用于经由数据掩蔽来降低存储器i/o功率的系统和方法

文档序号:9925382
用于经由数据掩蔽来降低存储器i/o功率的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]动态随机存取存储器(DRAM)被用在各种计算设备(例如,个人计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、视频游戏控制台、便携式计算设备、移动电话等)中。DRAM是一种类型的易失性存储器,其将数据的每个比特存储在集成电路内的单独的电容器中。电容器可以被充电或放电。采用这两个状态来表示比特的两个值,常规上被称为O和I。因为电容器漏电,所以信息最终渐弱,除非电容器电荷被周期性地得到补充。因为这个更新要求,所以与SRAM和其它静态存储器相反,DRAM被称为动态存储器。
[0002]DRAM的优势是其结构的简易(每比特仅需要一个晶体管和一个电容器),这允许DRAM达到非常高的密度。然而,随着DRAM密度和速度要求持续增长,存储器功耗正成为重要的问题。
[0003]DRAM内的功率通常被分类为内核存储器阵列功率和非内核功率。内核存储器阵列功率指代用于保持比特单元/阵列中的所有数据并且管理泄露和刷新操作的功率。非内核功率指代用于将所有数据传入和传出存储器设备、感测放大器并且管理外围逻辑单元、复用器、内部总线、缓冲器、输入/输出(I/O)驱动器和接收机的功率。降低非内核功率是重要的问题。
[0004]用于降低非内核功率的现有的解决办法典型地涉及减小操作电压、减小负载电容或每当不要求性能时暂时地降低操作频率。然而,这些解决办法未能解决要求很高的带宽密集型使用情况。其它解决办法尝试减小与存储器系统相关联的数据活动因子。数据活动因子k指代在固定时段内存储器访问系统中的O到I的切换或转变的数量。例如,在下面的单个导线上的8节拍序列0、1、0、1、0、1、0、1中,k = 0.5。已经针对特定类型的数据(诸如使用图像压缩的显示帧缓冲器)提出了对减小数据活动因子的尝试。这典型地在源(即,显示硬件引擎)处执行。然而,这样的解决办法是非常专用的并且受限于这种类型的显示数据,这种类型的显示数据典型地占总DRAM使用的相对小的百分比。
[0005]因此,在本领域中仍然存在对用于节省DRAM存储器系统中的存储器I/O功率的改进的系统和方法的需求。

【发明内容】

[0006]公开了用于降低存储器I/O功率的系统和方法。一个实施例是一种系统,其包括片上系统(SoC)、DRAM存储器设备以及数据掩蔽功率降低模块。所述SoC包括存储器控制器。所述DRAM存储器设备经由多个DQ管脚耦合到所述存储器控制器。所述数据掩蔽功率降低模块包括被配置为在数据掩蔽操作期间将所述DQ管脚驱动到功率节省状态的逻辑单元。
[0007]另一个实施例是一种用于降低存储器I/O功率的方法。一种这样的方法包括:确定经由多个DQ管脚耦合到存储器控制器的DRAM存储器设备的类型;基于所述DRAM存储器设备的所述类型来选择多个DQ管脚状态中的一个DQ管脚状态,以用于在数据掩蔽操作期间降低与所述DRAM存储器设备相关联的存储器I/O功率;启用所述数据掩蔽操作;以及在所述数据掩蔽操作期间,将所述DQ管脚驱动到所选择的DQ管脚状态。
【附图说明】
[0008]在附图中,除非另外指示,否则遍及各个视图,相似的附图标记指代相似的部分。对于具有诸如“102A”或“102B”的字母字符标记的附图标记,字母字符标记可以区分出现在同一附图中的两个相似的部分或元素。当旨在使附图标记涵盖在所有附图中具有相同附图标记的所有部分时,可以省略附图标记的字母字符标记。
[0009]图1是用于经由数据掩蔽来降低存储器I/O功率的系统的实施例的框图。
[0010]图2是示出了默认的数据掩蔽操作的实施例的时序图。
[0011]图3是示出了用于在数据掩蔽期间降低存储器I/O功率的保持上一状态的实施例的时序图。
[0012]图4是示出了用于在数据掩蔽期间降低存储器I/O功率的保持低状态的实施例的时序图。
[0013]图5是示出了用于在数据掩蔽期间降低存储器I/O功率的保持高状态的实施例的时序图。
[0014]图6是示出了用于在数据掩蔽期间降低存储器I/O功率的三状态状态的实施例的时序图。
[0015]图7a_7e示出了用于在数据掩蔽期间驱动DQ管脚的DQ管脚端接方案的各种实施例。
[0016]图8是示出了在图1的系统中实现的用于经由数据掩蔽来降低存储器I/O功率的方法的实施例的流程图。
[0017]图9是示出了在DDR事务期间实现的数据掩蔽功率降低方法的实施例的时序图。
[0018]图10是示出了应用于存储器读取操作的数据掩蔽功率降低方法的实施例的框图。
[0019]图11是示出了应用于存储器写入操作的数据掩蔽功率降低方法的实施例的框图。
[0020]图12是包括图1的系统的便携式计算机设备的实施例的框图。
【具体实施方式】
[0021]本文使用的词语“示例性”意味着“作为示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优选于其它方面或比其它方面有优势。
[0022]在本描述中,术语“应用”还可以包括具有可执行内容(诸如:对象代码、脚本、字节代码、标记语言文件以及补丁)的文件。另外,本文中所引用的“应用”还可以包括本质上不可执行的文件(诸如可能需要被打开的文档或需要被访问的其它数据文件)。
[0023]术语“内容”还可以包括具有可执行内容(诸如:对象代码、脚本、字节代码、标记语言文件以及补丁)的文件。另外,本文中所引用的“内容”还可以包括本质上不可执行的文件(诸如可能需要被打开的文档或需要被访问的其它数据文件)。
[0024]如在本描述中使用的,术语“组件”、“数据库”、“模块”、“系统”等等旨在指代与计算机相关的实体,要么是硬件、固件、硬件和软件的组合、软件,要么是执行中的软件。例如,组件可以是,但不限于是:在处理器上运行的过程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。通过说明的方式,在计算设备上运行的应用和计算设备二者可以是组件。一个或多个组件可以存在于过程和/或执行的线程中,以及组件可以位于一个计算机中和/或分布在两个或更多个计算机之间。另外,这些组件可以从具有存储在其上的各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。组件可以诸如根据具有一个或多个数据分组(例如,来自与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互,和/或跨诸如互联网的网络通过信号的方式与其它系统进行交互的一个组件的数据)的信号,通过本地和/或远程过程的方式进行通信。
[0025]在本描述中,术语“通信设备”、“无线设备”、“无线电话”、“无线通信设备”和“无线手持机”被可互换地使用。随着第三代(“3G”)无线技术和第四代(“4G”)的出现,更大的带宽可用性已经实现了具有更多种类的无线能力的更加便携的计算设备。因此,便携式计算设备可以包括蜂窝电话、寻呼机、PDA、智能电话、导航设备或具有无线连接或链路的手持计算机。
[0026]图1示出了用于使用数据掩蔽特征来降低存储器I/O功率的系统100。系统100可以实现在任何计算设备中,包括个人计算机、工作站、服务器、便携式计算设备(PCD)(诸如蜂窝电话、便携式数字助理(PDA)、便携式游戏控制台、掌上型计算机或平板计算机)。如图1的实施例所示,系统100包括片上系统(SoC) 102,SoC 102耦合到包括DRAM 104的存储器系统。SoC 102包括各种片上组件,各种片上组件包括向DRAM 104请求存储器资源的一个或多个存储器客户端106。存储器客户端106可以包括一个或多个处理单元(例如,中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、显示处理器等)、视频编码器、或请求到DRAM 104的读取/写入访问的其它客户端。存储器客户端106经由SoC总线110连接到存储器控制器108。存储器控制器108控制经由(一个或多个)SoC物理层设备114去往和来自DRAM104的数据的流动。
[0027]如图1所示,存储器控制器108和DRAM 104经由数据总线来进行存储器数据的通信,数据总线包括存储器控制器108和SoC物理层设备114之间的接口 116以及SoC物理层设备114和DRAM 104之间的接口 120。存储器控制器108被配置为经由(一个或多个)数据掩蔽(DM)信号来选择性地控制数据掩蔽。可以将DM信号经由连接118提供给SoC物理层设备并且经由连接122提供给DRAM 104。如本领域已知的,数据掩蔽是存储器设备(诸如DRAM 104)的内置特征,用于防止数据被重写。如下文更加详细地描述的,系统100增强数据掩蔽特征以降低用于与DR
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