JP2002132711A - メモリコントローラ - Google Patents
メモリコントローラInfo
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- JP2002132711A JP2002132711A JP2000330155A JP2000330155A JP2002132711A JP 2002132711 A JP2002132711 A JP 2002132711A JP 2000330155 A JP2000330155 A JP 2000330155A JP 2000330155 A JP2000330155 A JP 2000330155A JP 2002132711 A JP2002132711 A JP 2002132711A
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Abstract
し、かつ転送対象の低速メモリのスペックに合わせたシ
ングルアドレスモードDMA転送を実現する。 【解決手段】外部メモリにアクセスするときのウェイト
数があらかじめCPUから設定されるウェイト設定レジ
スタ11と、外部メモリのうち高速動作用のメモリから
低速動作用のメモリへのシングルアドレスDMA転送時
のウェイト数があらかじめCPUから設定されるDMA
転送用ウェイト設定レジスタ12と、シングルアドレス
DMA転送要求DMA_REQおよびメモリアクセス要
求M_REQによりウェイト設定レジスタ11およびD
MA転送用ウェイト設定レジスタ12のいずれか一方の
有するウェイト数を選択的に出力するセレクタ13と、
セレクタ13で選択されたウェイト数を挿入したメモリ
アクセスサイクルを生成して出力するメモリアクセス制
御信号発生回路14とを備えて構成する。
Description
に係わり、特に外部メモリに非同期系メモリおよび同期
系メモリがそれぞれ接続される場合のシングルアドレス
DMA転送を最小ウェイト数でメモリアクセスサイクル
を発生するメモリコントローラに関する。
伴い、その半導体素子で構成するLSIも大規模化して
おり、特に半導体メモリの分野ではその傾向が顕著であ
る。
量を有する半導体メモリとしてダイナミック型ランダム
アクセスメモリ(DRAM)やシンクロナス・ダイナミ
ック・ランダムアクセス・メモリ(SDRAM)も実用
化されている。
接続するシングルチップ・マイクロコンピュータの動作
速度の向上も著しく、接続される外部メモリは容量増加
とともに動作速度の向上も期待が大きくなる所以であ
る。
プ・マイクロコンピュータの中央演算処理部(以下、C
PUと称す)を介さずに、メモリとI/O装置間でデー
タ転送を行うダイレクトメモリアクセス(以下、DMA
と称す)が行われている。
リからI/Oデバイスにデータを転送するとき、メモリ
にリードストローブ信号を供給する一方、I/Oデバイ
スにはライトストローブ信号を供給することにより、デ
ータバス上にはメモリから読み出したリードデータが出
力されてくる。このデータバス上に読み出されてきたデ
ータをI/Oデバイスに書き込んでいる。
ータを転送するとき、メモリにリードストローブ信号を
供給する一方、I/Oデバイスにはライトストローブ信
号を供給することにより、データバス上にI/Oデバイ
スから読み出したリードデータを外部メモリに書き込
む。
平4−241056号公報に記載されている。同公報記
載のウェイト信号制御部は、CPUとDMAコントロー
ラとの接続端子2A、ウェイト信号出力端子2B、ウェ
イト設定レジスタ21、デバイスデコーダ22、ウェイ
ト信号発生部23とを備える。
イスのアクセススピードに対応したウェイト数を予めC
PUから設定される。
作中のI/Oデバイスを検出してそのデバイスに対応し
たウェイト数をレジスタ21より導出する。
発生部23へ入力され、このウェイト数に応じたウェイ
ト信号が発生される。
より各デバイスのDMA時に挿入すべきウェイト数を設
定しておくので、アクセススピードに関係なく各デバイ
スに適切なウェイト数が設定でき、DMAレートを悪化
させないというものである。
御するメモリコントローラに対し本発明では後述するよ
うに、特に高速アクセスが可能なCPUなどからのアク
セスについては最小ウエイト数でアクセスすることでデ
ータの転送レートを確保し、また高速なメモリから低速
なメモリへのシングルアドレスDMA転送については、
低速なメモリのデータアクセス時間に合わせたウエイト
数を、高速メモリの動作サイクルに挿入したい場合の構
成を開示するものである。
のSDRAMの特性を生かすため、CPUからのアクセ
スはノーウエイトの高速アクセスを行うのが通常であ
る。
データウエイト機能を持たないのであるが、シングルチ
ップ・マイクロコンピュータの応用分野においては、S
DRAMから低速なデバイスへのシングルアドレスDM
A転送においても、転送先である低速デバイスへ最高速
な転送が行えることが要求されている。
一般的なシングルチップ・マイクロコンピュータに搭載
されているメモリコントローラでは、DMA転送に特化
したウエイトのコントロールが行われていなかった。そ
の欠点を改善する一例として前述した特開平4−241
056号公報の例があるが、いずれもSDRAMアクセ
スに関しては、データウエイトを行うことも考慮されて
いなかった。すなわち、通常であれば例えば1クロック
期間のみ出力されるデータを、2〜数クロック期間まで
出力するようにデータ出力期間延ばすことで、I/Oデ
バイスへの書込誤動作を避けるためのデータウエイトを
行っていないのである。
AMであった場合、転送先の低速デバイスのスペックを
満足することが出来ず、シングルアドレスモードDMA
転送は実現できない場合が多かった。
おいてはSDRAMアクセス時にデータウエイトを行う
ことが考慮されていないため、SDRAMへのアクセス
は常時1CLKピッチで行われている。すなわち、デー
タ出力期間はリード/ライト共1CLK分しか出力され
ていない。
MHzの製品でSDRAMのデータ出力遅延値が5ns
であった場合、I/Oデバイスへのライトストローブ信
号の有効期間にデータが準備できないことになり転送が
できない。
バイスへのライトストローブ信号は半クロックでトグル
させることになるからである。
RAMへ供給されているクロックの立ち上がり同期で行
うシステムを想定した場合でも、SDRAMのデータ出
力遅延が5nsであったとすると、I/Oデバイス書き
込みのデータセットアップ時間は5ns以内でなければ
ならず、低速I/Oデバイスでこの5nsのセットアッ
プ時間を実現することは難しく、結局、SDRAM対I
/Oのシングルアドレス転送は出来ないということにな
る。
みなされたものであり、CPUアクセスにおける転送レ
ートを落とすことなく、転送対象の低速なメモリのスペ
ックに合わせたシングルアドレスモードDMA転送を実
現することにある。
ーラの特徴は、高速アクセスが可能なCPUから外部メ
モリをアクセスするときには前記CPUの動作速度に応
じた最小ウエイト数でアクセスしてデータの転送レート
を確保する高速データ転送手段と、前記CPUを介さず
に動作速度の速い外部メモリから動作速度の遅い外部メ
モリへデータ転送を行うシングルアドレスDMA転送時
には動作速度の遅い外部メモリのデータアクセス時間に
応じたウエイト数を、前記動作速度の速い外部メモリの
動作サイクルに挿入してデータの転送レートを確保する
低速データ転送手段とを併せて備えることにある。
は、DMA転送対象となる、低速動作用の非同期系メモ
リを含め周辺デバイスが接続されるI/Oデバイスと高
速動作用の同期系メモリとに対応するメモリコントロー
ラウエイト制御手段として、前記同期系および前記非同
期系の外部メモリにアクセスするときのウェイト数があ
らかじめCPUから設定されるウェイト設定レジスタ手
段と、前記外部メモリのうち高速動作用のメモリから低
速動作用のメモリへのシングルアドレスDMA転送時の
ウェイト数があらかじめ前記CPUから設定されるDM
A転送用ウェイト設定レジスタと、シングルアドレスD
MA転送要求およびメモリアクセス要求により前記ウェ
イト設定レジスタおよび前記DMA転送用ウェイト設定
レジスタのいずれか一方の有するウェイト数を選択的に
出力するウェイト選択手段と、前記ウェイト選択手段で
選択されたウェイト数を挿入したメモリアクセスサイク
ルを生成して出力するメモリアクセス制御信号発生手段
することにある。
手段は、前記高速動作用の同期系メモリをアクセスする
アドレス信号とクロックイネーブル信号とを含むあらか
じめ定めた所定の制御信号出力手段と前記低速動作用の
非同期系メモリをアクセスするアドレス信号とライトス
トローブ信号とリード信号とを含むあらかじめ定めた所
定の制御信号出力手段との他に、前記非同期系メモリ用
制御信号生成手段と前記I/Oデバイスと前記同期系メ
モリ用制御信号生成手段と前記同期系メモリとを共通接
続する双方向のデータバス手段をさらに備えて構成する
ことができる。
リがシンクロナス・ダイナミック・ランダムアクセス・
メモリ(SDRAM)である場合に、前記SDRAMに
対する前記クロックイネーブル信号を非活性レベルにし
て、前記I/Oデバイスの転送速度に合わせた前記SD
RAMアクセスを実行することもできる。
生成手段は、前記同期系メモリおよび前記I/Oデバイ
スにアクセスして双方向のDMA転送を実行する場合
に、複数のウェイト設定レジスタ手段から選択されたウ
エイト数によりメモリアクセスサイクルを発生してDM
A転送制御をすることもできる。
は、前記DMA転送用ウエイト設定レジスタのウエイト
数を前記DMA転送要求に基づき選択してシングルアド
レスDMA転送サイクルを発生させることもできる。
時に、DMA転送対象の前記同期系メモリおよび前記I
/Oデバイスのうち動作速度の遅い方に合わせたメモリ
アクセスを実行することもできる。
成手段は、DMAシングルアドレス転送用のライトスト
ローブ信号を生成し、このライトストローブ信号により
前記同期系メモリのリードサイクル中にシングルアドレ
スDMA転送を行うこともできる。
特徴は、DMA転送対象となる、低速動作用の非同期系
メモリを含め周辺デバイスが接続されるI/Oデバイス
と高速動作用の同期系メモリとに対するメモリコントロ
ーラウエイト制御手段として、前記同期系および前記I
/Oデバイスにアクセスするときのウェイト数があらか
じめCPUから設定されるウェイト設定レジスタ手段
と、シングルアドレスDMA転送要求およびメモリアク
セス要求により前記ウェイト設定レジスタのウェイト数
を選択的に出力するウェイト選択手段と、前記ウェイト
数を挿入したメモリアクセスサイクルを生成して出力す
るメモリアクセス制御信号発生手段とを備えて構成する
ことにある。
段は、非同期系メモリ用信号生成手段および同期系メモ
リ用信号生成手段から構成され、前記非同期系メモリ用
信号生成手段が、前記I/Oデバイスをアクセスするア
ドレス信号およびライトストローブ信号を含むあらかじ
め定めた所定の制御信号供給手段を有し、前記非同期系
メモリのアクセス時には、CPUからのアドレスアクセ
スまたは前記ライトストローブ信号によるアクセスのい
ずれかを実行することができる。
ト設定レジスタ手段を介さず直接CPUからノーウェイ
トでアクセスすることもできる。
期系メモリを含め周辺デバイスからなるI/Oデバイス
との間におけるDMA転送時は、前記ウェイト設定レジ
スタ手段のウェイト数に基づきシングルアドレスDMA
転送サイクルを発生させることもできる。
は、DMA転送対象となる、低速動作用の非同期系メモ
リを含め周辺デバイスからなるI/Oデバイスと高速動
作用の同期系メモリとに対するメモリコントローラウエ
イト制御手段として、所定のウェイト数を挿入したメモ
リアクセスサイクルを生成して出力するメモリアクセス
制御信号発生手段を備え、前記メモリアクセス制御信号
発生手段は、非同期系メモリ用信号生成手段および同期
系メモリ用信号生成手段から構成され、前記非同期系メ
モリ用信号生成手段が、前記非同期系メモリをアクセス
するアドレス信号およびライトストローブ信号を含むあ
らかじめ定めた所定の制御信号の供給手段を有するとと
もに、前記同期系メモリ用信号生成手段が前記I/Oデ
バイスからウェイト信号を与えられ、かつ同期系メモリ
をアクセスするアドレス信号およびクロックイネーブル
信号を含むあらかじめ定める制御信号出力手段とを有
し、前記ウェイト信号に応じて活性、非活性が制御され
る前記クロックイネーブル信号に基づくウェイトが挿入
されたシングルアドレスDMA転送のメモリサイクルを
発生することにある。
段が前記非同期系メモリ用信号生成手段のみで構成さ
れ、前記同期系メモリに代えてスタティック・ランダム
アクセス・メモリ(SRAM)が接続される時、シング
ルアドレスDMA転送は前記I/Oデバイスの転送規格
に合わせたウェイト数が挿入されたメモリサイクルを発
生し、CPUからのアクセスは前記転送規格に合わせた
ウェイト数よりも少ないウェイト数でアクセスされる。
メモリ用信号生成手段および同期系メモリ用信号生成手
段の組み合わせ、前記非同期系メモリ用信号生成手段単
独または前記非同期メモリが接続されたI/Oデバイス
からのウェイト信号単独のいずれかに基づき挿入され
る。
図1に示すように本発明によるメモリコントローラは、
高速アクセスが可能なCPU(図示せず)などからのア
クセスについては最小ウエイト数でアクセスすることで
データの転送レートを確保する。また、高速なメモリか
ら低速なメモリへのシングルアドレスDMA転送では、
低速なメモリのデータアクセス時間に合わせたウエイト
数を、高速メモリの動作サイクルに挿入してデータの転
送レートを確保する技術を開示するものである。
第1の実施形態のブロック図を示した図1を参照する
と、メモリコントローラは、ウェイト設定レジスタ1
1,DMA転送用ウェイト設定レジスタ12,セレクタ
13,メモリアクセス制御信号生成回路14,非同期系
メモリ用信号生成回路15,SDRAM用信号生成回路
16,I/Oデバイス(低速動作用の非同期系メモリ、
I/O)17およびSDRAM(高速動作用の同期系メ
モリ)18を備える。
作用の非同期系メモリ等が接続されるI/Oデバイス1
7と高速動作用の同期系メモリSDRAM18とに対す
るメモリコントローラウエイト制御手段として、外部メ
モリのI/Oデバイス17,SDRAM18にアクセス
するときのウェイト数があらかじめCPUから設定され
るウェイト設定レジスタ11と、I/Oデバイス17,
SDRAM18のうち高速動作用のSDRAM18から
低速動作用のI/Oデバイス17へのシングルアドレス
DMA転送時のウェイト数が、あらかじめCPUから設
定されるDMA転送用ウェイト設定レジスタ12とを有
する。
MA_ERQおよびメモリアクセス要求M_REQによ
りウェイト設定レジスタ11およびDMA転送用ウェイ
ト設定レジスタ12のいずれか一方の有するウェイト数
を選択的に出力するセレクタ(ウェイト選択手段)13
も有する。
ト数を挿入したメモリアクセスサイクルを生成して出力
するメモリアクセス制御信号発生回路(メモリアクセス
制御信号発生手段)14も有して構成される。
11とDMA転送用ウエイト設定レジスタ12とはプロ
グラマブルなレジスタである。
ちメモリアクセス要求信号M_REQおよびDMA転送
要求DMA_REQにより、上述した2つのウエイト設
定レジスタ11,12のうち、どちらの設定値を採用す
るかを選択する。
セレクタ13により選択されたウエイト数を挿入したメ
モリアクセスサイクルを発生させる。
号生成回路14の内部に、非同期系メモリ(SRAM、
I/O等)のアクセス信号を生成する非同期系メモリ用
信号生成回路15を備える。
は、DMAシングル転送用のライトストローブ信号DM
A_WEをI/Oデバイスに出力する出力手段も備えて
おり、SDRAMのリードサイクル中にこのライトスト
ローブ信号DMA_WEを活性化させることにより、シ
ングルアドレスDMA転送を行うことが出来る。
プセレクト信号CS、リード信号RDおよびライト信号
WRをI/Oデバイス側に供給する。
14の内部にSDRAMアクセス信号を生成するSDR
AM用信号生成回路16も備えている。
AM18に対し、ADR、CLK、RAS、CAS、W
E、CKEおよびDQMのクロックおよび制御信号を出
力する。
作クロックであり、アドレスADRはSDRAM18に
対するアドレス、信号RASはSDRAM18に対する
ロウアドレスストローブ信号である。
ムアドレスストローブ信号であり、信号WEはSDRA
M18に対するライトイネーブル信号であり、信号CK
EはSDRAM18に対するクロックイネーブルであ
る。
タマスク信号であり、信号DMA_WEはI/Oデバイ
ス17に対するライトストローブ信号である。
とI/OデバイスとSDRAM用信号生成回路16とI
/Oデバイスとの間を共通接続する双方向のデータバス
Dを設けてある。
の動作説明用のタイミングチャートであって、SDRA
MからI/OデバイスへのシングルアドレスDMA転送
のタイミングを示す図2を参照しながら動作を説明す
る。
クセスは、CASレーテンシが2、バースト長は4、バ
ンク/ページはヒットした状態でアクセスはスタートし
たものとする。また、DMA転送用ウエイト設定レジス
タ12にはウエイト数1が設定されているものとする。
データの読み出し指示を行ってからデータが読み出され
て外部へ出力されるまでの時間を示すものである。した
がって、CAS信号を有効化してから実際にデータが出
力されるまでのレーテンシをCASレーテンシとしてい
る。
号を有効化し、与えられたロウアドレスに対応するワー
ド線を活性化する。カラムアドレスを指定し、CAS信
号を有効化して、与えられたカラムアドレスに対応する
ディジット線を選択することにより、所望のメモリセル
が選択される。
たはライトサイクルで出力または入力されるワード数で
ある。
レスADRはADmが与えられ、CAS信号がT1ステ
ート期間だけロウレベルでアクティブにされ、RAS信
号はハイレベルが与えられ、データマスク信号DQMは
ロウレベル、I/Oデバイス17にはライトストローブ
信号DMA_WEがハイレベルでそれぞれ与えられてい
る状態である。
要求DMA_REQを受け付けると、T1ステートでS
DRAM18にリードコマンドを発行する。
タ12にはウエイト数1が設定されているので、本発明
に従って、SDRAM18から出力されるデータにウエ
イトをかけるためT2ステートでクロックイネーブル信
号CKEをディセーブルにする。
ートのみに出力されるデータDが、1CLK分延長さ
れ、低速デバイスの書き込み時間をT4ステートまで確
保する。
は、SDRAM18から出力されているデータDを取り
込むために、DMA_WEをT3ステートからT4ステ
ートにかけてロウアクティブにし、データを取り込む。
述した動作の繰り返しである。
先のI/Oデバイスが低速で1CLKピッチでのシング
ルアドレス転送が実現出来なかった場合、DMA転送を
デュアルアドレス転送で行わざるを得なかった。
K必要であった場合、SDRAMからの4ワードの転送
に15CLK必要であった。しかし、本発明の構成を用
いれば、4ワードの転送がT1ステートからT10ステ
ートまでの10CLKで実現でき、1回の転送を2/3
に短縮できる。
セスは従来通り高速で行えるので、対CPUの転送レー
トを落とすことも無い。
述した第1の実施形態と同様であるが、ウエイト設定レ
ジスタ11の構成についてさらに工夫している。
すると、第1の実施形態との相違点は、DMA転送用ウ
ェイト設定レジスタ12が削除され、CPUからのウェ
イト設定が行われるウェイト設定レジスタ11のみが有
効である。
/Oデバイス17に対し、アドレスADR、チップセレ
クト信号CS、リード信号RD、ライト信号WR、ライ
トストローブ信号DMA_WE、データバスDは実施形
態1と同様に与えられている。
びSDRAM18間の信号も第1の実施形態と同様であ
る。
アドレスアクセスも出来る構成になっていて、さらに、
ライトストローブ信号DMA_WEによるアクセスもで
きることが特徴である。
スアクセスを行う場合にはウエイト設定レジスタ11の
ウエイト数を採用し、そのウエイト数にしたっがて非同
期系メモリ用信号生成回路15はメモリサイクルを発生
させる。
アドレスサイクルについては高速アクセスできるのでノ
ーウエイトでアクセスし、ウエイト設定用レジスタを設
けていない。
ス間のシングルアドレスDMA転送時は、I/Oデバイ
ス17のスペックに対応したウエイト数が設定されたウ
エイト設定レジスタ11があるので、このレジスタの設
定値を採用しシングルアドレスDMA転送サイクルを発
生させる。
A転送用のウエイト設定レジスタ12を設けることな
く、I/Oデバイスとして接続された非同期系の低速メ
モリ、I/Oのスペックを満たすDMA転送を行うこと
が出来るので、第1の実施形態よりもさらに回路規模を
押さえることができる。
シングルアドレスDMA転送におけるウエイト挿入をウ
ェイト設定レジスタ11およびDMA転送用ウェイト設
定レジスタ12、またはウェイト設定レジスタ11にお
いて行っている。
ック図を参照すると、上述した第1の実施形態との相違
点は、ウェイト設定レジスタ11およびDMA転送用ウ
ェイト設定レジスタ12のいずれのウエイト設定用レジ
スタも設けていないことがことが相違する。
イト設定レジスタ11も削除されていることである。さ
らに第1および第2の実施形態との共通する相違点は、
I/Oデバイス17からSDRA用信号生成回路16に
ウェイト信号WAITを与えることによって、メモリコ
ントローラにウエイトをかけていることである。
KE信号を入力させる。I/OデバイスはCKE信号の
アクティブ中はWAIT信号を常にアクティブにする論
理にしておく。
要求とWAIT信号とCAS信号の反転信号のANDで
1回目のCKE信号をディセーブルレベルにする。
時点で、I/Oデバイスはウエイトしたいクロック数を
カウントし、WAIT信号をディセーブルレベルにす
る。
ので、SDRAM用信号生成回路6はCKE信号をアク
ティブにする。
デバイスは再びWAIT信号をアクティブにする。
送要求とWAIT信号のANDでCKEをディセーブル
にする。
繰り返しである。
ドレスDMA転送のタイミングチャートを示した図5を
参照すると、この実施の形態でも、T1ステートにSD
RAM18には、アドレスADRはADmが与えられ、
CAS信号がT1ステート期間だけロウレベルにアクテ
ィブにされる。
トイネーブル信号WEはハイレベル、クロックイネーブ
ル信号CKEはハイレベル、データマスク信号DQMは
ロウレベルが与えられる。
信号DMA_WEがハイレベル、I/Oデバイス17か
らSDRAM用信号生成回路16にウェイト信号WAI
Tがハイレベルに立ち上がる状態でそれぞれ与えられて
いる。
要求DMA_REQを受け付けると、T1ステートでS
DRAM18にリードコマンドを発行する。ここで、ウ
エイト信号WAITがT1ステートおよびT2ステート
間の1クロック期間ハイレベルのアクティブになるの
で、そのWAIT信号のアクティブに応答してSDRA
M用信号生成回路16ではクロックイネーブル信号CK
EをT2ステートでロウレベルのディセーブルにする。
るデータにウエイトをかけることができる。
CKEをディセーブルにすることにより、通常はT3ス
テートのみに出力されるデータDが、1CLK分延長さ
れ、低速デバイスの書き込み時間をT4ステートまで確
保する。
は、SDRAM18から出力されているデータDを取り
込むために、DMA_WEをT3ステートからT4ステ
ートにかけてロウアクティブにし、データを取り込むこ
とができる。T5ステートからT10ステートまでは上
記動作の繰り返しである。
も、ウェイト信号WAITでメモリコントローラにウェ
イトかけることによって、第1および第2の実施形態と
同様な効果、すなわち、4ワードの転送がT1ステート
からT10ステートまでの10CLKで実現でき、1回
の転送を2/3に短縮できる。
セスは従来通り高速で行えるので、対CPUの転送レー
トを落とすことも無い。また、ウェイト設定レジスタ1
1およびDMA転送用ウェイト設定レジスタ12のいず
れのウエイト設定用レジスタも設けていないのでレジス
タが削減出来、回路規模削減が可能である。
図で示した図6を参照すると、第1の実施形態との相違
点は、メモリアクセス制御信号生成回路14からSDR
AM用信号生成回路16が削除され、非同期系メモリ用
信号生成回路15のみであり、前述した実施形態では同
期系の外部メモリとしてSDRAM18を接続した例で
あったが、ここでは非同期系のSRAM19を備えてい
ることである。
除されたことにより、非同期系メモリ用信号生成回路1
5からSRAM19へ供給する信号も、データD以外は
同期クロックCLK、アドレス信号ADR、チップセレ
クト信号CS、リード信号RDおよびライトストローブ
信号DMA_WEのみとなる。
らI/Oへの転送タイミング例であり、転送対象がSD
RAMでなくとも、DMA転送用ウエイト設定レジスタ
を設けることが有効であることを示している。
ングチャートであって、シングルアドレスDMA転送の
タイミングを示した図7を参照すると、SRAM対I/
Oの転送について示したものであり、DMA転送用ウエ
イト設定レジスタのデータウェイト数に例えば1が設定
されている場合である。
3ステート期間はアドレスADRはADmが与えられ、
チップセレクト信号CSがT1ステートからT12ステ
ートまでの期間ロウレベルアクティブで与えられてい
る。
なり、T4ステートでハイレベルが与えられている。
信号DMA_WEがT1およびT3ステート間でロウレ
ベル、T3およびT4ステート間でハイレベルが与えら
れている。
クロックになることがわかる。もしデータウエイト数に
0が設定されていれば8クロックで転送可能である。
要求DMA_REQを受け付けると、T1ステートでS
RAM19にリードコマンドを発行する。ここで、DM
A転送用ウエイト設定レジスタ12にはウエイト数1が
設定されているので、このウェイトにより、通常はT1
ステートからT2ステートのみに出力されるデータD
が、1CLK分延長され、低速デバイスの書き込み時間
をT3ステートまで確保する。その他の信号ADR,C
S,RDもそれぞれ1CLK分延長される。
RAM19から出力されているデータDを取り込むため
に、DMA_WEをT1ステートからT3ステートにか
けてロウアクティブにし、データを取り込む。
データにウエイトをかけることができる。
定レジスタ12にウエイト数を設定することにより、通
常はT1およびT2ステート間に出力されるデータD
が、1CLK分延長され、低速デバイスの書き込み時間
をT3ステート期間の終了まで確保される。T3ステー
トからT12ステートまでは上述した動作の繰り返しで
ある。
イス17およびSRAM19であるが、高速なメモリと
低速なI/Oデバイスという意味では、図6に示す実施
形態のようなSRAM19とI/Oデバイス17におい
ても本発明により、CPUアクセスは高速でアクセス
し、シングルアドレスDMA転送はI/Oデバイス17
のスペックに合わせた転送ができる。
施の形態のいづれのウエイト挿入手法を用いてもよい。
は、DMA転送用ウエイト設定レジスタ12にウエイト
数を設定することにより、第1、第2および第3の実施
形態と同様な効果、すなわち、ウェイト数が1の時4ワ
ードの転送がT1ステートからT12ステートまでの1
2CLKで実現でき、1回の転送を4/5に短縮でき
る。
スは従来通り高速で行えるので、対CPUの転送レート
を落とすことも無い。また、同期系メモリ用信号生成回
路を設けていないのでその分回路規模削減が可能であ
る。
ローラは、高速アクセスが可能なCPUから外部メモリ
をアクセスするときに、CPUの動作速度に応じた最小
ウエイト数でアクセスしてデータの転送レートを確保す
る高速データ転送手段と、CPUを介さずに動作速度の
速い外部メモリから動作速度の遅い外部メモリへデータ
転送を行うシングルアドレスDMA転送では、動作速度
の遅い外部メモリのデータアクセス時間に応じたウエイ
ト数を、動作速度の速い外部メモリの動作サイクルに挿
入してデータの転送レートを確保する低速データ転送手
段とを併せて備えるので、従来例の場合、転送先のI/
Oデバイスが低速で1CLKピッチでのシングルアドレ
ス転送が実現出来なかった場合、デュアルアドレス転送
を行うしかなく、例えば、I/Oデバイスのライトに2
CLK必要であった場合、SDRAMからの4ワードの
転送に15CLK必要であった。
10CLKで実現でき、1回の転送を2/3に短縮でき
る。また、CPUからのSDRAMアクセスは従来通り
高速で行えるので対CPUの転送レートを落とすことも
無い。
グチャートである。
グチャートである。
グチャートである。
図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 高速アクセスが可能なCPUから外部メ
モリをアクセスするときには前記CPUの動作速度に応
じた最小ウエイト数でアクセスしてデータの転送レート
を確保する高速データ転送手段と、前記CPUを介さず
に動作速度の速い外部メモリから動作速度の遅い外部メ
モリへデータ転送を行うシングルアドレスDMA転送時
には動作速度の遅い外部メモリのデータアクセス時間に
応じたウエイト数を、前記動作速度の速い外部メモリの
動作サイクルに挿入してデータの転送レートを確保する
低速データ転送手段とを併せて備えることを特徴とする
メモリコントローラ。 - 【請求項2】 DMA転送対象となる、低速動作用の非
同期系メモリを含め周辺デバイスが接続されるI/Oデ
バイスと高速動作用の同期系メモリとに対応するメモリ
コントローラウエイト制御手段として、前記同期系およ
び前記非同期系の外部メモリにアクセスするときのウェ
イト数があらかじめCPUから設定されるウェイト設定
レジスタ手段と、前記外部メモリのうち高速動作用のメ
モリから低速動作用のメモリへのシングルアドレスDM
A転送時のウェイト数があらかじめ前記CPUから設定
されるDMA転送用ウェイト設定レジスタと、シングル
アドレスDMA転送要求およびメモリアクセス要求によ
り前記ウェイト設定レジスタおよび前記DMA転送用ウ
ェイト設定レジスタのいずれか一方の有するウェイト数
を選択的に出力するウェイト選択手段と、前記ウェイト
選択手段で選択されたウェイト数を挿入したメモリアク
セスサイクルを生成して出力するメモリアクセス制御信
号発生手段とを備えて構成することを特徴とするメモリ
コントローラ。 - 【請求項3】 前記メモリアクセス制御信号発生手段
は、前記高速動作用の同期系メモリをアクセスするアド
レス信号とクロックイネーブル信号とを含むあらかじめ
定めた所定の制御信号出力手段と前記低速動作用の非同
期系メモリをアクセスするアドレス信号とライトストロ
ーブ信号とリード信号とを含むあらかじめ定めた所定の
制御信号出力手段との他に、前記非同期系メモリ用制御
信号生成手段と前記I/Oデバイスと前記同期系メモリ
用制御信号生成手段と前記同期系メモリとを共通接続す
る双方向のデータバス手段をさらに備えて構成する請求
項2記載のメモリコントローラ。 - 【請求項4】 DMA転送対象の前記同期系メモリがシ
ンクロナス・ダイナミック・ランダムアクセス・メモリ
(SDRAM)である場合に、前記SDRAMに対する
前記クロックイネーブル信号を非活性レベルにして、前
記I/Oデバイスの転送速度に合わせた前記SDRAM
アクセスを実行する請求項2記載のメモリコントロー
ラ。 - 【請求項5】 前記メモリアクセス制御信号生成手段
は、前記同期系メモリおよび前記I/Oデバイスにアク
セスして双方向のDMA転送を実行する場合に、複数の
ウェイト設定レジスタ手段から選択されたウエイト数に
よりメモリアクセスサイクルを発生してDMA転送制御
をする請求項2記載のメモリコントローラ。 - 【請求項6】 前記シングルアドレスDMA転送時は、
前記DMA転送用ウエイト設定レジスタのウエイト数を
前記DMA転送要求に基づき選択してシングルアドレス
DMA転送サイクルを発生させる請求項2記載のメモリ
コントローラ。 - 【請求項7】 前記シングルアドレスDMA転送時に、
DMA転送対象の前記同期系メモリおよび前記I/Oデ
バイスのうち動作速度の遅い方に合わせたメモリアクセ
スを実行する請求項2記載のメモリコントローラ。 - 【請求項8】 前記非同期系メモリ用信号生成手段は、
DMAシングルアドレス転送用のライトストローブ信号
を生成し、このライトストローブ信号により前記同期系
メモリのリードサイクル中にシングルアドレスDMA転
送を行う請求項2記載のメモリコントローラ。 - 【請求項9】 DMA転送対象となる、低速動作用の非
同期系メモリを含め周辺デバイスが接続されるI/Oデ
バイスと高速動作用の同期系メモリとに対するメモリコ
ントローラウエイト制御手段として、前記同期系および
前記I/Oデバイスにアクセスするときのウェイト数が
あらかじめCPUから設定されるウェイト設定レジスタ
手段と、シングルアドレスDMA転送要求およびメモリ
アクセス要求により前記ウェイト設定レジスタのウェイ
ト数を選択的に出力するウェイト選択手段と、前記ウェ
イト数を挿入したメモリアクセスサイクルを生成して出
力するメモリアクセス制御信号発生手段とを備えて構成
することを特徴とするメモリコントローラ。 - 【請求項10】 前記メモリアクセス制御信号発生手段
は、非同期系メモリ用信号生成手段および同期系メモリ
用信号生成手段から構成され、前記非同期系メモリ用信
号生成手段が、前記I/Oデバイスをアクセスするアド
レス信号およびライトストローブ信号を含むあらかじめ
定めた所定の制御信号供給手段を有し、前記非同期系メ
モリのアクセス時には、CPUからのアドレスアクセス
または前記ライトストローブ信号によるアクセスのいず
れかを実行する請求項9記載のメモリコントローラ。 - 【請求項11】 前記同期系メモリは、前記ウェイト設
定レジスタ手段を介さず直接CPUからノーウェイトで
アクセスする請求項10記載のメモリコントローラ。 - 【請求項12】 前記同期系メモリと前記非同期系メモ
リを含め周辺デバイスからなるI/Oデバイスとの間に
おけるDMA転送時は、前記ウェイト設定レジスタ手段
のウェイト数に基づきシングルアドレスDMA転送サイ
クルを発生させる請求項10記載のメモリコントロー
ラ。 - 【請求項13】 DMA転送対象となる、低速動作用の
非同期系メモリを含め周辺デバイスからなるI/Oデバ
イスと高速動作用の同期系メモリとに対するメモリコン
トローラウエイト制御手段として、所定のウェイト数を
挿入したメモリアクセスサイクルを生成して出力するメ
モリアクセス制御信号発生手段を備え、前記メモリアク
セス制御信号発生手段は、非同期系メモリ用信号生成手
段および同期系メモリ用信号生成手段から構成され、前
記非同期系メモリ用信号生成手段が、前記非同期系メモ
リをアクセスするアドレス信号およびライトストローブ
信号を含むあらかじめ定めた所定の制御信号の供給手段
を有するとともに、前記同期系メモリ用信号生成手段が
前記I/Oデバイスからウェイト信号を与えられ、かつ
同期系メモリをアクセスするアドレス信号およびクロッ
クイネーブル信号を含むあらかじめ定める制御信号出力
手段とを有し、前記ウェイト信号に応じて活性、非活性
が制御される前記クロックイネーブル信号に基づくウェ
イトが挿入されたシングルアドレスDMA転送のメモリ
サイクルを発生することを特徴とするメモリコントロー
ラ。 - 【請求項14】 前記メモリアクセス制御信号発生手段
が前記非同期系メモリ用信号生成手段のみで構成され、
前記同期系メモリに代えてスタティック・ランダムアク
セス・メモリ(SRAM)が接続される時、シングルア
ドレスDMA転送は前記I/Oデバイスの転送規格に合
わせたウェイト数が挿入されたメモリサイクルを発生
し、CPUからのアクセスは前記転送規格に合わせたウ
ェイト数よりも少ないウェイト数でアクセスされる請求
項2、9または13記載のメモリコントローラ。 - 【請求項15】 前記ウェイト数は、前記非同期系メモ
リ用信号生成手段および同期系メモリ用信号生成手段の
組み合わせ、前記非同期系メモリ用信号生成手段単独ま
たは前記非同期メモリが接続されたI/Oデバイスから
のウェイト信号単独のいずれかに基づき挿入される請求
項14記載のメモリコントローラ。
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