JPH09237222A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Publication number
JPH09237222A
JPH09237222A JP8042782A JP4278296A JPH09237222A JP H09237222 A JPH09237222 A JP H09237222A JP 8042782 A JP8042782 A JP 8042782A JP 4278296 A JP4278296 A JP 4278296A JP H09237222 A JPH09237222 A JP H09237222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
row address
address
cache memory
memory
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8042782A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoya Kawagoe
知也 河越
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP8042782A priority Critical patent/JPH09237222A/ja
Publication of JPH09237222A publication Critical patent/JPH09237222A/ja
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャッシュメモリを簡易に制御しつつ、効率
的に活用してデータ処理速度を向上させた半導体記憶装
置を提供することである。 【解決手段】 メインメモリ2とキャッシュメモリ3を
備え、キャッシュメモリ3には、CPU1で初めて指定
されたロウアドレスに対応する最初の4サイクルのデー
タおよびアドレスが記憶される。そして、再度同一のロ
ウアドレスがCPU1で指定された場合には、DRAM
2からデータが読出されるまでの間にキャッシュメモリ
3から上記4サイクルのデータがデータバスに出力され
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、半導体記憶装置
に関し、さらに詳しくは、メインメモリと、高速アクセ
ス可能なキャッシュメモリとを有する半導体記憶装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】メインメモリとして使用されるDRAM
は、一般に、ファーストページモードなどの高速アクセ
スモードを含んでおり、ロウアドレスが同一な連続した
アドレスによって高速にデータへアクセスすることが可
能である。
【0003】ここで、このような高速アクセスを可能と
するための従来の技術として「特開平2−29988号
公報」には、現行のロウアドレスとその1サイクル前の
ロウアドレスとを比較して、双方のロウアドレスが一致
する場合は1サイクル前のロウアドレスに従ったページ
モードアクセスを実行するメモリ装置(以下「先行例
1」ともいう)が開示されている。
【0004】一方、従来より、同じくデータの高速読出
しを目的として、DRAMとともにキャッシュメモリを
備える半導体記憶装置も考えられてきており、「特開昭
62−197842号公報」にはキャッシュメモリをソ
フトウェアで制御するアクセス機構にかかる技術(以下
「先行例2」ともいう)が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行例1によれば、ロウアドレスが異なるアドレスへの分
岐が頻繁に起こる場合にシステムの処理速度が低下して
しまうことは否めない。また、先行例2では、キャッシ
ュメモリへの書込みをソフトウェアで制御するため、キ
ャッシュメモリの構成を意識して作成されたソフトウェ
アが必要とされる。
【0006】したがって、本発明は、上記問題点を解決
するためになされたもので、メインメモリの他にキャッ
シュメモリを備える半導体記憶装置において、簡易にキ
ャッシュメモリを制御するとともに、それを効率的に活
用することによりシステムの処理速度を向上させること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体記
憶装置は、データを記憶するメインメモリと、キャッシ
ュメモリとを備える。そして、このキャッシュメモリ
は、メインメモリに記憶されたデータのうち、新たなロ
ウアドレスが指定された場合にメインメモリより読出さ
れる最初の所定数のデータだけを記憶する。
【0008】請求項2に係る半導体記憶装置は、請求項
1に記載の半導体記憶装置であって、メインメモリから
データを読出すために指定されたロウアドレスの変化を
検知するアドレス変化検知手段と、メモリ制御手段とを
さらに備え、再度同一のロウアドレスが指定された場合
には、メインメモリから対応するデータが読出されるよ
り前に、キャッシュメモリは上記最初の所定数のデータ
を出力するものである。ここで、メモリ制御手段は、ア
ドレス変化検知手段によってロウアドレスの変化が検知
された場合には、変化後のロウアドレスに対応するデー
タをメインメモリから読出すとともに、そのロウアドレ
スが初めて指定されたものである場合には、メインメモ
リより読出される最初の所定数のデータをキャッシュメ
モリに記憶させるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同
一または相当部分を示す。
【0010】図1は、本発明の実施の形態に係る半導体
記憶装置を含むコンピュータシステムの構成を示すブロ
ック図である。図1に示されるように、本実施の形態に
係る半導体記憶装置は、メインメモリとして使用される
DRAM2と、高速動作が可能なキャッシュメモリ3
と、アドレス比較器4と、レジスタ5と、シーケンサ6
を含み、CPU1に接続される。
【0011】ここで、CPU1は命令の読込サイクルを
示す信号端子(図示していない。)を備えており、ここ
からイネーブル信号が出力されることにより、本実施の
形態に係る半導体記憶装置を含むシステムの動作が開始
される。また、CPU1は、4ワード(4アドレス)の
バースト転送(4連続アドレスのデータを順次転送する
こと)により、アドレス信号出力端子からアドレスバス
に読出し先のアドレスRA15〜0,CA15〜2を示
し、データバスからデータ入力端子にデータを読込む。
そして、このデータの読込みは、CPU1に入力される
信号BUSYが“L”となったときより開始される。
【0012】一方、DRAM2は、高速アクセスモード
として、ファーストページモードが用いられ、4ワード
のバースト転送を行なうことができる。また、DRAM
2は、入力されるロウアドレスストローブ信号/RAS
が“L”となったときに、アドレスバスよりロウアドレ
スRA15〜0を読込む。そして、DRAM2はロウア
ドレスRA15〜0を読込み後4サイクルの後よりデー
タのバースト転送を行なう。なお、DRAM2は、バー
スト転送の1サイクル前に“L”レベルのコラムアドレ
スストローブ信号/CASが入力されることによって、
コラムアドレスCA15〜2をアドレスバスより入力す
る。
【0013】キャッシュメモリ3は、CPU1がアドレ
スRA15〜0,CA15〜2をアドレスバスへ出力し
た1サイクル後より、4ワードのバースト転送を開始す
る。また、キャッシュメモリ3は、“L”レベルの信号
/CasheWEが入力されたときに、データバスから
データを、アドレスバスからそのデータに対応するアド
レスをそれぞれ入力し記憶する。そして、その後にアド
レスバスからキャッシュメモリ3に入力されたアドレス
とキャッシュメモリ3に記憶されているアドレスが一致
したとき、キャッシュメモリ3は“L”レベルの信号/
CasheHitを出力し、データバスにそのアドレス
に対応するデータを出力する。
【0014】レジスタ5は、CPU1から出力されたロ
ウアドレスRA15〜0を次の1サイクルまで記憶する
ものであり、アドレス比較器4は、レジスタ5に記憶さ
れている1サイクル前のロウアドレスと現在のロウアド
レスとを比較し、それらが一致しない場合に“L”レベ
ルの信号/Changeを出力する。
【0015】シーケンサ6は、“L”レベルの信号/C
hangeを入力した3サイクル後に、“L”レベルの
コラムアドレスストローブ信号/CASをDRAM2に
出力する。また、シーケンサ6は、“L”レベルの信号
/Changeを入力した4サイクル後より次の“L”
レベルの信号/Changeを入力するまでの間、また
は、“L”レベルの信号/CasheHitを入力して
いる間において、“L”レベルの信号BUSYを出力す
る。さらに、シーケンサ6は、“L”レベルの信号/C
asheHitを入力していない場合に、“L”レベル
の信号/Changeを入力したときはその4サイクル
後より4サイクルの間“L”レベルの信号/Cashe
WEを出力する。
【0016】次に、上記実施の形態に係る半導体記憶装
置を含むコンピュータシステムの動作を、CPU1がロ
ウアドレス1(Add.1)の命令を実行し、引続きロ
ウアドレス2(Add.2)から始まるサブルーチンに
分岐する場合について、図2のタイミング図を参照して
説明する。
【0017】データの読出し先として、初めて、ロウア
ドレス1(Add.1)がCPU1で指定されアドレス
バスに出力された場合、キャッシュメモリ3はロウアド
レス1(Add.1)に対応するデータを記憶していな
いため、図2(g)に示されるように、不活性な“H”
レベルの信号/CasheHitをシーケンサ6に出力
する。またこのとき、アドレスのうちロウアドレス1
(Add.1)だけはCPU1からレジスタ5に送ら
れ、1サイクルの間記憶される。
【0018】そして次に、図2(a)に示されるように
ロウアドレス2(Add.2)がCPU1で指定された
場合は、アドレスのうちロウアドレス2(Add.2)
だけがアドレス比較器4に送られ、レジスタ5に記憶さ
れている1サイクル前のロウアドレス1(Add.1)
と比較される。この結果、ロウアドレス1(Add.
1)とロウアドレス2(Add.2)はその値が異なる
ためアドレス比較器4は、図2(c)に示される活性化
された“L”レベルの信号/ChangeをDRAM2
およびシーケンサ6に出力する。そして、DRAM2
は、上記活性化された“L”レベルの信号/Chang
eをロウアドレスストローブ信号/RASとして受取っ
たときからロウアドレス2(Add.2)をアドレスバ
スより取込み、図2(e)に示されるように、“L”レ
ベルの信号/Changeを受取った4サイクル後より
データをデータバスに出力する。一方、上記活性化され
た“L”レベルの信号/Changeを受取ったシーケ
ンサ6は、図2(d)に示されるように、その3サイク
ル後に“L”レベルのコラムアドレスストローブ信号/
CASをDRAM2に出力し、また、図2(h)に示さ
れるように、4サイクル後からは“L”レベルの信号B
USYをCPU1に出力してデータバスにDRAM2か
らデータが出力されたことをCPU1に示す。また、シ
ーケンサ6は、“L”レベルの信号BUSYを出力する
前のサイクルにおいて“H”レベルの信号/Cashe
Hitを入力しているため、図2(i)に示されるよう
に、“L”レベルの信号BUSYを出力すると同時に、
活性化された“L”レベルの信号/CasheWEを4
サイクルの間キャッシュメモリ3に出力する。そして、
キャッシュメモリ3は、この活性化された“L”レベル
の信号/CasheWEを入力している間、データバス
からロウアドレス2(Add.2)に対応するデータ
を、アドレスバスからアドレスをそれぞれ入力し記憶す
る。
【0019】そして、図2(a)に示されるように、再
度ロウアドレス2(Add.2)がCPU1で指定さ
れ、アドレスバスにアドレスが、レジスタ5およびアド
レス比較器4にはロウアドレス2(Add.2)のみが
送られた場合、キャッシュメモリ3には既にロウアドレ
ス2(Add.2)に対応するデータが記憶されている
ので、図2(g)に示されるように、キャッシュメモリ
3は活性化された“L”レベルの信号/CasheHi
tを4サイクルの間シーケンサ6に出力する。またこの
とき、図2(f)に示されるように、キャッシュメモリ
3は直ちにデータバスにデータの出力を開始する。一
方、アドレス比較器4は、ロウアドレス2(Add.
2)が再度CPU1から出力されたことに伴い、活性化
された“L”レベルの信号/Changeを上記と同様
にシーケンサ6に出力するが、シーケンサ6は、活性化
された“L”レベルの信号/CasheHitをキャッ
シュメモリ3から入力しているので、図2(h)に示さ
れるように、“L”レベルの信号/Changeを入力
してから4サイクル後ではなく、継続して“L”レベル
の信号BUSYをCPU1に出力する。また、シーケン
サ6は、“L”レベルの信号/Changeをアドレス
比較器4から入力した3サイクル後において、キャッシ
ュメモリ3から“L”レベルの信号/CasheHit
を入力しているので、図2(i)に示されるように、4
サイクル目に“L”レベルの信号/CasheWEをキ
ャッシュメモリ3に出力することとはせず、不活性な
“H”レベルの信号/CasheWEをキャッシュメモ
リ3に出力する。これにより、CPU1で再度指定され
たロウアドレス2(Add.2)に対応するデータおよ
びアドレスのキャッシュメモリ3への書込みは禁止され
る。
【0020】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、メインメ
モリとキャッシュメモリを備える半導体記憶装置におい
て、そのキャッシュメモリには、ロウアドレスが変化し
た場合の最初の所定数のデータだけが記憶されるため、
キャッシュメモリの効率的な活用が図れ、全体としてシ
ステムの処理速度を向上させることができる。
【0021】また、請求項2に係る発明によれば、上記
請求項1に係る発明と同様な効果を奏するとともに、同
一のロウアドレスを有するデータが再度読出される場合
には、メインメモリからデータが出力されるまでの間に
キャッシュメモリからデータが出力されるため、ロウア
ドレスが変化するときのアクセスタイムを少なくするこ
とができる。また、以上の効果をなすためのキャッシュ
メモリの制御をソフトウェアなどによらず簡易に行なう
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置を
含むコンピュータシステムの構成を示すブロック図であ
る。
【図2】 図1のコンピュータシステムの動作を示すタ
イミング図である。
【符号の説明】
1 CPU、2 DRAM、3 キャッシュメモリ、4
アドレス比較器、5レジスタ、6 シーケンサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを記憶するメインメモリと、 前記メインメモリに記憶された前記データのうち、新た
    なロウアドレスが指定された場合に前記メインメモリよ
    り読出される最初の所定数のデータだけを記憶するキャ
    ッシュメモリとを備える、半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記メインメモリから前記データを読出
    すために指定されたロウアドレスの変化を検知するアド
    レス変化検知手段と、 前記アドレス変化検知手段によって前記ロウアドレスの
    変化が検知された場合には、変化後のロウアドレスに対
    応するデータを前記メインメモリから読出すとともに、
    その前記ロウアドレスが初めて指定されたものである場
    合には、前記メインメモリより読出される前記最初の所
    定数のデータを前記キャッシュメモリに記憶させるメモ
    リ制御手段とをさらに備え、 再度同一のロウアドレスが指定された場合には、前記メ
    インメモリから対応するデータが読出されるより前に、
    前記キャッシュメモリは前記最初の所定数のデータを出
    力する請求項1に記載の半導体記憶装置。
JP8042782A 1996-02-29 1996-02-29 半導体記憶装置 Withdrawn JPH09237222A (ja)

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030506