[发明专利]动态存储管理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及分配存储地址的装置及方法，特别涉及动态分配存储地址的装置及方法。

背景技术

在电子设备中一般使用存储器来缓存各种信息和数据，例如SRAM(静态随机存取存储器)、DRAM(动态随机存取存储器)。电子设备常常需要处理多个数据通道的业务，因此存储器必须同时满足多个数据通道的存储需求，而不同数据通道的流量特性各不相同，造成对存储容量的需求有很大的不同。因此，如何高效、灵活地分配存储器中的存储地址进行多数据通道的数据存储，是电子设备设计过程中需要考虑的主要问题之一。如图1所示，各个数据通道将存储数据和存储地址发送到存储管理装置，所述存储管理装置将存储数据按照存储地址存储在存储器中。

现有存储管理一般采用如下两种主流方案：静态方案和半动态方案，下面具体介绍这两种方案的具体实现方式。

静态方案将存储器的全部存储地址平均分配给各个数据通道，如图2所示，一般由申请处理单元、释放处理单元、存储操作单元、RAM(随机存取存储器)接口电路、以及存储地址记录表共同完成对存储地址的利用，存储操作单元通过RAM接口电路连接到RAM。

存储地址记录表记录每个数据通道分配到存储地址的首地址和尾地址，并标记存储地址是否被占用(图中灰色部分表示已经被占用的存储地址，白色部分表示尚未占用的可用存储地址)，一般存储地址记录表采用的数据结构包括存储地址和标记位，其中存储地址指向存储器中的存储位置，标记位标识该存储地址是否被占用，一般标记位为1表示该存储地址已被占用，标记位为0表示该存储地址可用。

在实际工作过程中，首先将RAM的存储地址划分，为每个数据通道分配一段独立的连续存储地址。并将这些连续存储地址写入到存储地址记录表，所有的地址都标记为可用。

当某个数据通道存储数据时，所述数据通道发送存储请求信号到中请处理单元，申请处理单元查看存储地址记录表中该数据通道对应的地址段，判断所述数据通道对应的地址段内是否有可用的存储地址，如果有可用的存储地址，申请处理单元将可用的存储地址发送给所述数据通道；同时，存储地址记录表将发送给所述数据通道的存储地址标记为已占用。所述数据通道接收到存储地址后，将需要存储的数据和接收到的存储地址发送给存储操作单元，存储操作单元通过RAM接口电路，将存储数据按存储地址写到RAM的指定位置。

当需要释放存储地址时，数据通道将需要释放的存储地址发送给释放处理单元，释放处理单元查看存储地址记录表中该数据通道对应的地址段，找到当前需要释放的存储地址，然后由存储地址记录表将该存储地址标记为可用，并通过释放处理单元向数据通道发送一个释放成功的确认信息。

在上述静态方案中，存储器中所有存储地址都被固定地平均分配给各个数据通道，各个数据通道间的存储地址不能共享。然而各个数据通道对存储容量的需求是不同的，有的数据通道的流量较大，需要较大的存储容量；有的数据通道流量较小，只需要较小的存储容量。所以，上述静态方案存在以下缺点：第一、效率低，当各个数据通道间流量不平均或某个数据通道流量变化较大时，造成某些数据通道分配到的存储地址已经全部被占用，而其它数据通道分配到的存储地址还富裕很多，使得RAM不能被有效利用，降低了RAM的利用效率；第二、成本高，为了保证各个数据通道都有足够的存储容量使用，需要增加每个数据通道分配到的存储容量，在数据通道比较多时，要求RAM的总存储容量较大，造成生产电子设备成本较高。

半动态方案是对静态方案的一种改进，半动态方案可以通过命令，将全部存储地址按照各个数据通道的平均流量分配，如果数据通道的平均流量发生变化时，可以通过命令，将全部存储地址按照变化后各个数据通道的平均流量重新分配。如图3所示，半动态方案在静态方案的基础上增加了分配处理单元，该分配处理单元连接到电子设备的处理器(CPU或微处理单元)，并且连接到存储地址记录表，首先，处理器计算一定时间内，数据通道的平均流量；然后，分配处理单元根据数据通道的平均流量，将存储地址分配给各个数据通道；过一段时间后，处理器重新统计数据通道的平均流量；分配处理单元根据重新统计的数据通道的平均流量，修改上一次的地址分配方案。

半动态方案的存储数据和释放存储地址的过程和静态方案一致，不再赘述。

但是半动态方案需要计算每个数据通道的平均流量，并根据平均流量为每个数据通道分配相应的存储地址，如果部分数据通道的流量出现变化，还要同步调整存储容量的大小，并且每次调整需要耗费很长时间，如果调整太频繁的话，就加大了计算量，降低了工作效率。