JPH0636311B2 - 2重ポートvramメモリ - Google Patents

2重ポートvramメモリ

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JPH0636311B2
JPH0636311B2 JP2123222A JP12322290A JPH0636311B2 JP H0636311 B2 JPH0636311 B2 JP H0636311B2 JP 2123222 A JP2123222 A JP 2123222A JP 12322290 A JP12322290 A JP 12322290A JP H0636311 B2 JPH0636311 B2 JP H0636311B2
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ロバート・タンリン
ステイブン・ウイリアム・トモシヨツト
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    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1075Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers for multiport memories each having random access ports and serial ports, e.g. video RAM

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、半導体メモリに関し、詳細にいえば、ランダ
ムにアクセスできるメモリ・アレイ、及びメモリとの間
の逐次データ転送ができる逐次アクセス・レジスタを含
む、2重ポート・メモリに関する。このタイプの2重ポ
ート2次元的メモリは一般に、ビデオRAMと呼ばれて
いる。
B.従来の技術及びその課題 本願で検討するタイプの2重ポート・メモリは、たとえ
ば、陰極線管に入力される描画データを記憶するために
使用される。描画データはメモリ内にイメージを書き込
んだり、あるいは更新するために、ランダムにアクセス
され、次いで、陰極線管上にイメージを生成するために
逐次アクセスされる。このタイプのメモリは、ビデオ・
カメラまたは他の走査装置により捕えられたイメージを
記憶したり、あるいはグラフィツクス順序処理システム
により生成されるイメージを記憶するために使用でき
る。
表示されるイメージは、多くの離散的画素すなわちピク
セルに分けられる。各ピクセルは出力表示装置上の物理
的位置を表わし、かつ色または特定のグレー階調を関連
付けることができる。イメージ及びグラフィツクス・シ
ステムでは、表示装置のピクセルの各々は、メモリ装置
内に記憶された値により表わされる。表示装置のこのメ
モリ表示を通常、フレーム・バッファと呼ぶ。IBM
5080グラフィツクス・システムなどの高分解能表示
装置は通常、1024×1024すなわち、1,04
8,576ピクセルのイメージを有する。各ピクセル値
を1ないし24、あるいはそれ以上のビットより表示す
ることができ、したがって、イメージを記憶するために
非常に多くのメモリを必要とする。高速メモリをこのよ
うに多重に必要とすること(現在の規準によってさえ)
は、グラフィツクス・システム装置に利用できる最高密
度メモリ部品の使用を心要とする。通常、ダイナミック
・ランダム・アクセス・メモリ(「DRAM」)が、最
高のメモリ密度を備えている。ビデオ表示装置の走査パ
ターン及び更新速度の特性は、さらに高速なアクセス時
間を必要とし、かつビデオ・モニタに表示するために、
記憶された値を走査する(ビデオ生成回路による)こと
に、フレーム・バッファの更新を分離することを必要と
する。
ビデオRAMは、ダイナミックRAMメモリの特殊な形
態である。これらは、グラフィツクス・フレーム・バッ
ファの内容を図面に表示するとともに、グラフィツクス
またはイメージ・プロセッサが新しいデータによってフ
レーム・バッファを更新できるようにするということを
同時に解決するように設計されている。ビデオRAM
は、2つの入出力ポート(1つはランダム・アクセス
用、他は逐次アクセス用)、及び1つのアドレス・ポー
トを含む。これらのメモリは、しばしば2重ポート・メ
モリと呼ばれる。行と列という標準DRAMランダム・
アクセス・アレイに加えて、逐次アクセス・メモリ
(「SAM」)レジスタが、逐次入力及び出力をサポー
トするために追加された。
このタイプのビデオRAMは先行技術においては周知の
ものであり、たとえばディル(Dill)他の米国特許明細書
第4541075号は、このようなメモリ装置を記載し
ている。グラフィツクスまたはイメージ・プロセッサ
は、ランダム・アクセス・アレイに書き込むことによ
り、フレーム・バッファを更新する。逐次アクセス・メ
モリ(SAM)レジスタはランダム・アクセス・アレイ
とは無関係に表示装置に対し、そのバッファの内容を順
次シフトするように設計されている。ランダム・アレイ
及びSAMが独立して動作しないのは、SAMにランダ
ム・アレイからの新しいデータをロードする必要がある
ときだけである。SAMへのローディングは、ランダム
・アレイの1行全部をSAMの中にコピーする読取りデ
ータ転送と呼ばれる特別なメモリ・サイクルを実行する
ことにより行なわれる。外部制御装置はデータを、SA
Mからビデオ・モニタを更新する回路へ順次クロックす
ることができる。SAMのクロック速度は通常、標準ラ
ンダム・アクセス・サイクルより3−4倍高速である。
第2世代のVRAMは、ランダム・アクセス・メモリの
半行分のデータをSAMの一方の半分に転送すると同時
にその間にSAMの他方の半分に記憶されているデータ
を走査して表示装置の逐次に出力する機能を備えている
(特開昭63−14394号公報、米国特許第4855
959号参照)。これは、分割行転送と呼ばれる。OS
Fと呼ばれる出力状況ピンが通常、走査されているSA
Mの半分を表示するために設けられる。
分割行転送は、逐次アクセス・メモリと、SAMをロー
ドするために使用される読取りデータ転送工程の間の厳
しいタイミング許容範囲の問題を解決する。標準読取り
データ転送が行なわれる場合、行全体がランダム・アレ
イからSAMにコピーされる。これが、逐次クロック
(「SC」)がデータをSAMの外に走査する間に行な
われる場合、データ転送(「DT」)ピンとSCピンと
の間に厳しいタイングの要件が存在し、古い行データか
ら新しい行データへの所望の切換え点を確保する。逐次
クロックの速度及びSAMの非同期(独立)性のため
に、DTピンの適正な制御は困難である。分割行転送は
この問題を解決するために設計されている。逐次クロッ
クがSAMの下半分からデータを走査している間、分割
行データ転送がSAMの上半分で行なわれ、またその逆
も行なわれる。SC及びDTの間の厳しいタイミングの
調整は、もはや必要なくなる。SAMとランダム・アレ
イの間の操作は、ほとんど完全に分離される。
読取りデータ転送及び分割読取りデータ転送の両方が行
なわれている間、行アドレスは行(あるいは部分行)を
選択し、SAMに転送する。列アドレスはSAM内で開
始アドレス・ポインタまたはタップ・ポインタとして使
われる。このアドレスは、SAMがデータを走査しはじ
める所を表示する。分割行転送のために、SAMの第2
の半部は独立したタップ・アドレスを有している。本V
RAMは、タツプ・アドレスでSAMの第1半分からデ
ータ・シフトを開始してその第1半分の境界に達するま
で自動的に進行する。その境界に到達した後に始めて、
SAMの第2半分からのシフトに切り換わる(第1半分
の境界に達する前に第2半分に切換えるには余分のデー
タ転送サイクルが必要である)。このような技術は、米
国特許第4825411号公報に記載されている。
VRAMの1行又は1列を表示画面上に複数本の走査線
に分解して表示するために使用するフレーム・バツフア
にとつては、前述した分割行転送の利点が喪失されてい
る。たとえば、SAMの半分において開始アドレスから
始まる1セグメント分だけ走査するための唯一の方法
は、データの新しい行で読取りデータ転送を行うことで
ある。この場合には、前述のように、DT及びSC間の
タイミングの厳格な調整が必要になる。
したがって、本発明の主な目的は、分割行転送機構を有
する複数個の逐次アドレス・メモリ手段間におけるデー
タ・シフトの切換えを、余分の転送サイクルを必要とす
ることなく、効率的に達成できる2重ポートVRAMメ
モリを提供することである。
本発明の他の目的は、走査状態の逐次アクセス・メモリ
手段を任意の時点で停止させると同時に、余分のサイク
ルを必要とすることなく、非動作状態の他方の逐次アク
セス・メモリ手段を走査状態に切換えることができる2
重ポートVRAMを提供することである。
C.課題を解決するための手段 本発明による2重ポートVRAMメモリは、 各々が行及び列入力によつてランダムにアクセスされ、
該行及び列の位置におけるデータの読取り又は書込みを
可能とする複数個のメモリ要素を有するメモリ・アレイ
と、 各々が前記メモリ要素の行又は列のデータの指定部分を
並列に選択的にアクセスし、かつ各々がデータの前記指
定部分をクロツク信号と同期して逐次出力する出力ポー
トに選択的に結合する少なくとも第1及び第2の逐次ア
クセス・メモリ手段(実施例ではSAMと呼んでいる)
と、 前記第1の逐次アクセス・メモリ手段から出力されるべ
き前記データ指定部分を記憶している最初のメモリ要素
を指定する開始アドレスを外部から受理し保持するため
のアドレス・ラツチ手段と、 該アドレス・ラツチ手段から開始アドレスを受理し、該
開始アドレスを前記クロツク信号により増分又は減分す
ることにより前記データ指定部分を逐次にアクセスする
ための列又は行アドレスを逐次に発生するためのアドレ
ス・カウンタ手段とを含んでいる。
特に、前記アドレス・カウンタ手段は、外部制御信号回
路に接続され、その制御信号の制御の下に、第1の逐次
アクセス・メモリ手段の境界アドレスに到達する以前の
所定の時点において前記アドレス・ラツチ手段から第2
の逐次アクセス・メモリ手段の開始アドレスをロードす
るように構成されていて、アドレス・カウンタ手段のア
ドレス・カウントを第2逐次アクセス・メモリ手段のア
ドレスへジヤンプさせることを特徴とする。
より詳細にいえば、外部制御信号源に接続されたメモリ
・モジュールの入力制御ピンは、複数個のSAMのどち
らが活動状態(走査状態)であるかを選択する。SAM
の一方が走査されている間、データ行の新しい部分が、
非活動状態にあるSAMの他方にロードされる。本発明
の好ましい実施例は、分割レジスタ選択(SRS)入力
制御ピンを、QSFピン(第1図の信号DSFに対
応)、すなわち出力状態ピンの代わりに使用する。SR
Sピンへの制御信号レベルの変化又は遷移が、現在活動
状態にある一方のSAMの走査を停止させる一方、SA
Mの他方の走査を開始させる。好ましい実施例をSAM
の2つの半部に関して説明するが、SAMを幾つかのサ
ブセツト部分に分割し、同様に制御できる。
D.実施例 VRAMは拡張されたDRAMである。VRAMのDR
AM部分は、周知のDRAMデバイスと類似した態様で
動作する。DRAM部分を第1A図に示す。ピンを節減
するために、行と列のアドレスがアドレス線102上で
多重化されている。制御信号RAS105及びCAS1
07は、入力ピン上のアドレスを、行アドレス・ラツチ
104あるいは列アドレス・ラツチ106のいずれかに
ラツチする時期を、(制御論理装置103によって)決
定する。これらのラツチされたアドレスは列復号器10
8及び行復号器110により復号され、DRAMアレイ
112のメモリ・セルの1つをポイントする。このセル
は、たとえば、8データ入出力線D0−D7 114を
用いて、読取りあるいは書込みを行なうために選択され
る。
第1B図はDRAMをVRAMにする追加回路である。
この回路の主な要素は、逐次アクセス・メモリ・レジス
タ(「SAM」)とも呼ばれる低及び高データ・レジス
タ120,122である。好ましい実施例においては、
各々が1024の要素行である4メガビットVRAMそ
れぞれ512列の2つのグループに分解されている。各
グループの選択は、ラッチされた列アドレス106の最
高位ビットにより行なわれる。SAMポートは512列
の幅であり、一時に列の1つのグループに接続されるだ
けである。(4メガビットVRAMを検討するが、本発
明はVRAMの何らかの特定な密度または構成に制限さ
れるものではない。) 2つの部分からなる回路が、SAMの操作をサポートす
るために必要である。一方は転送ゲート124,126
である。これらのゲートはデータ転送動作中に、選択さ
れた行をSAMレジスタに結合するために使用される。
データ転送は、DRAMアレイ112の行の間のデータ
をSAMレジスタ120、122に転送する特別なVR
AMサイクルである。データ転送サイクル中、行アドレ
ス104が、どの行を転送するのかを選択するために使
用される。グループ内のすべての列が転送されるので、
列アドレスは必要なく、ラッチされない。その代わり、
列アドレスは、SAMアドレス・ラッチ128内にラッ
チされ、SAMに対して開始アドレス、あるいはタップ
として使われる。SAMは順次逐次ポートであるから、
アドレッシングがカウンタにより生成される。SAMア
ドレス・ラッチは開始アドレスをセットするために、S
AMアドレス・カウンタ130にロードされる。以降の
各逐次クロック・サイクルSC132が、カウンタをク
ロックし、逐次データ入出力線、SD0−SD7 13
6上にデータを供給するために、(SAM復号器134
によって)次のレジスタ位置をポイントする。
第1世代のVRAMに対する拡張の1つは、他の半部と
は無関傾に、SAMの半部で作動する能力である。第2
世代のVRAMは、スプリット・データ転送と呼ばる他
の特別なサイクルを追加した。このサイクルは、選択し
た512の列を256列の3つの部分に分解する。25
6例の各半部は、他の半部と無関係にSAMにロードす
ることができる。SAMの各半部は、それ自身のタップ
・アドレスも有している。このVRAMは、SAMのど
の半部が、状況出力QSFにより活動的にアドレスされ
るかを示す。このVRAMはタップ・アドレスから始ま
り、たとえば255あるいは51で境界に達するまで増
加を続ける。この点で、新しいタップ・アドレスがSA
Mアドレス・ラッチからロードされ、QSFが切り換わ
る(すなわち、高い方から低い方へ、あるいは逆に)。
多くのSAMアドレス・カウンタ130の構成を、SA
Mアドレスを生成するために使用することができる。こ
のような1つの方法は、各々が256アドレスを生成す
る2つの8ビット・カウンタを設けることである。カウ
ンタの1つは、0から510までの偶数アドレスを生成
する。第2のカウンタは、1から511までの奇数アド
レスを生成する。アドレスを供給するための奇数または
偶数カウンタの選択は、SAMアドレス・ラッチの9番
目のビットにより行なわれる。このタイプのカウンタ
を、第2図に示す。
第2図に示したカウンタは、SAMアドレスを生成する
ために使用される2つのカウンタの一方を表す。SAM
アドレス・ラッチ128からの開始ポイントすなわちタ
ップ・アドレスは、線140のカウンタを初期化するた
めに、カウンタにロードされる。カウンタは制御論理回
路103により生成されるクロック信号142により増
加される。事前復号器144,146,148及び15
0の各々は、4ビットを次のSAMアドレス復号ステー
ジにもたらす。好ましい実施例はこの形式の2重カウン
タを用いているが、本発明は、この形式のカウンタを用
いた実施形態に限定されるものではない。たとえば、9
ビット・アドレス全体を生成する1つのカウンタも使用
することができる。
本発明の好ましい実施例は、入力制御ピンSRS180
すなわちスプリット・レジスタ選択を、QSF状態出力
の代わりに使用することが提案する。本発明は、利用で
きる入力及び出力ピンの総数を制限するパッケージング
の限界のために、新しい制御ピンを追加するのではな
く、ピンを代わりに使用しようというものである。本発
明は、特別なSRS制御ピンを追加するだけで、充分に
実現することができる。SAMレジスタの他の半部のタ
ップ・アドレスへのジャンプに対する制御が、SAMア
ドレス・カウンタ130のローディングを制御するため
に、SRSを用いて実施される。信号LDS181は、
カウンタに線140のデータをロードさせる。本発明
は、したがって、SAM半部の境界の端部に到達する前
に、SAM内の停止点あるいは切換点を選択するための
手段を提供する。好ましい実施例では、SRS信号は、
SAMの一方の半部の端部で切換えを生じる制御信号C
NTO182でOR演算される。OR演算は、SRSが
SRS機能を使用しないVRAMサイクル中に非活動状
態に保持されるのであれば、先行技術のVRAMが正常
に機能するのと同様に、VRAMが機能することを示
す。
第3図は、アーキテクチャの概念的な表示(a)、及び
SRSの使用を示すタイミング・ダイヤグラム(b)を
示している。図の上部(a)は、DRAMアレイ112
ならびにSAMレジスタ120及び122の図である。
DRAMアレイは、4つのセグメント210、212、
214、及び216に分けられている。SAMセクショ
ンに入るクロック信号132が示されている。第3図の
下部(b)は、タイミング・ダイヤグラムを示してい
る。逐次クロック132のパルスは上に示されており、
SC1、SC2などとして示される高い値を有してい
る。SRS信号180の値は、下の部分の中間に示され
ている。「データ」という一番下の部分は、線136の
逐次アクセス・メモリからデータが転送されていること
を示す。パルスSC1に引き続き、SAMレジスタ(1
L)の下部からのデータ・バイト1が転送される。この
後、逐次クロック132の次のパルスに対して、データ
・バイト2L、3L、及び4Lの転送が行なわれる。次
に逐次クロック・パルス4、SC4に引き続き、SRS
信号180が低い値から高い値へ変わる。これは、SA
Mカウンタ130にSAMアドレス・ラッチ128から
の新しいタップ・アドレスを再度ロードし、以降のデー
タを高データ・レジスタ122から出力させる。したが
って、次の逐次クロック・パルス5、6などに引き続い
て、データ出力は1H、2Hなどとなる。第3図に示す
ように、好ましい実施例は、高い値を保持するために、
SRS信号180を必要としない。カウンタのジャンピ
ングあるいは再ローディングが、低い値から高い値へS
RS信号の変化に基づいて発生する。アドレス・ローデ
ィングが発生すると、SRSをいつでも低い値に戻すこ
とができる。高いデータ・レジスタから低いデータ・レ
ジスタへのシフトは、SRS180を再び高い値にする
ことにより生じる。
上記の実施例において、データは、逐次アクセス・メモ
リに転送するためのDRAMアレイの行の間の1つの行
の一部分として選択される。しかし、データを逐次アク
セス・メモリに転送される列の一部分として選択、上記
と同じ効果を得ることができる。さらに、データを1行
あるいは1列の特定の部分として説明してきたが、ここ
で説明したものよりも多いあるいは少ない部分に分ける
ことができる。たとえば、本発明が、1行の1/4を逐次
アクセス・メモリの1/2の中にロードするが、他の実施
例では、1行の1/2あるいは1行の1/8をロードすること
ができる。さらに、追加された多くの逐次アクセス・レ
ジスタを、本実施例で示された2つのレジスタの代わり
に用いることもできる。したがって、3つ以上の逐次ア
クセス・メモリを提供し、上記と同じ効果を得ることが
できる。
E.発明の効果 本発明により、走査される逐次アクセス・メモリの畔部
を外部から容易に選択することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1A図及び第1B図は、本発明によるビデオRAMの
ブロック図である。 第2図は、本発明を実施するために用いられたカウンタ
の1つを示すブロック図である。 第3図は、VRAMメモリの概略図、及び、本発明の好
ましい実施例の作動を示すタイミング・ダイヤグラムで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナサン・ラツフエル・ヒルトベイテル アメリカ合衆国ヴアーモント州サウス・バ ーリントン、ハイネスバーグ・ロード80番 地 (72)発明者 ロバート・タンリン アメリカ合衆国ヴアーモント州ジエリコ、 スターバード・ロード10番地 (72)発明者 ステイブン・ウイリアム・トモシヨツト アメリカ合衆国ヴアーモント州ジエリコ、 184ビイー・ブラウンズ・テラス・ロード、 アール・デイー1番地 (72)発明者 トツド・ウイリアムズ アメリカ合衆国ヴアーモント州エセツク ス・ジヤンクシヨン、キングス・ヒル・ロ ード(番地なし) (56)参考文献 特開 昭63−14394(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各々が行及び列入力によつてランダムにア
    クセスされ、該行及び列の位置におけるデータの読取り
    又は書込みを可能とする複数個のメモリ要素を有するメ
    モリ・アレイと、 各々が前記メモリ要素の行又は列のデータの指定部分を
    並列に選択的にアクセスし、かつ各々がデータの前記指
    定部分をロツク信号と同期して逐次出力する出力ポート
    に選択的に結合する少なくとも第1及び第2の逐次アク
    セス・メモリ手段と、 前記第1の逐次アクセス・メモリ手段から出力されるべ
    き前記データ指定部分を記憶している最初のメモリ要素
    を指定する開始アドレスを外部から受理し保持するため
    のアドレス・ラツチ手段と、 該アドレス・ラツチ手段から開始アドレスを受理し、該
    開始アドレスを前記クロツク信号により増分又は減分す
    ることにより前記データ指定部分を逐次にアクセスする
    ための列又は行アドレスを逐次に発生するためのアドレ
    ス・カウンタ手段と、 よりなる2重ポートVRAMメモリにおいて、 前記アドレス・カウンタ手段は、外部制御信号回路に接
    続され、その制御信号の制御の下に、第1の逐次アクセ
    ス・メモリ手段の境界アドレスに到達する以前の所定の
    時点において前記アドレス・ラツチ手段から第2の逐次
    アクセス・メモリ手段の開始アドレスをロードするよう
    に構成されており、 アドレス・カウンタ手段のアドレス・カウントを第2逐
    次アクセス・メモリ手段のアドレスへジヤンプさせるこ
    とを特徴とする2重ポートVRAMメモリ。
JP2123222A 1989-05-16 1990-05-15 2重ポートvramメモリ Expired - Lifetime JPH0636311B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US352802 1989-05-16
US07/352,802 US5001672A (en) 1989-05-16 1989-05-16 Video ram with external select of active serial access register

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JPH035991A JPH035991A (ja) 1991-01-11
JPH0636311B2 true JPH0636311B2 (ja) 1994-05-11

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US (1) US5001672A (ja)
EP (1) EP0398511B1 (ja)
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