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计组—双端口与多模块存储器

双端口存储器

1.双端口存储器的逻辑结构

双端口存储器是指同一个存储器具有两组相互独立的读写控制线路,是一种高速工作存储器;它提供了两个相互独立的端口,即左端口右端扣。他们分别具有各自的地址线、数据线和控制线,可以对存储器中任何位置上的数据进行独立的存取操作。可以实现一个存储器挂2个CPU

2.无冲突读写控制

当两个端口地址不相同时,在两个端口上进行读写操作,一定不会发生冲突。当任一端口被选中驱动时,就可以对整个存储器进行存取,每一个端口都有自己的片选控制和输出驱动控制

3.有冲突的读写控制

当两个端口同时存取存储器同一存储单元时,便发生冲突。为解决此问题,特设置了BUSY标志。

多模块交叉存储器

(将一个模块看做一个芯片)

存储器模块化组织的两种安排方式:一种是顺序方式、一种是交叉方式

顺序方式:

某个模块进行存取时,其它模块不工作,某一模块出现故障时,其它模块可以照常工作,通过增添模块来扩充存储器容量比较方便,但各模块串行工作,存储器的带宽收到了限制。

计组—双端口与多模块存储器

说明:如上图顺序方式,总共有4各模块,每个模块8个单元(M0,M1,M2,M3),每个单元5位地址(5个存储元),其中5位地址中高2位(4和3)为模块地址(用于标记处于哪个模块M0,M1,M2,M3),低3位为模块内地址(字地址);顺序方式中连续地址基本分布在同一模块内,同一模块内的地址是连续的(M0: 0-7,M1:8-15 ....)

交叉方式:

计组—双端口与多模块存储器

说明:如上图交叉方式,总共有4各模块,每个模块8个单元(M0,M1,M2,M3),每个单元5位地址(5个存储元),其中5位地址中低2位(1和2)为模块地址(用于标记处于哪个模块M0,M1,M2,M3),高3位为模块内地址(字地址);

交叉方式的特点:地址码的低位字段经过译码(片选,非门)选择不同的模块,而高位字段指向相应模块内的存储字。连续地址分布在相邻的不同模块内,同一模块内的地址是不连续的;对连续字的成块传送可实现多模块并行存取,提高了存储器的带宽

定量分析:

顺序方式存储器连续读取m个字所需时间为t=mT

计组—双端口与多模块存储器

交叉方式:

计组—双端口与多模块存储器

假设模块字长等于数据总线宽度,模块存取一个字的存储周期为T,总线传送周期为τ,存储器的交叉模块数为m(m=4),为了实现流水线方式存取。应当满足T=mτ;

(m=T/τ称为交叉存取度)要求模块数须大于或等于m,以保证启动某模块后经mτ时间再次启动该模块时,它的上次存取操作已经完成。连续读取m个字所需时间为 t1=T+(m-1)τ

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