KR20020090904A - 혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법 및 메모리 - Google Patents

혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법 및 메모리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 혼합 모드 메모리 액세스를 지원하는 메모리 구조(200)에 관한 것이다. 공통 행 어드레스가 제공된다. 제 1 열(210)을 액세스하기 위한 제 1 열 어드레스와 제 2 열(220)을 액세스하기 위한 제 2 열 어드레스가 제공된다. 제 1 열(210)에 대해 판독과 기록 액세스 중 하나를 지정하는 제 1 기록 제어 신호와, 제 2 열(220)에 대해 판독과 기록 액세스 중 하나를 지정하는 제 2 기록 제어 신호가 또한 제공된다. 메모리 구조(200)는, 이들 입력 신호에 응답하여, 제 1 열(210)에 대한 동시 혼합 모드 메모리 액세스와 제 2 열(220)에 대한 기록 액세스를 지원한다.

Description

혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법 및 메모리{MEMORY ARCHITECTURE FOR SUPPORTING CONCURRENT ACCESS OF DIFFERENT TYPES}
본 발명은 일반적으로 메모리 회로에 관한 것으로, 구체적으로, 다른 유형의 동시 액세스를 지원하는 메모리 구조에 관한 것이다.
전형적인 내장형 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)는 128비트 대역폭을 가지고 있고, 4개의 32비트 워드로 분할된다. 이 메모리에 액세스하는 4개의 블록(예를 들어, BLOCK0, BLOCK1, BLOCK2, BLOCK3,)이 있는 경우를 고려해 보자. 블록은 메모리 액세스에 있어서 동일한 행 공간을 사용하고 다른 열 공간을 이용한다. 도 1은 종래 기술의 메모리 구성을 도시하고 있다.
이 메모리 구조는 액세스 유형이 동일할 때(즉, 모든 4개의 열에 대한 동작이 모두 판독 동작일 때 또는 모든 4개의 열에 대한 동작이 모두 기록 동작일 때) 모든 4개의 열에 동시 액세스를 허용한다. 이런 제한은 액세스 유형 제한으로 지칭된다(즉, 공통 액세스 유형만이 동시에 수행될 수 있다).
불행히도, 액세스 유형 제한은 중요한 시간상 불이익을 초래한다. 예를 들어, 4열 중 3 열은 액세스 유형 1이고 4번째 열은 액세스 유형 2일 때, 두 개의 다른 액세스 또는 전송이 요구된다. 환언하면, 다른 액세스 유형을 가지고 있는 열은 동시에 액세스가 될 수 없으나, 대신 순차적으로 수행되어야 한다. 알 수 있는 바와 같이, 액세스 유형 제한은 바람직하지 않게 메모리 액세스 시간을 증가시킨다.
이 액세스 유형 제한을 가지고 있는 메모리 구성의 예는 도시바 주식회사의 CMOS 동기 SRAM 모델 TC59SM816이다.
결과적으로, 다른 유형의 동시 메모리 액세스를 지원할 수 있는 메모리 구조가 바람직하다.
상술한 내용을 기반으로 하면, 다른 유형의 동시 액세스를 지원하는 메모리 구조가 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 혼합 모드 메모리 액세스를 지원하는 메모리 구조가 제공된다. 공통 행 어드레스가 제공된다. 제 1 열을 액세스하기 위한 제 1 열 어드레스와 제 2 열을 액세스하기 위한 제 2 열 어드레스가 제공된다. 제 1 열에 대한 판독과 기록 액세스 중 하나를 지정하는 제 1 기록 제어 신호와, 제 2 열에 대한 판독과 기록 액세스 중 하나를 지정하는 제 2 기록 제어 신호가 또한 제공된다. 메모리 구조는 이들 입력 신호에 응답하여 제 1 열에 대한 동시 혼합 모드 메모리 액세스와 제 2 열에 대한 기록 액세스를 지원한다.
도 1은 종래 기술의 메모리 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 활용될 수 있는 혼합 모드 액세스를 지원하는 메모리 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 모드 메모리 액세스에 대한 처리 단계를 도시하는 흐름도,
도 4는 주문형 집적 회로에 내장된 본 발명의 메모리를 도시하는 도면,
도 5는 상이한 열 공간이 상이한 기능 블록에 할당될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 구성의 예를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 어드레스 공간 할당의 예를 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
200 : 메모리 구조210 : 제 1열
220 : 제 2 열400 : 주문형 집적 회로
410 : 메모리450 : 데이터 경로
460 : 어드레스/제어 버스
본 발명은 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 참조 번호가 부여된 첨부된 도면을 참조하여 예시적으로 설명된 것으로, 이에 제한되는 것은 아니다.
혼합 모드 메모리 액세스를 지원하는 메모리 구조가 설명된다. 다음의 명세서에서, 설명의 위해, 다수의 특정 세부 사항이 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 설명된다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 이런 특정 세부 사항이 없이도 수행될 수 있음을 알 것이다. 다른 예로, 본 발명의 불필요한 모호함을 없애기 위해, 공지된 구조 및 디바이스가 블록도로 도시된다.
개개의 기록 가능 제어 신호가 각 열에 제공된다. 예를 들어, 4개의 열이 있을 때(예를 들어, 열_0, 열_1, 열_2, 열_3), 4개의 기록 가능 제어 신호가 있고, 각 열에 대응하는 하나의 기록 가능 제어 신호가 있다.
본 발명의 메모리 구조는 액세스 유형 제한을 없애고, 동시 혼합 모드 메모리 액세스가 가능하다.
메모리 구조
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따라 활용될 수 있는 혼합 모드 액세스를 지원하는 메모리 구조(200)가 도시된다. 메모리 구조(200)는 적어도 2개의 열[예를 들어, 제 1 열(210)과 제 2 열(220)]을 포함한다. 본 발명의 메모리 구조(200)에 따라, 기록 제어 신호가 개개의 열에 적용된다.
보다 명확하게 말하면, 각각의 열은 개개의 열 신호와 개개의 기록 제어 신호를 수신한다. 예를 들어, 제 1 열(210)은 COLUMN0 신호와 WRITE0 신호를 수신한다. 유사하게, 제 2 열(220)은 COLUMN1 신호와 WRITE1 신호를 수신한다. 기록 제어 신호가 개개의 열에 적용되기 때문에, 제 1 어드레스 영역(250)은 판독 기능 용도로 선택될 수 있으며, 제 2 어드레스 영역(260)은 동시에 기록 기능 용도로 선택될 수 있다.
행과 열은 어드레스, RAS 및 CAS를 디코딩 함으로써 선택된다.
동일한 행에 있는 다른 열에 대해 개개의 판독과 기록 액세스를 필요로 하는 종래 기술의 구조와는 다르게, 본 발명의 구조는 동일한 행에 있는 다른 열에 대해 다른 액세스 유형을 동시에 허용한다는 것을 알아야 한다. 이 점에 있어서는, 기록 가능 신호(또한, 기록 제어 신호로 지칭)의 상태를 기초로 하여, 데이터가 어드레스 영역[예를 들어, 영역(250) 또는 영역(260)]에 기록 또는 판독이 된다.
혼합 모드 액세스를 위해서, 2개의 액세스 유형의 최소 액세스 시간 중 보다 긴 최소 액세스 시간이 최소 액세스 시간이 되는 것이 중요하다. 예를 들어, 기록 액세스가 판독 액세스보다 1 클록 사이클 더 긴 경우를 고려해 보자. 제 1 블록(블록0)은 기록을 수행할 수 있으며, 제 2, 제 3 및 제 4 블록(블록1, 블록2, 블록3)은 판독 기능을 수행할 수 있다. 총 액세스 시간은, 기록 액세스가 판독 액세스 보다 더 오래 걸리기 때문에, 기록 액세스 시간이다.
이 접근 방식은 임의의 블록을 차단하는 종래의 기술과 비교할 때 시간을 절약한다는 것을 알 수 있다.
종래 기술의 메모리 구조는 데이터 경로에 있는 각각의 블록을 메모리의 인접하는 일차원 청크(chunk)에 할당한다. 대조적으로, 본 발명의 메모리 구조는 블록을 동일한 행 공간에 할당하지만, 각각의 블록을 다른 열 공간에 할당한다. 본 발명의 메모리 구조의 한가지 장점은 블록이 메모리 액세스에 있어서 경쟁 없이 메모리에 동시에 액세스 할 수 있다는 것이다.
혼합 모드 메모리 액세스 프로세싱
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 모드 메모리 액세스의 프로세싱 단계를 도시하는 흐름도이다. 단계(310)에서, 공통의 행 어드레스가 메모리에 제공된다. 단계(320)에서, 제 1 열을 액세스하기 위한 제 1 열 어드레스가 메모리에 제공된다. 단계(330)에서, 제 2 열을 액세스하기 위한 제 2 열 어드레스가 메모리에 제공된다. 단계(340)에서, 제 1 열에 대해 기록 액세스와 판독 액세스 중 하나를 지정하는 제 1 기록 제어 신호가 메모리에 제공된다. 단계(350)에서, 제 2 열에 대해 기록 액세스와 판독 액세스 중 하나를 지정하는 제 2 기록 제어 신호가 메모리에 제공된다.
단계(360)에서, 메모리 구조는 제 1 열과 제 2 열에 동시 혼합 모드 메모리 액세스를 제공한다. 예를 들어, 메모리 구조는 제 1 열에 동시 판독 액세스와 제 2 열에 기록 액세스를 제공한다. 유사하게, 메모리 구조는 제 1 열에 동시 기록 액세스와 제 2 열에 판독 액세스를 제공한다. 활용되는 열의 수는 특정 응옹예에 적합하게 변경될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 판독 액세스가 이런 열의 임의의 서브 세트(sub-set)(열이 없을 수도 있음)에 인가 될 수 있다는 것과 동일한 시간에기록 액세스가 어떤 서브-셋(sub-set)(열이 없을 수도 있음)에 인가될 수 도 있다는 것도 알아야 한다.
메모리 제어 신호는 메모리 액세스를 필요로 하는 기능 블록, 메모리 제어 회로 및 그들의 조합에 의해 생성될 수 있다.
메모리 구성의 예
도 5는 상이한 열 공간이 상이한 기능 블록에 할당되는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 구성(510)의 예를 도시하고 있다. 메모리 구성(510)은 특정 기능 블록에 할당될 수 있는 복수의 열 공간을 포함한다. 예를 들어, 제 1 열 공간(520)은 제 1 기능 블록(BLOCK_1)에 할당되고, 제 2 열 공간(530)은 제 2 기능 블록(BLOCK_2)에 할당되며, 제 3 열 공간(540)은 제 3 기능 블록(BLOCK_3)에 할당되고, 제 N 열 공간(550)은 제 N 기능 블록(BLOCK_N)에 할당되며, 그 외는 동일한 방식으로 할당된다.
각각의 기능 블록은 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 이런 기능 블록은 메모리 액세스를 필요로 한다. 기능 블록은, 예를 들어, 직접 메모리 액세스(DMA) 기능 블록, 프로세서, 비디오 프로세서, 캐쉬(cache) 제어기, 감압 블록, 데이터경로 블록일 수 있으나, 이에 제한 되는 것은 아니다. 기능 블록은, 예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC)에 배치될 수 있다.
메모리 구조(510)는 각각의 기능 블록을 동일한 행 공간이지만 열이 다른 공간에 할당함으로써, 모든 기능 블록에 의한 메모리에 대한 동시 액세스를 지원한다는 것을 알 수 있다. 이러한 방식으로, 액세스 유형 제한에 관련된 시간상의 불이익을 피할 수 있다.
수직 어드레스 공간 할당의 예
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 어드레스 공간 할당(610)의 예를 도시하고 있다. 바람직하게, 부가적인 어드레스 위치는 파이프라이닝을 용이하게 하기 위해 (예를 들어, 이 위치는 "트레시(trash)"로 표시) 이용된다. 파이프라이닝을 지원하는 오버헤드가 최소인 것에 주목해야 한다.
내장형 메모리
도 4는 주문형 집적 회로(400)에 내장된 본 발명의 메모리(410)를 도시하고 있다. ASIC(400)은 본 발명의 지시에 따라 구성될 수 있는 내장형 메모리(400)를 포함하고 있다. ASIC(400)은 메모리(410)에 대한 액세스를 요청하는 복수의 기능 블록(430)을 가질 수 있다. 데이터 경로(450)는 기능 블록(430)과 메모리(410) 사이에서 데이터를 전송하기 위해 제공된다. 데이터 경로의 폭이 제 1 부분(434)과 제 2 부분(438)과 같이 일부분을 갖는 각각의 기능 블록으로 분할된다는 것에 주목해야한다.
어드레스와 제어 버스(460)는 어드레스 및 다른 제어 신호를 메모리(410)에 전달하기 위해 제공된다. 각각의 기능 블록(430)은 개개의 열 어드레스 스트로브(CAS) 신호와 기록 가능 또는 판독 제어 신호를 또한 제공한다. 예를 들어, CAS_B0..CAS_BN은 기능 블록(430)에 의해 메모리(410)에 제공된다. 유사하게, R/W_B0.. R/W_BN은 기능 블록(430)에 의해 메모리(410)에 제공된다.
본 발명의 단일 행에 있는 다른 열의 동시 판독과 기록 기능을 지원하는 메모리를 포함 할 수 있는, 주문형 집적 회로의 특정 실시예에 관한 더 상세한 내용은, 2001년 5월 29일에 본 건과 동시에 출원되고, 동시 계류중인 것으로 발명자 Laura Elisabeth Simmons & Chancellor Archie의 "EMBEDDED MEMORY ACCESS AND SYSTEM FOR APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUITS"란 명칭의 특허출원에 개시되어 있으며, 여기에서는 참조로 인용된다.
상술한 명세서에서, 본 발명은 특정 실시예를 기준으로 설명되었다. 그러나 본 발명의 보다 넓은 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 명세서와 도면은 제한적인 의미보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
본 발명의 메모리 구조에 의해서 액세스 유형 제한을 없애고 동시 혼합 모드 메모리 액세스가 가능하다.

Claims (10)

  1. a) 행 어드레스를 제공하는 단계(310)와,
    b) 제 1 열을 액세스하기 위한 제 1 열 어드레스를 제공하는 단계(320)와,
    c) 제 2 열을 액세스하기 위한 제 2 열 어드레스를 제공하는 단계(330)와,
    d) 상기 제 1 열에 대해 기록 액세스와 판독 액세스 중 하나를 지정하는 제 1 기록 제어 신호를 제공하는 단계(340)와,
    e) 상기 제 2 열에 대해 기록 액세스와 판독 액세스 중 하나를 지정하는 제 2 기록 제어 신호를 제공하는 단계(350)와,
    f) 상기 제 1 열에 동시 혼합 모드 메모리 액세스와 상기 제 2 열에 기록 액세스를 제공하는 단계(360)를 포함하는
    혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열에 동시 혼합 모드 메모리 액세스와 상기 제 2 열에 기록 액세스를 제공하는 상기 단계가,
    f1) 상기 제 1 열에 동시 판독 액세스와 상기 제 2 열에 기록 액세스를 제공하는 단계를 포함하는
    혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열에 동시 혼합 모드 메모리 액세스와 상기 제 2 열에 기록 액세스를 제공하는 상기 단계가,
    f1) 상기 제 1 열에 동시 기록 액세스와 상기 제 2 열에 판독 액세스를 제공하는 단계를 포함하는
    혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열에 동시 혼합 모드 메모리 액세스와 상기 제 2 열에 기록 액세스를 제공하는 상기 단계가,
    f1) 데이터 버스의 제 1 부분을 사용하여, 제 1 블록의 데이터를 전달하는 단계와,
    f2) 데이터 버스의 제 2 부분을 사용하여 제 2 블록의 데이터를 전달하는 단계를 포함하는
    혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 1 열이 기록 액세스 대상이며, 제 2 열이 판독 액세스 대상인
    혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 부분이 상기 메모리에 기록된 데이터를 포함하고 있고, 상기 제 2 부분이 상기 메모리로부터 판독될 데이터를 포함하고 있는
    혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리가 주문형 집적회로에 내장되어 있는
    혼합 모드 메모리 액세스의 수행 방법.
  8. a) 제 1 기능 블록에 할당된 제 1 열 공간과,
    b) 제 2 기능 블록에 할당된 제 2 열 공간과,
    c) 상기 제 1 열 공간을 액세스하기 위한 제 1 열 어드레스 신호와,
    d) 상기 제 2 열 공간을 액세스하기 위한 제 2 열 어드레스 신호와,
    e) 상기 제 1 열에 대해 기록 액세스와 판독 액세스 중 하나를 특정 짓는 제1 기록 신호와,
    f) 상기 제 2 열에 대해 기록 액세스와 판독 액세스 중 하나를 특정 짓는 제 2 기록 신호를 포함하는 메모리로서,
    상기 메모리는 동시 혼합 모드 액세스를 지원하는 메모리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    공통 행 어드레스가 상기 메모리에 제공되고,
    상기 행에 있는 제 1 어드레스 영역이 판독 액세스 대상이고,
    상기 행에 있는 제 2 어드레스 영역이 동시에 기록 액세스 대상인
    메모리.
  10. 제 8 항에 있어서,
    a) 제 3 기능 블록에 할당된 제 3 열 공간과,
    b) 상기 제 3 열 공간을 액세스하기 위한 제 3 열 어드레스 신호와,
    c) 상기 제 3 열에 대해 기록 액세스와 판독 액세스 중 하나를 지정하는 제 3 기록 신호를 포함하되, 공통 행 어드레스가 상기 메모리에 제공되고,
    상기 행에 있는 제 1 어드레스 영역이 판독 액세스 대상이고, 상기 행에 있는 제 2 어드레스 영역이 동시에 기록 액세스 대상이고,
    상기 행에 있는 제 3 어드레스 영역이 동시에 기록 액세스 대상인
    메모리.
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