JPS61264453A - 記憶回路 - Google Patents

記憶回路

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JPS61264453A
JPS61264453A JP60105850A JP10585085A JPS61264453A JP S61264453 A JPS61264453 A JP S61264453A JP 60105850 A JP60105850 A JP 60105850A JP 10585085 A JP10585085 A JP 10585085A JP S61264453 A JPS61264453 A JP S61264453A
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JP
Japan
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data
memory
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memory circuit
arithmetic
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JP60105850A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Ogura
敏彦 小倉
Teiji Kuwabara
禎司 桑原
Hiroaki Aotsu
青津 広明
Koichi Kimura
光一 木村
Mitsuru Ikegami
池上 充
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Priority to US08/294,407 priority patent/US5448519A/en
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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】 本発明は、記憶素子に係り、特に高速多値画像データの
処理用画像メモリに好適な記憶回路に関する。
〔発明の背景〕
第2図,第3図に示す様な画像処理を例に取り、従来技
術を説明する。
第2図において、Mlは元の多値画像データが格納され
たメモリエリア、M2は合成する多値画像データが格納
されているメモリエリア,M1′は演算後の多値画像デ
ータ格納エリアである。
また、第3図において81はメモリエリアM1からデー
タをFi,eadする処理ステ,プ,82はメモリエリ
アM2からデータを3eadする処理ステ,プ,85は
ReadシたメモリエリアM1とメモリエリアM2のデ
ータを合成する処理ステップ, 84はS6で得られた
合成データをメモリエリアM1へWriteする処理ス
テ,プである。
第2図に示した多値画像データ処理は、通常の合成であ
るため、演算として加算をすることになる。この結果、
重なっている部分は、データの値が大きくなりクロスハ
ツチで示すように濃くなる。一般に、メモリエリアのデ
ータ量は数百Kから数十Mバイトと大容量であり、演算
処理装置で扱うデータ単位は、8ビ,トから52ビツト
の範囲にあるものが殆んどである。この結果、データ処
理のステップは、第5図に示す様に81から84のデー
タ処理の繰返し回数は52ビツトを1@算単位としても
10〜10 のオーダーとなる。このように繰返し回数
が多いため、画像データ処理時間の大部分は、第S図に
示すループ内の処理時間となる。この結果、画像データ
処理は、データ演算処理よりもメモリアクセスに多くの
時間を使うことになる。(Slから84の4ステツプ中
、Sl,Sl,S4の3ステ,グがメモリアクセスであ
る)。以上のように、画像データ処理等のような大容量
メモリアクセスを必要とする処理では、演算処理装置の
演算スピードの向上を図ってもメモリアクセスの時間で
処理時間が規定され、演算処理装置の実効演算スピード
が向上しないという欠点がある。
なお、この種の処理を行う記憶回路として、例えば、特
開昭55−129387号公報に示される。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記欠点に対処するため多値画像デー
タの画像処理及び多倍長演算処理等を高速に実行する記
憶回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、例えば前述の多値画像データの合成処理(画
像データ間の加算処理)の高速化を図るために、下記の
5つの機能を合せ持つ記憶回路である。
(1)外部データの記憶素子への書込み処理機能。
(2)記憶素子に既に記憶されているデータと外部デー
タの論理演算の実行及び演算結果の記憶素子への書き込
み処理機能。
(3)記憶素子に既に記憶されているデータと外部デー
タの算術演算の実行及び演算結果の記憶素子への書き込
み処理機能。
これらの3つの機能を持つ記憶回路を、次の点に着眼し
て実現している。
前述した多値画像データ合成処理以外の多くの演算処理
に2いても、演算として要求されるものは、2項演算で
あり、なおかつ2オペランド演算である。すなわち、 D−DopS(OPは演算子) の形式の演算が多く、 D 4−81 op 8.op−・−・−op3nのよ
5な多項演算、多オペランド演算は使用頻度が低い。こ
の2項かつ2オペランド演算を演算処理装置(CPU)
のデータと記憶素子のデータの間で行う場合、演算結果
の格納先がCPUのレジスタであれば(前記のDがレジ
スタで、Sが記憶素子)1回の記憶素子のアクセスで済
むが、逆の場合(前記りが記憶素子で、Sがレジスタ)
では、2回のアクセスとなる。多値画像データ処理を始
め、多くのデータ処理では、CPUのレジスタの数より
も多くのデータを取扱うた゛め、後者のDを記憶素子と
した演算が多用され、さらに2つのオペランド両方が記
憶素子となる場合が多い。前記Sのアクセスは、データ
を読み込むために必須であるが、Dを読み出し、書き込
みで2回アクセスすることは、同一の記憶素子を1つの
演算のために2回アクセスすることになる。
即ち、DRAM(Dynarnic Random A
ccessMemory)で用いられているRead 
Modify Writeを使い、演算機能を記憶回路
に持たせ、記憶回路内部で読み出しと演算を実行して、
同一の記憶素子を1つの演算のために1回のアクセスで
すむようにする。
即ち、データの読み出し、書ぎ込み及び保存が任意に行
なえる記憶素子において、外部からの第1のデータと記
憶素子内の第2のデータから第1のデータを記憶素子に
記憶する通常書き込みモードと第1のデータと第2のデ
ータの論理演算結果のデータを記憶素子に記憶する論理
演算モードと、第1のデータと第2のデータの算術演算
結果のデータを記憶素子に記憶する算術演算モードを取
り得る制御回路を設けたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する
まず、本発明の詳細な説明する。$4図に、Read 
Modify Write (n場合ツメモリサイクル
ツタイミングチヤードの一例を示す。第4図において、
入DRはCPUからのアドレス、WRはCPUからのラ
イドリクエスト信号、RASは行アドレスストローブ、
CA8は列アドレスストローブ。
Aは行及び列の時分割アドレス信号、WEはライトイネ
ーフ゛ル、DOはDRAMのリードデータ。
ZはDOとCPUからのデータを演算した結果データで
ある。第4図の■で示した区間はメモリのセットアツプ
区間であり、■が演算(Mod i f y )区間、
■がライト区間である。通常のメモリライトでは■の区
間が無くなり、1メモリサイクyは短くなるが、半分よ
りは多いため、ReadとWriteノ2回ノアクセス
より、Read Modi fy Wri teの1回
のアクセスの方が時間が短くなり、処理の高速化が図れ
る。本発明による第5図と対応する処理を示す70−チ
ヤトは第5図に示すようになる。
次に、本発明の一実施例を説明する。
第1図は本実施例の記憶回路である。第1図において、
1は制御回路、2は記憶素子、3はDRAMニア ン)
 a −ラ、CNT 、Crは外部制御信号、DIは外
部からのデータ、Zは記憶素子へのライトデータ、DO
は記憶素子からのリードデータ、P、Gは演算結果状態
イg号、A 、WE 、 CAB。
RAS、ADR,WRは第4図と同様の信号である。
第4図に示すように、本実施例では、リードデータ美と
外部データDIを外部制御信号CNT。
Crによる指示で制御回路1で演算し、演算結果のライ
トデータ2を記憶素子2に書き込む。制御回路1の制御
動作モードを第6図に示す。外部制御信号CNT及びC
rが0の時は、外部データDIが記憶素子2のリードデ
ータDoをそのまま通すか、反転するかの制御信号とな
るモードであり、外部制御信号CNTが0でCrが1の
時は、外部データDIをそのまま通すモードであり、外
部制御信号CNTが1の時は、リードデータDOと外部
データDIと外部制御信号Crの算術加算をするモード
となる。
上記制御動作モードを実現した具体的な回路例を第7図
に示す。第7因において、G1.G2のENORゲート
により、算術加算を実現し、G6゜G7.oaのゲート
で外部制御信号CNTが0かつCrが1の条件を検出し
、G5 、G4.G5のゲートで構成するセレクタでE
NORゲートG2の出力か外部データDIの選択をする
。G9 ハCarry Look ahead(D G
enerate信号Gを生成するNANDゲート、G1
0は同じ(Carry Lookahead cr) 
Propagate信号Pを生成するANDゲートであ
る。制御回路1の出力信号Z 、P 、Gの論理式は第
7図に示すようになり、Carry Lookahea
d信号P、Gは、外部制御信号CNでが0の時一定の値
(P=O。
G=1)を取る。
第8図は本実施例の記憶回路を4回路用いた4ビツト演
算メモリの構成である。第8図で&気説明を簡単にする
ため、算術演算モードを主体とした部分のみ示しである
。11.12,13.i4は第1@に示した記憶回路、
G11から028は桁上げ処理を行うたメ+7) Ca
rry Lookahead回路を構成しているゲート
、Fは演算後の桁上げ結果を格納するレジスタである。
記憶回路11は最下位ビット、記憶回路14は最上位と
、トに対応している。レジスタFは繁雑さを防ぐため図
では省略しているが、外部から、0及び1にセットする
回路が付加しである。桁上げ結果すなわちグー)G29
の出力論理式は、 G、+GS ・P、+G、 −P3−P4+G、 −P
、 −P3−P、−)−Cr−PleP、・P、・P4
と表わされ、外部制御信号CNTが0の時、Pi =1
 、 Gi =0 (ただしiは1から4までの整数)
となるので、上記論理式は、C「だけとなり、レジスタ
Fの値はライト動作で変化しない。途中桁上げ信号Cr
2.Cr、 、Cr、も同様にCrと同じ値となるため
、外部制御信号CNTが00時の5つの動作状態はライ
ト動作で変化しない。外部制御信号CNTの値が1の時
は、記憶回路11,12,13.14の桁上げ制御信号
p、 、pt、p、。
P4 、G1.C% 、()S 、G4 )j Car
ry J、ookahead er)信号として動作す
るため、通常の加算が実現できる。
第6図に示すように、制御回路1の動作モードは少ない
が、外部制御信号Crと外部データDIの入力として、
論理O2論理1.マイクロプロセッサ等の書き込みデー
タD及びその反転データDを選択することで動作ファン
クシ璽ンは増加する。
第9図に上記の回路を組合せた例を示す。第9図(a)
は具体的な最下位ビットの回路であり、第9図(b)は
その動作ファンクシ曹ンである。
029〜G55のゲートは外部制御信号Orに対するセ
レクタを構成しており、034〜G57のゲートは外部
データDIに対するセレクタを構成している。SO,S
lは外部制御信号Crのセレクタのセレクト制御信号、
82.83は外部データDIのセレクタのセレクト制御
信号である。第9図(C)は上位ビットに対する回路で
ある。第9図(a)との違いは、外部制御信号CNTが
1の時に、外部制御信号Crに下位ビットからの桁上げ
信号(:ri−1を入力するために、038〜G44の
ゲートで構成しであるようにセレクタを変更しであるこ
とである。外部データDIに対するセレクタは第9図(
a)と同一構成となっている。第9図に示す構成で、記
憶回路は、16種の論理演算と6種の算術演算を1回の
メモリライトアクセスで実行可能となる。例えば第2図
に示した多値画像データの重ね合わせは、セレクト信号
SOをO81を0.S2を0.85を1にセットし、多
値画像データメモリ鳩を読み被演算多値画像データメモ
IJ Mlに書くことで、各々のデータの加算が興行さ
れ、演算結果データM1’となり、高速な多値画像の重
ね合わせの処理が可能となる。同様に、セレクト信号S
Oを1.Slを182を1.S5を1とすることで減算
を指定し、第10図に示すように、多値画像データの不
要部分(ノイズ等)の削除処理が可能となる。
この処理においても重ね合わせ処理と同様、削除用デー
タメモIJM3の読み出しと被演算データメモリへの書
き込みをくり返すだけで実現できるため、高速処理が可
能である。
本実施例によれば、 (1)多値画像データ処理が6回のメモリアクセスノク
り返しから2回のメモリアクセスのくり返しとなり、重
ね合わせ、削除等の処理の高速化が可能となる。
(2)メモリ間のデータ演算が、メモリ側で実現するた
め、マイクロプロセッサ等の演算機能を待ったデバイス
だけでなく、DAM(Direct Memory 、
Access) =y yFローラのような演X機能が
ないデバイスでも多値画像処理が可能となる。
(5)第8図に示すような回路構成を取ることで、メモ
リライトアクセス時に桁上げ処理も行うため、多倍長算
術演算が、メモリライトのみで実現でき、高速な多倍長
算術演算処理が可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、多値画像データ合
成処理や多値I#偉データ削除処理が高速に実行できる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の記憶回路のブロック図、畠
2図は多値画像データ処理を説明するための図、第5図
は多値画像データ処理を示すフローチャート、第4図は
メモリアクセスを示すタイミングチャート、tgs図は
本発明の一実施例である多値画像データを示すフローチ
ャート、第6図は制御回路の動作モードを説明するため
の図、第7図は制御回路の構成例を示す図、第8図は4
ビツト演算メモリ構成例を示す図、第9図は本実施例の
応用例を説明するだめの図、第10図は多値画像データ
削除処理を説明するための図である。 °1・・・・・・制御回路、    2・・・・・・記
憶素子、5・・・・・・Di(、AMコントローラ、1
1.12,13.14・・曲記憶回路、DI・・・・・
・外部入力データ、 DO・・・・・・メモリリードデータ、Cr・・・・・
・外部制御信号(桁上げ他)、CNT・・・・・・外部
制御信号(演算モード)、Z・・・・・・演算ライトデ
ータ。 躬 I 乙 も 2 口 第30 も50 ご    的 の Qごくで <C”;c<  リ \ (Q N 第 6 図 第1O口 r13′ 第 7 口 Z=(C#7’ Cy−)□I 十(0下cr)−(o
r■D 00Cr )第 8 口 ト。−い Q

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、データの読み出し、書き込み及び保存が任意に行な
    える記憶素子において、外部からの第1のデータと該記
    憶素子内の第2のデータから該第1のデータを該記憶素
    子に記憶する通常書き込みモードと、該第1のデータと
    該第2のデータの論理演算結果のデータを該記憶素子に
    記憶する論理演算モードと、該第1のデータと該第2の
    データの算術演算結果のデータを該記憶素子に記憶する
    算術演算モードを取り得る制御回路を設けたことを特徴
    とする記憶回路。 2、前記制御回路における前記3つのモードを複数の外
    部からの制御入力信号で指定することを特徴とした特許
    請求の範囲第1項記載の記憶回路。 3、前記制御回路における前記3つのモードを2つの外
    部からの制御入力信号で指定することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の記憶回路。 4、前記外部からの制御入力信号の1つで、前記3つの
    モードを2種類に区別することを特徴とする特許請求の
    範囲第2項または第3項記載の記憶回路。 5、前記3つのモードの2種類の区別を通常書き込みモ
    ード及び論理演算モードと算術演算モードとすることを
    特徴とする特許請求の範囲第4項記載の記憶回路。 6、算術演算モード指定時に、前記の外部からの制御入
    力信号の1つを桁上げ入力信号とすることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項、第3項、第4項または第5項記
    載の記憶回路。 7、前記3つのモードの2種類の区別を指定する外部か
    らの制御入力信号と異なる制御入力信号で、通常書き込
    みモードと論理演算モードの区別をすることを特徴とす
    る特許請求の範囲第5項記載の記憶回路。 8、論理演算モード時の論理演算として、前記第1のデ
    ータと前記第2のデータの排他的論理和を取ることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の記憶回路。 9、算術演算モード時の算術演算として、前記第1のデ
    ータと前記第2のデータの桁上げ加算を取ることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の記憶回路。 10、算術演算モード時の算術加算の桁上げ結果を出力
    することを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の記憶
    回路。 11、複数の入力データから1つのデータを選択するセ
    レクタを2つ設け、該2つのセレクタのうち第1のセレ
    クタの出力を前記第1のデータの入力とし、第2のセレ
    クタの出力を前記外部からの制御入力信号の1つの入力
    とし、該2つのセレクタの出力選択は、互いに独立に指
    定することを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項
    、第3項または第4項記載の記憶回路。 12、前記桁上げ入力信号と、前記通常書き込みモード
    と論理演算モードの区別をする制御入力信号を同一の信
    号とすることを特徴とする特許請求の範囲第6項または
    第7項記載の記憶回路。 13、算術演算モード時の前記第1のセレクタの入力デ
    ータを前記外部からの第1のデータとその反転データの
    2つとし、前記第2のセレクタの入力データを0と1と
    することを特徴とする特許請求の範囲第9項または第1
    1項記載の記憶回路。
JP60105850A 1984-10-05 1985-05-20 記憶回路 Pending JPS61264453A (ja)

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US10/059,328 US6643189B2 (en) 1984-10-05 2002-01-31 Memory device

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