為了降低DSP外部SDRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)的功耗,針對(duì)DSP訪問(wèn)片外SDRAM的功耗來(lái)源特點(diǎn),提出了基于總線利用率動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的讀寫歸并方案。該方案動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)外部存儲(chǔ)器接口(EMIF')總線的利用率,根據(jù)總線利用率的不同選擇開(kāi)放的頁(yè)策略,封閉的頁(yè)策略或休眠模式。
 
DSP有限的片內(nèi)存儲(chǔ)器容量往往使得設(shè)計(jì)人員感到捉襟見(jiàn)肘,特別是在數(shù)字圖像處理、語(yǔ)音處理等應(yīng)用場(chǎng)合,需要有高速大容量存儲(chǔ)空間的強(qiáng)力支持。因此需要外接存儲(chǔ)器來(lái)擴(kuò)展DSP的存儲(chǔ)空間。
 
在基于DSP的嵌入式應(yīng)用中,存儲(chǔ)器系統(tǒng)逐漸成為功耗的主要來(lái)源。優(yōu)化存儲(chǔ)系統(tǒng)的功耗是嵌入式DSP極其重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。本文主要以訪問(wèn)外部SDRAM為例來(lái)說(shuō)明降低外部存儲(chǔ)系統(tǒng)功耗的設(shè)計(jì)方法。
 
訪問(wèn)SDRAM的低功耗優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
為更好的管理外部SDRAM，大部分嵌入式DSP片上集成和外部存儲(chǔ)器的接口EMIF，DSP的片內(nèi)設(shè)備通過(guò)EMIF訪問(wèn)和管理存儲(chǔ)器。由EMIF將對(duì)同一行的讀寫盡量歸并到一起進(jìn)行,減少激活/關(guān)閉存儲(chǔ)體引起的附加功耗開(kāi)銷。圖1為基于總線監(jiān)測(cè)的讀寫歸并設(shè)計(jì)方案的框圖。
     
1)采用塊讀的方法取指令。加入簡(jiǎn)化的指令Cache，將對(duì)SDRAM的讀程序讀操作按塊進(jìn)行。只有在Cache錯(cuò)過(guò)時(shí)，由Cache通過(guò)EMIF對(duì)SDRAM進(jìn)行塊讀,每次讀16個(gè)字節(jié)。
 
2)加入寫后數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(WPB),將數(shù)據(jù)總線上的請(qǐng)求發(fā)往WPB,由WPB對(duì)SDRAM進(jìn)行塊寫、讀寫歸并。
 
3)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)EMIF總線的利用率,塊讀和讀寫歸并時(shí)采用開(kāi)放的頁(yè)策略,當(dāng)總線利用率較低時(shí),采用封閉的頁(yè)策略，當(dāng)總線利用率很低時(shí),將SDRAM進(jìn)入休眠模式。


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