交叉配置记忆空间的方法.pdf

本发明是关于一种交叉配置记忆空间的方法，是揭露一种利用动态随机记忆体(Dynamic Random Access Memory，DRAM)所组成的记忆体单元的逻辑位址码当中至少一位元做为控制码，以将记忆空间交叉(interleave)配置于不同的记忆体列(rank)的方法。首先，先程式定义出资料交叉配置方式。接着，依据定义出的方式将资料交叉配置至所属的记忆体列，并在资料所属的记忆体列中实际存取该笔资料。

1、  一种交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中该记忆体空间是由复数个记忆体列所组成，其中利用具有复数个位元的一逻辑位址码定义一资料的逻辑位址，该方法包括以下步骤：
将该资料切分成复数个资料区块；以及
依序将该复数个资料区块平均配置至每一该些记忆体列中，
其中使得该些资料区块中，具有连续逻辑位址的连续资料区块配置到该些记忆体列中不同的记忆体列里。

2、  根据权利要求1所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中所述的每一该些资料区块的大小皆相同，且该些资料区块的大小是由该些记忆体列的架构决定。

3、  根据权利要求2所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中当每一该些记忆体列包含有4个记忆体库，且每个记忆体库可开启的记忆体分页为32K位元组时，该些资料区块的大小为128K位元组。

4、  根据权利要求1所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中依据每一该些记忆体列的大小将该些资料区块平均配置至每一该些记忆体列中。

5、  根据权利要求1所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中所述的该些位元的数目由该记忆体空间的大小决定。

6、  根据权利要求1所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中更包括从该些位元当中选出部份位元成为一交叉控制码。

7、  根据权利要求6所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中所述的交叉控制码的位元数目由该资料的大小决定。

8、  根据权利要求6所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中根据该交叉控制码的逻辑状态分配该些资料区块至每一该些记忆体列中。

9、  根据权利要求6所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中更包括将该些记忆体列分成至少一记忆体群组，并根据该交叉控制码的逻辑状态，将该些资料区块分配至该至少一记忆体群组其中之一所包含的每一记忆体列中。

10、  根据权利要求6所述的交叉配置记忆空间的方法，其特征在于其中更包括利用该逻辑位址码的较高位元取代该交叉控制码后，解码经取代后的该逻辑位址码以得到该资料区块在该些记忆体列中的实际位址。

交叉配置记忆空间的方法
技术领域
本发明涉及一种记忆体系统的存取方法，特别是涉及一种使用于具有多记忆体列的记忆体系统，以提高资料处理量(throughput)的交叉(interleave)存取方法的交叉配置记忆空间的方法。
背景技术
现今的资料(资料即数据，以下均称为资料)存取系统一般皆包含有记忆体(记忆体即存储介质，存储器，内存，以下均称为记忆体)单元，而其中又会有部分的记忆体单元是以多记忆体列的方式设计，以便日后扩充记忆体容量之用，而这多个记忆体列往往共用同一条系统汇流排(systembus)(汇流排即总线，以下均称为汇流排)。
记忆体的存取架构是以记忆体分页(page)为基础，欲读取一笔资料，必须先开启(activate)一记忆体分页，经过若干时脉周期(cycle)后，再对记忆体下达存取指令，记忆体接收该指令后，必须要等待一段时间后才能存取到所要求的资料，这段时间即为潜伏(latency)时间。从开启一记忆体分页到资料存取，得花费许多时脉周期，但若下一笔欲存取的资料同样位于该分页，则可以省去开启分页的时间，并且可以充分利用记忆体存取指令与资料的管线化(pipeline)架构，提高资料汇流排的效率。反之，若欲存取的资料并不存在该资料页，则必须先关闭(precharge)已开启的资料页，再重新开启该笔资料所在的资料页，经过若干周期，下达存取指令，再经过潜伏时间才可存取资料，在此期间，资料汇流排是处于闲置的状态，因此记忆体分页开关对于整个资料存取系统造成了很大的额外负担(overhead)。
请参阅图1所示，是现有传统的连续存取记忆体方法所需花费时序的简图，显示了存取资料位于不同分页的资料存取情形，存取周期102为存取第一笔资料时总共所花费的时脉数。首先花费两个时脉开启一分页，发出资料存取指令后，经过三个时脉周期的潜伏时间后再花费两个时脉周期做资料存取。因为紧接下来要存取的第二笔资料与第一笔资料位于同一记忆体列的不同分页，因此必须等到第一笔资料存取后，关闭旧资料页，开启新资料页，才能存取第二笔资料，之后还要再花费和存取周期102一样的存取周期104才能将第二笔资料存取完毕。在这个例子里存取第二笔资料需花费九个时脉周期，但其中有大部分的时间是耗费在无意义的记忆体分页开关上。
依照现有传统的资料储存方式，彼此相关的连续性资料(如同一应用程式的程式码)通常会一并被存入连续的记忆体位置中，此时纵然装置有多个记忆体列，这些连续性资料仍有很大的机会被存放在同一个记忆体列里面。因此可连续存取的资料，局限于该记忆体列的记忆体分页大小，若存取超出该分页大小，则必须关闭旧分页，开启新分页，而严重降低了资料汇流排效率。
由此可见，上述现有的存取记忆体的方法在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决存取记忆体的方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般存取记忆体的方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的存取记忆体的方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的交叉配置记忆空间的方法，能够改进一般现有的存取记忆体的方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的存取记忆体的方法存在的缺陷，而提供一种新的交叉配置记忆空间的方法，所要解决的技术问题是使其可以提供一种在多记忆体列的记忆体单元中，可程式交叉配置记忆体空间的方法，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种新的交叉配置记忆空间的方法，所要解决的技术问题是使其提供一种对记忆体单元的资料存取方法，可以提高资料的存取效率，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种交叉配置记忆空间的方法，其中该记忆体空间是由复数个记忆体列所组成，其中利用具有复数个位元地一逻辑位址码定义一资料的逻辑位址，该方法包括以下步骤：将该资料切分成复数个资料区块；以及依序将该复数个资料区块平均配置至每一该些记忆体列中，其中使得该些资料区块中，具有连续逻辑位址的连续资料区块配置到该些记忆体列中不同的记忆体列里。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其中所述的每一该些资料区块的大小皆相同，且该些资料区块的大小是由该些记忆体列的架构决定。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其中当每一该些记忆体列包含有4个记忆体库，且每个记忆体库可开启的记忆体分页为32K位元组时，该些资料区块的大小为128K位元组。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其中依据每一该些记忆体列的大小将该些资料区块平均配置至每一该些记忆体列中。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其中所述的该些位元的数目由该记忆体空间的大小决定。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其中更包括从该些位元当中选出部份位元成为一交叉控制码。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其中所述的交叉控制码的位元数目由该资料的大小决定。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其中根据该交叉控制码的逻辑状态分配该些资料区块至每一该些记忆体列中。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其更包将该些记忆体列分成至少一记忆体群组，并根据该交叉控制码的逻辑状态，将该些资料区块分配至该至少一记忆体群组其中之一所包含的每一记忆体列中。
前述的交叉配置记忆空间的方法，其更包括利用该逻辑位址码的较高位元取代该交叉控制码后，解码经取代后的该逻辑位址码以得到该资料区块在该些记忆体列中的实际位址。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上的技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明提出一种交叉配置记忆空间的方法，其是应用于一般资料存取系统中记忆体单元的资料存取方法。此方法以记忆体的逻辑位址码为基础，特别将当中部分位元予以组合做为交叉控制码，使拥有连续记忆体逻辑位址的连续性资料，会依照交叉控制码的分配被配置到不同的实体记忆体列上，资料存取系统中的其他单元便能够对记忆体单元做管线式的存取。因此在解码资料的逻辑位址码之前必须先将交叉控制码解码以求得资料所归属的记忆体列，再产生并解码记忆体列逻辑位址码以求得资料的实体位置。交叉控制码的选择与连续性资料的分配方式与分配的资料区块大小以及记忆体列配置有着密切的关系，故利用可程式化的方式来选定交叉控制码。
在下面所叙述的实施例，包含着交叉控制码的选定以及其所对应的连续性资料的分配方式。此分配方式以及分配的资料区块大小皆拥有多种的变化，可视实际的使用需求来加以调整，并非将其加以限定于此。在经过与交叉控制码及记忆体列逻辑位址码相对应的解码步骤之后，能够得到资料记忆体列中实际的位置，并对资料做实际的存取。
经由上述可知，本发明是关于一种交叉配置记忆空间的方法，是揭露了一种利用动态随机记忆体(Dynamic Random Access Memory，DRAM)所组成的记忆体单元的逻辑位址码当中至少一位元做为控制码，以将记忆空间交叉(interleave)配置于不同的记忆体列(rank)的方法。首先，先程式定义出资料交叉配置方式。接着，依据定义出的方式将资料交叉配置至所属的记忆体列，并在资料所属的记忆体列中实际存取该笔资料。
借由上述技术方案，本发明交叉配置记忆空间的方法至少具有下列优点：
1、本发明提供了一种在多记忆体列的记忆体单元中，可程式交叉配置记忆体空间的方法，从而更加适于实用。
2、本发明另提供了一种新的对记忆体单元的资料存取方法，可以提高资料的存取效率，从而更加适于实用。
3、本发明再提供了一种可减少分页开启次数的记忆体单元存取方法，可以提高效率，从而更加适于实用。
4、本发明又提供了一种可缩短资料存取周期的记忆体单元存取方法，可以提高效率，从而更加适于实用。
综上所述，本发明特殊的交叉配置记忆空间的方法，具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的存取记忆体的方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是现有传统的连续存取记忆体方法所需花费时序的简图。
图2是一资料存取系统的简略方块图。
图3A是本发明实施例的记忆区块分配图。
图3B是本发明实施例的记忆区块分配图。
图4是本发明的方法流程图。
102：资料存取周期    104：资料存取周期
202：中央处理单元    204：系统汇流排
206：记忆体控制单元  208：记忆体单元
212：记忆体模组槽    214：记忆体模组槽
216：记忆体模组槽    218：记忆体模组槽
302：记忆空间    304：记忆空间
402：步骤        404：步骤
406：步骤        408：步骤
410：步骤
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的交叉配置记忆空间的方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图2所示，是一资料存取系统的简图，当中含有一中央处理单元202通过系统汇流排204送出讯号对记忆体控制单元206作资料存取的要求。记忆体控制单元接受了此要求后再依据中央处理单元202传送来的逻辑位址讯号来将资料读出或写入记忆体单元208的实体位址中，记忆体控制单元206有着转换记忆体逻辑位址与实体位址的作用。
在此实施例中，假设由记忆体控制单元206与记忆体单元208所组合成的记忆体系统为一同步动态随机存取记忆体(Synchronous DRAM，SDRAM)架构，亦可为双倍资料传输率(Double Data Rate，DDR)的SDRAM架构。SDRAM架构的特点在于其一记忆体列(rank)由复数个记忆体库(bank)所组成，每一记忆体库同时可以开启一个记忆体分页(page)，每一记忆体分页的大小依记忆体元件的设计可以由4KB至32KB。若以一个记忆体分页的大小为32KB，一记忆列由四记忆体库组成来计算，此记忆体列中最多可同时开启128KB的资料，亦即，当有两个记忆体列可同时被存取时，则可同时开启256KB的资料，以此类推。
现假设记忆体单元208含有记忆体列212、记忆体列214、记忆体列216及记忆体列218等四个记忆体列。再假设记忆体列212上装置有256MB大小的记忆体，记忆体列214上没有装置任何记忆体，而记忆体列216及记忆体列218上皆分别装置有一128MB大小的记忆体，亦即记忆体单元208总共有512MB大小的记忆空间可供存取资料，因此需要29个位元{A28，A27，……，A1，A0}来定址。
现有习知的记忆体位址对映方法，大多采用线性的方式分配记忆体位址。以此例说明，记忆体列212分配到逻辑位址0M至256MB的空间，记忆体列216分配到逻辑位址256M至384MB的空间，记忆体列218分配到逻辑位址384M至512MB的空间。此时逻辑位址{A28，A27}便可用来决定一逻辑位址对映的记忆体列，{A28，A27}为{0，0}及{0，1}的资料会被对映至记忆体列212，{A28，A27}为{1，0}的资料会被对映至记忆体列216，{A28，A27}为{1，1}的资料会被对映至记忆体列218。{A26，A25，……A1，A0}则决定该逻辑位址在其对应的记忆体列中的实体位置。
现有的一应用程式须占用记忆体64MB的空间，如前所述，此应用程式被赋予一段连续的逻辑位址空间。此时若将此应用程式的逻辑位址空间直接对映至实际位址空间使用，则此应用程式就有可能会被直接整个放入记忆体列212、记忆体列216或记忆体列218其中之一的记忆体中，则该应用程式最多只能同时开启128KB的资料页，而使记忆体单元的存取效率低下。因此，本发明的记忆体对映方法可将此64MB的应用程式分割，分配至记忆体列212、记忆体列216及记忆体列218的记忆体当中存放，以提高该应用程式可同时存取的资料页容量。
现欲将各笔资料平均分散至记忆体列212、记忆体列216及记忆体列218等三个记忆体列中，故至少须采用两个位元来做为交叉控制码，始能在三个记忆体列中作选择。在此例举各笔资料的逻辑位址码当中的{A18，A17}为交叉控制码，然而在实际应用上，交叉控制码可使用逻辑位址码中不特定的位元，并不为本例所限定。其中假设{A18，A17}为{0，0}及{1，0}的资料会被分配至记忆体列212，{A18，A17}为{0，1}的资料会被分配至记忆体列216，{A18，A17}为{1，1}的资料会被分配至记忆体列218。
请参阅图3A所示，是本发明实施例的记忆区块分配图，描绘出这种方式下的分配情况，其可视为将512MB的记忆空间302分割成4096块，每块128KB(举例但不限定；假设每个记忆体列有4个记忆库，而每个记忆库同时可开启一个32K大小的记忆体分页)的区块(block)，然后将区块0001到区块0004依序分配至记忆体列212、记忆体列216、记忆体列212及记忆体列218中，而其余的区块一样依此循序配置的方式分配下去直到将资料分配完毕为止。亦即在本发明的实施例中，连续逻辑位址码的连续资料区块不会被配置到相同的记忆体列中。
当决定了一笔资料所归属的记忆体列后，接下来就必须求得其在记忆体列中的实际位置，可由解码该笔资料的逻辑位址来达到此目的。其中由于原始逻辑位址码当中的{A18，A17}位元已被用做为交叉控制码的用途，因此可以使用A28、A27等较高位元来取代{A18，A17}成为一替代的逻辑位址码。在此例中选用A27及A28来分别取代A17及A18。也就是说，解码{A25，A24，……，A19，A28，A27，A16，……，A1，A0}后所得到的位置，就是资料在其所属的记忆体列中的实际位置。最后便可在资料所属的记忆体列里的实际位置，对资料作实际的存取。
组合不同位元来做为交叉控制码会产生不同的交叉效果，当然，这些做为交叉控制码的位元并不一定是相邻的，并可视各种应用程式不同的特性来加以配合。请参阅图3B所示，是本发明实施例的记忆区块分配图，说明了另一实施例，其与图3A中的例子相同，但其中记忆体列212是改为装置一128MB容量的记忆体，而在记忆体列214上也装置一128MB容量的记忆体。
在此实施例中，记忆体列212与记忆体列214共同分配到记忆空间304中逻辑位址0M至256MB的空间，构成记忆群组(group)X，记忆体列216与记忆体列218共同分配到记忆空间304中逻辑位址256M至512MB的空间，构成记忆群组Y。记忆群组X选用逻辑位址码当中的A17来做为交叉控制码，并定义A17为0的资料会被分配至记忆体列212，A17为1的资料会被分配至记忆体列214。记忆群组Y选用逻辑位址码当中的A18来做为交叉控制码，A18为0的资料会被分配至记忆体列216中，A18为1的资料会被分配至记忆体列218。此时，512MB的记忆空间304的分配情形就会如图3B所示，区块0001到区块2048，每块128KB的区块资料会先被交叉分配至记忆体模组槽212与记忆体模组槽214的记忆体模组中，而后区块2049到区块3072，每块256KB的区块资料则会被交叉分配至记忆体模组槽216与记忆体模组槽218的记忆体模组中。最后，利用A28分别取代记忆体群组X的A17及记忆体群组Y的A18，产生替代逻辑位址码，用以解码求得实体位置。
由以上的实施例可知，记忆体模组交叉的阶数(level)及分群方法皆可利用本发明来加以程式控制之。
请参阅图4所示，是本发明方法流程图，说明了本发明的方法流程。本发明交叉配置记忆空间的方法，包括以下步骤：首先利用一组复数位元的逻辑位址码定义资料，其中逻辑位址码的位元数目由记忆体空间大小决定(步骤402)；接着，将资料切分成复数个资料区块，而每一个资料区块都分别有一组对应的逻辑位址码(步骤404)；接着将逻辑位址码的部份位元当作交叉控制码，根据交叉控制码的逻辑状态将每一个资料区块平均分配到每一个记忆体列中(步骤406)，其中交叉控制码的位元数目与资料区块的大小相关；利用逻辑位址码较高的位元取代交叉控制码(步骤408)；最后，解码取代后的逻辑控制码即可得到资料区块在记忆体列中的实际位址(步骤410)。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。