一种提高存储器访问效率的方法及存储器控制器技术

本发明专利技术公开了一种提高存储器访问效率的方法，该方法是：按顺序对分页式存储器的Ｎ个页执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时对上一个激活的页进行读操作或写操作，在对激活的页执行完读操作或写操作后自动对该页执行关闭操作，其中Ｎ为大于２且小于分页式存储器总页数的自然数。应用了本发明专利技术的方法，可以将激活和关闭存储器的开销抵消在读写操作中，从而提高了存储器的访问效率。并且，在本发明专利技术的优选实施例中，通过将数据复制Ｎ份分别写入存储器的Ｎ个页，保证了将存储器的访问效率稳定在一个较高的水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据存储技术，特别是涉及一种提高存储器访问效率的方法及存储器控制器。
技术介绍
随着通讯和多媒体行业的发展，人们对数据传输速度的要求越来越高，所以，网络处理器、图像处理芯片和流媒体处理芯片等处理芯片的速度就越来越快。但是，存储器的带宽是这些处理芯片的性能瓶颈，虽然存储器制造商开发出了多种高性能的动态存储器，但是，存储器的带宽并不能随着性能的提高而加大。存储器的带宽是指单位时间内访问存储器的数据量，理论上讲，存储器的带宽和存储器的时钟频率和存储器的数据总线位数有关，也就是说，存储器的时钟频率和数据总线位数决定了存储器的峰值带宽。但是，在实际工作时，存储器未必能达到峰值带宽，影响带宽的因素还很多，比如，数据写入和读出存储器所需的延迟时间和所存储数据的命中率。延迟时间和命中率对带宽的影响非常大，当把这些因素考虑在内，提高存储器的带宽的重点在于缩短数据读写的延迟时间以及提高所存储数据的命中率，即提高存储器的访问效率。动态存储器通常具有多个页(Bank)，每个页具有多个行和列。动态存储器通常需要对一行进行激活(Active)操作之后，才能对该行进行读写操作。动态处理器不允许同一页内的两行同时被激活，所以，如果某页存在一个已经被激活的行，而又要操作另一行时，必须先关闭(Precharge)先前已经被激活的行，再激活需要操作的行，然后才能对该行进行读写操作。下面举例说明现有的访问存储器的方法，参见图1，对动态存储器的同一页不同行进行操作时，在步骤101，激活第N页第R1行；在步骤102，读写访问第N页第R1行；在步骤103，关闭第N页第R1行；在步骤104，激活第N页第R2行；在步骤105，读写访问第N页第R2行；在步骤106，关闭第N页第R2行。参见图2，对动态存储器的同一页同一行进行操作时，在步骤201，激活第N页第R行；在步骤202，读写访问第N页第R行第C1列；在步骤203，读写访问第N页第R行第C2列；在步骤204，读写访问第N页第R行第C3列；在步骤205，读写访问第N页第R1行第C4列；在步骤206，关闭第N页第R行。从以上技术方案可以看出，在连续对存储器的同一行进行操作时，不论连续操作多少次，仅有一次激活操作和一次关闭操作，但是，在连续对不同的行进行操作时，每一次换行都对应一次激活操作和一次关闭操作。由于这些激活和关闭等操作将增加读写数据的延迟时间，所以，激活和关闭操作对于读写数据来说是开销，造成对存储器带宽的浪费，存储器的实际带宽因为这些开销的存在而大大降低，甚至不到峰值带宽的一半。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种提高存储器访问效率的方法，利用分页式存储器的特性，将激活关闭的开销抵消在读写操作中。本专利技术的另一目的在于提供一种存储器控制器，提高存储器的访问效率。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的一种提高存储器访问效率的方法，适用于分页式存储器，其包括按顺序对分页式存储器的N个页执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时对上一个激活的页执行读操作或写操作，在对激活的页执行完读操作或写操作后自动对该页执行关闭操作，其中N为大于2且小于分页式存储器总页数的自然数。优选地，所述N为4。其中，所述对分页式存储器的N个页执行激活操作具体为对分页式存储器的N个页中的一行执行激活操作，所述对激活的页执行读操作或写操作具体为对激活的页中激活的行执行读操作或写操作。在本专利技术一实施例中，所述激活页并对激活的页执行写操作具体为按顺序对分页式存储器的N个页的一行执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时将未写入的待存储数据写入上一个激活的页中激活的行，重复此步骤直至对将所有待存储数据写入分页式存储器。在本实施例中，所述激活页并对激活的页执行读操作具体为按顺序对分页式存储器的N个页的一行执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时将未读取的待读取数据从上一个激活的页中激活的行读出，重复此步骤直至将所有待读取数据从分页式存储器中读出。在本专利技术的优选实施例中，所述激活页并对激活的页执行写操作具体为按顺序对分页式存储器的N个页的同一行执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时将当前待存储数据写入上一个激活的页中激活的行，对N个页的同一行写入相同的当前待存储数据，然后将后续待存储数据作为当前待存储数据，重复此步骤直至将所有待存储数据写入分页式存储器。在优选实施例中，所述激活页并对激活的页执行读操作具体为按顺序对分页式存储器的N个页的不同行执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时将未读出的待读取数据从上一个激活的页中激活的行读出，重复此步骤直至将所有待读取数据从分页式存储器中读出。一种存储器控制器，用于对分页式存储器进行控制，包括时钟模块、仲裁模块、初始化模块、命令模块和数据通路模块，所述命令模块对生成的与访问存储器相关的命令进行排序和组织后通过数据通路模块发送至分页式存储器，以实现按顺序对分页式存储器的N个页执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时对上一个激活的页进行读操作或写操作，在对激活的页的读操作或写操作完毕后自动关闭该页，其中N为大于2且小于分页式存储器总页数的自然数。优选地，命令模块在对分页式存储器的N个页执行激活操作并执行写操作的过程中，将同一待存储数据复制N份，分别写入N个页的同一位置。其中，所述与访问存储器相关的命令包括激活、关闭、读命令或写命令。从上述技术方案可以看出，本专利技术的方法通过合理组织与访问存储器相关的访问命令，将激活和关闭存储器的开销抵消在读写操作中，从而提高了存储器的访问效率。并且，在本专利技术一优选实施例中，通过将数据复制N份分别写入存储器的N个页，利用空间换取存储器的访问带宽，可以将存储器访问效率保持在一个较高的水平。附图说明图1是现有技术的对存储器的同一页不同行进行操作的示意性流程图；图2是现有技术的对存储器的同一页同一行进行操作的示意性流程图；图3是本专利技术第一实施例的访问分页式存储器的流程图；图4是本专利技术第二实施例的对存储器进行写操作的流程图；图5是本专利技术第二实施例的对存储器进行读操作的流程图；图6是本专利技术的存储器控制器的示意性结构框图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的思想是利用分页式存储器的特性来提高其带宽利用率。下面介绍存储器的一些特性。第一，对于分页式存储器，在激活某页的同时可以激活其它一或多个页。第二，每次激活一页中的一行需要等待一定的时间，即激活时间，然后才能对该行进行读写操作，在这段激活时间内可以对另一页中已经激活的行进行读写操作。第三，分页式存储器有自动关闭行的功能，即当对某行的读写操作完成之后，自动关闭该行。基于以上三个特点，可以通过将激活和读写操作交替进行，并启动自动关闭行的功能，将激活和关闭的开销抵消在读写操作中。下面通过两个实施例对本专利技术的提高存储器访问效率的方法进行详细说明。第一实施例在第一实施例中，利用上述分页式存储器的特点，轮流激活不同页并进行读写。图3是本专利技术第一实施例的访问分页式存储器的流程图。从图3可见，本实施例具体包括如下步骤步骤301激活物理页1中的第R1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高存储器访问效率的方法，适用于分页式存储器，其特征在于，包括：按顺序对分页式存储器的Ｎ个页执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时对上一个激活的页执行读操作或写操作，在对激活的页执行完读操作或写操作后自动对该页执行关闭操作，其中Ｎ为大于２且小于分页式存储器总页数的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种提高存储器访问效率的方法，适用于分页式存储器，其特征在于，包括按顺序对分页式存储器的N个页执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时对上一个激活的页执行读操作或写操作，在对激活的页执行完读操作或写操作后自动对该页执行关闭操作，其中N为大于2且小于分页式存储器总页数的自然数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N为4。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对分页式存储器的N个页执行激活操作具体为对分页式存储器的N个页中的一行执行激活操作，所述对激活的页执行读操作或写操作具体为对激活的页中激活的行执行读操作或写操作。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激活页并对激活的页执行写操作具体为按顺序对分页式存储器的N个页的一行执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时将未写入的待存储数据写入上一个激活的页中激活的行，重复此步骤直至对将所有待存储数据写入分页式存储器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述激活页并对激活的页执行读操作具体为按顺序对分页式存储器的N个页的一行执行激活操作，并在对当前页执行激活操作的同时将未读取的待读取数据从上一个激活的页中激活的行读出，重复此步骤直至将所有待读取数据从分页式存储器中读出。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激活页并对激活的页执行写操作具体为按顺序对分页式存储器的N个页的同一行执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小玲，吕超，慕光，罗琨，
申请(专利权)人：深圳市海思半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]