Efficient Interface circuits of Embedded Memory for RISC-based DSP Microprocessor

RICS-based DSP의 효율적인 임베디드 메모리 인터페이스

In this paper, we designed an embedded processor with 128Kbytes EPROM and 4Kbytes SRAM based on GMS30C2132 which RISC processor with DSP functions. And a new architecture of bus sharing to control the embedded memory and external memory unit i proposed aiming at one-cycle access between memories and CPU. For embedded 128Kbytes EPROM, we designed the new expansion interface for data size at data ordering with memory organization and the efficient interface for test. The embedded SRAM supports an extended stack area high speed DSP operation, instruction cache and variable data-length control which is accessed with 4K modulo addressing schemes. The proposed new architecture and circuits reduced the memory access cycle time from 40ns and improved operation speed 2-times for program benchmark test. The chip is occupied $108.68mm^2$ using $0.6{\mu}m$ CMOS technology.

본 논문에서는 GMS30C2132마이크로프로세서에 DSP연산을 위하여 128K bytes EPROM과 4K bytes SRAM을 내장하고, 이 과정에서 내/외부 메모리 인터페이스 부분이 프로세서와 1싸이클 엑세스가 이루어지도록 버스 제어 인터페이스 구조를 설계하였다. 내장된 128Kbytes EPROM은 메모리 구조 및 데이터 정렬에 따른 동작을 위해 새로운 데이터 확장 인터페이스 구조와 테스트를 위한 인터페이스 구조를 제안하였으며, 내장된 4K bytes SRAM은 프로세서와 인터페이스를 할 때 DSP 고속 연산에 활용하기 위해 메모리 스택으로써의 이용과 명령어 캐쉬와의 인터페이스, 가변 데이타 크기 제어, 모듈로 4Kb의 어드레싱이 가능한 구조를 채택하여 설계하였다. 본 논문의 새로운 구조 적용으로 내장EPROM, SRAM에서 평균 메모리 엑세스 속도가 종전의 40ns에서 20ns로 감소하였고, 가변 데이타 버스 인터페이스 제어로 프로그램 처리 속도가 2배로 개선되었다.