JPH02123442A - 高速化メモリ - Google Patents

高速化メモリ

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JPH02123442A
JPH02123442A JP63276267A JP27626788A JPH02123442A JP H02123442 A JPH02123442 A JP H02123442A JP 63276267 A JP63276267 A JP 63276267A JP 27626788 A JP27626788 A JP 27626788A JP H02123442 A JPH02123442 A JP H02123442A
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JP
Japan
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memory
access
speed
read
processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP63276267A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Sakamaki
坂巻 勤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタル式電子計算機のメモリの構成法に
関する技術である。特に高速動作の実現法に関する。
〔従来の技術〕
プロセス制御等のリアルタイム処理を目的とするコンピ
ュータにおいては高速化と信頼性の向上の両方が求めら
れている。メモリの高速化のために一般的に用いられて
いるキャッシュメモリ方式はバッチ処理には向いている
がリアルタイム処理には向いていない。そのため、メモ
リそのものに対する高速化をあきらめ、CPUのインス
トラクションレジスタをパイプライン化し、メモリの先
読みにより、コンピュータの高速化を計っているのが現
状である。これは、CPUの処理速度とメモリの速度が
バランスしている限りは特別の問題とはならないが、C
PUの速度が大巾に向上した今では、メモリの高速化は
必須の技術である。特にプロセス制御用コンピュータの
ように、最近大はな問題になっているメモリのソフトエ
ラーのような一過性の異常に対して対策を必要とする場
合には特にメモリの速度は落ちてしまうので、何らかの
対策が必要である。1 〔発明か解決しようどする課題〕 計算機の処理能力はCi” Uの演算速度とメモリのア
クセス速度により決まってしまう。、CP 1.Jの演
算速度は同・アーキティクチャーのCI−) Uであれ
ば、その動作速度と同じとカえてよい。CP UかLS
i化されたごとによって、その動作速度は飛躍的に向上
している。、マイクロコンピュータはその顕著なイ(す
である。
二り、に対してメモリのアクセス速度の向上は遅才X、
を取っておりCP IJ本来の性能を出すことができな
い。さらにメモリに関しては、その集積度が向上したの
と裏腹に、動作の安定性に問題がちら才)れた41例え
ば、l) RA、 Mのソフトエラーはよい例である。
そのため、メモリの信頼性を高めるための何らかの対策
を採らなければならなくなった。
対策としてよく用いられる方法はハミングコードを用い
てF CC機能を付加し、1ビットエラーに対して自動
修正を加える方法である。このようなえt策はメモリの
アクセス速度をさらに遅くし、増増、計算機の処理能力
をドげる方向に働く、1現在、ICメモリの使った場合
しJは、前述のE Cc機構は必須の条件であり、従っ
て、ざのよ)な信頼性向上対策をした一Lで、CI) 
Uの動作速度の向上に一比較しうるメモリのアクセス速
度の向ヒをiする必要がある。
〔課題を解決するための手段〕
メモリの構成および動作を分類すると太きく;3つに分
しづることかできる。
その1は、BTJSとの接続部である。
その2は、エラーチエツク部である。
その:3は、記憶部である。
通常のメモリ構成では1回のアクセスごとに、この3つ
の部分の動作がシーケンシャルに行なわれる。
読出しの場合を考える。
1)BUSj−のアト1ノス情報を用いてメモリの選択
を行なう。(BUSとの接続部の動作)2)1)で決定
したメモリの内容を読出す1、(記憶部の動作) 3)読出した内容に誤りがあるか否かのチエツクを行な
う。誤りがある場合にはデータの修正を行な)。(エラ
ーチエツク部の動作) 4)BtJSI−、にデータを出力すると共に、メモリ
の動作が完!したことを知らせる。(BUSとの接続部
の動作) これを図に示すと第7図のようになる。
書込みの場合は第8図に示すように、記憶部とエラーチ
エツク部の動作順序が読出しの場合と逆になるだけで、
3つの部分の動作がシーケンシャルに行なオ〕れること
には変りがない。
このことから判るように前記3部分は相互に独立して動
作が可能である。そこで、これら3部分を同時独立に並
列動作させてやることにより、メモリのアクセス時間を
+3 TJ Sとの接続部の動作時間まで短縮させた。
〔作用〕
第21!!] k用いて基本的な動きを説明する。
第2図では読出し動作は全て並列処理、書込み動作は直
列処理となっている。
最初に書込み動作の説明をする。CP tJ 、 B[
IS上のAI)B、DB、Wが有効となる。ME肋RY
へのアドレス情報はCPU  BUS上のA D B 
1′#報が有効となる。CP U  B U S lの
DB情報は、DBR3に一度ラッチされた後、ECCC
/0回路を通り、チエツク情報を付加された後、MEM
ORYのDB情報となる。この後、A I’) R1,
。
ΔDR2,DBR2,DBRIIの内容は変化しない。
次に読出し動作を説明する。読出し動作時は、CP t
J  B U S上のADBDB情報効となる。
ADBはADRlの内容と比較され一致していればD 
B R1Fの内容がCPU  BUSのDB情報として
出力される。従って、この時は、メモリアクセスであっ
ても、実際に情報を記憶しているMEMORYのアクセ
スまで行なう必要がなく、その分アクセス速度を−にげ
ることができる。D B R,1、]の内容が読出され
れば、DBRI ]は空となり、ずでにDBR2にデー
タが準備されておればDBR2の内容がD B R1に
移され、D B Rlが空となる。
DBRIが空となれば、ECCC70の部分でチエツク
動作が完了していれば、その結果が、DBR2ヘセット
される。と同時に、ECCC70回路は空となるので、
MEMORYからの読出し情報がECCC70の入力と
してセットされる。
このように、CPUからのメモリへのアクセスに対して
、DBRllのデータを返している間にECCC70回
路でのデータチエツク、MEMORYの読出しを並行に
行なっている。MEMORYの読出し時のアドレス情報
ABはADB2の内容であり、それは1データ読出すた
びに+1される。従って、CPUからの読出しアクセス
が連続アドレスである限りはこの並列処理は継続される
。読出しアクセスが不連続となる場合、その場合は、A
DBとADRIの内容が不一致となる場合であるが、並
列処理は中断され、ADB2には新たにADB上の情報
がセットされ、ADRI、DBRII。
DBR2の内容は無効とされ、再度、並列処理が起動さ
れる。この場合でも並列処理が中断された時のアクセス
のみが直列処理になるのみであり、メモリの高速性をそ
こなわれることはない。
〔実施例〕
第1図に実施例を示す。実施例に従って、動作の説明を
行なう。
CPU  BUSからの信号FC,Wはデコーダ、DE
Cに接続され、Di、D2.D3に分けられる。信号F
Cはメモリアクセスのモードを示す信号である。例えば
、命令フェッチのためのメモリアクセス、オペランドア
クセス、DMAアクセス等がある。信号Wはアクセスモ
ードが書き込み(ライト)モードが読出しくリード)モ
ードかの指定を行なう。
Dlは命令フェッチ以外のリードアクセスであることを
示す。D2は命令フェッチのリードアクセスであること
を示す。D3は命令フェッチ以外のアクセス(リードお
よびライト)であることを示す。
対象となるメモリへのアクセスが命令フェッチのみの場
合を考える。第4図がその場合の動作に対応する。
ADB上にアドレスn−1がある。この時、レジスタA
DRIにはn−1がセットされている。
同様にADB2にはn+1がセットされている。
一方、CBU  BUSとMEMORY間には、ECC
C/G、DBR2,DBRIIが並んでいる。
ECCC70は、読出し動作の場合にはデータチエツク
を行ない、エラーは有れば修正を行ない、書込み動作の
場合にはチエツクデータを生成する機能を有する回路で
あり、読出し、書込み動作共、動作開始時にデータを保
持する機能を有している。
DRB2.DRBIIはレジスタである。MEMORY
から読出されたデータは、ECCC70にラッチされ、
エラーチエツクが行なわれる。結果はDBR2にラッチ
される。DBR2の出力はDBRllが空になった時点
でDBRIIに移される。
DBRIIが空になるのは命令フェッチ動作が完了した
時である。
従って、ADB上にアドレスn−1がある時には、DB
RIIには(n−1)  :((n−1)はアドレスn
−1のデータを示す)があり、即座にDB上に(n−1
)を出力する。アドレスn−1のアクセスが完了すると
DBRI 1は空となるのでDBR2の内容(n)がD
BRI 1にセットされる。又、ADB上でn−1のア
クセスを行なっている時1MEMORYのABにはAD
B2の内容n+1が出力されリードアクセスが行なわれ
ている。このリードアクセスが完了すると、そのデータ
 (n+1)がECCC70にラッチされる。又n+1
のMEMORYアクセスが完了すると、ADB2の内容
はADRIに移される。その後、ADB2の内容は+1
される。この状態で、ECCC70が空になるのを待つ
。
このようにして、CPU  BUSへの対応、エラーチ
エツク、記憶部アクセスの3動作は完全に分離され、並
行に処理される。
命令フェッチのアドレスが不連続となった場合coMP
回路ではADBと、ADRIとが等しくなくなる。その
結果、ADB2の内容はADB上のデータに書替えられ
る。その後、MEMORYアクセス、ECCC/G動作
、DBR2,DBRIIセット後、D B上に出力され
、CPU  BUSに応答する。5ての時の動作を第5
図に示す。一般的には、アドレスの不連続がおきた時の
み、CP tJ!3 U Sからのアクセス速度が落ち
るが、その次のアクセスからは、並列動作の効果が表わ
れる。
一方、FC,Wの信号によって、命令フェッチ以外のメ
モリアクセスである場合じは、ADR2の書替を行なわ
ず、アト1ノス情報はA D B lの情報を用い、読
出すデータは、D B RJ、 2を経由して、DBi
二に出力する。書込めの場合はD B R3を通して、
ECCC/G、MEMORY書込みを行な−)。
こうすることによって、命令フェッチのみを並列処理す
る二とによりCI) tJからのアクセスに対する応答
速度を一ヒげることが出来ると共に、オペラン1くアク
セスによる並列処理の中断を防いでいる。命令フェッチ
のみを並列処理する理由を考えると次のことが言える。
a、命令は、ジャンプ、サブルーチンコール等がなLj
ればシーケンシャルに配置される。
従って通常の動作では連続アト17スのアクセスが継続
される。
b 、オペランドアクセスは一命令に1回あるとぢえて
よく、オペランドアクセスを除外【1.ないと並列処理
は一命令実行毎に中断され並列処理の意味を持たない、
1 次に、第3図に示す例を考えるど、前記例どの相異は読
出し用パイプライン処理のルー1−が2つになっている
ことである。こうすることによって得られるメリットを
考えてみる、1 第2のパイプライン処理ルーI−(ΔD R12。
ADR22,DBR]、、2.DBR22等で構成され
ているが)、をオペランド用として使う。第1のパイプ
ライン処理ルートは前例同様、命令フェッチ用に使う。
サブルーチンを使う場合、割込処理を行なう場合、CP
 U内部に持つ多数のレジスタがメモリに退避される。
従ってサブルーチンから戻る場合、割込処理を完了する
場合は逆に多数の1ノジスタを復帰させなければならな
い。通常1ノジスタ退避は連続アドレスに対して行なわ
れるので、第3図の構成は、コンピュータ全体どしての
処理能力の向」二に大きく寄与する。さらに、全般のプ
ログラムの作成法が構造化プログラミングの方法を採っ
ており、ザブルーチンを多用化すること、およびリアル
タイム処理では頻繁に割込みが発生することからも、第
3図の構成のメリツI・大である。
[発明の効果〕 本発明によれば、命令フェッチ時のメモリアクセス速度
を向上させることが出来るので、コンピュータの処理能
力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す図、第2図は本発明の基
本構成を示ず図、第3図は本発明の応用例を示す図、第
4図は並列処理の動作説明図、第5図は不連続アト!ノ
スアクセスの場合の動作例を丞す図、第6図はメモリ構
成の概念図、第7図はメモリの読出し動作図、第8図は
メモリの書込み動作図である。 1・CP TJ  B T、JS、2・・記憶部、3・
エラーチエツク/ジェネレート回路、4・・バッファレ
ジスタ、5・・・バッファレジスタ、6・・・アドレス
比較回路、7 ・アドレスレジスタ、8・アドレスカウ
ンタ、9 ・書込み用バッファ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、計測制御等のリアルタイム処理を目的とするコンピ
    ュータ用メモリにおいて、バス応答動作、エラーチェッ
    ク動作、記憶部アクセス動作等の複数の動作ステージに
    分け、これらの動作を並列処理化することにより、メモ
    リアクセス速度の高速化を行なうことを特徴とする高速
    化メモリ。 2、請求の範囲1のメモリにおいて、CPUとメモリと
    の接続を行なうバス上に、メモリのアクセスモードを指
    定する信号を付加し、アクセスモードに対応した並列処
    理バスを設けることにより、並列処理が中断されること
    を最少としたことを特徴とする高速化メモリ。
JP63276267A 1988-11-02 1988-11-02 高速化メモリ Pending JPH02123442A (ja)

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JP63276267A JPH02123442A (ja) 1988-11-02 1988-11-02 高速化メモリ

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ID=17567057

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JP63276267A Pending JPH02123442A (ja) 1988-11-02 1988-11-02 高速化メモリ

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