JPH11328007A - 連続ペ―ジ・モ―ドを有するメモリ・コントロ―ラおよびその方法 - Google Patents
連続ペ―ジ・モ―ドを有するメモリ・コントロ―ラおよびその方法Info
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- JPH11328007A JPH11328007A JP11013762A JP1376299A JPH11328007A JP H11328007 A JPH11328007 A JP H11328007A JP 11013762 A JP11013762 A JP 11013762A JP 1376299 A JP1376299 A JP 1376299A JP H11328007 A JPH11328007 A JP H11328007A
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Abstract
ドに対応するメモリ・コントローラ(42)を提供す
る。 【解決手段】 メモリ・コントローラ(42)は、パイ
プライン内部バスに結合され、制御信号を外部バスに供
給することにより、ダイナミック・ランダム・アクセス
・メモリ(43)のようなメモリを制御する。メモリ・
コントローラは、次のアドレスのページ部分を現アドレ
スのページ部分と比較する。これらのアドレスが一致し
た場合、メモリ・コントローラは次のサイクルのために
ページを開いたまま保持する。しかしながら、アドレス
が一致しない場合、または第1アクセスの間のこの同じ
時点において次のアドレスが有効でない場合、メモリ・
コントローラは、第1サイクルの間にページを閉じる。
メモリ・コントローラは、ページを閉じるときに不利を
招くことなく、連続ページ・モードを実行する。
Description
・システムに関し、更に特定すれば、メモリ・コントロ
ーラに関するものである。
よって用いられている、比較的標準的な1組の制御信号
によってアクセスされている。例えば、ダイナミック・
アクセス・メモリ(DRAM)は、従来より、行アドレ
ス・ストローブ(RAS)信号,列アドレス・ストロー
ブ(CAS)信号,およびライト・イネーブル(WE)
信号によってアクセスされている。これらの信号は、メ
モリ上の内部回路のタイミングを制御するために用いら
れ、メモリは通常他のシステム・クロック信号のいずれ
に対しても非同期で動作していた。最近になって、同期
DRAMも普及しつつある。
Mアクセスを開始する際に、行アドレスをDRAMに供
給し、RASを活性化する。DRAMが行アドレスをラ
ッチした後、メモリ・コントローラは列アドレスをDR
AMに供給し、CASを活性化する。一旦DRAMが列
アドレスをラッチしたなら、必要に応じて、データをデ
ータ・バスに供給するか、あるいはデータ・バス上にあ
るデータをラッチする。サイクルを終了するには、メモ
リ・コントローラはRASおよびCAS双方を不活性化
する。RASの不活性化に応答して、DRAMは全ての
行をプリチャージし、他の行に対する後続のアクセスに
備える。
のタイミングには、2種類の重要な形式(variation)が
ある。第1の形式は、バースト・ページ・モードとして
知られている。バースト・ページ・モード・アクセスの
間、メモリ・コントローラは、1群の関連するDRAM
へのアクセスの最初のアドレスを供給することによっ
て、アクセスを開始する。例えば、アドレスは、最初の
アドレスの後、連続するアドレスとすることが可能であ
り、あるいは予め定義されたように順序付けることも可
能である。例えば、アドレスは、米国特許番号第4,7
99,199号に開示されているように、最初のアドレ
ス周囲にクラスタ化されたモジュロm(clustered modul
o m)としてもよい。DRAMは、選択した行に対応する
ワード・ラインを活性化することによって、バースト・
アクセスを開始する。選択した行に沿って多数のデータ
列が位置するので、バーストにおける後続のアクセス
は、行の選択を解除することなく進められる。したがっ
て、メモリ・コントローラは、バースト・サイクルの間
RASをアクティブのまま保持し、異なる列を選択する
場合にのみCASを不活性化する。DRAMは、バース
ト・ページ・モード・アクセスの方が、対応する数の非
バースト・アクセスよりも高速に実行することができ
る。何故なら、同一行アドレスのデコードの不要な繰り
返しを行わないからである。しかしながら、バースト・
ページ・モードは、同一行に対する2回以上のアクセス
が、所定の順序でない場合には、これを許可しない。
として知られているものである。フル・ページ・モード
・システムでは、後続のアドレスを以前のアドレスと比
較し、後続のアクセスが、ページとしても知られてい
る、同じ行に対するものであるか否かについて判定を行
う。後続のアドレスが同じページに対するものである場
合、メモリ・コントローラは、同じ行アドレスをDRA
Mに供給しRASを活性化することによる冗長な行選択
を行う必要はない。したがって、メモリ・コントローラ
はRASをアクティブのまま保持し、同じ行に対する後
続のアクセスのための行アドレス選択サイクルを全て回
避する。しかしながら、比較を行うためには、フル・ペ
ージ・モードを実施するメモリ・コントローラは、第2
のアドレスが得られアドレス比較が完了するまで、RA
Sを不活性化することによりDRAMのプリチャージを
開始することができない。フル・ページ・アクセスのた
めに追加のプリチャージ時間が必要となるので、任意の
順序で同じ行のアドレスにアクセスするという利点が相
殺されることになる。フル・ページ・モードには他に
も、これが拡張データ出力(EDO:extended data ou
t)メモリでは動作しないという欠点がある。EDOメ
モリは、CASを不活性化した後、延長した期間にわた
って、データ出力ピン上のデータを有効に保持する。フ
ル・ページ・モード・メモリは、RASを不活性化すべ
きか否かについて判定するためには、後続のアドレスが
有効でなければならないので、次のサイクルが開始して
しまい、データ・バス上でコンテンションが発生する虞
れもあり得る。
ージ・アクセスを可能とするが、プリチャージの不利を
なくし、最小の回路面積で済むダイナミック・メモリ用
コントローラが必要とされている。本発明は、かかるメ
モリ・コントローラおよびそれに関連する方法を提供す
るものであり、その特徴および利点について、図面およ
び以下の詳細な説明を参照しながら更に説明する。
連付けた以下の詳細な説明から一層明確に理解されよ
う。尚、図面において、同様の参照番号は、同様のおよ
び対応する部分を示すものとする。
ローラは、連続ページ・モードとして知られるメモリ・
アクセス・モードを有する。メモリ・コントローラは、
パイプライン・バス(pipelined bus)に結合するように
構成されており、この場合、第2の後続のアクセスに対
するアドレスが、第1のアクセスのためのデータ転送の
前に、バス上に現れる。メモリ・コントローラは、第1
アドレスをセーブし、それを第2アドレスと比較する。
第2アドレスのページ・アドレス部分が第1アドレスの
ページ・アドレス部分と一致した場合、メモリ・コント
ローラは、ページを開いたまま保持し、第1および第2
サイクル間のプリチャージを開始しない。第2アドレス
のページ・アドレス部分が第1アドレスのページ・アド
レス部分と一致しない場合、または第2アドレスがまだ
供給されていない場合、メモリ・コントローラは、第1
サイクルの間にプリチャージを開始することによってペ
ージを閉じ、従来のフル・ページ・モードに伴うプリチ
ャージの不利を回避する。
することによって理解されよう。図1は、本発明による
メモリ・コントローラ42を有するデータ処理システム
40を、ブロック図で示す。データ処理システム40
は、概略的に、プロセッサ41,メモリ・コントローラ
42,およびダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ(DRAM)43を含む。ここではDRAMに関連し
て開示するが、本発明は同期(シンクロナス)DRAM
(SDRAM)にも等しく適用可能であることは認めら
れよう。プロセッサ41は、対応する内部バスを通じて
「CONTROL」と名付けた制御信号を導通させる双
方向制御端子,対応する内部バスを通じて「ADDRE
SS」と名付けた信号を導通させるアドレス出力端子,
および「DATA」と名付けた信号を導通させる双方向
データ端子を有する。
ット・ロジック44,アドレス比較器即ちアドレス比較
回路45,アドレス・マルチプレクサ46,制御レジス
タ47,および制御部分即ち状態機械56を含む。ペー
ジ・ヒット・ロジック44は、ADDRESSバスに結
合された第1入力端子,CONTROLバスに結合され
た第2入力端子,および「PAGE HIT」と名付け
た信号を供給する出力端子を含む。アドレス比較回路4
5は、ADDRESSの一部を受信する入力端子,およ
び「DRAM HIT」と名付けた信号を供給する出力
端子を有する。図示の実施例では、プロセッサ41は、
32ビット・アドレスA31−A0を出力し、アドレス比
較回路45は、「A31−AN+1」と名付けた、これらの
アドレス信号の部分を受信する。アドレス比較回路45
は、アドレス信号A31−AN+1を受信する入力端子,お
よび「DRAM HIT」と名付けた信号を供給する出
力端子を有する。アドレス・マルチプレクサ46は、ア
ドレス信号AN−A0を受信する入力端子,制御入力端
子,およびM個のアドレス信号を供給する出力端子を有
する。DRAM43は、下位アドレス・ビットにではな
く、代わりに、M個の上位アドレス・ビット上にマップ
される。制御レジスタ47は、双方向制御端子,および
DATAバスに接続された双方向端子を有する。状態機
械56は、プロセッサ41の制御端子に接続されCON
TROL信号を導通させる双方向制御端子,制御レジス
タ47の制御端子に接続された双方向制御端子,DRA
M HIT信号を受信する入力端子,ならびにRAS,
CAS,およびWE制御信号をアクティブな論理ロー形
態で供給する出力端子を有する。DRAM43は、アク
ティブな論理ロー形態のRAS,CAS,およびWE信
号を受信する制御入力端子,およびプロセッサ41のデ
ータ端子に接続された双方向データ端子を有する。
N・・・A9」と名付けたM個の上位アドレス・ビットに
マップされる。尚、Mアドレス・ビットは連続である必
要はないことを注記しておく。DRAM43は、アドレ
ス・バスにまず行アドレスを供給しなければならないの
で、メモリ・コントローラ42は、多重化機能を実行す
ることなく、このアドレスを直接バスに供給可能となっ
ている。一方多重化機能を実行する場合、アドレス比較
回路45がDRAM HIT信号を出力するまでは、こ
れを開始することができないため、現メモリ・サイクル
が長引くことになる。
2は、連続ページ・モードとして知られる新しいモード
において、プリチャージの不利を伴うことなく、フル・
ページ・アクセスを実行可能である。プロセッサ41
は、パイプライン・プロセッサであり、以前のアクセス
のデータを転送する前に、次のアクセスのアドレスを供
給することによって、連続するメモリ・アドレスをパイ
プライン化することができる。ページ・ヒット・ロジッ
ク44は、DRAM43内の1ページをアドレスする、
ADDRESSの部分を受信する入力を有する。この部
分は、DRAM43内の1ページに配されるバイト数を
考慮することにより、全てのアドレス・ビット未満とな
る。また、ページ・ヒット・ロジック44は、プロセッ
サ41が供給するCONTROL信号のいくつかを受信
する入力も有する。これらの制御信号には、転送が開始
したことを示す少なくとも1つの制御信号,および第1
アドレスに続く次のアドレスが有効であることを示す他
の制御信号が含まれる。ページ・ヒット・ロジック44
は、同じページに対する1対のパイプライン・アドレス
の次のアドレスに応答して、PAGE HIT信号を活
性化する。
よびその他のCONTROL信号を用いて、次のパイプ
ライン・アクセスが同じページに対するものであるか否
かについて判定し、他の行アドレス・サイクルを予測し
て、DRAM43をプリチャージすべきか否かについて
早めの判断を行う。状態機械56は、第1メモリ・アク
セスの間、次のサイクルのパイプライン・アドレスが有
効となる時点において、PAGE HIT信号をサンプ
ルする。この時点においてPAGE HITがアクティ
ブであり、次のアドレスが有効である場合、状態機械5
6はRASをアクティブのまま保持する。この時点にお
いてPAGEHITがインアクティブであるか、あるい
は次のアドレスが有効でない場合、状態機械56は(伝
搬遅延の後)直ちにRASを不活性化する。このように
パイプライン・アドレスに応答して直ちに不活性化する
ことにより、プリチャージを早めに開始し、フル・ペー
ジ・モードのプリチャージの不利を回避することが可能
となる。
小の回路によって、連続ページ・モードを実施する。こ
の利点は、図2を参照すると一層明白となろう。図2
は、図1のページ・ヒット・ロジック44をブロック図
で示す。ページ・ヒット・ロジック44は、ページ保持
レジスタ60およびページ・ヒット比較ブロック62を
含む。ページ保持レジスタ60は、ADDRESSバス
に接続された第1入力を含み、DRAM43のページを
エンコードする、ADDRESSの部分を受信する。ペ
ージ保持レジスタは、CONTROLバスに接続され、
適切な時点においてADDRESSのページ部分をラッ
チするために必要なCONTROL信号の部分を受信す
る第2入力を含む。好ましくは、これらのCONTRO
L信号は、転送の開始を示す信号を含む。また、ページ
保持レジスタ60は、ADDRESSのラッチされた部
分を供給する出力も有する。
ジ保持レジスタ60の出力に接続された第1入力,AD
DRESSバスのページ部分に接続された第2入力,お
よびPAGE HIT信号を供給する出力を有する。ペ
ージ・ヒット比較ブロック62は、ページ保持レジスタ
60内に格納されている値がADDRESSのページ部
分と一致する場合、PAGE HIT信号を活性化す
る。尚、ページ・ヒット比較ブロック62は、それが比
較を行うときを判定する制御入力も含むことにより、比
較が無意味な時間期間では電力消費を回避できることを
注記しておく。
M43がいくつのバンクに分割されるかには無関係に、
単一のページ保持レジスタおよび比較回路のみがあれば
よいことを注記しておく。したがって、メモリ・コント
ローラ42は、最小量の追加回路のみで、連続ページ・
モードを実施する。
作を理解する際に有用なタイミング図を示す。尚、本発
明は同期DRAMおよび非同期DRAM双方に適用可能
であるが、ここでは非同期(アシンクロナス)DRAM
に関して示すことを注記しておく。しかしながら、図3
は、マスタ・クロック信号(CLOCK)を示し、これ
を用いてメモリ・コントローラ42を制御可能であり、
しかも基準としても有用である。また、図3は、メモリ
・コントローラ42が早めにRASを不活性化すること
ができる、2つの場合を示す。第1の場合は、「INT
ERNAL ADDRESS1」と名付けた信号によっ
て示されている。「BUS CYCLE1」と名付けた
第1バス・サイクルの間、INTERNAL ADDR
ESS1は、R1C1と名付けた値を有し、ここでR1
は行アドレス部分を表し、C1は列アドレス部分を表
す。メモリ・コントローラ42は、アドレスR1を外部
アドレスとして供給し、RASを不活性化することによ
って、BUS CYCLE1を実行する。続いて、IN
TERNAL ADDRESS1は、第1アクセスとパ
イプライン化された第2アクセスに対する第2アドレス
を導通させる。この値は、アドレスR2C2として示さ
れている。この場合、R2=R1であり、したがって、
ページ・ヒット・ロジック44はPAGE HIT信号
を活性化する。信号AS(アドレス・ストローブ)は、
外部バス・サイクルの開始を示す。PAGE HIT信
号の活性化に応答して、状態機械56は、RASをアク
ティブのまま保持するが、アドレスR1C1における第
1データ・エレメントの転送の後、CASを不活性化す
る。
続の値は、第2バス・サイクルの間に得られ、これをR
3C3で示す。この場合、R3≠R2であり、ページ・
ヒット・ロジック44は、BUS CYCLE2の間イ
ンアクティブとなる。状態機械がBUS CYCLE2
の間にPAGE HITをサンプルし、それがインアク
ティブであることを発見すると、RASおよびCAS双
方を不活性化することにより、ページ・モード・アクセ
スを終了する。しかしながら、本発明によれば、状態機
械56は、バス・サイクル2のほぼ中間において、早め
にRASを不活性化する。このようにRASを早めに不
活性化することにより、DRAM43の行は早めにプリ
チャージを開始し、遅延なく次のバス・サイクル(BU
S CYCLE3)に移行することが可能となる。ま
た、これによって、コンテンションなく、拡張データ出
力(EDO)動作も可能となる。
ESS2」で示す一連のアドレスを、ADDRESS
BUS上に導通させてもよい。INTERNAL AD
DRESS2とINTERNAL ADDRESS1と
の間の差は、状態機械56がPAGE HITをサンプ
ルする時点では、BUS CYCLE3に対するアドレ
スがバス上で有効でないことにある。メモリ・コントロ
ーラ42は、次のサイクルが同じページに対するもので
はないことを想定しており、INTERNALADDR
ESS1の場合と同様に、早めにRASプリチャージ・
サイクルを開始する。
アドレス・ストローブ信号を備えることを可能にする。
・ストローブ信号である。
内部アクセスの完了前に、パイプライン内部バスから第
2内部アクセスの第2アドレスが受信されない場合、第
1外部アクセスの間に、メモリのプリチャージを開始す
る段階を更に含む。
明について説明したが、当業者には更なる変更や改良も
想起されよう。例えば、開示したメモリ・コントローラ
は、非同期DRAMおよび同期DRAM双方に有用であ
る。更に、容量式格納に基づくメモリ以外の形式のメモ
リも使用可能である。したがって、本発明は、特許請求
の範囲に規定する本発明の範囲から逸脱しない全ての変
更を包含することは理解されよう。
ータ処理システムを示すブロック図。
ク図。
際に有用なタイミング図。
(DRAM) 44 ページ・ヒット・ロジック 45 アドレス比較回路 46 アドレス・マルチプレクサ 47 制御レジスタ 56 状態機械 60 ページ保持レジスタ 62 ページ・ヒット比較ブロック
Claims (3)
- 【請求項1】連続ページ・モードを有するメモリ・コン
トローラ(42)であって:パイプライン・バスのアド
レス部分に結合するように構成されたアドレス入力端
子;前記アドレス入力端子に結合された入力端子,アク
ティブの場合、転送の開始を示す第1制御信号を受信す
る制御入力端子,および出力端子を有するレジスタ(6
0)であって、前記第1制御信号の活性化に応答して、
前記入力端子における値を格納するレジスタ(60);
前記レジスタ(60)の前記出力端子に結合された第1
入力端子,前記パイプライン・バスの前記アドレス部分
に結合された第2入力端子,およびページ・ヒット信号
を供給する出力端子を有する比較器(62);および前
記ページ・ヒット信号を受信する第1入力端子,アクテ
ィブの場合、第1アクセスの完了前に、前記パイプライ
ン・バスの前記アドレス部分上において次のアドレスが
有効であることを示す第2制御信号を受信する第2入力
端子,および外部バスの制御部分に結合された出力端子
を有する状態機械(56)であって、少なくとも1つの
外部制御信号を活性化し、続いて前記第1アクセスの間
の前記第2制御信号の不活性化に応答して、または前記
第2制御信号がアクティブの場合に前記ページ・ヒット
信号の不活性化に応答して、前記外部バス上でプリチャ
ージを開始することによって、前記外部バス上の前記第
1アクセスを制御する状態機械(56);から成ること
を特徴とするメモリ・コントローラ(42)。 - 【請求項2】メモリ(43)にアクセスする方法であっ
て:パイプライン内部バスからの第1内部アクセスの第
1アドレスを受信する段階;少なくとも1つの外部制御
信号を活性化することによって、外部バス上の前記第1
内部アクセスに対応する第1外部アクセスを制御する段
階;ならびに前記第1外部アクセスの完了前に、前記パ
イプライン内部バスから第2内部アクセスの第2アドレ
スが受信された場合:前記第2アドレスを前記第1アド
レスと比較する段階;および前記第2アドレスが前記第
1アドレスに等しくない場合、前記第1外部アクセスの
間に前記メモリ(43)のプリチャージを開始する段
階;を実行する段階;から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項3】メモリ(43)にアクセスする方法であっ
て:パイプライン内部バスからの第1内部アクセスの第
1アドレスを受信する段階;少なくとも1つの外部制御
信号を活性化することによって、外部バス上の前記メモ
リ(43)に対する前記第1内部アクセスに対応する第
1外部アクセスを制御する段階;前記第1内部アクセス
の完了前に、選択的に前記パイプライン内部バスから第
2内部アクセスの第2アドレスを受信する段階;および
前記第1内部アクセスの前記完了前に前記パイプライン
内部バスから前記第2アドレスを受信していない場合、
前記第1外部アクセスの間に前記メモリ(43)のプリ
チャージを開始する段階;から成ることを特徴とする方
法。
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