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JP2002050172A - Fifo制御回路 - Google Patents

Fifo制御回路

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Publication number
JP2002050172A
JP2002050172A JP2000235727A JP2000235727A JP2002050172A JP 2002050172 A JP2002050172 A JP 2002050172A JP 2000235727 A JP2000235727 A JP 2000235727A JP 2000235727 A JP2000235727 A JP 2000235727A JP 2002050172 A JP2002050172 A JP 2002050172A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
input
fifo
signal
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000235727A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Takeshita
徹也 竹下
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Engineering Ltd filed Critical NEC Engineering Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数バイト幅のFIFOへの入力データの書き
込みおよび読み出しをCPUに負荷をかけることなく行
うFIFO制御回路を提供する。 【解決手段】複数バイト幅のFIFO14の入力側に入
力バススイッチ13を介して入力データを入力し、FI
FO14から読み出されたデータは、出力バススイッチ
15を介して出力する。書き込み時にはバイトイネーブ
ル端子11およびアドレスカウンタ204を有する入力
制御部203を介して書き込み、読み出し時にはアドレ
スカウンタ211を有する出力制御部210を介して読
み出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はメモリのFIFO
(先入れ先出し)制御回路、特にバイトアクセス可能な
FIFO制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】斯かるFIFO制御回路の従来技術は、
例えば、特開平10−260786号公報の「磁気ディ
スクのデータ転送回路」、特開平7−84932号公報
の「データ転送制御装置および方法」および特開平5−
183440号公報の「符号化装置および復号化装置」
等に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、磁気ディスク等
と外部インタフェース間でデータをやり取りする場合
に、磁気ディスクは、512バイト単位でデータを入出
力するのに対し、外部インタフェースが半端なデータ量
を複数に分けて転送する場合がある。最初のデータをF
IFO方式で格納する場合には、残りのデータは、CP
U(中央演算処理装置)がデータを一旦引き取って、バ
イトを合わせてFIFO格納し、データを結合させなく
てはならなかった。即ち、上述した従来のFIFO制御
回路又は方式では、データ転送時にCPUが関与する必
要があるので、CPUの負荷が増加するという課題があ
った。
【0004】従って、本発明の目的は、CPUに負荷を
かけることなくデータ転送を可能にするFIFO制御回
路を提供することである。
【0005】
【課題解決のための手段】本発明のFIFO制御回路
は、複数バイト幅を有するFIFOに入力データの書き
込みおよび読み出しを行う回路であって、FIFOの入
力側に配置され入力データをバイト単位で入出力する入
力バススイッチと、FIFOの出力側に配置されFIF
Oからの出力をバイト単位で入出力する出力バススイッ
チと、それぞれバイトイネーブル端子およびアドレスカ
ウンタを有し、FIFOの書き込みおよび読み出しを制
御する入力および出力制御部とを備える。
【0006】また、本発明のFIFO制御回路の好適実
施形態によると、FIFOは、各々1バイト幅の複数の
FIFOにより構成される。入力バススイッチおよび出
力バススイッチは、それぞれ複数のマルチプレクサを含
む。出力バススイッチの出力側に読み出し信号によって
出力データの出力又はハイインピーダンスとするバッフ
ァを含む。
【0007】入力制御部からの入力アドレスおよび出力
制御部からの出力アドレスを比較して充満又は空き出力
を生成するアドレス比較器を有し、複数バイト単位又は
1バイト単位の書き込みおよび読み出しを行う。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるFIFO制御
回路の好適実施形態の構成および動作を、添付図を参照
して詳細に説明する。
【0009】本発明によるFIFO制御回路は、複数バ
イト幅を持つFIFOメモリに対し、バイト単位のデー
タの入出力を可能にするものである。図1は、本発明に
よるFIFO制御回路の好適実施形態の基本構成を示す
ブロック図である。図1のFIFO制御回路は、FIF
O(先入れ先出しメモリ)14、入力アドレスカウンタ
12、入力バススイッチ13、出力バススイッチ15、
出力アドレスカウンタ16およびアドレス比較器17に
より構成される。
【0010】入力バススイッチ13には、例えば16ビ
ットの入力データが入力され、その出力をFIFO14
に入力する。入力アドレスカウンタ12は、バイトイネ
ーブルBE端子11を有し、このBE端子11にバイト
イネーブル信号が入力されると共にライト(書き込み)
信号がこのアドレスカウンタ12およびFIFO14に
入力される。この入力アドレスカウンタ12の出力であ
る入力アドレスは、FIFO14およびアドレス比較器
17に入力される。
【0011】一方、出力アドレスカウンタ16には、バ
イトイネーブル信号およびリード(読み出し)信号が入
力される。出力アドレスカウンタ16から出力される出
力アドレスは、アドレス比較器17およびFIFO14
に入力される。FIFO14から読み出された出力は、
出力バススイッチ15を介して、例えば16ビットの出
力データとなる。また、アドレス比較器17は、それぞ
れ入力アドレスカウンタ12および出力アドレスカウン
タ16からの入力アドレスおよび出力アドレスを比較し
て、FULL(充満)又はEMPTY(空)を出力す
る。
【0012】図1に示すFIFO制御回路のライト(書
き込み)時には、データの有効バイトを示すバイトイネ
ーブルを入力バイトイネーブルBE端子11に入力しな
がらデータを書き込むと、入力アドレスカウンタ12
は、有効バイト数分カウントアップする。データは、入
力バススイッチ13を介して、アドレスの若いバイトか
ら順にスワップされ、同時にFIFO14に書き込まれ
る。
【0013】また、このFIFO制御回路のリード(読
み出し)時には、読み出すデータのバイトイネーブルB
Eを示しリードすると、有効バイト数のデータが、出力
バススイッチ15を介して、アドレスの若いバイトから
出力される。出力アドレスカウンタ16は、有効アドレ
ス分カウントアップする。アドレス比較器17は、入力
アドレスカウンタ12と出力アドレスカウンタ16の両
アドレスを比較し、FIFO14内部に有効データが空
か又は充満か判断し、その状態を表す信号であるEMP
TY又はFULL信号を出力する。
【0014】次に、図2は、本発明によるFIFO制御
回路の具体例のブロック図を示す。この具体例では、デ
ータ幅16ビットおよび容量1024バイトの2個のF
IFO205、206の制御回路を示す。このFIFO
制御回路は、マルチプレクサ201、202、入力制御
部203、FIFO205、206、出力制御部21
0、マルチプレクサ208、209、バッファ213、
214およびアドレス比較器207により構成される。
入力制御部203および出力制御部210は、それぞれ
アドレスカウンタ204、211を有する。
【0015】ここで、16ビット幅の入力データは、8
ビット(1バイト)毎に分割(即ち、ハイバイト及びロ
ウバイト)され、それぞれマルチプレクサ201、20
2に入力される。マルチプレクサ201の出力は、後述
する入力制御部203から出力されるH信号の値によっ
て決定する。一方、マルチプレクサ202は、入力制御
部203から出力されるL信号の値によって決定され
る。H信号が「0」(又はL信号が「1」)のときは、
ロウバイトデータがマルチプレクサ202から、H信号
が「1」(又はL信号が「0」)のときは、ハイバイト
データがマルチプレクサ201から出力される。ここ
で、両マルチプレクサ201、202は、同様の機能を
持つ。マルチプレクサ201の出力は、FIFO205
に入力される。一方、マルチプレクサ202の出力は、
FIFO206に入力される。入力制御部203が内蔵
するアドレスカウンタ204は、有効データ数をカウン
ト(計数)する。
【0016】FIFO205の出力データおよびFIF
O206の出力データは、それぞれマルチプレクサ20
8、209に入力される。マルチプレクサ208の出力
は、出力制御部210から出力されるH信号によって決
定する。一方、マルチプレクサ209の出力は、出力制
御部210のL信号によって決定される。出力制御部2
10のH信号が「0」(即ち、L信号が「1」)のとき
は、FIFO205の出力データが出力される。また、
出力制御部210のH信号が「1」(即ち、L信号が
「0」)のときは、FIFO206の出力データが出力
される。出力制御部210が内蔵するアドレスカウンタ
211は、有効データ数をカウントする。バッファ21
3、214は、READ(読み出し)信号が「0」のと
きは、マルチプレクサ208、209の出力データを出
力する。READ信号が「1」のときは、これらマルチ
プレクサ213、214をハイインピーダンスとし、出
力データは出力しない。
【0017】FIFO205、FIFO206のメモリ
容量は、それぞれ例えば512バイトであり、合計10
24バイトである。アドレスカウンタ204は、「0」
から「1023」(16進数で3FF)までをカウント
する11ビットカウンタである。入力制御部203のF
IFO205への出力アドレスH_Aは、アドレスカウ
ンタ204の上位10ビットの値を出力する。FIFO
206への出力アドレスL_Aは、アドレスカウンタ2
04の上位10ビットと、1ビットの値を加算した値が
出力される。入力制御部204の出力信号IN_Aは、
出力アドレスL_Aと同じ値を、アドレス比較器207
に出力する。
【0018】入力制御部203の入力信号BE_Lおよ
びBE_Hは、ライトデータの有効バイトを示す信号を
入力する。入力信号BE_Lが「0」ならば入力データ
のロウバイトが有効データ、「1」ならば無効データで
ある。一方、入力信号BE_Hが「0」ならば入力デー
タのハイロウバイトが有効データ、「1」ならば無効デ
ータである。入力制御部203の入力信号BE_L、B
E_Hのどちらか一方が0のとき、入力信号WRの立ち
上がりエッジでアドレスカウンタ204は1つカウント
アップする。また、入力信号BE_LおよびBE_Hの
両方が「0」のとき、入力信号WRの立ち上がりエッジ
で、アドレスカウンタ204は2つカウントアップす
る。
【0019】出力制御部210が内蔵するアドレスカウ
ンタ211は、アドレスカウンタ204と同様に、
「0」から「1023」(16進数で3FF)までをカ
ウントする11ビットカウンタである。出力制御部21
0のFIFO205への出力アドレスH_Aは、アドレ
スカウンタ204の上位10ビットの値を出力する。F
IFO206への出力アドレスL_Aは、アドレスカウ
ンタ204の上位10ビットに下位1ビットの値を加算
した値を、出力アドレス比較器207に入力する。
【0020】出力制御部210の入力信号BE_Lおよ
びBE_Hは、ライト(書き込み)するデータの有効バ
イトを示す信号を入力する。入力信号BE_Lが「0」
ならば入力データのロウバイトが有効データ、「1」な
らば無効データである。入力信号BE_Hが「0」なら
ば入力データのハイロウバイトが有効データ、「1」な
らば無効データである。出力制御部210の入力信号B
E_L、BE_Hのどちらか一方が「0」のときの、入
力信号RDの立ち上がりエッジでアドレスカウンタ211
は、1つカウントアップする。また、入力信号BE_L
およびBE_Hの両方が「0」のとき、入力信号RDの立
ち上がりエッジでアドレスカウンタ211は2つカウン
トアップする。
【0021】アドレス比較器207は、入力制御部20
3および出力制御部210から出力されるアドレスIN
_AおよびO_Aを比較する。「アドレスカウンタ20
4の値=アドレスカウンタ211の値」の場合には、F
IFO205、206内に有効データがないと見なし、
信号EMPTYを「1」出力する。一方、「アドレスカ
ウンタ204の値=アドレスカウンタ211の値−1」
の場合には、FIFO205、206内に空き容量がな
いとみなし、信号FULLを「1」出力する。
【0022】次に、図3(A)は、図2に示す入力制御
部203のL信号およびH信号の出力条件を示す。ま
た、図3(B)は、入力制御部203の出力信号L_W
およびH_Wの出力条件を示す。図3(A)、(B)に
おいて、入力信号BE_LおよびBE_Hが共に「1」
の場合には、アドレスカウンタ204はカウントアップ
されない。出力制御部210のH信号およびL信号の出
力条件は、上述した図3(A)、(B)と同じである。
【0023】次に、図2に示すFIFO制御回路の動作
を説明する。ライト動作を図4〜図7を参照し、リード
動作を図8〜図11を参照して説明する。先ず、図2の
FIFO制御回路が初期状態のとき、入力制御部203
のアドレスカウンタ204の値は「0」、出力制御部2
11のアドレスカウンタ211の値も「0」である。ア
ドレス比較器207のFULL信号は「0」、EMPT
Y信号は「1」となる。
【0024】上述した初期状態において、16ビットの
入力データをライトしたときの動作は、入力データと、
入力制御部203の入力信号BE_L、BE_Hに
「0」を入力する。入力制御部203の出力信号は、H
信号が「1」、L信号が「0」、出力信号H_Aおよび
L_Aが「0」、出力信号IN_Aが「0」である。続
いてWR信号が入力(Lレベルへの移行)されると、こ
の信号は入力制御部203の出力信号H_W、L_Wと
して出力される。WR信号の立ち上がりで、FIFO2
05に入力データのハイバイト、FIFO206に入力
データのロウバイトが格納され、アドレスカウンタ20
4の値は、2になる。アドレス比較器207のEMPT
Y信号は、「0」になる。この一連の動作のタイミング
チャートを図4に示す。
【0025】次に、ロウバイトデータ側から1バイトの
ライトしたときの動作は、入力データと、入力制御部2
03の入力信号BE_Lに「0」、BE_Hに「1」を
入力する。入力制御部203の出力信号は、H信号が
「1」、L信号が「0」、H_A信号が「1」、L_A
信号が「1」およびIN_A信号が「1」である。ここ
で、WR信号が入力されると、この信号は入力制御部2
03のL_Wから出力される。WR信号の立ち上がり
で、FIFO206に入力データのロウバイトが格納さ
れ、アドレスカウンタ204の値は、3になる。この一
連の動作のタイミングチャートを図5に示す。
【0026】次に、16ビットの入力データをライトし
たときの動作は、入力データと、入力制御部203の入
力信号BE_L、BE_Hに「0」を入力する。入力制
御部203の出力信号は、H信号が「0」、L信号が
「1」、H_A信号が「1」、L_A信号が「2」およ
びIN_A信号が「2」である。そこで、WR信号が入
力されると、その信号は入力制御部203のH_W、L
_Wから出力される。WR信号の立ち上がりで、FIF
O205に入力データのロウバイト、FIFO206に
入力データのハイバイトが格納される。そして、アドレ
スカウンタ204の値は、5になる。この一連の動作の
タイミングチャートを図6に示す。
【0027】次に、ロウバイトデータ側から1バイトの
ライトしたときの動作は、入力データと、入力制御部2
03の入力信号BE_Lに「0」、BE_Hに「1」を
入力する。入力制御部203の出力信号は、H信号が
「0」、L信号が「1」、H_A信号が「1」、L_A
信号が「1」およびIN_A信号が「1」である。ここ
で、WR信号が入力されると、その信号は入力制御部2
03のH_Wから出力される。WR信号の立ち上がり
で、FIFO205に入力データのロウバイトが格納さ
れ、アドレスカウンタ204の値は6になる。この一連
の動作のタイミングチャートを図7に示す。
【0028】次に、16ビットデータをリードしたとき
の動作は、出力制御部210のBE_LおよびBE_H
に「0」を入力する。出力制御部210の出力信号は、
H信号が「1」、L信号が「0」、H_A信号が
「0」、L_A信号が「0」およびIN_A信号が
「0」である。このとき、マルチプレクサ208の出力
は、FIFO205の出力データを出力し、マルチプレ
クサ209はFIFO206の出力データを出力する。
次に、出力制御部210のRD(READ:読み出し)
に「0」が入力されると、バッファ213および214
がデータを出力する。RDの立ち上がりで、アドレスカ
ウンタ211の値は2になる。この一連の動作タイミン
グチャートを図8に示す。
【0029】次に、ロウバイトデータ側から1バイトリ
ードしたときの動作は、出力制御部210のBE_Lに
「0」およびBE_Hに「1」を入力する。出力制御部
210の出力信号は、H信号が「1」、L信号が
「0」、H_A信号が「1」、L_A信号が「1」およ
びIN_A信号が「1」である。次に、RD信号に
「0」を入力すると、バッファ214から有効データで
あるFIFO206の出力データが出力される。FIF
O205の出力データがバッファ213から出力される
が、これは有効なデータではない。RD信号の立ち上が
りで、アドレスカウンタ211の値は3になる。この一
連の動作タイミングチャートを図9に示す。
【0030】次に、16ビットデータをリードしたとき
の動作は、出力制御部210のBE_LおよびBE_H
に「0」を入力する。出力制御部210の出力信号は、
H信号が「0」、L信号が「1」、H_A信号が
「1」、L_A信号が「2」およびIN_A信号が
「2」である。そこで、RD信号に「0」を入力する
と、バッファ213からFIFO205の出力データ、
バッファ214からFIFO206の出力データが出力
される。RD信号の立ち上がりで、アドレスカウンタ2
11の値は5になる。この一連の動作タイミングチャー
トを図10に示す。
【0031】最後に、ロウバイトデータ側から1バイト
リードしたときの動作は、出力制御部210のBE_L
に「0」およびBE_Hに「1」を入力する。出力制御
部210の出力信号は、H信号が「0」、L信号が
「1」、H_A信号が「2」、L_A信号が「3」およ
びIN_A信号が「3」である。そこで、RD信号に
「0」を入力すると、バッファ213から有効データで
あるFIFO205の出力データが出力される。FIF
O206の出力データがバッファ214から出力される
が、これは有効なデータではない。RD信号の立ち上が
りでアドレスカウンタ211の値は「4」になる。この
一連の動作タイミングチャートを図11に示す。
【0032】以上、本発明によるFIFO制御回路の好
適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯か
る実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発
明を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱するこ
となく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能である
こと、当業者には容易に理解できよう。
【0033】
【効果の説明】以上の説明から理解される如く、本発明
のFIFO制御回路によると、次の如き実用上の顕著な
効果が得られる。第1に、複数バイト幅のデータを同時
にライトおよびリードできるのに対しバイト単位のアク
セスが希望するバイト(図2のハイバイト、ロウバイ
ト)からデータを入出力することが可能である。第2
に、例えば16ビット幅のデータ転送において、例えば
合計10バイトのデータ転送が行われる場合に、FIF
Oに対するライトが5バイトで中断し、また残りの5バ
イトのデータライトを再開したとき最初の16ビットデ
ータが2バイトとも有効だった場合にもFIFOはバイ
ト単位でデータを詰めて格納するので、リード時には1
6ビットデータを5回のサイクルで出力することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるFIFO制御回路の好適実施形態
の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示すFIFO制御回路の具体例のブロッ
ク図である。
【図3】図2に示す入力制御部の動作説明図であり、
(A)はLおよびH信号の出力条件を、(B)はL_W
およびH_W信号の出力条件を示す図である。
【図4】図2に示すFIFO制御回路のライト(書き込
み)動作を示すタイミングチャートである。
【図5】図2に示すFIFO制御回路のライト(書き込
み)動作を示すタイミングチャートである。
【図6】図2に示すFIFO制御回路のライト(書き込
み)動作を示すタイミングチャートである。
【図7】図2に示すFIFO制御回路のライト(書き込
み)動作を示すタイミングチャートである。
【図8】図2に示すFIFO制御回路のリード(読み出
し)動作を示すタイミングチャートである。
【図9】図2に示すFIFO制御回路のリード(読み出
し)動作を示すタイミングチャートである。
【図10】図2に示すFIFO制御回路のリード(読み
出し)動作を示すタイミングチャートである。
【図11】図2に示すFIFO制御回路のリード(読み
出し)動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
11 バイトイネーブル端子 12、204 入力アドレスカウンタ 13 入力バススイッチ 15 出力バススイッチ 16、211 出力アドレスカウンタ 17、207 アドレス比較器 203 入力制御部 210 出力制御部 14、205、206 FIFO 201、202、208、209 マルチプレクサ 213、214 バッファ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数バイト幅を有するFIFO(先入れ先
    出しメモリ)に入力データを書き込みおよび読み出しを
    行うFIFO制御回路において、 前記FIFOの入力側に配置され入力データをバイト単
    位で入出力する入力バススイッチと、前記FIFOの出
    力側に配置され該FIFOからの出力をバイト単位で入
    出力する出力バススイッチと、それぞれバイトイネーブ
    ル端子およびアドレスカウンタを有し、前記FIFOの
    書き込みおよび読み出しを制御する入力および出力制御
    部とを備えることを特徴とするFIFO制御回路。
  2. 【請求項2】前記FIFOは、各々1バイト幅の複数の
    FIFOにより構成されることを特徴とする請求項1に
    記載のFIFO制御回路。
  3. 【請求項3】前記入力バススイッチおよび前記出力バス
    スイッチは、それぞれ複数のマルチプレクサを含むこと
    を特徴とする請求項1又は2に記載のFIFO制御回
    路。
  4. 【請求項4】前記出力バススイッチの出力側に読み出し
    信号によって出力データを出力又はハイインピーダンス
    となるバッファを含むことを特徴とする請求項1、2又
    は3に記載のFIFO制御回路。
  5. 【請求項5】前記入力制御部からの入力アドレスおよび
    前記出力制御部からの出力アドレスを比較して充満又は
    空き出力を生成するアドレス比較器を有することを特徴
    とする請求項1乃至4の何れかに記載のFIFO制御回
    路。
  6. 【請求項6】前記複数バイト単位又は1バイト単位の書
    き込みおよび読み出しを行うことを特徴とする請求項1
    乃至5の何れかに記載のFIFO制御回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009122964A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> データ処理装置
JP2009140040A (ja) * 2007-12-04 2009-06-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> データ処理装置
JP2012243053A (ja) * 2011-05-19 2012-12-10 Nec Engineering Ltd データ転送装置

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