CN111984183A

CN111984183A - 存储器系统及存储器系统的操作方法

Info

Publication number: CN111984183A
Application number: CN201910430177.8A
Authority: CN
Inventors: 张雅闵
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2020-11-24

Abstract

本发明涉及一种存储器系统及存储器系统的操作方法。存储器系统包含存储器控制器、第一存储器及第二存储器。存储器控制器具有指令地址端口、芯片选择端口、第一数据端口及第二数据端口。第一存储器耦接于指令地址端口、芯片选择端口及第一数据端口。第二存储器耦接于指令地址端口、芯片选择端口及第二数据端口。第二存储器之容量大于第一存储器之容量。存储器控制器经由指令地址端口及芯片选择端口对第一存储器及第二存储器进行同步操作。

Description

存储器系统及存储器系统的操作方法

技术领域

本发明是有关于一种存储器系统，特别是一种包含两个以上容量相异的存储器的存储器系统。

背景技术

为了增加存取存储器的数据带宽，先前技术可以利用存储器控制器同时控制两个容量相同的存储器，并且将同一笔数据分成两部分，分别存放在两个存储器的相同地址中。如此一来，存储器控制器就能够同时写入较多位的数据，也可以一次读取较多位的数据，达到增加数据带宽的目的。然而，由于两个存储器必须同步操作以共同储存相同地址的数据，因此两者也须具有相同大小的容量，使得存储器的配置不具弹性。

一般而言，为了节省成本并简化硬件设计，市售存储器的容量皆为固定规格，例如1GB或2GB。也就是说，如果用户实际上所需的存储器容量只有3GB，则在利用先前技术以提高数据带宽的情况下，用户仍然需要设置两个容量为2GB的存储器来满足需求，使得硬件成本不必要地增加，同时也增加了硬件所需的空间。

发明内容

本发明的一实施例提供一种存储器系统，存储器系统包含存储器控制器、第一存储器及第二存储器。

存储器控制器具有指令地址端口、芯片选择端口、第一数据端口及第二数据端口。第一存储器耦接于指令地址端口、芯片选择端口及第一数据端口。第二存储器耦接于指令地址端口、芯片选择端口及第二数据端口，且第二存储器之容量大于第一存储器之容量。存储器控制器经由指令地址端口及芯片选择端口对第一存储器及第二存储器进行同步操作。

本发明之另一实施例提供一种存储器系统的操作方法。存储器系统包含第一存储器及第二存储器，且第二存储器之容量大于第一存储器之容量。第二存储器包含第一物理存储器区块及第二物理存储器区块，第二存储器之第一物理存储器区块与第一存储器共同对应至第一虚拟存储器区段，而第二存储器之第二物理存储器区块是对应至第二虚拟存储器区段。

存储器系统的操作方法包含根据相同之对应地址对第一存储器及第二存储器进行读取操作，第一存储器回传第一读取数据，第二存储器回传第二读取数据，及根据对应地址是对应至第一虚拟存储器区段或第二虚拟存储器区段以输出对应之输出数据。

附图说明

图1是本发明一实施例的存储器系统的示意图。

图2是图1的存储器系统在另一使用情境下的示意图。

图3是本发明一实施例的图1的存储器系统的操作方法流程图。

具体实施方式

图1是本发明一实施例之存储器系统100的示意图。存储器系统100包含存储器控制器110、第一存储器120及第二存储器130。存储器系统100可以通过存储器控制器110来控制第一存储器120及第二存储器130进行读写操作。在有些实施例中，第一存储器120及第二存储器130可例如为同步动态随机存取存储器(Synchronous Dynamic Random-AccessMemory，SDRAM)，而存储器控制器110可为同步动态随机存取存储器控制器。由于第一存储器120及第二存储器130可能需以特定波型的讯号来启动操作，并需在特定的时序上收发数据，因此计算机系统中的处理器可以通过存储器系统100来存取存储器中的信息，以减轻处理器的负担。

存储器控制器110具有指令地址端口112、芯片选择端口114、第一数据端口116及第二数据端口118。第一存储器120可耦接于指令地址端口112、芯片选择端口114及第一数据端口116。第二存储器130可耦接于指令地址端口112、芯片选择端口114及第二数据端口118，且第二存储器130的容量可大于第一存储器120的容量。由于第一存储器120及第二存储器130可耦接至相同的指令地址端口112及芯片选择端口114，因此存储器控制器110可通过指令地址端口112输出指令及读写地址，并通过芯片选择端口114选取第一存储器120及第二存储器130以对第一存储器120及第二存储器130进行同步操作。

在有些实施例中，第二存储器130可包含第一物理存储器区块132及第二物理存储器区块134，其中第二存储器130的第一物理存储器区块132可与第一存储器120共同对应至第一虚拟存储器区段M1，而第二存储器130之第二物理存储器区块134则可对应至第二虚拟存储器区段M2。举例来说，第一虚拟存储器区段M1中的每一笔数据可以拆成两部分，并分别储存在第二存储器130之第一物理存储器区块132及第一存储器120中相同的地址，而第二虚拟存储器区段M2中的数据则是储存在第二存储器130之第二物理存储器区块134中。

在图1中，当存储器系统100欲读取对应至第一虚拟存储器区段M1中的数据时，存储器控制器110可以先产生所欲存取的对应地址，根据相同的对应地址对第一存储器120及第二存储器130进行读取操作，再将自第一数据端口116所接收到之第一存储器120的第一读取数据DA1及自第二数据端口118所接收到之第二存储器130的第二读取数据DB1合并成输出数据OD1，并将输出数据OD1输出至一主机(图未示)。

此外，在有些实施例中，由于容量大小不同的存储器可能所需的读取时间会有所差异，因此当存储器系统100欲读取对应至第一虚拟存储器区段M1中的数据时，存储器控制器110会等待第一存储器120及第二存储器130都回传了各自的读取数据之后，才将两者合并并输出数据OD1。

图2是存储器系统100在另一使用情境下的示意图。在图2中，当存储器系统100欲读取对应至第二虚拟存储器区段M2的数据时，存储器控制器110仍会产生对应的地址，并且可以根据相同的对应地址对第一存储器120及第二存储器130进行读取操作。然而，由于第二虚拟存储器区段M2的数据实际上仅储存在第二存储器130中，因此存储器控制器110可不控制或忽略第一存储器120所回传的读取数据DA2，而只接收第二存储器的读取数据DB2，并将自第二数据端口118所接收到之第二存储器130的读取数据DB2作为输出数据OD2，再将输出数据OD2输出至一主机(图未示)。

由于存储器系统100在读取对应至第一虚拟存储器区段M1的数据时，会一次输出两个存储器120及130所回传的读取数据，而在读取对应至第二虚拟存储器区段M2的数据时，则仅输出第二存储器130所回传的读取数据，因此前者的数据有效带宽(effectivebandwidth)可大于后者的数据有效带宽。举例来说，在图1中，第一存储器120及第二存储器130可具有相同的数据带宽(DQ bits)，例如皆为16位，亦即读取数据DA1及DB1可皆为16位的数据，然本发明不限定上述数据带宽位数。此时由于输出数据OD1会包含第一存储器120及第二存储器130的读取数据DA1及DB1，因此存储器系统100在输出输出数据OD1时的有效带宽可以是32位。相较之下，在图2中，由于输出数据OD2仅包含了第二存储器130的读取数据DB2，因此存储器系统100会以16位的有效带宽来输出输出数据OD2。也就是说，存储器系统100可以较大的有效带宽输出对应于第一虚拟存储器区段M1的数据。

如此一来，存储器系统100就可以存取两个容量大小相异之存储器120及130中所有的储存空间，并且在一定的储存容量范围内，利用较大的有效带宽来传输数据，使得产品设计者能够更加弹性地根据所需的储存容量选择适合的存储器。此外，由于存储器系统100可以通过单一个存储器控制器110完成两个存储器的存取操作，因此也无须另外增加硬件组件。

在有些实施例中，由于第二存储器130的容量大于第一存储器120的容量，因此存储器控制器110可以根据对应地址来判断所欲读取的数据是对应至第一虚拟存储器区段M1或第二虚拟存储器区段M2。也就是说，当对应地址超过第一存储器120的容量时，就表示存储器系统100所欲读取的数据是对应至第二虚拟存储器区段M2。

举例来说，第二存储器130之整体容量大小可以是第一存储器120之整体容量大小的两倍，且第二存储器130的第一物理存储器区块132可具有与第一存储器120相同之容量大小，而第二存储器130的第一物理存储器区块132及第二物理存储器区块134可具有相同之容量大小。在此情况下，存储器控制器110可以根据对应地址的最高有效位(MostSignificant Bit，MSB)来判断对应地址是对应至第一虚拟存储器区段M1或第二虚拟存储器区段M2，以简化存储器控制器110的控制逻辑。

图3是本发明一实施例之存储器系统100之操作方法200的流程图。方法200包含步骤S210至S240。

S210：根据相同的对应地址对第一存储器120及第二存储器130进行读取操作；

S220：第一存储器120回传第一读取数据；

S230：第二存储器130回传第二读取数据；

S240：根据对应地址是对应至第一虚拟存储器区段M1或第二虚拟存储器区段M2以输出对应的输出数据。

在有些实施例中，存储器系统100可以根据对应地址的最高有效位判断所欲读取的数据是对应至第一虚拟存储器区段M1或第二虚拟存储器区段M2，并在步骤S240中输出对应的输出数据。举例来说，当对应地址是对应至第一虚拟存储器区段M1时，例如图1所示，存储器系统100可将读取数据DA1及读取数据DB1合并为输出数据OD1。反之，当对应地址是对应至第二虚拟存储器区段M2时，例如图2所示，存储器系统100可不控制第一存储器120，而仅将自第二存储器130接收的读取数据DB2作为输出数据OD2输出。

通过方法200，存储器系统100就可以存取两个容量大小相异之存储器120及130中所有的储存空间，并且在一定的储存容量范围内，利用较大的有效带宽来传输数据，使得产品设计者能够更加弹性地根据所需的储存容量选择适合的存储器。

综上所述，本发明之实施例所提供的存储器系统及存储器系统的操作方法可以利用单一存储器控制器存取两个容量大小相异之存储器中所有的储存空间，使得产品设计者能够更加弹性地根据所需的储存容量选择适合的存储器，而无需如先前技术增加的硬件组件。此外，在一定的储存容量范围内，存储器系统中的两个存储器可以共同对应到相同的虚拟存储器区段，因此存储器系统可以同时存取较多位的数据，进而提升传输数据的带宽。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

【符号说明】

100 存储器系统

110 存储器控制器

112 指令地址端口

114 芯片选择端口

116 第一数据端口

118 第二数据端口

120 第一存储器

130 第二存储器

132 第一物理存储器区块

134 第二物理存储器区块

DA1、DA2、DB1、DB2 读取数据

OD1、OD2 输出数据

M1、M2 虚拟存储器区段

200 方法

S210至S240 步骤。

Claims

1.一种存储器系统，包含：

一存储器控制器，具有一指令地址端口、一芯片选择端口、一第一数据端口及一第二数据端口；

一第一存储器，耦接于该指令地址端口、该芯片选择端口及该第一数据端口；及

一第二存储器，耦接于该指令地址端口、该芯片选择端口及该第二数据端口，且该第二存储器的一容量大于该第一存储器的一容量；

其中该存储器控制器经由该指令地址端口及该芯片选择端口对该第一存储器及该第二存储器进行同步操作。

2.如权利要求1所述的存储器系统，其中：

该第二存储器包含一第一物理存储器区块及一第二物理存储器区块；

该第二存储器的该第一物理存储器区块与该第一存储器共同对应至一第一虚拟存储器区段；及

该第二存储器的该第二物理存储器区块对应至一第二虚拟存储器区段。

3.如权利要求2所述的存储器系统，其中：

该存储器系统以一第一有效带宽输出对应至该第一虚拟存储器区段的一读出数据，并以一第二有效带宽输出对应至该第二虚拟存储器区段的一读出数据；及

该第一有效带宽大于该第二有效带宽。

4.如权利要求2所述的存储器系统，其中该第二存储器的该第一物理存储器区块具有与该第一存储器相同的容量大小。

5.如权利要求2至4中任一项所述的存储器系统，其中该第二存储器的该第一物理存储器区块具有与该第二存储器的该第二物理存储器区块相同的容量大小。

6.如权利要求2所述的存储器系统，其中当该存储器系统读取对应至该第一虚拟存储器区段的一数据时，该存储器控制器用以：

根据相同的一对应地址对该第一存储器及该第二存储器进行一读取操作；

将自该第一数据端口所接收到的该第一存储器的一第一读取数据及自该第二数据端口所接收到的该第二存储器的一第二读取数据合并成一输出数据；及

输出该输出数据。

7.如权利要求2所述的存储器系统，其中当该存储器系统读取对应至该第二虚拟存储器区段的一数据时，该存储器控制器用以：

根据相同的一对应地址对该第二存储器进行一读取操作；

将自该第二数据端口所接收到的该第二存储器的一读取数据作为一输出数据；及

输出该输出数据。

8.如权利要求6或7所述的存储器系统，其中该存储器控制器根据该对应地址的一最高有效位判断该对应地址对应至该第一虚拟存储器区段或该第二虚拟存储器区段。

9.一种存储器系统的操作方法，该存储器系统包含一第一存储器及一第二存储器，该第二存储器的一容量大于该第一存储器的一容量，该第二存储器包含一第一物理存储器区块及一第二物理存储器区块，该第二存储器的该第一物理存储器区块与该第一存储器共同对应至一第一虚拟存储器区段，且该第二存储器的该第二物理存储器区块对应至一第二虚拟存储器区段，该方法包含：

该第一存储器回传一第一读取数据；

该第二存储器回传一第二读取数据；及

根据该对应地址是对应至该第一虚拟存储器区段或该第二虚拟存储器区段以输出对应的一输出数据。

10.如权利要求9所述的方法，其中根据该对应地址是对应至该第一虚拟存储器区段或该第二虚拟存储器区段以输出对应的该输出数据包含：

当该对应地址是对应至该第一虚拟存储器区段时，将该第一读取数据及该第二读取数据合并为该输出数据；及

当该对应地址是对应至该第二虚拟存储器区段时，将该第二读取数据作为该输出数据。