[发明专利]一种对动态内存进行动态读写访问分组的调度装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对动态内存进行调度的装置及方法，尤其涉及一种应用 于计算机或片上系统的对动态内存进行动态读写访问分组的调度装置及应用 该装置进行调度的方法。

背景技术

现代计算机系统中，存储子系统是多种设备共享的资源，来自不同设备 的请求在发送至内存芯片前必须经过内存控制器的调度仲裁，被选出的请求 才能发送给内存芯片。

动态随机存储器是双向总线，读写切换的时间开销必不可少，当访存操 作方向变化时产生的总线切换周期是不可利用的。如果访存序列频繁地切换 操作方向，会导致系统可用带宽急剧下降，从而损害有强制性能要求的设备 的服务质量。

动态随机存储器的记忆单元是采用体、行和列地址索引的三维器件，其 实际可用带宽极度依赖于具体访存序列。如果访存设备的读写操作比较分散， 而且设备较多，那么在多设备交叉访存情况下会导致内存的读写操作频繁切 换，切换的读写状态匹配，使服务质量不能达到预期。对于动态随机存储器 而言，读写切换是不可避免的，其效率的关键是控制读写切换的频率。如果 读写分组与访存请求本身的服务质量没有直接的关系，往往不能在请求延时 和访存带宽之间取得平衡。

针对动态内存访问中，现有的调度算法中或者不考虑读写方向的切换控 制，或者设置静态域值进行固定的读写静态分组。这种分组切换固定值的设 定，其值是经验性的，没有与应用建立直接联系，而且无法实现动态负载下 的效率优化。当读写操作频繁交替发生，而且访存端口也在频繁切换的情况 下，访存带宽和系统的服务质量都可能受到较大影响。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺陷，提供一种对动态内存进行动态读写访问 分组的内存调度装置和方法，对于读写混合操作较为频繁的系统，本发明可 以大大减少动态随机存储器内存的读写切换开销，并将对系统延时的影响降 低到最小，从而达到在不影响系统任务的延时情况下提高访存控制器的访存 带宽效率的效果。发明可以用于具有服务质量要求或实时性要求的计算机系 统及片上系统的内存控制器设计，实现系统级的服务质量的保证和访存效率 的提高。

本发明所述的对动态内存进行动态读写访问分组的调度装置，用于接收 多个设备的访存请求并将这些访存请求发送至内存芯片，其包括用于接收访 存队列组的多路选择器、及将上述多路选择器进一步选择出的访存操作发送 至内存芯片的与内存芯片连接的内存后端调度器，还包括：

端口队列组模块，用于保存对应所述多个设备的读队列组和写队列组；

读/写裕量寄存器模块，用于对端口队列组模块中的读队列中的调度单位 项的时间裕量值进行设置，以及，用于对端口队列组模块中的写队列中的调 度单位项的时间裕量值进行设置；

读/写队列组裕量计算模块，用于对端口队列组模块中的读队列中设定数 量的调度单位项的时间裕量值进行计算，以及，用于对端口队列组模块中的 写队列中设定数量的调度单位项的时间裕量值进行计算；

以及，读/写切换控制模块，用于根据所述读/写队列组裕量计算模块计算 的设定数量的调度单位项的时间裕量值选择读队列组或写队列组中时间裕量 值小的访存队列组发送至多路选择器。

本发明所述的装置中，还包括：连续长度控制模块，该连续长度控制模 块用于对当前读队列组或写队列组中的调度单位项的长度进行统计；

所述读/写切换控制模块进一步根据该连续长度控制模块的统计结果选 择对应的读队列组或写队列组发送至多路选择器。所述读/写切换控制模块根 据连续长度控制模块统计的当前读队列组或写队列组中的调度单位项的长度 判断是否超过预先设置的读操作或写操作时调度单位项的最小连续长度，若 未超过，则将当前访存队列组发送至多路选择器，否则，根据所述读/写队列 组裕量计算模块计算的设定数量的调度单位项的时间裕量值选择读队列组或 写队列组中时间裕量值小的访存队列组发送至多路选择器。本发明所述的装 置中，所述连续长度控制模块以读队列组或写队列组中的调度单位项的操作 数量计数或操作时间计时来统计其长度。

本发明还提供一种应用前述装置进行对动态内存调度的方法，通过设置 读队列组或写队列组的权重、设置读队列组或写队列组中调度单位项的个数、 设置读操作或写操作时调度单位项的最小连续长度，以及，每个时钟周期内 设置读队列组或写队列组中调度单位项的时间裕量值，并在每个调度周期执 行如下步骤：