JPH02226579A - Fifo・メモリ装置 - Google Patents

Fifo・メモリ装置

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Publication number
JPH02226579A
JPH02226579A JP1336836A JP33683689A JPH02226579A JP H02226579 A JPH02226579 A JP H02226579A JP 1336836 A JP1336836 A JP 1336836A JP 33683689 A JP33683689 A JP 33683689A JP H02226579 A JPH02226579 A JP H02226579A
Authority
JP
Japan
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memory
address
fifo
unoccupied
read
Prior art date
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Pending
Application number
JP1336836A
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English (en)
Inventor
Robert W Miller
ロバート ダブリュ.ミラー
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.)
AT&T Corp
Original Assignee
American Telephone and Telegraph Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by American Telephone and Telegraph Co Inc filed Critical American Telephone and Telegraph Co Inc
Publication of JPH02226579A publication Critical patent/JPH02226579A/ja
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F5/00Methods or arrangements for data conversion without changing the order or content of the data handled
    • G06F5/06Methods or arrangements for data conversion without changing the order or content of the data handled for changing the speed of data flow, i.e. speed regularising or timing, e.g. delay lines, FIFO buffers; over- or underrun control therefor
    • G06F5/10Methods or arrangements for data conversion without changing the order or content of the data handled for changing the speed of data flow, i.e. speed regularising or timing, e.g. delay lines, FIFO buffers; over- or underrun control therefor having a sequence of storage locations each being individually accessible for both enqueue and dequeue operations, e.g. using random access memory

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multi Processors (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Memory System (AREA)

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] 本発明はファーストインファーストアウトメモリ装置(
以下FIFOとも称する)に係り、特にメモリの使用を
改善したFIFO・メモリ装置に関する。
[従来技術の説明コ FIFO2端子メモリはデータ生成処理と個々のデータ
消滅処理との間の通信バスとして用いられることができ
る。そのような処理は一般的には互いに独立で、共通の
クロック源によって制御できないことがある。つまり、
2つの処理は互いに非同期であることがある。それを処
理するために、FIFOは内部読取り及び書込みポイン
ターを用い、そのメモリ位置のアレイをシーケンスする
またFIFOは、内部読取り及び書込みポインターと出
力信号(フラグ)の値の差をトラックする回路を用い、
このときこの差は、メモリが各々空(E)、ハーフフル
(HF)及びフル(F)であることを示している。
しかし、上記フラグによって提供された情報は、非同期
処理間の通信バスとしてのFIFOの使用を最適化する
のに不十分である。それは、前記フラグが現れる時間間
隔の間では、データ生成及び消滅処理がデータパケット
の記憶に利用できるメモリ位置の実際の数を知る手段が
ないからである。
従って、データ生成処理は、データパケットを記憶する
度にフルフラグの状態をチエツクし、FIFOがフル(
;なるかどうかを決める。データ生成処理がそれを行う
のは、FIFOがフルフラグ、の出現の後にそのメモリ
への全てのデータの記憶を拒絶するからである。従って
、FIFOでのデータ生成処理は、データパケットを記
憶する度にフルフラグをチエツクすることによる処理ペ
ナルティを招く。
[発明の概要] 従来のFIFOメモリ・装置は非能率であったが、本発
明によれば書込み動作に使用できるメモリ位置の数、即
ちデータを含むメモリ位置の数を出力するようにFIF
O・メモリを構成したため、上記非能率さはなくなる。
従って、本発明によるデータ生成処理は、前もってFI
FOの使用可能なメモリ位置の数が特定のメツセージに
適応するのに十分かどうかを決定でき、そのためデータ
生成処理を各々の書込み動作の前のフルフラグチエツク
から解放できる。
[実施例の説明] 第1図に示されたように、10はFIFO・メモリであ
り、このFIFO・メモリ10は入力データバス6を介
して入力プロセッサ5(データ生成プロセッサ)に接続
され、さらに出力データバス11を介して出力プロセッ
サ15(データ消滅プロセッサ)に接続されている。こ
のプロセッサ5あるいは15は、ディジタルコンピュー
タであってもよく、プロセッサ5はバス4からFIFO
IOに記憶されるべき情報を受信する。この情報は、複
数の情報ワードからなるメツセージとして受信でき、各
ワードはそれらが受信される順番でPIFOIOに記憶
される。メツセージのワードがPIFOLOに記憶され
た後、それらは出力プロセッサ15によって検索可能と
なる。
FIFOIOの中に記憶できる情報ワードの数はNで示
され、情報ワードは順次PIFOIOのメモリ位置0.
1.2、・・・・・・N−1に記憶される。従って、連
続する位置はモジュロN進数を用いてアドレスでき、そ
こで書込み及び読出しアドレスを提供するのは、入力及
び出力プロセッサ5と15ではなく、FIFOIOであ
る。例えばワードをFIFOlOに記憶するために入力
プロセッサは、マルチリードケーブル7の一部として示
されている書込みリード(WE)を動作させ、ワードを
バス6上に置くだけでよい。FIFOIOはそれに応答
して、ワードを次の使用可能メモリ位置に記憶する。
同様に、ワードをFIFOIOから読取るために出力プ
ロセッサ15は、マルチリードケーブル12の一部とし
て示されている読取りリード(RE)を動作させるだけ
でよい。FIFOIOはそれに応答して読取りされるべ
き次のワードをそのメモリから抜取り、出力プロセッサ
15による受信のために、そのワードを出力データバス
11上におく。
このように、FIFOIQは次に占有される使用可能な
位置のアドレスを備えた書込みポインターレジスタを有
する。FIFOIOはそのメモリへのワードの書込みの
後にそのレジスタを増やす。またFIFOIOは次に読
出される位置のアドレスを備えた読出しポインターレジ
スタも有している。
FIFOIOはメモリからワードの読取りの後にそのレ
ジスタを増やす。
第1図かられかるように、入力プロセッサ5は、リード
8上に上記ポインター及びPIFOIOに設けられた他
の回路をリセットするためのリセット信号を生成するよ
うに構成されている。そのようなリセット信号は例えば
いわゆる初期設定シーケンスの結果として生成される。
上述のようにFIFOは一般的には、そのメモリが図示
されるように、空、ハーフフルあるいはフルである度に
、それぞれESHFあるいはFフラグを出すように構成
されている。そのようなフラグを生成するようにFIF
Oを構成する方法は公知であるため、ここでは説明しな
い。そのようなフラグは読出し及び書込みポインターレ
ジスタの内容の関数として生成されることを説明すれば
充分である。しかし上述のように、それらのフラグの出
現の間の間隔では、プロセッサ5と15は共に情報ワー
ドの記憶に使用できるメモリ位置の実数、即ち情報ワー
ドを含むメモリ位置の実数は分からない。
この問題は、各リクエストに応じて、バス6を介して情
報ワードの記憶に使用できるメモリ位置の数を出力し、
さらにバス11を介して情報ワードを含むメモリ位置の
数を出力するようにFIFOを構成することによって処
理される。以下の説明において、用語“占有されていな
いメモリ位置”は、“情報ワードの記憶に使用できるメ
モリ位置”を意味し、“占有されているメモリ位置″は
、“情報ワード含むメモリ位置”を意味する。
第2図に、本発明のPIFOLOが示されている。
このFl・FOは、1対のマルチビット出力バッファ2
00と225を含む。バッファ200は、複数の記憶素
子(レジスタ回路)を有し、この記憶素子はバス251
上に現れる情報を“ラッチイン°し、それを書込みデー
タバス6に与えるために用いられる。そこで情報は、R
AMメモリ255の占有されていない位置の数を表わす
。このバッファ225も複数のレジスタ回路からなり、
このレジスタ回路はバス252上に現れる情報をラッチ
インし、それを読取りデータバス11に与えるために用
いられる。
そこで情報は、RAMメモリ255の占有された位置の
数を表わす。それらの数は共に、バス236を介して書
込みポインターレジスタ235によって提供された書込
みアドレス及びバス246を介して読出しポインタレジ
スタ245によって提供された読出しアドレスを用いて
、減算器回路250によって生成される。上述のように
、書込みポインターレジスタ235は書込み動作の後に
増やされ、読出しポインタレジスタ245は読出し動作
の後に増やされる。従って、レジスタ235と245は
、カウンタ回路で、それらの出力はRA M255のそ
れぞれのアドレスである。
人力プロセッサ5は、バス6上にワードを置きさらにマ
ルチリードケーブル7のリード202に書込み許可(W
E)を出すことにより情報ワードをRAM255に記憶
する。WEパルスの出現に応答して書込み制御回路20
5は、リード208上にRAMメモリ255に与えられ
るストローブ信号を生成する。RAMメモリ255は、
ストローブパルスに応じてバス6上に現れるワードを、
バス23B上に現われるアドレスによって決められるメ
モリ位置に記憶す2る。次に、WE許可の“消失”に応
じて書込み制御回路205はリード209を介して書込
みポインターレジスタ235を増やす。この増やされる
値は例えば+5ボルトで表される2進数である。
同様に、出力プロセッサ15はマルチリードケーブル1
2のリード217上に読取り許可パルス(RE)を置く
ことによってRA M 255から情報ワードを読取る
。読取り制御回路220はREパルスの出現に応じてリ
ード222上にRAM255に与えられる許可パルスを
生成する。RAMメモリ255は許可パルスに応じて、
バス246上に現れるアドレスのメモリ位置の内容を読
出しデータバス25B上に置き、アドレスは読取りポイ
ンターレジスタ245 +:よって提供される。リード
223上に現われる読出し制御回路220の許可信号に
応じて、バス25G上に現われる情報ワードはバッファ
され、出力バッファ230によってデータバスll上に
出力される。
次にREパルスの“消失°に応じて、読出し制御回路2
20はリード221を介して読出しポインターレジスタ
245を増やし、それによって次に読取られるR A 
M 255メモリ位置のアドレスをバス246上に置く
第2図に示されているように、読出し及び書込みポイン
ターレジスタ245と235の出力はそれぞれバス24
Gと236を介して減算器回路250に提供される。減
算器回路250はいわゆるモジュロ(N+1)減算器で
、本発明では占有されているRAM255のメモリ位置
の数及び占有されていないRAM255のメモリ位置の
数を計算するために用いられる。後者の数はバス251
に提供され、出力バッファ回路200及びフラグ回路2
10に記憶される。
前者の数はバス252に提供され、出力バッフ7回路2
55及びフラグ回路210に記憶される。
モジュロ(N+1)減算が行われる方法は公知であり、
多数の異なる方法の中の1つの方法で行われることがで
きる。本発明の実施例では、減算を行なうには上記の公
知の方法とは異なるアプローチが取られている。具体的
には、PIFOLOに含まれるのはフリップフロップ2
40である。フリップフロップ240は、リード209
上の増加信号が書込みポインターレジスタ235の内容
を最大値から最小値に変化させる度に、キャリ出力(C
O)リード237を介してセットされる。同様に、フリ
ップフロップ240は、リード221上の増加信号が読
出しポインターレジスタ245の内容を最大値から最小
値に変化させる度に、キャリ出力(CO)リード247
を介してリセットされる。さらに、減算器250は、リ
ード241を介してフリップフロップ240から受信さ
れたQ出力の値を、バス23Bを介して受信された書込
みアドレス(値A)にブリペンドすることによってDで
表される値を形成するように構成される。またそれは、
リード242を介してフリップフロップ240から受信
されたQ出力の値を、バス246を介して受信された読
出しアドレス(値B)ヘブリベンドすることによってC
で表わされる値を形成するようにも構成される。
ここでデジタル回路フリップフロップは、セット状態で
はそのQ及びQ出力を介して2進数の1と2進数の0を
出力する。2進数の1は例えば+5ボルトによって、ま
た2進数の0は例えば0ボルトあるいは接地によって表
わすことができる。
Q及びQ出力の2進状態は、フリップフロップがリセッ
トであるときに反転される。
上述のように形成されたCとD値で、減算器250はR
AM255のメモリ位置の占有された数及び占有されて
いない数を計算する。減算器250は、DからBを引い
た値(D−B)によって前者の値を計算し、その計算結
果はバス252を介して出力バッファ225に提供され
る。減算器250は、CからAを引いた値(C−A)に
よって後者の値を計算し、その計算結果はバス251を
介して出力バッファ200に提供される。
入力及び出力プロセッサ5と15は、ただリクエストを
入力するだけでバッファ200と225の内容を読取る
ことができる。入力プロセッサ5は、ケーブル7の入力
読取りリクエスト(IRR)リード203を励起するこ
とによってそれを行なう。書込み制御回路205はIR
Rパルスの出現に応じて、リード206を介してバッフ
ァ200に出力許可(OE)信号を提供する。バッファ
200はOE許可信号に応じて、入力データバス61:
: RA M255の占有されていない(空)メモリ位
置の数を出力する。
一方、出力プロセッサは15は、バッファ225の内容
を読出すために、ケーブル12の出力読出しリクエスト
(ORR)リード218を励起する。同様に、読出し制
御回路220はORRパルスに応じて、リード226を
介してバッファ225に許可信号(OE)を提供する。
バッファ255は出力データバス11にRAM255の
占有されているメモリ位置の数を出力する。
このように、本発明ではFIFOIOはRAM255の
メモリ位置の占有されている数及び占有されていない数
の値を保有し、リクエストがあるとき、それらの数をそ
れぞれ入力及び出力プロセッサ5と15に与える。
幾つかの例では、RA M255は多くの位置、例えば
4.098個の8ビットメモリ位置(N−4,960=
 2t2)を有することができる。従って、ポインター
レジスタ235と245は共に12ビットカウンタであ
る。一方、減算器250は、プリベンドされるビットの
計数のために13ビットの数、つまり13−ベース2 
log 12+ 1 )を処理するように構成される。
さらに、バッファ200と225は13ビットの数を記
憶するために十分な数のレジスタ回路を含む。
しかし、場合によっては、データバス6と11は例えば
それぞれ8ビットバスである可能性がある。
そのためデータバス6と11は13ビットの数を乗せら
れないことになる。
このような場合、本発明のFIFOIOは、RAM25
5の占有されている位置あるいは占有されていない位置
を2バイトで出力するように構成されている。第1バイ
トは例えば8ビットを有し、第2バイトは例えば5ビッ
トを有している。上述したように、バス6にRAM25
5の占有されていないメモリ位置の数を出力する回路は
、バス11にRA M 255の占有されているメモリ
位置の数を出力する回路と同じである。従って、回路の
説明は互いに同じである。
具体的には、プロセッサ5は、バッファ200に記憶さ
れている数の下位8ビットバイトあるいは上位5ビット
バイトのどちらかを得るために、リード204(プロセ
ッサ15の場合はリード219)に提供する信号のレベ
ルを変えるように構成される。
例えば、プロセッサ5は、下位8ビットあるいは上位5
ビットを得るために、リード204上の信号(WHL)
をそれぞれ第ルベル、例えばOボルト(2進数の0を表
わす)に、あるいは第2レベル、例えば+5ボルト(2
進数の1を表わす)に変える。従って、プロセッサ5が
バッファ200に含まれる数を欲しいとき、それがリー
ド204上に0ボルトの信号を置き、リード203  
(IRR)を励起する。制御回路205はそれらの信号
に応じて、リード207上のレベルを0ボルトに変え、
リード20Gを介してバッファ200はOE倍信号提供
する。
バッファ200はOE倍信号びリード207上の低レベ
ル信号に応じて、記憶されているる数の下位8ビットを
バス6に出力する。次にプロセッサ5は、リード204
上の信号のレベルを+5ボルトに変え、さらにリード2
03を励起することによって残った5ビットを得る。
占有されている位置の数あるいは占有されてい・ない位
置の数を2バイトで出力する考えは、第3図に示される
ような2つあるいはそれ以上のFIFOを並列に用いる
応用例に適用できる。
第3図に示す実施例の説明のために、(a)入力及び出
力プロセッサ5と15は16ビットプロセッサで、(b
)入力と出力データバスは16ビットバスであると仮定
する。またF I FOIO(l L150はFIFO
IOと同じで、それらのRAMアレイは4.09t3の
8ビットメモリ位置を有する。従って、占有されている
数あるいは占有されていない数はそれぞれ13ビットで
ある。
上述したことを考慮すると、FIFOのそれぞれのRA
Mアレイが8ビット長であるため、18ビットのワード
を記憶できないことが理解できる。
この問題を処理するため、入力及び出力イータバス6と
11は従来の方法で2つに分けられ、下位8ビット(例
えばリードDo−D7)はFIFOlooに与えられ、
上位8ビット(例えばリードD8− D 15)はPI
FO150に与えられる。従って、FIFOlooは1
6ビット情報ワードの下位8ビットを記憶し、PIFO
150はその上位8ビットを記憶する。よってPIFO
looの占有されているRAM位置及び占有されていな
いRAM位置の数はFIFO150のそれと一致する。
しかし、どのFIFOも13ビットの数をそのバスリー
ドに出力できない。この問題は、占有されている数ある
いは占有されていない数の下位ビットを出力するように
1つのFIFOを、同時に上位ビットを出力するように
他のFIFOを構成した本発明の前述の方法で処理され
る。従って、第3図に示されるように、占有されている
数あるいは占有されていない数の下位ビット(例えば〇
−7ビット)のみを出力するように、FIFOlooの
WHLとRHLリードは0ボルト(つまり接地)に接続
される。一方、占有されている数あるいは占有されてい
ない数の上位ビット(例えば8−12ビット)のみを出
力するように、FIFO150のWHLとRHLリード
は+5ボルトに接続される。
さらに、入力プロセッサ5のIRRリード203と出力
プロセッサ15のORRリード21gは共にFIFOに
接続されている。
このように、例えば人力プロセッサ5がそのlRRリー
ドを励起したとき、FIFOlooと150はそれに応
答し、入力データバス6に占有されていない数の下位8
ビットと上位5ビットを出力する。出力プロセッサ15
がそのIRRリードを励起したとき、第3図に示された
装置は同様に動作し、占有されているメモリ位置の数を
得る。
以上は単に本発明の詳細な説明である。当業者は、ここ
で示されていないあるいは記述されていないが、本発明
の要旨を含み、本発明の範囲に含まれる多くの装置を考
案できる。例えば、上述のように2進数の1は、ポイン
ターレジスタに含まれる数が最大値から最小値に変わる
かどうかに基づいて、書込みポインタレジスタ245に
含まれる2進数にブリペンドされる。また、上述の2進
数の1のブリベンディングは、FIFOIOフル(F)
あるいは空(E)フラグのどちらかを出すことにも基づ
くことができる。さらに、入力及び出力プロセッサ5と
15が32ビットプロセッサである場合を扱うために、
第3図に示されるFIFOの数を増やすことができる。
そのような場合、FIFOの数は4で、そのそれぞれが
情報ワードの8ビットバイトを記憶することができる。
しかし、前述の装置では、PIFOlooと150のみ
が占有されている数あるいは占有されていない数を出力
するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
第1図はFIFOがデータ生成処理をデータ消滅処理と
結び付けるために用いられるシステムのブロック図、 第2図は本発明の一実施例であるFIFO・メモリのブ
ロック図、 第3図は複数のFIFOを同調するために修正された第
1図のシステムを示す図である。 4.236,248,251.252・・・パス、5・
・・入力プロセッサ、 6・・・入力データバス、 7.12・・・マルチリードケーブル、8.204,2
08〜209,217,219.221〜223.22
8・・・リード、 10.100,150・・・FIFO・メモリ、11・
・・出力データパス、 15・・・出力プロセッサ、 200.225・・・マルチビット出力バッファ、20
3 ・・・IRRリード、 205・・・書込み制御回路、 210・・・フラグ回路、 218 ・・・ORRリード、 220・・・読出し制御回路 230・・・出力バッファ、 235・・・書込みポインターレジスタ、237.24
7・・・キャリ出力リード、240・・・フリップフロ
ップ、 245・・・読出しポインターレジスタ、250・・・
減算器回路、 255・・・RAMメモリ、 25B・・・読取りデータバス。 出 願 人:アメリカン テレフォン アンド FIG、 1 FIG、3

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のメモリ位置を備えアドレス可能な周期メモ
    リを有するFIFO・メモリ装置において、占有された
    メモリ位置の数及び占有されていないメモリ位置の数を
    決定し、各々のリクエストの受信に応答して上記のメモ
    リ位置の数を各々の端末へ出力する手段を設けたことを
    特徴とするFIFO・メモリ装置。
  2. (2)そのアドレスの位置で上記メモリからワードを上
    記メモリに書込むための第1アドレスポインターと、そ
    のアドレスの位置で上記メモリからワードを読出すため
    の第2アドレスポインターとを有するFIFO・メモリ
    装置において、上記決定手段は、上記占有されている数
    と占有されていない数を上記第1と第2アドレスポイン
    ターによって提供されるアドレスの関数として計算する
    ようにしたことを特徴とする請求項1に記載のFIFO
    ・メモリ装置。
  3. (3)上記計算手段は、上記数が計算される前に動作可
    能で、上記第1アドレスポインターが最大から最小アド
    レスに変わるのに応じて、第1アドレスポインターによ
    り提供されるアドレスを所定値にプリペンド(prep
    end)し、上記第2アドレスポインターが最大から最
    小アドレスに変わるのに応じ、第1アドレスポインター
    によって提供されるアドレスから上記の所定値を除去し
    、さらにその所定の値を第2アドレスポインターによっ
    て提供されるアドレスにプリペンドする手段を有するこ
    とを特徴とする請求項2に記載のFIFO・メモリ装置
  4. (4)上記数は2進ビットの所定数によって表わされ、
    その下位及び上位ビットは各々のリクエストの受信に応
    答して、上記端末に出力されることを特徴とする請求項
    1に記載のFIFO・メモリ装置。
  5. (5)上記アドレス可能な周期メモリは、その各々が複
    数のメモリ位置を備えた第1及び第2のアドレス可能な
    周期メモリであり、さらにマルチビット書込みバスのビ
    ットリードの所定数が第1メモリに接続されると共にマ
    ルチビットの書込みバスの残りのビットリードが第2メ
    モリに接続されるようにマルチビット書込みバスを介し
    て上記第1と第2のメモリに接続される第1プロセッサ
    を有し、 上記第1と第2メモリのそれぞれに設けられ、各々のメ
    モリの占有されていないメモリ位置の数(所定ビット数
    で表わされる)を決定する手段と、第1メモリ内に設け
    られ、リクエストの受信に応じて、第1メモリに接続さ
    れているビットリードに、占有されていないメモリ位置
    数のビットの所定数を出力する手段と、 第2メモリ内に設けられ、リクエストの受信に応じて、
    第2メモリに接続されているビットリードに、占有され
    ていないメモリ位置数の残りのビットを出力する手段と
    を有することを特徴とする請求項1に記載のFIFO・
    メモリ装置。
JP1336836A 1988-12-30 1989-12-27 Fifo・メモリ装置 Pending JPH02226579A (ja)

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US292085 1988-12-30
US07/292,085 US5027330A (en) 1988-12-30 1988-12-30 FIFO memory arrangement including a memory location fill indication

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