JPH0713854A - 高速メモリ・アクセス方式 - Google Patents

高速メモリ・アクセス方式

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JPH0713854A
JPH0713854A JP15641193A JP15641193A JPH0713854A JP H0713854 A JPH0713854 A JP H0713854A JP 15641193 A JP15641193 A JP 15641193A JP 15641193 A JP15641193 A JP 15641193A JP H0713854 A JPH0713854 A JP H0713854A
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JP
Japan
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address
cpu
ram
memory access
data
Prior art date
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JP15641193A
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English (en)
Inventor
Michiko Yamazaki
実千子 山崎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】メモリ・アクセスを高速に行う方式に関し、低
速メモリを用いて、高速アクセスを可能にした高速メモ
リ・アクセス方式を提供することを目的とする。 【構成】CPU1からのアドレス指定に応じて複数のR
AM21 〜24 のデータを順次読みだしてCPU1に入
力するメモリ・アクセス方式において、各RAM21
4 を常時動作可能にしてCPU1からのアドレスの上
位ビットに応じてデータを読み出すとともに、デコーダ
6を設けて、CPU1からのアドレスの下位ビットをデ
コードし、バッファ41 〜44 を設けて、このデコード
出力に応じてRAM21 〜24 からの読出しデータをそ
れぞれCPU1に転送し、アドレス変化検出部7を設け
て、CPUからのアドレスが単調増加するときノンウェ
イトで読出し終了を示すACK信号をCPU1に返送
し、アドレスが大幅に変化するとき所定のウェイト時間
後にACK信号をCPU1に返送することで構成する。

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・アクセスを高
速に行う方式に関し、特に低速メモリを用いても、高速
アクセスを行うことができるようにした、高速メモリ・
アクセス方式に関するものである。
【0002】マイクロプロセッサを搭載した無線通信用
各種制御装置等においては、高性能化のために、高速マ
イクロプロセッサ(MC68030等)が採用される傾
向になっている。
【0003】マイクロプロセッサの性能は、クロックの
高速化に伴って飛躍的に向上しており、これに伴ってメ
モリ・アクセス時間の短縮が求められている。特に、低
価格の通常のメモリを使用した場合でも、高速アクセス
を行えるようにすることが望ましい。
【0004】
【従来の技術】図6は、従来のマイクロ・プロセッサの
メモリ・アクセス回路の構成例を示したものである。図
中、1はマイクロ・プロセッサ(CPU)を示し、21
〜24はそれぞれメモリ・セル(RAM)である。3は
アドレスをデコードして各RAMのチップセレクト(C
S)信号を出力するアドレス・デコーダである。また4
はCPU1とRAM21 〜24 との間でデータの送受信
を行うバッファ、5はCPU1からRAM21 〜24
アドレスを転送するバッファである。
【0005】CPU1からのアドレス信号は、バッファ
5を介して各RAM21 〜24 に与えられる。アドレス
・デコーダ3は、CPU1からのリード(R)またはラ
イト(W)の指令に応じて、アドレスA0〜Anを各バ
スサイクルごとにデコードして、CS信号を発生してそ
れぞれのRAMに与える。各RAMは、CS信号を受け
取った時点から、リード時には、アドレスによって指定
されたセルのデータを読み出して、双方向バッファ4を
経てCPU1に与え、ライト時には、CPU1から出力
されたデータを、双方向バッファ4を経て、RAMにお
ける指定されたアドレスに書き込む。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図6に示されたメモリ
・アクセス回路において、RAM21 〜24 に通常の低
価格メモリを使用した場合、CS信号受信からデータ送
出までには、100ns程度の時間がかかる。そのた
め、高速クロックのマイクロ・プロセッサを使用して
も、メモリ・アクセス時にウェイト(待ち)時間がかか
り、あまり性能が上がらない。またメモリを高速化する
ために、プロセッサ内にキャッシュ・メモリを多量に使
用した場合には、プロセッサが高価なものになることを
避けられない。
【0007】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、マイクロ・プロセッサの
メモリ・アクセス回路において、低速メモリを用いて高
速アクセスを行うことができる、高速メモリ・アクセス
方式を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1) CPU1からのアドレス指定に応じて複数のRAM
1 〜24 のデータを順次読み出してCPU1に入力す
るメモリ・アクセス方式において、各RAM2 1 〜24
を常時動作可能にしてCPU1からのアドレスの上位ビ
ットに応じてデータを読み出すとともに、CPU1から
のアドレスの下位ビットをデコードするデコーダ6と、
このデコード出力に応じてRAM21 〜24 からの読出
しデータをそれぞれCPU1に転送するバッファ41
4 と、CPUからのアドレスが単調増加するときノン
ウェイトで読出し終了を示すACK信号をCPU1に返
送し、アドレスが大幅に変化するとき所定のウェイト時
間後にACK信号をCPU1に返送するアドレス変化検
出部7とを設ける。
【0009】(2) CPU1からのアドレス指定に応じて
複数のRAM21 〜24 のデータを順次読み出してCP
U1に入力するメモリ・アクセス方式において、各RA
M2 1 〜24 を常時動作可能にしてCPU1からのアド
レスの上位ビットに応じてデータを読み出すとともに、
CPU1からのアドレスの下位ビットをデコードするデ
コーダ6と、このデコード出力に応じてRAM21 〜2
4 からの読出しデータをそれぞれCPU1に転送するバ
ッファ41 〜44 と、各RAM21 〜24 に対するバー
スト・アクセス時、CPU1からのアドレスの下位ビッ
トを抽出してデコーダ6に入力するとともに、アドレス
が単調に増加するとき、ノンウェイトで読出し終了を示
すACK信号をCPU1に返送し、アドレスが大幅に変
化するとき所定のウェイト時間後にACK信号をCPU
1に返送するバースト・アドレス発生回路8とを設け
る。
【0010】(3) (2) において、CPU1からのアドレ
スをバースト・アクセス・サイクル時間だけインクリメ
ントするアドレス・インクリメント部10と、このイン
クリメントされたアドレスとCPU1からのアドレスと
の一致を検出する比較部11とを設け、バースト・アク
セス時、先頭ワードを格納したRAM21 のアドレスを
インクリメントされたアドレスに切替えるとともに、比
較部11における一致検出時、バースト・アドレス発生
回路8からノンウェイトでACK信号をCPU1に返送
する。
【0011】(4) CPU1からのアドレス指定に応じて
複数のプログラム用RAM21 〜2 4 のデータを順次読
み出してCPU1に入力するメモリ・アクセス方式にお
いて、各RAM21 〜24 を常時動作可能にしてCPU
1からのアドレスの上位ビットに応じてデータを読み出
すとともに、CPU1からのプログラムRAM指定時、
CPU1からのアドレスの下位ビットをデコードするデ
コーダ9と、このデコード出力に応じてRAM21 〜2
4 からの読出しデータをそれぞれCPU1に転送するバ
ッファ41 〜44 と、CPU1からのアドレスをラッチ
するアドレス・ラッチ部15と、ラッチされたアドレス
とCPU1からのアドレスとを比較する比較部11と、
この比較結果、アドレスが単調に増加するとき、ノンウ
ェイトで読出し終了を示すACK信号をCPU1に返送
し、アドレスが大幅に変化するとき所定のウェイト時間
後にACK信号をCPU1に返送するACK生成部16
とを設ける。
【0012】(5) (4) において、CPU1からのアドレ
スをバースト・アクセス・サイクル時間だけインクリメ
ントするアドレス・インクリメント部10を設けるとと
もに、比較部11においてインクリメントされたアドレ
スとCPU1からのアドレスとの一致を検出し、バース
ト・アクセス時、先頭ワードを格納したRAM21 のア
ドレスをインクリメントされたアドレスに切替えるとと
もに、比較部11におけるインクリメントされたアドレ
スとCPU1からのアドレスとの一致検出時、ACK生
成部16からノンウェイトでACK信号をCPU1に返
送する。
【0013】
【作用】図1は、本発明の原理的構成を示したものであ
って、図6におけると同じものを同じ番号で示し、41
〜44 はCPU1とRAM21 〜24 との間でデータの
送受信を行うバッファ、6はアドレスをデコードして各
バッファ41 〜44 をオン,オフするゲート信号を出力
するデコーダ、7はアドレスの変化を検出するアドレス
変化検出部である。
【0014】RAM21 〜24 は、CS信号が常時アク
ティブになっているとともに、バッファ5を介してCP
U1からのアドレスの上位ビットA2〜Anを常に与え
られているので、RAM21 〜24 からデータが予め読
み出されている。デコーダ6は、CPU1からのアドレ
スの下位ビットA0,A1をデコードした結果に応じ
て、バッファ41 〜44 のいずれかをオンにするので、
対応するRAMからのデータD0〜D7がCPU1に対
して出力される。
【0015】プログラムが実行される場合、分岐命令等
が実行されるまでは、CPU1におけるアドレス発生用
のプログラム・カウンタは単調増加し、プログラム・カ
ウンタの示すポインタ・アドレスのメモリから命令を取
り出して実行している。従って、図1のように構成し、
上位のアドレスをRAMに入力して予めデータを読み出
しておき、下位アドレスによって順次バッファ41 〜4
4 を切り替えてオンにすることによって、高速メモリ、
すなわちCPU1内のキャッシュ・メモリにアクセスし
ているのと同じタイミングで、高速にデータ読出しを行
うことができる。
【0016】この場合、アドレス変化検出部7は、アド
レスが単調増加しているときは、バッファの切替え終了
と同時に応答(ACK)信号をCPU1に返し、これに
よってCPU1が次のアドレスを出力することによっ
て、メモリ・アクセスがノンウェイト、すなわちバッフ
ァのゲート遅延のみによって行われるようにし、アドレ
スが大きく変化したときは、所定のウェイト時間後にA
CK信号をCPU1に返すようにする。
【0017】
【実施例】図2は、本発明の実施例(1) を示したもので
あって、32ビットプロセッサで内部にキャッシュ・メ
モリを持っているものが、そのキャッシュフィル制御を
バースト・メモリ・アクセスで行う場合に、本発明を適
用した例を示している。図1におけると同じものを同じ
番号で示し、8はバースト・アドレス発生回路である。
【0018】バースト・モードのメモリ・アクセスで
は、多数ワードの連続読出しが発生する。図2の場合
は、CPU1のアドレスA0〜A31を4個のRAM2
1 〜24に与えることによって、4ワードの連続読出し
が行われる。
【0019】バースト・アドレス発生回路8は、CPU
1のバースト動作要求信号CBREQに応じて、CPU
1のアドレスから、下位アドレスA2,A3を抽出して
デコーダ6に入力する。デコーダ6はアドレスA2,A
3をデコードした結果に応じて、順次、バッファ41
4 のいずれかをオンにするので、対応するRAMから
のデータが、1ワードずつCPU1に対して出力され
る。
【0020】この際、バースト・アドレス発生回路8
は、先頭ワードに対しては、所定のウェイト時間をおい
てACK信号を返すが、次のワードからは、デコーダ9
の制御に基づくバッファの切替えに応じてACK信号を
返すので、数nsのバッファのゲート遅延のみで、ノン
ウェイトでACK信号を返すことができ、CPU1はA
CK信号の返送によって次のアドレスを出力するので、
高速メモリ(キャッシュ・メモリ)にアクセスするのと
同じタイミングで、高速にデータ読出しを行うことがで
きる。
【0021】図3は、本発明の実施例(2) を示したもの
であって、図2の場合と同様にキャッシュフィル制御を
バースト・メモリ・アクセスで行うが、先頭ワードの読
出しもノンウェイトで行えるようにした例を示してい
る。図2におけると同じものを同じ番号で示し、10は
アドレス・インクリメント部、11は比較部、12,1
3はバッファ、14はインバータである。
【0022】バースト・アクセスが連続アドレスで連続
的に発生した場合、CPU1からのCBREQ信号に応
じて、アドレス・インクリメント部10は、CPU1か
らのアドレスA0〜A31を、1バースト・アクセス・
サイクル分、インクリメントして出力する。
【0023】比較部11は、CPU1から発生したアド
レスと、アドレス・インクリメント部10からのインク
リメントされたアドレスとの一致の検出によって、先頭
ワードの読出しが終了したことを検出したとき、制御信
号を発生してバッファ12をオンにし、バッファ13を
オフにすることによって、アドレス・インクリメント部
10からのインクリメントされたアドレスを、先頭ワー
ドのRAM21 に与える。
【0024】バースト・アドレス発生回路8は、CPU
1からのアドレスにおける下位アドレスA2,A3を出
力するので、デコーダ6を介してバッファ41 〜44
順次オンに制御され、図2の場合と同様にして、RAM
1 〜24 のデータが順次出力される。
【0025】バースト・アドレス発生回路8は、比較部
11における一致検出時、バッファのゲート遅延のみで
ACK信号をCPU1に返すので、先頭ワードの読出し
時にも、ウェイト時間が生じない。
【0026】図2に示された実施例では、各バースト・
サイクルの先頭ワードでウェイト時間を発生するが、図
3の実施例では、予めアドレスをインクリメントして先
頭ワードを出力しておくので、バースト・アクセスが連
続アドレスで連続的に発生した場合にも、先頭ワードで
ウェイト時間を設ける必要がない。
【0027】このように図3に示された実施例では、バ
ースト・モードにおいて、先頭ワードを含むすべてのワ
ードに対して、バッファのゲート遅延のみで、ノンウェ
イトでACK信号を返すことができ、高速にデータ読出
しを行うことができる。
【0028】図4は、本発明の実施例(3) を示したもの
であって、RAMをプログラム用とデータ用とに分け
て、プログラム用のRAMに対するアクセスに、本発明
を適用した例を示している。図3におけると同じものを
同じ番号で示し、9はデコーダ、15はアドレス・ラッ
チ部、16はACK生成部、17はデコーダである。
【0029】CPU1は、プログラム用のRAM21
4 にアクセスするか、データ用のRAM25 にアクセ
スするかを、ファンクション・コードFC0〜FC2に
よって指定する。デコーダ17はこれをデコードして、
プログラム用のRAMに対するアクセスであったとき、
制御信号を発生して、デコーダ9および比較部11を動
作状態にする。
【0030】32ビットプロセッサからなるCPU1か
らの、アドレスの上位ビットA4〜A31を各RAM2
1 〜25 に与えることによって、各RAMから予めデー
タが読み出されている。プログラム用のRAM21 〜2
4 のアクセス時であって、プログラム・アドレスが単調
増加しているときは、デコーダ9が、アドレスの下位ビ
ットA2,A3をデコードして、バッファ41 〜44
順次切り替えてオンにすることによって、プログラム用
のRAM21 〜24 から順次、データがCPU1に与え
られる。
【0031】アドレス・ラッチ部15は、アドレスA0
〜A31をバースト・アクセス・サイクルごとに記憶す
る。比較部11はCPU1からのアドレスと、アドレス
・ラッチ部15に記憶されているアドレスとを比較し
て、アドレスが単調増加のときと、分岐命令等のように
アドレスが大きく変化するときとを判別する。ACK生
成部16は、この比較結果に応じてACK信号を発生す
るが、アドレスが単調増加のときの遅延は、バッファの
ゲーティングに必要な数ns程度なので、高速RAMに
アクセスするのと同様のタイミングで、プログラム用の
RAMに対するアクセスを行うことができる。
【0032】一方、分岐命令等によって、プログラム・
アドレスが大きく変化した場合には、その直前のRAM
からのデータ読出しを行わず、通常のウェイト時間をお
いて読出しを行う必要がある。ACK生成部16は、こ
の場合、通常のウェイト時間の遅延によってACK信号
を発生する。このように、本実施例ではプログラム・ア
ドレスが大きく変化したときは、データ読出しのウェイ
ト時間が大きくなるが、プログラム動作のリニア性を考
えれば、十分有効である。
【0033】図5は、本発明の実施例(4) を示したもの
であって、図4に示された実施例において、プログラム
・アドレスが大きく変化した場合でも、ウェイト時間を
必要としない例を示し、図3および図4におけると同じ
ものを同じ番号で示している。
【0034】図5において、アドレス・インクリメント
部10は、CPU1からのアドレスによって、次のバー
スト・アクセス・サイクルにおけるアドレスの上位ビッ
トA4〜A31を予め生成し、比較器11において前の
サイクルにおける最初のワード読出しの終了を検出した
時点で、RAM21 に与えておく。
【0035】次にアドレスA4〜A31が1増加したと
き、RAMからはデータが既に読み出されているので、
デコーダ9からのゲート信号によってバッファ41 〜4
4 を順次切り替えてオンにすることによって、数ns程
度の遅延によって、プログラム用のRAM21 〜24
ら順次、データをCPU1に出力することができ、ウェ
イト時間を設ける必要がなくなる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
イクロ・プロセッサのメモリ・アクセス回路において、
バースト・メモリ・アクセスを既存のメモリで連続して
行う場合に、ウェイト時間を殆ど必要としないで、実行
することができる。従って、本発明によれば、CPUの
性能を最大限に生かした回路設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成を示す図である。
【図2】本発明の実施例(1) を示す図である。
【図3】本発明の実施例(2) を示す図である。
【図4】本発明の実施例(3) を示す図である。
【図5】本発明の実施例(4) を示す図である。
【図6】従来のマイクロ・プロセッサのメモリ・アクセ
ス回路の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 CPU 21 〜24 RAM 41 〜44 バッファ 6 デコーダ 7 アドレス変化検出部 8 バースト・アドレス発生回路 9 デコーダ 10 アドレス・インクリメント部 11 比較部 15 アドレス・ラッチ部 16 ACK生成部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPU(1)からのアドレス指定に応じ
    て複数のRAM(2 1 〜24 )のデータを順次読み出し
    てCPU(1)に入力するメモリ・アクセス方式におい
    て、 各RAM(21 〜24 )を常時動作可能にしてCPU
    (1)からのアドレスの上位ビットに応じてデータを読
    み出すとともに、 CPU(1)からのアドレスの下位ビットをデコードす
    るデコーダ(6)と、該デコード出力に応じてRAM
    (21 〜24 )からの読出しデータをそれぞれCPU
    (1)に転送するバッファ(41 〜44 )と、 CPUからのアドレスが単調増加するときノンウェイト
    で読出し終了を示すACK信号をCPU(1)に返送
    し、アドレスが大幅に変化するとき所定のウェイト時間
    後にACK信号をCPU(1)に返送するアドレス変化
    検出部(7)とを設けたことを特徴とする高速メモリ・
    アクセス方式。
  2. 【請求項2】 CPU(1)からのアドレス指定に応じ
    て複数のRAM(2 1 〜24 )のデータを順次読み出し
    てCPU(1)に入力するメモリ・アクセス方式におい
    て、 各RAM(21 〜24 )を常時動作可能にしてCPU
    (1)からのアドレスの上位ビットに応じてデータを読
    み出すとともに、 CPU(1)からのアドレスの下位ビットをデコードす
    るデコーダ(6)と、該デコード出力に応じてRAM
    (21 〜24 )からの読出しデータをそれぞれCPU
    (1)に転送するバッファ(41 〜44 )と、 各RAM(21 〜24 )に対するバースト・アクセス
    時、CPU(1)からのアドレスの下位ビットを抽出し
    て前記デコーダ(6)に入力するとともに、アドレスが
    単調に増加するとき、ノンウェイトで読出し終了を示す
    ACK信号をCPU(1)に返送し、アドレスが大幅に
    変化するとき所定のウェイト時間後にACK信号をCP
    U(1)に返送するバースト・アドレス発生回路(8)
    とを設けたことを特徴とする高速メモリ・アクセス方
    式。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のメモリ・アクセス方式
    において、 CPU(1)からのアドレスをバースト・アクセス・サ
    イクル時間だけインクリメントするアドレス・インクリ
    メント部(10)と、 該インクリメントされたアドレスとCPU(1)からの
    アドレスとの一致を検出する比較部(11)とを設け、 バースト・アクセス時、先頭ワードを格納したRAM
    (21 )のアドレスを前記インクリメントされたアドレ
    スに切替えるとともに、前記比較部(11)における一
    致検出時、前記バースト・アドレス発生回路(8)から
    ノンウェイトでACK信号をCPU(1)に返送するこ
    とを特徴とする高速メモリ・アクセス方式。
  4. 【請求項4】 CPU(1)からのアドレス指定に応じ
    て複数のプログラム用RAM(21 〜24 )のデータを
    順次読み出してCPU(1)に入力するメモリ・アクセ
    ス方式において、 各RAM(21 〜24 )を常時動作可能にしてCPU
    (1)からのアドレスの上位ビットに応じてデータを読
    み出すとともに、 CPU(1)からのプログラムRAM指定時、CPU
    (1)からのアドレスの下位ビットをデコードするデコ
    ーダ(9)と、 該デコード出力に応じてRAM(21 〜24 )からの読
    出しデータをそれぞれCPU(1)に転送するバッファ
    (41 〜44 )と、 CPU(1)からのアドレスをラッチするアドレス・ラ
    ッチ部(15)と、該ラッチされたアドレスとCPU
    (1)からのアドレスとを比較する比較部(11)と、 該比較結果、アドレスが単調に増加するとき、ノンウェ
    イトで読出し終了を示すACK信号をCPU(1)に返
    送し、アドレスが大幅に変化するとき所定のウェイト時
    間後にACK信号をCPU(1)に返送するACK生成
    部(16)とを設けたことを特徴とする高速メモリ・ア
    クセス方式。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のメモリ・アクセス方式
    において、 CPU(1)からのアドレスをバースト・アクセス・サ
    イクル時間だけインクリメントするアドレス・インクリ
    メント部(10)を設けるとともに、 前記比較部(11)において該インクリメントされたア
    ドレスとCPU(1)からのアドレスとの一致を検出
    し、 バースト・アクセス時、先頭ワードを格納したRAM
    (21 )のアドレスを前記インクリメントされたアドレ
    スに切替えるとともに、前記比較部(11)におけるイ
    ンクリメントされたアドレスとCPU(1)からのアド
    レスとの一致検出時、前記ACK生成部(16)からノ
    ンウェイトでACK信号をCPU(1)に返送すること
    を特徴とする高速メモリ・アクセス方式。
JP15641193A 1993-06-28 1993-06-28 高速メモリ・アクセス方式 Withdrawn JPH0713854A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100452332B1 (ko) * 2002-10-17 2004-10-12 한국전자통신연구원 데이터 읽기 및 쓰기 속도 개선 방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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