12第十二讲并行存储器.ppt

《12第十二讲并行存储器.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、并行存储器第3章存储系统教学内容高速存储器的概念获取高速的方法2教学要求理解并掌握双端口存储结构以及逻辑判断。理解并能计算多交叉存储器的组织形式，读取时间。掌握相联存储器的工作原理。3教学重点与难点多交叉存储器的计算4一并行存储器原因：CPU和主存储器在速度上不匹配，而且在一个CPU周期中可能需要用几个存储器字，这便限制了高速计算。目前解决办法：主存储器缩短读出时间，或加大字长。采用并行操作的双端口存储器。在CPU中和主存储器中加入一个高速缓存器。在每个存储器周期中存取几个字。51双端口存储器双端口存储器：是指同一个存储器具

2、有两组相互独立的读写控制线路,是一种高速工作的存储器。6双端口存储器IDT71337双端口存储器的工作方式无冲突读写的量化0表示低电平，1表示高电平，×表示任意，z表示高阻态。8双端口存储器的工作方式有冲突的读写控制：对同一个存储单元，同时读写而造成的。解决办法：设置busy线判断优先。两种不同判断依据：.CE判断:如果地址匹配且在CE之前有效，片上的控制逻辑在CEL和CER之间进行判断来选择端。.地址有效判断:如果CE在地址匹配之前变低，片上的控制逻辑在左、右地址间进行判断来选择端口。9有冲突读写控制讨论busy初始值是有

3、效电平103.5.2多模块交叉存储器1.存储器的模块化组织若干个模块组成的主存储器，地址在各模块中的安排方式：一种是顺序方式，一种是交叉方式11(1)顺序方式[例]M0－M3共四个模块，每个模块8个字M0：0—7M1：8－15M2：16－23M3：24－315位地址的组织：XXXXX高位选模块，低位选块内地址特点：某个模块存取时，其他模块不工作优点：某一模块出现故障时，其他模块可照常工作；通过增添模块来扩充存储器容量比较方便缺点：各模块串行工作，存储器带宽受限3.5.2多模块交叉存储器12(2)交叉方式[例]M0－M3共四个

4、模块，则每个模块8个字M0：0，4...除以4余数为0M1：1，5...除以4余数为1M2：2，6...除以4余数为2M3：3，7...除以4余数为35位地址的组织：XXXXX高位选块内地址，低位选模块特点：连续地址分布在相邻的不同模块内，同一个模块内的地址不连续优点：对连续字的成块传送可实现多模块流水式并行存取，大大提高存储器的带宽，对成批数据读写有利缺点：某一模块出现故障则整个存储器不能正常工作3.5.2多模块交叉存储器132、多模块交叉存储器的基本结构(以4模块为例)3.5.2多模块交叉存储器对每个存储模块：从CPU发

5、出访存命令到读出信息使用了一个存储周期对于CPU：在一个存储周期内连续访问了4个模块(分时使用数据总线)，各模块的读写过程重叠进行若连续在主存中存取程序段或数据块——访问速度大大提高主存被分成4个相互独立、容量相同的模块，每个模块有自己的读写控制电路、地址寄存器和数据寄存器，各自以等同的方式与CPU传送信息14定量分析：设模块字长等于数据总线宽度，模块存取一个字的时间为T，由m个总线传送周期(τ)组成，即T＝m，并使用m个模块交叉组织存储器，则成块传送可按τ间隔流水方式进行交叉存取度——m=T/模块数必须大于等于m连续读

6、取m个字所需的时间为t1＝T+(m-1)顺序方式存储器连续读取m个字所需时间t2=mT3.5.2多模块交叉存储器m=4的流水线方式存取示意图m=4的流水线方式存取示意图15实例设存储器容量为4M字，字长为32位，模块数m＝4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织，存储周期T＝200ns，数据总线宽度32位，总线传送周期τ为50ns。问顺序存储器和交叉存储器的模块平均存取时间，带宽各是多少？16二模块交叉存储器实例由8个256K×4位DRAM芯片组成一个块(256K×32位)由两个块(256K×32位)组成一个二交叉模块(512

7、K×32位)由8个二交叉模块(存储体)组成一个存储器(16MB)存储体→模块→块→片17存储器接口8位存储器接口数据总线是8位，存储器只能按字节编址。16位存储器接口2个存储体组成，通过选择信号实现，如果传送一次16位，两个都选中，如传送的是8位则一个存储体选中。32位存储器接口4个存储体组成，有选择信号实现.64位存储器接口8个存储体组成，有选择信号实现.18零等待存取DRAM芯片的读出是一种破坏性读出，因此在读取之后要立即按读出信息予以充电再生。19补充：相联存储器CAM(ContentAddressedMemory)相

8、联存储器——其中某一存储项内容作为地址来存取的存储器，用来寻址存储器的字段叫做关键字相联存储器中的项可视为由KEY、DATA组成，其中KEY是地址，DATA是被读写信息基本原理——把存储单元所存内容的某一部分作为检索项(关键字)，去检索该存储器，并将与该检索项符合的存储单元内容读出或写入主