[发明专利]管理存储器的方法

说明书

技术领域

本发明有关于内存(memory)，尤有关于一种可提高使用效率的管理内存 方法。

背景技术

内存控制器(memory controller)是所有系统单芯片(system on chip，SOC) 计划中掌管数据存取及指令读取的重要环节，故提高内存的使用率便非常重 要。

目前，同步动态随机存取内存(synchronous dynamic random access memory，SDRAM)、双倍数据传输率(double data rate，DDR)-DRAM、 DDR2-DRAM、DDR3-DRAM等内存都具有多个存储库(memory bank)的架构， 每一存储库又再被切割为列(row)与行(column)。基于此架构，内存先天上的 某些限制会导致使用率下降。第一，连续对同一个存储库的不同列(row)(或页 (page))的存取请求时会产生存储库冲突(bank conflict)，而全部的存储库冲突 时间是「致动至读取」等待时间(latency)t_RCD加上「读取至预充电(precharge)」 等待时间t_RPD加上「预充电至致动(activate)」等待时间t_RP的总和，或是「致 动至致动命令时间」t_RC，以时序限制(timing constraint)较长者为主。然而，若 是对不同存储库的连续存取请求则不会产生存储库冲突，也就不需经历上述 漫长的t_RC等待时间。

第1图显示对同一存储库，连续执行二次存取请求的示意图。在此，为 简化说明，假设内存100只包含二个存储库，即存储库B₀与存储库B₁，同时， 假设内存控制器(图未示)对存储库B₀的第2页至第1页执行完第M个存取请 求(假设是读取请求)，接着，将执行的是第N个读取请求，其起始地址是存 储库B₀的第1页。此时，对同一个存储库的连续存取请求会产生存储库冲突， 因为存储库冲突产生，内存控制器必须先执行预充电以关闭存储库B₀，再将 存储库B₀致动以打开第1页，最后，才对存储库B₀执行读取指令以完成第N 个读取请求。

第二个导致内存使用率下降的限制是写入至读取转换冲突(write to read turn-around conflict)，这是因为对数据总线(data bus)而言，写入与读取二个动 作是完全不同的二个方向，因此，若要执行连续二个不同型态(写入或读取) 的存取请求便需要时间来等待数据总线反向(reverse)。另外，诸如更新 (refresh)、指令冲突等因素也会导致内存使用率会下降，由于不是本说明书讨 论的主题，在此不多做叙述。附带一提的是存储库冲突时间远多于写入至读 取转换冲突时间，因此如何减少存储库冲突是当务之急。

有鉴于内存使用率的重要性，并针对多媒体影音与通信产品的实时性 (real-time)及大量性数据传输的特性，本发明提出一种内存管理方法，可大幅 提高内存的使用率，并进而满足多媒体影音与通信产品的需求。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明之目的之一是提供一种管理内存的方法，利用 分割请求(split request)来增加存储库的变异性，或另辅以其它配合的机制，以 减少存储库冲突产生的机率与提高内存的使用率。为达成上述目的，本发明 管理内存的方法包含以下步骤：判断所有待执行存取请求是否会和前一个已 执行的存取请求产生存储库冲突；当这些待执行存取请求都会和目前执行的 存取请求产生存储库冲突时，选取其中的一个具有一预设数据长度的待执行 存取请求以分割为至少二个子请求，其中，这些子请求中至少有二个的起始 存储库不相同；执行这些子请求，其中，在执行完每一个这些子请求之后与 执行后续的那些子请求之前，皆从这些待执行存取请求中，选取至少1个起 始存储库为闲置的待执行存取请求来执行。

本发明的特色是利用分割请求来增加存储库的多变性，配合重新排序的 仲裁机制(arbitration mechanism)，以减少存储库冲突与写入至读取转换冲突产 生的机率，进而提高内存的使用率，更透过优先权的仲裁机制，以满足多媒 体影音与通信产品的实时性与高质量需求。