用以跟踪内存存取的存储页管理装置及方法制造方法及图纸

一种用以跟踪内存存取的存储页管理装置，用以跟踪一具有Ｎ个存储页的内存单元的存取历史数据，包括一管理装置用以管理该Ｎ个存储页，而该管理装置更进一步包括一页暂存电路、一利用率暂存电路。其中该页暂存电路用以储存Ｋ个储存单元，其中每一该储存单元存放着对应Ｎ个存储页其中之一页的地址数据；该利用率暂存电路，耦接至该页暂存电路，用以监视该储存单元的使用情形；其中该页缓存器的储存单元的数目Ｋ少于系统存储页的数目Ｎ。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内存管理装置及方法，且特别涉及一种可跟踪内存存取情形以提升命中率及减少内存存取延迟的存储页管理装置及方法。
技术介绍
在今日多任务的计算机操作系统中，每一内存主控电路(memory master)的连续数个存取动作大都在内存中的某一个地址区域，因此如何使内存主控电路的存取内存的耗费时间(overhead)降至最少以及减少存取的延迟时间(latency)，变成目前最重要的课题。常见的同步动态随机存取内存(Synchronous Dynamic Random AccessMemory，简称SDRAM)最多有4个副区块(sub-bank)，因为每个副区块仅可开启一个存储页，也就是最多可以开启4个存储页，因此常见的内存控制器针对每个存储区块(bank)设计固定的控制电路来分别管理DRAM的存储页，例如最多可以同时开启2个存储页或4个存储页，则要有4组控制电路。换句话说，用以跟踪内存存取的常见的存储页管理装置中，包括一具有多个存储页的内存，以及一具有及多个储存单元的页暂存电路，用以供储存多个存储页的地址数据，其中每一该储存单元存放一个存储页的地址数据，而且页缓存器的储存单元数目会等于系统存储页的数目。例如常见的系统内存有4条DIMM，其中每条DIMM有2个Bank，每个Bank有4个Sub-bank，每一Sub-bank可对应1个Memory Page，因此系统内存总共会有32个Memory Page。因此现有技术会有32个储存单元，亦即32个缓存器。因此系统内存越大，存储页越多，则所需的缓存器就愈多，因此芯片组的面积有就会越来越大！使得芯片的成本难以下降。因此现有做法的缺点为1.若是某个存储区块上并没有插上SDRAM，或是有插上SDRAM，但此SDRAM只有两个副区块，此时因为未被用到的控制电路不能被其它存储区块使用，因此未被用到的控制电路就浪费了。2.假如在系统中使用的是虚拟信道SDRAM(Virtual Channel SDRAM，简称VC-SDRAM)，因为VC-SDRAM最多可以同时开启16个信道，因此若是只做4组控制电路，则有12个信道无法使用。相对的，假如做16组控制电路，则控制电路会占用太大的面积，不符合经济效益，且因为电路太大造成延迟太大，故不适用于高速的系统中，另外，若是使用SDRAM，则至少有12组控制电路会被浪费。
技术实现思路
因此针对上述问题以及其它目的，本专利技术提出一种用以跟踪内存存取的存储页管理装置，利用最久未使用(Least Recently Used，简称LRU)的算法，不论系统使用何种内存，例如EDO DRAM、SDRAM、或是VC-SDRAM，皆可共享，具有弹性的最大优点。本专利技术提出的用以跟踪内存存取的存储页管理装置包括一页暂存电路、一比较电路、一利用率暂存电路、及一确认电路。在页暂存电路中具有多个储存单元，用以供储存多个存储页的地址数据，其中每一该储存单元存放一个存储页的地址数据。该比较电路耦接至该页暂存电路，用以接受一存取地址，并根据该存取地址与该页暂存电路的数据的比较结果，输出一命中信号，当该存取地址命中该页暂存电路中储存的该存储页的地址数据之一时，激活(activated)该命中信号。该利用率暂存电路耦接至该页暂存电路，用以控制该储存单元的使用情形。该确认电路耦接至该页暂存电路，用以判断该储存单元的数据是否有效。依照本专利技术的一较佳实施例，该页暂存电路包括一数据储存表、一锁存电路、及一选择电路，该储存单元位于该数据储存表中，该锁存电路耦接至该比较电路，用以将该比较电路输出的该命中信号锁存住，该选择电路耦接至该锁存电路、该利用率暂存电路、该确认电路、及该数据储存表，用以根据锁存住的该命中信号及该利用率暂存电路与该确认电路的输出信号选择该数据储存表的该储存单元之中的一个。另外，在存储页管理装置的中更具有多个确认位，每一确认位分别对应至该储存单元之一，当该确认位为设定时，储存于对应的该储存单元的数据才是有效的。并且该比较电路根据该确认位判断该储存单元的数据是否为有效，该比较电路亦负责更新该确认位的值。该存储页管理装置中亦具有多个利用率数据，每一利用率数据对应至该储存单元之一，用以代表该储存单元的利用率。该利用率暂存电路根据该利用率数据控制该储存单元的使用情形，并负责更新该利用率数据。依照本专利技术的一较佳实施例，其中该利用率数据可以用数字代表对应的该储存单元的利用率，当该利用率数据之值越大，代表对应的该储存单元越久未被使用。该存储页管理装置于工作时，当该存取地址未命中该储存单元中储存的该存储页的地址数据时，将该存取地址储存至对应至一最大利用率值的该储存单元。并且，当对应至该最大利用率数据值的该储存单元的确认位为有效时，在将该存取地址储存至对应至该最大利用率值的该储存单元之前，根据该储存单元的地址数据产生一复原地址，用以复原对应的一存储页的状态。依照本专利技术的另一作法，该存储页管理装置接受一存取地址，并输出一页命中信号及一区块命中信号，而该存储页管理装置包括一页暂存电路、一比较电路、一利用率暂存电路、及一确认电路。其中该页暂存电路具有多个储存单元，用以供储存多个存储页的地址数据，其中每一该储存单元存放一个存储页的地址数据，每一该地址数据包括一区块地址数据及一页地址数据。该比较电路耦接至该页暂存电路，用以接受一存取地址，并根据该存取地址与该页暂存电路的数据的比较结果，输出该页命中信号及该区块命中信号，当该存取地址命中该页暂存电路中储存的该存储页的地址数据之一的区块地址数据时，激活该区块命中信号，当该存取地址命中该页暂存电路中储存的该存储页的地址数据之一的该区块地址数据及该页地址数据时，同时激活该区块命中信号及该页命中信号。该利用率暂存电路耦接至该页暂存电路，用以控制该储存单元的使用情形，当该存取地址未命中该存储页的地址数据时，依据该利用率暂存电路由该储存单元中找出一最久未使用的储存单元，并将该存地址存入该最久未使用的储存单元。该确认电路耦接至该页暂存电路，用以判断该储存单元的数据是否有效。依照本专利技术的一较佳实施例，当该存取地址命中该页暂存电路中储存的该存储页的地址数据之一的区块地址数据但未命中该页地址数据时，则根据该存取地址更新该页地址数据。依照上述的本专利技术的存储页管理装置，本专利技术提出一种用以跟踪内存存取的存储页管理方法，包括下列步骤提供多个储存单元，用以储存多个存储页的地址数据；接受一存取地址；将该存取地址与该储存单元的地址数据比较；当该存取地址命中该储存单元之一的地址数据时，送出一命中信号；当该存取地址未命中该储存单元之一的地址数据时，由该储存单元找出一最久未使用的储存单元，将该存取地址存入该最久未使用的储存单元；以及当该存取地址未命中该储存单元之一的地址数据且该最久未使用的储存单元已储存有效的地址数据时，在将该存取地址存入该最久未使用的储存单元之前，根据该最久未使用的储存单元原先储存的地址数据产生一复原地址信号，用以复原对应的一存储页的状态。依照上述本专利技术所提出的用以跟踪内存存取的存储页管理装置，可经由跟踪内存主控电路的存取动作，除了可以增加页命中率及数据可供内存主控电路分享之外，并且可以预先判断下一个管线式存取(pipelined access)是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以跟踪内存存取的存储页管理装置，用以跟踪一具有Ｎ个存储页的内存单元的存取历史数据，包括：　　　　一管理装置用以管理该Ｎ个存储页，更进一步包括：　　　　一页暂存电路用以储存Ｋ个储存单元，其中每一该储存单元存放着对映Ｎ个存储页其中之一页的地址数据；以及　　　　一利用率暂存电路，耦接至该页暂存电路，用以监视是该储存单元的使用情形；　　　　其中该页缓存器的储存单元的数目Ｋ少于系统存储页的数目Ｎ。

【技术特征摘要】
US 2002-4-3 10/115,7801.一种用以跟踪内存存取的存储页管理装置，用以跟踪一具有N个存储页的内存单元的存取历史数据，包括一管理装置用以管理该N个存储页，更进一步包括一页暂存电路用以储存K个储存单元，其中每一该储存单元存放着对映N个存储页其中之一页的地址数据；以及一利用率暂存电路，耦接至该页暂存电路，用以监视是该储存单元的使用情形；其中该页缓存器的储存单元的数目K少于系统存储页的数目N。2.如权利要求1所述的用以跟踪内存存取的存储页管理装置，其中该管理装置更进一步包括一比较电路，耦接至该页暂存电路，用以接受一存取地址，并根据该存取地址与该页暂存电路的数据的比较结果，输出一命中信号(hitsignal)，当该存取地址命中(hit)该页暂存电路中储存知该存储页的地址数据之一时，激活(activated)该命中信号。3.如权利要求2所述的用以跟踪内存存取的存储页管理装置，其中该管理装置还包括一确认电路(validity-checking unit)，耦接至该页暂存电路，用以判断该储存单元的储存数据是否有效。4.一种用以跟踪内存存取的存储页管理系统，用以跟踪一内存单元的存取历史数据，包括一内存，该内存具有N个存储页；一用以管理该N个存储页的管理装置，该管理装置具有一包括K个储存单元的页暂存电路以及，其中每一该储存单元存放一个存储页的地址数据；一利用率暂存电路，该利用率暂存电路耦接至该页暂存电路，用以控制该储存单元的使用情形；其中页缓存器的储存单元的数目K少于系统存储页的数目N。5.如权利要求4所述的用以跟踪内存存取的存储页管理装置，其中该管理装置还包括一比较电路，耦接至该页暂存电路，用以接受一存取地址，并根据该存取地址与该页暂存电路的数据的比较结果，输出一命中信号(hitsignal)，当该存取地址命中(hit)该页暂存电路中储存的该存储页的地址数据之一时，激活(activated)该命中信号。6.如权利要求5所述的用以跟踪内存存取的存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖瑾，高智国，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]