JPS621047A - メモリ回路を有する半導体装置 - Google Patents

メモリ回路を有する半導体装置

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JPS621047A
JPS621047A JP61031177A JP3117786A JPS621047A JP S621047 A JPS621047 A JP S621047A JP 61031177 A JP61031177 A JP 61031177A JP 3117786 A JP3117786 A JP 3117786A JP S621047 A JPS621047 A JP S621047A
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JP
Japan
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address
memory
circuit
chip
register
Prior art date
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Application number
JP61031177A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Takamatsu
良一 高松
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
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    • G06F9/342Extension of operand address space
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
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    • G06F12/0223User address space allocation, e.g. contiguous or non contiguous base addressing
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    • G06F12/06Addressing a physical block of locations, e.g. base addressing, module addressing, memory dedication
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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】 〔産業上の第1」用分野〕 本発明はメモリ回路を有する半導体装置に関し、とくに
大容量のメモリを少ないアドレスビット数でアクセスで
きるメモリ回路に関する。
〔従来の技術〕
メモリ技術の進歩により、大容量のメモリを1個の半導
体チップ上に集積できるようになった。
従って、1個のメモリチップブが非常に大きなアドレス
9間(例えば、64 K 、 I M )を有し、その
中に複数のプログラムやデータを格納することが可能に
なってきている。
一方、かかるメモリをアクセスするマイクロプロセッサ
は、メモリの全アドレス9間を指定できるビット幅のア
ドレスを発生できるものでなければならない。従って、
メモリチップのものアドレス9間より小さな壁間とかア
クセスできないマイクロプロセッサには、マイクロプロ
セッサが管理できるメモIJ 9.間をハードウェア的
に拡大するだめの周辺回路を側扉したり、あるい1オ一
バーレイ方式等のアトし・ス飾(E4機能を付加する等
の手法が必侠である。
以下に、従来のメモリについて図面lを参照し7てm゛
I単に騒明する。
第11図は従来知られているマスクH,OMタイグのメ
モリチップのブロック図である。通常、lチップ100
上にメモリセルアレイ101.アドレスデコーダ102
.セレクタ103.出力ハッファ回路104.タイミン
グ制御回路105およびチップセレクト制御回路106
が集積化され、かかるメモリチップ100はアドレスバ
ス107およびデータバス108を介してCPUチップ
に接続される。CI−’Uチッグはメモリアクセス時、
チップセレクト信号(O8)とリード指示信号(I(E
)とを夫々端子109,110に印加して、必要なアド
レスをバス107にのせる。バス107上のアドレスは
アドレスデコーダ102にて解読され、X方向のアドレ
スによって選択されたメモリセルアレイ101内のセル
データがY方向のアドレスに応答するセレクタ103を
介して出力バッファ回路104から外部データバス10
8上に読出される。タイミング回路105はリード指示
信号(RE )に応答して、各タイミング信号を発生し
、チップセレクト制御回路106はチップセレクト信号
(CS)に応答して出力バッファ活性化信号を発生する
。メモリチップ1001d第12図のようにCPUチッ
プ115と接続される。かかるメモリチップは通常その
メモリ容量に相当するアドレスビット幅のアドレスバス
107に接続され、CPUチップ115から出力される
アドレスによってアクセスされる。
しかしながら、メモリチップ100の全アドレス空間を
アクセスするに満たないアドレスしか発生できないCP
Uチップの場合、第12図のようにメモリチップ100
とアドレスバス107で直接接続することができない。
そのため、メモリチップとCPUチップとの間にアドレ
ス飾修用の周辺回路を付加しなければならない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前記周辺回路はその構成が非常に複雑で
、その制御も簡単ではない。従って、マイクロプロセッ
サが直接管理できるアドレス空間よシも小さなアドレス
空間をもつメモリを複数個したり、スイッチング手トλ
を使って手動でメモリの切シ換えを行なったシしなけれ
ばならなかった。
さらに、複数のプログラムやデータが格納されたメモリ
をプログラム単位もしくはデータ単位で指定する必要が
ある場合、夫々の先頭アドレスを作成するための負荷が
直接CPUに加わシ、これが大きな負担となっていた。
また、CPUが同一アドレス空間で複数の異なる栓類の
プログラムあるいはオペレーティングンステムを処理す
る場合、別処理を行なうたびに夫々のオペレーティング
ンステムあるいはプログラムをROMから耽み出して、
これをRAMに一旦ロードして処理しなければならない
という煩わしい操作が必要であった。
以上のように、従来実メモリアドレス管理能力の小さな
マイクロプロセッサで大容知−メモリをアクセスするに
は、CPUとメモリとの間のインターフェースが複雑で
、かつメモリ制御も煩雑であるという欠点があった。
本発明はアドレスビット幅の小さいCPUであっテモ、
大容量のメモリを簡単にアクセスできるようにすること
を目的とし、複雑なインターフェースなしにCPUと接
続できるメモリ回路をもつ半導体装置を提供するもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はアドレスデコーダと、メモリセルアレイと、メ
モリ内容の出力回路と、所定の内容が格納された少なく
とも1つのレジスタと、外部アト゛レス人力部とを同一
半導体チップ上に設け、外部アドレス入力部から人力さ
れる外部アドレスとレジスタに格納された内容とを結合
してアドレスデコーダに供給するようにしたことを特徴
とする。
さらに、結合については、外部アドレスの内容とレジス
タの内容とを単に上位、下位として組み合わせてもよい
し、また両者に所定の演算を施こしてもよい。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すメモリチップのブロッ
ク図である。第1図において、メモリセルアレイ101
 、アドレスデコーダ102.セレクタ103 、出力
バッファ回路104.タイミング制御回路105pよび
チッグセレク) 1ilJ御回路106は第11図に示
した従来のメモリと同−構成でよい。本実施例の特徴は
外部アドレスバス107とアドレスデコーダ102との
間にアドレス変換回路が設けられていることである。こ
の回路はメモリセルアレイ101等と同じチッグl上に
設けられる。図示されたアドレス変換回路は複数のレジ
スタ群2と、レジスタ選択用のデコーダ4と、レジスタ
選択情報を保持するラッチ回路5と、演算回路3とを有
している。
以下にアドレス変換回路の動作について説明する。
チップセレクト信号C8の人力に応答してラッチ回路5
が活性化され、CPUチップからシリアルに入力される
データ6もしくはパラレルに人力されるデータがう、ソ
チされる。ラッチ回路5にラッチされたデータはデコー
ダ4にてデコードされ、その結果n個のレジスタ(L1
〜Ln)のうちの1つが選択される。各レジスタには予
め任意のデータがセットされている。デコーダ4によっ
て選択されたレジスタの内容は演算器(例えば加算器)
3の一方の入力に印加される。演算器3の他方の入力は
本来のアドレスバス107に接続されており、アドレス
バス107上のアドレスと選択されたレジスタの内容と
が加算され、その結果がメモリセルアレイ101への実
アドレスとしてアドレスデコーダ102に供給される。
今、ラッチ回路が4ビツトのデータをラッチする能力が
あれば、16個のレジスタの選択が可能である。各レジ
スタが夫々16ビツトのデータを記憶しているとし、ア
ドレスバスが8ビツト長であるとすれば、64にビット
のメモリセルアレイが使用できる。従って、本実施例の
メモリを採用することによって8ビツトのアドレスしか
出力できないCPUチップで64にビットメモリをアク
セスすることができる。しかも、メモリCPUとの接続
は第2図に示すようにアドレスバス107゜データバス
108.コントロールバス1llfi接接続することが
できる。
なお、ラッチ回路5のかわシに第3図に示すように+1
回路9を有するカウンタ8を用いてもよい。この場合、
選択すべきレジスタを自動的にメモリチップ内部で変更
することができる。さらに、デコーダ5のかわりにカウ
ンタ8のカウントアラツーに応じてレジスタ選択信号が
1つづつシフトされるシフトレジスタを使うこともでき
る。
上記メモリによれば、メモリ内の任意の番地をアクセス
するのにCPUはすべて同一アドレスを出力すればよい
。この様子を第6図を用いて説明する。メモリの100
査地、300番地、700番地および1000番地を開
始アドレスとして夫々4種類のプログラムが格納されて
いるメモリを想定する。従来、かかるアドレスをアクセ
スするには10ビツトのCPUアドレスが必要で、しか
もCPUは各アドレスに対応する2進テータを作成しな
ければならなかった。これに対して、本発明によれは、
8ビツトのCPUアドレスで上記4つのアドレスを指定
できる。この場合、レジスタは4本、ラッチは2ビツト
でよい。4本のレジスタには夫々100.300.70
0および1000を示す2進データが予め格納されてい
る。この格納はプログラムの開始アドレスがわかってい
れば、マスクROMにプログラムを書込む時に同時にレ
ジスタに誉込むことができる。その後、ラッチにデータ
(OO)をセットすればCPUアドレスは0でも演算器
の出力は100となり、自動的に100番地がアクセス
でき、CPUアドレスヲ1づつインクリメントすれば1
00番地を開始アドレスとするプログラムを順次読出す
ことができる。
同様に、ラッチの内容(01)(10)(11)で夫々
別のプログラムの開始アドレスを直接指定することがで
きる。いずれの場合も、CPUアドレスはOでよい。
この結果、第13図に示すように上位アドレスでブロッ
クを指定し、下位アドレスでブロック内のアドレスを指
定する従来のように固定されたアドレス(0,X、2X
・・・、2n)を開始アドレスとすることなく、第14
図のようにレジスタ2の内容で直接任意のアドレスを指
定し、CPUアドレスでそれ以降のアドレスをシーケン
シャルにアクセスすることが可能となり、メモリの制御
性を著しく簡素化できるという効果かえられる。
ざらに、8ビツトのCPUアドレスで64にビットのメ
モリをアクセスするには、従来は第4図に示すように、
256ビツトのメモリチップを256個(M、)−Mz
ss )並列に8ビ、ットのCPUアドレスバスに接続
し、外部のコントローラ201でアクセスすべき1個の
メモリチップを選択しなければならなかった。これに対
して、本発明によれば、コントローラ201なしに8ビ
ツトのCPUアドレスで直接64にビットのメモリをア
クセスすることができる(第5図)。従って、本発明を
使用することによって、メモリチップとCPUチッグと
をシンプルなバスで接続することが可能となる。
第7図は本発明の他の実施例で、n本のレジスタ群2を
シフトレジスタ(もしくはリングカウンタ)13で制御
する例を示す要部ブロック図である。この例によれば、
1つソフトクロック14でレジスタの指定ができるので
、メモリチップの端子数を増加させずに大容量のメモリ
をアクセスすることができる。
さらに、第1図のラッチ回路5へのデータ入力手段とし
て、データバス108を用いて、そこからう、ソチ回路
5へ入力するようにしてもよい(第8図)。第8図では
メモリセルアレイ、アドレスデコーダ、セレクタ、出力
バッファ回路等はメモリブロック16として代表して示
されている。
第9図は本発明のさらに他の実施例で、レジスタ群2を
読出し書込み可能なメモリ(I(AM、PROM、 E
PROM、 E2PROM等)で構成したものである。
この場合、ラッチ回路にセットサれたデータはメモリに
対する読出しアドレスおよび書込アドレスとして用いら
れる。
さらに、第10図に示すようにCPUからはアドレスバ
ス107を通して下位アドレスを入力し、レジスタ2か
らは上位アドレスを読出して、これらを入力ラッチ回路
18で結合してアドレスデコーダ102に転送するよう
にしてもよい。例えば、CPUアドレスとして下位8ビ
・ソトを用い、レジスタ2に上位8ビツトのデータをセ
ットしておけば、16ビツトのアドレスでメモリセルア
レイをアクセスできる。
なお、本発明はメモリとしてマスクROMを用いて説明
したが、メモリのタイプは通常のltOM。
R,AM、PROM、EPROM、E2PROM等任意
のメモリチップに適用できる。また、メモリチップブに
入力される外部アドレスとしてはCPUアドレスに限ら
ず、Dr〜(AコントローラやLRTコントローラ等の
各種周辺装置から出力されるアドレスがあってもよいこ
とは明らかである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、外部アドレスビッ
ト幅で規定されるアドレス空間より大きなアドレス空間
を有するメモリチップを特別な周辺回路を介在させるこ
となくメモリアクセスチップと接続することができ、し
かもそのアドレス制御も非常に1川単でよいという効果
がある。
さらに、外部アドレスは一定のまま、メモリ内の任意の
アドレスを指定することができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すメモリチップのブロッ
ク図、第2図は第1図のメモリチップとCPUチッグと
の接続を示すシステムプロ、ツク図、第3図は他の実施
例の要部ブロック図、第4図は従来のマイクログロセッ
サンステムの構成ブロック図、第5図は本発明によるマ
イクロフ゛ロセッサンステムの構成ブロック図、第6図
は従来のCPUアドレスと本発明のCPUアドレスとの
関係を示す図、第7図は本発明のさらに他の実施例の要
部ブロック図、第8図はさらに他の実施例のメモリチッ
プのブロック図、第9図はさらに他の実施例の要部ブロ
ック図、第10図はさらに他の実施例のメモリチップの
ブロック図、第11図は従来のメモリチップのブロック
図、第12図は従来のシステム構成図、第13図は従来
のメモリアドレス指定方式を示す図、第14図は本発明
によるメモリアドレス指定方式を示す図である。 1.100・・・・・・メモリチップ、101・・・・
・メモリセルアレイ、102・・・・・アドレスデコー
ダ、103・・・・・・セレクタ、104・・・・・出
力バッファ回路、107・・・・・・アドレスバス、1
08・・・・・・データバス、2・・・・・レジスタ群
、3・・・・・・演’R−ti、4・・・・・デコーダ
、5・・・・・・ラッチ回路、8・・・・・・カウンタ
、13・・・・・シフトレジスタ(リングカウンタ)、
16・・・・・メモリブロック。 代理人 弁理士  内 原   −1′〉・。 日fノ。 第 2 図 第 3 図 茅 S 文 芋r   乙    ■4 茅 、yv!!J 〆1\ へ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  アドレスデコーダと、メモリセルアレイと、メモモリ
    セルの内容を出力する出力回路と、外部アドレスを入力
    するアドレス入力回路と、所定の内容が記憶された少な
    くとも1つのレジスタとを同一半導体チップ上に有し、
    前記外部アドレスと前記レジスタの内容とを結合して前
    記アドレスデコーダに供給するようにしたことを特徴と
    するメモリ回路を有する半導体装置。
JP61031177A 1985-02-14 1986-02-14 メモリ回路を有する半導体装置 Pending JPS621047A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60-27065 1985-02-14
JP2706585 1985-02-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS621047A true JPS621047A (ja) 1987-01-07

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ID=12210669

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61031177A Pending JPS621047A (ja) 1985-02-14 1986-02-14 メモリ回路を有する半導体装置

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JP (1) JPS621047A (ja)

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US4754435A (en) 1988-06-28

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