のDRAMが規格通りに
フレッシュされるように保証すためには、リフレッシュ
レジスタには、メモリリフレッシュサイクルの周期を制
御する数字がロードされなければならない。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】この値をリフレッシュタイマレジスタに設
定しておけば、タイマカウンタの計数が終了するたび
に、タイマカウンタはリフレッシュレジスタの内容で初
期化され、計数が続けられる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】一方、DRAMごとに異なるメモリリフレ
ッシュサイクルも、同様にプログラムで指定できるよう
にしてある。しかもプログラムの最初に1回指定してお
くだけで、あとはCPUが自動的にリフレッシュするか
ら、この点に関する懸念も解消されている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】デコード用ICによるアドレシングの概念図で
ある。
【図2】本発明のCPUのブロック図である。
【図3】本発明のCPUのメモリポートマップの一例で
ある。
【図4】DRAMの形式によるメモリ構成を示す図であ
る。
【図5】MCU内のメモリ設定レジスタの位置を説明図
である。
【図6】リフレッシュタイムのアーキテクチャの説明図
である。
【図7】64K×16DRAMのメモリマップとアドレ
スビットの内容を示す図である。
【図8】128K×8DRAMのメモリマップとアドレ
スビットの内容を示す図である。
【図9】本発明のメモリコントロールユニットを使用し
た画像音声処理装置のブロック図である。
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のDRAMコンフィグレーションを
    使用する情報処理装置のメモリコントロールユニットに
    おいて、DRAMのメモリ構成とリフレッシュタイマの
    設定用レジスタを備えたことを特徴とするメモリコント
    ローラユニット。
JP4284984A 1992-10-01 1992-10-01 メモリコントローラユニット Pending JPH06180986A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4284984A JPH06180986A (ja) 1992-10-01 1992-10-01 メモリコントローラユニット
TW085200112U TW390446U (en) 1992-10-01 1993-09-08 Information processing system
DE69322051T DE69322051T2 (de) 1992-10-01 1993-09-29 Wartezustandsteuerung auf einem Informationverarbeitungssystembus
EP93307737A EP0590967B1 (en) 1992-10-01 1993-09-29 Wait-state control in an information processing system bus
CA002107437A CA2107437A1 (en) 1992-10-01 1993-09-30 Information processing system
US08/971,405 US5822753A (en) 1992-10-01 1997-11-17 Information processing system with a memory control unit for refreshing a memory
US09/084,385 US6065132A (en) 1992-10-01 1998-05-27 Information processing system having a CPU for controlling access timings of separate memory and I/O buses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4284984A JPH06180986A (ja) 1992-10-01 1992-10-01 メモリコントローラユニット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06180986A true JPH06180986A (ja) 1994-06-28

Family

ID=17685632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4284984A Pending JPH06180986A (ja) 1992-10-01 1992-10-01 メモリコントローラユニット

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06180986A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005149567A (ja) * 2003-11-12 2005-06-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置
JP2013257920A (ja) * 2012-06-11 2013-12-26 Renesas Electronics Corp メモリコントローラ、揮発性メモリの制御方法及びメモリ制御システム

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