支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法技术

本发明专利技术属于存储技术领域，公开了一种支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法，用FIFO隔离不同时钟域，进行跨时钟域处理、数据拼接、数据缓存，因此支持在不同通道不同时钟域下进行数据读写；在顺序存取和分块存取SDRAM的时候进行顺序写地址计算、顺序读地址计算、分块读地址计算；调度多个通道的切换，进行多通道之间的仲裁并控制每次读写的数据量；SDRAM控制器联接用户层接口和SDRAM；并将读写的地址、命令、数据转化为正确时序关系送到SDRAM总线上。本发明专利技术能够减少FPGA的逻辑资源占用量，合理利用SDRAM有限的总线带宽，提高SDRAM总线带宽的利用率和提高带宽能力。

【技术实现步骤摘要】
支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法
本专利技术属于存储
，尤其涉及一种支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法。
技术介绍
目前，随着航天事业的迅猛发展，北斗系列等卫星的不断发展更新，中继卫星网络已经可以覆盖到全球的区域，但是尚没有在全球范围内建立地面接收站的能力，因此发送的卫星很难全部通过地面接收站接收数据，需要依靠中继网络接力传输，中继网络的带宽是有限的，为了能够在有限的带宽下实现大量的数据的传输，在星载平台中开始使用大量的大容量存储器来完成星上数据的收集、存储、实时处理，它们在航天系统中起到越来越重要的的作用。星上存储器的种类繁多，从最开始的磁盘，到SRAM、DRAM等固态存储器，再到NANDFLASH等非易失性存储器，其中SDRAM以其较高的集成度和较低的成本在星载系统中受到广泛的应用。然而，随着星上任务增多，需要进行存储的数据类型越来越多，为大容量SDRAM的设计带来了极大的挑战，目前星上的大容量SDRAM缓存主要面临的难题包括：1、星上的硬件资源匮乏，无论是计算资源还是缓存资源都很宝贵，设计中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法，其特征在于，所述支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法包括：/n步骤一，利用FIFO隔离不同时钟域，进行跨时钟域处理、数据拼接、数据缓存，支持在不同通道不同时钟域下进行数据读写；/n步骤二，在顺序存取和分块存取SDRAM的时候进行顺序写地址计算、顺序读地址计算、分块读地址计算；/n步骤三，调度多个通道的切换，进行多通道之间的仲裁并控制每次读写的数据量；/n步骤四，SDRAM控制器联接用户层接口和SDRAM；并将读写的地址、命令、数据转化为正确时序关系送到SDRAM总线上。/n

【技术特征摘要】
1.一种支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法，其特征在于，所述支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法包括：
步骤一，利用FIFO隔离不同时钟域，进行跨时钟域处理、数据拼接、数据缓存，支持在不同通道不同时钟域下进行数据读写；
步骤二，在顺序存取和分块存取SDRAM的时候进行顺序写地址计算、顺序读地址计算、分块读地址计算；
步骤三，调度多个通道的切换，进行多通道之间的仲裁并控制每次读写的数据量；
步骤四，SDRAM控制器联接用户层接口和SDRAM；并将读写的地址、命令、数据转化为正确时序关系送到SDRAM总线上。


2.如权利要求1所述支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法，其特征在于，步骤二中，所述顺序写地址计算、顺序读地址计算、分块读地址计算方法包括：
(1)对待写入的数据进行SDRAM内地址的分配：待写入数据的二维数组阵列为n1*n2；数据量为n1*n2其中n1和n2均为2的次幂，每个数据占用一个存储单元，对数据按照从左到右，从上到下的顺序进行地址编号，并利用二进制数据表示所述地址，所述地址编号为A＝Am～A0，其中m＝log2(n1*n2)-1；
(2)顺序写地址计算：定义一个(m+1)bit的计数器WR_CNT，按照数据输入的使能信号进行叠加(从0计数到n1*n2-1)，进行存储单元的遍历和顺序写入；
(3)顺序读地址计算：定义一个(m+1)bit的计数器RD_CNT，按照数据输出的使能信号进行叠加，从0计数到n1*n2-1，进行存储单元的遍历和顺序读出；
(4)分块读地址计算：将二维数组阵列划分为ixj大小的分块，i、j均为2的次幂，每个分块内按照从左到右，从上到下的顺序输出，分块之间按照从左到右，从上到下的顺序输出；
进一步，步骤(4)中，所述分块读地址计算方法包括：
(4.1)定义m1＝log2(j)-1，m2＝log2(i)-1，m3＝log2(n2/j)-1按照分块输出顺序，Bm1～B0为一个分块内一行内的列计数，每输出一个数据，Bm1～B0加1；Bm2～Bm1+1为一个分块内的行计数，每输出一行，Bm2～Bm1+1加1；Bm～Bm2+1为分块计数，每输出完一个分块，Bm～Bm2+1加1；
(4.2)将Bm～B0映射到Am～A0中，对应关系如下：
Am1～A0＝Bm1～B0；
Am2～Am1+1＝Bm3～Bm2+1；
Am3～Am2+1＝Bm2～Bm1+1；
Am～Am3+1＝Bm～Bm3+1；
(4.3)分块地址的计算方式为：将Bm～B0中的行计数Bm2～Bm1+1和分块计数Bm～Bm2+1中属于同一行的计数Bm3～Bm2+1进行位置的调换，具体包括：
Am～Am3+1,Am3～Am2+1,Am2～Am1+1,Am1～A0＝Bm～Bm3+1,Bm2～Bm1+1,Bm3～Bm2+1,Bm1～B0。


3.如权利要求1所述支持灵活分块存取的虚拟多通道SDRAM访问方法，其特征在于，步骤三中，所述调度多个通道的切换，进行多通道之间的仲裁并控制每次读写的数据量方法包括：
(一)统计各个通道的水位情况，将水位情况为分为高、中、低三挡，对于写通道，水位情况表示输入FIFO中缓存的数据量和SDRAM中给该通道分配的存储区域中当前的空闲空间，FIFO中数据量和SDRAM中的空闲空间越多，水位的档位越高；
对于读通道，水位情况表示输出FIFO中空闲的空间和SDRAM中被读出的数据量，FIFO中空闲空间和SDRAM中数据量越多，水位的档位越高；
(二)第一轮仲裁对比各个通道的水位情况来判断，水位的档位越高，则优先级越高，如果各个通道中只有一个通道的水位最高，则该通道获得本次通道的使用权，若有多个通道同时处于高水位则需要进行第二轮仲裁；
(三)第二轮仲裁根据通道本身固定优先级来决定，优先级越高的获得本次通道的使用权，根据通道的带宽情况和数据重要程度决定固定优先级，带宽越高，数据本身越重要的通道优先级越高；
(四)确定优先级之后本轮仲裁结束，将获得调度权的通道接入总线中，开启突发传输；
步骤四中，所述将读写的地址、命令、数据转化为正确时序关系送到SDRAM总线上包括：
1)通电并进行初始化，获取待发送指令；所述待发送指令包括模式配置、刷新、预充电及其他相关指令；
2)进入闲置状态，等待读请求、写请求或者刷新请求，并作出应答；
3)当处于刷新操作状态时，执行相应刷新操作，并根据是否保存有未执行指令进行下一步状态跳转；
4)当处于写突发状态时，根据需要发送相应的写操作指令和写数据，操作结束之后，并根据是否保存有未执行指令进行下一步状态跳转；
5)当读突发状态时，根据需要发送相应的读操作指令和接收相应的读数据，操作结...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜露新，郭超乐，陈立群，颜章，王震宇，崔裕宾，钟胜，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42