JPH0934827A - メモリ制御装置 - Google Patents
メモリ制御装置Info
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- JPH0934827A JPH0934827A JP7179086A JP17908695A JPH0934827A JP H0934827 A JPH0934827 A JP H0934827A JP 7179086 A JP7179086 A JP 7179086A JP 17908695 A JP17908695 A JP 17908695A JP H0934827 A JPH0934827 A JP H0934827A
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
- G06F13/16—Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
- G06F13/1668—Details of memory controller
- G06F13/1689—Synchronisation and timing concerns
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/10—Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
- G11C7/1015—Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
- G11C7/1018—Serial bit line access mode, e.g. using bit line address shift registers, bit line address counters, bit line burst counters
Abstract
う場合に、高速にアクセスが可能なメモリ制御装置の提
供。 【解決手段】 CPUからのアクセスを開始する際に、
バーストアクセスの最初のアドレスの下位桁の一部をカ
ウンタ106にセットする。そして、CPUがデータを
読み込むタイミングで更新する。このカウンタを用い
て、メモリがアクセスを行い、得たデータはラッチ10
5に記憶する。このようにすると、メモリからデータを
先読みをすることになり、高速にアクセスを行うことが
できる。
Description
リに高速にアクセスすることのできるメモリ制御装置に
関するものである。
は、CPU等のプロセッサが出力するアドレス情報をそ
のままメモリに接続して、メモリアクセスを行ってい
た。また、メモリアクセスを高速化するために、あらか
じめメモリを2つのブロックに分け、交互にアクセスし
たり、複数のブロックに分け順次アクセスする手段を用
いていた。
PU等の出力するアドレスをそのままメモリに接続する
方法では、アドレス信号のメモリまでの伝播遅延、メモ
リのアクセスタイム、データのCPUまでの伝播遅延等
が加算されるため、アクセス速度の低下を招いていた。
またメモリを2つや、複数のブロックに分ける方法で
は、それぞれのメモリブロック毎にアドレスやデータバ
スが必要となり、回路が複雑かつ増大していた。
的なメモリアクセスを単一のメモリバスで実現すること
を目的とする。
目的を達成するため、メモリ制御装置のアドレス線にロ
ード可能なカウンタ手段と、リードデータをラッチする
データ保持手段を設け、プロセッサ等のデータ読み出し
元がデータをリードする際に、ファーストアクセスワー
ドのアドレスを前記カウンタ手段にロードし、データ読
み込みのタイミング以前にデータを前記データ保持手段
に保持するとともに、カウンタの値を次のメモリアドレ
スに進め、プロセッサがデータを読み込んでいる間に次
のメモリアドレスをリードするよう作用させたものであ
る。
施例を詳細に説明する。
施した第1の実施例を示している。図1はそのブロック
図である。図1において、101は本発明を実施したメ
モリ制御装置で、本実施例においては例えばゲートアレ
イのようなASICで実現されている。図左側にCPU
等のプロセッサ(図示せず)、図右側にROM等のメモ
リ(図示せず)が接続されている。102はCPUから
入力されるアドレスバスを受ける入力バッファ、103
はCPUのデータバスをドライブする出力バッファであ
る。104はメモリ領域のアドレスを選択するデコー
ダ、105はメモリからの読み出しデータを保持するラ
ッチ、106はCPUから入力されたアドレスの下位2
ビットをロードし、またカウントアップするカウンタで
ある。そして、107はメモリにメモリアドレスを出力
する出力バッファ、108はメモリから入力されるメモ
リデータを受ける入力バッファである。
る入力バッファである。113〜117は、タイミング
発生の条件を決定する論理ゲートで、118〜122
は、アクセスシーケンスを発生するフリップフロップで
ある。
たタイミング図である。図2において、201はシステ
ムクロック信号、202はCPUのアドレスバス、
ブル信号で、本信号がHレベル時に入力のデータが出力
に透過し、Lレベル時に保持される。215は、CPU
にデータを出力するデータバスである。ST1〜ST4
は、1ワードのリードサイクル、TT1〜TT10は、
4ワードのバーストリードサイクルの各ステップを示
す。
明する。まず、CPUの動作を説明する。CPUは、第
1のステップでCPUアドレスにアクセスするアドレス
をセットして、アクセスの開始を示すアドレスストロー
ブ信号を1クロック間出力する。次のステップで、リー
ドするデータが最後のデータであれば、ラスト信号をド
ライブし、最後のデータでなければラスト信号をドライ
ブしない。以後各ステップの後縁のクロックの立ち上が
りでレディ信号をサンプリングする。レディ信号がHレ
ベルであればそのまま次のステップに移行する。レディ
信号がLレベルであればCPUデータバスの値をリード
データとして取り込む。そして、取り込んだリードデー
タが、アクセスする最後のデータであれば、サイクルを
終了し初期状態に戻る。最後のデータでなければ次のス
テップに進む。ここで、CPUはCPUアドレスを1つ
インクリメントし、レディ信号のサンプリング状態にな
る。このとき、このステップでリードするデータが最後
のデータであれば、ラスト信号をドライブする。前記と
同様にリードサイクルを繰り返す。このようにして、C
PUは、1ワードから最大4ワードまでのバーストリー
ドサイクルのどれかを発生する。本実施例は、このよう
なメモリリードシーケンスを持つCPUにメモリを接続
するためのものである。
のみのアクセスの各ステップ、TT1〜TT4は4ワー
ドのバーストアクセスの最初のワード、TT5〜TT6
は第2ワード、TT7〜TT8は第3ワード、TT9〜
TT10は最後のワードのアクセスの各ステップであ
る。また、クロック信号201上の矢印はそれぞれのス
テップでレディ信号のLレベルがサンプリングされ、C
PUがデータを読み込むタイミングを示す。
PUは、ステップST1でアドレスバスにアドレスAを
セットし、アドレスストローブ信号を出力する。アドレ
スAは、104のデコーダによってメモリのマッピング
されているアドレスかどうかを検出し、メモリアドレス
内であれば信号が出力される。一方、アドレスストロー
ブ信号は、入力バッファ109を通ってゲート113に
入力される。前記デコーダ出力が出ていれば、ゲート1
13がオンし、カウンタ106のロード入力LDに信号
が入力される。これによってカウンタ106にCPUア
ドレスAの下位2ビットがステップST1のクロック立
ち上がりでロードされる。ロードされたアドレスは、上
位ビットとともに、出力バッファ107を介してメモリ
アドレスとしてメモリに出力される。ゲート出力113
は、フリップフロップf1 118のD入力およびフリッ
プフロップf5 119のJ入力に同時に入力される。次
のクロックの立ち上がりでそれぞれのフリップフロップ
がセットされ、ステップST2に移る。フリップフロッ
プf5がセットされたことにより、出力バッファ103
がイネーブルとなり、CPUのデータバスがドライブさ
れる。このときのデータは、まだメモリからデータがア
クセスされていないので、不定データである。同時に、
出力バッファ123を介してメモリセレクト信号がドラ
イブされ、メモリがイネーブルとなる。メモリは、メモ
リセレクト信号により、入力されたメモリアドレスAに
記憶しているデータをメモリデータバス上に出力する
が、このデータが正しくセットされるまである程度の期
間を必要とする。
06上の直線部分はメモリがバスをドライブしていない
ハインピーダンス状態を示している。斜線でアスクされ
た部分は、不定データがドライブされている期間を示し
ている。そして、白く抜けている部分が、確定した正し
いデータがドライブされている期間である。従って、メ
モリセレクト信号から確定データまでが前記メモリの必
要とする期間で、PmFと図中に示している。また、ア
クセスがバーストアクセスの場合、2ワード目からのア
クセスは、メモリアドレス205の変化によってメモリ
データが変化し確定する。このため、この期間が必要と
され、これをPmBと示す。この必要な期間を獲得する
ために、レディ信号の出力タイミングを遅らせ調整す
る。
ーブ信号の出力は終了しているので、次のクロックの立
ち上がりでフリップフロップf1 118は0にリセット
される。逆にフリップフロップf2 120はセットさ
れ、f5 は変化しない。この状態変化でステップST3
に移行するのであるが、本ステップは、前述したよう
に、タイミングの調整のためのものであるので信号は何
も変化しない。次のクロックの立ち上がりでフリップフ
ロップf2 120はリセットされ、フリップフロップf
3 121はセットされる。このときステップはST4に
移行する。f3 がセットされると出力バッファ111を
介してレディ信号がCPUに対して出力され、CPUは
このステップで有効データが準備されることを確認す
る。また、ゲート117を通してラッチ105にラッチ
イネーブル信号が出力される。このイネーブル信号によ
って、ラッチは入力されたデータをそのまま出力データ
とし通過させる。さらにカウンタ106にカウントイネ
ーブル信号は出力されることにより、ST4の真ん中の
クロックの立ち下がりでカウンタ106がカウントアッ
プし、メモリアドレスはA+1となる。同時にこの立ち
下がりで、フリップフロップf4 122がセットされ、
ゲート117がラッチイネーブル信号の出力をやめるこ
とで、ラッチ105にアドレスAのメモリデータが保持
される。1ワードアクセスの場合、CPUからラスト信
号が出力されているので、次のクロックの立上がりで1
19のf5 がリセットされる。これにより、バッファ1
03がオフする。また、出力バッファ123の出力する
メモリセレクト信号がオフし、サイクルを終了し、初期
状態に戻る。
Uは、ステップTT1でアドレスバスにアドレスAをセ
ットし、アドレスストローブ信号を出力する。アドレス
Aは、104のデコーダによってメモリのマッピングさ
れているアドレスかどうかを検出し、メモリアドレス内
であれば信号が出力される。一方、アドレスストローブ
信号は、入力バッファ109を通ってゲート113に入
力される。前記デコーダ出力が出ていれば、ゲート11
3がオンし、カウンタ106のロード入力LDに信号が
入力される。これによって、カウンタ106にCPUア
ドレスAの下位2ビットが、ステップTT1のクロック
立上がりでロードされる。ロードされたアドレスは、上
位ビットとともに、出力バッファ107を介してメモリ
アドレスとしてメモリに出力される。ゲート出力113
は、フリップフロップf1 118のD入力およびフリッ
プフロップf5 119のJ入力に同時に入力される。次
のクロックの立ち上がりでそれぞれのフリップフロップ
がセットされ、ステップTT2に移行する。ステップT
T2では、出力バッファ103がオンしてCPUのデー
タバスがドライブされ、出力バッファ123からメモリ
セレクト信号が出力され、メモリが読み出し動作を開始
する。次のクロックの立ち上がりでフリップフロップf
1 118がリセット、フリップフロップf2 120がセ
ットされ、ステップTT3に移行する。ステップTT3
は、メモリのデータ出力を待つステップなので信号は何
も変化しない。次のクロックの立ち上がりで、フリップ
フロップf3 121がセットされ、ステップTT4へ移
行する。ステップTT4では、ラッチ105にラッチイ
ネーブル信号が出力され、入力バッファ108を介して
入力されるメモリデータバスの値がラッチ105を透過
し、出力バッファ103を介してCPUのデータバスに
出力される。また、出力バッファ111よりレディ信号
がCPUに伝えられ、最初のワードの読み込みが可能で
あることが認識される。同時にカウンタ106に対して
カウントイネーブル信号が出力される。ステップTT4
の立ち下がりクロックでカウンタ106はアドレスAを
A+1にカウントアップし、メモリに次のアクセスアド
レスを出力する。それとともに、ラッチ105のラッチ
イネーブル信号をオフし、その時点でのデータをラッチ
105に保持する。またフリップフロップf4 122は
このときセットされる。CPUがメモリに対してバース
トアクセスを行う場合、CPUは必ず先頭アドレスAか
ら、A+1,A+2,A+3と連続するアドレスを、1
ワードのデータを読み込むタイミング(図2のシステム
・クロック201の矢印の位置)で更新する。本発明は
CPUがアドレスを更新する前に間違いなく予想できる
アドレスをカウンタによって更新し、次ワードのメモリ
サイクルに移行し、全体のアクセス時間を短縮してい
る。従ってメモリを次のサイクルに移行する直前に未だ
CPUに読み込まれていない現アドレスのデータをCP
Uが読み込むタイミングまで保持するためにラッチ10
5を設け、CPUとメモリのメモリサイクルのずれを調
整している。従って、サイクルTT4のクロックの立ち
上がりが次メモリアドレスを先出しするタイミングとな
る。ステップTT1〜TT4はバーストアクセスの最初
のワードであるのでラスト信号は出力されていない。従
ってフリップフロップf4 112にセットされた信号は
ゲート115,116を通って、フリップフロップf2
120のD入力に入力される。次のクロックの立ち上が
りで、CPUはラッチ105にラッチされたアドレスA
のデータを読み込み、次のアクセスアドレスA+1をア
ドレスバスに出力する。また、同時に、フリップフロッ
プf2 120がセット、フリップフロップf3 121が
リセットされ、レディ信号がオフされてCPUはウエイ
ト状態となる。これがステップTT5である。本ステッ
プはメモリのバーストアクセス時間PmBを調整するた
めのものである。ステップTT5のクロックの立ち上が
りでフリップフロップf4 122がリセットされる。次
のクロックの立ち上がりでステップTT6になり、フリ
ップフロップf2 120がリセット、フリップフロップ
f3 121がセットされる。そして、ラッチイネーブル
信号とカウントイネーブル信号、レディ信号が出力され
る。次のクロックの立ち下がりでカウンタのカウントア
ップ、メモリデータのラッチ、フリップフロップf4 1
22のセットが行われ、前記と同様にアドレスの先出し
とデータの保持がCPUのデータ読み込みに先立って行
われる。
様なTT7,TT8、さらにTT9,TT10を繰り返
し、順次メモリをバーストアクセスしてゆく。CPUが
メモリアクセスが最終のワードであることを示すラスト
信号が出力されていると、次のサイクルへ進まずにメモ
リセレクト信号をオフして、CPUのデータバスをオフ
する。これは1ワードアクセス時のステップST4の動
作と同様である。またf2 〜f4 を巡環していたサイク
ルはラスト信号がゲート115をオフすることによって
断ち切られ、回路サイクルは初期状態に戻る。
2のタイミング図では回路内のゲートや配線、容量負荷
等による信号遅延を考慮していない。実際の装置におい
ては、バーストアクセス時における信号の伝播には、次
の経路や遅延を経る。CPUのアドレス出力のクロック
からの遅延、アドレス線上の配線、バッファゲートの遅
延、メモリのデータ出力までのアクセスタイム、データ
線の配線、バッファゲートの遅延、メモリのデータ出力
までのアクセスタイム、データ線の配線、バッファゲー
トの遅延、CPUのデータセットアップタイム。
をするためには、図2中期間Pt以内で上記プロセスの
総和を実現せねばならない。本発明はアドレスを先出す
ることにより、データ線の途中のラッチまでのデータ伝
播を期間Prで行い、ラッチ後のデータを期間PcでC
PUに伝えることにより、1ワードのメモリアクセスを
実質的に期間Psで行うことが可能になる。つまり本発
明によれば、同じメモリであれば、より高速にアクセス
ができ、同じクロック周波数動作であれば、より低速な
安価なメモリで性能が実現することができる。
施例のブロック図で、ダイナミックRAM(DRAM)
コントローラに応用した例である。
DRAMコントローラでゲートアレイ等のASICで構
成されており、図の左側にCPU(図示せず)、右側に
DRAM(図示せず)が接続されている。302はCP
UのアドレスバスをDRAMコントローラに入力する入
力バッファである。303は、CPUのデータバスから
ライドデータを入力したり、リードデータを出力する双
方向入出力バッファで、出力は、イネーブル信号(E
N)によってコントロールされる。
する入力バッファである。309は、CPUのアクセス
がDRAMであることを検出するデコーダである。31
0は、アクセスアドレスの下位2ビットをロードし、カ
ウントアップするカウンタで、311は、前記下位2ビ
ットのアドレスをCPU出力のアドレスかカウンタかを
切り換えるセレクタである。312は、DRAMのRO
WアドレスかColumnアドレスかを切り換えるセレ
クタである。313はDRAMにアドレスを出力する出
力バッファ、314はメモリのデータバスからリードデ
ータを受けたり、メモリのデータバスへライトデータを
ドライブする入出力バッファで、出力はイネーブル信号
(EN)によってコントロールされる。315は、メモ
リの出力したリードデータを保持するラッチで、EN入
力がHレベルのとき入力された信号を透過してそのまま
出力し、Lレベルのときは現在の出力データを保持す
る。
体をコントロールするシーケンサである。
よびタイミングを表わす図で、4dはクロック信号(C
LK)、402はCPUの出力するアドレス信号、
スで、RはROWアドレス、Cはcolumnアドレス
を示し、RはCPUのアクセスアドレスAの上位ビッ
ト、Cは下位ビットである。
において、斜線部は不定データ、zはハイインピーダン
ス状態、D0〜D3はそれぞれメモリが出力した確定デ
タを表わす。
クの立ち上がり(図中矢印)でデータバス上のデータを
リードデータとして読み込む。412はCPUのデータ
バスで、図中の記号はメモリデータのものと同様であ
る。413〜417はシーケンサ321がコントロール
するためのタイミング信号で、図4に示したタイミング
で出力される。
クセス時の動作ステップET1〜EST6は4ワードバ
ーストアクセス時の動作ステップを示す。
ットして、アクセスを開始することを示すアドレススト
ローブ信号を出力する。このとき、前記アドレスがDR
AMのアッピング領域のものであれば、デコーダ309
から信号が出力され、ゲート319がオンする。これに
よりシーケンサ312にスタートパルスが入力され、シ
ーケンサ321が起動される。シーケンサ321は、図
4において、コントロール信号413〜417およびメ
モリ制御信号407〜409をCLKに同期して出力す
る。これによりメモリアクセスを行い、CPUからのラ
スト信号404によって停止し、初期状態に戻る。
2の上位ビットすなわちROWアドレスを選択してお
り、所定のタイミングRCSEL信号によってcolu
mnアドレスに切り換わる。そのとき、セレクタ311
はcolumnアドレスのうちバーストアクセスに関係
する最下位の2ビットをCPUの出力と直結するように
CCSEL信号によって選択されている。カウンタ31
0はCLD信号によってロードイネーブル状態でクロッ
ク入力で待っている。最初のcolumnアドレススト
ローブ信号の後縁で、カウンタはロードされると同様に
カウントアップする。これと同時にシーケンサ321は
CCSEL信号を変化させてセレクタ311をカウンタ
310の方へ向ける。以降、1ワードアクセスする毎に
columnアドレスストローブ信号の後縁でカウンタ
310にクロック信号が入力されアドレスがカウントア
ップする。メモリはcloumnアドレスストローブ信
号によってデータを出力する。ラッチ315はcolu
mnアドレスストローブ信号が出力されている間は、メ
モリからのデータをCPUのデータバスに透過させ、c
olumnアドレスストローブ信号の後縁でそのときの
データを保持する。これ以降メモリアドレスのカウント
アップにより、メモリは次のワードのアクセスを行う
が、CPUは、次のクロック信号の立ち上がりでラッチ
に保持されたデータを読み込む。参考として第1の実施
例と同様に期間Pr,Pc,Pt,Psを記した。ま
た、ライト時の動作は説明はしないが、同様に可能であ
る。以上説明したように、DRAMコントローラに応用
しても本発明はバーストリード時の高速、効率的なアク
セスが実現できる。
実施例のブロック図である。図3の実施例は、第2の実
施例のロード可能なカウンタを、加算器とフリップフロ
ップ(レジスタ)に変えたものである。図5において、
501は加算器で、メモリアドレスの下位2ビットに1
を加算し、現在アクセスアドレスの次のアドレスを出力
する。502はそれを保持するフリップフロップであ
る。第2の実施例に対してカウンタをカウントアップす
るタイミングで次々と、次アドレスを502のフリップ
フロップに保持、更新してゆくもので他の動作は同様で
ある。
(レジスタ)との組合せは、第1の実施例にも適用可能
である。
メモリからのデータをCPU等のデータ読み出し元が読
み込むより先立ってデータパスの途中でラッチし、以降
メモリアドレスを更新して先読みさせることにより、デ
ータパスが分断され、ラッチ以前のパスと以降のパスが
重複動作することができる。すなわち、 ・メモリの高速バーストリードが単純な回路構成で可能
となる。
ーストリード速度が得られる。
る。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 バーストアクセスを行うためのメモリ制
御装置において、 バーストサイクル中の各ワードを選択するメモリアドレ
ス線にロード可能なカウンタ手段と、 メモリからの読み出しデータを一時的に保持するための
データ保持手段とを設け、 データをメモリから読み出す装置が発生するメモリリー
ドサイクルのバーストアクセスの最初のアドレスを前記
カウンタ手段にロードし、バーストアクセスの各リード
サイクルのデータ読み込みのタイミング以前に、前記カ
ウンタ手段からのアドレスを用いて、前記データ保持手
段にメモリからの読み出してデータを保持すると共に、
前記カウンタ手段をカウントアップさせて、アドレスを
次のアドレスに進めることを特徴とするメモリ制御装
置。 - 【請求項2】 バーストアクセス制御が、前記データを
メモリから読み出す装置からのバースト終了信号により
終了することを特徴とする請求項1記載のメモリ制御装
置。 - 【請求項3】 バーストアクセスするメモリがダイナミ
ック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)である
ことを特徴とする請求項1または2記載のメモリ制御装
置。 - 【請求項4】 前記カウンタ手段が、加算器とレジスタ
の組合せであることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か記載のメモリ制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7179086A JPH0934827A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | メモリ制御装置 |
US08/678,699 US6751160B1 (en) | 1995-07-14 | 1996-07-11 | Memory control with burst-access capability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7179086A JPH0934827A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | メモリ制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0934827A true JPH0934827A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16059839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7179086A Pending JPH0934827A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | メモリ制御装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6751160B1 (ja) |
JP (1) | JPH0934827A (ja) |
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