专利名称：存储器控制系统及方法
技术领域：
本发明是有关于一种存储器控制系统及方法，且特别是有关于一种可以最佳化存储器使用效能的存储器控制系统及方法。
背景技术：
当存储器在进行数据的写入/读取时，须依序执行包括活化(activate)、写入/读取指令及预充电等步骤，方能存取数据。不同来源的请求指令对存储器的存取方式不同。以电视系统中的显示控制器为例，显示控制器用以显示影像图框，其显示请求指令如图1所示，以逐行(line)存取的方式对存储器进行数据存取的动作。由于采逐行存取的显示请求指令所存取的数据在存储器中均为连续的，故数据的存取可采用管线(pipeline)的方式， 以达到最佳存储器频宽利用率。另外，以视讯译码器为例，其译码请求指令如图2所示，以区块(block)存取的方式对存储器进行数据存取的动作。然而采区块存取的译码请求指令在切换存储器地址时可能发生页(page)地址未击中但库(bank)地址击中的现象，如此将无法采用管线的方式隐藏活化指令的步骤，导致效能降低，无法达到最佳存储器频宽利用率。是故，分块(tiling) 机制被提出，其通过重新对映存储器地址，使得视讯译码器虽然以区块为单位存取存储器， 但存取的数据在存储器的地址是连续的，可大幅降低页地址未被击中的情况，提升存储器频宽利用率。然而，现今市面上的电视系统中通常都内含显示控制器及视讯译码器，亦即单一系统中存在逐行存取与区块存取两种存储器存取方式。如此一来，若采用逐行存取，则视讯译码器存取存储器的效能变差；若采用分块机制以重新对映存储器地址，则显示控制器存取存储器的效能变差。亦即，在传统的存储器存取技术下，包括两种存储器存取方式的系统无法达到最佳化的存储器频宽利用率。
发明内容
本发明有关于一种存储器控制系统及方法，利用分类队列汇集同类型的请求指令，并视需求而对应到独立的转换机制，以达到最佳化整体系统效能的目的。根据本发明的第一方面，提出一种存储器控制系统，包括一第一队列单元、一第二队列单元、一第一转换单元、一第二转换单元、一仲裁器以及一控制单元。第一队列单元用以暂存多个第一请求指令，此些第一请求指令对于一存储器的存取方式为逐行存取。第二队列单元用以暂存多个第二请求指令，此些第二请求指令对于存储器的存取方式为区块存取。第一转换单元用以选择性地重新指派此些第一请求指令对应的存储器地址。第二转换单元用以选择性地重新指派此些第二请求指令对应的存储器地址。仲裁器耦接至第一转换单元及第二转换单元，用以执行此些第一请求指令及此些第二请求指令对于存储器的实时排程。控制单元用以比较此些第一请求指令的频宽与此些第二请求指令的频宽，并依据比较的结果控制第一转换单元及第二转换单元是否执行重新指派的动作。
根据本发明的第二方面，提出一种存储器控制方法，包括下列步骤。利用一第一队列单元暂存多个第一请求指令，此些第一请求指令对于一存储器的存取方式为逐行存取。 利用一第二队列单元暂存多个第二请求指令，此些第二请求指令对于存储器的存取方式为区块存取。利用一仲裁器执行此些第一请求指令及此些第二请求指令对于存储器的实时排程。利用一控制单元比较此些第一请求指令的频宽与此些第二请求指令的频宽，并依据比较的结果控制一第一转换单元选择性地重新指派此些第一请求指令对应的存储器地址，且控制一第二转换单元选择性地重新指派此些第二请求指令对应的存储器地址。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
图1绘示传统显示控制器对存储器进行逐行存取的示意图。图2绘示传统视讯译码器对存储器进行区块存取的示意图。图3绘示依照本发明较佳实施例之存储器控制系统的方块图。主要组件符号说明30:中央处理器40 音频控制器50:周边控制器60:存储器100:存储器控制系统110:第一队列单元115:第一转换单元120 第二队列单元125:第二转换单元130 第三队列单元140 仲裁器150 控制单元152 缓存器154 微控制器L1-L1^B1 Bn:要求者
具体实施例方式本发明提出一种存储器制系统及方法，利用分类队列将不同类型的请求指令分类，并使其具有各自独立的地址转换机制，再视需求而动态选择地址转换机制，以达到最佳化整体系统效能的目的。请参照图3，其绘示依照本发明较佳实施例的存储器控制系统的方块图。存储器控制系统100包括一第一队列(queue)单元110、一第二队列单元120、一第三队列依单元 130、一第一转换单元115、一第二转换单元125、一仲裁器(arbiter) 140以及一控制单元 150。第一队列单元110用以暂存多个第一请求(request)指令，此些第一请求指令对于一存储器60的存取方式为逐行存取。第二队列单元120用以暂存多个第二请求指令，此些第二请求指令对于存储器60的存取方式为区块存取。其中，第一请求指令例如为显示请求指令，用以显示影像图框；第二请求指令例如为译码请求指令，用以进行数据译码，然并不限制。第三队列单元130用以暂存其它类型的请求指令，例如来自中央处理器30、音频控制器40或周边控制器50等其它类型的请求指令。亦即，不同类型的请求指令被分类而被暂存于不同的队列单元。第一转换单元115耦接至第一队列单元110，受控于控制单元150以选择性地重新指派多个第一请求指令对应的存储器地址，使得此些第一请求指令对于存储器60的存取方式由逐行存取转换为区块存取。第二转换单元125耦接至第二队列单元120，受控于控制单元150以选择性地重新指派多个第二请求指令对应的存储器地址，使得此些第二请求指令对存储器60的存取方式由区块存取转换为逐行存取。亦即，此些第二请求指令在被重新指令存储器地址后所存取的数据在存储器60的地址是连续的。仲裁器140耦接至第一转换单元115、第二转换单元125及第三队列单元130，执行第一队列单元110的多个第一请求指令、第二队列单元120的多个第二请求指令及第三队列单元130的其它请求指令对于存储器60的实时排程。控制单元150比较此些第一请求指令的频宽与此些第二请求指令的频宽，并依据比较的结果控制第一转换单元115及第二转换单元125是否执行重新指派存储器地址的动作。控制单元150包括一缓存器152以及一微控制器154。缓存器152耦接至第一转换单元115及第二转换单元125。微控制器IM用以计算此些第一请求指令的频宽与此些第二请求指令的频宽，并依据计算的结果输出一第一控制指令至缓存器152以使能或失能第一转换单元115，且输出一第二控制指令至缓存器152以使能或失能第二转换单元125。 微控制器巧4实质上更用以计算此些第一请求指令及此些第二请求指令被重新指派对应的存储器地址后，对存储器60进行存取的频宽。假定存储器控制系统100对应至m个逐行存取的要求者L1 Lm，并对应至η个区块存取的要求者B1 Bn，m与η为正整数。此外，假定用以从存储器60存取供显示用途的数据的第一 /第二请求指令的重新指派机制为f (χ)，用以从存储器60存取供译码用途的第二请求指令的重新指派机制为g(x)。若L(X)与B(X)分别代表逐行存取与区块存取的要求者的频宽，则逐行存取的要求者L1 Lm的频宽分别为L(L1) L(Lm)，区块存取的要求者 B1 Bn的频宽分别为B (B1) B (Bn)。当微控制器IM判断此些第一请求指令的频宽超过此些第二请求指令的频宽达一第一临界值，亦即逐行存取的此些第一请求指令的频宽需求高于区块存取的此些第二请求指令的频宽需求，则微控制器1 输出第一控制指令及第二控制指令至缓存器152，以分别失能第一转换单元115及第二转换单元125。此时，微控制器IM计算得到整体频宽BW 为L(L1) +L(L2) +…+L(Lffl) +B(B1) +B(B2) +…+B(Bn)，需在存储器60所能提供的频宽范围内。 其中，第一请求指令例如为显示请求指令，第二请求指令例如为译码请求指令，则代表用来显示的频宽需求高(例如显示高画质影像)，微控制器1 会失能第一转换单元115及第二转换单元125以关闭重新指派机制f (χ)与g(x)，以达到最佳存储器频宽利用率。当微控制器IM判断此些第二请求指令的频宽超过此些第一请求指令的频宽达一第二临界值，亦即区块存取的此些第二请求指令的频宽需求高于逐行存取的此些第一请求指令的频宽需求，则微控制器1 输出第一控制指令及第二控制指令至缓存器152，以分别使能第一转换单元115及第二转换单元125。此时，微控制器IM计算得到动态调整频宽 BWd 为 L2B (L1) +L2B (L2) + …+L2B (Lm) +B2L (B1) +B2L (B2) + …+B2L (Bn)，需在存储器 60 所能提供的频宽范围内。其中，第一请求指令例如为显示请求指令，第二请求指令例如为译码请求指令，则代表用来显示的频宽需求低，微控制器1 会使能第一转换单元115及第二转换单元125以激活重新指派机制f (χ)与g(x)，以达到最佳存储器频宽利用率。当微控制器巧4判断存储器控制系统100的一上限频宽低于一第三临界值，亦即存储器60所能提供的频宽有限，则微控制器IM输出第一控制指令以失能第一转换单元 115，并输出第二控制指令以重新指派非对应于显示用途数据的其它第二请求指令对应的存储器地址。其中，若第一请求指令例如为显示请求指令，第二请求指令例如为译码请求指令，且r表示非对应于显示用途数据的要求者的个数，则微控制器IM计算得到动态调整频宽 BWd 为 L (L1) +L (L2) +…+L (Lm) +B2L (B1) +B2L (B2) +··· +B2L (Br) +B (Br+1) + …+B (Bn)，需在存储器60所能提供的频宽范围内。此时，微控制器IM关闭重新指派机制f(x)，并激活重新指派机制g(x)，以达到最佳存储器频宽利用率。此外，微控制器IM更可以计算部份第一请求指令及部份第二请求指令被重新指派对应的存储器地址后，对存储器60进行存取的频宽。假定ρ表示由逐行存取转换成区块存取的要求者的个数，q表示由区块存取转换成逐行存取的要求者的个数，则微控制器154计算得到动态调整频宽BWd为1^28仏1)+1^28仏2)+丨+1^28(1^)+1^(1^1)+1^(1^+2)+丨 +L(Lm) +B2L(B1) +B2L(B2) + …+B2L(Bq) +B (Bq+1) +B (Bq+2) + …+B (Bn)。亦即，通过调整 ρ 及 q 的值可以得到不同设定时的动态调整频宽BWd。是故，可以视不同的产品应用中，不同存储器的频宽需求来调整P及q的值以提供合适的动态调整频宽BWd。如此，不仅可以达到最佳存储器频宽利用率，亦可以提供产品最适化及成本最低化的优点。此外，本发明更提供一种存储器控制方法，包括下列步骤。利用一第一队列单元暂存多个第一请求指令，此些第一请求指令对于一存储器的存取方式为逐行存取。利用一第二队列单元暂存多个第二请求指令，此些第二请求指令对于存储器的存取方式为区块存取。利用一仲裁器执行此些第一请求指令及此些第二请求指令对于存储器的实时排程。利用一控制单元比较此些第一请求指令的频宽与此些第二请求指令的频宽，并依据比较的结果控制一第一转换单元选择性地重新指派此些第一请求指令对应的存储器地址，且控制一第二转换单元选择性地重新指派此些第二请求指令对应的存储器地址。上述的存储器控制方法，其操作原理已详述于存储器控制系统100的相关描述中，故于此不再重述。本发明上述实施例所揭露的存储器控制系统及方法，具有多项优点，以下仅列举部分优点说明如下本发明的存储器控制系统及方法，利用分类队列将不同类型的请求指令分类，并使其具有各自独立的地址转换机制，再视产品应用的需求而动态选择地址转换机制，以提供合适的动态调整频宽，故不仅可以达到最佳化整体系统效能的目的，亦可以提供产品最适化及成本最低化的优点。综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种存储器控制系统，包括一第一队列单元，用以暂存多个第一请求指令，该些第一请求指令对于一存储器的存取方式为逐行存取；一第二队列单元，用以暂存多个第二请求指令，该些第二请求指令对于该存储器的存取方式为区块存取；一第一转换单元，用以选择性地重新指派该些第一请求指令对应的存储器地址；一第二转换单元，用以选择性地重新指派该些第二请求指令对应的存储器地址；一仲裁器，耦接至该第一转换单元及该第二转换单元，用以执行该些第一请求指令及该些第二请求指令对于该存储器的实时排程；以及一控制单元，用以比较该些第一请求指令的频宽与该些第二请求指令的频宽，并依据比较的结果控制该第一转换单元及该第二转换单元是否执行重新指派的动作。
2.如权利要求1所述的存储器控制系统，其特征在于，该些第一请求指令为多个显示请求指令。
3.如权利要求1所述的存储器控制系统，其特征在于，该些第二请求指令为多个译码请求指令。
4.如权利要求1所述的存储器控制系统，其特征在于，该第一转换单元受控于该控制单元，以选择性地重新指派该些第一请求指令对应的存储器地址，使得该些第一请求指令对于该存储器的存取方式由逐行存取转换为区块存取。
5.如权利要求1所述的存储器控制系统，其特征在于，该第二转换单元受控于该控制单元，以选择性地重新指派该些第二请求指令对应的存储器地址，使得该些第二请求指令对该存储器的存取方式由区块存取转换为逐行存取。
6.如权利要求1所述的存储器控制系统，其特征在于，该控制单元包括一缓存器，用以耦接至该第一转换单元及该第二转换单元；以及一微控制器，用以计算该些第一请求指令的频宽与该些第二请求指令的频宽，并依据计算的结果输出一第一控制指令至该缓存器以使能或失能该第一转换单元，且输出一第二控制指令至该缓存器以使能或失能该第二转换单元。
7.如权利要求6所述的存储器控制系统，其特征在于，该微控制器更用以计算该些第一请求指令及该些第二请求指令被重新指派对应的存储器地址后，对该存储器进行存取的频宽。
8.如权利要求6所述的存储器控制系统，其特征在于，当该微控制器判断该些第一请求指令的频宽超过该些第二请求指令的频宽达一第一临界值，该微控制器输出该第一控制指令及该第二控制指令以分别失能该第一转换单元及该第二转换单元。
9.如权利要求6所述的存储器控制系统，其特征在于，当该微控制器判断该些第二请求指令的频宽超过该些第一请求指令的频宽达一第二临界值，该微控制器输出该第一控制指令及该第二控制指令以分别使能该第一转换单元及该第二转换单元。
10.如权利要求6所述的存储器控制系统，其特征在于，部份的该些第二请求指令从该存储器存取的数据为显示用途，当该存储器控制系统的一上限频宽低于一第三临界值，该微控制器输出该第一控制指令以失能该第一转换单元，并输出该第二控制指令以重新指派非对应于显示用途数据的其它该些第二请求指令对应的存储器地址。
11.一种存储器控制方法，包括利用一第一队列单元暂存多个第一请求指令，该些第一请求指令对于一存储器的存取方式为逐行存取；利用一第二队列单元暂存多个第二请求指令，该些第二请求指令对于该存储器的存取方式为区块存取；利用一仲裁器执行该些第一请求指令及该些第二请求指令对于该存储器的实时排程；以及利用一控制单元比较该些第一请求指令的频宽与该些第二请求指令的频宽，并依据比较的结果控制一第一转换单元选择性地重新指派该些第一请求指令对应的存储器地址，且控制一第二转换单元选择性地重新指派该些第二请求指令对应的存储器地址。
12.如权利要求11所述的存储器控制方法，其特征在于，该些第一请求指令为多个显示请求指令。
13.如权利要求11所述的存储器控制方法，其特征在于，该些第二请求指令为多个译码请求指令。
14.如权利要求11所述的存储器控制方法，其特征在于，更包括利用该控制单元控制该第一转换单元选择性地将重新指派该些第一请求指令对应的存储器地址，使得该些第一请求指令对于该存储器的存取方式由逐行存取转换为区块存取。
15.如权利要求11所述的存储器控制方法，其特征在于，更包括利用该控制单元控制该第二转换单元选择性地重新指派该些第二请求指令对应的存储器地址，使得该些第二请求指令对该存储器的存取方式由区块存取转换为逐行存取。
16.如权利要求11所述的存储器控制方法，其特征在于，该控制单元包括一缓存器及一微控制器，该存储器控制方法更包括利用该微控制器计算该些第一请求指令的频宽与该些第二请求指令的频宽，并依据计算的结果输出一第一控制指令至该缓存器以使能或失能该第一转换单元，且输出一第二控制指令至该缓存器以使能或失能该第二转换单元。
17.如权利要求16所述的存储器控制方法，其特征在于，更包括利用该微控制器计算该些第一请求指令及该些第二请求指令被重新指派对应的存储器地址后，对该存储器进行存取的频宽。
18.如权利要求16所述的存储器控制方法，其特征在于，更包括当该些第一请求指令的频宽超过该些第二请求指令的频宽达一第一临界值，利用该微控制器输出该第一控制指令及该第二控制指令以分别失能该第一转换单元及该第二转换单元。
19.如权利要求16所述的存储器控制方法，其特征在于，更包括当该些第二请求指令的频宽超过该些第一请求指令的频宽达一第二临界值，利用该微控制器输出该第一控制指令及该第二控制指令以分别使能该第一转换单元及该第二转换单元。
20.如权利要求16所述的存储器控制方法，其特征在于，部份的该些第二请求指令从该存储器存取的数据为显示用途，该存储器控制方法更包括当该存储器控制系统的一上限频宽低于一第三临界值，利用该微控制器输出该第一控制指令以失能该第一转换单元，并输出该第二控制指令以重新指派非对应于显示用途数据的其它该些第二请求指令对应的存储器地址。
全文摘要
本发明公开了一种存储器控制系统，包括一第一队列单元、一第二队列单元、一第一转换单元、一第二转换单元、一仲裁器以及一控制单元。第一队列单元暂存多个第一请求指令。第二队列单元暂存多个第二请求指令。第一转换单元选择性地重新指派此些第一请求指令对应的存储器地址。第二转换单元选择性地重新指派此些第二请求指令对应的存储器地址。仲裁器执行此些第一请求指令及此些第二请求指令对于存储器的实时排程。控制单元比较此些第一请求指令的频宽与此些第二请求指令的频宽，并依据比较的结果控制第一转换单元及第二转换单元是否执行重新指派的动作。
文档编号H04N7/24GK102196252SQ201010144168
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者平德林, 黄一桓 申请人:联咏科技股份有限公司