JPH0944397A - 情報処理装置 - Google Patents

情報処理装置

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JPH0944397A
JPH0944397A JP19175595A JP19175595A JPH0944397A JP H0944397 A JPH0944397 A JP H0944397A JP 19175595 A JP19175595 A JP 19175595A JP 19175595 A JP19175595 A JP 19175595A JP H0944397 A JPH0944397 A JP H0944397A
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JP
Japan
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address
address signal
memory
signal
data
Prior art date
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JP19175595A
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English (en)
Inventor
Tomohito Inoue
智史 井上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、ミスアライメント状態にあるデ
ータのアクセス時間を短縮した情報処理装置を提供する
ことを課題とする。 【解決手段】 この発明は、メモリ2a〜2dにアクセ
スするデータのミスアライメント状態に応じて、第1の
アドレス信号でアクセスするメモリ2a〜2dに対応し
たアドレスラッチ回路3a〜3dに第1のアドレス信号
をラッチし、プロセッサ1が第1のアドレス信号でメモ
リ2a〜2dを選択的にアクセスし、第1のアドレス信
号に引き続いて出力される第2のアドレス信号でアクセ
スするメモリ2a〜2dに対応したアドレスラッチ回路
3a〜3dに第2のアドレス信号をラッチし、プロセッ
サ1が第2のアドレス信号でメモリ2a〜2dを選択的
にアクセスするように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、メモリ上でミス
アライメント状態にあるデータを効率良くアクセスする
情報処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】32ビットのマイクロプロセッサ100
にメモリシステム110を備えた従来の情報処理装置の
一構成を図6に示す。
【0003】図6において、メモリシステム110は8
ビット幅のメモリ111,112,113,114から
なり、メモリシステム110としてのバス幅は32ビッ
トである。アドレスデコーダ120はマイクロプロセッ
サ100が出力するアドレスをデコードし、メモリ11
1,112,113,114からなるメモリシステムを
選択する。また、アドレスデコーダ130は、バスサイ
クルの終了を指示するアクノリッジ信号ACKを出力
し、マイクロプロセッサ100にバスサイクルの終了を
指示する。ここで、メモリ111,112,113,1
14は例えば1MビットのSRAMから構成されてい
る。
【0004】このような情報処理装置において、メモリ
システム110の例えばアドレス(4n+0)にワード
(4バイト)データのリードアクセスを行う場合は、ア
クセスされるメモリは図7の斜線で示す部分となり、バ
スサイクルのタイミングは図8に示すようになる。
【0005】このようなリードアクセスにおいて、マイ
クロプロセッサ100はアドレスバスA[31:2]お
よびバイトイネーブル信号BE[3:0]にアドレス
(4n+0)に相当する信号を出力する。すなわち、ア
ドレスの下位2ビットを示す信号[1:0]があったと
した場合のアドレスバスA[31:0]にアドレス(4
n+0)の値を出力する。実際にはアドレスバスA
[1:0]はバイトイネーブル信号BE[3:0]とし
て出力する。バイトイネーブル信号BE[3],BE
[2],BE[1],BE[0]は、メモリ114に接
続されたデータバスD[31:24],メモリ113に
接続されたデータバスD[23:16],メモリ112
に接続されたデータバスD[15:8],メモリ111
に接続されたデータバスD[7:0]のデータの有効/
無効を示す。バイトイネーブル信号BE[3:0]信号
は例えばロウレベル“L”のとき有効とする。したがっ
て、アドレス(4n+0)にワードアクセスする場合に
は、バイトイネーブル信号BE[3:0]は全て“L”
となる。
【0006】アドレス[31:2]のうち、上位の数ビ
ットをアドレスデコーダ120でデコードして、メモリ
システム110をアクセスしていることを確認する。ア
ドレスデコーダ120は、メモリ111,112,11
3,114がアクセスされる場合に、バイトコントロー
ル信号BC[3:0]を“L”にする。バイトコントロ
ール信号BC[3:0]はバイトイネーブル信号BE
[3:0]と同じ意味を持つ信号であり、メモリ11
1,112,113,114のチップセレクト信号/C
Sとして与えられ、メモリ111,112,113,1
14がアクセスされたことを示す。
【0007】マイクロプロセッサ100はアドレス信号
を出力するとともに、リード信号RDを“L”にして、
リードアクセスであることを示す。リード信号RDはメ
モリデバイス111,112,113,114のアウト
プットイネーブル信号/OEとして与えられ、メモリ1
11,112,113,114に対してデータを出力す
るよう指示する。メモリ111,112,113,11
4は、アクセスの開始から一定の時間経過(例えば3ク
ロック)後にデータを出力する。アドレスデコーダ12
0は、アクノリッジ信号ACKを出力するが、マイクロ
プロセッサ100は、アクノリッジ信号ACKが“L”
であることを認識したクロック信号(CLOCK)の立
ち上がりの次のクロック信号の立ち上がりでデータバス
D[31:0]上のデータを取り込み、バスサイクルを
終了する。
【0008】次に、アドレス(4n+2)にワードアク
セスする場合について説明する。
【0009】この場合には、メモリシステム110にお
いて図9の斜線で示す部分がアクセスされ、ミスアライ
メント状態にあるデータのアクセスとなり、アクセスが
リードである場合のバスサイクルのタイミングは図10
に示すようになる。
【0010】このリードアクセスでは、同じワードアク
セスでありながら、アドレスが(4n+0)の場合には
1回のリードサイクルで済んだものが、アドレスが(4
n+2)の場合には2回のリードサイクルが必要とな
る。
【0011】マイクロプロセッサ100は、まずアドレ
ス(4n+0)に相当するアドレスをアドレスバスA
[31:2]に出力する。バイトイネーブル信号BE
[3:0]は“HHLL”となる。すなわち、4つのメ
モリ111,112,113,114のうちのメモリ1
11,112の2つがアクセスされる。この2つのメモ
リ111,112からデータを読み込んだ後、マイクロ
プロセッサ100はアドレス(4n+4)に相当するア
ドレスをアドレスバスA[31:2]に出力する。下位
2ビットにあたるアドレス信号[1:0]を持っていな
いので、実際にはアドレス信号[2]に1を加えたもの
となる。次に、マイクロプロセッサ100はバイトイネ
ーブル信号BE[3:0]に“LLHH”を出力し、先
にアクセスしなかった他の2つのメモリ114,115
からデータを読み込む。
【0012】このようにして、ワード境界をまたぐミス
アライメント状態にあるデータのアクセスが行われる。
ここでは、アドレス(4n+2)に対するワードアクセ
スを例としたが、アドレス(4n+1)あるいはアドレ
ス(4n+3)に対するワードアクセス、アドレス(4
n+2),アドレス(4n+3)に対する3バイトアク
セス、アドレス(4n+3)に対するハーフワード(2
バイト)アクセスの場合でも、上述したアクセスと同様
に2回のバスサイクルが必要となる。
【0013】なお、上記説明では、メモリデバイスを1
MビットのSRAMとしたが、他の容量でも、また他の
メモリデバイス(DRAM,ROM等)でも同様であ
る。
【0014】このように、ミスアライメント状態のデー
タをアクセスする場合は、そうでない場合に比べてバス
サイクルの回数が増え、アクセス効率が悪かった。
【0015】これを回避するためには、ミスアライメン
ト状態のデータのアクセスが生じないようにコンパイラ
あるいはアセンブラで命令やデータを配置することが考
えられる。しかしながら、ミスアライメント状態でのア
クセスがないように命令やデータを配置すると、メモリ
の利用効率が悪くなる。
【0016】一方、ミスアライメント状態のアクセスを
意識せずに命令やデータを配置すると、上述したように
バスサイクルの回数が増え、システムの性能が低下する
ことになる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
様々な長さの命令やデータを1台の装置で処理する従来
の情報処理装置においては、メモリの利用効率を低下さ
せないために、ミスアライメント状態で命令やデータが
メモリに格納配置される場合がある。ミスアライメント
状態にある命令やデータは、1回のバスサイクルでアク
セスすることはできず、ミスアライメント状態にないデ
ータのアクセスに比べてアクセス時間の低下を招いてい
た。
【0018】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ミスアライメ
ント状態にあるデータのアクセス時間を短縮した情報処
理装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、nビット並列にアクセス可
能な複数のメモリと、前記それぞれのメモリに対応して
設けられ、前記対応するメモリのアドレス信号を保持し
て出力するアドレスラッチ回路と、前記メモリにアクセ
スするデータのミスアライメント状態に応じて、第1の
アドレス信号を出力し、第1のアドレス信号でアクセス
する前記メモリに対応した前記アドレスラッチ回路に第
1のアドレス信号をラッチさせ、第1のアドレス信号で
前記メモリを選択的にアクセスし、第1のアドレス信号
に引き続いて第2のアドレス信号を出力し、第2のアド
レス信号でアクセスする前記メモリに対応した前記アド
レスラッチ回路に第2のアドレス信号をラッチさせ、第
2のアドレス信号で前記メモリを選択的にアクセスする
プロセッサとから構成される。
【0020】請求項2記載の発明は、アドレス信号なら
びに次アドレスアクセス信号を受けて、前記アドレス信
号に連続した次アドレス信号のデコード結果と同等のデ
コード結果を得て、前記アドレス信号により次アドレス
信号に対応した記憶データを選択するアドレスデコーダ
を備え、nビット並列にアクセス可能な複数のメモリ
と、前記メモリにアクセスするデータのミスアライメン
ト状態に応じて、アドレス信号を前記メモリに与え、前
記アドレス信号の次アドレス信号に対応したデータをア
クセスする前記メモリの前記アドレスデコーダに次アド
レスアクセス信号を与え、前記メモリを選択的にアクセ
スするプロセッサとから構成される。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の実
施の形態を説明する。
【0022】図1は請求項1記載の発明の一実施形態に
係わる情報処理装置の構成を示す図である。
【0023】図1において、情報処理装置は、8ビット
並列にアクセス可能な4つのメモリ2a,2b,2c,
2dと、それぞれのメモリ2a,2b,2c,2dに対
応して設けられ、対応するメモリ2a,2b,2c,2
dのアドレス信号を保持して対応するメモリ2a,2
b,2c,2dに出力するアドレスラッチ回路3a,3
b,3c,3dと、メモリ2a,2b,2c,2dにア
クセスするデータのミスアライメント状態に応じて、第
1のアドレス信号を出力し、第1のアドレス信号でアク
セスするメモリ2a,2b,2c,2dに対応したアド
レスラッチ回路3a,3b,3c,3dにラッチ信号を
与えて第1のアドレス信号をアドレスラッチ回路3a,
3b,3c,3dにラッチさせ、第1のアドレス信号で
メモリ2a,2b,2c,2dを選択的にアクセスし、
第1のアドレス信号に引き続いて第2のアドレス信号を
出力し、第2のアドレス信号でアクセスするメモリ2
a,2b,2c,2dに対応したアドレスラッチ回路3
a,3b,3c,3dにラッチ信号を与えて第2のアド
レス信号をアドレスラッチ回路3a,3b,3c,3d
にラッチさせ、第2のアドレス信号でメモリ2a,2
b,2c,2dを選択的にアクセスするマイクロプロセ
ッサ1を備えて構成される。
【0024】マイクロプロセッサ1は、アドレス信号を
アドレスバスA[31:2]に出力し、メモリ2a、2
b、2c,2dを選択してアクセス可能状態とするバイ
トイネーブル信号BE[3:0]をメモリのチップセレ
クト信号/CSとして出力する。また、データの入出力
用に32ビット幅のデータバスD[31:0]を有す
る。さらに、これら従来のマイクロプロセッサが有する
信号に加え、アドレス信号をアドレスラッチ回路3a,
3b,3c,3dにラッチするためのラッチ信号MAL
[3:0]を有する。
【0025】このような構成における、図9に示すと同
様なアドレス(4n+2)にワードアクセスする場合、
すなわちミスアライメント状態にあるデータをアクセス
する際のバスサイクルのタイミングを図2に示す。
【0026】ここで、アクセスはリードであるとする。
マイクロプロセッサ1は、アドレスバスA[31:2]
にアドレス(4n+0)に相当するアドレスを出力し、
バイトイネーブル信号BE[3:0]に“HHLL”
(“L”アクティブ)を出力する。また、このアドレス
(4n+0)をアドレスラッチ回路3a,3bにラッチ
するためにラッチ信号MAL[3:0]を“HHLL”
(“H”アクティブ)にする。これにより、メモリ2
a,2bがアクセスされる。
【0027】次のクロックサイクルで、マイクロプロセ
ッサ1はアドレスバスA[31:2]にアドレス(4n
+4)に相当するアドレスを出力し、また、バイトイネ
ーブル信号BE[3:0]に“LLLL”を出力する。
また、ラッチ信号MAL[3:0]を“HHLL”と
し、メモリデバイス2a,2bに対するアドレス(4n
+0)はそのまま保持され、アドレス(4n+4)がア
ドレスラッチ回路3c,3dにラッチされ、メモリ2
c,2dはアドレス(4n+4)でアクセスされる。
【0028】この結果、データバスD[7:0]にはア
ドレス(4n+3)に対応するデータが出力され、デー
タバスD[15:7]にはアドレス(4n+2)に対応
するデータが出力され、データバスD[23:16]に
はアドレス(4n+5)に対応するデータが出力され、
データバスD[31:24]にはアドレス(4n+4)
に対応するデータが出力される。
【0029】したがって、同様のアクセスを行うのに、
従来では図10のタイミングに示すように6クロックか
かっていたのに対して、上記実施形態では、データの出
力を待たずにアクセスアドレスを連続して出力できるの
で、図2に示すように4クロックでアクセスすることが
でき、2クロック短縮することができる。言い換えれ
ば、従来では、図10に示すミスアライメント状態にあ
るデータのアクセスは、図8に示すミスアライメント状
態にないデータのアクセスに比べて2倍のアクセス時間
が必要であったのに対して、上記実施形態では、図2に
示すミスアライメント状態にあるデータのアクセスは、
図8に示すミスアライメント状態にないデータのアクセ
スに比べて1クロック余分にかかるだけで済むことにな
る。
【0030】なお、上記実施形態では、データバスD
[31:0]上のデータがアドレス順には配列されてい
ないため、データバスD[31:0]上で再配列する
か、もしくはマイクロプロセッサ1の内部で再配列する
必要がある。
【0031】図3は請求項2記載の発明の一実施形態に
係わる情報処理装置の構成を示す図である。
【0032】図3において、情報処理装置は、アドレス
信号ならびに次アドレスアクセス信号を受けて、アドレ
ス信号に連続した次アドレス信号のデコード結果と同等
のデコード結果を得て、アドレス信号により次アドレス
信号に対応した記憶データを選択するアドレスデコーダ
を備え、8ビット並列にアクセス可能な4つのメモリ1
2a,12b,12c,12dと、メモリ12a,12
b,12c,12dにアクセスするデータのミスアライ
メント状態に応じて、アドレス信号をメモリ12a,1
2b,12c,12dに与え、アドレス信号の次アドレ
ス信号に対応したデータをアクセスするメモリ12a,
12b,12c,12dに次アドレスアクセス信号を与
え、4つのメモリ12a,12b,12c,12dを選
択的にアクセスするマイクロプロセッサ11と、図1に
示すと同様なアドレスデコーダ4を備えて構成されてい
る。
【0033】マイクプロセッサ11は、図1に示すマイ
クロプロセッサ1に比べて、ミスアライメント状態にあ
るデータのアクセスを示す次アドレスアクセス信号MA
L[3:0]をメモリ12a,12b,12c,12d
に出力し、他の構成機能は図1に示すものと同様であ
る。
【0034】図4は図3に示すメモリ12a,12b,
12c,12dの構成を示す図である。
【0035】図4において、メモリ12a,12b,1
2c,12dは、図1に示すメモリ2a,2b,2c,
2dに比べて、マイクロプロセッサ11から出力される
次アドレスアクセス信号MALを受けるNEXT端子1
3が設けられており、このNEXT端子13で受けた次
アドレスアクセス信号MALはカラムアドレスデコーダ
14に与えられる。カラムアドレスデコーダ14はメモ
リ12a,12b,12c,12dに与えられるアドレ
ス信号の次の番地のアドレス信号と同等のデコード結果
を得てメモリ−セルアレー15に供給する。これによ
り、メモリ12a,12b,12c,12dに与えられ
たアドレス信号によって、このアドレス信号の次のアド
レス信号で選択される記憶データがメモリ12a,12
b,12c,12dから読み出される。
【0036】すなわち、NEXT端子13に“L”が入
力された場合には、メモリ12a,12b,12c,1
2dは与えられたアドレス信号でアクセスされる。一
方、NEXT端子13に“H”が入力された場合には、
メモリ12a,12b,12c,12dは本来アクセス
されるべきアドレス(NEXT端子13が“L”である
時にアクセスされるアドレス)の次のアドレスがアクセ
スされる。なお、図9に示すアドレス端子A0〜A16
にはアドレスバスのA[2]−A[18]を接続する。
【0037】上記実施形態において、ミスアライメント
状態にあるデータのアクセスとなるアドレス(4n+
2)に対するワードアクセスのタイミングを図5に示
す。
【0038】図5に示すバスサイクルは、図8に示す従
来のバスサイクルに次アドレスアクセス信号MAL
[3:0]が加わったものである。
【0039】マイクロプロセッサ11は、アドレスバス
A[31:2]にアドレス(4n+0)に対応するアド
レス信号を出力する。また、ワードアクセスであるの
で、バイトイネーブル信号BE[3:0]は“LLL
L”となる。ここで、アクセスするアドレスが(4n+
2)であるので、次アドレスアクセス信号MAL[3:
0]が“HHLL”となり、メモリ12c,12dのN
EXT端子13には“H”が入力され、次のアドレス、
即ちアドレス(4n+4)に相当するアドレスがアクセ
スされる。この結果、データバスD[31:0]には、
図1に示す実施形態と同様にデータが読み出される。
【0040】上記実施形態では、ワード境界をまたぐア
クセス、すなわちミスアライメント状態にあるデータの
アクセスでも、ミスアライメント状態にないデータのア
クセスと同じクロック数でアクセスを行うことができ、
メモリ12a,12b,12c,12dの外部にアドレ
スラッチ回路を設けることなく、アクセス時間をより一
層短縮することができる。
【0041】なお、この実施形態においても、前述した
実施形態と同様に、データバス上のデータを再配列する
必要がある。また、上記実施形態における次アドレスア
クセス信号MAL[0]は説明を簡単にするために記載
したが、アドレス(4n+3)の位置が次のアドレスと
してアクセスされることがないので、実際には不要であ
る。
【0042】なお、上記2つの実施形態では、メモリと
して1MビットのSRAMを一例としたが、他のメモリ
デバイス(DRAM,ROMなど)でも可能である。ま
た、リードアクセスで説明したが、ライトアクセスでも
同様である。さらには、マイクロプロセッサとメモリが
別チップであるシステム、あるいは同一チップ上にある
場合のいずれであってもかまわない。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ミスアライメント状態にあるデータをアクセスする
際に、アクセスする2つのアドレス信号をそれぞれ保持
し、2つのアドレス信号によるアクセスを並行して行う
ようにしたので、あるいは与えられたアドレス信号から
次アドレス信号に対応したデータを選択し、2つのアド
レス信号によるアクセスを並行して行うようにしたの
で、ミスアライメント状態にあるデータのアクセス時間
を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明の一実施形態に係わる情報
処理装置の構成を示す図である。
【図2】図1に示す装置においてミスアライメント状態
にあるデータをアクセスする時のバスサイクルのタイミ
ングを示す図である。
【図3】請求項2記載の発明の一実施形態に係わる情報
処理装置の構成を示す図である。
【図4】図3に示すメモリの構成を示す図である。
【図5】図3に示す装置においてミスアライメント状態
にあるデータをアクセスする時のバスサイクルのタイミ
ングを示す図である。
【図6】従来の情報処理装置の構成を示す図である。
【図7】ワードアクセスされるミスアライメント状態に
ないデータの一領域を示す図である。
【図8】図6に示す装置においてミスアライメント状態
にないデータをアクセスする時のバスサイクルのタイミ
ングを示す図である。
【図9】ワードアクセスされるミスアライメント状態に
あるデータの一領域を示す図である。
【図10】図6に示す装置においてミスアライメント状
態にあるデータをアクセスする時のバスサイクルのタイ
ミングを示す図である。
【符号の説明】
1,11 マイクロプロセッサ 2a,2b,2c,2d,12a,12b,12c,1
2d メモリ 3a,3b,3c,3d アドレスラッチ回路 4 アドレスデコーダ 13 NEXT端子 14 カラムアドレスデコーダ 15 メモリ−セルアレイ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 nビット並列にアクセス可能な複数のメ
    モリと、 前記それぞれのメモリに対応して設けられ、前記対応す
    るメモリのアドレス信号を保持して出力するアドレスラ
    ッチ回路と、 前記メモリにアクセスするデータのミスアライメント状
    態に応じて、第1のアドレス信号を出力し、第1のアド
    レス信号でアクセスする前記メモリに対応した前記アド
    レスラッチ回路に第1のアドレス信号をラッチさせ、第
    1のアドレス信号で前記メモリを選択的にアクセスし、
    第1のアドレス信号に引き続いて第2のアドレス信号を
    出力し、第2のアドレス信号でアクセスする前記メモリ
    に対応した前記アドレスラッチ回路に第2のアドレス信
    号をラッチさせ、第2のアドレス信号で前記メモリを選
    択的にアクセスするプロセッサとを有することを特徴と
    する情報処理装置。
  2. 【請求項2】 アドレス信号ならびに次アドレスアクセ
    ス信号を受けて、前記アドレス信号に連続した次アドレ
    ス信号のデコード結果と同等のデコード結果を得て、前
    記アドレス信号により次アドレス信号に対応した記憶デ
    ータを選択するアドレスデコーダを備え、nビット並列
    にアクセス可能な複数のメモリと、 前記メモリにアクセスするデータのミスアライメント状
    態に応じて、アドレス信号を前記メモリに与え、前記ア
    ドレス信号の次アドレス信号に対応したデータをアクセ
    スする前記メモリの前記アドレスデコーダに次アドレス
    アクセス信号を与え、前記メモリを選択的にアクセスす
    るプロセッサとを有することを特徴とする情報処理装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011210295A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Renesas Electronics Corp メモリ装置、メモリ装置を備えたメモリシステム及びマイクロコントローラ、並びに、メモリ制御装置

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JP2011210295A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Renesas Electronics Corp メモリ装置、メモリ装置を備えたメモリシステム及びマイクロコントローラ、並びに、メモリ制御装置

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