存储器访问调度的应用实现研究

摘要

现代处理器性能以60％的年增长率飞速发展，相比之下，处于不同工艺下的DRAM的时滞和带宽的改进却分别只有7％和15～20％；因此，存储器性能已经成为计算机系统性能提升的瓶颈。同时，随着集成电路设计已经进入深亚微米时代，集成度不断增强，各种便携式电子产品的发展使得功耗问题日益受到设计人员的重视——事实上系统中绝大多数功耗是由存储器而非处理器消耗掉，而DRAM则又是占用了存储器消耗中的主要部分。 本文从研究现代DRAM技术入手，分析了各种存储器访问调度算法的特点与适用性，着眼于SDR-SDRAM技术，并结合了新型AMBAAXI总线的可重排序等特性，提出一种存储器访问动态调度器(DSAS)，最终将之实现为AXI总线上的存储器控制器。拥有DSAS的AXISDRAM控制器，能够对AXI总线上传来的地址和数据首先进优先级分类，并根据所存储的之前已访问的信息、目前正在进行以及即将进行的访问信息，动态地调度SDRAM的存取，改变SDRAM的Precharge策略，从而减少SDRAM中费时比较长的Precharge时间，有利于提高总线的吞吐率；与此同时，尽量地减少了activebank的总体数目和时间，以期有效降低SDRAM的功耗。 文中同时给出了模块化可配置的自动验证方案。利用Synopsys公司的验证工具VIP搭建了一个典型AXI系统，将存储器控制器集成到系统中，对所要实现的基本功能做了验证，并对结果进行了深入的研究和分析：结果表明，使用DSAS的存储器控制器，可以很好的隐藏SDRAM的Precharge时间，从而有效提高总线吞吐率达19％～52％；本设计同时能够有效减少activebank的数目约33％，相应SDRAM的功耗也降低了14.3％～20.1％。 论文在如何将功能强大而时序复杂的AXI总线与合适的存储器访问调度算法相结合上面，花费了大部分时间；文章最后总结了本设计的不足之处，并对未来的工作方向做了进一步展望。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

第一章绪论

第二章背景知识的介绍

第三章设计实现

3.1结构设计及模块划分

3.2顶层接口定义

3.3配置寄存器定义

3.4具体模块实现

第四章设计验证及分析

第五章总结与展望

[参考文献]

致谢