一种低功耗内存控制方法和内存控制模块技术

本发明专利技术公开了一种低功耗内存控制方法，包括如下步骤Ａ、在正常状态下，判断是否满足转换为等待状态的条件，若是，则从正常状态转换为初步等待状态，使内存从工作模式进入等待模式；在初步等待状态下经历一个空闲的时钟周期后则转换到等待状态；Ｂ、在等待状态下，如果第ｎ个时钟周期接收到来自总线的第一写请求，则转换为恢复状态；在第ｎ＋１周期，使内存从等待模式进入工作模式，并向总线返回与第一写请求对应的写有效信号，在第ｎ＋２时钟周期对内存执行第一写请求对应的写操作。本发明专利技术还公开了一种用于实现上述方法的内存控制模块。本发明专利技术方案可以在实现低功耗内存控制的前提下，提高内存带宽的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内存控制
，特别涉及一种低功耗内存控制方法和内存控制模块。
技术介绍
在片上系统(System On Chip，SOC)芯片的设计中，往往需要在SOC芯片上集成较大容量的内存供SOC芯片上各个硬件模块存取数据。为节省芯片上宝贵的空间，常采用单管单元的静态随机存储器(Static RandomAccess Memory，SRAM)作为SOC芯片上的内存。由于单管单元的SRAM(以下简称为1T SRAM)不能长时间保持数据，需要每个一定周期刷新一下数据内容，空闲时间每刷新128千比特的数据也需要1毫安(mA)的电流。空闲时的功率消耗会增加SOC芯片的耗电量，特别对于手持消费类电子产品来说，尽量减小SOC芯片的功率消耗是非常重要的问题。为了降低1T SRAM的功耗，目前常采用的做法是在1T SRAM处于空闲状态时，使1T SRAM进入低功耗的等待模式，等待模式下的电流是普通空闲模式的10％；当处于等待模式的1T SRAM收到读/写控制信号时，再从等待模式恢复到正常的工作模式。图1为1T SRAM进入等待模式以及从等待模式恢复到工作模式的控制信号示意图，其中，等待模式选择信号和读/写信号都是低电平有效。1TSRAM进入等待模式的步骤为第T1个时钟周期1T SRAM已经有足够多的时钟周期未收到读/写请求，或者在第T1个时钟周期收到的是最后一个读/写请求，1T SRAM进入空闲状态； 第T1+1个时钟周期将等待模式选择信号置为有效，时钟信号仍保持；第T1+2个时钟周期关闭1T SRAM时钟信号，使1T SRAM进入等待模式。1T SRAM进入等待模式之后，设在第T2个时钟周期收到了总线的读/写请求并由此产生唤醒信号，从等待模式恢复到工作模式则要经历如下步骤第T2+1个时钟周期恢复时钟信号，将等待模式选择信号置为无效；第T2+2个时钟周期1T SRAM恢复到工作模式，可以进行读/写操作。现有方法对于1T SRAM从等待模式恢复到工作模式需要两个时钟周期的开销。如果1T SRAM需要频繁进行工作模式和等待模式的切换，就会对1T SRAM的带宽利用率造成相当大的损失。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于，提出一种低功耗内存控制方法，能够实现对低功耗内存控制的同时，节省内存从等待模式恢复到工作模式的带宽开销。该方法对内存的控制分为4个控制状态正常状态、初步等待状态、等待状态和恢复状态，并包括如下步骤A、在正常状态下，判断是否满足转换为等待状态的条件，若是，则从正常状态转换为初步等待状态，使内存从工作模式进入等待模式；在初步等待状态下经历一个空闲的时钟周期后则转换到等待状态；B、在等待状态下，如果第n个时钟周期接收到来自总线的第一写请求，则转换为恢复状态；在第n+1周期，使内存从等待模式进入工作模式，并向总线返回与第一写请求对应的写有效信号，在第n+2时钟周期对内存执行第一写请求对应的写操作。步骤A所述从正常状态转换为初步等待状态之后，转至如下步骤B1、在初步等待状态下的第一个时钟周期，如果接收到来自总线的第一写请求，则转换为恢复状态；在下一个时钟周期，使内存进入工作模式，并向外部返回与第一写请求对应的写有效信号，然后在第三个时钟周期对内存进行与第一写请求对应的写操作。所述步骤B还可以进一步包括在等待状态或初步等待状态下，如果在当前时钟周期接收到来自总线的读请求，则转换为恢复状态；并在下一个时钟周期使内存进入工作模式，等待经过一个空闲的时钟周期从恢复模式转换到正常状态后，再使内存执行所述读请求对应的读操作。所述初步等待状态转换到等待状态进一步包括关闭内存的时钟信号；所述等待状态转换到恢复状态进一步包括恢复内存的时钟信号。所述使内存从工作模式进入等待模式包括将输入到内存的等待模式选择信号置为有效；所述使内存从等待进入工作模式包括将输入到内存的等待模式选择信号置为无效。步骤A所述从正常状态转换为等待状态的条件为在预先设置的时长内没有收到读/写请求，或者收到空闲指示信号。所述转换为恢复状态之后，进一步包括判断当前时钟周期是否收到来自总线的读/写请求，若是，则保持恢复状态，否则转换为正常状态。若在恢复状态下的第k个时钟周期收到来自总线的写请求，则进一步包括保持为恢复状态，在当前时钟周期向总线返回写有效信号，在第k+1个时钟周期对内存执行所述写请求对应的写操作。本专利技术还提供一种内存控制模块，包括空闲判断模块，用于接收来自总线接口的写请求，根据所收到写请求的情况以及状态机模块的当前状态，向状态机模块发送写指示信号，唤醒信号或空闲指示信号；在状态机模块处于等待状态时，接受到总线接口的写请求后，首先给状态机模块发出一个唤醒信号，下一个时钟周期再发出对应所述写请求的写指示信号；状态机模块，用于根据来自空闲判断模块的唤醒信号、读/写指示信号或空闲指示信号进行工作状态、初步等待状态、等待状态和恢复状态之间的状态切换；数据选择模块，用于接收状态机模块的状态以及来自总线接口的读/写请求，在状态机模块为正常状态时，根据总线接口的读/写请求执行正常的读/写操作；在状态机模块处于等待状态时，若在第n个时钟周期收到来自总线接口的写请求，则在第n+1个时钟周期状态机模块转换到恢复状态时向所述总线接口返回写有效信号，并在第n+2个时钟周期内对内存的执行相应的写操作。所述内存控制模块进一步包括信号控制模块，用于当状态机模块从初步等待状态转换为等待状态时，关闭内存的时钟信号；当状态机模块从等待状态转换为恢复状态时，开启内存的时钟信号；当状态机模块从正常状态转换为初步等待状态时，将等待模式选择信号置为有效；当状态机模块从恢复状态转换为正常状态时，将等待模式选择信号置为无效。所述状态机模块进行状态切换包括当状态机模块处于正常状态时，收到空闲指示信号则转换为初步等待状态；当状态机模块转换为初步等待状态的下一个时钟周期内，若收到读/写指示信号则转换为恢复状态，若没有收到读/写指示信号则转换为等待状态；当状态机模块处于等待状态时，若收到唤醒信号则转换为恢复状态，否则保持为等待状态；当状态机模块处于恢复状态时，若经过一个时钟周期的空闲则转换为正常状态，若收到读/写指示信号则保持恢复状态。所述数据选择模块进一步用于在状态机模块处于初步等待状态或恢复状态的时钟周期内收到来自总线接口的写请求，所述数据选择模块在当前时钟周期内向所述总线接口返回写有效信号，并在下一个时钟周期内对内存执行相应的写操作。所述数据选择模块进一步用于，在状态机模块处于等待状态时，在当前时钟周期内接收来自总线接口的读请求，等待一个空闲时钟周期当状态机模块转换为正常状态时，对内存执行所述读请求对应的读操作。所述空闲判断模块进一步包括预先设定时长的空闲定时器；则所述空闲判断模块根据所收到读/写请求的情况，向状态机模块发送读/写指示信号或唤醒信号或空闲指示信号为当收到读/写请求则启动所述空闲定时器，判断所述空闲定时器超时前是否收到新的读/写请求以及状态机当前状态，若收到读/写请求则停止所述空闲定时器，若状态机模块处于等待状态则向状态机模块发送唤醒信号，若状态机模块处于除等待状态之外的其它状态则向状态机模块发射读/写指示信号；若没有收到读/写请求并且状态机模块处于除等待状态之外的其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗内存控制方法，其特征在于，对内存的控制分为４个控制状态：正常状态、初步等待状态、等待状态和恢复状态，并包括如下步骤：Ａ、在正常状态下，判断是否满足转换为等待状态的条件，若是，则从正常状态转换为初步等待状态，使内存从工作模式 进入等待模式；在初步等待状态下经历一个空闲的时钟周期后则转换到等待状态；Ｂ、在等待状态下，如果第ｎ个时钟周期接收到来自总线的第一写请求，则转换为恢复状态；在第ｎ＋１周期，使内存从等待模式进入工作模式，并向总线返回与第一写请求对应的写 有效信号，在第ｎ＋２时钟周期对内存执行第一写请求对应的写操作。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗内存控制方法，其特征在于，对内存的控制分为4个控制状态正常状态、初步等待状态、等待状态和恢复状态，并包括如下步骤A、在正常状态下，判断是否满足转换为等待状态的条件，若是，则从正常状态转换为初步等待状态，使内存从工作模式进入等待模式；在初步等待状态下经历一个空闲的时钟周期后则转换到等待状态；B、在等待状态下，如果第n个时钟周期接收到来自总线的第一写请求，则转换为恢复状态；在第n+1周期，使内存从等待模式进入工作模式，并向总线返回与第一写请求对应的写有效信号，在第n+2时钟周期对内存执行第一写请求对应的写操作。2.根据权利要求1所述的低功耗内存控制方法，其特征在于步骤A所述从正常状态转换为初步等待状态之后，转至如下步骤B1、在初步等待状态下的第一个时钟周期，如果接收到来自总线的第一写请求，则转换为恢复状态；在下一个时钟周期，使内存进入工作模式，并向外部返回与第一写请求对应的写有效信号，然后在第三个时钟周期对内存进行与第一写请求对应的写操作。3.根据权利要求1所述的低功耗内存控制方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括在等待状态或初步等待状态下，如果在当前时钟周期接收到来自总线的读请求，则转换为恢复状态；并在下一个时钟周期使内存进入工作模式，等待经过一个空闲的时钟周期从恢复模式转换到正常状态后，再使内存执行所述读请求对应的读操作。4.根据权利要求1所述的低功耗内存控制方法，其特征在于所述初步等待状态转换到等待状态进一步包括关闭内存的时钟信号；所述等待状态转换到恢复状态进一步包括恢复内存的时钟信号。5.根据权利要求1所述的低功耗内存控制方法，其特征在于，所述使内存从工作模式进入等待模式包括将输入到内存的等待模式选择信号置为有效；所述使内存从等待进入工作模式包括将输入到内存的等待模式选择信号置为无效。6.根据权利要求1所述的低功耗内存控制方法，其特征在于，步骤A所述从正常状态转换为等待状态的条件为在预先设置的时长内没有收到读/写请求，或者收到空闲指示信号。7.根据权利要求1至6任一项所述的低功耗内存控制方法，其特征在于，所述转换为恢复状态之后，进一步包括判断当前时钟周期是否收到来自总线的读/写请求，若是，则保持恢复状态，否则转换为正常状态。8.根据权利要求7所述的低功耗内存控制方法，其特征在于，若在恢复状态下的第k个时钟周期收到来自总线的写请求，则进一步包括保持为恢复状态，在当前时钟周期向总线返回写有效信号，在第k+1个时钟周期对内存执行所述写请求对应的写操作。9.一种内存控制模块，其特征在于，包括空闲判断模块，用于接收来自总线接口的写请求，根据所收到写请求的情况以及状态机模块的当前状态，向状态机模块发送写指示信号，唤醒信号或空闲指示信号；在状态机模块处于等待状态时，接受到总线接口的写请求后，首先给状态机模块发出一个唤醒信号，下一个时钟周期再发出对应所述写请求的写指示信号；状态机模块，用于根据来自空闲判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓强，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]