JPS6339057A - 仮想記憶メモリ - Google Patents

仮想記憶メモリ

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JPS6339057A
JPS6339057A JP61183846A JP18384686A JPS6339057A JP S6339057 A JPS6339057 A JP S6339057A JP 61183846 A JP61183846 A JP 61183846A JP 18384686 A JP18384686 A JP 18384686A JP S6339057 A JPS6339057 A JP S6339057A
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JP
Japan
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memory
data
speed
capacity memory
transfer
Prior art date
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Pending
Application number
JP61183846A
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English (en)
Inventor
Takashi Horii
堀井 孝
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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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】 〔概 要〕 高速でランダムアクセス可能なメモリと、これをブロッ
クとして他に転送可能な大容量メモリとを具備した半導
体記憶装置。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、同一の半導体基板に高速小容量RAMと低速
大容量RAMを搭載した仮想記憶メモリに関する。
〔従来の技術〕
半導体記憶装置は益々大容量化されているが、大容量に
なる程、ワード線及びビット線に付く容量による信号遅
延、従って低速化の問題などが無視できな(なり、対策
を迫られている。
メモリの高速化の一対策としてはキャッシュメモリがあ
る。第2図で説明すると、CPU (中央処理装置)は
キャッシュメモリCM、メインメモリMM、磁気ディス
ク装置DKなどとバスにより接続されており、メモリア
クセスに際してアドレスをアドレスバスにのせ、読取り
を要求すると、該アドレスのデータがキャッシュメモリ
CMにあれば直ちにそれが読出され、データバスを通し
てCPUへ送られる。該データがキャッシュメモリにな
ければメインメモリMMなどがアクセスされ、該当デー
タが読出されてCPUへ送られると共にキャッシュメモ
リへも転送され、該メモリに格納される。従ってその後
CPUが同じデータ(MM等からの読出し、CMへの格
納はブロック単位なので、同じブロック内にあるデータ
)を読取り要求すると該データはCMから供給され、こ
うして高速化が図られる。
このキャッシュメモリ方式をとると、メモリアドレス空
間はメインメモリMMおよび磁気ディスク装置DK等を
含む、第2図(blに示す広大なものになり、しかもア
クセスがCMで済む範囲では高速になり、CM外になる
場合も一度当該データブロックをCMヘロードすれば以
後同じブロックのデータはCMから得られ、こうしてメ
モリアクセスの高速化が図れる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしこの従来方式ではキャッシュメモリ (高速小容
量メモリで一般にはSRAM)とメインメモリ(低速大
容量メモリで一般にはDI?AM)は別体で、バスを通
して接続されるので、MM、CM間のデータ転送はバス
を通して行なわれることになり、バス負荷を増大させる
本発明はか\る点を改善し、1つのメモリでキャッシュ
とメインメモリ番兼ねることができ、キャッシュ、メイ
ン間データ転送は内部処理できるようにしようとするも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図に示すように本発明では、同一の半導体基板(チ
ップ)内にキャッシュメモリCMとメインメモリMMを
搭載する。これらのメモリCM。
MMのワード線WLは同じ方向(本例では縦方向)、従
ってビット線BLはその端が互いに対向するように配設
され、転送ゲートTGがこれらのCM。
MM間に配設されて該ゲートの各素子はCMとMMの対
応するビット線同志を接続、同解放する。
〔作用〕
このメモリでは、CPUが直接アクセスできるのはキャ
ッシュメモリCMであり、メインメモリMMのデータは
キャッシュメモリCMにブロック転送した後膣CMから
CPUへ送られる。従ってメインメモリは仮想アドレス
空間にある。
CPUがプログラム実行中にサブルーチンへとんだりす
ると使用データが今までのものと変ることがあるが、こ
のようなとき該サブルーチンで使用するデータブロック
をMMからCMへブロック転送しておけば、以後のメモ
リアクセスを高速に行なうことができる。
キャッシュメモリCMの容量をビット線BLは512本
(64バイト)、ワード線WLは16本とすると、これ
が1ブロツクになり、メインメモIJMMは512本の
ビット線と16の整数(m)倍のワード線従ってmブロ
ックを持つ、転送ゲートTOの素子数はビット線と同数
で、本例では512である。ビット線を選択するアドレ
スのビット数は2  =512であるから9ビツト、C
Mのワード線を選択するアドレスのビット数は24=1
6であるから4ビツト、従ってCPUは13ビツトのア
ドレスでキャッシュメモリをアクセスする。またブロッ
ク数は16とすると、ブロック選択用のアドレスは4ビ
ツト、従ってこのメモリチップには13+4−17ビツ
トのアドレス端子を設けておく。
CPUは13ビツトのアドレスでこのメモリ(CM)を
アクセスし、該当ブロックのデータがキャッシュメモリ
CMにないとき(これはCPUで分っている)は、4ビ
ツトのブロックアドレスを送ってブロック転送を指示し
、更に16([1のクロックを送る。これを受けるとメ
モリはMMの該当ブロックのワード線を始端のものから
順次選択し、また転送ゲートTGを開き、キャッシュメ
モIJCMは書込みモードにし、該CMのワード線を始
端から順次選択する。MMのワード線を選択すると該ワ
ード線に属する本例では512個のメモリセルのデータ
が512本のビット線に現われ、図示しないセンスアン
プで増幅され、転送ゲートTGを通ってキャッシュメモ
リCMへ送られ、該CMの選択ワード線に属する512
個のメモリセルに一斉に書込まれる。ブロック内ワード
線のアドレスは上記クロックを計数する図示しないカウ
ンタに発生させる。こうして16個のブロックが送られ
たとき、MMの該当ブロックのデータはCMへ転送され
ている。この状態でキャッシュメモ+JCMを読取りモ
ードにし、0Mアクセス用の13ビツトアドレスを送れ
ば、該アドレスで定まるデータをCMよりデコーダDE
C,入出カバソファI10を通してCPUへ取込むこと
ができる。
CPUがメモリへデータをロードする場合も同様で、該
CPUはデータをCMへ書込み、その後、必要なら、C
MのデータをMMへブロック転送する。
このメモリでは、ブロックデータ転送は転送ゲートTO
を介してチップ内で行なわれてしまい、共通データバス
を通すことは不要である。
また高速小容量のCMはスタティックメモリ(SRAM
) 、低速大容量のMMはダイナミックメモリ (DR
AM)とすると、メモリ高速化かつ大容量化が図れるが
、CMもMMと同様にDRAMであってもよい。即ちこ
のCMのワード線数はMMのそれより少ないからビット
線長は短く、従って高速である。ワード線長は本例では
CMもMMも同じであるが、ワード線の中間にドライバ
を設けて高速化を図るなど、CMについては既知の高速
化手段をとればよい。
ビット線数はCMとMMで同数である必要はなく、MM
のビット線数はCMのそれの整数倍として、転送ゲート
にその1つを選択させるようにしてもよい。
第1図のデコーダDECはコラムデコーダで、ワードデ
コーダ及び前記制御を行なう回路などは図示してない、
第3図および第4図にワードデコーダ及びセンスアンプ
等を示し、第5図にタイムチャートを示す。
〔実施例〕
第3図でWDはメインメモリMMのワードデコーダ、W
DSはキャッシュメモリのワードデコーダである。Ai
はCPUが出力するメモリアクセス用アドレスで前記の
13ビツトがこれに該当する。Atrは転送ブロックア
ドレスで、前記の4ビツトがこれに相当する。メインメ
モリMMのワードデコーダWDは図示しないがカウンタ
を備えており、該カウンタはクロックCLKが入る毎に
O9l、2.・・・・・−15を出力し、これとアドレ
スAtrを合せたものが、該Atrで指定されたブロッ
クの16本のワード線のアドレスとなり、ワードデコー
ダWDは逐次これを選択する。TRはブロック転送信号
で、これが入ると、本例では第5図に示すようにLレベ
ルになると転送ゲートTGは開いてMMのビット線対B
L、BLとCMのビット線対BLS、BLSを接続し、
また上記の如くワードデコーダWDは動作を開示する。
C8はチップセレクト信号で、Lレベルでワードデコー
ダWDS及び入出カバソファI10をアクティブにし、
アドレスAiによるCMのアクセス、読出しデータDo
utの出力/書込みデータDinの取込みを行なう、W
Rはり一ド/ライト信号で、第5図に示すようにリード
(読出し)ならH、ライト(書込み)ならLとなる。
第4図は転送ゲー)TGの1素子分子 G oを示す。
これはセンスアンプSAを含んでおり、このセンスアン
プSAとビット線BL、BLとの間にMOS)ランジス
タQ1.Q2が、また該センスアンプSAとビット線B
LS、BLSO間にMOSトランジスタQ:+、Qaが
挿入され、これらのトランジスタQ+〜Q4が転送ゲー
トを構成する。
即ち転送信号TRI、TR2がHになるとQ1〜Q4は
オンになり、BLとBLS、BLとBLSがつながる。
QsはクロックφDによりオンになり、センスアンプS
AをアクティブにするMOSトランジスタである。
転送ゲートはQ+とC2またはC3とC4のいずれか一
方があればよいが、本例のように2組設けておくと動作
速度の向上を図ることができる。
例えばMMからCMへのデータ転送時は、Q + 。
C2をオン、C3,C4をオフにしてMMのワ−ド線を
選択し、生じたピット線電位差をセンスアンプSAで増
幅しくこのときQl、Q2はオフにしてセンスアンプS
Aを無負荷、高速動作させる方式がある)、次にQ3.
QlをオンにしてBLS、BLSへ増幅したBL、BL
の電位を与え、等の方法をとることができる。CMから
MMへのデータ転送はQ3.Q4オン、にl+、Q2t
フ、CMのワード線選択、センスアンプ動作(Q3゜Q
4オフ)、然る後Q1.Q2オン、等である。
メインメモリがDRAMであればリフレッシュが必要で
あり、このためにクロックが必要であるから、ブロック
転送のための前記16個のクロックはこのリフレッシュ
用にCPUから送る(又はチップ内で発生する)クロッ
クを利用することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明では、キャッシュメモリをメ
インメモリと同じチップ内に収めたので、メモリシステ
ムの簡潔化を図ることができると共に、ブロックデータ
転送はチップ内で済ませてしまって共通データバスを使
用しないで済む利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の要部説明図、 第2図は従来例の説明図、 第3図および第4図は本発明の実施例を示すブロック図
および回路図、 第5図は動作説明用のタイムチャートである。 第1図でCMは高速小容量メモリ、MMは低速大容量メ
モリ、TOは転送ゲート、CPUは中央処理装置である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 同一の半導体基板に高速小容量メモリ(CM)と低速大
    容量メモリ(MM)を搭載し、 これらの高速小容量メモリと低速大容量メモリとの間に
    各メモリのビット線の対応するもの同志を接続、同解放
    する転送ゲート(TG)を配設し、中央処理装置(CP
    U)は高速小容量メモリのみを直接アクセスし、低速大
    容量メモリのデータは高速小容量メモリへブロック転送
    したのち該高速小容量メモリより取出し、また該高速小
    容量メモリへデータを書込み、ブロック転送して低速大
    容量メモリへ格納するようにしてなることを特徴とする
    仮想記憶メモリ。
JP61183846A 1986-08-05 1986-08-05 仮想記憶メモリ Pending JPS6339057A (ja)

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