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JP4024005B2 - DMA controller device - Google Patents

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JP4024005B2 JP2001071686A JP2001071686A JP4024005B2 JP 4024005 B2 JP4024005 B2 JP 4024005B2 JP 2001071686 A JP2001071686 A JP 2001071686A JP 2001071686 A JP2001071686 A JP 2001071686A JP 4024005 B2 JP4024005 B2 JP 4024005B2
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Ricoh Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、DMAからバスを通して共通のメモリデバイスにアクセスするDMAコントローラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
コントローラ装置には多くのDMAが内蔵されており、これらDMAからバスを通して共通のメモリデバイスにアクセスするよう回路形成されている。そのためアクセス時にバスに競合が生じ、これを調停するためにメモリアービタが設けられている。このメモリアービタは、メモリアクセスを調停し、順次メモリにアクセス可能にする。
近年、メモリデバイスの動作速度がシステムのパフォーマンスを左右するようになり高速メモリデバイスの開発が進んでいる。メモリデバイスのアクセス速度が高速になると、システムパフォーマンスはDMAにつながるインターフェース(I/F)回路の速度に左右されることになり、従って、メモリデバイスの高速化に伴いインターフェース(I/F)回路の速度も追随して高速化されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のインターフェース(I/F)回路が接続されたシステムでは、各DMAはメモリアービタにより優先度が決められメモリアクセスが行われるため、優先度の低いDMAに接続されたインターフェース(I/F)回路は、複数のDMAのメモリアクセス要求が競合した場合、インターフェース(I/F)回路が高速化してもシステムパフォーマンスの向上に殆ど役に立たないという問題があった。
【0004】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、高速化したインターフェース(I/F)回路に接続されている優先度の低いDMAが、他のインターフェース(I/F)回路に接続されているDMAと競合した場合においても、当該システムのパフォーマンスの劣化が生じないようにするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、共通のメモリにアクセスし、該メモリアクセスの優先度が予め決められた複数のDMAと、該DMAのメモリアクセス要求の競合を前記優先度に従って調停するメモリアービタと、前記DMAの各々に接続されるインターフェース回路とを備え、前記DMAの複数のメモリアクセス要求が競合したときは前記優先度順に前記メモリにアクセスさせるDMAコントローラ装置において、前記優先度が最も低いDMAのメモリアクセス要求の競合数を計測する手段と、該競合数が予め定められた所定の数以上であり、かつ優先度が最も低いDMAに接続されているインターフェース回路がその他のDMAに接続されているインターフェース回路より高速化されているときは、前記優先度が最も低いDMAのメモリアクセスデータのバースト長を、連続するメモリアドレスのデータの範囲で長くして、該DMAのメモリコマンド数を減らす手段を備えたことにより、前記優先度が最も低いDMAに接続されたインターフェース回路の高速化によるパフォーマンス向上を行なうことを特徴とするDMAコントローラ装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明が適用されるDMAコントローラ装置の要部ブロック図であり、図示しない各デバイスからのデータ転送要求によりI/F1回路31〜I/F3回路33は、それぞれDMA1回路41〜DMA3回路43に要求を出す。各DMA回路41〜43はそれぞれメモリアービタ回路1にバスの競合の調停を要求する。
メモリアービタ回路1は、予め決められたDMA1>DMA2>DMA3の優先度で要求を受け付け、更にメモリインターフェース(I/F)回路2に外部メモリ3へのアクセス要求を出す。メモリインターフェース(I/F)回路2は、決められた優先度に従って外部メモリ3にコマンドを発行し該メモリ3にアクセスする。
【0010】
図2〜図4は、アクセスデータとアクセス時間の関係を示すタイミングチャートであり、図中、CLKはメモリアクセスクロック、ICLKはI/F用クロックを示す。
また、DMA1、DMA2及びDMA3のそれぞれCは、メモリコマンドであり、それによってDMA1回路41がメモリアクセスするデータはDat1-1、Dat1-2、DMA2回路42がメモリアクセスするデータはDat2-1、Dat2-2、及びDMA3回路43がメモリアクセスするデータは、Dat3-1、Dat3-2である。
更に、CMD1、CMD2及びCMD3は、それぞれインターフェース(I/F)回路31用、インターフェース(I/F)回路32用及びインターフェース(I/F)回路33用のメモリコマンドであり、それによってインターフェース(I/F)回路31にアクセスするデータは、Data1-1、Data1-2、インターフェース(I/F)回路32にアクセスするデータは、Data2-1、Data2-2、インターフェース(I/F)回路33にアクセスするデータはData3-1、Data3-2である。
メモリアービタは、DMA1〉DMA2〉DMA3の順で優先されている。図2〜図4において、このときのメモリアクセスデータのバースト長は各DMAとも4CLKである。
【0011】
図3は、図2の状態からインターフェース(I/F)回路33のアクセスを高速化したときのアクセスデータとアクセス時間の関係を示すタイミングチャートである。
データアクセス期間が図2ではData3-1をアクセスするのに4ICLKであるが、高速化により、図3の場合は同じデータアクセスが2ICLKでよい。
しかしインターフェース(I/F)回路33のデータアクセス終了する期間は、Data3-2のアクセス終了時なのでICLK14で終了し、高速化しない図2に比べ2ICLKしか早くならない。
【0012】
そこで、インターフェース(I/F)回路33のDMA3回路43によるメモリアクセスの優先度を変えずに優先度の低いDMA3回路43によるメモリアクセスデータのみバースト長を、インターフェース(I/F)回路43より優位にあるDMAとの競合数により(この場合はDMA1、DMA2の2個)長くする。そして1メモリコマンドでアクセスさせる。
【0013】
図3は、8CKLにDat3-1、Dat3-2を1メモリコマンドでアクセスさせた場合のアクセスデータとアクセス時間の関係を示すタイミングチャートである。
このようにメモリアクセスデータのバースト長を長くし、1メモリコマンドでアクセスさせることにより、バースアービタによるWAIT状態を緩和し、I/F3のデータアクセス終了期間は、ICLK9となり、I/F3の高速化を有効なものにすることができる。
【0014】
これを具体的に行うには、メモリアービタ回路1(図1)がDMA3回路43の要求に対してその他のDMA回路との競合数(要求数)を確認し、予め決められた要求数以上の場合に、外部メモリアクセス3のバースト長を確定するbsize信号をバースト長の長い方に切り替えるようにする。
DMA1回路41,DMA2回路42に関しては固定のバースト長である。メモリインターフェース(I/F)回路2は、bsize信号によりバースト長を確定し、外部メモリ3にコマンドを発行しアクセスする。
【0015】
また、メモリアービタ回路1がDMA3回路43の要求受付時に競合数(他のDMA回路の要求数)を確認し、所定のバースト長を加算するように切り替える。更に、切り替えるバーストサイズを設定可能にする。
【0016】
本実施形態によれば、状況に応じて容易にバースト長を変更し、他のインターフェース(I/F)回路に影響を与えすぎないようにしてシステムのパフォーマンスの劣化を避けることができる。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、高速化したインターフェース(I/F)回路に接続されている優先度の最も低いDMAが、他のDMAと競合した場合、優先度の最も低いDMAのみメモリアクセスデータのバースト長を、連続するメモリアドレスのデータの範囲で長くして、該DMAのメモリコマンド数を減らすことにより、当該システムのパフォーマンスの劣化を避けることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるDMAコントローラ装置の要部ブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係るアクセスデータとアクセス時間の関係を示すタイミングチャートである。
【図3】本発明の実施形態に係るアクセスデータとアクセス時間の関係を示すタイミングチャートである。
【図4】本発明の実施形態に係るアクセスデータとアクセス時間の関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1・・メモリアービタ回路、2・・メモリI/F回路、3・・外部メモリ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a DMA controller device that accesses a common memory device from a DMA through a bus.
[0002]
[Prior art]
Many DMAs are built in the controller device, and a circuit is formed so as to access a common memory device from these DMAs through a bus. Therefore, contention occurs on the bus at the time of access, and a memory arbiter is provided to mediate this. The memory arbiter arbitrates memory access and sequentially accesses the memory.
In recent years, the operating speed of memory devices has influenced system performance, and development of high-speed memory devices has progressed. As the memory device access speed increases, the system performance depends on the speed of the interface (I / F) circuit connected to the DMA. Therefore, as the memory device speed increases, the interface (I / F) circuit performance increases. The speed is also following up.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a system in which a plurality of interface (I / F) circuits are connected, each DMA is prioritized by a memory arbiter and is accessed for memory. Therefore, an interface (I / F) connected to a DMA with a lower priority is used. The circuit has a problem that when the memory access requests of a plurality of DMAs compete, even if the interface (I / F) circuit speeds up, the circuit performance is hardly useful.
[0004]
The present invention has been made in view of such problems, and a low-priority DMA connected to a high-speed interface (I / F) circuit is connected to another interface (I / F) circuit. in case of conflict with DMA and is also, it is desirable to make the deterioration of the performance of the system does not occur.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, a memory arbiter for arbitrating access to a shared memory, a plurality of DMA priority of the memory access is predetermined, the contention of the DMA memory access requests according to the priority, the A DMA controller having an interface circuit connected to each of the DMAs, wherein when the plurality of DMA memory access requests conflict, the DMA controller device accesses the memory in the order of the priorities. Means for measuring the number of requested conflicts, and an interface circuit in which the number of conflicts is equal to or greater than a predetermined number and the interface circuit connected to the DMA having the lowest priority is connected to another DMA when it is higher speed, the lowest priority DMA memory access Day The burst length, the longer the range of the data of continuous memory address, by having means for reducing the number of memory commands the DMA, by speeding up of the interface circuit in which the priority is connected to the lowest DMA A DMA controller device characterized in that performance is improved .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a DMA controller apparatus to which the present invention is applied. In response to a data transfer request from each device (not shown), the I / F1 circuits 31 to I / F3 circuit 33 are respectively DMA1 circuits 41 to DMA3. A request is issued to the circuit 43. Each of the DMA circuits 41 to 43 requests the memory arbiter circuit 1 to arbitrate bus contention.
The memory arbiter circuit 1 accepts a request with a predetermined priority of DMA1>DMA2> DMA3, and further issues an access request to the external memory 3 to the memory interface (I / F) circuit 2. The memory interface (I / F) circuit 2 issues a command to the external memory 3 to access the memory 3 in accordance with the determined priority.
[0010]
2 to 4 are timing charts showing the relationship between access data and access time. In the figure, CLK represents a memory access clock, and ICLK represents an I / F clock.
Each of DMA1, DMA2, and DMA3 is a memory command, so that the data accessed by the DMA1 circuit 41 is Dat1-1, Dat1-2, and the data accessed by the DMA2 circuit 42 is Dat2-1, Dat2. -2 and the data accessed by the DMA3 circuit 43 are Dat3-1 and Dat3-2.
Further, CMD1, CMD2, and CMD3 are memory commands for the interface (I / F) circuit 31, the interface (I / F) circuit 32, and the interface (I / F) circuit 33, respectively. / F) Data to access the circuit 31 is Data1-1 and Data1-2, and data to access the interface (I / F) circuit 32 is to Data2-1, Data2-2 and the interface (I / F) circuit 33. Data to be accessed is Data3-1 and Data3-2.
The memory arbiter is prioritized in the order of DMA1>DMA2> DMA3. 2 to 4, the burst length of the memory access data at this time is 4 CLK for each DMA.
[0011]
FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between access data and access time when the access speed of the interface (I / F) circuit 33 is increased from the state of FIG.
In FIG. 2, the data access period is 4 ICLK for accessing Data 3-1, but in the case of FIG. 3, the same data access may be 2 ICLK for speeding up.
However, since the data access of the interface (I / F) circuit 33 is completed when the access of Data3-2 is completed, it ends with ICLK14, which is only 2ICLK earlier than in FIG.
[0012]
Therefore, the burst length of only the memory access data by the DMA3 circuit 43 having a low priority is superior to that of the interface (I / F) circuit 43 without changing the priority of the memory access by the DMA3 circuit 43 of the interface (I / F) circuit 33. (In this case, two DMAs, DMA1 and DMA2). Then, it is accessed with one memory command.
[0013]
FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the access data and the access time when Dat3-1 and Dat3-2 are accessed in 8 CKL with one memory command.
By increasing the burst length of the memory access data and accessing it with one memory command in this way, the WAIT state by the burst arbiter is relaxed, and the I / F3 data access end period becomes ICLK9, and the I / F3 speed increases. Can be made effective.
[0014]
In order to perform this specifically, the memory arbiter circuit 1 (FIG. 1) confirms the number of conflicts (request number) with other DMA circuits with respect to the request of the DMA3 circuit 43, and exceeds the predetermined number of requests. In this case, the bsize signal for determining the burst length of the external memory access 3 is switched to the longer burst length.
The DMA1 circuit 41 and the DMA2 circuit 42 have a fixed burst length. The memory interface (I / F) circuit 2 determines the burst length by the bsize signal, issues a command to the external memory 3 and accesses it.
[0015]
Further, when the memory arbiter circuit 1 receives a request from the DMA3 circuit 43, it confirms the number of conflicts (the number of requests from other DMA circuits) and switches to add a predetermined burst length. Furthermore, the burst size to be switched can be set.
[0016]
According to this embodiment, it is possible to easily change the burst length according to the situation, and to avoid excessively affecting other interface (I / F) circuits, thereby avoiding deterioration of system performance.
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a DMA having the lowest priority connected to an accelerated interface (I / F) circuit competes with another DMA, only the DMA having the lowest priority has a burst length of memory access data. By reducing the number of memory commands of the DMA by increasing the length in the range of data at consecutive memory addresses, it is possible to avoid the performance degradation of the system .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a DMA controller device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a timing chart showing a relationship between access data and access time according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between access data and access time according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a timing chart showing the relationship between access data and access time according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Memory arbiter circuit 2. Memory I / F circuit 3. External memory

Claims (1)

共通のメモリにアクセスし、該メモリアクセスの優先度が予め決められた複数のDMAと、該DMAのメモリアクセス要求の競合を前記優先度に従って調停するメモリアービタと、前記DMAの各々に接続されるインターフェース回路とを備え、前記DMAの複数のメモリアクセス要求が競合したときは前記優先度順に前記メモリにアクセスさせるDMAコントローラ装置において、前記優先度が最も低いDMAのメモリアクセス要求の競合数を計測する手段と、該競合数が予め定められた所定の数以上であり、かつ優先度が最も低いDMAに接続されているインターフェース回路がその他のDMAに接続されているインターフェース回路より高速化されているときは、前記優先度が最も低いDMAのメモリアクセスデータのバースト長を、連続するメモリアドレスのデータの範囲で長くして、該DMAのメモリコマンド数を減らす手段を備えたことにより、前記優先度が最も低いDMAに接続されたインターフェース回路の高速化によるパフォーマンス向上を行なうことを特徴とするDMAコントローラ装置。 Each of the DMAs is connected to a plurality of DMAs that access a common memory and have a memory access priority determined in advance, a memory arbiter that arbitrates contention for memory access requests of the DMA according to the priority, and the DMA. And a DMA controller device that accesses the memory in the order of priority when a plurality of memory access requests of the DMA compete with each other, and measures the number of conflicts of the memory access request of the DMA with the lowest priority. And when the interface circuit connected to the DMA having the lowest priority is faster than the interface circuits connected to other DMAs, and the contention number is equal to or greater than a predetermined number. is the burst length of the memory access data of the lowest priority DMA, The longer the range of the data of memory address continue, by having means for reducing the number of memory commands the DMA, to perform the performance improvement by faster interface circuit in which the priority is connected to the lowest DMA A DMA controller device characterized by the above.
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