專利名稱：動態(tài)存儲系統(tǒng)中動態(tài)調(diào)定各時標用的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及能使用多個不同類型的動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)模件動態(tài)設(shè)定存儲器中各時標的一種設(shè)備。
目前，象個人計算機之類的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)都裝有這樣的一種系統(tǒng)存儲器，該系統(tǒng)存儲器具有多個由許多DRAM模件組成的存儲模件。這類模件的一般形式是一個單列存儲模件(SIMM)，里面有多個DRAM芯片集裝成單個組件。許多個人計算機是用多個插座構(gòu)成的，SIMM即可插入這些插座中。在許多情況下，這些插座并不是一開始就全用上，而是隨著使用者需要的增加而增設(shè)更多的SIMM的。
各模件在許多方面，例如大小(即存儲容量)、速度、存儲地址體系結(jié)構(gòu)或行列比等，有著明顯的差別。存儲模件還需要根據(jù)其定時上的各項要求以精確定時的方式供給定時或控制信號。這種定時上的各項要求包括脈沖寬度、轉(zhuǎn)移時間、占用時間、預(yù)充時間等。雖然有許多與DRAM有關(guān)的不同的時間，但DRAM的速度通常是用從RAS(行地址選通)的下降邊緣計起的數(shù)據(jù)存取時間表示的。DRAM是通過按存儲器功能的類型而定的預(yù)定順序往其上加不同的啟動信號實現(xiàn)訪問的。典型的DRAM都具有接收各種信號用的端子，例如書寫啟動(WE＃)、數(shù)據(jù)輸入和輸出、多路轉(zhuǎn)換的行地址和列地址、行地址選通(RAS)和列地址選通(CAS)等信號。
在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，對存儲器的存取是由存儲器控制器控制的。存儲器控制器一般是用來支援特定類型的存儲器，且按系統(tǒng)時鐘所決定的速率或微處理器的速度運行。存儲器控制器硬件應(yīng)設(shè)計得使其能適應(yīng)不同速度的DRAM在定時方面的各項要求。此外，隨著存儲器控制器的工作頻率增加，當DRAM的定時要求受到干擾時，存儲器控制器硬件也必須改變。
當某一系統(tǒng)有增設(shè)存儲模件的余地時，這些模件通常不得不在等于或高于原模件速度下運行，而相關(guān)的存儲器控制器是為原模件設(shè)計的。當加設(shè)了速度更快的模件時，系統(tǒng)仍然在較低的設(shè)計速度下運行，這樣就不能利用速度更快的模件的優(yōu)點。
本發(fā)明所適用的典型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括一微處理機芯片、一具有多個SIMM的存儲器、一存儲器控制器、一存儲器直接存取(DMA)控制器、一擴展總線和一I/O(輸入/輸出)裝置。微處理機的類型可以是諸如周知的Intel 80386和80486的微處理機系統(tǒng)，且選取得能以合用的速度工作，例如80386就要能夠在每秒鐘內(nèi)運算2500萬次或3300萬次。SIMM的型式從30毫微秒至100毫微秒，可采用各種不同大小和地址體系結(jié)構(gòu)。對于如此選用處理機和SIMM，系統(tǒng)設(shè)計人員或用戶就可以使某一系統(tǒng)適應(yīng)廣泛的要求和用途。因此，現(xiàn)在的問題就成了如何設(shè)計一種能以不同的速度工作控制不同類型存儲模件的存儲器控制器的問題。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種方法和設(shè)備，對裝有多個在大小、存儲體系結(jié)構(gòu)和定時要求方面不同的存儲模件的存儲器進行動態(tài)控制存取。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種存儲器控制器它能以不同的時鐘頻率工作，對具有不同定時要求的存儲模件進行控制存取。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種存儲器控制器，它能給具有不同定時要求的存儲模件發(fā)送不同的定時信號。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種存儲器控制器，用以對具有多個不同存儲模件的存儲器的存取過程進行控制，其中存儲器控制器動態(tài)地改變著發(fā)送的控制信號，從而適應(yīng)各存儲模件的不同定時要求。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能產(chǎn)生不同寬度的定時信號的存儲器控制器，并選擇適當?shù)男盘?，每次訪問一個存貯件模件。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它能使用不同存儲模件以不同速度工作，且這個系統(tǒng)中的存儲器控制器可編程，根據(jù)不同存儲模件的定時要求動態(tài)地調(diào)定其定時信號，從而使系統(tǒng)發(fā)揮其最佳的工作性能。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一個系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，存儲器可采用不同的DRAM，由一可編程存儲器控制器根據(jù)滿足各DRAM的定時要求所需要的時鐘脈沖同期存儲每個DRAM的定時要求，該存儲器控制器能根據(jù)所存儲的信息動態(tài)地發(fā)出定時信號，每次訪問一個DRAM。
簡單說來，達到上述和其它目的和優(yōu)點的方法是提供一種具有至少一個處理器、一存儲器控制器和一裝有多個存儲模件的存儲器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。明確限定各模件定時要求的信息存儲在一可編程的存儲器中。每次對一個模件進行存取，根據(jù)要加以存取的特定模件的定時要求，可編程存儲器中的信息用來動態(tài)地設(shè)定存儲器控制器，發(fā)出控制信號。
從下面結(jié)合各附圖所作的說明可以清楚了解本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。附圖中

圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方框圖;
圖2是圖1所示的存儲器控制器的一部分的方框圖;
圖3是圖1所示的存儲器中所使用的SIMM型存儲模件的原理示意圖;
圖4是說明圖3所示的模件的工作過程的定時圖;
圖5是示出頁面擊中(page hit)和頁面未擊中(page miss)周期以及各種可能有的脈沖寬度的定時圖;
圖6是存儲器控制器一部分的狀態(tài)圖，有助于理解圖5中的控制信號是如何產(chǎn)生的;
圖7則是一些實例的定時圖，示出了所列舉的不同條件下的定時要求。
現(xiàn)在參看各附圖。先參看圖1，圖中示出的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括一微處理機10、一存儲器控制器12、一具有多個SIMM16-1至16-n的存儲器14、一總線接口18、一用以存儲基本輸入/輸出操作系統(tǒng)(BIOS)的只讀存儲器(ROM)20、一用以存儲準備和配置信息的固定RAM(NVRAM)22、一直接存儲器存取(DMA)控制器24、一連接到多個擴展插頭27-1至27-n的擴展總線26和一連接到擴展插頭27-1的總線主控器28?？刂破?2是個連接到CUP總線30和系統(tǒng)總線32的雙端口控制器。數(shù)據(jù)總線30D連接在微處理機10與緩沖器34之間，數(shù)據(jù)總線32D則連接在總線接口18與緩沖器35之間。緩沖器34和35通過存儲器總線36的數(shù)據(jù)總線36D連接到存儲器14上。應(yīng)該指出的是，總線26、30、32和36的地址、控制和數(shù)據(jù)總線分別采用相應(yīng)的后綴A、C和D命名。
除控制器12和工作過程的某些細節(jié)之外，本系統(tǒng)是按照周知的原理構(gòu)制，并采用有詳細文件介紹、市面上出售的器件的，因此，對于了解本發(fā)明，無需知道的那些細節(jié)，在這里不加以介紹。應(yīng)該理解的是，為簡單說明起見，這里沒有畫出數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中一般裝有的許多支援器件和其它器件。
在至此所介紹的系統(tǒng)中，存儲器14可由微處理機10、DMA控制器24或總線主控器28加以存取。鑒于對這類存儲器的存取過程對每一個這類器件來說都是類似的，因而下面只說明微處理機10對存儲器14的存取過程。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人士都知道，其它器件也可以類似的方式對該存儲器進行存取。此外，大家都知道，存儲器是有許多不同的配置方式的，但為了舉例說明本發(fā)明起見，我們假設(shè)存儲器14的最大容量為八個32位寬的SIMM，每個SIMM具有一個或兩個存儲體，每個存儲體的容量為1個或4個兆字節(jié)，且能以30-100毫微秒和RAS速度工作。
在進一步介紹本發(fā)明的內(nèi)容之前，我們認為舉例參看一下SIMM的一般工作情況還是有好處的。參看圖3和4，一SIMM具有多條輸入線路，包括一線路52，用以接收行地址選通(RAS)信號;四個線路54，用以接收列地址選通(CAS)信號(CAS 3∶0);一線路56，用以接收寫啟動(WE＃)信號;和多個線路58，用以接收經(jīng)多路轉(zhuǎn)換的行地址和列地址信號;多個線路60，兼作輸入和輸出線路，用以將數(shù)據(jù)輸入SIMM中和從SIMM中輸出數(shù)據(jù);電源線61供電，使SIMM工作。
SIMM的工作過程是循環(huán)性的。在一個循環(huán)開始時，設(shè)定WE＃信號，讀操作或?qū)懖僮?。在時間TO時加上RAS信號，啟動SIMM循環(huán)，于是SIMM就內(nèi)部預(yù)充行地址，RAS信號持續(xù)P1的時間，這個時間確定了RAS的預(yù)充時間。在時間T1，行地址信號成為有效，然后在時間T2，RAS下降，確定選通，告訴SIMM行地址有效。行地址保持有效，歷時P2的時間，然后開始行地址至列地址的轉(zhuǎn)移過程，轉(zhuǎn)移時間取決于MUX 76能從有效行地址信號轉(zhuǎn)換到有效列地址信號的速度。各CAS信號在時間T4時下降或選通，這之后，列地址線路保持有效，歷時P3的時間，使該地址可用于SIMM中。在讀存取的過程中，從CAS選通時起經(jīng)過P4的時間之后，來自SIMM的數(shù)據(jù)就作為有效數(shù)據(jù)輸出出去。在寫操作過程中，正在寫入SIMM的數(shù)據(jù)只能在時間T5時有效，以便緊接著在T4的CAS選通之前提供數(shù)據(jù)準備時間P9。數(shù)據(jù)輸入應(yīng)使其在P5的時間內(nèi)保持有效，使數(shù)據(jù)可以讀入SIMM中。RAS至少保持P6那么長的時間，在這段時間RAS對SIMM進行存取。舉例說，在70毫微秒的SIMM中，P6的時間(這就是RAS的存取)為70毫微秒。P7這個時間在RAS曲線的下降沿與CAS曲線下降沿之間，叫做RAS對CAS的定時。
與某一給定SIMM有關(guān)的定時要求是很多的，但對本發(fā)明來說極為重要的卻只有三個P1、P7和P8，它們分別限定RAS預(yù)充時間、RAS到CAS時間和CAS脈沖寬度。其理由如下。某一SIMM的各定時要求規(guī)定了SIMM本身正確工作所必須遵守的最短周期。定時和控制信號由以系統(tǒng)時鐘脈沖速率工作的存儲器控制器12提供。存儲器控制器12產(chǎn)生信號使各存儲模件與系統(tǒng)速度成比例地工作，從而達到或至少滿足各存儲模件的最低定時要求。更具體地說，控制器12會利用系統(tǒng)時鐘所提供的時鐘周期產(chǎn)生使SIMM工作的信號，所產(chǎn)生的信號為時鐘脈沖周期的積分，以滿足這種SIMM的最低定時要求。顯然，如此所產(chǎn)生的信號可能比最低要求長，但絕不會更短。根據(jù)適當?shù)臅r鐘脈沖周期值調(diào)定RAS預(yù)充時間、RAS至CAS的時間和CAS脈沖寬度，能夠容易地滿足不同SIMM的大部分定時要求。
微處理機10最好是個工作速度為16兆赫、20兆赫、25兆赫或33兆赫的80386微處理機，或工作速度為25兆赫或33兆赫的80486微處理機。存儲器控制器12應(yīng)設(shè)計得使其在包括了微處理機10工作頻率在內(nèi)的頻率范圍工作。系統(tǒng)時鐘脈沖(圖中未示出)的工作頻率控制存儲器控制器，并確定各時鐘脈沖的持續(xù)時間或周期。上面說過，SIMM 16會有各種不同的時標，控制器12則編程得使其提供具有以時鐘脈沖量度的適當脈沖寬度的信號，以使SIMM工作。例如通過提高微處理機的等級使其工作速度提高從而改變工作頻率時，能使已編程的時標變化，從而補償時鐘脈沖寬度的變化。
參看圖2，存儲器控制器12包括多個SIMM定義性寄存器(SDR)40-1至40-n，系統(tǒng)中每個SIMM有一個寄存器。各SDR 40是個八位寄存器，用以存儲下列信息二進制位MS1，2-SIMM或存儲器容量和RAS和CAS地址體系結(jié)構(gòu)，即列地址位和行地址位的數(shù)目;
00＝8×1001＝9×910＝10×1011＝備用二進制位CAS1，2-CAS脈沖寬度，即時鐘脈沖或CAS保持有效的時鐘脈沖的數(shù)目;
00＝1個時鐘脈沖01＝2個時鐘脈沖10＝3個時鐘脈沖11＝4個時鐘脈沖二進制位RTC1，2-RAS至CAS，即頁面未擊中期間從RAS下降沿至CAS下降沿的時鐘脈沖數(shù)，或頁面擊中周期期間從周期開始至CAS下降沿的時鐘脈沖數(shù);
00＝0個時鐘脈沖01＝1個時鐘脈沖10＝2個時鐘脈沖11＝備用二進制位RAS1，2-RAS預(yù)充，即對頁面未擊中RAS保持無效期間時鐘脈沖的數(shù)目;
00＝1個時鐘脈沖01＝2個時鐘脈沖10＝3個時鐘脈沖11＝4個時鐘脈沖控制器12還包括多個基地址寄存器(BAR)42-1至42-2n，在有關(guān)的SIMM中的每個存儲體都具有一個這樣的寄存器。由于每個SIMM可能會有兩個存儲體，因此各相應(yīng)的SIMM有兩個BAR。各BAR 42是個八位寄存器，用以存儲相應(yīng)存儲體的基地址或起動地址。
控制器12還包括多個SIMM選擇電路44-1至44-n，每個SIMM有一個電路44。地址總線46用以接收來自CPU總線30A的地址，并將此地址傳送到電路44。連接這些電路也用以接收來自有關(guān)BAR 42的基地址和來自有關(guān)的SDR 40的SIMM容量位MS1，2。根據(jù)該接收情況，每個電路44確定該地址是否對應(yīng)于相應(yīng)SIMM的范圍，若對應(yīng)，則電路44給邏輯電路47輸出一個SIMM選擇信號。若該地址不在該范圍內(nèi)，則不產(chǎn)生這種信號。當對存儲器14進行存取時，一個SIMM選擇信號具有效的。
鎖存器49連接到總線46和比較器48上。鎖存器49中存儲有上一個存取的地址，比較器48則將該舊地址與新地址進行比較，看看兩者是否來自同一頁面。進行比較之后，新地址就作為舊地址存入鎖存器49中。比較器48的輸出是一個表明將發(fā)生一個頁面擊中循環(huán)的信號。一個頁面是指用指定行地址存取的字節(jié)數(shù)。因此比較器48確定新舊地址的行地十是否相同。
邏輯電路47接收來自每個電路44和來自頁面擊中比較器48的輸入。邏輯電路47在線路70、72和74上產(chǎn)生三個輸出?？刂破?2還包括一地址多路轉(zhuǎn)換器(MUX)76、多個n比1 MUX 77-79和一個定序器80，它們分別連接到總線70、74和72接收來自邏輯電路47的輸出信號。MUX 77連接到各SDR上，并從各SDR接收RAS1，2信號。MUX 78連接到各SDR上，并接收RTC1，2信號。MUX 79連接到各SDR上，并從各SDR接收CAS1，2信號。MUX 77-79還有一個控制輸入端連接到線路74和來自邏輯電路47的MUX控制輸出端。
當SIMM選擇電路44的任何一個輸出變?yōu)橛行r，邏輯電路47按下列方式產(chǎn)生輸出信號。首先在74上輸出，使各MUX選通，從而將RAS1，2、RTC1，2和CAS1，2信號從與所選取的SIMM有關(guān)的SDR傳送到定序器80上。定序器裝有三個計數(shù)器(圖中未示出)，用以接收這些信號并根據(jù)RAS1，2、RTC1，2和CAS1，2中指定的時鐘脈沖產(chǎn)生RAS預(yù)充、RAS至CAS和CAS脈沖寬度等信號。其次，輸出頁面未擊中信號會在線路上起作用，并輸入到定序器80中，作為啟動或開動信號，用頁面未擊中循環(huán)繼續(xù)對存儲器進行存取。第三，將控制信號放在線路70上，表明在頁面未擊中時應(yīng)選取哪一個SIMM使MUX 76，根據(jù)所選擇的SIMM的存儲器結(jié)構(gòu)位MS1，2和根據(jù)存儲器周期的類型，進行多路轉(zhuǎn)換行和列地址信號。MUX 76從總線46上的地址提取適當數(shù)量的行地址位和列地址位，該數(shù)量是由存儲在所選取的SDR 40中的信息確定的。
控制器12還包括一更新寄存器90，該寄存器存儲著四個供控制更新時標用的二進制位。該四個二進制位為RP1，2，用以控制更新預(yù)充寬度;和RPW1，2，用以控制更新脈沖寬度。更新請求由DMA控制。該四個二進制位是為SIMM的最壞情況要求而設(shè)定的，以滿足所有SIMM。這樣做減小了系統(tǒng)的復雜性，但由于更新不是經(jīng)常性的，所以不致降低系統(tǒng)的性能。
存儲器控制器的寄存器SDR 40、BAR 42和更新寄存器90可作為I/O端口加以存取，且可按下述方式編程。當數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)準備并配置好之后，從準備盤上讀取信息，或由使用者將信息輸入并存儲在固定CMOS RAM 22中。其后，當系統(tǒng)接通電源時，ROM 18中的BIOS將信息拷貝入存儲器控制器12的寄存器中。
控制器12連接到控制總線30C以接收下列存取信號ADS＃，M/IO＃，D/C＃和CLK。這些信號輸入到定序器80中去。來自總線30A的信號MBE＃(3∶0)輸入到邏輯電路100中去。這些信號按微處理機10的傳統(tǒng)操作方式提供，按下述方式控制存儲器存取過程。定序器80連接到輸出線路92、94、96和98上，這些輸出線路則分別連接到邏輯電路100、邏輯電路102、邏輯電路102和MUX 76上。線路92上的輸出CAS以及存儲器字節(jié)啟動信號MBE＃(3∶0)能促使邏輯電路100將適當?shù)腃AS選擇信號加到線路54上的SIMM。線路94和96上的輸出信號控制線路52上各SIMM的RAS選擇信號。線路98上的輸出信號都是一些告訴MUX 76什么時候傳送RAS和CAS地址的定時信號。
從下面關(guān)于狀態(tài)和定時圖的工作情況的說明可以清楚了解本發(fā)明的設(shè)備和方法更詳細的細節(jié)。參看圖5，圖A示出了頁面未擊中周期期間出現(xiàn)的某些定時信號，圖B示出了在頁面擊中周期期間相應(yīng)的各信號。頁面未擊中周期領(lǐng)先一個或多個頁面擊中周期。應(yīng)該理解的是，這除了圖中所示的信號以外，還有一些信號為了簡明說明起見而略去了，因為它們按傳統(tǒng)方式工作，包括來自處理機的WE＃、M/IO、D/C和MBE＃(3∶0)等信號。CLK信號以控制器和微處理機的工作速度行進，而且是控制其它信號的基本定時信號。
定序器80將存儲器存取周期分為四個狀態(tài)或階段起動階段S，RAS預(yù)充階段P，RAS至CAS的階段RC和CAS脈沖階段C。這些階段示于圖6的狀態(tài)圖中，而圖5定時圖中相應(yīng)的各階段采用了同樣的字母及表示各階段中相應(yīng)的時鐘脈沖周期數(shù)的后綴數(shù)字表示。舉例說，RC2表示RAS至CAS階段中的第二時鐘脈沖。
參看圖5，在起動階段S期間進行確定存取周期是頁面未擊中周期還是頁面擊中周期，根據(jù)這個確定結(jié)果，周期為頁面未擊中周期時控制就轉(zhuǎn)入階段P，為頁面擊中周期時控制就轉(zhuǎn)入階段RC。在頁面未擊中周期期間，在時間P1中根據(jù)正在存取中SIMM的二進制位RAS1，2所確定的時鐘脈沖周期數(shù)來確定是否需要另一個P周期。就是說，這些二進制位確定了在P階段期間會出現(xiàn)多少個時鐘脈沖周期。同樣，二進制位RTC1，2和二進制位CAS1，2分別確定RC和C階段中的時鐘脈沖周期數(shù)。
參看圖5，ADS信號在S1期間變小時周期開始，而在該低信號與其后CLK上升的交界處就開始進入下一個階段。在頁面未擊中周期期間，下一個階段為P，在該期間，各行地址隨同RAS一起選通到SIMM上。在此實例中，P階段為四個周期。這后面接著是兩個周期的階段RC。在第一周期RC1期間，RAS不起作用，且列地址選通到SIMM上。兩個周期結(jié)束之后，出現(xiàn)四個周期的C階段。在C1期間，下降著的CAS信號將列地址選通入SIMM中。在頁面擊中期間，采用類似信號，只是由于SIMM因先行的頁面未擊中周期而已預(yù)充到同一行地址上，因而沒有經(jīng)過P階段。
在狀態(tài)S1期間，不分析SDR。這樣做的原因在于，在S1期間需要決定的僅僅是所發(fā)生的是頁面擊中抑或頁面未擊中情況，而那是由比較器48根據(jù)行地址決定的。在S1期間，還對存儲器地址加以分析，并使適當?shù)腟IMM選擇線路起作用。邏輯電路47在線路74上發(fā)送MUX控制信號，以便將適當?shù)念I(lǐng)事從所選擇的SIMM的SDR選通入定序器80中。此外，適當驅(qū)動進入定序器80中的頁面擊中或頁面未擊中信號。
在P1期間(這個狀態(tài)是在頁面未擊中周期時進入的)，將RAS預(yù)充(RAS1，2)信號輸入定序器80中的一個計數(shù)器(圖中未示出)中，定序器80則根據(jù)規(guī)定的時鐘脈沖數(shù)產(chǎn)生RAS預(yù)充脈沖。在頁面未擊中周期期間，總是至少有一個時鐘脈沖RAS預(yù)充時間，因此，通過動態(tài)地選擇在先狀態(tài)下適當?shù)腟DR并在P1狀態(tài)下從中分析該信號就不致使性能降低。
在頁面擊中周期期間，在S1期間發(fā)生上述同樣的過程，只是通過確定產(chǎn)生頁面擊中循環(huán)，控制器從S1狀態(tài)轉(zhuǎn)入RC1狀態(tài)。S1期間輸入定序器80的RC1，2的值用于在RC1期間產(chǎn)生適當?shù)腞AS至CAS的時間。由于RC1為了妥善準備好各列地址而總是出現(xiàn)，因而基于前一段中所述的同樣理由性能不致下降。
圖7舉例說明了如何將兩個不同的SIMM編程，使其先在25兆赫系統(tǒng)中工作然后在33兆赫系統(tǒng)中工作的定時圖的一些實例。這是頁面未擊中周期的一些例子。存儲器SIMM的技術(shù)規(guī)格如下
SIMM 1 SIMM 2RAS 存取 30毫微秒 80毫微秒RAS 預(yù)充 30毫微秒 70毫微秒CAS 存取 14毫微秒 35毫微秒系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)格如下從RAS起作用的列地址有效時間 35毫微秒讀數(shù)據(jù)準備時間 10毫微秒時鐘脈沖周期(25兆赫) 40毫微秒時鐘脈沖周期(33兆赫) 30毫微秒各圖是配合下列各實例的圖 SIMM 速度 P RC C7a SIMM 1 25兆赫 1 1 17b SIMM 2 25兆赫 2 1 27c SIMM 1 33兆赫 2 2 17d SIMM 2 33兆赫 3 2 2P，RC和C欄下面的數(shù)值表示滿足SIMM 1和2的各定時要求所需要的各階段的時鐘脈沖周期數(shù)。這些數(shù)值應(yīng)根據(jù)介紹SDR 40時所述的位調(diào)定值編程入有關(guān)的SDR中。各實例是以類似形式舉出的，因而只要詳述其中一個就行了。采用圖7a的實例，SIMM 1需要30毫微秒的預(yù)充時間(圖4中的P1)。由于時鐘脈沖周期是40毫微秒，因而P階段只需要一個時鐘脈沖周期。RC調(diào)定值必須滿足行地址保持時間P2、從行地址轉(zhuǎn)換到列地址的轉(zhuǎn)換時間和列地址準備時間。C或CAS脈沖寬度時間應(yīng)在寫周期期間滿足具體SIMM技術(shù)規(guī)格定時要求中所規(guī)定的CAS脈沖寬度時間。在讀周期期間，C時間必須滿足器件數(shù)據(jù)鎖存器中傳播延遲和保持時間容許的CAS存取和數(shù)據(jù)準備時間。顯然，根據(jù)任何已知的SIMM的各定時要求調(diào)定這些時間是本技術(shù)領(lǐng)域公知的技術(shù)。
這些實例說明了本發(fā)明的一些優(yōu)點。首先，同一系統(tǒng)中的同一個微處理機可以采用不同速度的SIMM。每次對不同的SIMM進行存取時，存儲器控制器應(yīng)用所編程的調(diào)定值控制控制器并提供適當?shù)臅r標。其次，若微處理機的速度變化，改變所編程的調(diào)定值使其滿足該已改變的系統(tǒng)的速度，即可采用同樣的SIMM。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人士不難理解，在不脫離本說明書中所附權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明范圍的前提下是可以對各步驟和部件的細節(jié)和配置方式進行種種修改的。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括一動態(tài)讀/寫存儲器，包括至少一個具有多個可編址存儲單元的存儲器模件；一存儲器控制器，用以控制所述存儲器的工作過程；一處理機，用以啟動存儲器存取循環(huán)，以從所述存儲器讀取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)寫入所述存儲器中，所述處理機工作時能有選擇地產(chǎn)生包括循環(huán)限定和地址信號在內(nèi)的存取信號，從而啟動存儲器存取循環(huán)；和總線裝置，將所述處理機、所述存儲器和所述存儲器控制器互連起來，從而在它們之間傳送數(shù)據(jù)和存取信號；其特征在于；所述存儲器模件能根據(jù)接收的包括循環(huán)定義、行地址、列地址、行地址選通和列地址選通信號在內(nèi)的模件工作信號而工作，從而根據(jù)所述循環(huán)定義信號讀和寫數(shù)據(jù)；所述存儲器控制器工作時能根據(jù)接收的來自所述處理機的存取信號將所述模件工作信號傳送到所述存儲模件中以啟動存儲器存取循環(huán)，所述存儲器控制器包括一定義寄存器和一定序器，定義寄存器用以存儲控制所述模件工作信號的時標的脈沖控制信號，定序器則在每次存取所述存儲器時，根據(jù)所述脈沖控制信號將其持續(xù)時間由所述脈沖控制信號動態(tài)控制的信號傳送到所述存儲模件中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲器包括多個存儲器模件;且所述存儲器控制器包括多個可編程的定義寄存器，每個寄存器與所述存儲器模件中不同的一個有關(guān)，且存儲與所述存儲器模件中有關(guān)的一個所專用的脈沖控制信號，所述存儲器控制器包括這樣一個裝置，該裝置根據(jù)所述存取信號工作，選擇待存取的模件，并將從一個與如此選取的所述存儲器模件有關(guān)的定義寄存器中讀取的脈沖控制信號傳送到所述定序器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，其中一個所述存儲器模件能根據(jù)第一組定時要求加以存取;且另一個所述存儲器模件能根據(jù)與所述第一組不同的第二組定時要求加以存取;所述定義寄存器被編程得使其提供滿足兩個所述存儲模件定時要求的脈沖控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，定時裝置，用以產(chǎn)生個個時鐘脈沖周期固定的時鐘脈沖信號，并將所述時鐘脈沖信號傳送到所述控制器上;在定義寄存器中的所述脈沖控制信號，根據(jù)所述時鐘脈沖數(shù)規(guī)定由此控制的信號的持續(xù)時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖控制信號確定存儲器存取周期期間內(nèi)的RAS預(yù)充時間、RAS至CAS的時間和CAS脈沖寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述定序器工作時能根據(jù)所述控制器接收的來自所述處理機的所述存取信號，通過一系列包括起動狀態(tài)、RAS預(yù)充狀態(tài)、RAS至CAS的狀態(tài)和CAS狀態(tài)在內(nèi)的狀態(tài)進行定序，在該期間所述工作信號傳送到其中一個所述存儲器模件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括定序器控制裝置，用以根據(jù)接收的所述存取信號控制所述定序器，使其在負面未擊中循環(huán)或頁面擊中循環(huán)中循環(huán)，所述頁面未擊中循環(huán)為一系列的所有所述狀態(tài)，所述頁面擊中循環(huán)為一系列的所述狀態(tài)但不包括所述RAS預(yù)充狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述地址信號包括一行地址，且所述控制器包括一比較器，用以存儲在上一個存儲器存儲中存取的一行的舊行地址，所述比較器包括一輸入端，用以接收待訪問的存儲單元的新行地址，并將所述新地址與所述舊地址進行比較，且根據(jù)該比較結(jié)果輸出頁面擊中控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述頁面擊中信號是在所述起動狀態(tài)期間產(chǎn)生的，且用以使頁面未擊中循環(huán)進入所述RAS預(yù)充狀態(tài)，并使頁面擊中循環(huán)進入所述RAS至CAS的狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖控制信號是當頁面未擊中循環(huán)中循環(huán)時在所述RAS預(yù)充狀態(tài)期間以及與頁面擊中循環(huán)中循環(huán)時在所述RAS至CAS狀態(tài)期間被讀入所述定序器中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖控制信號確定所述RAS預(yù)充狀態(tài)、所述RAS至CAS狀態(tài)和所述CAS狀態(tài)的持續(xù)時間。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括一存儲器控制器，該控制器用以訪問具有多個大小和工作速度不同的SIMM的動態(tài)存儲器。該存儲器控制器工作時能根據(jù)訪問一給定SIMM的要求讀出SIMM定義寄存器并動態(tài)地根據(jù)受訪問中的該特定SIMM的定時要求產(chǎn)生存儲器存取信號。這些信號是在每次訪問SIMM時調(diào)定的。這些信號提供RAS預(yù)充時間、RAS至CAS時間和CAS脈沖寬度的不同時鐘脈周期。
文檔編號G06F12/02GK1060730SQ9110858
公開日1992年4月29日 申請日期1991年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月1日
發(fā)明者A·阿爾德雷吉亞, P·M·布蘭德, D·C·克羅默, R·M·斯塔特斯 申請人:國際商業(yè)機器公司