動態(tài)隨機訪問存儲器的刷新方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種DRAM的刷新方法，包括以下步驟：設(shè)置計數(shù)器初始值；每隔一遞減周期，計數(shù)器遞減計數(shù)；判斷DRAM的行是否被訪問；如果被訪問，計數(shù)器值置為初始值，進入到下一個刷新周期；如果沒有被訪問，則當(dāng)計數(shù)器值遞減到最小計數(shù)值時，查找訪存命令隊列中是否有對將刷新行的訪問操作，如果訪存命令隊列中有對將刷新行的訪問，由調(diào)度器優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行，并將計數(shù)器值置為初始值，進入到下一個刷新周期。本發(fā)明采用行命中優(yōu)先、即將刷新行的訪問命令優(yōu)先和先到先服務(wù)三個優(yōu)先級調(diào)度算法，進行DRAM控制操作，通過優(yōu)先調(diào)度即將刷新行的訪問，代替部分刷新操作，減少了刷新次數(shù)，降低了DRAM的功耗并提高了系統(tǒng)性能。
【專利說明】動態(tài)隨機訪問存儲器的刷新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)存刷新方法，具體而言，涉及一種動態(tài)隨機訪問存儲器的刷新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]動態(tài)隨機訪問存儲器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)具有很低的單元存儲成本和很高的集成密度，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中。DRAM屬于易失性存儲器件，為了保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失，需要進行刷新操作，JEDEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定DRAM單元的刷新周期為64ms (高溫下為32ms)，所有的DRAM的行必須在刷新周期內(nèi)被刷新。如果存儲單元沒有被刷新，存儲的信息就會丟失。
[0003]目前DRAM內(nèi)存控制器通常采用的調(diào)度算法是FR-FCFS (First-ReadyFirst-Come-First-Serve,行命中優(yōu)先-先來先服務(wù))，該算法確定下一個要響應(yīng)的內(nèi)存訪問請求，這種算法的主要特點在于行命中優(yōu)先和最早的請求優(yōu)先。這種傳統(tǒng)的調(diào)度算法在DRAM的某一行的刷新周期內(nèi)該行被訪問的概率有限，所以減少的刷新次數(shù)有限。過去DRAM的容量較小，行數(shù)較少，完成刷新的總時間較短。因此一個刷新脈沖完成所有行的刷新是可接受的，隨著DRAM容量的增大，刷新給訪存操作帶來的延時增大，降低了系統(tǒng)性能。
[0004]與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的DRAM刷新方法有兩種，一種是在DRAM內(nèi)存控制器中為存儲器的每一行設(shè)置了一個2bit的計數(shù)器，來實現(xiàn)刷新控制。將計數(shù)器置為初始值3，刷新周期為64ms，計數(shù)器按16ms為單位遞減計數(shù)，計數(shù)器減到O時對應(yīng)的行進行刷新，如果在減到O之前該行被訪問，將計數(shù)器置為3，不需要對該行進行刷新。刷新操作是對DRAM的一行進行充電的過程，該方案減少了刷新次數(shù)，降低了 DRAM的功耗。但是在DRAM的某一行的刷新周期內(nèi)該行被訪問的概率有限，所以減少的刷新次數(shù)有限。另一種是通過對每一行在相鄰兩次訪問之間的時間進行計時，若在刷新周期內(nèi)該行被訪問，則無需再進行刷新操作，對于超過刷新周期未被刷新的行，通過一次讀操作或?qū)懖僮鞔嫠⑿?，無需考慮專門的刷新操作，但是這一做法增大了 DRAM的功耗并降低了帶寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種DRAM的刷新方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)存刷新方法中刷新次數(shù)頻繁，訪存延遲和功耗大的問題，降低了功耗并提高了性能。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種DRAM的刷新方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]設(shè)置計數(shù)器的初始值；
[0008]每隔一遞減周期，所述計數(shù)器遞減計數(shù)；
[0009]判斷所述DRAM的行是否被訪問；
[0010]當(dāng)所述DRAM的行被訪問時，將計數(shù)器值置為所述初始值；
[0011]當(dāng)所述DRAM的行未被訪問時，如果當(dāng)前計數(shù)值為零，則查找訪存命令隊列中是否有對將刷新行的訪問操作，如果有，則調(diào)度器按照優(yōu)先順序調(diào)度執(zhí)行對所述即將刷新行的訪問命令；
[0012]如果訪存命令隊列中沒有對將刷新行的訪問操作，則調(diào)度器按照優(yōu)先順序調(diào)度執(zhí)行對該行的刷新命令；
[0013]當(dāng)所述DRAM的行未被訪問時，如果當(dāng)前計數(shù)值大于零，則每隔一遞減周期，所述計數(shù)器遞減計數(shù)。
[0014]優(yōu)選地，所述調(diào)度器的調(diào)度算法包括行命中優(yōu)先、即將刷新行的訪問命令優(yōu)先和先到先服務(wù)二個優(yōu)先級。
[0015]在上述方法中，在設(shè)置計數(shù)器的初始值之前，對每一個DRAM的行使用所述計數(shù)器進行計數(shù)。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點是采用行命中優(yōu)先、即將刷新行的訪問命令優(yōu)先和先到先服務(wù)三個優(yōu)先級的調(diào)度算法，進行DRAM的控制操作，通過優(yōu)先調(diào)度即將刷新行的訪問，代替了部分刷新操作，減少了刷新次數(shù)，降低了 DRAM的功耗并提高了系統(tǒng)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的DRAM的刷新方法的刷新控制電路的示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的DRAM的刷新方法實施例一的流程圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的DRAM的刷新方法實施例二的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明的DRAM的刷新方法采用優(yōu)先調(diào)度即將刷新行的訪問，代替了傳統(tǒng)的刷新操作，減少了刷新次數(shù)，降低了 DRAM的功耗并提高了系統(tǒng)性能。
[0021]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
[0022]圖1為本發(fā)明的DRAM的刷新方法的刷新控制電路的示意圖，由于相對于傳統(tǒng)的DRAM的刷新增加了優(yōu)先調(diào)度即將刷新行的訪問，需要對DRAM的控制器的結(jié)構(gòu)進行修改，如圖所示，每一條命令增加了一個比較器，用于在隊列中查找即將刷新的行的訪問，其余模塊均采用傳統(tǒng)形式，提高了模塊的通用性。
[0023]DRAM的控制器中的調(diào)度器采用三個優(yōu)先級的調(diào)度算法，包括行命中優(yōu)先、即將刷新行的訪問命令優(yōu)先和先到先服務(wù)。
[0024]圖2為本發(fā)明的DRAM的刷新方法實施例一的流程圖，如圖所示，該方法包括:
[0025]步驟101，設(shè)置計數(shù)器的初始值；
[0026]步驟102，每隔一遞減周期，計數(shù)器遞減計數(shù)；
[0027]步驟103，判斷DRAM的行是否被訪問；
[0028]步驟104，依據(jù)對DRAM的行是否被訪問的判斷，選擇最佳的調(diào)度算法。
[0029]通過選擇最佳的調(diào)度方法，當(dāng)計數(shù)器的值為O時，優(yōu)先調(diào)度即將刷新行的訪問，代替了部分刷新操作，減少了刷新次數(shù)，達到了降低DRAM的功耗并提高系統(tǒng)性能的效果。
[0030]圖3為本發(fā)明的DRAM的刷新方法實施例二的流程圖，如圖所示，包括如下步驟:[0031 ] 步驟201，對DRAM中的每一行計數(shù)，設(shè)置初始值；
[0032]對每一個DRAM行設(shè)置一個計數(shù)器，并對每一個DRAM行進行計數(shù)。例如，DRAM刷新周期為64ms,計數(shù)器若按照16ms為單位遞減來計數(shù),則當(dāng)計數(shù)器減到O時，DRAM—個刷新周期結(jié)束，計數(shù)器的初始值T可以設(shè)置為3。
[0033]步驟202，每隔一遞減周期，T值減I ;
[0034]每隔一遞減周期，計數(shù)器進行遞減計數(shù)，例如，每隔16ms，計數(shù)值T值減去I。
[0035]步驟203，判斷該行是否被訪問；
[0036]判斷DRAM的行中是否有正在被訪問的行，如果有，則進入步驟208 ;如果沒有，則進行下一步驟204。
[0037]步驟204，判斷計數(shù)器值是否為零；
[0038]判斷計數(shù)器值T是否為0，如果計數(shù)器值T大于0，則計數(shù)值每隔一遞減周期遞減，例如每隔16msT值減去I。如果計數(shù)器值T等于0，則進行下一步驟205。
[0039]步驟205，查找訪存命令隊列中是否有對該行的訪問；
[0040]通過比較器查找訪存命令隊列中是否有對即將要刷新的行的訪問操作，如果有則進行步驟207 ;如果沒有則進行步驟206。
[0041 ] 步驟206，對該DRAM的行進行刷新操作；
[0042]通過步驟205利用比較器查找訪存命令隊列中沒有對即將要刷新的行的訪問操作，則與該計數(shù)器對應(yīng)的地址被插入到刷新命令隊列中，調(diào)度器讀取該地址并發(fā)出刷新命令，對該行進行刷新操作，刷新完成后進入步驟208。
[0043]步驟207，根據(jù)優(yōu)先順序調(diào)度執(zhí)行對即將刷新行的訪問命令，訪問該行；
[0044]通過步驟205利用比較器查找訪存命令隊列中有對即將要刷新的行的訪問操作，則調(diào)度器按照優(yōu)先順序調(diào)度執(zhí)行對即將刷新行的訪問命令，并進行下一步驟208。
[0045]步驟208，計數(shù)值初始化；
[0046]在調(diào)度器完成一個調(diào)度之后，計數(shù)器值置為初始值，例如T=3，進入到下一刷新循環(huán)中。
[0047]對每一個DRAM的行設(shè)置一個計數(shù)器，并對每一個DRAM的行進行計數(shù)。每隔一遞減周期，計數(shù)器遞減計數(shù)，例如每隔16ms，計數(shù)值T值減去I。判斷DRAM的行中是否有正在被訪問的操作。依據(jù)對DRAM的行是否被訪問的判斷，選擇最佳的調(diào)度算法，如果該DRAM的行正在被訪問，則將該行計數(shù)器值置為初始值，并進入到下一個刷新循環(huán)中。如果該DRAM的行沒有被訪問，則每隔一遞減周期，計數(shù)器遞減計數(shù)，例如，計數(shù)值T每隔16ms減去1，當(dāng)計數(shù)值減小到O時，通過比較器查找訪存命令隊列中是否有對即將要刷新的行的訪問操作，如果有則優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行，并將該行計數(shù)器值置為初始值T=3，進入到下一個刷新循環(huán)中；如果沒有，則與該計數(shù)器對應(yīng)的地址被插入到刷新命令隊列中，調(diào)度器讀取該地址并發(fā)出刷新命令，對該行進行刷新操作，刷新完成后將該行計數(shù)器值置為初始值Τ=3，進入到下一個刷新循環(huán)中。
[0048]本發(fā)明在刷新控制電路中添加了用于在隊列中查找即將刷新的行的訪問的比較器，調(diào)度器采用行命中優(yōu)先、即將刷新行的訪問命令優(yōu)先和先到先服務(wù)三個優(yōu)先級的調(diào)度算法，進行DRAM的控制操作，通過優(yōu)先調(diào)度即將刷新行的訪問，代替了部分刷新操作，減少了刷新次數(shù)，達到了降低DRAM的功耗并提高系統(tǒng)性能的效果。
[0049]專業(yè)人員應(yīng)該還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
[0050]結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。
[0051]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種動態(tài)隨機訪問存儲器DRAM的刷新方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 設(shè)置計數(shù)器的初始值； 每隔一遞減周期，所述計數(shù)器遞減計數(shù)； 判斷所述DRAM的行是否被訪問； 當(dāng)所述DRAM的行被訪問時，將計數(shù)器值置為所述初始值； 當(dāng)所述DRAM的行未被訪問時，如果當(dāng)前計數(shù)值為零，則查找訪存命令隊列中是否有對將刷新行的訪問操作，如果有，則調(diào)度器按照優(yōu)先順序調(diào)度執(zhí)行對所述即將刷新行的訪問命令； 如果訪存命令隊列中沒有對將刷新行的訪問操作，則調(diào)度器按照優(yōu)先順序調(diào)度執(zhí)行對該行的刷新命令； 當(dāng)所述DRAM的行未被訪問時，如果當(dāng)前計數(shù)值大于零，則每隔一遞減周期，所述計數(shù)器遞減計數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)度器的調(diào)度算法包括行命中優(yōu)先、即將刷新行的訪問命令優(yōu)先和先到先服務(wù)三個優(yōu)先級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在設(shè)置計數(shù)器的初始值之前，對每一個DRAM的行使用所述計數(shù)器進行計數(shù)。
【文檔編號】G11C11/406GK103559142SQ201310541616
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】王琪, 王東輝, 張鐵軍 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所