内存读取/写入仲裁方法技术

一种内存读取／写入仲裁方法，是应用在内存控制器中的内存读／写仲裁方法，借以增加列命中（Ｒｏｗ　　Ｈｉｔ）率以及降低内存存取时的延迟。本发明专利技术的内存读取／写入仲裁方法至少包括：提供仲裁器；提供具有数个读取命令要求的读取要求先进先出（ＦＩＦＯ）队列；提供具有数个写入命令要求的写入要求ＦＩＦＯ队列；执行判断步骤以产生优先权，其中判断步骤包括有：执行第一副判断步骤以决定这些写入命令要求中的一个具有较这些写入命令要求中的一个高的优先权且被优先递送，或者是符合适当的第一步骤条件下写入命令要求被递送至第二副判断步骤；执行第二副判断步骤以决定读取命令要求具有较来自于第一副判断步骤的写入命令要求高的优先权，或是来自于第一副判断步骤的写入命令要求具有较读取命令要求高的优先权。因此，应用本发明专利技术的内存读取／写入仲裁方法，记忆模块的频宽利用和列命中率将可透过应用判断步骤以提高。（*该技术在2022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读/写仲裁方法，特别涉及应用在内存控制器中的内存读/写仲裁方法，借以增加列命中(Row Hit)率以及降低内存存取时的延迟。
技术介绍
请参阅附图说明图1，其为个人计算机系统的现有架构的示意图。如图1所示，个人计算机系统的现有架构中具有处理单元10、分别透过内存总线18和AGP总线20连接内存模块14和显示设备(如AGP设备)16的主桥模块12、以及透过PCI总线24连接主桥模块12的南桥模块22。处理单元10透过主总线26、主桥模块12和内存总线18存取内存模块14，而PCI设备28则透过PCI总线24、主桥模块12和内存总线18存取内存模块14。在主桥模块12中内嵌有内存控制器30，此内存控制器30作为处理单元10和内存总线18之间的接口，而且内存控制器30包括有IOQ、至少一个读取要求先进先出(Read Request FIFO；RFIFO)队列、至少一个写入要求先进先出(Wrtte Request FIFO；WFIFO)队列以及至少一个内存仲裁器(MemoryArbitrator)。请参阅图2，其为根据图1，内存控制器的现有仲裁架构的示意图。如图2所示，RFIFO队列50包括有N+1个读取输入项(Read Entry)54(例如N+1个读取命令要求)，WFIFO队列52包括有M+1个写入输入项(Write Entry)56(例如M+1个写入命令要求)，其中N和M为实数且等于或大于零。数个比较器58用以对RFIFO队列50中每个读取输入项54的相关地址和WFIFO队列52中每个写入输入项56的相关地址进行比较。例如，当RFIFO队列50中前方的读取输入项62安排往前递送至内存仲裁器60时，此位于前方的读取输入项62的相关地址将与每个写入输入项56的相关地址进行比较。若WFIFO队列52中第i个写入输入项56的相关地址与其吻合时，此位于前方的读取输入项62将被暂缓处理，直至第i个写入输入项56前的写入输入项56及第i个写入输入项56皆已送入内存仲裁器60后，此位于前方的读取输入项62才被送入内存仲裁器60。若此位于前方的读取输入项62的相关地址与每个写入输入项56的相关地址比对后的结果并无吻合时，此位于前方的读取输入项54将直接送入内存仲裁器60。在计算机架构中，此种减少读取延迟的运作一般称为读取围绕写入运作(Read Around Wrte Operation)。换言的，当比对结果吻合时，RFIFO队列50中的读取输入项62不会被递送至内存仲裁器60。应用读取围绕写入运作时，当RFIFO队列50中没有读取输入项或RFIFO队列50的组合资料队列满载时，WFIFO队列52则可获得较RFIFO队列50高的优先权，其中组合资料队列用以储存读取要求的暂时回复。请再参阅图1，由于处理单元10急切从内存模块14中要求资料来处理，设计人员常关心如何加快读取循环、如何加快取得内存模块14中的资料，以及如何减少读取延迟等，所以读取围绕写入运作常被应用，借以使得RFIFO队列50常获得较WFIFO队列52高的优先权。然而，当处理单元10发出写入循环，且写入循环已于主总线26完成时，设计人员并未太在意此写入循环是何时且有多快传送至内存总线18，并于内存总线18完成。所以内存总线18的利用相对下降，又由于应用读取围绕写入运作时，列命中率在连续读取输入项或连续写入输入项出现时非常高，但若连续同类型的输入项被打断，列命中率会受到污染而下降。
技术实现思路
针对上述的专利技术背景中，设计人员主要集中于如何加快读取循环、如何加快取得内存模块中的资料，以及如何减少读取延迟等，而应用读取围绕写入运作时，传统的常让RFIFO队列获得较WFIFO队列高的优先权。所以，列命中便因连续同类型的输入项被打断而受到污染和下降，而且，内存总线的利用亦下降，从读取转为写入或从写入转为读取时的存取延迟的次数亦明显增加。本专利技术的主要目的在于提供了一种。在本专利技术中，将对RFIFO队列和WFIFO队列进行判断，而且利用二判断步骤进行。其中，第一副判断步骤(First Sub-judgment Step)根据适当的预设条件来判断WFIFO队列中的写入命令要求能否往前送至第二副判断步骤(Second Sub-judgment Step)。第一副判断步骤的预设条件例如是写入命令要求的数量是否等于或大于其高门槛，又或是读取命令要求的等待数量是否低于其低门槛等。第二副判断步骤根据适当的预设条件，评估来自第一副判断步骤的写入命令要求是否具有比RFIFO队列的读取命令要求高的优先权，或RFIFO队列的读取命令要求是否具有比来自第一副判断步骤的写入命令要求高的优先权，其中，第二副判断步骤的预设条件例如是连续写入命令要求的数量低于其低门槛或介于其高门槛和低门槛之间，同时，目前写入命令要求所存取的页地址(PageAddress)等于之前被写入命令要求或读取命令要求存取而开启的页地址。为实现上述的目的，本专利技术提供了，借以增加列命中率和内存总线的频宽应用。至少包括提供仲裁器；提供具有数个读取命令要求的读取要求FIFO队列；提供具有数个写入命令要求的写入要求FIFO队列；执行判断步骤以决定递送数个读取命令要求中之一个，此读取命令要求具有较数个写入命令要求中之一个高的优先权，又或是递送数个写入命令要求中之一个，此写入命令要求具有较数个读取命令要求中之一个高的优先权，其中判断步骤至少包括执行第一副判断步骤以获得Cmd_Wrt_Req_Mask信号，并且当Cmd_Wrt_Req_Mask信号使能(Enable)时，写入命令要求具有较读取命令要求高的优先权且被优先递送，否则，当Cmd_Wrt_Req_Mask信号符合数个第一步骤条件中的至少一个而失能(Disable)时，写入命令要求将被递送至第二副判断步骤，其中第一步骤条件例如是写入命令要求的数量等于或大于其高门槛、读取命令要求的等待数量少于其低门槛等；对来自于第一副判断步骤的写入命令要求和读取命令要求进行第二副判断步骤，借以获得Mem_Gnt_Wrt_Window信号，而当Mem_Gnt_Wrt_Window信号未使能时，读取命令要求具有较写入命令要求高的优先权且被优先递送，否则，当Mem_Gnt_Wrt_Window信号符合数个第二步骤条件而使能时，写入命令要求具有较读取命令要求高的优先权且被优先递送，其中数个第二步骤条件例如是连续写入要求的数量低于其低门槛或介于其高门槛和低门槛之间，同时，目前写入命令要求所存取的页地址等于之前被写入命令要求或读取命令要求存取而开启的页地址。附图简要说明下文，将结合附图，通过对本专利技术的较佳实施例的详细描述，使本专利技术的技术方案及其有益效果显而易见。附图中，图1为个人计算机系统的现有架构的示意图；图2为根据图1，内存控制器的现有仲裁架构的示意图；图3为本专利技术中内存控制器的仲裁架构的一实施例的示意图；图4为本专利技术的的运作流程图；以及图5为根据读取要求和写入要求间的优先权判断的示意图。具体实施例方式应用读取围绕写入运作时，由于在读取时可保持一定的列命中率，而在写入循环时列未命中率(Row Miss Rate)则提升，所以当WFIFO队列取得较RFIFO队列高的优先权时需要预留一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内存读取／写入仲裁方法，应用在一内存控制器中，该内存读取／写入仲裁方法至少包括：　　　　　提供一仲裁器；　　　　提供具有数个读取命令要求的一读取要求先进先出（ＦＩＦＯ）队列；　　　　　提供具有数个写入命令要求的一写入要求ＦＩＦＯ队列；以及　　　　执行一判断步骤以决定这些写入命令要求之一写入命令要求具有较这些读取命令要求之一读取命令要求高的优先权，或这些读取命令要求的该读取命令要求具有较这些写入命令要求的该写入命令要求高的优先权，其中该判断步骤至少包括：　　　　执行一第一副判断步骤以获得一Ｃｍｄ＿Ｗｒｔ＿Ｒｅｑ＿Ｍａｓｋ信号，且当该Ｃｍｄ＿Ｗｒｔ＿Ｒｅｑ＿Ｍａｓｋ信号使能时，该读取命令要求具有较该写入命令要求高的优先权，另外，当该Ｃｍｄ＿Ｗｒｔ＿Ｒｅｑ＿Ｍａｓｋ信号符合数个第一步骤条件的至少一个而未使能时，该写入命令要求将往前送至被一第二副判断步骤处理；以及　　　　对来自于该第一副判断步骤的该写入命令要求和该读取命令要求执行该第二副判断步骤以获得一Ｍｅｍ＿Ｇｎｔ＿Ｗｒｔ＿Ｗｉｎｄｏｗ信号，且当该Ｍｅｍ＿Ｇｎｔ＿Ｗｒｔ＿Ｗｉｎｄｏｗ信号未使能时，该读取命令要求具有较该写入命令要求高的优先权而被往前递送，当该Ｍｅｍ＿Ｇｎｔ＿Ｗｒｔ＿Ｗｉｎｄｏｗ信号符合数个第二步骤条件之一个而使能时，该写入命令要求具有较该读取命令要求高的优先权而被往前递送。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宜弘，李明宪，周嘉贤，陈灿辉，平德林，
申请(专利权)人：矽统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]