JP2000298616A - メモリ制御装置 - Google Patents

メモリ制御装置

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JP2000298616A
JP2000298616A JP11107465A JP10746599A JP2000298616A JP 2000298616 A JP2000298616 A JP 2000298616A JP 11107465 A JP11107465 A JP 11107465A JP 10746599 A JP10746599 A JP 10746599A JP 2000298616 A JP2000298616 A JP 2000298616A
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JP11107465A
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Takayoshi Yoshida
隆義 吉田
Koichi Higuchi
浩一 樋口
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バースト開始・終了機能、飛越機能、改行機
能、リフレッシュ機能、及びこれらの順序制御機能を有
し、SDRAMを効率的に動作させ、SDRAMに関す
る全ての制御を実行する汎用のメモリ制御装置を提供す
る。 【解決手段】 アドレス発生部110は指定されたアド
レスを初期値とし、バースト転送中にアドレスカウンタ
を用いてSDRAM104の行、列アドレス及び改行要
求信号を発生し、コマンド発生部108は要求に従って
開始処理、飛越処理、終了処理、改行処理の処理を実行
する複数のコマンドのタイミング信号を発生すると共
に、改行処理中に飛越処理要求または終了処理要求があ
った場合には、飛越処理または終了処理要求を保留し、
リフレッシュ発生部109は周期的な要求に従ってリフ
レッシュコマンドのタイミング信号を発生すると共にバ
ースト転送中にリフレッシュ要求があった場合には、所
定の時点までリフレッシュ要求を保留する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、メモリ制御装
置、特にSDRAM(Synchronous DRAM)メモリにおけ
るバースト転送の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】SDRAMメモリは、外部から入力した
クロックに同期して動作するDRAMメモリである。ク
ロックにより内部動作をパイプライン化し、サイクルタ
イムを短縮しているので、通常のDRAMメモリに比べ
ると、特にページモードのバースト転送周波数が数倍に
向上できる。一方短語長のランダムアクセスについては
通常のDRAMメモリの性能を維持する程度である。
【0003】このSDRAMメモリのランダムアクセス
及びバースト転送を制御するために、一連のSDRAM
コマンドとアドレスを発生、供給するSDRAMコント
ローラが必要となる。
【0004】従来この種のSDRAMコントローラは、
SDRAMデバイス、処理対象データ及び処理装置の条
件に合わせて個別に設計されていた。ここで、SDRA
MコントローラがSDRAMに与えるコマンドの種類と
内部動作との関係を説明する。SDRAM内部の記憶素
子配列(各ビットプレーン)は行及び列の2次元に配列
されており、最初に行アドレスをACT(活性化)コマ
ンドで与え、引き続いて列アドレスをREADE又はW
RITEコマンドで与えると、予めMODEコマンドで
指定した回数のREAD又はWRITEコマンドを実行
する。この回数(語長)は、例えば1,2,4,8,F
ULLの5通りから選択できる。この時、行アドレスは
固定で、列アドレスが通常1づつ増加する方向に変化す
る。FULLは行全体を読み書きするモードで、バース
ト転送モードと呼び、BST(バースト停止)コマンド
又はPCG(プリチャージ)コマンドで終了する。PC
Gコマンドは、その行のアクセスを終了してSDRAM
をプリチャージ(非活性)状態に戻すコマンドであり、
引き続くACTコマンドにより、次の行をアクセスした
り(改行操作)、任意の行と列から再開(飛越操作)で
きる。また、プリチャージ状態でREFコマンドを与え
ると、記憶素子のリフレッシュを実行する。REFコマ
ンドは、一定の時間間隔で与え続ける必要がある。
【0005】SDRAMを用いたメモリコントローラの
例として文献:「特開平10−27155(データ転送
制御装置)」がある。この文献に記載されたメモリコン
トローラは画像処理、圧縮伸長に使用されているが、文
字認識、音声認識のマッチング処理などを含むマルチメ
ディア処理に広く使えるSDRAMコントローラは存在
しなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】SDRAMコントロー
ラの設計課題として、先ず、SDRAMに対してバース
ト転送のシーケンスが頻繁に実行される状況において、
転送制御のためのSDRAMコマンドのオーバヘッドが
性能低下をもたらさないようにする必要がある。
【0007】また、転送制御と共に、SDRAM自身に
必要となる改行操作、およびリフレッシュ操作のための
各コマンドも競合を避けた正しいタイミングで組み入れ
る必要がある。さらに、SDRAMデバイス仕様の多様
性を吸収したハイレベルのインターフェースを提供する
必要がある。
【0008】本発明の目的は、クロック高速化に耐え、
バースト開始・終了機能、飛越機能、改行機能、リフレ
ッシュ機能、及びこれらの順序制御機能を有し、SDR
AMを効率的に動作させ、SDRAMに関する全ての制
御を実行する汎用のメモリ制御装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のメ
モリ制御装置においては、アドレス発生手段、コマンド
発生手段、リフレッシュ発生手段を備え、データ処理装
置とクロック同期型のSDRAMとのバースト転送を制
御するメモリ制御装置において、アドレス発生手段は、
データ処理装置から指定されたアドレスを初期値とし、
バースト転送中にカウントするアドレスカウンタを用い
てSDRAMの行アドレス、列アドレス及び改行要求信
号を発生し、コマンド発生手段は、データ処理装置また
はアドレス発生手段からの要求に従って、開始処理、飛
越処理、終了処理、改行処理の各々の処理を実行する複
数のSDRAMコマンドのタイミング信号を発生すると
共に、改行処理中に、飛越処理要求または終了処理要求
があった場合には、当該改行処理が終了するまで当該飛
越処理または終了処理要求を保留し、リフレッシュ手段
は、周期的な要求に従ってリフレッシュコマンドのタイ
ミング信号を発生すると共に、バースト転送中に、リフ
レッシュ要求があった場合には、開始処理、飛越処理、
改行処理、終了処理のいずれかが実行される時点まで当
該リフレッシュ要求を保留することを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】[第1の実施形態の説明] [構成の説明] (a)全体構成 図1は本発明のメモリ制御装置の実施形態のSDRAM
コントローラの周辺及び内部構成図であって、データ処
理装置105は入力端子101から入力されたデータを
SDRAM104に格納し、データ処理を施してその結
果を出力端子106へ出力する。
【0011】SDRAMコントローラ107は、データ
処理装置105とSDRAM104の間にあって、デー
タバスD31-0103を介したバースト転送を制御する回
路であり、その内部はコマンド発生部108、リフレッ
シュ発生部109、アドレス発生部110から構成され
る。
【0012】これらの相互接続関係は、以下の各部の説
明で明らかとなる。なお、図1の全体構成、図2のコマ
ンド発生部108の構成、図3のリフレッシュ発生部1
09の構成は以後の全実施形態に共通である。
【0013】また、システム全体は一定の周波数(例え
ば66MHz)のクロックCLK100に同期して動作
する。
【0014】(b)コマンド発生部の構成 図2はコマンド発生部108の構成図であって、STA
RT1(開始)121、JUMP2(飛越)122、E
ND2(終了)123、LF1(改行)124等の各動
作要求を示すパルス信号が入力され、出力信号として、
PCG(プリチャージ)コマンド133、ACT(アク
ティブ)コマンド134、RWC(READ/WRIT
E)コマンド135、その他のタイミングパルス信号を
発生する。
【0015】コマンド発生部108の内部は、JUMP
REQ(飛越要求)125及びENDREQ(終了要
求)126の各要求保持用フラッグ、SDBUSY0
(SDRAMビジー)127、SDBEGIN(開始処
理)128、SDJUMP(飛越処理)129、LFB
USY(改行処理)130の各動作表示フラッグ、3ビ
ットのLBCカウンタ131、LBCデコーダ132、
その他ゲート類から成り、SDRAMコマンドシーケン
スを発生する順序制御回路として動作する。
【0016】メモリエネーブル(MENB)136はバ
ースト転送中(読み出しまたは書込み)を示し、MEN
BD信号137は遅延回路138で作られ、データ処理
装置105に送出される読み出しデータ有効信号であ
る。遅延回路138の内部構成は簡単のため省略する。
【0017】(c)リフレッシュ発生部の構成 図3はリフレッシュ発生部109の内部構成図であっ
て、定期的にSDRAMをリフレッシュするための制御
回路である。リフレッシュ発生部109は、REF入力
端子141、REFREQフラッグ142、REFBU
SYフラッグ143、3ビットのRBCカウンタ14
4、RBCデコーダ145、その他ゲート類から成り、
REFコマンド146のタイミングを発生する。リフレ
ッシュ発生部109とコマンド発生部108とは、RE
FEN信号147とREFBUSY1信号148で結ば
れている。
【0018】(d)アドレス発生部の構成 図4は本発明の第1の実施形態のSDRAMコントロー
ラのアドレス発生部110の構成図で、20ビットのS
DRAMアドレスカウンタADRC151を持ち、12
ビットアドレス信号A11-0152、CS信号153、R
AS信号154,CAS信号155,WE信号156を
発生し、SDRAM104に供給する。
【0019】この他、SDRAMには、DQM、CKE
の各入力端子があるが、簡単のため省略する。R/W信
号167はREADとWRITEを区別する。
【0020】マルチプレクサ(MUX)157は、PC
Gコマンド133、ACTコマンド134、RWCコマ
ンド135を各々1CLK遅延したタイミングで、各々
PCGA(説明省略)166、ROWA(ADRCの上
位12bit)、COLA(ADRCの下位8bit)
のいずれかの値をアドレス信号152 に出力する。3
個のDFF158及びレジスタ159は1クロック遅延
素子として使われる。
【0021】ADRCカウンタ151には、飛び先アド
レスJA19-0161、LOAD信号163、MENB信
号136、SDBUSY信号165が接続されている。
【0022】[動作の説明]ここでは、SDRAMは図
示しないSDRAMモードコマンドによって予め初期化
されており、以後モード変更は伴わないものとして、S
DRAMコントローラ各部の動作を説明する。
【0023】(a)コマンド発生部108(図2)の動
作 最初に動作概要を、次にタイミング図を説明する。主に
SDRAMのRead動作について説明するが、Wri
te動作も同様である。
【0024】SDRAMのバースト転送はデータ処理装
置105からのSTART1(開始処理)パルス121
により開始される。開始処理では、SDRAMに3個の
コマンドが発行され、バースト転送を起動する。SDR
AMの先頭アドレスは飛び先アドレスJA19-0161で
アドレス発生部110に与える。
【0025】開始処理に続いて、例えばSDRAMの1
行、256列×32bitを66MHzのバースト速度
で読み出し、改行処理を挟んでSDRAMの連続領域を
行単位で読み出す。改行処理は、通常8CLK期間読み
出しを中断する。この期間にプリチャージ状態に戻っ
て、次の行(256w)を活性化し、バースト読み出し
を再開する。改行周期は約4μsである。プリチャージ
状態ではリフレッシュサイクル(8CLK)を挿入でき
る。リフレッシュを兼ねた改行処理は、16CLK期間
読み出しを中断する。
【0026】バースト転送中に、飛越処理を行うことも
できる。データ処理装置105は飛び越しパルス(JU
MP2)122と飛び先アドレスJA19-0161によっ
てSDRAMコントローラ107にこれを指示する。飛
越処理はアドレス再設定(ADRCロード)を伴う行更
新処理であり、任意のアドレス(行と列)に飛び越して
バースト転送を再開する。
【0027】このように、SDRAM転送は、開始処理
で始まり、改行処理と飛越処理を鋏みながら進行し、終
了指示(END1またはEND2)があるまで続けられ
る。
【0028】開始処理、改行処理、飛越処理は各々8ス
テップ(LBC=0〜7)から成るLFBUSYシーケ
ンス(LFBUSY=1の期間)で、例えば以下の3個
のSDRAMコマンドが発行される。 ・LBC=1 PCG(プリチャージ)コマンド133:プリチ
ャージ状態にする。 ・LBC=4 ACT(アクティブ) コマンド134:行アド
レスを送出する。 ・LBC=7 RWC(READまたはWRITE)コマンド135:列ア
ドレスを送出する。 尚、各コマンドはSDRAMにはアドレス発生部110
で1CLK遅らせて出力する。RWCコマンド135
は、SDRAMのバーストREADまたはWRITEを
開始する。SDRAM読み出しではREADコマンドで
ある。
【0029】また終了処理は4ステップから成るLFB
USYシーケンスで、LBC=1でPCGコマンドのみ
が発行され、SDRAMがプリチャージ状態になった時
点(LBC=3)で終了する。
【0030】図5は、コマンド発生部とアドレス発生部
のタイミング図で、START信号121に続き、8C
LKの開始処理、5wのデータ読出、8CLKの改行処
理、3wのデータ読出、4CLKの終了処理から成るS
DRAM読み出しシーケンスにおける21個の信号波形
を示す。
【0031】開始処理と改行処理で各々3個のSDRA
Mコマンドが発行され、その間(LFBUSY=0)の
5CLK期間でADRCをカウントしながら5wのデー
タを読み出している。この読み出しデータがデータ処理
装置で有効になるのはDL=3CLK後のMENBD信
号である。
【0032】アドレス発生部110からのLF1信号に
より改行処理が起動される。改行処理後LFBUSY=
0になると、再びバースト転送に戻る。
【0033】終了処理はEND1信号181で起動して
いる。例えば転送語数を終了条件とする場合にはこのE
ND1信号から終了処理を起動する。転送語数カウンタ
は簡単のため省略した。
【0034】SDBUSY0信号127はSTART1
信号121でセットされ、END1信号181でリセッ
トされるフラッグで終了制御に使われる。
【0035】SDBUSY信号165は、開始処理の開
始時点から終了処理の終了時点までがHighレベルの
信号であり、次式によって生成する。 SDBUSY = SDBUSY0 | LFBUSY なお、論理式において、|は論理和を、&は論理和を、
 ̄は否定を示すものとする。
【0036】(b)リフレッシュ発生部(図3)の動作 SDRAMのリフレッシュのために、定期的にREFコ
マンド146を発行する。タイマーを用いて14μs毎
に1回REF2パルス141が入力され、REFREQ
フラッグ142に1を立てる。タイマー回路は簡単のた
め省略した。このとき、次式のREFSTART信号1
49によりリフレッシュ開始条件を与える。 REFSTART = REFREQ & REFEN = REFREQ & ( ~SDBUSY | L
BC=2 )
【0037】SDBUSY中でなければ、REFSTA
RT=1であるから、次のクロックでREFBUSY=
1となり、RBCカウンタ144で8CLK期間のRE
FBUSYシーケンス(RBC=0〜7)を起動し、R
BC=1 の時点でREFコマンド146を発行する。
その後7CLK期間はREFBUSY1信号148によ
りコマンド発生部108をLBC=0でホールド状態に
する。
【0038】バースト中のリフレッシュ要求は、改行処
理、飛越処理、終了処理によってSDRAMがプリチャ
ージ状態(LBC=2)になる時点まで待たされ、プリ
チャージコマンドとアクティブコマンドの間(LBC=
3)にリフレッシュ処理8CLK分を挿入する。
【0039】この待ち時間はタイマー間隔(14μs)
を超えないようにする。256列SDRAMであればタ
イマー間隔(14μs)の間に平均3.5回改行処理が
あるから、3.5回につき1回はリフレッシュを兼ねた
改行処理を実行する。
【0040】図6は、リフレッシュ発生部のタイミング
図で、バースト転送との競合回避機能を説明するため、
タイマーに依らず、REF2パルス141を3回続けて
与えた場合に、3回のリフレッシュがどのように実行さ
れるかを示している。
【0041】最初のREFREQ=1では未だSDBU
SY=1でないので直ちにREFBUSY143が起動
される。リフレッシュ期間中に、SDBUSY、LFB
USYの各フラッグがセットされるが、LBCカウンタ
はREFBUSY1=1のため、開始処理のLBC=0
の状態で停止し、REFBUSY終了を待つ。7CLK
後にREFBUSY1=0に戻った後、LBC=1に進
み、開始処理を実行する。
【0042】2度目のREFREQ=1では、SDBU
SY=1であるから、開始処理のLBC=2で承認され
るまで待ち、次のLBC=3でコマンド発生部をホール
ドし、リフレッシュが再び実行される。
【0043】3度目のREFREQ=1では、SDBU
SY=1であるから、終了処理のLBC=2で承認され
るまで待ち、次のLBC=3からリフレッシュが実行さ
れる。この場合は、コマンド発生部はホールドされず、
SDBUSY,LFBUSYをリセットして終了する。
【0044】(c)アドレス発生部(図4)の動作 データ読み出し(または書込み)中SDRAMアドレス
カウンタ(ADRC)がアドレス入力JA19-0161に
設定されたSDRAM先頭アドレスを初期値としてカウ
ント動作し、行末を検出する毎に、LF1信号124に
より改行処理を起動する。改行処理中(LFBUSY=
1)はMENB=0で、ADRCはカウントを中断す
る。256列SDRAMは列番号255が行末である。
【0045】また、飛越処理においては、ADRCはカ
ウント動作を中断するとともに、飛先アドレスJA19-0
がADRCにロードされる。データ読出が再開するとア
ドレスカウントも再開する。
【0046】アドレスカウンタADRC[19:0]の
制御には以下の各信号を用いる。 ・CLRN = SDBUSY:転送処理中のみクリア解除する。 ・LDAD = LOAD:開始処理と飛越し処理のLBC=1で
JADRをロードする。 ・ENP = MENB = SDBUSY0 & ~LFBUSY:バースト転送中に
カウントする。
【0047】ADRCの値はデバイス列数(ここでは2
56)に応じて行アドレスと列アドレスに2分割され、
ACTコマンドで行アドレスROWAが、READ/W
RITEコマンドで列アドレスCOLAがA11-0から出
力される。
【0048】SDRAMコマンドの送出はCS信号15
3をLowレベルにすることで、またコマンドの種類は
RAS,CAS,WEの3bitにコード化してSDR
AMに与えると、CLKに同期して取り込まれる。
【0049】(d)飛越処理・終了処理と改行処理との
競合回避動作 図7は、飛越処理・終了処理と改行処理との競合のタイ
ミング図である。SDRAM改行処理中に、SDRAM
飛越要求があった場合(JUMPREQ=1)には、改
行処理が終了し(LFBUSY=0)、飛越処理を実行
する。すなわち、次式のLFSTART信号139の論
理により飛越処理開始条件を与える。 LFSTART = JUMPREQ & ~LFBUSY
【0050】改行処理終了後LFBUSY=0となった
次のCLKから飛越処理(SDJUMP=1)が始ま
り、再びLFBUSY=1になる。この2つの処理の間
に1w読み出しがあるが、飛越処理中はデータ処理装置
105へのMENBD信号137にANDゲートをかけ
て読み出しデータを無効にする。この操作は遅延回路1
38で行われる。
【0051】図7の右側部分は、改行処理と終了処理と
の競合のタイミング図である。SDRAM改行処理中
に、バースト終了要求があった場合には、次式のLFS
TART信号139の論理により終了信号を起動する。 LFSTART = ENDREQ & ~LFBUSY
【0052】改行処理終了後、LFBUSY=0となっ
た次のCLKから終了処理が始まる。この2つの処理の
間に1w読み出しがあるが、データ処理装置で無視す
る。
【0053】以上説明したように、第1の実施形態のS
DRAMコントローラでは、アドレス発生部のアドレス
カウンタがSDRAMアドレスをリアルタイムで追跡カ
ウントし、行末を検出する度に改行処理が自動的に実行
されるので、データ処理装置からの複数行にまたがるS
DRAMの読み書き制御を容易にする。
【0054】また、アドレスカウンタに任意の値をロー
ドすることにより、SDRAMの任意番地に飛越せるの
で、SDRAMの不要データ部分をスキップしたり、各
所に散在するブロックデータを効率良く読み書きでき
る。
【0055】SDRAMの飛越要求や終了要求が改行処
理中に起きた場合、次行の先頭1語のアクセスまで待た
せ、その後に飛越処理や終了処理を実行するように制御
するので、SDRAMに不正なシーケンスを発生しな
い。
【0056】尚、改行処理と飛越処理の間でSDRAM
から読み出された余計な1語は、飛越処理中にマスクを
かけるので、これがデータ処理装置で誤用されることが
ない。
【0057】リフレッシュ発生部により、一定の時間間
隔でリフレッシュコマンドが自動的に発行される。SD
RAMビジー中は、開始処理、改行処理、飛越処理のプ
リチャージ状態になるまで待ってリフレッシュを実行す
るので、データ処理装置からの制御が容易になる。
【0058】[第2の実施形態の説明] [構成の説明]第1実施形態のSDRAMコントローラ
では、クロック周期が短い場合、ADRCカウンタのビ
ット数が20ビットと大きいので、カウントアップ(イ
ンクリメント)が時間余裕不足になるおそれがある。ま
た、ADRCの値がSDRAMのA11-0端子にレジスタ
なしで送出されるので、SDRAMデバイスにおいてセ
ットアップ時間不足のおそれがある。
【0059】図8は第2の実施形態のSDRAMコント
ローラのアドレス発生部110の構成図であり、第1の
実施形態とは以下の点が異なる。 ADRCを下位10bitと上位10bitに分け
て、連続する2クロックでカウントアップする。(以下
倍長カウントと呼ぶ) ADRC下位10bitのカウントエネーブル信号を
1CLK早める。(以下先行カウントと呼ぶ) A11-0出力152の前に遅延レジスタ184を追加す
る。
【0060】ADRC先行カウントは、ADRCカウン
タ下位10bitのCount Enableとして、
次のMENB信号136、 MENB = SDBUSY0 & ~LFBUSY の代わりに、次のMENBA信号182を使用する。 MENBA = ( MENBの1CLK先行)= MENB & ~LFSTART |
LBC7
【0061】ADRC倍長カウントの方法は、ADRC
の、ロード、インクリメント、ホールドのCLK同期動
作の内、インクリメントを2CLK動作に変更する。
【0062】ADRCの下位10ビットは、MENBA
=1でインクリメントし、キャリーをADRCRY18
5に保持し、次のCLKで(MENB=1で)上位10
ビットにADRCRYを加える。この2CLK期間は、
SDBUSY=1、LOAD=0であるからカウントミ
スは起こらない。
【0063】ADRC下位より生成されるLF信号は1
CLK早まるので、その信号をLF2信号183とし、
それを1CLK遅延した信号をLF1信号124として
コマンド発生部108に改行要求を出す。
【0064】[動作の説明]図9は第2の実施形態のタ
イミング図で、図5の第1の実施形態のタイミング図と
同様に、開始処理、データ読み出し5w、改行処理、デ
ータ読み出し3w、終了処理から成るSDRAM読み出
しシーケンスにおける21個の信号波形を示す。
【0065】図9では、MENBの1CLK先行信号M
ENBAでADRCカウンタの下位10bitを1CL
K早くカウントしている。ADRCが003ffから0
0400に変わる間に一時00000になるが、この時
中間キャリービットがADRCRY=1の過渡状態であ
る。
【0066】列アドレス8ビットは先行カウントするの
で、バッファレジスタ184で1CLK遅らせてSDR
AMに送出する。従ってアドレス端子A11-0のセットア
ップ時間不足が解消する。
【0067】また、ADRC上位10bitのカウント
動作は、下位10bitのキャリー伝播を伴わないた
め、時間余裕不足が解消する。
【0068】行末検出信号LF2は1CLK早まるの
で、1CLK分遅らせたLF1信号で改行指示を出す。
このため、ADRC下位10bitのカウント動作も余
裕を持って実行できる。
【0069】以上説明したように、本実施形態のSDR
AMコントローラは、SDRAMアドレスカウンタのビ
ット数が増えても、カウンタを下位と上位に分けて、引
き続く2CLKでパイプライン的にカウントしているの
で、高速なクロックで動作する。
【0070】アドレスカウンタの下位部は1CLK先行
してカウントするので、カウンタ下位の全部または一部
をSDRAMの列アドレスとして使えば、A11-0を送出
する経路にレジスタバッファを1段挿入できるので、セ
ットアップ時間不足となるおそれがない。
【0071】改行を起動する改行指示信号も1CLK早
まるので、フリップフロップを1段挿入すれば、コマン
ド発生部108で起動に失敗するおそれがない。従っ
て、クロック周波数を増大でき、性能が向上できる。
【0072】[第3の実施形態の説明] [構成の説明]第1及び第2の実施形態ではフルページ
モードのSDRAMを使っていたが、フルページモード
をサポートしないSDRAMデバイスもある。例えば8
語バーストモードでは、8語毎にRead/Write
コマンドによりアドレスを供給する必要がある。
【0073】図10は第3の実施形態のSDRAMコン
トローラのアドレス発生部である。第2の実施形態のア
ドレス発生部のRWC信号135に、以下のBST信号
191を生成し、論理和して追加したものである。 BST = BL4 & ~ADRC[0] & ~ADRC[1] & MENB | BL8 & ~AD
RC[0] & ~ADRC[1]& ~ADRC[2] & MENB ここで、バースト長=4のモードでは、BL4=1,B
L8=0 とし、バースト長=8のモードでは、BL4
=0,BL8=1 とし、フルページモードでは、BL
4=0,BL8=0 とする。
【0074】フルページモードは第2の実施形態と同じ
論理である。MENB信号136は、バースト転送中を
示す信号で、ADRC上位のカウントエネーブルに使わ
れている信号である。なお、図10のADRCカウンタ
151へのMENB信号136以外の入力信号は、図8
と同じであるから省略している。
【0075】[動作の説明]図11は、第3の実施形態
のタイミング図で、開始処理と終了処理の間の16CL
K期間に16w読み出そうとする。フルページモードな
らば、その最初のCLK期間にREADコマンドを発行
すればよい。その場合、e2番地からf1番地までが読
み出される。
【0076】ここでバースト長=4のモードの動作を考
えると、最初のREADコマンドでe2,e3,e0,
e1の各番地がこの順に読み出され、以後の12CLK
は何も読み出されない。すなわち、列アドレスの下位2
bitを4を法としてカウントし4wだけ読み出す。従
って、3CLK目(e0番地)で別のアドレスe4を与
える必要がある。
【0077】そこで、図10でBL4=1,BL8=0
とバースト長4に設定すると、図11のBST信号19
1が4CLK毎に4個のパルスを発生する。これは、S
DRAMにe4,e8,ec,f0の各アドレスを4個
のREADコマンドと共に送出し、e4番地からf1番
地までを連続して読み出す。
【0078】最初のRWCパルスによるREADコマン
ドは、途中でBSTパルス191によるREADコマン
ドで置き換えられるので、e2番地からf1番地までが
期待通りに読み出される。
【0079】また、図10でBL4=0,BL8=1と
バースト長8に設定すると、BST信号が8CLK毎に
2個のパルスを発生する。これは、SDRAMにe8,
f0の各アドレスを2個のREADコマンドと共に送出
し、これも同じ結果となる。
【0080】以上説明したように、第3の実施形態のS
DRAMコントローラのアドレス発生部は、バースト長
が4あるいは8のモードでSDRAMを使用する場合
は、各々4CLK毎、8CLK毎にREADコマンドを
ADRCカウンタ151の各々下位2bit、3bit
を見ながら発生するので、フルページモードと同じタイ
ミングで同じ結果を読み出すことができる。
【0081】ADRCの下位はSDRAMアドレスに対
し、1CLK先行カウントしているので、バッファレジ
スタで遅延することにより、アドレス値を余裕をもって
送出することができる。
【0082】[第4の実施形態の説明] [構成の説明]これまでの実施形態は、列アドレスが8
bit、行アドレスが12bitのSDRAMデバイス
のみを扱ったが、列アドレスCOLAは8,9,10b
itの3通り、行アドレスROWAは12,14bit
の2通りの変化がある。これらSDRAMのどれにも適
用できるアドレス発生部を考える。また、アドレス方向
にチップを拡張することも考える。
【0083】図12は、第4の実施形態のSDRAMコ
ントローラのアドレス発生部110の構成図である。こ
れは、第2の実施形態と比べ、アドレス発生部のADR
Cカウンタの後段にシフタSFT201を追加した点、
ADRC151を23bitに、列アドレスCOLAを
10bitに、行アドレスROWAを14bitに各々
増加した点、LF2信号の生成論理を変更した点、CS
信号を2本に増加した点が異なる。
【0084】CS−0信号202、CS−1信号203
は、同種の2個のSDRAMの各CS端子に接続され、
その他の信号(アドレス、データ、制御信号)は、2個
のSDRAMに共通に接続されるものとする。
【0085】C1信号205、C2信号206はSDR
AMの列数を以下の3通りのどれにするかを決める。 C1=1、C2=0の場合: 256列SDRAM:255で改行:SFT
2bitシフト C1=0、C2=1の場合: 512列SDRAM:511で改行:SFT
1bitシフト C1=0、C2=0の場合:1024列SDRAM:511で改行:SFT
0bitシフト
【0086】また、R1信号207、R2信号208、
R3信号209は2本のCS−0、CS−1信号を、A
DRCのどのbitで選択するかを以下のように決め
る。 R1=1,R2=0,R3=0の場合:ADRC[20]でチップ選択。 R1=0,R2=1,R3=0の場合:ADRC[21]でチップ選択。 R1=0,R2=0,R3=1の場合:ADRC[22]でチップ選択。 R1=R2=R3=0の場合:CS-0のみ選択。
【0087】[動作の説明]列アドレスCOLAが8,
9,10bitの3通りの各々の場合に分けて説明す
る。但し、クロック周波数は66MHzとする。 (a)256列のSDRAMの動作 256列SDRAMを使用する場合は、C1=1、C2
=0 とする。ORゲート210の出力は1なので、A
DRCの下位8bitが1、すなわち255の時、改行
信号LF2=1となり、次のCLKでLF1=1となっ
て改行処理を起動する。行をまたがる連続バーストの改
行周期は約4μSである。
【0088】シフタは2bitシフトモードになる。こ
れは、ADRC[8]をROWA[0]に出し、以下同
様にADRC[21]をROWA[13]に出す。CO
LAの上位2bitは何でも良い。ADRC[19]は
ROWA[11]に出るが、これが前実施形態までの最
上位bitであった。従って、COLA、ROWAの上
位各2bitを無視すればA11-0は前実施形態までと同
じである。
【0089】また、複数チップを用いてアドレス方向に
拡張することができる。この場合、R1=R2=R3=
0とすれば、CS−0は前実施形態までのCSと同じで
ある。
【0090】R1=1,R2=0,R3=0とすれば、
ADRC[20]=0の間はCS−0が今までの実施形
態CSと同じで、CS−1にはPCGコマンドとREF
コマンドのみを送出する。ADRC[20]=1になる
とCS−1が今までのCSと同じで、CS−0にはPC
GコマンドとREFコマンドのみを送出する。こうし
て、ADRC[20]によってチップを選択する。
【0091】同じ256列SDRAMで、列アドレスが
8bit、行アドレスが14bitのSDRAMでは、
R1=0,R2=0,R3=1とすれば、ADRC[2
2]によってチップを選択できる。
【0092】(b)512列のSDRAMの動作 512列SDRAMを使用する場合は、C1=0、C2
=1とする。ORゲート210の出力はADRC[8]
なので、ADRCの下位9bitが全て1、すなわち5
11の時、改行信号LF2=1が出、次のCLKでLF
1=1が出て改行処理を起動する。行をまたがる連続バ
ーストの改行周期は約8μSである。
【0093】シフタは1bitシフトモードになる。こ
れは、ADRC[8]をCOLA[8]に出し、ADR
C[9]をROWA[0]に出し、以下同様にADRC
[22]をROWA[13]に出す。COLAの上位1
bitは何でも良い。
【0094】図13は、512列のSDRAMを用い、
ADRC[22]でCS−0、CS−1を選択した場合
の、SDRAM読み出しシーケンスである。先頭アドレ
スADRC=3ffffbからADRC=400002
までの8語をアクセスしている。最初の5語はCS−0
側のSDRAM、後の3語はCS−1側のSDRAMを
アクセスしている。
【0095】ADRC23bitの内、下位9bitは
列アドレスに、最上位1bitがCSに、真ん中の13
bitが行アドレスに使われている。また3fffff
から400000にカウントアップする時、倍長カウン
トが行われている。
【0096】(c)1024列のSDRAMの動作 1024列SDRAMを使用する場合は、C1=0、C
2=0とする。ORゲート210の出力はADRC
[8]なので、ADRCの下位10bitの内9bit
が全て1、すなわち列番号が511と1023の2個所
で、改行信号LF2=1が出、次のCLKでLF1=が
出て改行処理を起動する。これは、本来なら16μSと
なる改行周期をリフレッシュ間隔(14μS)以下にす
るために、1行に2回改行したものである。
【0097】シフタは0bitシフトモードになる。こ
れは、ADRC[8:9]をCOLA[8:9]に出
し、ADRC[10]をROWA[0]に出し、以下同
様にADRC[22]をROWA[12]に出す。RO
WAの最上位1bitは0とする。1024列のSDR
AMでも、上位に余ったADRCビットでチップ選択が
でき、ワード数を2倍にできる。
【0098】以上説明したように、第4の実施形態のS
DRAMコントローラのSDRAMアドレス発生部に
は、ADRCとマルチプレクサの間にシフタを挿入した
ので、1行が256列、512列、1024列のどのS
DRAMデバイスでも使用することができる。
【0099】以上の各実施形態における説明からも分か
るように、本発明のSDRAMコントローラは、文字認
識、音声認識等における標準パタンをSDRAMに格納
し、標準パタンの不要部分をスキップしながら読み出し
照合処理を実行するのに適している。また、LSI化さ
れたデータ処理装置と、SDRAMデバイスを結合する
インターフェースとして用いるのに適している。
【0100】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1に
記載の発明によれば、データ処理装置とクロック同期型
のSDRAMとのバースト転送を制御するメモリ制御装
置において、前記データ処理装置から指定されたアドレ
スを初期値とし、前記バースト転送中にカウントするア
ドレスカウンタを用いて前記SDRAMの行アドレス、
列アドレス及び改行要求信号を発生するアドレス発生手
段と、前記データ処理装置または前記アドレス発生手段
からの要求に従って、開始処理、飛越処理、終了処理、
改行処理の各々の処理を実行する複数のSDRAMコマ
ンドのタイミング信号を発生すると共に、前記改行処理
中に、前記飛越処理要求または前記終了処理要求があっ
た場合には、当該改行処理が終了するまで当該飛越処理
または当該終了処理要求を保留するコマンド発生手段
と、周期的な要求に従ってリフレッシュコマンドのタイ
ミング信号を発生すると共に、前記バースト転送中に、
前記リフレッシュ要求があった場合には、前記開始処
理、飛越処理、改行処理、終了処理のいずれかが実行さ
れる時点まで当該リフレッシュ要求を保留するリフレッ
シュ発生手段を備えた構成としたので、アドレス発生手
段のアドレスカウンタがSDRAMアドレスをリアルタ
イムで追跡カウントし、行末を検出する度に改行処理が
自動的に実行されるので、データ処理装置からの複数行
にまたがるSDRAMの読み書き制御を容易にする。ま
た、アドレスカウンタに任意の値をロードすることによ
り、SDRAMの任意番地に飛越せるので、SDRAM
の不要データ部分をスキップしたり、各所に散在するブ
ロックデータを効率良く読み書きできるという効果があ
る。
【0101】また、請求項2に記載の発明によれば、前
記アドレスカウンタは、少なくとも前記列アドレスを包
含するカウンタ下半部と残りのカウンタ上半部に2分割
され、当該カウンタ下半部は、当該カウンタ上半部より
1クロック先行してカウントされる構成としたので、カ
ウンタ下位の全部または一部をSDRAMの列アドレス
として使用すれば、アドレスを送出する経路にレジスタ
バッファを1段挿入できるので、セットアップ時間不足
となるおそれが無くなる。更には、改行を起動する改行
指示信号も1CLK早まるので、フリップフロップを1
段挿入すれば、コマンド発生手段で起動に失敗するおそ
れが無くなりクロック周波数を増大できるという効果が
ある。
【0102】更に、請求項3に記載の発明によれば、バ
ースト長がN(但しNは2のn乗)のモードで前記SD
RAMを使用する場合に、前記バースト転送中に前記ア
ドレスカウンタの下位nビットが全て0になる度に前記
列アドレスを前記SDRAMに送出するようにしたの
で、フルページモードと同じタイミングで同じ結果を読
み出すことが出来るという効果がある。
【0103】更に、請求項4に記載の発明によれば、列
数が各々256,512,1024の前記SDRAMを
使用する場合に、前記アドレスカウンタの下位8ビット
を除いた値を各々2,1,0ビット上位方向にシフトし
て前記行アドレスを生成するようにしたので、1行が2
56列、512列、1024列のどのSDRAMデバイ
スでも使用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態におけるSDRAMコントローラの構
成図である。
【図2】コマンド発生部108の構成図である。
【図3】リフレッシュ発生部109の構成図である。
【図4】第1の実施形態におけるアドレス発生部110
の構成図である。
【図5】コマンド発生部とアドレス発生部のタイミング
図である。
【図6】リフレッシュ発生部のタイミング図である。
【図7】改行中の飛越と終了のタイミング図である。
【図8】第2の実施形態におけるアドレス発生部110
の構成図である。
【図9】第2の実施形態におけるタイミング図である。
【図10】第3の実施形態におけるアドレス発生部11
0の構成図である。
【図11】第3の実施形態におけるタイミング図であ
る。
【図12】第4の実施形態におけるアドレス発生部11
0の構成図である。
【図13】第4の実施形態におけるタイミング図であ
る。
【符号の説明】
101 入力端子 103 データバス 104 SDRAM 105 データ処理装置 106 出力端子 107 SDRAMコントローラ 108 コマンド発生部 109 リフレッシュ発生部 110 アドレス発生部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ処理装置とクロック同期型のSD
    RAMとのバースト転送を制御するメモリ制御装置にお
    いて、 前記データ処理装置から指定されたアドレスを初期値と
    し、前記バースト転送中にカウントするアドレスカウン
    タを用いて前記SDRAMの行アドレス、列アドレス及
    び改行要求信号を発生するアドレス発生手段と、 前記データ処理装置または前記アドレス発生手段からの
    要求に従って、開始処理、飛越処理、終了処理、改行処
    理の各々の処理を実行する複数のSDRAMコマンドの
    タイミング信号を発生すると共に、前記改行処理中に、
    前記飛越処理要求または前記終了処理要求があった場合
    には、当該改行処理が終了するまで当該飛越処理または
    当該終了処理要求を保留するコマンド発生手段と、 周期的な要求に従ってリフレッシュコマンドのタイミン
    グ信号を発生すると共に、前記バースト転送中に、前記
    リフレッシュ要求があった場合には、前記開始処理、飛
    越処理、改行処理、終了処理のいずれかが実行される時
    点まで当該リフレッシュ要求を保留するリフレッシュ発
    生手段を備えたことを特徴とするメモリ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記アドレスカウンタは、少なくとも前
    記列アドレスを包含するカウンタ下半部と残りのカウン
    タ上半部に2分割され、当該カウンタ下半部は、当該カ
    ウンタ上半部より1クロック先行してカウントされるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のメモリ制御装置。
  3. 【請求項3】 バースト長がN(但しNは2のn乗)の
    モードで前記SDRAMを使用する場合に、前記バース
    ト転送中に前記アドレスカウンタの下位nビットが全て
    0になる度に前記列アドレスを前記SDRAMに送出す
    ることを特徴とする請求項2に記載のメモリ制御装置。
  4. 【請求項4】 列数が各々256,512,1024の
    前記SDRAMを使用する場合に、前記アドレスカウン
    タの下位8ビットを除いた値を各々2,1,0ビット上
    位方向にシフトして前記行アドレスを生成することを特
    徴とする請求項2に記載のメモリ制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006003693A1 (ja) * 2004-06-30 2006-01-12 Renesas Technology Corp. データプロセッサ
JP2006154897A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Oki Electric Ind Co Ltd Dramコントローラ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006003693A1 (ja) * 2004-06-30 2006-01-12 Renesas Technology Corp. データプロセッサ
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