JPH11176152A - 低待ち時間ページ・ヒット操作を有する狭データ幅dram - Google Patents
低待ち時間ページ・ヒット操作を有する狭データ幅dramInfo
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- JPH11176152A JPH11176152A JP27813098A JP27813098A JPH11176152A JP H11176152 A JPH11176152 A JP H11176152A JP 27813098 A JP27813098 A JP 27813098A JP 27813098 A JP27813098 A JP 27813098A JP H11176152 A JPH11176152 A JP H11176152A
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
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- Dram (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 ページヒット待ち時間を低減する高速/狭I
/O DRAM。 【解決手段】 高速RAMアレイ素子が幾つかの論理バ
ンクを含み、該各々を一意的にアドレス指定する。論理
バンクは、固有のメモリアレイセグメント及び関連ペー
ジレジスタを含み後者は高速ページヒット操作間に一時
記憶位置として機能する。初期ページヒット間の待ち時
間低減のため、更に各論理バンクを2つのセグメントに
区分化しアレイ最適化を実現する。2つのセグメントの
内小さい方はデータストリーム内の初期データ記憶の高
速ランダムアクセスメモリ(FRAM)を含む。高速ペ
ージレジスタがFRAMを素子I/Oポートに接続する
マルチプレクサ/デマルチプレクサに直接接続し、内部
バスプロトコルをバイパスしデータがFRAMとI/O
ポート間で高速に転送され、ページヒット待ち時間を改
善し、小さな高速セグメントを含むように論理バンクを
区分化する。
/O DRAM。 【解決手段】 高速RAMアレイ素子が幾つかの論理バ
ンクを含み、該各々を一意的にアドレス指定する。論理
バンクは、固有のメモリアレイセグメント及び関連ペー
ジレジスタを含み後者は高速ページヒット操作間に一時
記憶位置として機能する。初期ページヒット間の待ち時
間低減のため、更に各論理バンクを2つのセグメントに
区分化しアレイ最適化を実現する。2つのセグメントの
内小さい方はデータストリーム内の初期データ記憶の高
速ランダムアクセスメモリ(FRAM)を含む。高速ペ
ージレジスタがFRAMを素子I/Oポートに接続する
マルチプレクサ/デマルチプレクサに直接接続し、内部
バスプロトコルをバイパスしデータがFRAMとI/O
ポート間で高速に転送され、ページヒット待ち時間を改
善し、小さな高速セグメントを含むように論理バンクを
区分化する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、高帯域幅/
高性能ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(D
RAM)に関して、特に、改善された低ページ・ヒット
待ち時間を有する高帯域幅/高性能DRAMに関する。
高性能ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(D
RAM)に関して、特に、改善された低ページ・ヒット
待ち時間を有する高帯域幅/高性能DRAMに関する。
【0002】
【従来の技術】既に知られているように、ダイナミック
・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)の性能は、
コンピュータ・システム性能の制限となっている。プロ
セッサ・スピードは主メモリ性能を急速に凌ぎつつあ
り、プロセッサ設計者及びシステム・メーカの両者は、
低速のDRAM素子による性能制限を最小化しようと、
高性能メモリ・サブシステムを開発している。理想的に
はメモリ性能はプロセッサ性能に匹敵するか、それを越
えるべきである。すなわち、メモリ・サイクル時間が、
1プロセッサ・クロック・サイクル未満であるべきであ
る。これはほとんどの場合当てはまらず、従ってメモリ
はシステムにとって障害となる。例えば、最新の高速マ
イクロプロセッサは200MHzのクロックにもとづ
き、従って5nsのクロック周期を有する。それに対し
て高性能DRAMは60nsのアクセス時間を有し、こ
れはプロセッサ性能に大きく及ばない。
・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)の性能は、
コンピュータ・システム性能の制限となっている。プロ
セッサ・スピードは主メモリ性能を急速に凌ぎつつあ
り、プロセッサ設計者及びシステム・メーカの両者は、
低速のDRAM素子による性能制限を最小化しようと、
高性能メモリ・サブシステムを開発している。理想的に
はメモリ性能はプロセッサ性能に匹敵するか、それを越
えるべきである。すなわち、メモリ・サイクル時間が、
1プロセッサ・クロック・サイクル未満であるべきであ
る。これはほとんどの場合当てはまらず、従ってメモリ
はシステムにとって障害となる。例えば、最新の高速マ
イクロプロセッサは200MHzのクロックにもとづ
き、従って5nsのクロック周期を有する。それに対し
て高性能DRAMは60nsのアクセス時間を有し、こ
れはプロセッサ性能に大きく及ばない。
【0003】このシステムの障害が、マルチメディア・
アプリケーションの普及により更に悪化している。マル
チメディア・アプリケーションは、スプレッドシート分
析プログラムなどの計算集中型のタスク、或いは文書処
理または印刷などの入出力(I/O)集中型アプリケー
ションに比較して、主メモリまたはフレーム・バッファ
・メモリに対して数倍の帯域幅を要求する。
アプリケーションの普及により更に悪化している。マル
チメディア・アプリケーションは、スプレッドシート分
析プログラムなどの計算集中型のタスク、或いは文書処
理または印刷などの入出力(I/O)集中型アプリケー
ションに比較して、主メモリまたはフレーム・バッファ
・メモリに対して数倍の帯域幅を要求する。
【0004】帯域幅を改善するために、拡張データアウ
ト(EDO)及びシンクロナスDRAM(SDRAM)
が開発された。しかしながら、SDRAM及びEDO
RAMは依然プロセッサ性能には及ばす、従ってプロセ
ッサ性能を制限する。結果的にマルチメディア処理及び
高性能システムのために、より高速のマイクロプロセッ
サが開発されると、メモリ/プロセッサ間の性能ギャッ
プを埋めるために、例えばワイドI/O DRAMなど
のより高速のメモリ・アーキテクチャが開発されること
になる。
ト(EDO)及びシンクロナスDRAM(SDRAM)
が開発された。しかしながら、SDRAM及びEDO
RAMは依然プロセッサ性能には及ばす、従ってプロセ
ッサ性能を制限する。結果的にマルチメディア処理及び
高性能システムのために、より高速のマイクロプロセッ
サが開発されると、メモリ/プロセッサ間の性能ギャッ
プを埋めるために、例えばワイドI/O DRAMなど
のより高速のメモリ・アーキテクチャが開発されること
になる。
【0005】最近の開発は高速/狭I/O素子への移行
により、メモリ素子及び関連サブシステムにとって大き
な転換期を予言している。これらの新たな素子はバース
ト・スピードの大幅な向上を提供するが、初期アクセス
のための待ち時間の改善を提供しない。すなわち、初期
アクセスまたはページ・ヒットのために、通常、DRA
Mから読出されたデータがDRAMチップ・ピンに現れ
るまでにたくさんのクロック・サイクルを要する。
により、メモリ素子及び関連サブシステムにとって大き
な転換期を予言している。これらの新たな素子はバース
ト・スピードの大幅な向上を提供するが、初期アクセス
のための待ち時間の改善を提供しない。すなわち、初期
アクセスまたはページ・ヒットのために、通常、DRA
Mから読出されたデータがDRAMチップ・ピンに現れ
るまでにたくさんのクロック・サイクルを要する。
【0006】従って、ページ・ヒット待ち時間が低減さ
れる高帯域幅DRAMチップが待望される。
れる高帯域幅DRAMチップが待望される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ペー
ジ・ヒット待ち時間が低減される高速/狭I/O DR
AMを提供することである。
ジ・ヒット待ち時間が低減される高速/狭I/O DR
AMを提供することである。
【0008】本発明の別の目的は、待ち時間が様々なア
プリケーションに順応するように調整され得る、高速/
狭I/O DRAMを提供することである。
プリケーションに順応するように調整され得る、高速/
狭I/O DRAMを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、各メモ
リ素子は幾つかの論理バンクを含み、それらの各々が一
意的にアドレス指定される。これらの論理バンクの各々
は、固有のメモリ・アレイ・セグメント及び関連ページ
・レジスタを含み、後者は高速ページ・ヒット操作の間
に一時記憶位置として機能する。初期ページ・ヒットの
間の待ち時間を低減するために、更に、各論理バンクを
2つのセグメントに区分化することによりアレイ最適化
が実現される。2つのセグメントの内、小さい方のセグ
メントは、他の大きい方のセグメントよりも高速のラン
ダム・アクセス・メモリ(FRAM)を含む。例えば、
16メガビット(Mb)・アレイ(64×256×10
24)では、第1の小さい方のセグメントが高速の2M
bアレイ(総バンクの8分の1を表す)を含み、非常に
高速のアクセスのために最適化される。高速アレイ(F
RAM)は、毎64ビット・バーストの最初の8ビット
(バイト0、バイト8、バイト16、...)を含むよ
うに設計され、合計2Mb(8×256×1024)と
なる。第2のセグメントは、残りの14Mbアレイ(5
6×256×1024)を表し、従来のDRAMにより
従来式に実現される。
リ素子は幾つかの論理バンクを含み、それらの各々が一
意的にアドレス指定される。これらの論理バンクの各々
は、固有のメモリ・アレイ・セグメント及び関連ページ
・レジスタを含み、後者は高速ページ・ヒット操作の間
に一時記憶位置として機能する。初期ページ・ヒットの
間の待ち時間を低減するために、更に、各論理バンクを
2つのセグメントに区分化することによりアレイ最適化
が実現される。2つのセグメントの内、小さい方のセグ
メントは、他の大きい方のセグメントよりも高速のラン
ダム・アクセス・メモリ(FRAM)を含む。例えば、
16メガビット(Mb)・アレイ(64×256×10
24)では、第1の小さい方のセグメントが高速の2M
bアレイ(総バンクの8分の1を表す)を含み、非常に
高速のアクセスのために最適化される。高速アレイ(F
RAM)は、毎64ビット・バーストの最初の8ビット
(バイト0、バイト8、バイト16、...)を含むよ
うに設計され、合計2Mb(8×256×1024)と
なる。第2のセグメントは、残りの14Mbアレイ(5
6×256×1024)を表し、従来のDRAMにより
従来式に実現される。
【0010】各FRAMは正規の内部バス・プロトコル
をバイパスして、高速読出しレジスタに読出し、また高
速書込みレジスタに書込む。高速読出しレジスタはマル
チプレクサに、また高速書込みレジスタはデマルチプレ
クサに直結され、これらのマルチプレクサ及びデマルチ
プレクサがチップI/Oピンに接続される。
をバイパスして、高速読出しレジスタに読出し、また高
速書込みレジスタに書込む。高速読出しレジスタはマル
チプレクサに、また高速書込みレジスタはデマルチプレ
クサに直結され、これらのマルチプレクサ及びデマルチ
プレクサがチップI/Oピンに接続される。
【0011】選択ページの初期アクセスのための読出し
アクセスの間、毎8バイトのグループからの最初のまた
は初期の8ビットのデータ(バイト0、バイト8、バイ
ト16、...)が、高速FRAMから高速読出しレジ
スタに、そして即時マルチプレクサを介して素子のI/
Oピンに転送される。この初期データが読出される間
に、低速のDRAMからの後続のアクセスが開始され、
残りのバイト(バイト1乃至バイト7、バイト9乃至バ
イト15、...)からの後続のデータ・ビットが、シ
ステム・クロックによりストローブされ続ける。この実
施例では、高速アレイ/レジスタ構造がページ・アクセ
ス待ち時間の低減を可能にする。
アクセスの間、毎8バイトのグループからの最初のまた
は初期の8ビットのデータ(バイト0、バイト8、バイ
ト16、...)が、高速FRAMから高速読出しレジ
スタに、そして即時マルチプレクサを介して素子のI/
Oピンに転送される。この初期データが読出される間
に、低速のDRAMからの後続のアクセスが開始され、
残りのバイト(バイト1乃至バイト7、バイト9乃至バ
イト15、...)からの後続のデータ・ビットが、シ
ステム・クロックによりストローブされ続ける。この実
施例では、高速アレイ/レジスタ構造がページ・アクセ
ス待ち時間の低減を可能にする。
【0012】同様に、書込み操作では、チップI/Oピ
ンに入力される毎8バイトのグループからの最初の8ビ
ットのデータが、デマルチプレクサから高速書込みレジ
スタを介して、高速FRAMに転送され残りのバイトが
DRAMに記憶される。
ンに入力される毎8バイトのグループからの最初の8ビ
ットのデータが、デマルチプレクサから高速書込みレジ
スタを介して、高速FRAMに転送され残りのバイトが
DRAMに記憶される。
【0013】従って、アレイ及びページ・レジスタを区
分化することにより、高速設計技法を総メモリの小部分
だけに賢明に適用することにより、従って大幅に低廉な
コストにより、メモリ素子全体を高速FRAMにより実
現することにより達成される性能利得に近づけることが
できる。更に、本発明は"従来の"または"待ち時間低減"
モードで操作することができ、従って任意のアプリケー
ションによる使用を可能にする。
分化することにより、高速設計技法を総メモリの小部分
だけに賢明に適用することにより、従って大幅に低廉な
コストにより、メモリ素子全体を高速FRAMにより実
現することにより達成される性能利得に近づけることが
できる。更に、本発明は"従来の"または"待ち時間低減"
モードで操作することができ、従って任意のアプリケー
ションによる使用を可能にする。
【0014】
【発明の実施の形態】図1を参照すると、本発明により
改善が求められる従来の関連高速I/O DRAMメモ
リ素子が示される。16Mbのメモリ・アレイが、4つ
の4Mb(64×256×1024)サブアレイ10、
12、14及び16を含む。サブアレイの各々は、ペー
ジ・レジスタ20、22、24及び26によりそれぞれ
バッファリングされる。ページ・レジスタは、64×2
56ビットのアドレス(すなわち16Kb)として構成
される。ページ・レジスタ20、22、24及び26へ
の及びそれらからのデータは、ドライバ32またはバッ
ファ34から64ビット・バス30上に転送される。バ
ッファ34はデータを64ビット・バス30から8:1
マルチプレクサ(MUX)36に受け渡し、次にマルチ
プレクサ36がデータをチップ外のDQ0乃至DQ7
I/Oピン38に受け渡す。64ビット・バス30は8
ビットの8つのバーストを可能にする。同様に、I/O
ピン38からのデータ入力は、1:8デマルチプレクサ
(DEMUX)40により受信され、制御論理42及び
データ・マスク・レジスタ44の制御の下で、ドライバ
32により64ビット・バス30に渡される。ページ読
出し操作では、最初のアクセス行アドレス及びコマンド
が、DQ0乃至DQ7 I/Oピン38を介して、制御
論理42に並列にパイプ入力される。所与のアドレスに
対して、これは8ビット・バイトの8つのバーストが、
64ビット幅のページ・レジスタに読出されることを要
求する。この時間の間に、次の列アドレス及びコマンド
が順次、8連続クロック・サイクルの間に1度に1ビッ
トずつ、全ページが読出されるまで、アドレス・ピン4
6及びコマンド・ピン47に走査入力される。RXCL
K及びTXCLKは外部ハンドシェーキングのために使
用される。次のページのために、新たなパケットがDQ
0乃至DQ7 I/Oピン38に送られ、サイクルが再
開する。
改善が求められる従来の関連高速I/O DRAMメモ
リ素子が示される。16Mbのメモリ・アレイが、4つ
の4Mb(64×256×1024)サブアレイ10、
12、14及び16を含む。サブアレイの各々は、ペー
ジ・レジスタ20、22、24及び26によりそれぞれ
バッファリングされる。ページ・レジスタは、64×2
56ビットのアドレス(すなわち16Kb)として構成
される。ページ・レジスタ20、22、24及び26へ
の及びそれらからのデータは、ドライバ32またはバッ
ファ34から64ビット・バス30上に転送される。バ
ッファ34はデータを64ビット・バス30から8:1
マルチプレクサ(MUX)36に受け渡し、次にマルチ
プレクサ36がデータをチップ外のDQ0乃至DQ7
I/Oピン38に受け渡す。64ビット・バス30は8
ビットの8つのバーストを可能にする。同様に、I/O
ピン38からのデータ入力は、1:8デマルチプレクサ
(DEMUX)40により受信され、制御論理42及び
データ・マスク・レジスタ44の制御の下で、ドライバ
32により64ビット・バス30に渡される。ページ読
出し操作では、最初のアクセス行アドレス及びコマンド
が、DQ0乃至DQ7 I/Oピン38を介して、制御
論理42に並列にパイプ入力される。所与のアドレスに
対して、これは8ビット・バイトの8つのバーストが、
64ビット幅のページ・レジスタに読出されることを要
求する。この時間の間に、次の列アドレス及びコマンド
が順次、8連続クロック・サイクルの間に1度に1ビッ
トずつ、全ページが読出されるまで、アドレス・ピン4
6及びコマンド・ピン47に走査入力される。RXCL
K及びTXCLKは外部ハンドシェーキングのために使
用される。次のページのために、新たなパケットがDQ
0乃至DQ7 I/Oピン38に送られ、サイクルが再
開する。
【0015】明らかなようにサブアレイ10、12、1
4及び16から読出されたデータが、最初に出力ピン3
8に現れるまでに数クロック・サイクルを要する。なぜ
なら、データが最初にページ・レジスタ20、22、2
4または26を、次にバッファ34を、そして最後にマ
ルチプレクサ36を通過しなければならず、このことが
不要な待ち時間を生じるからである。従って、本発明は
データの一部を高速FRAM及び関連ページ・レジスタ
内に区分化し、その後、バス・プロトコルをバイパスす
ることにより、データが出力ピンに1クロック・サイク
ル早く現れるようにする。
4及び16から読出されたデータが、最初に出力ピン3
8に現れるまでに数クロック・サイクルを要する。なぜ
なら、データが最初にページ・レジスタ20、22、2
4または26を、次にバッファ34を、そして最後にマ
ルチプレクサ36を通過しなければならず、このことが
不要な待ち時間を生じるからである。従って、本発明は
データの一部を高速FRAM及び関連ページ・レジスタ
内に区分化し、その後、バス・プロトコルをバイパスす
ることにより、データが出力ピンに1クロック・サイク
ル早く現れるようにする。
【0016】図2を参照すると、ページ・ヒット待ち時
間が低減される本発明によるページ・レジスタ素子のブ
ロック図が示される。ページ・レジスタ素子は幾つかの
論理バンクA乃至論理バンクDを含み、それらの各々は
一意的にアドレス指定され、例えば14Mbを有する。
しかしながら、本発明は14Mbのメモリ・バンクに関
連して述べられるが、これらの構成及び密度は一例に過
ぎず、本発明をこれらの密度に制限することを意図する
ものではない。
間が低減される本発明によるページ・レジスタ素子のブ
ロック図が示される。ページ・レジスタ素子は幾つかの
論理バンクA乃至論理バンクDを含み、それらの各々は
一意的にアドレス指定され、例えば14Mbを有する。
しかしながら、本発明は14Mbのメモリ・バンクに関
連して述べられるが、これらの構成及び密度は一例に過
ぎず、本発明をこれらの密度に制限することを意図する
ものではない。
【0017】論理バンクA乃至論理バンクDの各々は、
固有のメモリ・アレイ・セグメント及び関連ページ・レ
ジスタを含み、後者は高速ページ・ヒット操作の間に一
時記憶位置として機能する。ページ・ヒット操作の間の
待ち時間を低減するために、更に、各論理バンクA乃至
論理バンクDを2つのセグメント50−51、52−5
3、54−55及び56−57に区分化することにより
アレイ最適化が実現される。2つのセグメントの内、第
1の小さい方のセグメント51、53、55及び57
は、高速ランダム・アクセス・メモリ(FRAM)を含
む。例えば、16Mbアレイ(64×256×102
4)では、第1の小さい方のセグメントが高速の2Mb
アレイ(総バンクの8分の1を表す)を含み、非常に高
速のアクセスのために最適化される。高速アレイ(FR
AM)は、毎64ビット・バーストの最初の8ビット
(バイト0、バイト8、バイト16、...)を含むよ
うに設計され、合計2Mb(8×256×1024)と
なる。例えば、FRAMはスタティックRAM(SRA
M)またはデュアル・ポートRAMである。
固有のメモリ・アレイ・セグメント及び関連ページ・レ
ジスタを含み、後者は高速ページ・ヒット操作の間に一
時記憶位置として機能する。ページ・ヒット操作の間の
待ち時間を低減するために、更に、各論理バンクA乃至
論理バンクDを2つのセグメント50−51、52−5
3、54−55及び56−57に区分化することにより
アレイ最適化が実現される。2つのセグメントの内、第
1の小さい方のセグメント51、53、55及び57
は、高速ランダム・アクセス・メモリ(FRAM)を含
む。例えば、16Mbアレイ(64×256×102
4)では、第1の小さい方のセグメントが高速の2Mb
アレイ(総バンクの8分の1を表す)を含み、非常に高
速のアクセスのために最適化される。高速アレイ(FR
AM)は、毎64ビット・バーストの最初の8ビット
(バイト0、バイト8、バイト16、...)を含むよ
うに設計され、合計2Mb(8×256×1024)と
なる。例えば、FRAMはスタティックRAM(SRA
M)またはデュアル・ポートRAMである。
【0018】第2のセグメント50、52、54及び5
6は、残りの14Mbアレイ(56×256×102
4)を表し、図1に関連して述べられた従来のDRAM
により従来式に実現される。すなわち、各第2のセグメ
ントはページ・レジスタ60、62、64及び66によ
りそれぞれバッファリングされる。ページ・レジスタ
は、56×256ビットのアドレス(すなわち14K
b)として構成される。ページ・レジスタ60、62、
64及び66への及びそれらからのデータは、ドライバ
72またはバッファ74から、56ビット・バス70上
に転送される。バッファ74はデータを56ビット・バ
ス70から8:1マルチプレクサ(MUX)76に受け
渡し、次にマルチプレクサ76がデータをチップ外のD
Q0乃至DQ7I/Oピン78に受け渡す。56ビット
・バス70は8ビットの7つのバーストを可能にする。
6は、残りの14Mbアレイ(56×256×102
4)を表し、図1に関連して述べられた従来のDRAM
により従来式に実現される。すなわち、各第2のセグメ
ントはページ・レジスタ60、62、64及び66によ
りそれぞれバッファリングされる。ページ・レジスタ
は、56×256ビットのアドレス(すなわち14K
b)として構成される。ページ・レジスタ60、62、
64及び66への及びそれらからのデータは、ドライバ
72またはバッファ74から、56ビット・バス70上
に転送される。バッファ74はデータを56ビット・バ
ス70から8:1マルチプレクサ(MUX)76に受け
渡し、次にマルチプレクサ76がデータをチップ外のD
Q0乃至DQ7I/Oピン78に受け渡す。56ビット
・バス70は8ビットの7つのバーストを可能にする。
【0019】同様に、I/Oピン78からのデータ入力
は1:8デマルチプレクサ(DEMUX)80により受
信され、制御論理82の制御の下でドライバ72により
56ビット・バス70に渡される。レジスタ63はFR
AMへの高速書込みを実行する。制御論理82は内部論
理機能及びRAM素子のアドレス指定を制御する。次の
列アドレス及びコマンドが順次、8連続クロック・サイ
クルの間に1度に1ビットずつ全ページが読出されるま
で、アドレス・ピン86及びコマンド・ピン87に走査
入力される。
は1:8デマルチプレクサ(DEMUX)80により受
信され、制御論理82の制御の下でドライバ72により
56ビット・バス70に渡される。レジスタ63はFR
AMへの高速書込みを実行する。制御論理82は内部論
理機能及びRAM素子のアドレス指定を制御する。次の
列アドレス及びコマンドが順次、8連続クロック・サイ
クルの間に1度に1ビットずつ全ページが読出されるま
で、アドレス・ピン86及びコマンド・ピン87に走査
入力される。
【0020】本発明によれば、各FRAM51、53、
55及び57がワード・デコーダ58を介して、その対
応するDRAM50、52、54または56に接続され
る。FRAM51、53、55及び57は、8ビット読
出しバス71を介して、高速読出しレジスタ61に読出
し、また8ビット書込みバス73を介して、高速書込み
レジスタ63に書込むことにより、56ビット・バス7
0及び書込み操作におけるドライバ72または読出し操
作におけるバッファ74を含む、正規の内部バス・プロ
トコルをバイパスする。高速読出しレジスタ61はマル
チプレクサ76に直結され、高速書込みレジスタ63は
デマルチプレクサ80に直結され、これらのマルチプレ
クサ及びデマルチプレクサがチップI/Oピン78に接
続される。
55及び57がワード・デコーダ58を介して、その対
応するDRAM50、52、54または56に接続され
る。FRAM51、53、55及び57は、8ビット読
出しバス71を介して、高速読出しレジスタ61に読出
し、また8ビット書込みバス73を介して、高速書込み
レジスタ63に書込むことにより、56ビット・バス7
0及び書込み操作におけるドライバ72または読出し操
作におけるバッファ74を含む、正規の内部バス・プロ
トコルをバイパスする。高速読出しレジスタ61はマル
チプレクサ76に直結され、高速書込みレジスタ63は
デマルチプレクサ80に直結され、これらのマルチプレ
クサ及びデマルチプレクサがチップI/Oピン78に接
続される。
【0021】選択ページの最初のアクセスのための読出
しアクセスの間、毎8バイトのグループからの最初のま
たは初期の8ビットのデータ(バイト0、バイト8、バ
イト16、...)が、高速FRAM51、53、55
及び57から、高速読出しレジスタ61に、そして即時
マルチプレクサ76を介して、素子のI/Oピンに転送
される。初期データにより待ち時間が改善される。なぜ
なら、この初期データが読出される間に、低速のDRA
M50、52、54及び56からの後続のアクセスが開
始され、初期データに続きシステム・クロックによりI
/Oピン78にストローブされ続けるからである。
しアクセスの間、毎8バイトのグループからの最初のま
たは初期の8ビットのデータ(バイト0、バイト8、バ
イト16、...)が、高速FRAM51、53、55
及び57から、高速読出しレジスタ61に、そして即時
マルチプレクサ76を介して、素子のI/Oピンに転送
される。初期データにより待ち時間が改善される。なぜ
なら、この初期データが読出される間に、低速のDRA
M50、52、54及び56からの後続のアクセスが開
始され、初期データに続きシステム・クロックによりI
/Oピン78にストローブされ続けるからである。
【0022】同様に、書込み操作では最初にチップI/
Oピン78に入力される毎8バイトのグループからの最
初のまたは初期の8ビットのデータ(バイト0、バイト
8、バイト16、...)が、即時デマルチプレクサ8
0から高速書込みレジスタ63を介してFRAM51、
53、55及び57に書込まれる。それによりドライバ
72のバイパスを含む、正規の内部バス・プロトコル7
0がバイパスされ書込み性能を改善する。
Oピン78に入力される毎8バイトのグループからの最
初のまたは初期の8ビットのデータ(バイト0、バイト
8、バイト16、...)が、即時デマルチプレクサ8
0から高速書込みレジスタ63を介してFRAM51、
53、55及び57に書込まれる。それによりドライバ
72のバイパスを含む、正規の内部バス・プロトコル7
0がバイパスされ書込み性能を改善する。
【0023】更に本発明の別の利点は、本発明は低待ち
時間アプリケーション以外に単に高速ページ・レジスタ
61及び63のクロッキングを調整することにより、'
業界標準'または従来のアプリケーションにおいても使
用され得ることである。クロック・モードはモード・レ
ジスタ84を介して選択可能である。従来モードでは、
高速レジスタ61及び63のクロック・スピードが低減
され、本発明のメモリ・ページ・レジスタ素子が、図1
に示される回路のスピードをエミュレートするように低
速化される。その結果、長い待ち時間と互換のアプリケ
ーションにも順応することができる。
時間アプリケーション以外に単に高速ページ・レジスタ
61及び63のクロッキングを調整することにより、'
業界標準'または従来のアプリケーションにおいても使
用され得ることである。クロック・モードはモード・レ
ジスタ84を介して選択可能である。従来モードでは、
高速レジスタ61及び63のクロック・スピードが低減
され、本発明のメモリ・ページ・レジスタ素子が、図1
に示される回路のスピードをエミュレートするように低
速化される。その結果、長い待ち時間と互換のアプリケ
ーションにも順応することができる。
【0024】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【0025】(1)第1の高速メモリ部分と第2のメモ
リ部分とを含み、前記第1の高速メモリ部分が前記第2
のメモリ部分よりも高速であり、初期データを記憶す
る、少なくとも1つのメモリ・バンクと、前記第2のメ
モリ部分をバス・プロトコルに接続する少なくとも1つ
のページ・レジスタと、前記少なくとも1つのメモリ・
バンクから出力される読出しデータをマルチプレクス
し、前記少なくとも1つのメモリ・バンクに書込まれる
データをデマルチプレクスするマルチプレクサ手段と、
前記第1の高速メモリ部分を前記マルチプレクサ手段に
接続する少なくとも1つの高速ページ・レジスタとを含
み、前記初期データが前記バス・プロトコルをバイパス
して、前記第1の高速メモリ部分と前記マルチプレクサ
手段との間で転送される、ランダム・アクセス・メモリ
(RAM)素子。 (2)複数のメモリ・バンクを含む、前記(1)記載の
ランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (3)前記少なくとも1つのメモリ・バンクが、前記第
1の高速メモリ部分と前記第2のメモリ部分とを接続す
るワード・デコーダを含む、前記(1)記載のランダム
・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (4)前記マルチプレクサ手段が、前記少なくとも1つ
のメモリ・バンクに書込まれるデータをデマルチプレク
スするデマルチプレクサと、前記少なくとも1つのメモ
リ・バンクから読出されるデータをマルチプレクスする
マルチプレクサとを含む、前記(1)記載のランダム・
アクセス・メモリ(RAM)素子。 (5)前記バス・プロトコルが、データを前記少なくと
も1つのページ・レジスタに及び該ページ・レジスタか
ら転送するバスと、前記バスと前記マルチプレクサとの
間で読出しデータをバッファリングするバッファと、前
記デマルチプレクサから前記バスへ書込みデータを駆動
するドライバとを含む、前記(1)記載のランダム・ア
クセス・メモリ(RAM)素子。 (6)前記少なくとも1つの高速ページ・レジスタのス
ピードを制御する手段を含む、前記(1)記載のランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (7)前記第1の高速メモリ部分が高速ランダム・アク
セス・メモリを含み、前記第2のメモリ部分が低速ラン
ダム・アクセス・メモリを含む、前記(1)記載のラン
ダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (8)前記第1の高速メモリ部分が前記第2のメモリ部
分よりも小さい、前記(1)記載のランダム・アクセス
・メモリ(RAM)素子。 (9)前記第1の高速メモリ部分が、スタティックRA
M(SRAM)、デュアル・ポートRAMまたはフラッ
シュRAMのいずれかを含む、前記(1)記載のランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (10)データの初期ビットを記憶する第2の高速のR
AM素子に接続され、前記データの後続ビットを記憶す
る複数の第1のRAM素子と、データ入出力ポートとバ
ス・プロトコルの間に接続されるマルチプレクサ手段
と、前記バス・プロトコルと前記複数の第1のRAM素
子との間に接続される、複数の第1のページ・レジスタ
と、前記第2の高速のRAM素子と前記マルチプレクサ
手段との間に接続され、前記バス・プロトコルをバイパ
スする高速ページ・レジスタとを含み、前記初期データ
が前記入出力ポートと前記第2の高速のRAM素子との
間で転送され、待ち時間を低減する、ランダム・アクセ
ス・メモリ(RAM)素子。 (11)前記高速ページ・レジスタが高速読出しレジス
タ及び高速書込みレジスタを含む、前記(10)記載の
ランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (12)前記高速読出しレジスタ及び前記高速書込みレ
ジスタのスピードを調整することにより、前記初期デー
タの待ち時間を制御する手段を含む、前記(11)記載
のランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (13)前記マルチプレクサ手段が、前記RAM素子に
書込まれるデータをデマルチプレクスするデマルチプレ
クサと、前記RAM素子から読出されるデータをマルチ
プレクスするマルチプレクサとを含む、前記(10)記
載のランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (14)前記バス・プロトコルが、データを前記複数の
第1のページ・レジスタに及び該ページ・レジスタから
転送するバスと、前記バスと前記マルチプレクサとの間
で読出しデータをバッファリングするバッファと、前記
デマルチプレクサから前記バスへ書込みデータを駆動す
るドライバとを含む、前記(10)記載のランダム・ア
クセス・メモリ(RAM)素子。 (15)前記高速のRAM素子が、スタティックRAM
(SRAM)、デュアル・ポートRAMまたはフラッシ
ュRAMのいずれかを含む、前記(10)記載のランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (16)第1のセグメントが第2のセグメントよりも高
速な2つのセグメントに分割され、前記第1の高速なセ
グメントが各データ・バーストの最初のデータ・ビット
を処理するように作用する、ランダム・アクセス・メモ
リ(RAM)素子を含む、高速メモリ・システム。 (17)前記第1の高速なセグメントが、前記第2のセ
グメントのサイズの8分の1のサイズを有し、毎64デ
ータ・ビット・バーストの最初の8データ・ビットを処
理するように作用する、前記(16)記載の高速メモリ
・システム。
リ部分とを含み、前記第1の高速メモリ部分が前記第2
のメモリ部分よりも高速であり、初期データを記憶す
る、少なくとも1つのメモリ・バンクと、前記第2のメ
モリ部分をバス・プロトコルに接続する少なくとも1つ
のページ・レジスタと、前記少なくとも1つのメモリ・
バンクから出力される読出しデータをマルチプレクス
し、前記少なくとも1つのメモリ・バンクに書込まれる
データをデマルチプレクスするマルチプレクサ手段と、
前記第1の高速メモリ部分を前記マルチプレクサ手段に
接続する少なくとも1つの高速ページ・レジスタとを含
み、前記初期データが前記バス・プロトコルをバイパス
して、前記第1の高速メモリ部分と前記マルチプレクサ
手段との間で転送される、ランダム・アクセス・メモリ
(RAM)素子。 (2)複数のメモリ・バンクを含む、前記(1)記載の
ランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (3)前記少なくとも1つのメモリ・バンクが、前記第
1の高速メモリ部分と前記第2のメモリ部分とを接続す
るワード・デコーダを含む、前記(1)記載のランダム
・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (4)前記マルチプレクサ手段が、前記少なくとも1つ
のメモリ・バンクに書込まれるデータをデマルチプレク
スするデマルチプレクサと、前記少なくとも1つのメモ
リ・バンクから読出されるデータをマルチプレクスする
マルチプレクサとを含む、前記(1)記載のランダム・
アクセス・メモリ(RAM)素子。 (5)前記バス・プロトコルが、データを前記少なくと
も1つのページ・レジスタに及び該ページ・レジスタか
ら転送するバスと、前記バスと前記マルチプレクサとの
間で読出しデータをバッファリングするバッファと、前
記デマルチプレクサから前記バスへ書込みデータを駆動
するドライバとを含む、前記(1)記載のランダム・ア
クセス・メモリ(RAM)素子。 (6)前記少なくとも1つの高速ページ・レジスタのス
ピードを制御する手段を含む、前記(1)記載のランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (7)前記第1の高速メモリ部分が高速ランダム・アク
セス・メモリを含み、前記第2のメモリ部分が低速ラン
ダム・アクセス・メモリを含む、前記(1)記載のラン
ダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (8)前記第1の高速メモリ部分が前記第2のメモリ部
分よりも小さい、前記(1)記載のランダム・アクセス
・メモリ(RAM)素子。 (9)前記第1の高速メモリ部分が、スタティックRA
M(SRAM)、デュアル・ポートRAMまたはフラッ
シュRAMのいずれかを含む、前記(1)記載のランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (10)データの初期ビットを記憶する第2の高速のR
AM素子に接続され、前記データの後続ビットを記憶す
る複数の第1のRAM素子と、データ入出力ポートとバ
ス・プロトコルの間に接続されるマルチプレクサ手段
と、前記バス・プロトコルと前記複数の第1のRAM素
子との間に接続される、複数の第1のページ・レジスタ
と、前記第2の高速のRAM素子と前記マルチプレクサ
手段との間に接続され、前記バス・プロトコルをバイパ
スする高速ページ・レジスタとを含み、前記初期データ
が前記入出力ポートと前記第2の高速のRAM素子との
間で転送され、待ち時間を低減する、ランダム・アクセ
ス・メモリ(RAM)素子。 (11)前記高速ページ・レジスタが高速読出しレジス
タ及び高速書込みレジスタを含む、前記(10)記載の
ランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (12)前記高速読出しレジスタ及び前記高速書込みレ
ジスタのスピードを調整することにより、前記初期デー
タの待ち時間を制御する手段を含む、前記(11)記載
のランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (13)前記マルチプレクサ手段が、前記RAM素子に
書込まれるデータをデマルチプレクスするデマルチプレ
クサと、前記RAM素子から読出されるデータをマルチ
プレクスするマルチプレクサとを含む、前記(10)記
載のランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (14)前記バス・プロトコルが、データを前記複数の
第1のページ・レジスタに及び該ページ・レジスタから
転送するバスと、前記バスと前記マルチプレクサとの間
で読出しデータをバッファリングするバッファと、前記
デマルチプレクサから前記バスへ書込みデータを駆動す
るドライバとを含む、前記(10)記載のランダム・ア
クセス・メモリ(RAM)素子。 (15)前記高速のRAM素子が、スタティックRAM
(SRAM)、デュアル・ポートRAMまたはフラッシ
ュRAMのいずれかを含む、前記(10)記載のランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 (16)第1のセグメントが第2のセグメントよりも高
速な2つのセグメントに分割され、前記第1の高速なセ
グメントが各データ・バーストの最初のデータ・ビット
を処理するように作用する、ランダム・アクセス・メモ
リ(RAM)素子を含む、高速メモリ・システム。 (17)前記第1の高速なセグメントが、前記第2のセ
グメントのサイズの8分の1のサイズを有し、毎64デ
ータ・ビット・バーストの最初の8データ・ビットを処
理するように作用する、前記(16)記載の高速メモリ
・システム。
【図1】アドレス指定可能DRAMメモリ・バンクを含
む従来の関連高速I/O DRAMメモリ・ページ・レ
ジスタ素子のブロック図である。
む従来の関連高速I/O DRAMメモリ・ページ・レ
ジスタ素子のブロック図である。
【図2】ページ・ヒット待ち時間が低減される本発明に
よるページ・レジスタ素子のブロック図である。
よるページ・レジスタ素子のブロック図である。
10、12、14、16 サブアレイ 20、22、24、26、60、62、64、66 ペ
ージ・レジスタ 32、72 ドライバ 34、74 バッファ 36、76 マルチプレクサ 38、78 I/Oピン 40、80 デマルチプレクサ 42、82 制御論理 44 データ・マスク・レジスタ 46、86 アドレス・ピン 47、87 コマンド・ピン 58 ワード・デコーダ 61 高速読出しレジスタ 63 高速書込みレジスタ 70 バス・プロトコル 84 モード・レジスタ
ージ・レジスタ 32、72 ドライバ 34、74 バッファ 36、76 マルチプレクサ 38、78 I/Oピン 40、80 デマルチプレクサ 42、82 制御論理 44 データ・マスク・レジスタ 46、86 アドレス・ピン 47、87 コマンド・ピン 58 ワード・デコーダ 61 高速読出しレジスタ 63 高速書込みレジスタ 70 バス・プロトコル 84 モード・レジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・アール・フォシェール アメリカ合衆国05403D、バーモント州サ ウス・バーリントン、ウィンディング・ブ ルック・ドライブ 44 (72)発明者 エリック・エル・ヘッドバーグ アメリカ合衆国05452、バーモント州エセ ックス・ジャンクション、ラング・ドライ ブ 20 (72)発明者 マーク・ダブリュ・ケロッグ アメリカ合衆国05452、バーモント州エセ ックス・ジャンクション、コーデュロイ・ ロード 29 (72)発明者 ウィルバー・ディ・プライサー アメリカ合衆国05445、バーモント州シャ ーロット、スペア・ストリート 5524
Claims (17)
- 【請求項1】第1の高速メモリ部分と第2のメモリ部分
とを含み、前記第1の高速メモリ部分が前記第2のメモ
リ部分よりも高速であり、初期データを記憶する、少な
くとも1つのメモリ・バンクと、 前記第2のメモリ部分をバス・プロトコルに接続する少
なくとも1つのページ・レジスタと、 前記少なくとも1つのメモリ・バンクから出力される読
出しデータをマルチプレクスし、前記少なくとも1つの
メモリ・バンクに書込まれるデータをデマルチプレクス
するマルチプレクサ手段と、 前記第1の高速メモリ部分を前記マルチプレクサ手段に
接続する少なくとも1つの高速ページ・レジスタとを含
み、前記初期データが前記バス・プロトコルをバイパス
して、前記第1の高速メモリ部分と前記マルチプレクサ
手段との間で転送される、ランダム・アクセス・メモリ
(RAM)素子。 - 【請求項2】複数のメモリ・バンクを含む、請求項1記
載のランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項3】前記少なくとも1つのメモリ・バンクが、
前記第1の高速メモリ部分と前記第2のメモリ部分とを
接続するワード・デコーダを含む、請求項1記載のラン
ダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項4】前記マルチプレクサ手段が、 前記少なくとも1つのメモリ・バンクに書込まれるデー
タをデマルチプレクスするデマルチプレクサと、 前記少なくとも1つのメモリ・バンクから読出されるデ
ータをマルチプレクスするマルチプレクサとを含む、請
求項1記載のランダム・アクセス・メモリ(RAM)素
子。 - 【請求項5】前記バス・プロトコルが、 データを前記少なくとも1つのページ・レジスタに及び
該ページ・レジスタから転送するバスと、 前記バスと前記マルチプレクサとの間で読出しデータを
バッファリングするバッファと、 前記デマルチプレクサから前記バスへ書込みデータを駆
動するドライバとを含む、請求項1記載のランダム・ア
クセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項6】前記少なくとも1つの高速ページ・レジス
タのスピードを制御する手段を含む、請求項1記載のラ
ンダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項7】前記第1の高速メモリ部分が高速ランダム
・アクセス・メモリを含み、前記第2のメモリ部分が低
速ランダム・アクセス・メモリを含む、請求項1記載の
ランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項8】前記第1の高速メモリ部分が前記第2のメ
モリ部分よりも小さい、請求項1記載のランダム・アク
セス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項9】前記第1の高速メモリ部分が、スタティッ
クRAM(SRAM)、デュアル・ポートRAMまたは
フラッシュRAMのいずれかを含む、請求項1記載のラ
ンダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項10】データの初期ビットを記憶する第2の高
速のRAM素子に接続され、前記データの後続ビットを
記憶する複数の第1のRAM素子と、 データ入出力ポートとバス・プロトコルの間に接続され
るマルチプレクサ手段と、 前記バス・プロトコルと前記複数の第1のRAM素子と
の間に接続される、複数の第1のページ・レジスタと、 前記第2の高速のRAM素子と前記マルチプレクサ手段
との間に接続され、前記バス・プロトコルをバイパスす
る高速ページ・レジスタとを含み、前記初期データが前
記入出力ポートと前記第2の高速のRAM素子との間で
転送され、待ち時間を低減する、ランダム・アクセス・
メモリ(RAM)素子。 - 【請求項11】前記高速ページ・レジスタが高速読出し
レジスタ及び高速書込みレジスタを含む、請求項10記
載のランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項12】前記高速読出しレジスタ及び前記高速書
込みレジスタのスピードを調整することにより、前記初
期データの待ち時間を制御する手段を含む、請求項11
記載のランダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項13】前記マルチプレクサ手段が、 前記RAM素子に書込まれるデータをデマルチプレクス
するデマルチプレクサと、 前記RAM素子から読出されるデータをマルチプレクス
するマルチプレクサとを含む、請求項10記載のランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項14】前記バス・プロトコルが、 データを前記複数の第1のページ・レジスタに及び該ペ
ージ・レジスタから転送するバスと、 前記バスと前記マルチプレクサとの間で読出しデータを
バッファリングするバッファと、 前記デマルチプレクサから前記バスへ書込みデータを駆
動するドライバとを含む、請求項10記載のランダム・
アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項15】前記高速のRAM素子が、スタティック
RAM(SRAM)、デュアル・ポートRAMまたはフ
ラッシュRAMのいずれかを含む、請求項10記載のラ
ンダム・アクセス・メモリ(RAM)素子。 - 【請求項16】第1のセグメントが第2のセグメントよ
りも高速な2つのセグメントに分割され、前記第1の高
速なセグメントが各データ・バーストの最初のデータ・
ビットを処理するように作用する、ランダム・アクセス
・メモリ(RAM)素子を含む、高速メモリ・システ
ム。 - 【請求項17】前記第1の高速なセグメントが、前記第
2のセグメントのサイズの8分の1のサイズを有し、毎
64データ・ビット・バーストの最初の8データ・ビッ
トを処理するように作用する、請求項16記載の高速メ
モリ・システム。
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