TW201042648A - Dynamic memory accessing method and memory controller - Google Patents

Description

201042648 NV υυηυ4 30096twf.doc/n 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於〜插缸At 種動怨記憶體的存取方法。 【先前技術】 隨著電子科技的進歩， 的-種趨勢。因應這種需求：=多功能化成為時代 能的多個裝置，設置在同一 以計者需要將不同功 電視系統除了播放影像所必_ °=電視系統為例子， 壓縮解壓縮控制器及音頰控制哭 不控制器、影像 (例如即時或預约錄影）的^ ^二遏需要提供周邊功能 等。而上述的電視系Μ衫的周邊控制器 統中的動態記憶體。為你^ 2 15需要存取電視系 所需要的資料，:何=吏==;都，及時的存取其 顯得非常重要。 、 動恶體的有限頻寬就 由於動己’/:¾體若在存取時進 時，需要執行換頁指令，因此，當多個2頁位址的動作 =進行存取時，就會發生針對動態記== 動作备情況，這會使得動態記憶體的整體的存取 It :議令持續的被執行而導致了頻寬的 形圖。動ί “己；辨，1繪不習知的動態記憶體的存取波 行，指令二的存取動作是依據時脈信號CK來進 W位址St則絲㈣祕記憶體(例如·對應的 頁位址或庫位址），f料信號DATA則 201042648 ^3-104 30096twf.doc/n 料。其中，指令信號INS開啟動態記憶體的頁位址ai後， 存取資料則可藉由資料信號data來傳輪，—但要進行對 動態記憶體的另一頁位址進行存取時，指令線1>^必須藉 由傳輸指令以開啟庫位址AB1以及開啟新的頁位址。 而在開啟庫位址AB1以及開啟新的頁位址的期間，資 料信號DATA上並不能傳輸錢，而造成敏的浪3費。、 ❹ 【發明内容】 本^月提供一種動態記憶體的存取方法，使動態記憶 體的頻兔> 使用最佳化。 本發明提供-種記憶體控制器，以最佳化的頻寬使用 方法來存取動態記憶體。 本發明提出一種動態記憶體的存取方法，包括：首 ^ ’接收多個資料存取命令，各#料存取命令針=動態記 憶體的頁(page)位址及庫(bank)位址進行存取。接著，^斷 各資料存岭令所要存㈣存料料騎雜資料或 =資料。纽’綠各㈣存取命令的脉址及庫位址 與如一次對動態記憶體存取進行存取的前次頁位址及 3二=得t資料存取命令的位址碰撞狀態。然後， 2各貝料存取命令的存取㈣為科性㈣或非等時性 &態來1^應產生服務順序，並依據各資 所對應的服務順序來依序進行動態記憶體的存 在本發明之一實施例中，當各資料存取命令的存取資 5 201042648 ι\ v ι-ζυυ〇-ιυ4 30〇96twf.doc/n 料為等時性資料時，對應產生的服務順序優先於當各該資 料存取命令的存取資料為舞時性f料時所對應產生的服 務順序。 在本發明之一實施例中，上述的位址碰撞狀熊包括· 頁位址與前次頁位址相同、頁位址與前次頁位址不相同且 庫位址與前次雜料㈣或頁健財次頁健不相同 且庫位址與前次庫位址相同。 _在本發明之一實施例中，當位址碰撞狀態為頁位址與 ^次頁位址柄時對應產生的服務順序優先於#頁位址^ 則次頁位址不相同且庫位址與前次庫位址不相同時對應產 生的服^序。並且’ #頁位址與前次頁位址不相同I庫 位址與4次庫位址不相同時對應產生的服務順序優先於當 頁位址與該前次頁他不相同且庫健與前次庫位址相^ 對應產生的服務順序。 、在本發明之一實施例中，上述的動態記憶體的存取方 矢^〇括.重新整理頁位址與前次頁位址不相同且庫位址 與刖次庫位址相同的資料存取命令中具有相同的頁位址的 依序執行。 在本發明之一實施例中，上述的動態記憶體的存取方 法更包括判斷各資料存取命令的等待時間，且當等待時間 超k預。X最大等待時間時，直接執行對應的各資料存取 令。 、 :士在本發明之一實施例中，其中當存取資料為等時性資 料吟，表示對應的各資料存取命令即時由動態記憶體存取 201042648 -----i-I04 30096twf.doc/n 該存取資料。 在本發明之-實施例中’上述的資料存 多個客戶端所發送。 博…別由 在本發明之-實施例中，上述的客戶端包括顯示 时、影像壓縮解壓縮控制器、周邊控制器 及音頻控制器。 ❹ ❹ 本發明提出-種記憶體控制器，用以存取一動 體，包括仲裁器、服務順序產生器及存取控制器。仲ς、 =以接收多個資料存取命令，其中各資料存取命令針對動 =憶體的頁位址及庫位址進行存取。仲裁器並判斷 ^取命令所要存取的存取資料為等時性資料或非等時性 服務麟產生n触仲㈣、，用以比較各資料存取 ^的頁她及庫㈣额讀動態記 的前次頁位址及前次庫位址，以獲得各資料存取5= ===服務順序產生器並依據各資料存取命令的存 對#料或非等時性資料以及位址碰撞狀態來 m月艮務順序。存取控制器柄接服務順序產生器，依 ===命令所對應的服務順序來依序進行動態記憶 雜ί本ί明之一實施例中’上述的服務順序產生器包括 訊。為’ μ暫存尚未錄行的各雜存取命令的相關資 性，本發明彻依據辣#料存取命令的等時 次非㈣性的雜，並彻各資料存取命令所要存取的 7 201042648 nv ι-ζυυδ-ιυ4 30096twf.doc/n 記憶體的頁位址及庫位址與動態記憶體前一次讀取的前次 頁位址及前次庫位址的位址碰撞狀態，來排定資料存取命 令的順序。進而達成在最有效率的情形下存取動態記憶體。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例’並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 以下請參照圖2，圖2繪示本發明的一實施例的記憶 體控制益200的示意圖。記憶體控制器2〇〇包括仲裁器 210、服務順序產生器220以及存取控制器230。記憶體控 制益200用以存取記憶體240，而記憶體240為動態記憶 體。另外’對記憶體240發送出存取要求的資料存取命令 的則為顯示控制器291、影像壓縮解壓縮控制器292、周邊 控制器293、中央處理器294以及音頻控制器295等多個 客戶端。 仲裁器210接收來自客戶端的多個資料存取命令，其 中的每一個資料存取命令皆為針對動態記憶體240的頁位 址及庫位址進行存取。仲裁器21〇並且判斷這些資料存取 命令所要存取的存取資料為等時性資料或是為非等時性資 料。在此特別說明’所謂的等時性資料就是指存取資料必 須要即時的且連續的被存入記憶體240或取出送至客戶 端。相反的’非等時性資料就是指存取資料並不一定要即 日守的且連續的被存入記憶體240或取出送至客戶端，而是 可以稍事等待的存取資料。 201042648, ------->-104 30096twf.doc/n 據存資料是依 Β :需要的存取資料就會是一個等時性二料 如果音頻的存取㈣沒有被㈣的存取，則音 ς 有可能因為沒有資獅鼓沒錢 ^ 一個非等時性㈣，這是因為料就會是 Ο ❹ (fe)時財更新—次資料，I 11是—個晝框 情〜——,丁… ^相對於鬲速存取的動態記 匕脰而S ’亚不疋-個需要即時且連續存取的等時性資料。 服務順序產生器220麵接仲裁器21〇，在仲裁哭21〇 ===料存取命令所要存取的存取資料是料時性資料 =物性_後，服務鱗產生器22()騎對資 印令所要對記憶體240進行存取的位址進行判斷。在此， 所謂的對雖體240進行存取的絲包财脉址及庫位 址。服務順序產生器22〇主要是針對各㈣存取命令對記 =240 j行存取的頁位址及庫位址與前—次記憶體· 被f取的別次脉址及前次庫位址進行比較，並進而獲得 各資料存取命令的位址碰撞狀態。 在此，位址碰撞狀態共可分為三種，一種是資料存取 °p令所要進行存取的頁位址與前次頁位址相同，另一種則 是資Ϊ存取命令所要進行存取的頁位址與前次頁位址不相 同且資料存取命令所要進行存取的庫位址與前次庫位址不 第二種則是資料存取命令所要進行存取的頁位址與 刖次頁位址不相同且資料存取命令所要進行存取的庫位址 9 201042648 in v ι-ζυυδ-ιυ4 30096twf.doc/n 與前次庫位址相同。 值付現明的是，由於去 ± ^ 田對動態記師2仙、杜〜 時，若不必要更換頁位址時，是可彡' U版240進行存取 而若是對動態記憶體240進行^取=直接進行存取動作。 同時需要更換庫位址時，則可^ ^必要更換頁位址但也 式，來避免掉頻寬的浪費。再者，用平行隱藏指令的方 進行的不同頁同-個庫進行存 —I生要對記憶體24〇 記憶體細的頻寬。而上=避免要浪費掉 述存取方式為本_具通仏識麵熟知，在此則不多費 服務順序產生器220針對所接收到的多個資料 二：：來：類，亚訂出-個服務順序’來針對記憶體240 二ΪΪ效Ϊ的存取。其中’等時性資料的資料存取命令 —炎又疋優先於非等時性資料的資料存取命令。接 著，再判斷等時性資料的資料存取命令中，各資料存取命 ‘令的位址碰^#狀態。其中，各種碰撞狀態的優先度分別為： 頁位址與前次頁位址相同，，優先於“頁位址與前次頁位址 =相同且庫位址與前次庫位址不相同，，優先於“頁位址與前 次頁位址不相同且庫位址與前次庫位址相同，，。 此外’為了提升記憶體24〇的頻寬使用效率，服務順 序產生器220還會針對發生“頁位址與前次頁位址不相同 且庫位址與前次庫位址相同，，碰撞狀態的資料存取命令進 行整合，並分類出存取相同頁位址的資料存取命令。如此 一來’這些最低優先度的資料存取命令也可以在最少的頁 10 201042648 ,,» .-^νν〇-104 30096twf.doc/n 位址的更換情況下來分別的被執行。 接下來，服務順序產生器220針對非等時性資料的資 料存取命令的各資料存取命令的位址碰撞狀態來產生服務 順序，而判斷的方法與上述的針對等時性資料的判斷方法 =同以下不乡資述。但值得注意、的是，非等時性資料的 資料存取命令的優先度-定低於等時性資料的資料存 令的優先度。 © „存取控制器230則耦接服務順序產生器220，存取控 制益=30依據各資料存取命令所對應的服務順序來依序進 行動態記憶體的存取動作。也就是說，存取控制器23〇會 依照服務順序的優先順序來依序讀或寫記憶體24〇。由於 上述的服務順序經過服務順序產生器22〇準確的排序過， 因此，對記憶體240所進行的頁位址切換次數會是最少 的換句5舌5兒，s己憶體240的頻寬使用效率是最佳的。 另外，為了避免服務順序較低的資料存取命令在不斷 有高優先的服務順序插入(如等時性資料且不需切換頁位 〇 的情況下，而發生這個服務順序較低的資料存取命令永 通不會被執行的狀況，本實施例的服務順序產生器22〇還 會依據各資料存取命令的等待時間來調整服務順序。一 旦，服務順序產生器220偵測到資料存取命令的等待時間 超過一個預設最大等待時間時，服務順序產生器22〇會提 升這個資料存取命令的服務順序為最優先，並使存取控制 器230直接執行此資料存取命令。 以下請參照圖3，圖3繪示本發明實施例的記憶體控 11 201042648 ίΝ ν ι-Λυυ〇-ι〇4 30096twf.doc/n 制器200的另一實施方式的示意圖。其中，服務順序產生 器220内建了一個缓衝器221，缓衝器22ι是用以暫存尚 未被執行的各資料存取命令的相關資訊。在此，所謂的相 關資訊包括資料存取命令所要寫入的存取資料、資料存取 命令要進行的是存或是取的動作旗標或是資料存取命令所 要存取的頁位址及庫位址。上述的增加緩衝器22i的實施 方式針對等時性資料的處理特別有幫助。一般而言，由於 客戶端的時脈與記憶體控制器200的時脈並不同步，因此 在仲裁裔210選取資料存取命令時必需要先進行時脈同步 的動作。而最常見的時脈同步的方式是利用兩級辛接的D 型正反器（D-type Flip Flop, DFF)來完成的。也就是說，在 進行時脈同步的同時，會使仲裁器21〇的動作延遲兩個時 脈而在增加緩衝器221的情況下，資料存取命令可以先 =儲存在緩衝器221中，而上述時脈同步的動作就可以被 处，也因此緩心221料以補伽辭轉換造成的效 月匕才貝失。 特別值得-提的是，緩衝器221 i不一定要如圖2緣 的内建在服務順序產生器22〇中，也可以配置在記 ^控制器綱中的任何地方，只要可以提供暫存的功能 明的二清參照圖4A及圖4B，圖4A及圖4B繪示本發 ^魏_動態記憶體的麵方法流 取命令(剛），接著，判斷各資料存取命^ 、，疋否超過預設最大等待時間（S42〇)，若判斷的結 12 201042648 in v i-^w<}-1〇4 30096twf.doc/n 果為是，則直減行對應的㈣存取命令(⑽）， 斷的結果為否’關斷各資料存取命令所要存取的存取資 枓為等時性資料或非等時性資料(S430)。若是步驟S430中 的判斷結果為非料性㈣，則在節點T1進行等待。相 反的’若是步驟S43G巾的觸結果為料性資 進行步驟S440。 、

o 步驟S440則比較資料存取命令的頁位址與前次頁位 址，一旦比較的結果為不相同時，表示頁位址不需要被更 換，並直接執行對應的資料存取命令(S441)。而若比較的 結果為相同時，則繼續比較資料存取命令的庫位址與前次 庫位址(S450)，若是資料存取命令的庫位址與前次庫位址 不相同時，則可以平行隱藏指令的方式來直接執行對應的 資料存取命令(S451)，若是資料存取命令的庫位址與前次 庫位址相同時，則繼續進行步驟S46〇。 步驟S460則是重新整理各資料存取命令中頁位址與 前次頁位址不相同且庫位址與前次庫位址相同，具有相同 的頁位址者’並依序執行。在完成了步驟S460後，再針 對剩餘的等時性資料的資料存取命令進行執行(S47〇)。 接著’在完成了步驟S470後繼續由節點T1進行接下 來的步驟，以下請參照圖4B。其中，圖4B中繪示的步驟 S480〜S4B0與圖4B中繪示的步驟440〜470的步驟相同， 以下不多贅述。所要注意的是，步驟S480〜S4B0針對的是 非等時性資料的資料存取命令進行處理，而步驟 S440〜S470針對的是等時性資料的資料存取命令進行處 13 201042648 1NVi^UU6-^4 30〇96twf.doc/n 理 综上所述，本發明的記憶體控制及其記憶體的存取方 法判斷資料存取命令所存取的資料是等時性資料或非等時 性資料，來分類資料存取命令，並依據資料存取命令所要 ，取的記憶體的庫位址及頁位址與記憶體前一次存取的前 次庫位址及前次頁位址來對應產生服務順序，並則 命Γ以存取記憶體。在此’本發明提出的記; == 意體的存取方法有效的降低動態記憶體被存 1止的切換次數，進而提高動態記憶體的存取 本發^ff明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明之精神和範_，當可作麵之更動句=不= 發明之保護範園當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1、.a不習知的動態記憶體的存取波形圖。 〇 圖2、’曰不本發明的一實施例的記憶體控制器的示 思園。 施方:的記憶體控制器雇的另一實 存取圖4B緣示本發明的—實施例的動態記憶體的 14 201042648 in v ι-ζ,υυο- 104 30096twf.doc/n 【主要元件符號說明】 200 :記憶體控制器 210 :仲裁器 220 :服務順序產生器 230 :存取控制器 240 :記憶體 291 :顯示控制器 292 :影像壓縮解壓縮控制器 ^ 293:周邊控制器 294 :中央處理器 295 :音頻控制器 221 :緩衝器 CK :時脈信號 INS :指令信號 DATA :資料信號 Al、B1 :頁位址 ❹ AB1 :庫位址 S410〜S4B0 :動態記憶體的存取方法步驟 15

Claims (1)

1. 201042648 ΐΝνι-ζυυδ-ιυ4 30096^^οο/η 七、申請專利範圍： 1. —種動態記憶體的存取方法，包括： 接收多數個資料存取命令，各該資料存取命令針對該 動態&己憶體的一頁位址及一庫位址進行存取； 判斷各該資料存取命令所要存取的一存取資料為一 等時性資料或一非等時性資料； 比較各該資料存取命令的該頁位址及該庫位址與前 一次對該動態記憶體存取進行存取的一前次頁位址及一前 一人庫位址，以獲得各該資料存取命令的一位址碰撞狀態； 以及 依據各該資料存取命令的該存取資料為該等時性資 料或該非等時性資料以及該位址碰撞狀態來對應產生一服 務順序；以及 依據各該資料存取命令所對應的該服務順序來依序 進行該動態記憶體的存取動作。 2. 如申請專利範圍第1項所述之動態記憶體的存取方 法，其中： 當各該資料存取命令的該存取資料為該等時性資料 曰寸，對應產生的該服務順序優先於當各該資料存取命令的 该存取資料為該非等時性資料時所對應產生的該服務 序。 只 3. 如申請專利範圍第丨項所述之動態記憶體的存取方 法’其中該位址碰撞狀態包括： 該頁位址與該前次頁位址相同、該頁位址與該前次頁 16 201042648 in v ι-^υυ^-1〇4 30096twf.doc/n 位址不相同且該庫位址與該前次庫位址不相同或該頁位址 與該前次頁位址不相同且該庫位址與該前次庫位址相同。 4. 如申請專利範圍第3項所述之動態記憶體的存取方 法，其中當該位址碰撞狀態為該頁位址與該前次頁位址相 同時對應產生的該服務順序優先於當該頁位址與該前次頁 位址不相同且該庫位址與該前次庫位址不相同時對應產生 的該服務順序’並且，當該頁位址與該前次頁位址不相同 〇 且該庫位址與該前次庫位址不相同時對應產生的該服務順 序優先於當該頁位址與該前次頁位址不相同且該庫位址與 該前次庫位址相同對應產生的該服務順序。 5. 如申請專利範圍第3項所述之動態記憶體的存取 法，其中更包括： 重新整理該頁位址與該前次頁位址不相同且該庠位 址與該前次庫位址相同的該些資料存取命令中，具有相 的該頁位址的依序執行。 ° 6. 如申請專利範圍第1項所述之動態記憶體的存 〇 法，其中更包括： 判斷各該資料存取命令的一等待時間；以及 當該等待時間超過一預設最大等待時間時，直接執〜 對應的各該貢料存取命令。 7·如申請專利範圍第1項所述之動態記憶體的存取方 法，其中當該存取資料為該等時性資料時，表示對應的夂 該資料存取命令連續由該動態記憶體存取該存取資料。α 8.如申請專利範圍第i項所述之動態記憶體的存取方 17 201042648 NV I'^uu8-iu4 30096twf.doc/n 法，其中該些㈣存取命令分別由多數個客戶端所發送。 、9.如㈣專利範㈣8項所述之動態記憶體的存取方 法’其中該二客戶端包括顯不控制器、影像壓縮解壓縮控 制器、周邊控㈣、中央處理器以及音頻控制哭。 ㈣㈣器’用以存取—動態記^體，包括： 一仲裁為，用以接收多數個資料存取命令，其中各該 資料存取命令針對該動態纖體的—驗址及—庫位址進 行存取’並騎各該倾存取命令所要存取的—存取資料 為一等時性資料或一非等時性資料；以及 -服務順序產生ϋ ’減該核胃，比較各該資料存 取命令的該頁位址及該庫位址與前—次賴動態記憶體存 取進行存取的-前次頁位址及—前次庫位址，以獲得各該 資料存取命令的一位址碰撞狀態，並依據各該資料存取命 令的該存取資料為該等時性資料或該非等時性資料以及該 位址碰撞狀態來對應產生一服務順序；以及 : 存取控制器，耗接該服務順序產生器，依據各該資 料存取命令所對應的該服務順序來依序進行該動態記憶體 的存取動作。 "丨1.申請專利範圍第10項所述之記憶體控制器，其中 虽该仲裁器判斷各該資料存取命令的該存取資料為該等時 性資料時，該服務順序產生器對應產生的該服務順序優先 ，當該仲裁器判斷各該資料存取命令的該存取資料為該非 等時性資料時該服務順序產生器所對應產生的該服務順 序0 18 201042648 * —^-10430096twf.doc/n 12. 如申請專利範圍第1〇項所述之動態記憶體的存取 方法，其中該服務順序產生器判斷該位址碰撞狀態包括該 頁位址與該前次頁位址相同、該頁位址與該前次頁位址不 相同且該庫位址與§亥前次庫位址不相同，或該頁位址與該 前次頁位址不相同且該庫位址與該前次庫位址相同。 ❹ ❹ 13. 如申請專利範圍第12項所述之記憶體控制器，其 中當該服務順序產生器判斷該位址碰撞狀態為該頁位址與 前次頁位址相同時該服務順序產生器對應產生的該服務順 序優先於當該服務順序產生器判斷該頁位址與該前次頁位 址不相同且該雜址與簡次雜科相同時，該服務順 序產生$應產生職服務順序，並且，當該服務順序產生 器判斷該頁位址與該前次頁位址不_且該庫位址盘該前 次庫位址不相同時該服務順序產生器對應產生的該服務 序優先於當該服務順序產生關賴頁健轉前次頁位 址不相同且該庫紐_料庫健_時，、魏務順序 產生器對應產生的該服務順序。 、 Μ.如申料職則13销叙記憶體 並 中該服務順序產生H更重難理各該㈣ 位址與該社頁紐科目同城綠址與簡 ^頁 同中，具有相同的該頁位址的資料依序執行。糾止相 15·如申料職圍第1G項所述之記憶 中該服務順序產生H更騎各該㈣躲 上二 間，並判斷當該等待時間超過-預設最大等待二Ϊ ; 服務順序產生H藉由該存取控㈣直接執行對應^待^ 19 201042648 in v i-z〇w〇-lu4 30096twf.doc/n 間的各該資料存取命令。 16.如申請專利範圍第1〇項所述之記憶體控制器，其 中當該存取資料為該等時性#料時，表示對應的各該資料 存取命令連續由該動態記億體存取該存取資料。 立17·，申請專利範圍第1〇項所述之記憶體控制器，其 t濃些資料存取命令分別由多數個客戶端所發送。 18. 如申請專利範圍第17項所述之記憶體控制器，直 中該些客戶端包括顯示控制器、影像壓縮解壓縮控制器Γ 周邊控制器、中央處理器以及音頻控制器。 19. 如申請專利範圍第1〇項所述之記憶體控制器，发 中該服務順序產生H包括，緩衝ϋ ’用以暫存尚未被執^ 的各該資料存取命令的相關資訊。 20