JPS63153662A - 半導体記憶装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、記憶管理技術さらには２つの入出力ポート
を有する随時読出し書込み可能な半導体記憶装置に適用
して特に有効な技術に関し、例えば、２以上のマイクロ
プロセッサ間の通信に使用されるデュアルポートＲＡＭ
　（ランダム・アクセス・メモリ）に利用して有効な技
術に関する。

［従来の技術］ パーソナルコンピュータのようなマイクロコンピュータ
システムでは、２個以上のマイクロコンピュータ（もし
くはマイクロプロセッサ）を用いて１つのシステ、ムを
構成することがある。この場合、一般的には一方がマス
ク・マイクロコンピュータとして、また他方がこれを補
助するスレーブ・マイクロコンピュータとして使われる
。このような２つのマイクロコンピュータを有するシス
テムでは、マスタ側とスレーブ側のマイクロコンピュー
タ（以下、マイコンと称する）との間で通信が必要とな
る。そこで、この通信を高速で行なえるようにするため
、デュアルポートＲＡＭを用いたパラレル方式の通信方
式が提案されている。

すなわち、マスク側マイコンとスレーブ側マイコンとの
間にデュアルポートＲＡＭを介在させてバスで接続し、
一方のマイコンでデュアルポートＲＡＭに書き込んだデ
ータを他方のマイコンで読み取ることで２つのマイコン
間の通信を行なうというものである。

このように、デュアルポートＲＡＭは、マスク側マイコ
ン及びスレーブ側マイコンいずれの側からでもデータの
読出し、書込みを行なうことができる。しかしながら、
マスク側とスレーブ側の両方のマイコンから同時にデュ
アルポートＲＡＭに書込みを行なうと、データの競合が
生じて誤ったデータが書き込まれ、正しい通信内容の伝
達が行なえなくなるおそれがある。

そこで、デュアルポートＲＡＭに対する書込みの権利を
どちらのマイコンが持つかをそれぞれマイコンのソフト
ウェアで決めてやり、ソフトウェアによる調停でデュア
ルポートＲＡＭにおけるデータの競合を回避する方法あ
る。しかしながら、ソフトウェアによるデュアルポート
ＲＡＭに対する書込み権の調停方式では、調停のための
ソフトウェアのオーバヘッドが大きくなってシステムの
スループットが低下してしまう。

そこで、２つのポートからの同時アクセスによる処理の
競合を防止するアービタ（アクセス権裁定回路）を内蔵
したデュアルポートＲＡＭも開発。

されている。そのようなデュアルポートＲＡＭとして、
例えば［株］日立製作所製のＨＤ６３３１０がある（日
立評論社、昭和６１年７月２５日発行、「日立評論Ｊ　
ＶＯＬ、６８　　Ｎｏ、７第４３頁〜第４６頁参照）。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来のデュアルポートＲＡＭは、２つのマイコン間で通
信を行う場合、一旦内部の共有メモリにデータを書き込
んでから、これを他方のマイコンが読み出すようになっ
ている。従って、２つのマイコンで共有したいデータが
有るような場合に、上記デュアルポートＲＡＭは非常に
有効である。

しかしながら、扱うデータの中には、単に一方のマイコ
ンのローカルメモリから、他方のマイコンのローカルメ
モリに対して単に転送すれば良いものもある。ところが
、従来のデュアルポートＲＡＭはそのようなデータの転
送の際にもいちいち共有メモリにデータを書き込んでや
る必要があった。

そのためマルチプロセッサ・システムにおけるスループ
ットが充分に向上されないという不具合があった。

この発明の目的は、マルチプロセッサ・システムにおけ
るスループットを向上させ得るようなデュアルポートＲ
ＡＭを提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては１本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。

［問題点を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、デュアルポートＲＡＭ内に、共有メモリとは
別個に２つのポート間を直結したり切り離したりするこ
とが可能なバススイッチと、動作モードを決定するモー
ド設定手段を設け、共有メモリを介して一方のポートか
ら他方のポートへのデータの読出しを可能する動作モー
ドの他に、バススイッチを介して直接一方のポートから
他方のポートへのデータ転送をする動作モードを設ける
ものである。

［作用コ 上記した手段によれば、マルチプロセッサ・システムに
おいて、一方のマイコンの側から他方のマイコンの側へ
単にデータを転送する場合に、バススイッチをオンさせ
ることで、デュアルポートＲＡＭ内の共有、メモリを介
さずに直接ポートからポートへデータ転送を行えるよう
にして、共有メモリのアクセスに要する時間を不要にし
、プロセッサ間の通信のオーバヘットを減少させ、マル
チプロセッサ・システムのスループットの向上を図ると
いう上記目的を達成することができる。

［実施例］ 第１図には、本発明をパラレル通信用のデュアルボート
ＲＡＭに適用した場合の一実施例が示されている。

特に制限されないが、図中一点鎖線Ａで囲まれた各回路
ブロックは単結晶シリコン基板のような一個の半導体チ
ップ上において形成される。

この実施例のデュアルポートＲＡＭは、それぞれ２組の
アドレス入力端子ＡＤＩ、ＡＤ２とデータ入出力端子Ｄ
ＴＩ、ＤＴ２が設けられている。

また、リード・ライト制御信号Ｒ／Ｗのような外部から
の制御信号の入力端子やマイコンに対する割込み信号Ｉ
ＲＱのような外部への制御信号の出力端子も２組設けら
れている。

第１図において、１はポート１側またはポート２側から
入力されたリード・ライト制御信号Ｒ／Ｗ等の制御信号
に基づいて、いずれのポート側からのアクセス要求が先
に入ったか判定し、早い方にアクセス権を与えるアービ
タである。

すなわち、アービタ１は、ポート１の側から先にアクセ
ス要求が入ると、マルチプレクサ２を切り換えてポート
１側から入力されたアドレス信号ＡＤＩを共有メモリ３
へ供給させる。また、ポート２の側から先にアクセス要
求が入ると、マルチプレクサ２を切り換えてポート２側
から入力されたアドレス信号ＡＤ２を共有メモリ３へ供
給させる。そして、アドレスが入力された側のポートよ
り供給されたデータが、データバス４ａまたは４ｂを介
して共有メモリ３に供給されて書き込まれたり、共有メ
モリ３から読み出されたデータがアドレス入力側のポー
トより外部へ出力されるようにされている。

上記アービタ１内にはポート１およびポート２に対応し
て種々のコントロールレジスタが設けられており、ポー
ト１またはポート２に接続されたマイクロプロセッサは
、これらのレジスタの内容を見ることによっていずれの
ポート側に占有権が与えられているか知ることができる
ようにされている。

また、ポート１またはポート２からのアクセスが終了し
共有メモリ３が開放されると、他方の側のポートに接続
されたマイクロプロセッサに対し、割込み制御回路５ａ
または５ｂより割込み信号が出力されるようにされてい
る。

さらに、この実施例では、上記データバス４ａ。

４ｂ間の信号の伝達を可能にするバススイッチ６と、ポ
ート１またはポート２のいずれの側からもデータバス４
ａ、４ｂを介して設定を行うことが可能なモードコント
ロールレジスタ７が設けられている。そして、このモー
ドコントロールレジスタ７に対する設定が行われると、
バススイッチ６の切り換えを行う切換え信号と、共有メ
モリ３の読畠し書込みを禁止する制御信号がモードコン
トロールレジスタ７から出力されるようになっている。

上記バススイッチ６は、データバス４ａ側から４ｂ側へ
信号を送るバッファとその逆の方向へ信号を送る２つの
バッファからなり、かつ各バッファはトライステートバ
ッファからなり非能動状態では出力端子がフローティン
グの状態にされる。

なお、上記モードコントロールレジスタ７は、一旦設定
が行われると、設定を行った側のポートから設定を解除
するまで、他方の側のポートからバススイッチ６の方向
を切り換えるための設定を行えないように、アービタ１
によって禁止できるようにするのがよい。

上記の場合、データ転送が終了し、モードコントロール
レジスタ７の設定が解除されると、割込み制御回路５ａ
、５ｂによりマイクロプロセッサに対して割込み信号を
送って転送が終了したことを知らせるように構成するこ
ともできる。

上記のように構成されたデュアルポートＲＡＭにおいて
は、バススイッチ６を切り換えてデータバス４ａ、４ｂ
間を直結してやれば共有メモリ３を介さずに直接データ
を転送させることができる。

また、　Ｄ　Ｍ　Ａ　（ダイレクト・メモリ・アクセス
）コントローラを付加したシステムでは、ポート１側の
マイコンのローカルメモリとポート２のローカルメモリ
間で直接ＤＭＡ転送を行うことも可能となる。

なお、上記実施例では、モードコントロールレジスタ７
を設けて、そこから出力される制御信号によって、バス
スイッチ６を切り換えてデータバス４ａ、４ｂを直結し
、かつデータの転送方向を制御するようにしているが、
モードコントロールレジスタ７を設ける代わりに、バス
スイッチ６を制御する信号を外部から入力するための制
御用端子を設け、直接外部からバススイッチ６を制御す
るようにしてもよい。

第２図には、上記実施例のデュアルポートＲＡＭを用い
たマルチプロセッサ・システムの構成例が示されている
。同図において符号１０で示されているのが、デュアル
ボー１−ＲＡ　Ｍ　、符号２０で示されているのがデュ
アルポートＲＡＭｌ０のポート１側に接続されたマスク
側マイコン、符号３０で示されているのがポート２側に
接続されたスレーブ側マイコンである。

特に制限されないが、マスク側マイコン２０は、主マイ
クロプロセッサ２１、半導体メモリからなる主記憶装置
２２及びフロッピ・ディスク装置のような補助記憶装置
１１２３とそのインタフェース回路２４等からなり、こ
れらはシステム・バス２５によって互いに接続されてい
る。また、スレーブ側マイコン３０は、サブ・マイクロ
プロセッサ３１、キーボードのような入力操作装置３２
とそのインタフェース回路３３、ＣＲＴ表示装置３４や
プリンタ３５のような出力装置とそのインタフェース回
路３６．３７及び半導体記憶装置３８等からなり、これ
らはローカル・バス３９を介して互いに接続されている
。そして、上記システム・バス２５とローカル・バス３
９との間に上記実施例のデュアルポートＲＡｔｌＯが接
続されている。

ただし、デュアルポートＲＡＭｌ０内の共有メモリ２の
みでは容量が足りない場合には、複数のデュアルポート
ＲＡＭが上記デュアルポートＲＡＭｌ０と並列に接続さ
れる。その場合、内部にバススイッチ６を有するデュア
ルポートＲＡＭは一つでよい。

以上説明したようしこ上記実施例は、デュアルポートＲ
ＡＭ内に、共有メモリとは別個に２つのポート間を直結
したり切り離したりすることが可能なバススイッチと、
動作モードを決定するためのモード設定手段を設け、共
有メモリを介して一方のポートから他方のポートへのデ
ータの読出しを可能する動作モードの他に、バススイッ
チを介して直接一方のポートから他方のポートへのデー
タ転送をする動作モードを設けてなるので、マルチプロ
セッサ・システムにおいて、一方のマイコンの側から他
方のマイコンの側へ単にデータを転送する場合しこ、バ
ススイッチをオンさせることで。

デュアルポートＲＡＭ内の共有メモリを介さずに直接ポ
ート間でデータの転送を行えるようになって、共有メモ
リのアクセスに要する時間が不要になるという作用によ
り、プロセッサ間の通信のオーバヘットが減少され、マ
ルチプロセッサ・システムのスループットが向上される
という効果がある。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、上記実施例では
、デュアルポート内に、２つのポートのデータバス同士
を直結するバススイッチ６を設けているが、各データの
ポートに入出力バッファがそれぞれ設けられ、かつ共有
メモリのデータの出入口が一つでそこに共通のデータバ
スが接続されたような構成のデュアルポートＲＡＭでは
、モードコントロールレジスタ７からの制御信号または
外部からの制御信号で一方のデータ入出力バッファを入
力状態とし、他方のバッファを出力状態にさせることで
、共有メモリを介さずに直接データをポート１からポー
ト２あるいはその逆の方向に転送させるようにすること
ができる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
を、その背景となった利用分野である２つのマイコン間
のパラレル通信用のデュアルポートＲＡＭに適用したも
のについて説明したが、この発明はそれに限定されず、
デュアルポートＲＡＭを内蔵したシングルチップ・マイ
コンその他デュアルポートＲＡＭを有するデータ処理シ
ステム一般に利用することができる。

［発明の効果コ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

すなわち、マルチプロセッサ・システムにおいて、一方
のマイコンの側から他方のマイコンの側へ単にデータを
転送する場合に、デュアルポートＲＡＭ内の共有メモリ
を介さずにバススイッチをオンさせることで、直接ポー
ト間でデータの転送が行えるようにして、共有メモリの
アクセスに要する時間を不要にし、プロセッサ間の通信
のオーバヘットを減少させ、マルチプロセッサ・システ
ムのスループットの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明をデュアルポートＲＡＭに適用した場
合の要部の一実施例を示すブロック図、第２図は、その
デュアルポートＲＡＭを用いたマルチプロセッサ・シス
テムの構成例を示すブロック図である。 １・・・・アービタ、２・・・・マルチプレクサ、３・
・・・記憶部ＲＡＭ　（共有メモリ）、４ａ、４ｂ・・
・・データバス、６・・・・バス切換手段（バススイッ
チ）、７・・・・モードコントロールレジスタ。 １０・・・・デュアルポートＲＡＭ、２０・・・・マス
タ側マイコン、３０・・・・スレーブ側マイコン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの入出力ポートを有する随時読出し書込み可能
   な半導体記憶装置であって、第１のポートと記憶部との
   間に接続された第１のデータバスと、第２のポートと記
   憶部との間に接続された第２のデータバスとの間に、そ
   れらのバス間を直結可能にするバス切換手段が設けられ
   てなることを特徴とする半導体記憶装置。 ２、外部から設定可能なコントロールレジスタを有し、
   このレジスタの設定状態に応じて形成される信号によっ
   て上記バス切換手段が制御されるようにされてなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体記憶装
   置。 ３、上記バス切換手段は、外部から供給される制御信号
   によって直接切換え制御されるようにされてなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体記憶装置
   。