JPH08896U - メモリ装置 - Google Patents

メモリ装置

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JPH08896U JP011959U JP1195995U JPH08896U JP H08896 U JPH08896 U JP H08896U JP 011959 U JP011959 U JP 011959U JP 1195995 U JP1195995 U JP 1195995U JP H08896 U JPH08896 U JP H08896U
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 3次元マトリクスに構成したメモリセルのX
軸に沿って記憶されたデジタル値(ワード値)とメモリ
セルのZ軸に沿って記憶されたデジタル値(ピクセル
値)とをアクセスできる改良されたメモリ装置を提供す
ることである 【解決手段】 ワード値およびピクセル値それぞれのた
めのアドレスを発生する第1および第2のアドレスドラ
イバと、フレームバッファメモリから複数のワード値お
よびピクセル値のいずれかから選択したものを読出し書
込む手段と、この手段に制御信号を送る制御論理手段
と、フレームバッファメモリのセグメントを選択する第
1および第2のデータドライバとを備える。

Description

【考案の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】 本考案は、コンピュータのメモリの分野に関し、特に、構成を改良したメモリ 装置に関する。 【0002】 【考案の背景】 コンピュータシステムにおいては、ユーザーへの情報をデジタル的に発生させ た画像表示によって行うことが一般化している。画像には様々な種類があり、た とえば、英数文字、グラフ、あるいは3次元図形表示といったものがある。多く の用途では、ユーザーへの表示は、たとえばカラー陰極線管(CRT)によるラ スター走査やプリンタやそれに類する表示装置により行われる。通常、表示され る画像は、デジタル的に発生されて記憶され、処理されて表示される。 【0003】 ラスター走査表示システムにおいては、周知の様に、ラスター走査線に沿って 並べられたピクセルと呼ばれる複数の表示要素が使用される。各ピクセルには前 景/背景表示の1ビット値(モノクローム表示システムにおいて)か又は、カラ 表示用の複数のビット値(カラー表示システムにおいて)が割り当てられる。各 ピクセルの表示内容を蓄積するのに使用するメモリは“マップ”または“フレー ムバッファ”メモリとして周知である。 【0004】 先行技術で周知の様に、フレームバッファは二重ポートメモリである。第1ポ ートは表示リフレッシュ用であり、第2ポートは表示更新用である。フレームバ ッファメモリは典型的には2つのポート間で時分割される。近年のメモリのアー キテクチャでは、大容量の逐次シフトレジスタを有するフレームバッファメモリ である“ビデオメモリDRAM”と名付けられたダイナミックランダムアクセス メモリを使用している。表示リフレッシュの際には増分アドレスがDRAMの入 力部に入力され、DRAMの出力データはまずバッファされ、次に高速シフトレ ジスタによって直列化される。モノクローム(黒と白)表示装置を使用する先行 技術においては、典型的にはフレームバッファの出力データはケーブルを通って CRTへ直接伝達される。カラー表示装置を使用する先行技術においては、典型 的にはフレームバッファの出力データは、カラールックアップテーブルと、標準 の赤・緑・青のカラーモニタを駆動する3台のデジタル−アナログコンバータと を介して伝達される。ビデオメモリの第2ポートすなわち更新ポートは中央処理 装置、もしくはフレームバッファに記憶されたデータを処理、変換できる同様な 回路に接続している。 【0005】 先行技術では、フレームバッファの更新ポートからは、X−Yランダムアクセ スメモリとして、X軸とY軸を有するよう構成される(まずXアドレスが決まり 、次にYアドレスが決まり、そして、8ビット、16ビット、32ビット、もし くはそれ以上のデータ幅を有するデータ空間が読み出されるか書き込まれる)。 このような先行技術においてフレームバッファメモリに接続した処理回路は、低 レベルだが比較的高速のマイクロコードを含むローカルとしての中央処理装置、 もしくは他の同様のバスマスターであり、フレームバッファに対しての動作をす るローカルの主CPUへの低レベルでのインターフェースは、高レベルの命令が 比較的ゆっくりと直列リンクすなわちダイレクトメモリアクセスチャンネルへ伝 達されることによって行われる。さらに最近のコンピュータグラフィック装置で は、低コストのマイクロコンピュータのグラフィック装置も含めて、図表計算の オーバーヘッドを直列リンクから主プロセッサ(例インテル80286またはモ トローラMC68020)や大容量集積回路チップ(例NEC7220)に移し ているが、そのような装置はテキストの処理のみに限られる。それらの何れの場 合でも、フレームバッファメモリの更新ポートと高レベル命令を供給す論理回路 との間の低レベルのインターフェースは伝統的なニューマン構造であり、すなわ ち適切に決められたメモリすなわちデータセルに対応したメモリアドレスを利用 した線形命令の流れである。 【0006】 コンピュータにおいては、伝統的にメモリへのアドレスが8ビット、16ビッ ト、32ビット、すなわち2のn乗の割合で増加する。1つのメモリサイクルで はあらかじめ決められたビット数しか伝達できないという能力があり、その最大 許容データ幅のデータを伝達すれば機能が最大になる。つまり、8ビットマシン は16ビットマシンより劣るということになる。以下で説明を簡単にするため、 “バイト”という言葉をしばしば用いるが、データ幅をより広げることは当然可 能である。 【0007】 モノクローム表示装置において機能を強化する最適な方法は、フレームバッフ ァメモリ内の1バイト(8ビット)で8つのとなり合ったピクセルを変更するよ うにマッピングすることである。上記の通り、全CRTスクリーンはこの方式で マッピングされており、先行技術においてはこの方式をビットでマッピングする すなわち“ビットマップ”表示と呼んでいる。 “1”と“0”のビット値によ り、前景か背景が選択される。最近のパーソナルマイクロコンピュータの多くは この技術を利用しているが、伝統的に“ターミナル”のカテゴリーにあるマシン はキャラクタ作成装置を使用しており、“ビットマップ”表示のカテゴリーには はいっていない。 【0008】 しかしながらカラー表示装置のマップメモリでは、陰極線管(CRT)上の各 ドットが3つのカラーを有しており、それらの各カラーが輝度値を有している。 カラー輝度値をコード化するために典型的なビット数は4〜8〜24、またはそ れ以上の値である。フレームバッファは、これらの値をカラールックアップRA Mのインデックスとして記憶する。例えば、8ビットのフレームバッファカラー 値は256×24RAMに記憶されており、このRAMの24ビットの出力は、 赤,緑,青それぞれについて8ビットのデジタル−アナログコンバータを駆動す る。メモリ内でCRTスクリーンをマッピングしているカラー表示装置では、C RT上の各ドットがフレームバッファの複数のビットで表示される。先行技術の 装置では、フレームバッファはメモリアレイとして構成されており、バイト伝送 により、特定のピクセルの色を示す値がアレイ中の特定のX値,Y値を有する位 置へ送られるよう構成されている。 【0009】 このようなカラー表示装置では、テキスト表示(または他のピクセルあたり1 ビットで表す情報の表示)と、カラー値を要する複雑な図形表示(または他のピ クセルあたり複数ビットで表す表示)とを同時にすることが要求される。しかし ながら、先行技術のカラー表示装置においては、ピクセルあたり1ビットが必要 な時にも、その限られたアドレス構造のために、当該ピクセルについてのすべて のビットの情報の伝達をしなければならなかった。本考案による改良したメモリ 装置においては、カラー表示装置においても、モノクローム表示装置(すなわち 1ビットの情報が1ピクセルに影響する装置)の有する機能とスピードを発揮す ることができ、且つ、周知のカラー表示装置(すなわち複数のビット値が1ピク セルに影響する装置)をサポートすることができる。このように本考案の改良メ モリ装置を用いたカラー表示装置は、モノクロームモードと周知のカラーモード の両方で動作することができる。本考案のメモリ装置は第3ポートを有していて 通常フレームバッファメモリに接続している単一のアップデートポートを補佐す る。フレームバッファメモリのビデオリフレッシュポートを無視することによっ て、1セットのアドレスが1セットのデータを選択するという伝統的なニューマ ン構造の原則は修正され、2セットのアドレスが同じセットのデータをアクセス できる。 【0010】 次に、上に記した説明の概念を理解するためより詳細な説明をする。 以下の説明で“マップ”すなわち“構成する”ということばはメモリに記憶さ れた1ビットと1ピクセルとの関係を示すばかりではなく、1つのピクセルや図 形を示すビットのセットも意味している。この様にここで使用されるマップすな わち構成は、情報の1タイプを1つのピクセルもしくは図形に伝達するためにメ モリ内に記憶された複数のビットやビットのセットを意味している。この様に、 単一ピクセル表示のための2つのタイプの情報を記憶しているメモリは2つの構 成を有している。既に述べた様に、モノクローム表示においては、メモリに記憶 された複数のビット値は、表示スクリーン上で前記ビット数と同数のピクセルに おいて背景(例えば黒)もしくは前景(例えば白)を示す。例えばロジック「1 」の各ビット値は、CRT上の対応するピクセルを前景(白)に表示し、16ビ ットのワードは、16の対応するピクセルについて背景か前景かを決定する。こ のような表示法は、背景または前景(ロジック「1」または「0」)を要求する だけのテキスト表示の動作においては十分である。 【0011】 CRT上でカラー表示が望まれる場合には、対応するピクセルの色の表示のた めにロジック「1」および「0」よりも多い情報が必要である。1ピクセルあた り8ビットの情報を有するカラー表示装置においては、色の値が0から255の 整数から指定されるデジタル値でメモリアレイに記憶される。表示スクリーン上 に色の表示をするには、カラー値を記憶するメモリ構成はより複雑になる。なぜ なら、複数のピクセルについて背景であるか前景であるかを示す値(以下ワード 値と呼ぶ)と、単一のピクセルのカラーを表わすバイト(以下ピクセル値と呼ぶ )とを、単一のメモリアレイにディジタル的にマップするためには、CRT上の 各ピクセルについて少なくとも8ビット(28 =256)の情報を、メモリアレ イにマッピングする必要があることになるからである。本考案によれば、背景か 前景かを記憶する同一のメモリアレイでこれらのカラー情報をマップすることが できるので、背景か前景かの区別でよいテキスト(文字)表示を、必要ならば、 カラー表示に加えて利用することができる。 【0012】 図1には、128のメモリセルに記憶された2つの独立した情報のセット(す なわち、ピクセルのカラー情報と背景/前景情報)を含む二重にマップ(構成) されたメモリアレイの一部を概念的の例示する。“メモリセル”という言葉はこ こでは単一ビットを記憶するデジタルメモリ要素を示す。また、図1に関する以 下の説明でデータビットの配列の説明にX軸,Y軸の語を使用するが、これらの 言葉は、図1のX軸とY軸が直交しなければならないことを意味するのではなく て、単なる例示であることを承知されたい。図1においてワード値は複数の行に X軸に沿ってメモリセルに記憶されており、図1では、行1は16個のビット0 を記憶しており、行2は16個のビット1を記憶している。行1に記憶されたビ ットはCRTスクリーン上で16のとなり合ったピクセルについて背景/前景を 決定し、行2に記憶されたビットは同じ16のとなり合ったピクセルについて背 景/前景を決定するのに使用できる。この様に行1〜行8のビットは併せて8つ のワード値を有し、各ワードは、CRTスクリーン上でとなり合った16個のピ クセルについて背景か前景かをそれぞれ決定できる。図1の同じメモリセルでZ 軸に沿って記憶された16の列(0〜15)は、CRTスクリーン上の対応する 16個のピクセルのカラーを決定できる。メモリセルの列1において、ロジック 0の最初のビットは、対応する単一ピクセルの前景を表示するたのに使用でき、 また、CRTスクリーン上の対応するピクセルについて特定の色を指定する8ビ ットピクセルの第1ビットとしても使える。列2のメモリセル17に記憶された (図ではロジック1の)ビットは、8ビットピクセル値の第2ビットである。す なわち、行1〜8それぞれの左から1番目のビットは、全体で、CRTスクリー ン上の対応するピクセルについて特定の色を表示する8ビットカラーすなわちピ クセル値を表示している。このようにして、(第1方向のビット構成を定める) ワード値と称される背景/前景の値と、(第2方向のビット構成を定める)ピク セル値と称されるカラー値との何れをも、同一のメモリセルにマップできる。 【0013】 Z軸に沿う複数のビット(例えば1バイト)を対象としてアドレスすることし か行っていない先行技術で、図1のようなメモリ構成を用いると、白・黒のテキ スト文字を単に表示するにも、X軸に沿った16ビットの値を伝達するのに16 回の読み出し(あるいは書き込み)動作が必要であった。先行技術に従うと、図 1のZ軸に沿って読み出すか書き込むバイト値の16回分それぞれから、X軸に 沿う行に対応するもの1ビットを選択し、それらを並べることによって初めてX 軸に沿った16ビットの値を決定することができる。この先行技術は重大な欠点 を有していた。X軸沿いの16ビットワード値を得るために、16個のZ軸沿い のバイト(計128ビット)がバスを伝達されなければならないということであ る。伝達される128ビットの情報のうち、必要なワード値はたった16ビット なので、この先行技術は他の方法に比較し動作が遅かった。 【0014】 本考案は、メモリアレイを2種類にマップできるようにし、ピクセルモードと 呼ばれる1つの軸方向における1メモリサイクルでのメモリアレイのアドレッシ ングと、ワードモードと呼ばれる他の軸方向における1メモリサイクルでのメモ リアレイのアドレッシングとを可能とすることによって、従来の欠点を克服する ものである。図1に示す実施例では、ある特定のピクセルのカラーを示す列1の ピクセル値の書き込み又は読み出し動作が要求されると、Z軸に沿ったピクセル 値の8ビットすべてがアクセスされ伝達される。同様にして、行1に沿ったX軸 のワード値が要求されると、そのワード値は1回の読み出し又は書き込み動作に よって伝達される。スクリーン上に対象物を表示する際は、ピクセルによってワ ードモード値のみ、あるいはピクセルモード値のみをメモリに要求できる。本考 案により、デジタルメモリの情報の伝達及び表示スクリーンやその他の出力表示 装置上での表示において、大きな柔軟性、高速性、すぐれた効率が得られる。 【0015】 図1に示す実施例において、カラーを示す列0〜15のピクセルバイトは、Z 軸方向の複数のメモリセルに記憶され、各ピクセルバイトがCRTスクリーン上 のある特定のピクセルに対応するので、メモリに記憶されたピクセル値はZ軸に 沿って深さ方向に伸びるマトリックスを作ることは周知の通りである。本考案で は、図2に示す様に、ワード値即ちX軸方向の値を、複数の平面を含むマトリッ クスに形成できる。その各平面はCRTスクリーンの表面を示している。図1に 示す各平面のワード値は、X軸に沿った行に記憶され、ピクセルバイトは図3に 示す様にZ軸に沿ってワード平面の深さ方向に伸びている。この様に、本考案は メモリの3次元マトリックスを確立し、供給されたデータの伝達がこのマトリッ クス内で効率的に行われるのである。 【0016】 【考案の概要】 本考案の目的は、メモリセルのX軸に沿って記憶されたデジタル値とメモリセ ルのZ軸に沿って記憶されたデジタル値とをアクセスできるよう改良されたメモ リ装置を提供することである。 本考案のメモリは、2つのビット構成(すなわちマップ)を有し、両方のビッ ト構成について同一のメモリセル群を利用するものであり、X方向の値とZ方向 の値とにマップでき、1メモリサイクル動作でアドレスできアクセスできるメモ リである。そのため、本考案は、CRT表示用の画像を定める少なくとも2つの ビット構成(すなわちマップ)においてデータを記憶するための改良されたメモ リ装置に関するものである。本考案のメモリ装置は、ビット構成(すなわちマッ プ)でデータを記憶するフレームバッファメモリを有する。ビット構成は、第1 方向のビット構成と第2方向のビット構成とを含む。概念的には、フレームバッ ファメモリは3次元のマトリックスに構成され、第1方向のビット構成はX軸に 沿っていて複数の平面それぞれに並び、それらの平面は、Z軸方向に沿って重な り、第2方向のビット構成はZ軸に沿っている。本考案では、この様にして、フ レームバッファ内の1つのメモリセルがX軸方向の1つ“値”の一部か又はZ軸 方向の1つの“値”の一部としてアドレスされるので、1メモリサイクル動作に おいて、X軸に沿った第1方向のビット構成の全ての値か、Z軸に沿った第2方 向のビット構成の全ての値が伝達され得る。 【0017】 【実施例】 本考案のメモリ装置は、CRTスクリーン上にグラフィックスを表示するのに 必要なデータを高速で生じるデジタル計算機に適するものである。以下の説明で は、本考案の十分な理解のためにメモリ容量のような具体的な数値やデータパス などにも言及する。しかし、当業者にはこれらの詳細内容が本考案の実施に必要 でないことは周知の通りである。本考案を不必要にあいまいにしないために周知 の回路等については単にブロック図で示す。 【0018】 図1は、8×16のメモリセルのブロックの2次元の概念図である。標準メモ リにはこのようなブロックが何千も含まれる。これらのブロックが3次元マトリ ックスに構成されて、カラーCRTスクリーンに物理的に対応させれば有利であ る。本考案は2次元メモリを、3次元マトリックスのメモリに構成してCRTス クリーンに対応させる、アドレス技術に関する。 図2は、本考案によるワードモード構成(アドレッシング)を示しており、8 つのワード平面(A〜H)がある。各ワード平面は、CRTスクリーンのマップ を表しており、1ビット深さを有する。典型的には、1本の走査線に1024の ピクセルがあり、グラフィックスカラーCRTには1024本の走査線があるの で、フレームバッファメモリの各ワード平面には約100万ビット(128Kバ イト)が必要である。従って、8枚のワード平面A−Hには、X軸方向に約10 0万バイトが記憶される。本実施例においては、各ワード平面のデイメンション は1024ビット×1024ビットである。図2のワード平面Aのワード値の第 1ビット値0は、カラーCRTモニタ45のピクセル値0が背景を示すか前景を 示すかを決定している。図2に示す様に、積み重なった8枚のワード平面はA〜 Hと名付けられている。このように複数(ここでは8)の平面があるので(各平 面は1ビットの深さ)Z軸に沿っては複数ビットのピクセル値を記憶でき、そう する場合には本実施例では全部で8ビット深さとなる。本考案の精神から逸脱す ることなくピクセル当たりのビット値を増加減少できる。 【0019】 図3はピクセルモード構成(アドレッシング)を示している。図3のブロック は概念的に図2に示した8つのワード平面と同じものを示しているが、ここでは Z軸方向のピクセルバイトのみを説明しているので、Z軸に沿って記憶されてい るピクセルバイトが固体ボックス状マトリックスとして表示されており、ピクセ ル情報はZ軸に沿った深さを有する。本実施例では、図3に示す様にZ軸に沿っ て8ビットバイトで構成されており、これによってカラーモニタ15の対応する ピクセルの特定のカラーが決定される。図3のピクセルバイト0は、カラーモニ タ15のピクセル番号0に表示されるカラーを決定する。この様に、図2及び図 3は、同一メモリセル上に記憶できる2種のビット構成、すなわちビットマップ を表示したものであり、メモリセルの3次元表示は、表示モニタ15に対応、す なわち、8つのワード平面の各表面がモニタ15のスクリーンに対応し、メモリ アレイのZ軸がカラーモニタ15のスクリーンの各ピクセルのカラー及びその輝 度の変化に対応している。 【0020】 本考案は、図2のワード平面A−Hに記憶されたX軸方向バイトは必要な時に メモリの1サイクル動作で伝達され(すなわち書き込みまたは読み出し)、同様 にZ軸方向のバイトは、必要な時に、メモリの1サイクルの動作で伝達されると いう画期的なアドレッシング手法を提供する。 【0021】 この様に本考案はメモリの3次元マトリックスを確立し、このマトリックス内 でデータを効率的に伝達する方法を提供する。次に、この様な3次元メモリ構成 のための装置の詳細を説明するが、前述した説明は本考案の可能な実施例の一例 であり、データバス幅を広くしたり、メモリ容量の大きくできる。また、図2と 図3に示されたX軸とZ軸は直交する必要がないことも明らかであろう。 【0022】 図4は、改良されたメモリ装置の全体のブロック図を示す。2重ポートフレー ムバッファメモリ10の第1ポート60に接続されたフレームバッファバス46 に、VMEバス45を介してデータは与えられ、VMEバス45とフレームバッ ファ10との間でデータ伝送がなされる。フレームバッファ10の第2ポート4 7は、カラーモニタ15上に要求された画像を表示するための最終的なデータを 出力する。フレームバッファメモリの第1ポート60は、ワードモードのデータ 伝送部としても、ピクセルモードのデータ伝送部としても使用される。VMEバ スマスター装置(すなわちCPU)は、VMEバス45を通してフレームバッフ ァ10に書き込んだり同バッファから読み出したりできる。最も通常のバスマス ター装置はフレームバッファ10を駆動するために使用され、ローカルCPU5 0、グラフィック加速装置25、ネットワーク制御装置55、記憶ディスク31 を使用すディスク制御装置30が使用される。この実施例において、主メモリ2 0は、ローカルバス57によってCPU50に接続され、CPU50で使用され る情報を保有している。この実施例では、CPU50はコマンドを発生し、それ により、フレームバッファ10に書き込みをしたり、記憶されているデータを読 み出したりしてモニタ15上に要求される画像を表示する。本考案の典型的な構 成では、ワークステーションは、VMEバックプレイン(VMEバス45を構成 するハードウェア)、ホストシステムCPU50、主メモリ20、フレームバッ ファメモリ10、そしてネットワーク制御装置55とを備える。グラフィック加 速装置25とローカルディスクインターフェース30と31とは装置に接続して 使用できるが、それらの必要は、ネットワーク制御装置55によりETHERN ET40に接続された他の機器でも満たされる。フレームバッファ10は、ダイ ナミックランダムアクセスメモリチップ(DRAM)から成るメモリ装置とする ことができる。 【0023】 図5は、本考案のメモリ装置の機能ブロック図のさらに詳細を示している。V MEバス45は、物理的アドレスを0〜16メガバイトの範囲で伝達する。VM Eバス45により、ピクセルモード値またはワードモード値を示すデータも伝送 される。本実施例におけるVMEバス45は、1回の動作で16データビットと 24アドレスビットを伝達する。ローカルCPU50は、24アドレスビットと 16データビットを出力する。アドレスビットA22とA23(16進法)とは アドレスストローブと共に、CPU50からVMEバス45を通しVME制御ロ ジック56に伝達される。アドレスビットA22とA23上のプリセット値は、 アドレスストローブと共働して、VME制御ロジック56の出力部でサイクル開 始ストローブを開始する。サイクル開始ストローブは、メモリ制御装置105へ 伝達され、このメモリ制御装置105はフレームバッファ10のメモリサイクル 動作を開始する。サイクル開始ストローブは、メモリ制御装置105において後 述する行アドレスストローブ(RAS)を開始する。メモリサイクル動作の最後 には、メモリ制御装置105は、サイクル終了ストローブをVME制御ロジック 56へ伝達する。この時VME制御ロジック56は、伝送アクノリッジストロー ブを開始し、そのストローブはVMEバス45を通ってCPU50へ伝達され、 CPU50にメモリサイクルが完了し新メモリサイクルを開始できることを伝え る。 【0024】 メモリ制御装置105は、幾つかの制御ストローブをフレームバッファ10と データマルチプレクサ(すなわちデータドライバ)90及び85に出力する。デ ータマルチプレクサ90及び85とフレームバッファ10におけるこれらのスト ローブの動作の理解のために図6,図7,図8、そして図5を参照する。 【0025】 図6,図7,図8は、フレームバッファ10,ピクセルモードデータマルチプ レクサ85,ワードモードデータマルチプレクサ90の回路の詳細を示す。図6 は128個の(64K)DRAMチップを有するフレームバッファメモリ10を 示しており、図7は16個のトランシーバーの第1セット(I〜XVI)を有す るピクセルモードデータマルチプレクサ85を示しており、図8は16個のトラ ンシーバーの第2セット(XVII〜XXXII)を有するワードモードデータ マルチプレクサ90を示している。図7と図8のトランシーバーは、たとえばテ キサスインスツルメント社の74ALS245なるICのようなオクタルICか ら成る。これらのトランシーバーは、データを、フレームバッファメモリ10か らVMEバス45へ、またはVMEバス45からフレームバッファメモリ10へ と伝達する。読み/書き(R/W)制御線125は、ピクセルモードデータマル チプレクサ85のトランシーバーとワードモードデータマルチプレクサ90のト ランシーバーとに接続されている。R/W制御線125は、CPU50が出力し た読み/書き制御信号をVMEバス45を通して受け、R/W制御信号は、ワー ドモードデータマルチプレクサ90のトランシーバー(XVII〜XXXII) と、ピクセルモードデータマルチプレクサ85のトランシーバー(I〜XVI) でのデータ伝達の向きを制御する。ピクセルモードデータマルチプレクサ85の トランシーバーは、アドレスビットA20が高いロジックの場合に動作し、ワー ドモードデータマルチプレクサ90のトランシーバーはアドレスビットA20が 低いロジック値の場合に動作する。 【0026】 本実施例では、フレームバッファ10は、図6に示す様に128個の(64K の)DRAMチップから構成され、8行(各行に16個のDRAMチップ、たと えばDRAM行1とDRAM行8を参照)、16列(各列に8個のDRAMチッ プ、たとえばDRAM列0とDRAM列15を参照)から成る。本実施例では、 フレームバッファ10の記憶容量は約1メガバイトであるが、より大きいあるい は小さい記憶容量のメモリも使用できる。 【0027】 図2や図3に示されるメモリ構成を有するフレームバッファ10の特定のDR AMチップ列や特定のDRAMチップ行を選択的に読み出したり書き込むことを 1メモリサイクル動作で行って、X軸方向のワード値やZ軸方向のピクセル(カ ラー)値を伝達する。これは、次の信号を選択的に送ることによって行われる。 すなわち、16の列アドレスストローブ(CAS)、フレームバッファメモリ1 0への8つの書き込み可能ストローブ(WE)、ピクセルモードデータマルチプ レクサ85への8つの選択DRAM列信号(SDC)、ワードモードデータマル チプレクサ90への8つの選択DRAM列信号(SDR)を選択的に送ることに よって行われる。それらの信号はすべてメモリ制御装置105から送出される。 さらに、物理的アドレスが、ワードモードアドレスマルチプレクサ80とピクセ ルモードアドレスマルチプレクサ75によって、それぞれ伝達される。SDC信 号は、ピクセルモードデータマルチプレクサ85のピクセルモードトランシーバ ーI〜XVIを選択的にイネーブルし、一方、SDR信号は、ワードモードマル チプレクサ90のワードモードトランシーバーXVII〜XXXIIを選択的に イネーブルする。RASとCASの目的は周知の通りであり、それらが必要であ ることは言うまでもない。アドレスビットA1,A2,A3のプリセット値と2 つのデータストローブ(上部データストローブと下部データストローブ)とによ り、必要とされるCAS信号の選択的な送出がメモリ制御装置105において行 われる。一方、アドレスビットA17,A18,A19のプリセット値により、 メモリ制御装置105が、WE信号を選択的にイネーブルする。アドレスビット A1,A2,A3のプリセット値により、8つのSDC信号の1つかすべてを伝 達することが行われ、一方アドレスビットA17,A18,A19により、SD R信号の1つかすべてを伝達することが行われる。フレームバッファ10の12 8のDRAMチップは、読み,書き両方の動作においてメモリ制御装置105か ら伝達される行アドレスストローブ(RAS)を受信する。RAS信号は、前述 した様に、メモリ制御装置105がVME制御ロジック56から伝達されたサイ クル開始ストローブを受信した時に出力される。 【0028】 ワードモード伝達はアドレスビットA20が低い時に行うことができ、ピクセ ルモード伝達は、アドレスビットA20が高い時に行うことができる。次にワー ドモード読み込み動作について説明する。ワードモード読み込み動作時は、フレ ームバッファ10の128個のすべてのDRAMチップは、RAS信号とCAS 信号を受信する。本実施例では、フレームバッファバス46は126データビッ トの幅であり、一方、先に述べた様にVMEバス45はたった16データビット の幅である。ワードモードデータマルチプレクサ85の16個のワードモードデ ータトランシーバー(XVII〜XXXII)のうち2つのトランシーバーだけ が、メモリ制御装置105から出力される8つのSDR信号のうちの1つによっ て動作する。8つのSDR信号中からの選択すべき1つは、CPU50で出力さ れVMEバス45を通ってメモリ制御装置105へ伝達されたアドレスビットA 17,A18,A19のプリセット値によって決定される。1つのSDR信号に よってイネーブルされた2つのトランシーバーは、フレームバッファバス46の 128ビット幅の(フレームバッファからの)読み出しデータを、VMEバス4 5の16ビット幅へマルチプレックス操作をする。たとえば図8を参照すると、 読みだし制御信号がR/W線125を通して伝達され、ワードモードトランシー バー2,1において、トランシーバー線134を伝達された選択DRAM列信号 (SDR)の1つと同時に受信されると、データビットD15−D08がDRA M行1の(左から右へ向って)最初の8つのDRAMチップから伝達され、一方 データビットD07−D0がDRAM行1の次の8つのDRAMチップから伝達 される。この様に、2組の8ビットワード値が1回の読み出し動作によって伝達 される。残りのワードモードトランシーバーXVIV〜XXXIIも同様にして 、対応するトランシーバー線(135〜141)が(メモリ制御装置105から の)SDR信号を受信すると、それぞれ動作する。 【0029】 次にワードモード書き込み動作について説明する。ワードモード書き込み動作 においては、書き込み信号がR/W制御信号125に出され、図8のすべてのワ ードモードデータトランシーバーXVII〜XXXIIは、それらのトランシー バー線134〜141における8つのSDR信号(メモリ制御装置105から出 力され、アドレスビットA17、A18、A19のプリセット値によって決定さ れる)のすべてがフレームバッファ10へ伝達された時に動作する。この様に、 CPU50によって出力されたVMEバス45データ線D15−D00を通して 伝達される16ビットのデータは、これらのトランシーバーによって二重化され フレームバッファ10の各DRAM列へ伝達される。また前に述べた様に、書き 込み動作においては、すべてのDRAMチップがRAS信号を受信する。この信 号とほとんど同時にCPU50は、アドレスビットA19,A18,A17を送 出し、図6の8つのDRAMチップ行のうち要求された1つへ、8つの書き込み 可能ストローブ(WE)のうちの1つを、メモリ制御路装置105から出力させ る。このため、要求された当該DRAMチップ行のみが書き込まれる。CPU5 0は、2つのデータストローブ〔下部データストローブ(LDS)と上部データ ストローブ(UDS)〕がメモリ制御装置105に伝達され、それらにより、存 在しないアドレスビット(A0)の値がコード化され、8ビットメモリサイクル もしくは16ビットメモリサイクルの伝送が選択される。かくして、もしメモリ 制御装置105でUDSが出されると、最初の8データビットが、VMEデータ ビット線D15−D08からフレームバッファ10のDRAMチップへと伝達さ れ、もしLDSが出されると、2番目の8データビットがVMEデータビット線 D07−D00からフレームバッファ10のDRAMチップへと伝達される。本 実施例においては、データビットD15が最上位ビットであり、データビットD 00が最下位ビットである。UDSが出されると、メモリ制御装置105では1 6のCAS信号の最初の8つがDRAM列0−7(左から右へ数える)へ伝達さ れ、LDSが出されるとメモリ制御装置105では16のCAS信号の2番目の 8つがDRAM列8−15(左から右へ数える)へ伝達される。しかし、CAS ストローブとWEストローブの双方を受信したDRAMチップのみ、が書き込ま れる。 【0030】 次にピクセルモードの読み出し動作について説明する。ピクセルモードの読み 出し動作はワードモードの読み出しと同様に、図7のすべてのDRAMチップが RAS信号とCAS信号とを受信する。メモリ制御装置105は、図7に示す1 6個のピクセルモードデータマルチプレクサ85のトランシーバー(I〜XVI )の2つを動作させるよう、8つの選択DRAM列(SDC)信号のうち1つを 送出し、それによって、128ビットのフレームバッファメモリバス46からV MEバス45のバスデータ線D15−D00へと、1回にデータの16ビットを 8:1の割合でマルチプレックス操作をして伝達する。 【0031】 たとえば、トランシーバー線126上の(メモリ制御装置105においてアド レスビットA1,A2,A3のプリセット値によって決定される)8つの選択D RAM列信号(SDC)を受信するのと同時に、読み出し信号がR/W制御線1 25で受信された時には、図7のピクセルモードトランシーバーIはデータビッ トD15−D008をDRAM列0のDRAMチップから伝達し、一方、ピクセ ルモードトランシーバーIIは、データビットD007−D00をDRAM列1 のDRAMチップから伝達する。データビットD15−D008は8ビットのピ クセルバイトであり、一方、D007−D00は同様に他の8ビットのピクセル バイトである。この様にして、2組の8ビットのピクセルバイトが1回の動作で 伝達される。 【0032】 残りのピクセルモードトランシーバー(III〜XVI)は、対応するトラン シーバー線(127〜133)がそれぞれのSDC信号(メモリ制御装置105 が出力)を受信した時に動作できる。 【0033】 次にピクセルモードの書き込み動作について説明する。ピクセルモード書き込 み動作では、ピクセルモードマルチプレクサ85のすべてのピクセルモードデー タトランシーバーI〜XVIは、メモリ制御装置105から出力される8個のS DC信号すべてでイネーブルされる。CPU50によってVMEバス45上に置 かれたデータビットD15−D08は、ピクセルモードトランシーバーI〜XV Iを介してフレームバッファ10のDRAMチップの偶数列(左から右へ)0, 2,4,6,8,10,12,14へ伝達される。CPU50によってVMEバ ス45上に置かれたデータビットD07−D00は、同様にしてフレームバッフ ァ10のDRAMチップの奇数列(左から右へと)1,3,5,7,9,11, 13,15へ伝達される。ワードモードの書き込みサイクルとも同様に、すべて のDRAMチップがRAS信号を受信する。しかしながら、ワードモード書き込 みサイクルとは異なって、8個のすべての書き込み可能ストローブ(WE)がメ モリ制御装置105からフレームバッファ10のすべてのDRAMチップに伝達 され、他方、16のアドレスストローブ(CAS)のうちの1または2つがメモ リ制御装置105から伝達される。メモリ制御装置105から選択的に出力され るSDR信号はアドレスビットA1,A2,A3の値によって決まる。アドレス ビットA03,A02,A01,そしてデータストローブLDS及びUDSは、 CPU50によってVMEバス45上に置かれ、メモリ制御装置105で受信さ れ、前に述べた様に、それらの信号は書き込みサイクル中、フレームバッファ1 0へ要求された1つか2つのCAS信号を送出させる。UDSとLDSの両方が 同時にメモリ制御装置105でアサートされた時には16のCAS信号のうちの 2つがメモリ制御装置105によってフレームバッファ10へ伝達され、また、 UDSかLDSのどちらかがアサートされた時にはCAS信号の1つのみが伝達 される。ワードモード書き込み動作のように、CASとWEを受信したDRAM チップのみが書き込まれる。さらに、UDSかLDSの何れかが、メモリサイク ル動作の開始前にはメモリ制御装置105になければならない。 【0034】 ピクセルモード読み/書き動作に関連し、CPU50によってVMEバス45 に置かれているアドレスビットA19−A4は、ピクセルモードアドレスマルチ プレクサ(すなわちアドレスドライバ)75で受信される。アドレスビットA2 0のロジックが高いと、ピクセルモードアドレスマルチプレクサ75は、アドレ ス(アドレスビットA19−A4のロジック値によって決まる)を、フレームバ ッファ10に伝達し、メモリ制御装置105によって出力された16個のCAS の1つか2つと共働して、フレームバッファ10内の選択されたZ軸方向のピク セルバイトの位置を選択する。そのピクセルバイトの位置は、カラーモニタ15 上のピクセルに対応している。そのメモリ位置に記憶されたデータは、カラーモ ニタ15上のピクセルに対応するためのカラー値を含んでいる。 【0035】 同様にワードモード読み/書き動作に関連して、アドレスビットA16−A1 はワードモードアドレスマルチプレクサ80で受信され、アドレスビットA20 がロジック低である時は、マルチプレクサ80はアドレスをフレームバッファ1 0へ伝達し、メモリ制御装置105によって出力される8つのWEストローブの 1つと共働して、フレームバッファ10内のX軸方向のワード位置を選択する。 そのワード値は、カラーモニタ15のいくつかの対応するピクセルにおいて前景 /背景を決める。 【0036】 フレームバッファ10の出力は、そのピクセルバイトに対応したカラーを決め るためのカラーマップ95に接続され、デジタル−アナログの赤,緑,青のドラ イバ/コンバータ120を駆動してモニタ15の所定のピクセルのカラーを定め る。また、所望によりフレームバッファメモリ99を、図5に示す様に装置に組 み込むことができる。フレームバッファメモリ99は、フレームバッファメモリ 10と同じ方法でアドレスされる。トグル操作を使用して、フレームバッファ9 9の書き込み中に、フレームバッファ10の読み出しができ、その逆も行える。 “ラスターOP”あるいは“ビットBLT”プロセッサー140も図5に示す様 にワードモードデータマルチプレクサ90とピクセルモードデータマルチプレク サ85とフレームバッファメモリ10の出力との間に接続されている。“ラスタ ーOP”もしくは“ビットBLT”はコンピュータグラフィックスの分野では周 知であり、アメリカ合衆国カリフォルニア州95131サンノゼ,マッケイドラ イブ1109所在のVLSIテクノロジイ社(VLSI Technology )から“VL16160”として商品化されている。ラスターOPプロセッサは また、ニューマン氏とスプロール氏による「対話型コンピュータグラフィックス の基礎」(“Principles of Interactive Computer Graphics”) (著作権19 79,1973.マグローヒル社刊)で十分に解説されている。ラスターOP1 40は、フレームバッファ10もしくは選択フレームバッファ99での古いデー タ内容と新しいデータ内容の間の“OR”/“XOR”動作のようなブール演算 を行い、それによって、CPU50によって開始される1命令サイクルに応じて フレームバッファ10もしくは選択フレームバッファ99に対しいくつかの書き 込みもしくは読み出し動作の開始を行える。ラスターOPプロセッサ140は、 128ビットのデータ幅で動作し、ピクセルデータをフレームバッファ10の1 6個のとなり合ったピクセルバイト位置に一斉に伝達するために使用されるか又 は16のX軸方向のバイトをフレームバッファ10のすべてのワード平面に一斉 に伝達して記憶させるために使用される。 【0037】 ピクセルバイトをフレームバッファ10に書き込む際は、平面ごとに書き込む 必要のないピクセルバイトを最高8ビットまで隠すためにマスク70が使用され る。たとえば、もし4ピクセルビットのみがフレームバッファ10のピクセル位 置に書き込むために必要なら、マスク70によりフレームバッファ10において ピクセルビット4つを隠すことによってそれらの書き込みを防止できる。 【0038】 実施例として、主CPU50に接続されるくつかの装置の組み合わせを説明し た。しかし、本考案が主CPUに直接接続した単一のモノリーシック集積回路と して製作できることも明らかである。また本考案の実施例においてはVMEバス 45は16ビットのデータ幅としたが、この値が実行可能な一例であり、ビット 幅のより広いデータバスやより密集したDRAMチップや、より分解能の高いス クリーンを使用することができるのは言うまでもない。 【0039】 また、本考案の改良されたメモリ構成は、説明のためにグラフィックス装置で 実施されるものとして開示したが、本考案のメモリ構成は他のデジタル計算機シ ステムに使用しても有益であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】 【図1】 メモリ列の128のメモリセルの概念図を示
す。 【図2】 フレームバッファメモリ内の8ビットバイト
位置へのワードモードアドレスの対応を示す図である。 【図3】 フレームバッファメモリ内の8ビットバイト
位置へのピクセルモードアドレスの対応を示す図であ
る。 【図4】 グラフィック表示装置用のメモリ構成の機能
ブロック図である。 【図5】 メモリ構成の装置の機能ブロック図である。 【図6】 フレームバッファメモリのチップ配列を示す
図である。 【図7】 ピクセルモードのデータマルチプレクサ回路
図である。 【図8】 ワードモードのデータマルチプレクサの回路
図である。 【符号の説明】 10・・・フレームバッファ、 15・・・カラーモ
ニタ、20・・・主メモリ、 45・・・V
MEバス、50・・・CPU、75・・・ピクセルモー
ドアドレスマルチプレクサ、80・・・ワードモードア
ドレスマルチプレクサ、85・・・ピクセルモードデー
タマルチプレクサ、90・・・ワードモードデータマル
チプレクサ、105・・・メモリ制御装置。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 映像を形成する複数の表示ピクセルを有する表示器を含
    むコンピュータ表示システムに使用するためのメモリ装
    置であって、 3次元マトリックスに構成された複数の選択的にアドレ
    ス可能なメモリセルを有するフレームバッファメモリに
    して、上記メモリセルは、対応する表示ピクセルの選択
    された特性を定義するデータビットをそれぞれ記憶で
    き、前記マトリクスは、複数のメモリセルをそれぞれ含
    む複数のXY平面を、Z軸方向に積み重ねて構成され、
    XY平面それぞれのメモリセルは前記表示器のピクセル
    と1対1に対応しており、各XY平面に、複数のデータ
    ビットをそれぞれ含む第1のデータユニットをX軸方向
    に沿って保持でき、且つ、複数のデータビットをそれぞ
    れ含む第2のデータユニットをZ軸方向に沿って保持で
    きる、フレームバッファメモリと、 このフレームバッファメモリに結合し、そのメモリセル
    から選択的に1メモリサイクルで、第1の複数のデータ
    ユニットおよび第2の複数のデータユニットの何れかか
    ら選択した1つのデータユニットを読み出す動作と、前
    記メモリセルから選択的に1メモリサイクルで、上記第
    1及び第2の複数のデータユニットの何れかから選択さ
    れた1つのデータユニットを書き込む動作とを、選択的
    に行う読出し書込み手段を備え、 前記読出し書込み手段に結合し、前記第1及び第2のデ
    ータユニットへのアクセス動作の一方を選択する制御信
    号を生成する制御論理手段を備え、 この読出し書込み手段には、前記フレームバッファメモ
    リに結合して上記フレームバッファメモリに対して、前
    記フレームバッファメモリの第1の所定のセグメント内
    における第1のデータユニットについての第1のアドレ
    ス信号を発生する第1のアドレスドライバが設けられ、 前記制御論理手段には: 読出し時には、前記第1のアド
    レス信号に応じて、第1の複数のフレームバッファ・イ
    ネーブル信号を前記フレームバッファに対して発生し
    て、前記フレームバッファメモリの第1の所定のセグメ
    ントをイネーブル状態になし; 書き込み時には、前記第
    1のアドレス信号に応じて、書き込みイネーブル信号お
    よび第1の複数のフレームバッファ・イネーブル信号を
    発生して、前記フレームバッファメモリの第1の所定の
    セグメントを書き込みイネーブルにして書き込みを可能
    にする、手段が設けられ、 前記読出し書込み手段には、前記フレームバッファメモ
    リに結合され、読出し時には前記第1のアドレス信号お
    よび前記フレームバッファ・イネーブル信号に応じて、
    書き込み時には前記第1のアドレス信号に応じて、所望
    の第1のデータユニットを出力する、第1のデータドラ
    イバが設けられ、 前記読出し書込み手段には、前記フレームバッファメモ
    リに結合してそれに対して、前記フレームバッファメモ
    リの第2の所定のセグメント内における前記第2のデー
    タユニットの第2のアドレス信号を発生する第2のアド
    レスドライバが設けられ、 前記制御論理手段には: 読出し時には、前記第2のアド
    レス信号に応じて、第2の複数のフレームバッファ・イ
    ネーブル信号を前記フレームバッファに対して発生し
    て、前記フレームバッファメモリの第2の所定のセグメ
    ントをイネーブル状態になし; 書き込み時には、前記第
    2のアドレス信号に応じて、書き込みイネーブル信号お
    よび第2の複数のフレームバッファ・イネーブル信号を
    前記フレームバッファに対して発生して、前記フレーム
    バッファメモリの第2の所定のセグメントをイネーブル
    状態にして書き込みを可能とする、手段が設けられ;前
    記読出し書込み手段には、前記フレームバッファメモリ
    に結合され、読出し時には前記第2のアドレス信号およ
    び前記フレームバッファ・イネーブル信号に応じて、書
    き込み時には前記第2のアドレス信号および前記フレー
    ムバッファ・イネーブル信号に応じて、所望の第2のデ
    ータユニットを出力する、第2のデータドライバが設け
    られており、 もって、読出し時には、第1または第2のデータユニッ
    トが、第1または第2のアドレス信号ならびに第1また
    は第2のフレームバッファ・イネーブル信号に応じて読
    出され、書き込み時には、第1または第2のデータユニ
    ットが、第1または第2のアドレス信号,第1または第
    2のフレームバッファ・イネーブル信号,書き込みイネ
    ーブル信号で定まるメモリ位置に、第1または第2のデ
    ータドライバにより書込まれる、ことを特徴とするメモ
    リ装置。
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