JPS626360A - メモリ制御回路 - Google Patents

メモリ制御回路

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JPS626360A
JPS626360A JP14480085A JP14480085A JPS626360A JP S626360 A JPS626360 A JP S626360A JP 14480085 A JP14480085 A JP 14480085A JP 14480085 A JP14480085 A JP 14480085A JP S626360 A JPS626360 A JP S626360A
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JP
Japan
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memory
signal
data
dmac
cpu
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JP14480085A
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English (en)
Inventor
Norio Tanaka
紀夫 田中
Susumu Onodera
進 小野寺
Takashi Tsunehiro
隆司 常広
Kazumi Kubota
窪田 一実
Atsushi Masuko
淳 益子
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Hitachi Image Information Systems Inc
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Video Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、パーソナルコンピュータ等に用いられるCP
Uシステム(例えば、68000系システム)に係り、
特に、メモリ装置に出力されるメモリ制御信号を作成す
るためのメモリ制御回路に関するものである。
〔発明の背景〕
演算処理装置(例えば、CPU68000 )のみによ
ってアクセスされるメモリ装置に対し、そのメモリ制御
回路としては、例えば、「マイコンビ、 −II 19
84 NO12J MCd8000−/ス、F−A ノ
ff作(特にPP52〜54)、CQ出版に記載されて
いる様な回路が従来考えられていた。
第7図は、そのメモリ制御回路を示すブロック図である
第7図において、1は演算処理装置(例えば、CPU6
8000、以下、CPUと略記する)、2はメモリ(D
RAM、すなわちDynamic Random Ac
cess Memory+ )、3はプルアップされた
データストロープ信号(実際はUDSとLDSの2つの
信号であるが、まとめてDSとする。以下、DS信号と
略記することもある。)、4はCPU1を動作させるた
めのクロック信号、5はデータバスである。6はメモリ
2のアクセス時に外部回路(図示せず)から出力される
メモリアクセス信号(メモリ読み書き信号)で、具体的
には、CPU1から掛方される様々な信号(例えば、ア
ドレス信号など)によって作り出される調信号(ロウ・
アドレス・ストローブ信号)を、遅延して作り出される
。又、7はゲート回路、8は多数のメモリを接続可能に
するバッファである。9はメモリ2に入力され、CPU
1によるメモリ2へのライト時にはメモリ2のデータ取
り込み信号となり、CPU1によるメモリ2からのリー
ド時にはメモリ2のデータ取り出し信号となるメモリ制
御信号で、具体的にはCAs信号(カラム・アドレス・
ストローブ信号)を指している。又、100はプルアッ
プ用抵抗である。
以上の構成における動作の概略は、即ち、G仙がメモリ
2にアクセスをする際、メモリ制御回路(ゲート回路7
及びバッファ8から成る)が、外部回路から出力される
メモリアクセス信号6と、CPU1から出力されるDS
S信号とから、メモリ2の仕様に合りたメモリ制御信号
9を作り出し、そのメモリ制御信号9によってメモリ2
のデータの読み出し及び書き込みを制御するようになり
ている。
上記したような構成において、CPU1によるリード時
、及びライト時の要部信号のタイミングチャートをそれ
ぞれ第8図、及び第9図に示す。
これら図に8いて、クロック信号4に記したS0〜S、
は、CPU1のリードサイクル又はライトサイクルのス
テートを示すものである。又、各要部信号は七のときが
、アクティブ(論理的に真)であり、これは以下で示す
他のタイミングチャートにおいても特にことわりがない
限りは同様とする。
さて、メモリ2からCPU1がデータを取り出したいと
いう時、先ずそのリードサイクルは第8図に示す様にク
ロック信号4の80で開始される。
CPU1は、入力されるクロック信号4をカウントし、
S2のとき、度信号3を「L」にする。この後、S4に
おいて外部回路から出力されているメモリアクセス信号
6が「L」となるので、ゲート回路7及びバッファ8を
介して出力されるメモリ制御信号9がアクティブになる
。こうしてメモリ2に入力されているメモリ制御信号9
がアクティブになると、所定時間経過後メモリ2より読
み出しデータがデータバス5上に出力される(第8図に
おいては図示せず)。その出力されたデータをCPU1
が86の立下り時に読み込み、読み終った時点で■信号
3を−に戻す。それをきっかけとして、メモリ制御信号
も−となる。
この様にリード時においては、メモリ制御信号9をアク
ティブにするタイミングはメモリアクセス信号6に依存
している。
次に、メモリ2へCPU1がデータを書き込みたいとい
う時の動作である。このライトサイクルにおける動作も
第9図に示す様にクロック信号4の80で開始される。
先ず、S、において外部回路から出力されるメモリアク
セス信号3がアクティブになる。次に、CPU1は、S
、のとき、CPU1の出力するデータが確定したことを
知らせるために、データストロープ信号3をアクティブ
にする。即ち、データストロープ信号3がアクティブに
なる瞬間(「均から「L」に変化する時)には、データ
バス5上に、CPVlから出力されたデータが確定した
状態で存在している。さて、その様なデータストロープ
信号3がアクティブになった直後に、メモリ2に入力さ
れるメモリ制御信号9はアクティブになる。メモリ2は
このメモリ制御信号9のアクティブになる瞬間にデータ
バス5上のデータを取り込む為、正しく確定したデータ
がメモリ2に曹き込まれることになる。
以上の様にライト時に2いては、リード時と異なり、メ
モリ制御信号9をアクティブにするタイミングはデータ
ストロープ信号3に依存している。即ち、データストロ
ープ信号3というは、ライト時にくらベリード時のが、
アクティブになるタイミングが速くなっているのである
さて、次に、この様な第7図に示す構成に、新たにダイ
レクト・メモリ・アクセス・コントローラ(Direc
t Memory Access Controlle
r r以下、DMACと略記する)を設けた場合につい
て考えて見る。
第10図は、その場合の構成を示すブロック図である。
第10図において、第7図と同一部分は同一符号を付し
てあり、その他、10はDMAC(例えば、HD684
50 )、11はDMAC10へ入出力されるデータと
DMAC10から出力されるアドレスとのマルチプレク
スされた信号、12は信号11をデータバス5に接続す
るために必要となるスリーステートのバッファ回路(例
えば、LS245 )である。
この様に鳳C10を新たに設けることにより、メモリ2
(内部メモリ)と周辺装置(例えば、フロッピーディス
ク装置などの外部メモリ)との間、或いは、メモリ2と
他の内部メモリとの間において、データ伝送なCPU1
の介在なしに高速に、しかも大量に行うことができる。
例えば、第10図において、データバス5にバッファ(
図示せず)を介して接続される周辺装置(図示せず)と
メモリ2との間でデータ伝送を行う場合は、DmClo
が、アドレスを信号11として出力し、バッファ回路1
2.データバス5を介してメモリ2のアドレス指定を行
い、データをメモリ2から周辺装置へ或いは周辺装置か
らメモリ2ヘデータバス5を介して直接転送させる。
また、データバス5に接続される他の内部メモリ(図示
せず)とメモリ2と、の間でデータ伝送を行う場合は、
INACl 0が、両メモリを直接アクセスし、先ず、
データを例えば他の内部メモリから読み出して、データ
バス5.バッファ回路12を介して信号11としてDM
AC10内に一部取り込み、そして、取り込んだデータ
を今度は信号11として取り出して、バッファ回路12
.データバス5を介してメモリ2に書き込むことにより
行う。
以上の様なデータ伝送は、CPU1によっても行うこと
はできるが、DMAC1oによって行った方のがより高
速に処理することができるのである。
さて、以上説明した様に、 rMM::10によって行
われるデータ伝送には、2つの場合があるわけであるが
、従来においては、そのうちのメモリ2、と他の内部メ
モリとの間(即ち、内部メモリ間)でデータ伝送を行う
場合において、特にその中でも、α晶、C10による内
部メモリへのライト時(即ち、DMAC10が一部取り
込んだデータを取り出して、バッファ回路12.データ
バス5を介してメモリ2に書き込む場合)において、次
の様な問題があった。
即ち、DMAC10によるメモリ2へのライト時におい
て、前述した様にライト時におけるメモリ制御信号9を
アクティブにするタイミングはデータストロープ信号3
に依存しており、しかも、そのデータストロープ信号5
(DMkCloから出力される)のアクティブとなるタ
イミングと、1試10から出力されるデータの確定する
タイミングとの時間間隔は、DMAC10のライト時に
おける規格(或いは仕様)から、その最小値は0である
ので、データがまだ正しく確定していないにもかかわら
ず、メモリ2がそのデータを書き込んでしまうといった
問題があった。
以下、そのことについて詳細に説明する。
一般に、Dllilol 0の仕様によって、DMAC
1oから出力されるデータが確定するタイミングと、D
MAC1Gから出力されるデータストロープ信号3がア
クティブになるタイミングとはほぼ同時である。即ち、
DBJACl 0から確定したデータが出力した瞬間、
同じりDMAC10からはアクティブとなったデータス
トロープ信号5が出力される。
第11図は、DMAC10によるメモリ2へのライト時
における各要部信号のタイミングチャートである。
第11図において、クロック信号4に記したS0〜S、
はDMAC10のライトサイクルのステータスを示す。
一方、第11図に示す様に、メモリアクセス信号6はS
、においてアクティブになっているので、S、において
データストロープ信号3がアクティブになると、それに
よりメモリ制御15号9もアクティブになる。この際、
ゲート回路7及びバッファ8における遅延によって、メ
モリ制御信号9のアクティブになるタイミングは、デー
タストロープ信号5のアクティブになるタイミングより
幾分遅延を生じる。
又、II!1Mc10によるライト時において、鳳C1
゜から出力されたデータについても、同様のことが言え
る。即ち、IMACloから出力されたデータも、バッ
ファ回路12を通りメモリ2へ伝わるまでの間に遅延を
生じる。
そこで、前者の遅延に比べ後者の遅延の方のが遅延時間
が長〜・とすると、前述の如< TMkCl。
から出力した時には、データの確定するタイミングと、
データストロープ信号3のアクティブとなるタイぐング
とは同時であったにもかかわらず、メモリ2に到達した
ときには、データの確定するタイミングは、メモリ制御
信号9のアクティブになるタイミングよりも遅れること
になる。即ち、この様な場合は、メモリ2のデータバス
5にデータがまだ正しく確定してない状態で、メそす制
御信号9がアクティブとなるので、メモリ2は不確定な
データを取り込んでしまうという危険性があった。
この問題の解決策として、皿C10とメモリ2のデータ
バス間にあるバッファ回路12の遅延を小さくするため
に、(1)ゲート回路120機種を他の機種に変更する
(例えば、LS245からゲート遅延の速いALS24
5に変更する)方法がある。また、1釦10のライト時
において、メモリ2へ確定したデータが現われるまでメ
モリ制御信号9のアクティブタイミングを遅らせるため
に、(2)2つの信号3と9の間にゲート数を増やした
り、又はコンデンサと抵抗を接続したりする方法、(3
)メモリアクセス信号6のアクティブタイミングを遅ら
せて、 CPU1とDMA(jOのリード時だけでなく
 CPU1とDMAC10のライト時にもメモリ制御信
号9のアクティブタイミングを決定するようにする方法
等が考えられる。しかし、これらのうち、(1)の場合
は、コストの増大が問題となり、(2)の場合、前者は
ICの遅延時間のばらつきが問題であり、また後者は抵
抗とコンデンサの値の調整が必要となり、少量生産の試
作段階ではよいが、量産時には手間がかかるという欠点
がアル。また、(3)ノ場合は、CPU1 及ヒDMA
C10のリード時においてもメモリ制御信号9のアクテ
ィブタイミングが遅れるためメモリ2から出力されるデ
ータも遅れ、そのため、リードサイクルにウェイトを挿
入する必要が生じ、CPU1及びImcloの処理速度
を低下することになる。以上の事から、上記した(1)
〜(3νの方法は、あまり有効な解決策とはいえな(・
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
C’PU及び鳳Cの処理速度を低下させることなく 、
DMACによるメモリへのライト時にお℃)で−堂にT
T:l−<41.す・デークルメキII V取り込ませ
ることができるメモリ制御回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明では、上記した目的を達成する為に、メモリ制御
回路において、データバス上のf −タの有効性を示す
ときにCPU又はふ仏Cから出力されるデータストロー
プ信号とメモリ装置のアクセス時に出力されるメモリ読
み書き信号とを入力されて、前記メモリ装置へ向けて出
力するメモリ制御信号を作成するに際し、前記DMAC
によるメモリ装置へのライト時には、入力された前記デ
ータストロープ信号またはメモリ読み書き信号を遅延さ
せて用いることKより、メモリ装置へ向けて出力される
前記メモリ制御信号の発生タイミングを、DMACによ
るライト時と、それ以外の時とでは異ならせるようにし
たものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例をもとに詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第1図において、第10図と同一部分は同一符号を付し
てあり、その他、13はデータストロープ信号3をDM
AC10のライト時とそれ以外時とで切り換える切り換
え回路、14はエツジトリガ型7リツプ・フロップ、1
5はCPU1及びハ仏c1 oのライト信号(R/W 
)でスリーステートのためプルアップにしである。16
は鳳モード時にDMAC10によりてアクティブとされ
る信号(OWN ) 、 17はクロック信号4を反転
するインバータである。
1Bは切り換え回路13の切り換えを制御する切り換え
制御信号であり、lmC10のライト時にはアクティブ
(IHI)となって、切り換え回路13に入力したデー
タストロープ信号6を後述の信号20として出力させ、
それ以外の時にはインアクティブ(rLJ )となって
、データストロープ信号3を後述の信号21として出力
させる。19は切り換え信号18を生成するためのゲー
ト回路、20は切り換え回路13の1出力信号で、Im
cloのライト時にデータストロープ信号3が現われ、
その時以外は「均となる。21は同じく切り換え回路1
3の1出力信号で、DMAC10のライト時以外の時に
データストロープ信号3が現われ、DMAC10のライ
ト時は「H」となる。22は信号20を反転するインバ
ータ、23は信号20がインアクティブ時(rI(J)
にフリップ・フロップ14の出力をクリアにするクリア
信号、24はフリップ・フロップ14の出力信号、25
は信号21と信号24との論理和をとるゲート回路、2
6はゲート回路25の出力信号、101は抵抗100と
同様にプルアップ用抵抗である。
本実施例における特徴は、切り換え回路13によって鳳
C10のライト時とそれ以外の時とで、データストロー
プ信号13を切り換えて出力し、鳳C10のライト時に
おい【は、データストロープ信号3のアクティブとなる
タイミングを7リツプ・フロップ14を使用してメモリ
2に有効なデータが現れるまで遅らせ、その遅延信号を
メモリ2のデータ取り込みのためのメモリ制御信号9と
することにより、メモリ2に対し常に正しく確定したデ
ータを取り込、ませ、又、rMkcloのライト時以外
の時には、データストロープ信号3をそのままメモリ制
御信号9としてメモリ2に入力するものである。
では、本実施例の動作について、第2図乃至第4図を用
いて説明する。
第2図はTMAcl 0のライト時における要部信号の
タイミングチャートである。
第2図において、クロック信号4に記したS0〜S、は
DMAC10のライトサイクル時のステートを示す。
第2図に示す様に、鳳モードを示す信号16がアクティ
ブ「L」、続いて1釦10からライト状態を示すライト
信号15が「L」となると、ゲート回路19から出力さ
れる切り換え制御信号18が鵠となり、切り換え回路1
3は信号20を選択して、データストロープ信号6を信
号20として出力する。一方、切り換え回路13により
非選択となりている信号21は「H」の状態が続く。こ
の時、データストロープ信号3はまだインアクティブ鳴
の状態なので、信号20もインアクティブ「H」の状態
であり、その為、その反転であるクリア信号23はアク
ティブ「L」の状態である。この様に、フリップ・70
ツブ14に入力されるクリア信号23がアクティブ「L
」の状態であるので、出力信号24は「H」の状態、即
ち、クリア状態である。
こうして、信号21と信号24とが共に「H」の状態な
ので、信号26は「H」の状態であり、従ってこれによ
りゲート回路7から出力されるメモリ制御信号9はイン
アクティブ「H」の状態である。
以上の状態で、次にデータストロープ信号3がアクティ
ブ「L」になると、信号20も「L」となり、フリップ
・フロップのクリア信号23は「H」となるので、次の
クロック信号4の立ち下り(S、の立ち下り)でフリッ
プ・フロップ14の出力信号24は「L」となる。これ
により、信号26も「L」となり、又、メモリアクセス
信号6もすでに「L」であるので、メモリ制御信号9は
アクティブ「L」に変わる。結局、信号24が「L」に
なるタイミングでメモリ2のデータ取り込みのためのメ
モリ制御信号9をアクティブ「L」にする。
以上の様に、メモリ2に直結のデータノ(ス5上に正し
く確定したデータが現われて、十分経てからメモリ制御
信号9がアクティブになるため、メモリ2が不確定なデ
ータを取り込む可能性はない。
ところで、CPU1のライト時においても、同様にフリ
ップ・フロップ14を使用してデータストロープ信号3
を遅らせたりすると、メモリ制御信号9のアクティブ期
間が短くなりて、メモリ2のライト時の仕様を十分に満
たさなくなり、また、それを解消するために、CPU1
のライトサイクルにウェイトを挿入してメモリ制御信号
9のアクティブ期間をメモリ仕様に合わせるようにする
と、ウェイトの挿入分、CPU1の処理速度の低下とな
るので、本実施例では、CPU1のライト時は従来通り
データストロープ信号3を遅らさぬようにしである。
第5図はCPU1のライト時における要部信号のタイミ
ングチャートである。
第5図に示す様に、CPU1のライト時は、DMAモー
ドを示す信号16がrHJであるので、ゲート回路19
から出力される切り換え制御信号18は「L」となり、
従って、今度は切り換え回路13が信号21を選択して
、データストロープ信号3を信号21として出力する。
一方、非選択となる信号20は「H」の状態が続き、こ
れによりフリップ・フロップ14のクリア信号23はア
クティブ「L」であるので、信号24は「H」のままで
ある。この状態でデータストロープ信号3がアクティブ
「L」になると、信号21も「L」、信号26が「L」
となり、信号6がすでに「L」となっているため、メモ
リ制御信号9がアクティブとなる。
さて、次に、CPU1又は堕勘、c10のリード時にお
ける動作についてである。
CPU1又は皿C10のリード時においては、第1図に
示すライト信号15がインアクティブ「H」であるため
、切り換え制御信号18は「L」となり、切り換え回路
15はデータストロープ信号3を信号21として出力す
る。
第4図は、CPU1又は鳳C10のリード時における要
部信号のタイミングチャートである。
リード時におけるデータストロープ信号3は、CPU1
から出力される場合でも、IflillACl 0から
出力される場合でも、CPU1又はDMAC10の性質
により、はぼ同じタイミングでアクティブとなる。
又、リード時におけるデータストロープ信号3のアクテ
ィブになるタイミングは、第4図と第2図又は第5図と
比べてみればわかる様に、CPU1又は′fjMkc1
0のライト時の場合より1クロツク程速(・ため、第4
図に示す様に、リード時においては、第8図に示した場
合と同様、メモリ制御信号9は、メモリアクセス信号6
のアクティブとなるタイミングで、アクティブになり、
これによりメモリ2からはデータが取り出される。した
がって、CPUI及びDMAC10のリードサイクルに
ウェイトを挿入したりする必要がなく、又、CPU1又
はDMAC20の処理速度を低下させることもない。
以上説明した様に、本実施例では、CPU1及びHMA
Cl 0の処理速度を低下させることなく、メモリ2が
データの書き込み・読み出しを常に正しく行えるように
、CPU1及びDMAC10のメモリ2のアクセス時に
メモリ制御信号9に対する制御を行なうものである。
また、従来例で記述したように、信号3と9の間に、遅
延を見込んだゲート回路を設けたり、又はコンデンサと
抵抗を接続したりする方法に比べ、本実施例は、はるか
に確実で調整の手間も不要である。また、本実施例にお
ける部品数の増加はLSI化により問題にはならない。
さて、ここで第1図の切り換え回路13の具体的な回路
例を第5図に示してお(。
第5図に示す切り換え回路15では、切り換え制御信号
18が「H」の時、信号20は、データストロープ信号
3が「H」ならrH,であり、「L」なら「L」である
。すなわち、信号20はデータストロープ信号3と等し
い。一方、信号21は「H」となる。
また、切り換え制御信号18が「L」の時、信号20は
「H」となる。一方、信号21はデータストロープ信号
3が「均ならrH」であり、「Llなら「L」である。
すなわち、信号21はデータストロープ信号3と等しい
次に、本発明の他の実施例について述べる。
第6図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。
本実施例を第1図に示した前実施例と比較してみる。前
実施例では、第1図に示したように、データストロープ
信号3を1釦10のライト時とそれ以外の時とで切り換
え、DMAC10のライト時に、データストロープ信号
3のアクティブタイミングを遅らせて、メモリ2に対し
常に有効なデータを取り込ませるものであった。それに
対し、本実施例では、データストロープ信号30代わり
にメモリアクセス信号6を用い、メモリアクセス信号6
をバー、C1oのライト時とそれ以外の時とで切り換え
、DMAC10のライト時に、メモリアクセス信号6の
アクティブタイミングを遅らせて、メモリ2に対し常に
有効なデータな取り込ませるものである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、 CPU又は1仇Cのリードサイクル
及びCPUのライトサイクルにウェイトを挿入する必要
がないので、CPU及びImCの処理速度を低下させる
ことがなく、又、α晶、Cのライト時においていつでも
メモリに対して確定したデータを取り込ませることがで
きるので、信頼性を高めるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本発明を実施したときのDMACのライト時における要
部信号のタイミングチャート、第5図は同じ< CPU
のライト時における要部信号のタイミングチャート、第
4図は同じ< CPU2は皿Cのリード時における要部
信号のタイミングチャート、第5図は第1図の切り換え
回路の具体的な回路例を示す回路図、第6図は本発明の
他の実施例を示すブロック図、第7図は従来におけるメ
モリ制御回路を示すブロック図、第8図及び第9図はそ
れぞれ第7図における要部信号のタイミングチャート、
第10図は従来におけるCPUと1釦が存在する場合の
メモリ制御回路を示すブロック図、第11図は第10図
における要部信号のタイミングチャート、である。 1・・・CPU、       2・・・メモリ、3・
・・データストロープ信号、 6・・・メモリアクセス信号、9・・・メモリ制御信号
、10・・・DMAC、1s・・・切り換え回路、14
・・・エツジトリガ型フリップ・70ツブ。 第 20 第 3区 5              定 第4困 第6 膿 第 7 口 躬8図 第9 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)データバスを介して演算処理装置(以下、CPUと
    称す)とダイレクト・メモリ・アクセス・コントローラ
    (以下、DMACと称す)へ接続されたメモリ装置のメ
    モリ制御回路において、前記データバス上のデータの有
    効性を示すときにCPU又はDMACから出力されるデ
    ータストロープ信号と前記メモリ装置のアクセス時に出
    力されるメモリ読み書き信号とを入力されて、前記メモ
    リ装置へ向けて出力するメモリ制御信号を作成するに際
    し、前記DMACによるメモリ装置へのライト時には、
    入力された前記データストロープ信号またはメモリ読み
    書き信号を遅延回路によって遅延させて用いることによ
    り、メモリ装置へ向けて出力される前記メモリ制御信号
    の発生タイミングを、DMACによるライト時と、それ
    以外の時とでは異ならせたことを特徴とするメモリ制御
    回路。
JP14480085A 1985-07-03 1985-07-03 メモリ制御回路 Pending JPS626360A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63271561A (ja) * 1987-04-30 1988-11-09 Hitachi Ltd Dma制御回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63271561A (ja) * 1987-04-30 1988-11-09 Hitachi Ltd Dma制御回路

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