JPH07244614A - メモリアクセス方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源切断時でもデータを保持することがで
き、しかも高速にアクセスすることが可能なメモリアク
セス方式を提供する。 【構成】 揮発性メモリ２は、不揮発性メモリ１内の保
護データ１１を格納することができる十分な容量をもっ
ており、電源投入時に転送手段３が保護データ１１を揮
発性メモリに転送する。そして、プロセッサまたは他の
装置からの保護データに対する読み取り要求は、揮発性
メモリ２に対して行われる。不揮発性メモリ１に対する
書き込みを高速するために設けられたバッファ６は、不
揮発性メモリ１よりも高速にデータを書き込むことがで
き、不揮発性メモリ１に書き込まれる変更データ４を一
時的に格納することができる。書込手段５は、保護デー
タを変更するときに、変更データ４を、揮発性メモリ２
に書き込むとともに、バッファ６を介し不揮発性メモリ
１にも書き込む。これによって、揮発性メモリ２内の保
護データ２１に高速にアクセスすることができ、電源切
断時には不揮発性メモリ１内に保護データ１１が保持さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバッテリにより各種デー
タを保持する不揮発性メモリを備えたデータ処理装置の
メモリアクセス方式に関し、特に不揮発性メモリに対す
るアクセス速度を改善したメモリアクセス方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値制御装置はデータ記憶のため
各種のメモリを備えている。数値制御装置で記憶されて
いるデータには、システム制御用プログラムの他に、各
種パラメータ、工具データ、機械の可動記録等、長期に
わたって使用されるデータがある。そのようなデータは
電源切断時においてもデータを保持する必要がある。
（以後、これらの保持すべきデータを保護データと呼
ぶ。）そのため、保護データを記憶するためのメモリと
して、バッテリによってバックアップされた不揮発性メ
モリが使用されている。この不揮発性メモリに記憶され
た保護データは、そのデータに変更が生じるたびに書き
変えられ、更新される。（以後、不揮発性メモリとはバ
ッテリによってバックアップされた不揮発性メモリを指
す。） この不揮発性メモリ内の保護データに書き込みを行うの
は、数値制御装置のプロセッサだけではなく、数値制御
装置に接続されたプログラマブルコントローラ（ＰＣ）
等のバスマスタになることのできる外部装置がデータを
書き込む場合もある。どの装置に書き込みを許可するか
は、メモリコントローラが制御している。

【０００３】また、不揮発性メモリ内の保護データを電
源投入と同時に揮発性メモリに転送し、揮発性メモリに
対しアクセスさせる場合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、不揮発性メモ
リのアクセス速度は一般的に８５ｎｓ〜１００ｎｓ程度
である。これに対し数値制御装置のプロセッサの１サイ
クルの処理速度は３０ｎｓ、あるいはそれ以上である。
このように、不揮発性メモリのアクセス速度は非常に低
速である。そのため、プロセッサが不揮発性メモリにア
クセスするときには、プロセッサはアクセスが終了する
まで待たされていた。その結果、不揮発性メモリのアク
セス速度の遅さが装置全体の処理速度の高速化を妨げて
しまっている。

【０００５】また、数値制御装置のプロセッサと、プロ
グラマブルコントローラ（ＰＣ）が同時に不揮発性メモ
リに対しアクセス要求を出した場合、一方がアクセスし
ている間は、もう一方は不揮発性メモリにアクセスでき
ず待たされてしまう。

【０００６】そして、プロセッサの処理速度が高速にな
るに従い、プロセッサの処理速度と不揮発性メモリのア
クセス速度との差が広がってきている。さらに、数値制
御装置が高機能になり、幾種類もの外部装置が不揮発性
メモリに対しアクセスをするため、アクセス要求の衝突
が頻繁に発生するようになってきている。よって、プロ
セッサの高速化や数値制御装置の高機能化にともなっ
た、不揮発性メモリの高速化が強く求められている。

【０００７】なお、高速のアクセスが可能な不揮発性メ
モリもあるが非常に高価である。また、揮発性メモリは
高速ページモードを使用すれば２０〜３０ｎｓでのアク
セスが可能であり、不揮発性メモリ内の保護データを揮
発性メモリに転送して、揮発性メモリに対してアクセス
をすれば高速のアクセスが可能となるが、この場合停電
等の不慮の事故の際にデータが破壊されてしまう。

【０００８】このように、不慮の事故の際にもデータを
保持することができる安価な不揮発性メモリに対し、高
速にアクセスすることができないという問題点があっ
た。本発明はこのような点に鑑みてなされたものであ
り、電源切断時にもデータを保持することができ、しか
も高速にアクセスすることができるメモリアクセス方式
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、バッテリにより各種データを保持する不
揮発性メモリを備えたデータ処理装置のメモリアクセス
方式において、保護データを格納し、前記不揮発性メモ
リより高速にアクセス可能な揮発性メモリと、電源投入
時に前記保護データを前記揮発性メモリに転送する転送
手段と、前記不揮発性メモリよりも高速にデータを書き
込むことができ、前記保護データを変更するための変更
データを一時的に格納できるバッファと、前記変更デー
タを、前記揮発性メモリに書き込むとともに、前記バッ
ファを介して前記不揮発性メモリにも書き込む書込手段
と、を有することを特徴とするメモリアクセス方式が提
供される。

【００１０】

【作用】電源投入時に転送手段が保護データを揮発性メ
モリに転送する。そして、揮発性メモリは、プロセッサ
または他の装置から保護データに対する読み取り要求が
あると保護データを出力する。

【００１１】不揮発性メモリに対する書き込みを高速す
るために設けられたバッファは、不揮発性メモリよりも
高速にデータを書き込むことができ、不揮発性メモリに
書き込まれる変更データを一時的に格納することができ
る。

【００１２】書込手段は、保護データを変更するとき
に、変更データを、揮発性メモリに書き込むとともに、
バッファを介して不揮発性メモリにも書き込む。これに
よって、保護データに高速にアクセスすることができ、
揮発性メモリ内の保護データと不揮発性メモリ内の保護
データとが同一に保たれる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の概略構成を示すブロック図であ
る。不揮発性メモリ１はバッテリによってバックアップ
されており、保護データ１１が格納されている。この保
護データ１１は、各種パラメータ、工具データ、機械の
可動記録等、長期にわたって使用されるデータである。

【００１４】揮発性メモリ２は、不揮発性メモリ１に比
べ高速のアクセスが可能であり、保護データ１１が十分
格納できるような記憶容量をもっている。そして、転送
手段３によって、保護データ１１が揮発性メモリ２に転
送される。この転送手段３は、プロセッサが必要に応じ
て実行するか、あるいは電源投入時に自動的に転送する
ようなコントローラを設けることもできる。

【００１５】以後、電源が入っているあいだは、揮発性
メモリ２は転送された保護データ２１を格納しており、
プロセッサからのアクセス要求や、他の装置からのＤＭ
Ａ（ダイレクト・メモリ・アクセス）等のアクセス要求
は、揮発性メモリ２内の保護データ２１にアクセスされ
る。なお、この揮発性メモリ２は、プロセッサが各種デ
ータを処理する際の作業領域と兼用で使用することもで
きる。つまり、揮発性メモリ２の一部を保護データ２１
の格納領域として使用し、他の部分は各種データや入出
力信号等を一時的に格納する汎用的な目的で使用でき
る。

【００１６】これで、保護データ２１を揮発性メモリ２
から高速に読み出すことができるようになる。書込手段
５は、保護データ１１、２１を書き換えるための変更デ
ータ４が送られると、揮発性メモリ２の該当部分を書き
換えるとともに、バッファ６を介して不揮発性メモリ１
にも書き込みを行う。この書込手段５は、後述するメモ
リコントローラが実行する。この際、不揮発性メモリ１
内の保護データ１１と揮発性メモリ２内の保護データ２
１とを、同一のメモリアドレス空間に配置することによ
って、変更データ４の書き込みを容易にすることができ
る。

【００１７】バッファ６は、不揮発性メモリ１よりも高
速にデータの書き込みや読み取りができる一時的な記憶
領域を持っている。このバッファ６は、プロセッサや他
の装置から送られてきた変更データ４が高速に書き込ま
れ、書き込み終了の信号を出力する。それによって、プ
ロセッサや他の装置はすぐに次の命令に実行を移せる。
そして、バッファ６内に格納された変更データ６１は、
書込手段５によって不揮発性メモリ１のアクセス速度に
あわせて、不揮発性メモリ１に書き込まれる。

【００１８】これで、高速の書き込みが可能になり、し
かも不揮発性メモリ１内の保護データ１１と揮発性メモ
リ２内の保護データ２１とは、常に同一に保たれる。図
２は本発明を実施するための数値制御装置の概略構成図
である。プロセッサ７０は数値制御装置全体を制御す
る。不揮発性メモリ１はＣＭＯＳ（相補形金属酸化膜半
導体）を用いたメモリであり、バッテリ７３によってバ
ックアップされている。そして、各種パラメータ、工具
データ、ピッチ誤差補正データ等、長期にわたって使用
される保護データを格納している。この不揮発性メモリ
１への入力はライトバッファ６ａを介して入力されてお
り、このライトバッファ６ａは不揮発性メモリ１に書き
込まれる変更データが高速に書き込まれ、一時的に格納
する。格納された変更データは、不揮発性メモリ１の取
り込み速度に合わせて不揮発性メモリ１に書き込まれ
る。

【００１９】揮発性メモリ２は、ＤＲＡＭ（ダイナミッ
クＲＡＭ）やＳＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）が使用さ
れ、不揮発性メモリ１より大きな記憶容量をもつ。この
揮発性メモリ２には、入出力信号等の一時的なデータと
して使用されるとともに、不揮発性メモリ１内の保護デ
ータを格納する。

【００２０】メモリコントローラ７１は、不揮発性メモ
リ１や揮発性メモリ２の入出力を管理している。そし
て、電源投入時にプロセッサ７０から、不揮発性メモリ
１内の保護データを揮発性メモリ２に転送するように指
令されると、保護データの転送を行う。また、プロセッ
サからの揮発性メモリ２への書き込み命令が、保護デー
タを書き換えるものであった際には、変更データを揮発
性メモリ２とライトバッファ６ａとに並行して書き込み
を行う。

【００２１】この数値制御装置には、ＰＭＣ（プログラ
マブル・マシン・コントローラ）７４が設けられてお
り、バス７６を介してプロセッサ７０やメモリ等と接続
されている。ＰＭＣ７４はバス７６経由でＴ機能信号
（工具選択指令）等を受け取り、この信号をシーケンス
・プログラムで処理し、動作指令として信号を出力し、
工作機械を制御する。

【００２２】このＰＭＣ７４は、バス７６のバスマスタ
になることができる。バスマスタになっている間は、バ
ス７６を制御することができ、プロセッサを介さず、揮
発性メモリ２や不揮発性メモリ１にアクセスすることが
可能である。なお、どの装置にメモリアクセスを許可す
るかは、メモリコントローラ７１が管理している。

【００２３】このように、ハードウェア的には従来の数
値制御装置にライトバッファ６ａをさらに設けるだけで
良いため、容易にしかも安価に本発明を実施することが
できる。

【００２４】図３はライトバッファの書き込み動作を説
明するブロック図である。このブロック図は、変更デー
タをライトバッファ６ａに出力するプロセッサ７０と、
受け取ったデータを一端格納した後、不揮発性メモリ１
に出力するライトバッファ６ａと、ライトバッファ６ａ
から出力された変更データを格納する不揮発性メモリ１
と、これらの動作を制御するメモリコントローラ７１と
で構成されている。ライトバッファ６ａは揮発性メモリ
２（図１に示す）と同等か、あるいはそれ以上の速度で
データを書き込むことができるメモリを使用する。例え
ば、ＤＲＡＭ（ダイナミックＲＡＭ）またはＳＲＡＭ
（スタティックＲＡＭ）を用いる。図中のライトバッフ
ァ６ａ内に区分けされた１つの領域が１バイトであり、
ライトバッファ６ａには４バイトのデータを４個格納す
ることができる。そして、斜線部分はすでに変更データ
４ａ，４ｂが格納されている領域であり、空白の部分が
空き領域６２である。

【００２５】プロセッサ７０から変更データの書き込み
要求があると、メモリコントローラ７１はライトバッフ
ァ６ａに空き領域６２があることを確認し、プロセッサ
７０に書き込み可能であることを知らせる。そして、プ
ロセッサ７０は書き込みを行う。この際、図示していな
い揮発性メモリ２（図１に示す）にも並行して書き込み
を行う。プロセッサ７０は、ライトバッファ６ａへの書
き込みが終了するとすぐに、次の命令を実行する。

【００２６】ライトバッファ６ａに変更データ４ａ，４
ｂが格納されると、メモリコントローラ７１は不揮発性
メモリ１にこの変更データ４ａ，４ｂを順次書き込んで
いく。

【００２７】このようにして、プロセッサ７０は高速に
変更データを出力し、次の命令を実行することができ、
ライトバッファ６ａに格納された変更データ４ａ，４ｂ
は不揮発性メモリ１の書き込み速度にあわせて、不揮発
性メモリ１に格納することができる。

【００２８】なお、プロセッサ７０が４バイトのデータ
を４個づつ出力するような設計の場合には、ライトバッ
ファ６ａに４バイト×４の空き領域ができるのをまっ
て、変更データを出力する。

【００２９】図４は本発明を一つのＩＣ（集積回路）で
実施するための数値制御装置の概略構成図である。この
図において、図２の数値制御装置と大きく相違する点
は、不揮発性メモリ１と、揮発性メモリ２との間にライ
トバッファ６ａが設けられており、それらは一つのＩＣ
７６内で構成されいる。さらに、データの転送を管理す
る内部メモリコントローラ７１ａをＩＣ７６内部に設け
たことにある。

【００３０】ＩＣ７６内において、内部メモリコントロ
ーラ７１ａは電源が投入されると不揮発性メモリ１内の
保護データを揮発性メモリ２に転送する。さらに、揮発
性メモリ２に格納された保護データが、変更されると直
ぐにその変更データをライトバッファ６ａに書き込む。
そして、その変更データを不揮発性メモリ１の速度にあ
わせて、不揮発性メモリ１に書き込む。この不揮発性メ
モリ１はバッテリ７３によってバックアップされてい
る。

【００３１】プロセッサ７０が、揮発性メモリ２内の保
護データへの書き込み要求を出すと、メモリコントロー
ラ７１は揮発性メモリ２に書き込みを行う。また、工作
機械７５を制御するＰＭＣ７４が、バス７６を介して揮
発性メモリ２内の保護データを変更する場合も同様であ
る。

【００３２】このようにして、電源投入時の保護データ
の揮発性メモリ２への転送や、変更データの不揮発性メ
モリ１への転送を、ＩＣ７６内部だけで実施することが
できる。そのため、プロセッサ７０やＰＭＣ７４からは
通常の揮発性メモリとして扱うことができ、高速にアク
セスが可能であり、しかも保護データは不揮発性メモリ
１内に電源切断時にも保持される。

【００３３】従って、従来の数値制御装置の揮発性メモ
リを本発明のＩＣ７６に変えることによって、他の装置
やプログラムを変更する必要がなく、容易に電源切断時
にもデータを保持できる高速アクセス可能なメモリを構
成することができる。

【００３４】図４の説明ではライトバッファ６ａは、揮
発性メモリ２と不揮発性メモリ１との間に設けられてい
るが、図２のようにプロセッサ７０から直接ライトバッ
ファ６ａに書き込めるような構成を、一つのＩＣ内に設
けることもできる。この場合、内部メモリコントローラ
は、揮発性メモリ２の入力側に設けられ揮発性メモリ２
に入力されるデータを管理し、変更データの入力がある
と並行して不揮発性メモリ１への転送を行う。

【００３５】また、上記の説明では数値制御装置を想定
して説明したが、本発明はプログラマブル・コントロー
ラ、ロボット制御装置、および汎用の目的に使用される
コンピュータでも同様に実施することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では電源投
入時に保護データを揮発性メモリに転送し、保護データ
の読み取りを揮発性メモリに対して行わせ、変更データ
の書き込みは揮発性メモリと不揮発性メモリとに行い、
その際の不揮発性メモリへの書き込みはバッファを介し
て高速に行うように構成したため、電源切断時にも保護
データを保持することができ、しかも保護データに対し
高速にアクセスできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明を実施するための数値制御装置の概略構
成図である。

【図３】ライトバッファの書き込み動作を説明するブロ
ック図である。

【図４】本発明を一つのＩＣ（集積回路）で実施するた
めの数値制御装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 不揮発性メモリ ２ 揮発性メモリ ３ 転送手段 ４、６１ 変更データ ５ 書込手段 ６ バッファ １１、２１ 保護データ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリにより各種データを保持する不
   揮発性メモリを備えたデータ処理装置のメモリアクセス
   方式において、 保護データを格納し、前記不揮発性メモリより高速にア
   クセス可能な揮発性メモリと、 電源投入時に前記保護データを前記揮発性メモリに転送
   する転送手段と、 前記不揮発性メモリよりも高速にデータを書き込むこと
   ができ、前記保護データを変更するための変更データを
   一時的に格納できるバッファと、 前記変更データを、前記揮発性メモリに書き込むととも
   に、前記バッファを介して前記不揮発性メモリにも書き
   込む書込手段と、 を有することを特徴とするメモリアクセス方式。
2. 【請求項２】 前記不揮発性メモリと、前記揮発性メモ
   リと、前記転送手段と、前記バッファと、前記書込手段
   とは一つのＩＣ（集積回路）に構成したことを特徴とす
   る請求項１記載のメモリアクセス方式。
3. 【請求項３】 前記データ処理装置は、数値制御装置で
   あることを特徴とする請求項１記載のメモリアクセス方
   式。
4. 【請求項４】 前記データ処理装置は、プログラマブル
   コントローラであることを特徴とする請求項１記載のメ
   モリアクセス方式。