[發明專利]一種基于DDR SDRAM的棧式數據緩存裝置及其方法

有效

• 申請號: 201210046913.8
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102637148A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 王展;曹政;陳飛;王凱;安學軍;孫凝暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明涉及通信領域和圖像數據處理領域高速大規模數據的棧式存儲和操作，特別是涉及一種基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置及其方法。

背景技術

在高速通信和數據處理系統中，每秒有上百兆字節的數據流量，若要通過PCI總線、USB接口等快速通訊方式將采樣數據傳到主機進行處理或存入硬盤，則需要巨大總線帶寬來實時傳輸數據，一般的總線或接口都難以做到，因此需要對高速數據進行一級緩存再上傳給主機，以減輕總線傳輸壓力和主機處理壓力。

基于片上RAM或SRAM結構的緩存數據量一般在百兆以內，難以滿足高速數據采集的存儲需求；而DDR?SDRAM可以緩存的數據量一般在千兆以上，100兆赫茲、16比特位寬的DDR?SDRAM數據速率可以達到200兆字節每秒，完全可以滿足高速數據采集緩存的需求，因此需要提出一種基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置及方法，用于實現高速數據緩存，同時向用戶呈現以頁面為單位的棧式數據管理模式，提高數據傳輸效率，方便用戶使用。

發明內容

本發明的一目的在于提供一種基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置及其方法，用于實現高速數據緩存，并向用戶呈現以頁面為單位的棧式數據管理。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置，其特征在于，包括：

輸入數據緩存模塊，用于為寫入DDR?SDRAM的數據提供緩存；

DDR?SDRAM存儲讀寫控制模塊，連接所述輸入數據緩存模塊，用于對DDR?SDRAM進行控制，向用戶呈現以頁面為單位，按照棧的方式進行數據的讀寫；

DDR數據通路模塊，連接所述DDR?SDRAM存儲讀寫控制模塊，用于根據所述DDR?SDRAM存儲讀寫控制模塊的讀寫控制，實現單邊沿數據和雙邊沿數據之間的轉換。

所述的基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置，其中，所述輸入數據緩存模塊進一步包括：用于緩存用戶寫入的數據的異步FIFO，所述異步FIFO大小為SDRAM的兩個頁面大小。

所述的基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置，其中，所述異步FIFO每接收完成一個頁面的數據，所述輸入數據緩存模塊將與所述DDR?SDRAM存儲讀寫控制模塊相連的數據有效信號置位，觸發所述DDR?SDRAM存儲讀寫控制模塊啟動一次DDR?SDRAM寫操作；對DDR?SDRAM的頁面讀請求，則直接轉發至所述DDR?SDRAM存儲讀寫控制模塊處理。

所述的基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置，其中，所述DDR?SDRAM存儲讀寫控制模塊進一步包括：

初始化子模塊，用于完成DDR?SDRAM上電復位后的初始化；

棧讀寫指針控制子模塊，連接所述初始化子模塊，用于接收所述初始化子模塊發出的初始化完成信號，通過棧頂指針對DDR?SDRAM的數據寫入和讀出進行存取控制；

讀寫及刷新控制子模塊，連接所述初始化子模塊、所述棧讀寫指針控制子模塊，用于接收所述初始化子模塊發出的初始化完成信號，并根據所述棧讀寫指針控制子模塊提供的讀寫請求和讀寫的頁面地址，對DDR?SDRAM進行讀寫控制，并實現DDR?SDRAM自動刷新的正確性。

所述的基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置，其中，所述棧讀寫指針控制子模塊以后入先出的存取方式管理DDR?SDRAM的數據寫入和讀出，并對棧滿和空狀態進行判斷，當棧非滿時，向DDR?SDRAM中寫入數據，當棧未空時，從DDR?SDRAM中讀出數據。

所述的基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置，其中，所述讀寫及刷新控制子模塊通過單次8字節突發傳輸之間的無縫連接，實現頁面式的突發傳輸，通過動態刷新時間間隔，保證頁面突發傳輸不間斷情況下DDR?SDRAM自動刷新的正確性。

所述的基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存裝置，其中，所述DDR數據通路模塊進一步包括：

讀取數據通路模塊，用于將從DDR?SDRAM讀取的雙邊沿8位數據轉換為單邊沿16位數據；

寫入數據通路模塊，用于將向DDR?SDRAM寫入的單邊沿16位數據轉換為雙邊沿8位數據。

為了實現上述目的，本發明還提供一種所述裝置實現的基于DDR?SDRAM的棧式數據緩存方法，所述裝置按照棧的方式進行數據的讀寫，其特征在于，包括：

步驟一，所述裝置在上電復位后對DDR?SDRAM進行初始化；