JPH07182236A - 情報処理装置 - Google Patents

情報処理装置

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JPH07182236A
JPH07182236A JP5328589A JP32858993A JPH07182236A JP H07182236 A JPH07182236 A JP H07182236A JP 5328589 A JP5328589 A JP 5328589A JP 32858993 A JP32858993 A JP 32858993A JP H07182236 A JPH07182236 A JP H07182236A
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JP
Japan
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data
video
cpu
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JP5328589A
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Takeo Endo
岳男 遠藤
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ビデオメモリからの高速読み込み手段を提供す
る。 【構成】nビットデータバス幅を持つCPU100とn
ビットバス幅のビデオ回路101において、ビデオメモ
リ116に対するn1ビット,n2ビット,n3ビット
等(n1、n2、n3はn以下)のアクセスがすべて同
タイミングでメモリリードすることができる構成の場
合、CPU100のビデオメモリ116に対するリード
を常にnビットアクセスで行ない、そのデータをすべて
リードバッファ115に保持して必要なデータビット数
分をCPUにかえす。さらに、次のビデオアクセスがメ
モリリードアクセスで、かつリードアドレスが直前のリ
ードアクセスでリードを行なったバンク内であることを
認識(ヒット)した場合には、ビデオメモリ116に対
してのリードアクセスは行なわず、リードバッファ11
5内に保持されたデータの必要ビット数分のデータをC
PU100にかえす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオメモリに対する
高速読み込み手段を有する情報処理装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】パーソナルコンピュータ等の情報処理装
置におけるビデオ回路では、CPUからのビデオメモリ
に対するリード/ライトアクセス命令が発行されると、
それぞれの命令に対しビデオメモリに対するリード/ラ
イトアクセスが行なわれる。すなわち、一回のCPUア
クセスに対し、それに対応したビデオメモリへのアクセ
スが必ず行なわれている。
【0003】32ビットデータバス幅を持つCPUと3
2ビットバス幅のビデオ回路において、ビデオメモリに
対するCPUライトアクセスに関しては、CPUの要求
しているライトのビット数分、つまり8ビットアクセス
では8ビット、16ビットアクセスでは16ビット、3
2ビットアクセスでは32ビットのライトデータの更新
が行なわれる。ビデオメモリに対するCPUリードアク
セスに関してはCPUの要求しているリードのビット数
分、つまり8ビットアクセスでは8ビット、16ビット
アクセスでは16ビット、32ビットアクセスでは32
ビットのデータリードが行なわれる。ビデオメモリリー
ドに関しては、32ビットアクセスが8ビット,16ビ
ットと同タイミングで行なうことが可能ならば、一括し
て32ビットでリードし、必要なデータビット数分をC
PUにかえすことでビット数分のリードと同等な機能、
パフォーマンスを保てる。従来の情報処理装置において
は、CPUがビデオメモリに対して行なう一命令に対
し、必ずなんらかのビデオメモリに対するアクセスが必
要であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】32ビットデータバス
幅を持つCPUと32ビットバス幅のビデオ回路におい
て、ビデオメモリに対するCPUリードで8ビット,1
6ビットのアクセスが32ビットと同タイミングの場
合、CPUのアクセスがランダムなアドレスをアクセス
する場合はそれぞれのビット数分のリードアクセスで行
なっても、またすべてのリードアクセスを32ビットア
クセスとして行なっても、パフォーマンスには全く影響
はない。従ってビデオメモリに対するアクセスは、8ビ
ットアクセスにせよ16ビットアクセスにせよ、常に3
2ビットアクセスを行なうとする。
【0005】しかしCPUが連続したビデオアドレスへ
のリードアクセスにきた場合、そのアクセスが8ビット
または16ビットの連続アクセスであれば、前回リード
したビデオメモリ領域を再度アクセスする必要がある。
すなわち8ビット幅の連続リードアクセスの場合、32
ビット中の最初の8ビットを、次のアクセスではアドレ
スに対し同じ32ビットデータをリードして2番目の8
ビットを、次のアクセスでは同32ビットデータをリー
ドしたうちの3番目の8ビットを、さらに次のアクセス
では32ビットデータをリードしたうちの最後の8ビッ
トをCPUにかえすこととなる。16ビットビデオメモ
リに対しても同じである。
【0006】従って、CPUのビデオメモリに対する連
続リードにおいては、32ビットアクセス以外のアクセ
スにおいて、同一ビデオアドレスへのメモリリードアク
セスを複数回行なうため、これを1回のビデオメモリア
クセスで実現できればパフォーマンスの向上がはかれ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の情報処理装置
は、CPUからの命令に従って、ビデオメモリに対して
リード/ライトを行う情報処理装置において、前記CP
Uが読み出し指定したアドレスに対応する前記ビデオメ
モリからの読みだしデータを、前記CPUに送出すると
共にラッチ手段にラッチするリードバッファ回路と、前
記CPUの読み出し指定したアドレスが、前回CPUが
読み出し指定したアドレスの一部あるいは全部であった
場合、前記リードバッファ回路から読み出しデータを送
出する手段とを有することを特徴とする。
【0008】
【作用】nビットデータバス幅を持つCPUとnビット
バス幅のビデオ回路において、ビデオメモリに対するn
1ビット,n2ビット,n3ビット等(n1、n2、n
3はn以下)のアクセスがすべて同タイミングでメモリ
リードすることができる構成の場合、CPUのビデオメ
モリに対するリードを常にnビットアクセスで行ない、
そのデータをすべて保持して必要なデータビット数分を
CPUにかえす。さらに、次のビデオアクセスがメモリ
リードアクセスで、かつリードアドレスが直前のリード
アクセスでリードを行なったnビットデータのバンク内
であることを認識(ヒット)した場合には、ビデオメモ
リに対してのリードアクセスは行なわず、バッファ内に
保持されたデータの必要ビット数分のデータをCPUに
かえす。
【0009】
【実施例】以下に本発明を好適に示す一実施例を説明す
る。図1に本実施例のブロック図を示す。CPU100
からはCPUのステイタス信号102,CPUのアドレ
スバス103,CPUのデータバス104が入出力さ
れ、各システムに接続されるほか、ビデオ回路101と
も接続されている。
【0010】コマンド生成回路111は102よりCP
Uのステイタスを受けとり、またアドレス制御回路11
3よりビデオメモリに対するアクセスであること知らせ
る信号191を認識し、タイミング制御回路112に対
してVMRD信号161,VMWR信号162を発生し
てビデオアクセスを開始させる。VMRD信号161は
ビデオメモリに対するリードコマンドであり、またVM
WR信号162はビデオメモリに対するライトコマンド
である。161,162はビデオメモリに対するアクセ
スを開始させるためのトリガとなる。コマンド生成回路
111はタイミング制御信号112からVRDY信号1
63を受け取ることでCPU100にビデオアクセスを
終了したことを伝える。
【0011】アドレス制御回路113はCPUのアドレ
スバス103を受けとり、またタイミング制御回路11
2からタイミング信号192をもらいビデオメモリ11
6に対するビデオメモリアドレス171を生成する。ビ
デオメモリ116は8ビットのメモリ121〜124の
4個構成で32ビットのアクセスが可能であり、1画面
(1プレーン)分のプレーン方式のメモリである。ビデ
オメモリアドレス171は121〜124のすべてに入
力される。またアドレス制御回路113はコマンド生成
回路161からVMRD信号161をもらい、ビデオメ
モリリード時に前回のリードアドレスと同一32ビット
内のアクセスであることを示す信号として、VMRD信
号161のタイミングでHIT信号172を出力する。
ビデオに対してのリードアクセスが前回のリードアクセ
スと同一32ビット内のアクセスかどうかということ
は、アドレス制御回路113で直前のビデオリード命令
時のアドレスを保持しておき、これからリードを実行し
ようとするアドレスの取り込み時にそのアドレスと保持
されているアドレスを比較し、それらが同一バンク(3
2ビット)内であるかどうかを認識する。
【0012】タイミング制御回路112はVMRD信号
161,VMWR信号162,HIT信号172,及び
出力のVRDY信号163によりビデオメモリ116に
対する各種アクセス信号を生成している。121〜12
4全てにRAS信号181,WE信号182,OE信号
183が、また121にCAS0信号184,122に
CAS1信号185,123にCAS2信号186,1
24にCAS3信号187が接続される。
【0013】ここではCAS信号を4本,WE信号を1
本,OE信号を1本の構成としているが、同ビデオRA
Mを用いCAS信号を1本,WE信号を4本,OE信号
を1本の構成としてもよい。また、8ビットよりビット
幅が大きいメモリを用いる場合でも、通常それらのメモ
リは8ビット単位でアクセスできる仕様となっているた
め問題はない。
【0014】CPUのデータバス104は32ビットの
バス幅で構成されている。ライト系は131〜134と
してライトバッファ114を通過し32ビットライトデ
ータをすべてバッファリングしビデオメモリデータ14
1〜144としてビデオメモリ116にライトデータを
送る。131〜134,141〜144はそれぞれ8ビ
ット構成となっていて、141〜144はビデオメモリ
121〜124に接続される。 ライトバッファ114
は普段はスルー状態であるが、VMRD信号161が”
0”の時は3−STATEの状態となる。
【0015】リード系はビデオメモリ116からリード
されたビデオメモリデータ141〜144がリードバッ
ファ115にて32ビットすべてラッチされ、151〜
154となってCPUのデータバス104に接続され、
CPUリードデータとなる。151〜154も8ビット
構成となっている。
【0016】図2にリードバッファ115の内部回路を
示す。ビデオメモリデータ141〜144はそれぞれ8
ビットラッチ回路211〜214に入力し、HIT信号
172が”0”の時に取り込まれ、そのデータは201
〜204のバッファを介してCPUのリードデータ15
1〜154となる。201〜204はVMRD信号16
1が”0”の時のみスルーとなり、それ以外は3−ST
ATEの状態となる。ビデオリード時のデータはビデオ
メモリ116からCPU100へ向かうが、それ以外は
CPUデータバス104上のデータはライトバッファ1
14を経由してビデオメモリ116を向いている。従っ
てライトバッファ114,リードバッファ115によ
り、CPU側,ビデオ側ともデータのぶつかりはない。
【0017】ライトデータ131〜134,ビデオメモ
リデータ141〜144,リードデータ151〜154
はそれぞれ8ビットのデータバスを示しているが、これ
はCPUの最小アクセスビット単位が8ビットである
他、8ビット幅のビデオメモリ121〜124を使用し
ているために分けてかいている。
【0018】次に具体的なチャートを用いてビデオメモ
リに対するライト系,リード系の説明を行なう。ビデオ
用のクロックはここでは考慮にいれていない。
【0019】図3はビデオライト時のタイミングチャー
トである。VMWR信号162によりライト命令が下が
ると、それと同時に163が下がり、処理を延ばす。ビ
デオメモリアドレス171,RAS信号181,WE信
号182,及びアクセスのバイトに対応する位置のCA
S信号(184〜187)が変化し、CAS信号に対応
するビデオメモリデータ(141〜144)がそれに対
応するメモリ(121〜124)にライトされる。14
1〜144はライトバッファ114からデータがすべて
送られてくるが、CAS信号(184〜187)の下が
らないメモリに対するデータは無効である。ここでは8
ビット,16ビット,32ビットのアクセス例を示して
いる。尚、ビデオメモリライトアクセスに対するデータ
が十分保持されてからVRDY信号163,ついでVM
WR信号162が解除され、一回のビデオライトアクセ
スが終了する。ビデオライトアクセスに関しては従来と
同じ方法を用いている。
【0020】図4にビデオリード時のタイミングチャー
トを示す。ここではバイトアクセスで説明している。ま
ずアドレス4n(nは整数)にビデオリードアクセスが
くると、VMRD信号161が下がり、それと同時にV
RDY163が下がって処理を延ばす。ビデオメモリア
ドレス171,RAS信号181,OE信号183,及
び全てのCAS信号(184〜187)が変化し、メモ
リ121〜124からビデオメモリデータ(141〜1
44)32ビットをすべてリードする。この時HIT信
号172は”0”となり、32ビット分のデータは8ビ
ットラッチ回路211〜214に取り込まれ、CPUリ
ードデータ151〜154として出力するが、CPUで
はアドレス4nに対応する151のデータのみが取り込
まれる。ビデオメモリに対するリードアクセスが終了し
て211〜214がラッチ終了後、VRDY信号16
3,ついでVMRD信号161が終了し、一回のビデオ
リードアクセスが終わる 。
【0021】次にアドレス(4n+1)にビデオリード
アクセス161(VMRD信号)が入った場合、直前に
行われたビデオリードが同バンク内(同一32ビット
内)のリードアクセスであるため、メモリアクセスにい
く必要がない。前回のアクセスで本アドレスのリードデ
ータは保持されているため、HIT信号172は出力せ
ず(”1”のまま)、即座に152としてCPUにリー
ドデータを出力する。この時は処理を延ばす必要がない
ため、VRDY信号163は変化しない。次に続くアド
レス(4n+2),(4n+3)についても同様であ
る。
【0022】その後アドレス4(n+1)に対するビデ
オリードアクセスでは、先ほどのバンクと異なるバンク
のメモリをリードするため、HIT信号172は”0”
を出力し、211〜214は更新され、リードデータ1
51をCPUにかえす。以下同様にアドレス4(n+
1)+1,・・・と続いていく。
【0023】本実施例においては、ビデオメモリに対す
るリードアクセスで同一バンク(32ビット)の8ビッ
ト,16ビットアクセスが連続してきた時に非常に有効
である。ビデオメモリに対してのVMRD信号161が
発生してからVRDY信号163により処理を延ばされ
ていた時間がなくなり、VMRD信号161が即座に解
除され、次のCPU処理が入るまでの時間を短縮でき、
ビデオリードアクセスの高速化がはかれる。特にCPU
のクロックとビデオのクロックが非同期であった場合
は、ビデオのクロックでVMRD信号163をサンプリ
ングする必要がなく、ビデオクロックで同期化させるタ
イムロスがなくなるため、さらに時間短縮ができる。
【0024】初期のパーソナルコンピュータ(8ビッ
ト,16ビット)で開発されたアプリケーションソフト
においては、8ビット,16ビットのデータバスサイズ
しか使われていないため、連続ビデオリードアクセスは
頻度が高く、本実施例を用いての高速化が非常に期待で
きる。また、現状の32ビットで作られたアプリケーシ
ョンソフトにおいて、今後64ビットCPUと64ビッ
ト幅のビデオ回路で用いる時に同様の効果が期待でき
る。
【0025】ここでは32ビットCPUと32ビット幅
の1画面(単プレーン)のビデオメモリ回路を想定した
が、ライトバッファ114、リードバッファ115、ビ
デオメモリ116を複数組持ち、I/O命令によってバ
ンク切り替えして使用することにより、多色表示への応
用が可能である。
【0026】また32ビットCPUでビデオメモリのバ
ス幅を64ビット構成にした場合、また256色等の多
色表示システムにおいてビデオメモリを大量に使用して
バス幅を広げた場合等は、1回のリードデータの幅が広
がる分ビデオメモリリードの高速化には有効である。
【0027】さらに、今後パックド・ピクセル方式の多
色(256色,1677万色)表示のビデオシステムが
増加してくると考えられるが、この場合も本実施例を適
用することにより、ビデオ回路のバス幅いっぱいにデー
タを先読みすることで連続リードの高速化が実現でき
る。
【0028】次に本実施例のより現実的な構成につい
て、図5を使って説明する。図5は図1の構成を一部簡
略し、CPU100からのコマンドにより特定の直線、
円、塗り潰し等の描画をビデオメモリ116に対して高
速に行う描画チップ502、ビデオメモリ116のデー
タをCRT505に表示する表示ブロック504を追加
している。描画チップ502はGDC(μPD7220
等)、グラフィックアクセラレータ等がこれに相当し、
CPU100に負担をかけずに大容量のビデオメモリに
対して高速に描画するには必須の構成である。ビデオ制
御回路501は図1のコマンド生成回路111、タイミ
ング制御回路112、アドレス制御回路113から成っ
ており、前述したHIT信号172が出力されている。
データバッファ503は図1のライトバッファ114、
リードバッファ115から成っている。
【0029】本構成の場合、ビデオメモリ116へのア
クセスはCPU100、描画チップ502、表示ブロッ
ク504の3か所から行われることになる。前回CPU
100が書き込んだビデオメモリ116のアドレスに対
し、再度CPU100がアクセスした場合、ビデオ制御
回路501でそのアドレスを比較し、同一の場合はHI
T信号172をアクティブにし、データバッファ503
から前回のデータを直接CPU100に返すことは、前
述した。ところがCPU100が書いたアドレスのデー
タを、次に描画チップが書き換えてしまう場合が想定さ
れる。この際、CPU100が前回と同一アドレスにア
クセスすると書き換えられたデータをデータバッファ5
03から読み込むことになり不具合が生じる。
【0030】よって描画チップ502によって描画した
場合は、HIT信号172を強制的にネガティブをする
ようにビデオ制御回路501で制御する。この場合、C
PU100の指定するアドレスが前回と一致しても、H
IT信号172がネガティブであるので、データバッフ
ァ503から直接読むことはせず、ビデオメモリ116
に再度アクセスすることになる。HIT信号172の制
御は描画チップ502のすべてのアクセスに対応して行
っても良いし、前回のCPU100のアクセスしたアド
レスと同一のアドレスにアクセスした時のみ行っても良
いが、後者はより構成が複雑になる。
【0031】次に、本発明と同一出願人による国際公開
WO92/13314号の方式を採用した本実施例の
応用例を図6、7を使って説明する。国際公開 WO9
2/13314号の明細書中の図2では4ビット幅のメ
モリを4個用いて16ビットの一括アクセスを実現し、
またAからdまでの4枚のプレーンを想定している。
【0032】図7は本実施例の図6の構成によるメモリ
マップを示している。8ビット幅のメモリ0、メモリ
1、メモリ2、メモリ3に、プレーン0、プレーン1、
プレーン2、プレーン3のデータを交互に配置してい
る。図6のビデオ制御回路601は、CPU100から
通常のプレーンデータの配置に見えるようにアドレス変
換を行っている(詳しくは国際公開 WO92/133
14号参照)。
【0033】図6の構成を説明する。CPU100、C
PUのステイタス信号102、CPUのアドレスバス1
03、CPUのデータバス104、ビデオメモリ0_1
21、ビデオメモリ1_122、ビデオメモリ2_12
3、ビデオメモリ3_124、ビデオメモリデータ14
1、142、143、144、ビデオメモリアドレス1
71、HIT信号171、CAS信号184、185、
186、187、描画チップ502、データバッファ5
03、表示ブロック504、CRT505は図1、図5
での説明と同等の機能を有する。ビデオ制御回路601
は図5のビデオ制御回路501に図7のメモリ構成を制
御する手段を付加したものである。RAS、WE、OE
信号613はビデオ制御回路601に対応してメモリ
0、1、2、3を制御する信号である。
【0034】このような構成にすると、ビデオメモリを
8ビット*4個のまま、メモリをマッピングすることで
4プレーン方式(24 =16色表示)が実現できる。つ
まりデータバッファ503は32ビット構成であって
も、4プレーン分のビデオデータをバッファリングでき
ることになる。さらに8ビット*8個のビデオメモリを
使用した場合は64ビットを1バンクとみなし、8プレ
ーン方式(28 =256色表示)を実現できる。
【0035】以上本実施例によれば、一度ビデオメモリ
リードしたビデオデータをバッファし、次回にその近傍
のアドレスが指定された際には、バッファしたデータを
返すので、ビデオメモリへのアクセスが減り、高速処理
を実行することができる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、ビデオメモリからのデ
ータのリードが、極めて高速に行えるという効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路構成ブロック図
【図2】リードバッファ回路
【図3】ビデオライト時のタイミングチャート
【図4】ビデオリード時のタイミングチャート
【図5】実施例に描画回路を付加した構成図
【図6】実施例の応用例を示す構成図
【図7】実施例の応用例のメモリマップを示す図
【符号の説明】
100 CPU 101 ビデオ回路 102 CPUのステイタス信号 103 CPUのアドレスバス 104 CPUのデータバス 111 コマンド生成回路 112 タイミング制御回路 113 アドレス制御回路 114 ライトバッファ 115 リードバッファ 116 ビデオメモリ 121 ビデオメモリ0 122 ビデオメモリ1 123 ビデオメモリ2 124 ビデオメモリ3 131 ライトデータ0 132 ライトデータ1 133 ライトデータ2 134 ライトデータ3 141 ビデオメモリデータ0 142 ビデオメモリデータ1 143 ビデオメモリデータ2 144 ビデオメモリデータ3 151 リードデータ0 152 リードデータ1 153 リードデータ2 154 リードデータ3 161 VMRD信号 162 VMWR信号 163 VRDY信号 171 ビデオメモリアドレス 172 HIT信号 181 RAS信号 182 WE信号 183 OE信号 184 CAS0信号 185 CAS1信号 186 CAS2信号 187 CAS3信号 190 アドレス 201 8ビットリードバッファ0 202 8ビットリードバッファ1 203 8ビットリードバッファ2 204 8ビットリードバッファ3 211 8ビットラッチ回路0 212 8ビットラッチ回路1 213 8ビットラッチ回路2 214 8ビットラッチ回路3 501 ビデオ制御回路 502 描画チップ 503 データバッファ 504 表示ブロック 505 CRT 601 ビデオ制御回路 613 RAS、WE、OE信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUからの命令に従って、ビデオメモ
    リに対してリード/ライトを行う情報処理装置におい
    て、 前記CPUが読み出し指定したアドレスに対応する前記
    ビデオメモリからの読みだしデータを、前記CPUに送
    出すると共にラッチ手段にラッチするリードバッファ回
    路と、 前記CPUの読み出し指定したアドレスが、前回CPU
    が読み出し指定したアドレスの一部あるいは全部であっ
    た場合、前記リードバッファ回路から読み出しデータを
    送出する手段と、を有することを特徴とする情報処理装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の情報処理装置であって、前
    記CPUの読み出し指定したアドレスに対応する、前記
    ビデオメモリのデータの変更があった場合に、前記リー
    ドバッファ回路のデータを無効にする手段を有すること
    を特徴とする情報処理装置。
JP5328589A 1993-12-24 1993-12-24 情報処理装置 Pending JPH07182236A (ja)

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