JPH04372030A - プロセッサのメモリアクセス方式 - Google Patents

プロセッサのメモリアクセス方式

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JPH04372030A
JPH04372030A JP3149134A JP14913491A JPH04372030A JP H04372030 A JPH04372030 A JP H04372030A JP 3149134 A JP3149134 A JP 3149134A JP 14913491 A JP14913491 A JP 14913491A JP H04372030 A JPH04372030 A JP H04372030A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
access
memory
memory bank
bank
processor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3149134A
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English (en)
Inventor
Koichi Hirauma
浩一 平馬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アドレスラッチ機能を
有するメモリ素子にアドバンスド・アドレス・モードを
用いて連続アクセスするときのプロセッサのメモリアク
セス方式に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のプロセッサ(以下CPUと呼称す
る)の主流である32ビットCPUでは、高速データ転
送を行うため、通常モードのほか、アドバンスド・アド
レス・モード(以下アドバンスド・モードと略称する)
を備えている。
【0003】アドバンスド・モードについては、本発明
者による特願平1−273181号明細書および特願平
1−280332号明細書に詳細に記載されているが、
要するに、アドレス出力を1クロック早く出力して前回
のバスサイクルとのオーバーラップを行うもので、CP
Uはこの機能により外部でのバスサイクルのパイプライ
ン化が可能になり、アクセスタイム3クロック、サイク
ルタイム2クロックのバスサイクルを実現し、メモリア
クセスを高速化している。
【0004】図5はアドバンスド・モードを用いた従来
のメモリアクセス方式を実行するための回路構成図であ
り、10はCPU、11はデコーダ、12は内部にアド
レスラッチ機能を有するメモリ素子(DRAM)、13
は内部にアドレスラッチ機能のないメモリ素子(ROM
)、14はDRAM12の制御手段たるDRAMコント
ローラである。
【0005】CPU10にはデコーダ11からADAE
N信号が入力されており、このADAEN信号がHig
hレベル(以下”H”と略して表現する)のときは通常
モード、Lowレベル(以下”L”と略して表現する)
のときはアドバンスド・モードになる。
【0006】図6は上記回路によるメモリアクセスタイ
ミング図であり、(a)は通常モードの場合、(b)は
アドバンスド・モードの場合を示している。これらの図
を参照すると、例えばDRAMとROMとに連続してア
クセスするような場合、通常モードでは4クロック+4
クロックで合計8クロックかかるのに対し、アドバンス
ド・モードでは4クロック+2クロックの合計6クロッ
クで済み、結局、2クロック分アクセスタイムが短くな
ることがわかる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、DRAM
アクセスとROMアクセスとが連続する場合にアドバン
スド・モードの効果が発揮されるのであるが、例えばD
RAMアクセスが連続する場合には問題がある。DRA
Mアクセスでは、RAS信号のパルス幅とRASプリチ
ャージ時間とを合計した規定時間を確保しなければなら
ず、これを満足するようにRAS,CASジェネレータ
を構成する必要がある。ちなみに、80[ns]のDR
AMでは、RAS信号のパルス幅が80[ns]、RA
Sプリチャージ時間が70[ns]となる。
【0008】図7はアドバンスド・モードでDRAMア
クセスが連続した場合のタイミング図である。この図を
参照すると、DRAMサイクル(1)の実行中にDRA
Mサイクル(2)のAddress信号が出力され、D
RAMサイクル(2)のDRAM信号(セレクト信号:
斜線部)が出力される。DRAMサイクル(2)はこの
DRAM信号が出た時点から次のアクセスを開始できる
が、RAS信号のパルス幅、RASプリチャージ時間を
確保するまで次のサイクルに入れない。そしてRAS信
号のパルス幅、RASプリチャージ時間を確保した後に
DRAMサイクル(2)を開始すると、実質4クロック
づつかかり、アドバンスド・モードのメリットが生かさ
れない。
【0009】実際にアプリケーションプログラムを実行
する場合は、DRAMアクセスとROMアクセスとが連
続する機会よりもDRAMアクセスが連続する機会の方
が遥かに多いので、従来のメモリアクセス方式では、ア
ドバンスド・モードを用いるメリットが極めて少なかっ
た。本発明はかかる課題に鑑みて創案されたものであり
、その目的とするところは、RASプリチャージ時間の
無駄を省き、アドバンスド・モードの利点を最大限に活
用してCPUのパフォーマンスを向上し得るメモリアク
セス方式を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するための本発明の構成は、アドレス出力を1クロッ
ク早く出力して前回のバスサイクルとのオーバーラップ
を行うアドバンスド・アドレス・モードを用い、アドレ
スラッチ機能を有するメモリ素子へのアクセスを所定の
プリチャージ時間毎に連続して行うCPUのメモリアク
セス方式であって、前記メモリ素子と該メモリ素子を制
御する制御手段とからなるメモリバンクを二バンクのイ
ンターリーブ構成とし、前記CPUが一方のメモリバン
クにリードアクセスしているときは他方のメモリバンク
が前記プリチャージ時間を確保して次回のバスサイクル
におけるアクセス準備を整え、一方のメモリバンクへの
リードアクセスが終了する前に他方のメモリバンクへの
リードアクセスを開始させるようにしたことを特徴とす
る。
【0011】また、上記目的を達成するための本発明の
構成は、前記メモリバンクの各々に、他バンクのアクセ
ス状態を監視するとともに当該アクセスの終了時刻を予
測してその時刻が経過するまで自バンクのアクセスタイ
ミングを待機させる待機手段を設け、一方のメモリバン
クがライトアクセス中であり、且つ、前記CPUのライ
トアクセスが連続するときは、前記待機手段により他方
のメモリバンクを待機させ、一方のメモリバンクのライ
トアクセス終了時刻以後に他方のメモリバンクのライト
アクセスを開始するようにしたことを特徴とする。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。なお、本発明はアドバンスド・モードを利
用した従来のメモリアクセス方式を改良したものなので
、従来と同一構成、同一機能の部品については同一名称
、同一符号を付してその説明を省略する。
【0013】図1は本発明のメモリアクセス方式を実行
するための回路構成例を示した図である。この図に示す
ように、本実施例ではCPU10がアクセスするメモリ
構成を、0,8,10,18・・・番地(アドレス)の
バンク0と、4,C,14,1C・・・番地(アドレス
)のバンク1からなる二バンクのインターリーブ構成と
したものである。
【0014】具体的には、バンク0に対応する部品とし
て、第一のDRAM2と該第一のDRAM2の制御手段
たる第一のDRAMコントローラ3とを設け、また、バ
ンク1に対応する部品として、第二のDRAM4と該第
二のDRAM4の制御手段たる第二のコントローラ5と
を設けている。バンク0およびバンク1は、また、図示
を省略した各々独立のRAS,CASジェネレータと、
各々別々のセレクト信号DRAM0、DRAM1をもっ
ている。
【0015】このような回路構成でアドバンスド・モー
ドを備えたCPU10からDRAM連続リードサイクル
を行う場合のメモリアクセスタイミングを図2に示す。 この図を参照すると、CPU10がアドバンスド・モー
ドで動作しているときは、バンク0のDRAMアクセス
中に、次のバス・サイクルであるバンク1のDRAMア
クセスのアドレスが出力され、DRAM1信号が出力さ
れる。これにより、第一のDRAM2へのアクセス中に
アドレスデコードを終了させ、第二のDRAM4へのア
クセスをスタートさせることができる。このため、図5
に示した従来の回路例では4クロック+4クロック+4
クロック+4クロックかかっていたものが図4の回路構
成にすることで4クロック+2クロック+3クロック+
2クロックで済むようになり、アドバンスド・モードの
アドレス先出し機能を最大限に活用してCPU10のパ
フォーマンスを大幅に向上させることができる。
【0016】次にアドバンスド・モードでの連続ライト
サイクルの場合について説明する。ライトサイクルのと
き、CPU10はライトデータをT1Aのクロックの立
ち下がりのタイミングで出力し、各DRAM2,4はC
AS0信号,CAS1信号の立ち下がりでこのライトデ
ータを取り込む。したがって図2のタイミングでライト
処理を行うとDRAM2,4の書き込み時にはCPU1
0のライトデータは確定しておらず、当該処理は失敗す
る。このため、ライトサイクルではCAS0信号および
CAS1信号の立ち下がりにCPU10のライトデータ
が確定するようRAS、CASジェネレータを待機させ
なくてはならない。
【0017】この待機手段として、本実施例では、図3
のようなRAS、CASジェネレータのウエイト回路を
各バンク0,1に設けた。この図において各信号名に付
された拡張子.Lは夫々Lowレベルで意味をもつもの
とし、以後の説明ではこの拡張子.Lを省略する。また
、図4はこのウエイト回路の動作タイミングを示した図
であり、概説すると、他バンクの状態がアクセス中であ
るか否かを監視してアクセス中ならばそのサイクルの終
了時刻を予測し、次のサイクルのライトデータが確定す
る時刻以後に各CAS信号の立ち下がりがくるよう各々
のRAS,CASジェネレータの動作を一時待機させる
ようにしたものである。
【0018】各ウエイト回路の構成および動作を具体的
に説明すると、各DRAMコントローラ3,5内のDL
Aジェネレータ3a,5aで生成されるDLA0信号,
DLA1信号(セレクト信号)の発出タイミングを、各
々、DRAM0信号あるいはDRAM1信号およびCL
K信号(クロック信号)で調整し、他方のバンクのDR
AMコントローラ3,5のOTHER端子に入力してい
る。これらDLA0信号,DLA1信号は、図4に示す
ように、他方のDRAMのバスサイクルが終了する1ク
ロック前にネゲートされるので、該DRAMの動作終了
時刻を容易に予測することができる。また、OTHER
端子に入力されるDLA0信号あるいはDLA1信号は
、RASジェネレータ3b,5bで生成されるRAS0
信号,RAS1信号の発出タイミングを他方のDRAM
コントローラの動作終了時刻まで待機させ、該動作終了
と同時にバスアクセスをスタートさせるので、連続ライ
トサイクルの場合であってもライトデータが各メモリバ
ンク0,1のDRAM2,4に正しく書き込まれ、DR
AM2,4およびDRAMコントローラ3,5をインタ
ーリーブ構成としたことによる問題の発生を防止するこ
とができる。
【0019】尚、本実施例のようにDRAM2,4およ
びDRAMコントローラ3,5のインターリーブ構成を
二ポートメモリに適用すると、システムアクセスとロー
カルアクセスとが別々のDRAMコントローラにアクセ
ス要求する場合、二ポート調停によるウエイトがなくな
るか、待たされる回数が1/2となり、システムパフォ
ーマンスを向上させることができる。
【0020】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明では、CP
Uがアクセスするメモリ構成を二バンクのインターリー
ブ構成とし、CPUが一方のメモリバンクにリードアク
セスしているときは他方のメモリバンクがRASプリチ
ャージ時間を確保して次回のバスサイクルにおけるアク
セス準備を整え、一方のメモリバンクへのリードアクセ
スが終了する前に他方のメモリバンクへのリードアクセ
スを開始させるようにしたので、RASプリチャージ時
間の無駄が無くなり、アドバンスド・モードの利点を最
大限に活用できるようになった。特に、DRAMアクセ
スが連続するようなアプリケーションプログラムを実行
する場合、従来の方式では全体のバスアクセス時間の1
/4を占めていたRASプリチャージ時間の無駄が本発
明の方式ではゼロになるので、1.25倍の能力アップ
が図れるようになった。
【0021】また、本発明では、メモリバンクの各々に
、他バンクのアクセス状態を監視するとともに当該アク
セスの終了時刻を予測してその時刻が経過するまで自バ
ンクのアクセスタイミングを待機させる待機手段を設け
、一方のメモリバンクがライトアクセス中であり、且つ
、このライトアクセスが連続するときは、前記待機手段
により他方のメモリバンクを待機させ、一方のメモリバ
ンクのライトアクセス終了時刻以後に他方のメモリバン
クのライトアクセスを開始するようにしたので、連続サ
イクルで送出されるライトデータが各メモリバンクのD
RAMに正しくライトデータが書き込まれ、インターリ
ーブ構成にしたことによる問題の発生を防止することが
できる。
【0022】したがって、リードアクセスとライトアク
セスとを各々連続に行う場合であってもアドバンスド・
モードの利点を最大限に活用することができるので、C
PUのパフォーマンスが向上し得るメモリアクセス方式
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るメモリアクセス方式を
実行するための回路構成図である。
【図2】上記回路によるDRAM連続リードアクセスの
タイミング図である。
【図3】本実施例で用いるRAS,CASジェネレータ
のウエイト回路の構成図である。
【図4】上記ウエイト回路によるDRAM連続ライトア
クセスのタイミング図である。
【図5】従来のメモリアクセス方式を実行するための回
路構成図である。
【図6】従来の回路によるメモリアクセスのタイミング
図であり、(a)は通常モードによる場合、(b)はア
ドバンスド・モードによる場合を示したものである。
【図7】従来の回路におけるアドバンスド・モードでの
DRAM連続アクセスのタイミング図である。
【符号の説明】
0,1…メモリバンク、 2,4…アドレスラッチ機能を有するメモリ素子(DR
AM) 3,5…制御手段(DRAMコントローラ)、10…プ
ロセッサ(CPU)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アドレス出力を1クロック早く出力し
    て前回のバスサイクルとのオーバーラップを行うアドバ
    ンスド・アドレス・モードを用い、アドレスラッチ機能
    を有するメモリ素子へのアクセスを所定のプリチャージ
    時間毎に連続して行うプロセッサのメモリアクセス方式
    であって、前記メモリ素子と該メモリ素子を制御する制
    御手段とからなるメモリバンクを二バンクのインターリ
    ーブ構成とし、前記プロセッサが一方のメモリバンクに
    リードアクセスしているときは他方のメモリバンクが前
    記プリチャージ時間を確保して次回のバスサイクルにお
    けるアクセス準備を整え、一方のメモリバンクへのリー
    ドアクセスが終了する前に他方のメモリバンクへのリー
    ドアクセスを開始させるようにしたことを特徴とするプ
    ロセッサのメモリアクセス方式。
  2. 【請求項2】  請求項1記載のプロセッサのメモリア
    クセス方式において、前記メモリバンクの各々に、他バ
    ンクのアクセス状態を監視するとともに当該アクセスの
    終了時刻を予測してその時刻が経過するまで自バンクの
    アクセスタイミングを待機させる待機手段を設け、一方
    のメモリバンクがライトアクセス中であり、且つ、前記
    プロセッサのライトアクセスが連続するときは、前記待
    機手段により他方のメモリバンクを待機させ、一方のメ
    モリバンクのライトアクセス終了時刻以後に他方のメモ
    リバンクのライトアクセスを開始するようにしたことを
    特徴とするプロセッサのメモリアクセス方式。
JP3149134A 1991-06-21 1991-06-21 プロセッサのメモリアクセス方式 Pending JPH04372030A (ja)

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