JPH0945075A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JPH0945075A
JPH0945075A JP7188818A JP18881895A JPH0945075A JP H0945075 A JPH0945075 A JP H0945075A JP 7188818 A JP7188818 A JP 7188818A JP 18881895 A JP18881895 A JP 18881895A JP H0945075 A JPH0945075 A JP H0945075A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus
selection device
control unit
bus selection
buses
Prior art date
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Pending
Application number
JP7188818A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Ogura
小倉  真
Kenichi Kurosawa
憲一 黒沢
Michio Morioka
道雄 森岡
Suketaka Ishikawa
佐孝 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7188818A priority Critical patent/JPH0945075A/en
Publication of JPH0945075A publication Critical patent/JPH0945075A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expedite the latency by disposing no logic gate between a memory cell and a memory controller, thereby enabling one cycle transfer from the cell to the controller. SOLUTION: When an address switch controller 2 selects a memory card 7 connected with a memory address bus 33 and a memory data bus 29, it connects the buses 22, 4 via a semiconductor switch 5 by using a semiconductor switch control signal 10. Then, the controller 2 outputs the signal necessary for row and column addresses and a memory access signal to the bus 4, and the card 7 outputs data to the bus 19 after a predetermined cycle. The controller 2 connects the buses 18, 19 via the switch 17 by a semiconductor control signal 11 before one cycle when the card 7 outputs the data. Thus, the switches 5, 17 formed of MOS transfer gates are disposed between the card 7 and a memory controller 1 to make the logic gate unstable to transfer one cycle from the card 7 to the controller 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は連続でデータの読み書き
が可能な記憶素子を用いた記憶装置ならびに情報処理装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage device and an information processing device using a storage element capable of continuously reading and writing data.

【0002】[0002]

【従来の技術】計算機システムの性能を向上させるた
め、記憶装置は、大容量かつ、高性能が要求されてい
る。記憶装置の性能は、スループットと呼ばれる単位時
間に転送可能なデータ量を示す値と、レイテンシと呼ば
れるメモリアクセス要求が発生してからデータが転送さ
れるまでの待ち時間を示す値で評価される。当然、記憶
装置は、スループットが高く、レイテンシが低いほど、
性能が高くなる。
2. Description of the Related Art In order to improve the performance of a computer system, a storage device is required to have a large capacity and high performance. The performance of a storage device is evaluated by a value called throughput, which is a value indicating the amount of data that can be transferred in a unit time, and a value called latency, which is a value indicating the waiting time from the generation of a memory access request to the transfer of data. Naturally, the storage device has higher throughput and lower latency,
Higher performance.

【0003】一方、記憶容量を多くするためには、記憶
素子の可能な限り増やす必要がある。しかし、メモリコ
ントローラに使えるLSIのピン数に限りがあり、さら
に一つのピンに接続できるメモリ素子の数に制限がある
ため、一つのメモリコントローラに接続できる記憶素子
の数に限界があった。
On the other hand, in order to increase the storage capacity, it is necessary to increase the number of storage elements as much as possible. However, since the number of LSI pins that can be used in the memory controller is limited and the number of memory elements that can be connected to one pin is also limited, the number of memory elements that can be connected to one memory controller is limited.

【0004】また、DRAMなどのメモリ素子は、デー
タを連続的に出力するページモードと呼ばれる動作モー
ドを備えている。しかし、このページモードでデータを
連続的に出力した場合の動作周波数は、20メガヘルツ
[MHz]程度が限界であった。
A memory device such as a DRAM has an operation mode called a page mode for continuously outputting data. However, the operating frequency when data is continuously output in this page mode is limited to about 20 megahertz [MHz].

【0005】このため、メモリコントローラとメモリ素
子の間に、高速に切り替可能なセレクタからなるサブコ
ントローラを複数配置し、複数のメモリバスと一つのコ
ントローラを接続している。このことにより、一つのメ
モリコントローラに接続されているメモリ素子の数を増
大させることが可能にし、さらに、メモリコントローラ
は複数のメモリを同時に起動をかけ、複数メモリバス上
のメモリ素子が出力したデータを、サブコントローラが
50MHzから100MHz程度の高速なクロックに同
期し、高速にバスを切り替えることにより、高いスルー
プットを実現している。この例として、特開平6−34859
0 号公報で用いられているメモリシステムが挙げられ
る。
For this reason, a plurality of sub-controllers composed of selectors that can be switched at high speed are arranged between the memory controller and the memory element, and a plurality of memory buses and one controller are connected. This makes it possible to increase the number of memory elements connected to one memory controller, and the memory controller activates multiple memories at the same time, and the data output by the memory elements on multiple memory buses is output. The sub-controller synchronizes with a high-speed clock of about 50 MHz to 100 MHz and switches the bus at high speed to realize high throughput. As an example of this, JP-A-6-34859
The memory system used in Japanese Patent Laid-Open No. 0 can be mentioned.

【0006】一方、近年、シンクロナスDRAM(以下
SDRAM)などに代表されるクロックに同期動作可能
な、メモリ素子が開発されている。このSDRAMの場
合、従来のDRAMのページモードに比べ高速に動作可
能であり、この動作周波数は、100MHz程度にもお
よぶ。
On the other hand, in recent years, memory devices have been developed which can operate in synchronization with a clock, which is represented by a synchronous DRAM (hereinafter referred to as SDRAM). This SDRAM can operate at a higher speed than the page mode of the conventional DRAM, and its operating frequency reaches about 100 MHz.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来方式
では、高速に切り替え可能なセレクタからなるサブコン
トローラを用いることにより、高スループットを実現
し、さらに、一つのメモリコントローラに接続されてい
るメモリ素子の数を増やすことが可能になっている。
As described above, in the conventional system, the high throughput is realized by using the sub-controller composed of the selectors that can be switched at high speed, and the memory connected to one memory controller is further realized. It is possible to increase the number of elements.

【0008】反面、このサブコントローラは、一般に、
論理ゲートで実現されている。この論理ゲートで作られ
たセレクタは、NANDデート2段とレシーバ回路、及
びドライバ回路が必要になる。このため、データが内部
を通過するのに時間が必要になり、この時間は通常十数
ナノ秒[nS]程度(数十MHzのサイクル時間に相
当)となる。このため、高速な周波数で、メモリシステ
ムを動作させ、高いスループットを実現するために、一
度サブコントローラの中に設けたラッチで、DRAMからの
データを受けとって、その後、サブコントローラのラッ
チからメモリコントローラへデータを転送していた。こ
のため、DRAMから、サブコントローラまでの1サイ
クルと、サブコントローラからメモリコントローラまで
の1サイクルが必要になり、最低でも2サイクル以上の
転送時間が必要になる。このように、従来方式を用いた
メモリシステムは、高スループットを実現するために、
メモリバスに中間ラッチを配置する必要があるため、ど
うしても、メモリ素子自身のレイテンシより最低でも1
サイクルレイテンシが遅くなると言う問題が生じる。一
方、新たに開発されているSDRAMなどに代表される
クロックに同期し連続にデータを出力するメモリ素子を
用いた場合、上記で説明した、高速に切り替え可能なサ
ブメモリコントローラなしに、高スループットを実現す
ることが可能である。しかし、SDRAMを用いたメモ
リシステムでも、大容量を実現することが必要になる。
このため、一つのメモリコントローラに接続されている
メモリ素子の数を増やすために、従来方式と同じくサブ
コントローラを用いる必要が生じる。このため、クロッ
クに同期し連続にデータを出力するメモリ素子を用いて
も、従来方式と同様に高スループットを実現するため
に、メモリバスに中間ラッチを配置する必要があり、ど
うしても、メモリ素子自身のレイテンシより最低でも1
サイクルレイテンシが高くなると言う問題が生じ、従来
方式と同等の性能しか実現できないという課題が生じ
る。
On the other hand, this sub-controller is generally
It is realized by a logic gate. The selector made of this logic gate requires two stages of NAND date, a receiver circuit, and a driver circuit. Therefore, it takes time for the data to pass through the inside, and this time is usually about a dozen nanoseconds [nS] (equivalent to a cycle time of several tens of MHz). Therefore, in order to operate the memory system at a high-speed frequency and realize high throughput, the latch provided in the sub-controller once receives the data from the DRAM, and then the latch of the sub-controller Was transferring data to. Therefore, one cycle from the DRAM to the sub controller and one cycle from the sub controller to the memory controller are required, and a transfer time of at least 2 cycles or more is required. Thus, in order to achieve high throughput, the memory system using the conventional method is
Since it is necessary to place an intermediate latch on the memory bus, the latency of the memory device must be at least 1 less than the latency of the memory device itself.
There is a problem that the cycle latency becomes slow. On the other hand, when a memory element that outputs data continuously in synchronization with a clock, which is represented by a newly developed SDRAM, is used, high throughput can be achieved without the sub memory controller that can be switched at high speed as described above. It can be realized. However, it is necessary to realize a large capacity even in a memory system using SDRAM.
Therefore, in order to increase the number of memory elements connected to one memory controller, it is necessary to use a sub controller as in the conventional method. Therefore, even if a memory element that outputs data continuously in synchronization with a clock is used, it is necessary to place an intermediate latch on the memory bus in order to achieve high throughput as in the conventional method. At least 1 less than the latency
There arises a problem that the cycle latency becomes high, and a problem that only the performance equivalent to that of the conventional system can be realized.

【0009】本発明の目的は、クロックに同期してデー
タを連続的に入出力するメモリ素子を活用して、メモリ
コントローラに大量のメモリ素子を接続可能にし、従来
方式と同等以上のスループットを実現し、さらに、レイ
テンシを低くすることにある。
It is an object of the present invention to utilize a memory element that continuously inputs / outputs data in synchronization with a clock so that a large number of memory elements can be connected to a memory controller and a throughput equal to or higher than that of a conventional method can be realized. In addition, it is to lower the latency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】複数のクロックに同期動
作するシンクロナスDRAMを接続した複数のバスに、
この複数のバスから一つのバスを選択するMOSトラン
スファゲートからなるバス選択装置を接続し、バス選択
装置で選択されたバスを用いて、バスに接続されている
シンクロナスDRAMを制御する記憶素子制御ユニット
と、MOSトランスファゲートからなるバス選択装置に
複数のバスを選択する指示を与えるバス選択装置制御ユ
ニットからなる記憶装置において、MOSトランスファ
ゲートからなるバス選択装置は、バス選択装置制御ユニ
ットからなる制御信号によって制御される駆動手段によ
って、シンクロナスDRAMから接続されているバスと記憶
素子制御ユニットから接続されているバスを電気的に接
続または、遮断する素子から構成される特徴を有してい
て、バス選択装置制御ユニットは、MOSトランスファ
ゲートからなるバス選択装置の接続状態の変化の有無を
判定し、バス選択装置制御ユニットがバス選択装置の接
続状態を変化させる必要がある時は、バスに1サイクル
以上の使用禁止サイクルを設ける制御を行い、バス選択
装置の接続状態を変化させる必要がない時は、上記バス
を連続的に使用する制御を行う。
Means for Solving the Problems A plurality of buses to which synchronous DRAMs that operate in synchronization with a plurality of clocks are connected,
A storage element control for connecting a bus selection device including a MOS transfer gate for selecting one bus from the plurality of buses and controlling a synchronous DRAM connected to the bus using the bus selected by the bus selection device In a storage device including a unit and a bus selection device control unit that gives an instruction to select a plurality of buses to the bus selection device including a MOS transfer gate, the bus selection device including the MOS transfer gate is controlled by the bus selection device control unit. By a drive means controlled by a signal, the bus connected from the synchronous DRAM and the bus connected from the storage element control unit are electrically connected or disconnected, and have a feature of being constituted by an element. The bus selection device control unit is a bus composed of a MOS transfer gate. When it is necessary for the bus selection device control unit to change the connection state of the bus selection device by determining whether or not the connection state of the selection device has changed, the bus selection device control unit performs control such that one or more cycles of use inhibition are provided on the bus When it is not necessary to change the connection state of the selection device, control is performed to continuously use the bus.

【0011】[0011]

【作用】メモリ素子とメモリコントローラの間に、MO
Sトランスファゲートからなるバス選択装置を配置する
ことにより、論理ゲートを必要としないため、メモリ素
子から、メモリコントローラまでの1サイクル転送が可
能になる。また、スイッチを切り替える必要な時のみサ
イクルのみバス未使用にし、スイッチを切り替える不要
時は、バスを連続的にアクセスすることが可能になる。
[Operation] Between the memory device and the memory controller, MO
By arranging the bus selection device composed of the S transfer gate, since the logic gate is not required, one cycle transfer from the memory element to the memory controller becomes possible. Further, only when the switch needs to be switched, only the cycle makes the bus unused, and when the switch does not need to be switched, the bus can be continuously accessed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の特徴を示しているMOSト
ランスファゲートで構成された半導体スイッチとシンク
ロナスDRAMを活用したメモリシステムの一実施例で
ある。
FIG. 1 shows an embodiment of a memory system utilizing a semiconductor switch composed of MOS transfer gates and a synchronous DRAM, which is a feature of the present invention.

【0014】図1中のプロセッサ14または、入出力装
置15はアドレスバス12とデータバス13で主記憶装
置25に接続している。プロセッサ14または、入出力
装置15で行われている処理の結果、主記憶装置25か
らデータの読み込みを行う必要が生じた場合、メモリリ
クエスト信号26を用いて主記憶読み込み要求を主記憶
装置25へ送り、アドレスバス12を用いて主記憶の読
み込みアドレスを送る。この主記憶装置25は、読み込
みアドレスを主記憶装置25の内部のメモリコントロー
ラ1内のアドレス・スイッチ制御部2へ送る。
The processor 14 or the input / output device 15 in FIG. 1 is connected to the main storage device 25 by the address bus 12 and the data bus 13. When it is necessary to read data from the main storage device 25 as a result of the processing performed by the processor 14 or the input / output device 15, a main memory read request is sent to the main storage device 25 by using the memory request signal 26. Then, the read address of the main memory is sent using the address bus 12. The main memory device 25 sends the read address to the address / switch control unit 2 in the memory controller 1 inside the main memory device 25.

【0015】アドレス・スイッチ制御部2は、アドレス
バス12の値から、全てのメモリカード7から一つのメ
モリカードを選択する。ここで、例えば、メモリアドレ
スバス22及び、メモリデータバス19が接続している
メモリカード7が選択されたとする。この場合、半導体
スイッチ制御信号10を用いてアクセスしたいメモリカ
ード7の接続されているメモリアドレスバス22とメモ
リアドレスバス4に接続する。次に、アドレス・スイッ
チ制御部は、メモリアドレスバス4に行アドレス,列ア
ドレス、その他必要なメモリアクセス制御信号に必要な
信号を出力する。メモリカードは、一定サイクル後に、
データをメモリデータバス19に出力する。アドレス・
スイッチ制御部は、メモリカードがデータを出力する1
サイクル前に半導体スイッチ制御信号11を使い、メモ
リデータバス18と、メモリデータバス19を接続して
おく。
The address switch controller 2 selects one memory card from all the memory cards 7 based on the value of the address bus 12. Here, for example, it is assumed that the memory card 7 to which the memory address bus 22 and the memory data bus 19 are connected is selected. In this case, the semiconductor switch control signal 10 is used to connect to the memory address bus 22 and the memory address bus 4 to which the memory card 7 to be accessed is connected. Next, the address / switch control unit outputs a signal necessary for a row address, a column address, and other necessary memory access control signals to the memory address bus 4. After a certain cycle, the memory card
The data is output to the memory data bus 19. address·
The switch control unit outputs the data from the memory card 1
Before the cycle, the semiconductor switch control signal 11 is used to connect the memory data bus 18 and the memory data bus 19.

【0016】アドレス・スイッチ制御部2は、現在選択
されている半導体スイッチ5,17の状態を記憶してお
き、その次のメモリアクセス要求に対して、半導体スイ
ッチ5,17を切り替える必要の有無を判定する機能を
備える。さらに、半導体スイッチ5,17を切り替える
必要なしと判定した場合、半導体スイッチ5,17を切
り替える必要ありと判定した場合より1サイクル早く、
メモリカードを7起動することを備えている。
The address / switch controller 2 stores the state of the currently selected semiconductor switch 5, 17 and determines whether the semiconductor switch 5, 17 needs to be switched in response to the next memory access request. It has a function to judge. Furthermore, when it is determined that the semiconductor switches 5 and 17 need not be switched, one cycle earlier than when it is determined that the semiconductor switches 5 and 17 need to be switched,
It is equipped with 7 memory card activations.

【0017】このアドレス・スイッチ制御部2の内部を
示したものが図2である。
FIG. 2 shows the inside of the address / switch control unit 2.

【0018】このアドレス・スイッチ制御部2は、メモ
リ素子制御回路112とバス選択装置制御ユニット13
0からなる。バス選択装置制御ユニット130は、レジ
スタ100,101,102、比較器104,105,
106,116、スイッチ制御回路113,スイッチ状
態バッファ109,タイミング制御部114からなる。
The address / switch control unit 2 includes a memory element control circuit 112 and a bus selection device control unit 13.
Consists of zero. The bus selection device control unit 130 includes registers 100, 101, 102, comparators 104, 105,
106, 116, a switch control circuit 113, a switch state buffer 109, and a timing control unit 114.

【0019】アドレスバス12で送られてきた主記憶読
み込みアドレスは、メモリ素子制御回路112へ伝えら
れ、同時に、比較器104,105,106でレジスタ1
00,101,102と比較される。
The main memory read address sent by the address bus 12 is transmitted to the memory element control circuit 112, and at the same time, the register 1 is read by the comparators 104, 105 and 106.
00, 101, 102.

【0020】このレジスタ100,101,102の示
す値はアドレスを示し、それぞれ、メモリアドレスバス
6とメモリアドレスバス22の境界,メモリアドレスバ
ス22とメモリアドレスバス23の境界,メモリアドレ
スバス23とメモリアドレスバス24の境界を示してい
る。このレジスタ100,101,102が示すメモリ
空間を図示したものが図3である。
The values indicated by the registers 100, 101, 102 indicate addresses, and the boundary between the memory address bus 6 and the memory address bus 22, the boundary between the memory address bus 22 and the memory address bus 23, the memory address bus 23 and the memory, respectively. The boundaries of the address bus 24 are shown. FIG. 3 illustrates the memory space indicated by the registers 100, 101 and 102.

【0021】メモリ素子制御回路112,スイッチ制御
回路113,スイッチ状態バッファ109の動作はタイ
ミング制御部114から作られるタイミングに従い動作
する。
The operations of the memory element control circuit 112, the switch control circuit 113, and the switch state buffer 109 operate according to the timing generated by the timing control unit 114.

【0022】メモリ素子制御回路112は、アドレスバ
ス12と、レジスタ100,101,102の値から、
一定の演算を実施し、タイミング制御部114の配線1
19で伝えられる起動タイミングに従い、メモリカード
7をアクセスするために行アドレスと列アドレス及び、
チップセレクト信号などの制御信号を生成するシーケン
サである。
The memory element control circuit 112 uses the address bus 12 and the values of the registers 100, 101 and 102 to
Wiring 1 of the timing control unit 114 after performing a certain calculation
A row address and a column address for accessing the memory card 7 according to the start timing transmitted in 19;
It is a sequencer that generates a control signal such as a chip select signal.

【0023】スイッチ制御回路113は、タイミング制
御部114から配線117で伝えられる制御タイミング
に従い、比較器104,105,106の比較結果から
半導体スイッチ5を切り替え、タイミング制御部114
の配線118で伝えられる制御タイミングに従い、半導
体スイッチ17を、配線117のタイミングで変更した
半導体スイッチ5の状態にする論理回路である。
The switch control circuit 113 switches the semiconductor switch 5 from the comparison results of the comparators 104, 105 and 106 according to the control timing transmitted from the timing control unit 114 via the wiring 117, and the timing control unit 114.
This is a logic circuit that sets the semiconductor switch 17 to the state of the semiconductor switch 5 changed at the timing of the wiring 117 in accordance with the control timing transmitted by the wiring 118 of FIG.

【0024】比較器104,105,106の比較結果
から半導体スイッチ17を切り替える。
The semiconductor switch 17 is switched according to the comparison result of the comparators 104, 105 and 106.

【0025】スイッチ状態バッファ109は、タイミン
グ制御部114の配線117で伝えられる制御タイミン
グに従い、比較器104,105,106の比較結果を
保持する。
The switch state buffer 109 holds the comparison result of the comparators 104, 105, 106 according to the control timing transmitted by the wiring 117 of the timing control unit 114.

【0026】比較器116は、スイッチ状態バッファ1
09と比較器104,105,106の比較結果を比較
し、一致していない場合、配線120に1を出力する。
The comparator 116 has a switch state buffer 1
09 and the comparison results of the comparators 104, 105, 106 are compared, and if they do not match, 1 is output to the wiring 120.

【0027】タイミング制御部114の基本動作は、メ
モリ素子制御回路112,スイッチ制御回路113,ス
イッチ状態バッファ109を制御することである。この
タイミング制御部114のメモリからのデータ読みだし
の機能の論理のみを図4に示す。
The basic operation of the timing control section 114 is to control the memory element control circuit 112, the switch control circuit 113, and the switch state buffer 109. Only the logic of the function of reading data from the memory of the timing control unit 114 is shown in FIG.

【0028】メモリリクエスト信号26から、メモリリ
ードリクエストが届くと、アービトレーション回路30
9で、必要なアービトレーションを実施し、フリップフ
ロップ305に1が立つ。このフリップフロップ305
の1が立っているサイクルは、このフリップフロップ3
05は論理積ゲート300を用いることにより、1サイ
クルのみにすることが可能である。このフリップフロッ
プ305の1サイクルパルスをメモリコントローラは、
メモリリクエスト受理信号27としてプロセッサ14
や、入出力装置15のリクエスト要求元に送る。メモリ
リクエスト要求元であったプロセッサ14や、入出力装
置15は、メモリリクエスト受理信号27を受信すると
メモリリクエスト信号26を下げるものとする。
When a memory read request arrives from the memory request signal 26, the arbitration circuit 30
At 9, the necessary arbitration is performed, and 1 is set in the flip-flop 305. This flip-flop 305
The cycle in which 1 is set is this flip-flop 3
By using the AND gate 300, 05 can be set to only one cycle. The memory controller outputs one cycle pulse of the flip-flop 305.
Processor 14 as memory request acceptance signal 27
Or to the request source of the input / output device 15. The processor 14 and the input / output device 15, which are the memory request request source, lower the memory request signal 26 when receiving the memory request acceptance signal 27.

【0029】メモリリクエスト信号26が出力されてい
る間、比較器116の出力である配線120は、新たに
要求されているメモリリクエストが半導体スイッチ5,
17の現状の状態と一致しているか一致していないかを
示し、不一致の場合、1が立つ。論理ゲート301の出
力が1の間に、フリップフロップ305の出力が1サイ
クル1になると、すぐにメモリアドレスバスを切り替え
るために半導体スイッチ5を切り替えるための制御タイ
ミング信号と、半導体スイッチの状態が変化したことを
示し、スイッチ状態バッファ109に新しい状態を記憶
するための信号として配線119に1サイクル1を出力
する。SDRAMなどのメモリ素子は、起動をかけてか
ら数サイクル後にデータを出力するため、スイッチを切
り替えるタイミングを数えるメモリリード用スイッチ切
り替えシーケンサ308を起動し、このシーケンサ30
8は一定サイクル後のメモリデータバスを切り替えるタ
イミングになった時に、配線118に1を1サイクル出
力する。さらに、メモリカード7に起動をかけるため
に、論理ゲート302の出力をフリップフロップ307を
介して1サイクル遅らせてタイミングで配線117に1
を出力する。これにより、半導体スイッチ5,17を切
り替える時は、すぐにメモリアドレスバス用の半導体ス
イッチ5を切り替え、次のサイクルでメモリカードに起
動をかけることになる。
While the memory request signal 26 is being output, the wiring 120, which is the output of the comparator 116, indicates that the newly requested memory request is the semiconductor switch 5,
It indicates whether the current status of 17 matches or does not match, and 1 is set when they do not match. When the output of the flip-flop 305 becomes 1 for one cycle while the output of the logic gate 301 is 1, the control timing signal for switching the semiconductor switch 5 to immediately switch the memory address bus and the state of the semiconductor switch change. This means that 1 cycle 1 is output to the wiring 119 as a signal for storing the new state in the switch state buffer 109. Since a memory device such as SDRAM outputs data several cycles after being activated, a memory read switch switching sequencer 308 that counts switch switching timing is activated, and this sequencer 30 is activated.
8 outputs 1 to the wiring 118 for one cycle at the timing of switching the memory data bus after a fixed cycle. Further, in order to activate the memory card 7, the output of the logic gate 302 is delayed by one cycle via the flip-flop 307 and the wiring 117 is set to 1 at a timing.
Is output. As a result, when the semiconductor switches 5 and 17 are switched, the semiconductor switch 5 for the memory address bus is switched immediately and the memory card is activated in the next cycle.

【0030】一方、新たに要求されているメモリリクエ
ストが半導体スイッチ5,17の現状の状態と一致して
いる場合、論理ゲート304の出力が1になり、メモリ
リクエスト受理信号27と同時に配線117に1を出力
する。なお、この場合、半導体スイッチ5,17の状態
は変わらないので配線118,119には、何も出力さ
れない。
On the other hand, when the newly requested memory request matches the current state of the semiconductor switches 5 and 17, the output of the logic gate 304 becomes 1 and the signal 117 is sent to the wiring 117 at the same time as the memory request acceptance signal 27. 1 is output. In this case, since the states of the semiconductor switches 5 and 17 do not change, nothing is output to the wirings 118 and 119.

【0031】図5は、図4の論理の動作とメモリアドレ
スバス,メモリデータバスの動作をタイミングチャート
で示したものである。
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the logic of FIG. 4 and the operations of the memory address bus and the memory data bus.

【0032】図4はメモリカードからデータを読み込む
場合の論理のみを示しているが、メモリカードへのデー
タ書き込みの場合の論理も同様である。
Although FIG. 4 shows only the logic for reading data from the memory card, the logic for writing data to the memory card is similar.

【0033】図6は、1対4の半導体スイッチ5,17
の実施例である。図中の229,230,231,23
2,233,234,235,236はMOSトランス
ファ・トランジスタである。また237,238,23
9,240はインバータである。
FIG. 6 shows one-to-four semiconductor switches 5 and 17.
It is an example of. 229, 230, 231, 23 in the figure
2, 233, 234, 235 and 236 are MOS transfer transistors. Also 237, 238, 23
9,240 are inverters.

【0034】端子220,221,222,223の
内、例えば、端子221にハイレベルが入力され、端子
220,222,223にローレベルが入力された場合、
MOSトランスファ・トランジスタ230と233、2
35、236がオン状態になり、他のMOSトランスフ
ァ・トランジスタはオフになる。これにより、端子22
8と端子226とが同一レベルになり、端子224,2
25,227はVccになり、簡単に1対4のセレクタ
が実現できる。半導体の入出力回路方式の内、LVTTL,T
TLに代表される。プッシュプル方式の入出力回路方式
では、受信回路は、回路保護のために、常に、ハイレベ
ルもしくは、ローレベルに固定されなければならない
が、図6に示す回路で簡単に実現できる。なお、この他
の回路方式としては、図6を縮退した1対2のセレクタ
を多段に接続して、1対nのセレクタを実現することが
可能である。
Of the terminals 220, 221, 222, 223, for example, when a high level is input to the terminal 221, and a low level is input to the terminals 220, 222, 223,
MOS transfer transistors 230 and 233,2
35 and 236 are turned on and the other MOS transfer transistors are turned off. As a result, the terminal 22
8 and the terminal 226 become the same level, and the terminals 224, 2
25 and 227 become Vcc, and a 1 to 4 selector can be easily realized. LVTTL, T among the semiconductor input / output circuit system
Represented by TL. In the push-pull type input / output circuit type, the receiving circuit must always be fixed at a high level or a low level for circuit protection, but it can be easily realized by the circuit shown in FIG. As another circuit system, it is possible to realize a 1-to-n selector by connecting the 1-to-2 selector, which is a degenerate version of FIG. 6, in multiple stages.

【0035】半導体の入出力回路方式の内、終端抵抗を
用いる入出力回路方式がある。終端抵抗を用いる回路方
式の代表的に、HSTL,ST−bus,GTL,CT
Tなどでがあげられる。これらの回路方式を用いた場
合、半導体スイッチと終端抵抗の位置の関係が問題にな
る。図7はメモリバスの両端で常に終端をとり、メモリ
コントローラ1から図中のA点までをタップオフとみな
すレイアウトになる。この場合、メモリコントローラ1
からA点まで距離が長くなるほど、波形が乱れている時
間が長くなる。これはメモリコントローラ1との接続点
で反射した波形が、再び図中のA点で反射する現象が生
じ、メモリコントローラ1からA点間を反射波が何度も
往復する。このため、この反射波が影響しなくなるまで
待つ必要があるが、反射波の影響は、反射回数に依存す
るためである。
Among the semiconductor input / output circuit systems, there is an input / output circuit system using a terminating resistor. Typical circuit methods using a terminating resistor include HSTL, ST-bus, GTL, and CT.
It can be given as T. When these circuit systems are used, the positional relationship between the semiconductor switch and the terminating resistor becomes a problem. FIG. 7 shows a layout in which the terminals are always terminated at both ends of the memory bus and the point from the memory controller 1 to point A in the figure is regarded as tap-off. In this case, the memory controller 1
The longer the distance from to point A, the longer the time the waveform is disturbed. This is because the waveform reflected at the connection point with the memory controller 1 is again reflected at the point A in the figure, and the reflected wave repeatedly travels between the memory controller 1 and the point A. Therefore, it is necessary to wait until the reflected wave has no influence, but the influence of the reflected wave depends on the number of reflections.

【0036】一方、図8に示すように、メモリコントロ
ーラ1と半導体スイッチ5または17の間に終端抵抗4
01を配置することにより、一度、メモリコントローラ
1で反射した波形は終端抵抗401で整合される。この
ため、反射波が何度も往復する現象が発生しない。この
ため、この反射波の影響で波形が乱れている時間が図7
に比べ非常に短くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 8, a terminating resistor 4 is provided between the memory controller 1 and the semiconductor switch 5 or 17.
By arranging 01, the waveform once reflected by the memory controller 1 is matched by the terminating resistor 401. Therefore, the phenomenon in which the reflected wave reciprocates many times does not occur. Therefore, the time when the waveform is disturbed by the influence of this reflected wave is shown in FIG.
It will be much shorter than.

【0037】[0037]

【発明の効果】メモリ素子とメモリコントローラの間
に、論理ゲートを配置しないため、メモリ素子から、メ
モリコントローラまでの1サイクル転送が可能になり、
従来方式を用いたメモリシステムより、レイテンシが早
くなる。さらに、シンクロナスDRAMのような連続に
データを入出力可能な記憶素子を用いることにより、ス
イッチの切り替え頻度が少なくなる。また、スイッチを
切り替える必要な時のみバスを使用禁止になり、スイッ
チを切り替える不要時は、バスを連続的にアクセスする
ため、レイテンシとスループットの向上がはかれて、シ
ステム全体の性能向上につながる。
Since no logic gate is arranged between the memory element and the memory controller, one cycle transfer from the memory element to the memory controller becomes possible.
The latency is faster than the memory system using the conventional method. Further, by using a storage element capable of continuously inputting / outputting data such as a synchronous DRAM, the frequency of switching the switches is reduced. Further, the bus is prohibited only when the switch needs to be switched, and when the switch is not required, the bus is continuously accessed, so that the latency and the throughput are improved and the performance of the entire system is improved.

【0038】また、プッシュプル方式の入出力回路方式
を用いる場合、メモリコントローラと未接続のメモリバ
スを一定バイアス電圧にすることにより、受信回路の回
路保護が簡単に実施できる。
Further, when the push-pull type input / output circuit type is used, the circuit protection of the receiving circuit can be easily implemented by setting a constant bias voltage to the memory controller and the unconnected memory bus.

【0039】さらに、半導体の入出力回路方式の内、終
端抵抗を用いる入出力回路方式の場合、メモリコントロ
ーラと半導体スイッチの間に終端抵抗を配置することに
より、反射波の影響で波形が乱れている時間の短縮がは
かれる。
Further, in the case of the input / output circuit system using the terminating resistance among the semiconductor input / output circuit systems, by disposing the terminating resistor between the memory controller and the semiconductor switch, the waveform is disturbed by the influence of the reflected wave. The time spent can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用したMOSトランスファ・トラン
ジスタからなる半導体スイッチを示したブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a semiconductor switch including a MOS transfer transistor to which the present invention is applied.

【図2】本発明のアドレス・スイッチ制御部を示したブ
ロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing an address switch controller of the present invention.

【図3】本発明の用いるレジスタの示すアドレスとメモ
リバスのアドレス空間の関係を示した説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between an address indicated by a register used in the present invention and an address space of a memory bus.

【図4】本発明のタイミング制御部のメモリリード関係
の論理を示したブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing the logic of memory read of the timing control unit of the present invention.

【図5】図4を論理ブロックの動作を示したタイミング
チャート。
5 is a timing chart showing the operation of the logic block shown in FIG. 4;

【図6】本発明で用いるMOSトランスファ・トランジ
スタからなる半導体スイッチの構成を示した説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a semiconductor switch including a MOS transfer transistor used in the present invention.

【図7】半導体スイッチと終端抵抗の関係で相応しない
関係を示したブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing an unsuitable relationship between a semiconductor switch and a terminating resistor.

【図8】半導体スイッチと終端抵抗の関係で相応しない
関係を示したブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a non-corresponding relationship between a semiconductor switch and a terminating resistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリコントローラ、2…アドレス・スイッチ制御
部、3…データ制御部、4,6,22,23,24…メ
モリアドレスバス、5,17…半導体スイッチ、7…メ
モリカード、8,18,19,20,21…メモリデー
タバス、9…終端抵抗、12…アドレスバス、13…デ
ータバス、14…プロセッサ、15…入出力装置、26
…メモリリクエスト信号、27…メモリリクエスト受理
信号。
1 ... Memory controller, 2 ... Address switch control section, 3 ... Data control section, 4,6,22,23,24 ... Memory address bus, 5,17 ... Semiconductor switch, 7 ... Memory card, 8,18,19 , 20, 21 ... Memory data bus, 9 ... Terminating resistor, 12 ... Address bus, 13 ... Data bus, 14 ... Processor, 15 ... Input / output device, 26
... memory request signal, 27 ... memory request acceptance signal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 佐孝 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所オフィスシステム事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sataka Ishikawa 810 Shimoimaizumi, Ebina-shi, Kanagawa Hitachi Ltd. Office Systems Division

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一つもしくは複数からなる記憶素子を接続
した複数のバスと、 上記複数のバスに接続され、上記複数のバスから一つの
バスを選択するバス選択装置と、 上記バス選択回路に接続され、上記選択したバスを用い
て、バスに接続されている記憶素子を制御する記憶素子
制御ユニットと、上記バス選択回路に接続され、上記バ
ス選択装置に上記複数のバスを選択する指示を与えるバ
ス選択装置制御ユニットからなる記憶装置において、 上記バス選択装置は、上記バス選択装置制御ユニットか
らなる制御信号によって制御される駆動手段によって、
上記記憶素子から接続されているバスと上記記憶素子制
御ユニットから接続されているバスを電気的に接続また
は、遮断する素子から構成され、 上記バス選択装置制御ユニットは、バス選択装置の接続
状態の変化の有無を判定し、上記バス選択装置制御ユニ
ットがバス選択装置の接続状態を変化させる必要がある
時は、上記バスに1サイクル以上の使用禁止サイクルを
設ける制御を行い、バス選択装置の接続状態を変化させ
る必要がない時は、上記バスを連続的に使用する制御を
行うことを特徴とする半導体記憶装置。
1. A plurality of buses to which one or a plurality of storage elements are connected, a bus selection device connected to the plurality of buses and selecting one bus from the plurality of buses, and the bus selection circuit. A storage element control unit that is connected and that controls the storage element that is connected to the bus using the selected bus, and an instruction that is connected to the bus selection circuit and that selects the plurality of buses to the bus selection device. In the storage device comprising the given bus selection device control unit, the bus selection device is driven by a drive means controlled by a control signal comprising the bus selection device control unit.
A bus connected from the storage element and a bus connected from the storage element control unit are electrically connected or disconnected from each other. When it is necessary for the bus selection device control unit to change the connection state of the bus selection device by judging the presence or absence of a change, the bus selection device control unit performs control to provide one or more cycles of use prohibition to connect the bus selection device. A semiconductor memory device, wherein control is performed to continuously use the bus when there is no need to change the state.
【請求項2】一つもしくは複数からなる記憶素子を接続
した複数のバスと、 上記複数のバスに接続され、上記複数のバスから一つの
バスを選択するバス選択装置と、 上記バス選択回路に接続され、上記選択したバスを用い
て、バスに接続されている記憶素子を制御する記憶素子
制御ユニットと、上記バス選択回路に接続され、上記バ
ス選択装置に上記複数のバスを選択する指示を与えるバ
ス選択装置制御ユニットからなる記憶装置において、 上記バス選択装置は、上記バス選択装置制御ユニットか
らなる制御信号によって制御される駆動手段によって、
上記記憶素子から接続されているバスと上記記憶素子制
御ユニットから接続されているバスを電気的に接続また
は、遮断する素子から構成される特徴を有し、 さらに、上記バス選択装置は、記憶素子制御ユニットか
らのバスに電気的に接続されていない上記記憶素子から
のバスに、一定のバイアス電圧を加える機能を有するこ
とを特徴とする半導体記憶装置。
2. A plurality of buses to which one or a plurality of storage elements are connected, a bus selection device which is connected to the plurality of buses and selects one bus from the plurality of buses, and the bus selection circuit. A storage element control unit that is connected and that controls the storage element that is connected to the bus using the selected bus, and an instruction that is connected to the bus selection circuit and that selects the plurality of buses to the bus selection device. In the storage device comprising the given bus selection device control unit, the bus selection device is driven by a drive means controlled by a control signal comprising the bus selection device control unit.
The bus selection device is characterized in that the bus connected from the storage element and the bus connected from the storage element control unit are electrically connected or disconnected. A semiconductor memory device having a function of applying a constant bias voltage to a bus from the storage element that is not electrically connected to the bus from the control unit.
【請求項3】一つもしくは複数からなる記憶素子を接続
した複数のバスと、 上記複数のバスに接続され、上記複数バスから一つのバ
スを選択するバス選択装置と、 上記バス選択回路に接続され、上記選択したバスを用い
て、バスに接続されている記憶素子を制御する記憶素子
制御ユニットと、上記バス選択回路に接続され、上記バ
ス選択装置に上記複数のバスを選択する指示を与えるバ
ス選択装置制御ユニットからなる記憶装置において、 上記バス選択装置は、バス選択装置制御ユニットからな
る制御信号によって制御される駆動手段によって、上記
記憶素子から接続されているバスと上記記憶素子制御ユ
ニットから接続されているバスを電気的に接続または、
遮断する素子から構成され、 抵抗を用いて、上記記憶素子に接続されているバスの上
記バス選択装置接続点から遠端側の終端を行い、さら
に、抵抗を用いて、上記記憶素子制御ユニットに接続さ
れているバスの上記バス選択装置接続点からの遠端側を
行う伝送方式を用いることを特徴とする半導体記憶装
置。
3. A plurality of buses to which one or a plurality of storage elements are connected, a bus selection device connected to the plurality of buses and selecting one bus from the plurality of buses, and connected to the bus selection circuit. A storage element control unit that controls a storage element connected to the bus using the selected bus and a bus selection circuit that is connected to the bus selection circuit and gives an instruction to select the plurality of buses to the bus selection device. In the storage device including a bus selection device control unit, the bus selection device includes a bus connected from the storage device and a storage device control unit by a driving unit controlled by a control signal including the bus selection device control unit. Electrically connect the connected bus, or
A resistor is used to terminate the far end of the bus connected to the storage element from the bus selection device connection point, and a resistor is used to connect the storage element control unit. A semiconductor memory device, which uses a transmission method of performing a far end side of a connected bus from a connection point of the bus selection device.
【請求項4】請求項1において、 上記バス選択装置制御ユニットは、上記記憶素子が接続
された複数のバスの境界アドレスを示すレジスタを持
ち、記憶装置にアクセスするアドレスと比較することに
より、上記バス選択装置を切り替える半導体記憶装置。
4. The bus selection device control unit according to claim 1, wherein the bus selection device control unit has a register indicating a boundary address of a plurality of buses to which the storage elements are connected, and compares the address with an address for accessing the storage device. A semiconductor memory device that switches a bus selection device.
【請求項5】一つもしくは複数からなる記憶素子を接続
した複数のバスと、 上記複数のバスに接続され、上記複数バスから一つのバ
スを選択するバス選択装置と、 上記バス選択回路に接続され、上記選択したバスを用い
て、バスに接続されている記憶素子を制御する記憶素子
制御ユニットと、上記バス選択回路に接続され、上記バ
ス選択装置に上記複数のバスを選択する指示を与えるバ
ス選択装置制御ユニットからなる記憶装置において、 上記バス選択装置は、バス選択装置制御ユニットからな
る制御信号によって制御され、駆動される電界に応じ
て、上記記憶素子から接続されているバスと上記記憶素
子制御ユニットから接続されているバスを電気的に接続
または、遮断を行う電界効果型スイッチ素子から構成さ
れ、上記バス選択装置制御ユニットは、バス選択装置の
接続状態の変化の有無を判定し、上記バス選択装置制御
ユニットがバス選択装置の接続状態を変化させる必要が
ある時は、上記バスに1サイクル以上の使用禁止サイク
ルを設ける制御を行い、バス選択装置の接続状態を変化
させる必要がない時は、上記バスを連続的に使用する制
御を行うことを特徴とする半導体記憶装置。
5. A plurality of buses to which one or a plurality of storage elements are connected, a bus selection device connected to the plurality of buses and selecting one bus from the plurality of buses, and connected to the bus selection circuit. A storage element control unit that controls a storage element connected to the bus using the selected bus and a bus selection circuit that is connected to the bus selection circuit and gives an instruction to select the plurality of buses to the bus selection device. In a storage device including a bus selection device control unit, the bus selection device is controlled by a control signal including a bus selection device control unit, and the bus connected from the storage element and the storage device according to an electric field driven. It is composed of a field effect type switch element that electrically connects or disconnects the bus connected from the element control unit, The unit determines whether or not there is a change in the connection state of the bus selection device, and when the bus selection device control unit needs to change the connection state of the bus selection device, one or more prohibited cycles are applied to the bus. A semiconductor memory device characterized by performing control to be provided and performing control to continuously use the bus when it is not necessary to change a connection state of a bus selection device.
【請求項6】一つもしくは複数からなる記憶素子を接続
した複数のバスと、 上記複数のバスに接続され、上記複数バスから一つのバ
スを選択するバス選択装置と、 上記バス選択回路に接続され、上記選択したバスを用い
て、バスに接続されている記憶素子を制御する記憶素子
制御ユニットと、上記バス選択回路に接続され、上記バ
ス選択装置に上記複数のバスを選択する指示を与えるバ
ス選択装置制御ユニットからなる記憶装置において、 上記バス選択装置は、バス選択装置制御ユニットからな
る制御信号によって制御され、駆動される電界に応じ
て、上記記憶素子から接続されているバスと上記記憶素
子制御ユニットから接続されているバスを電気的に接続
または、遮断を行う電界効果型スイッチ素子から構成さ
れる特徴を有し、抵抗を用いて、上記記憶素子に接続さ
れているバスの上記バス選択装置接続点から遠端側の終
端を行い、さらに、抵抗を用いて、上記記憶素子制御ユ
ニットに接続されているバスの上記バス選択装置接続点
からの遠端側を行う伝送方式を用いることを特徴とする
半導体記憶装置。
6. A plurality of buses to which one or a plurality of storage elements are connected, a bus selection device connected to the plurality of buses and selecting one bus from the plurality of buses, and connected to the bus selection circuit. A storage element control unit that controls a storage element connected to the bus using the selected bus and a bus selection circuit that is connected to the bus selection circuit and gives an instruction to select the plurality of buses to the bus selection device. In a storage device including a bus selection device control unit, the bus selection device is controlled by a control signal including a bus selection device control unit, and the bus connected from the storage element and the storage device according to an electric field driven. It is characterized by a field effect switch element that electrically connects or disconnects the bus connected from the element control unit. The bus selection device for the bus connected to the storage element is terminated on the far end side from the bus selection device connection point, and a resistor is used to further connect the bus selection device for the bus connected to the storage device control unit. A semiconductor memory device characterized by using a transmission method of performing a far end side from a connection point.
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