[發明專利]基于一讀一寫存儲器的多讀多寫存儲器及其實現方法

在審

• 申請號: 201410707938.7
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104484128A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 許俊;夏杰;段光生
• 申請（專利權）人: 盛科網絡（蘇州）有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 蘇州慧通知識產權代理事務所(普通合伙) 32239
• 代理人: 安紀平

技術領域

本發明涉及交換芯片設計中的存儲技術領域，尤其是涉及一種基于高密度、大容量的一讀一寫存儲器實現的大容量的多讀多寫存儲器及其實現方法。

背景技術

高性能交換芯片內通常要用到大容量的多讀多寫存儲器(nRmW?Memory，n讀m寫存儲器，n，m為大于等于0的整數)，如兩讀兩寫存儲器2R2W?memory。

目前實現大容量的2R2W?memory的方案主要是基于小容量2R2W?memory拼接而成。2R2W?memory單元具有密度小，容量小，功耗大的特點，其最大容量很有限，要實現大容量的2R2W?memory則需要由多個小容量的2R2W拼接而成。這種基于小容量2R2W?memory拼接而成的大容量2R2W?memory，其功耗和面積隨著存儲器深度和寬度的增大而線性增加，并且2R2W?memory之間大量的走線還造成時序的惡化。

因此，采用小容量的nRmW?Memory來構建大容量的nRmW?Memory簡單易行，但是存在面積大，功耗高和時序差等問題，不能滿足高性能交換芯片的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種基于一讀一寫存儲器的多讀多寫存儲器，采用高密度、大容量的一讀一寫存儲器來實現大容量的多讀多寫存儲器，以減小交換芯片的面積、降低芯片的功耗和改善芯片的時序。

為實現上述目的，本發明提出如下技術方案：一種基于一讀一寫存儲器的多讀多寫存儲器，包括n個一讀m寫存儲器單元、狀態存儲單元和控制邏輯，n和m均為大于等于0的整數，每個所述一讀m寫存儲器單元內有m個一讀一寫存儲器，所述多讀多寫存儲器外部具有m個寫端口和n個讀端口，所述寫端口有寫操作時，其寫數據同時寫到每個所述一讀m寫存儲器單元內的其中一個所述一讀一寫存儲器內；所述狀態存儲單元用于記錄每個所述一讀一寫存儲器內數據的存儲狀態；所述控制邏輯用于控制所述讀端口從所述多讀多寫存儲器內讀取數據的方式。

優選地，所述狀態存儲單元里用[log₂(m)取整+1]個比特表示任意一個所述讀端口的讀地址所對應的數據存儲狀態，若log₂(m)為整數，則用log₂(m)個比特表示任意一個所述讀端口的讀地址所對應的數據存儲狀態。

優選地，所述寫端口寫數據到所述一讀一寫存儲器的同時，更新所述狀態存儲單元內對應的數據存儲狀態。

優選地，同一個所述一讀m寫存儲器單元內的每個所述一讀一寫存儲器內存儲的數據是不同的，不同的所述一讀m寫存儲器單元內對應同一個寫端口的所述一讀一寫存儲器(如11，21，…n1存儲器)存儲的數據是相同的。

優選地，每個所述讀端口根據其讀地址從對應的所述一讀一寫存儲器內讀取數據。

優選地，所述讀端口讀取數據的方式為：所述讀端口先從所述狀態存儲單元中讀取其讀地址對應的數據存儲信息，根據讀出的所述存儲信息選擇存儲數據的一讀一寫存儲器，最后從選擇的所述一讀一寫存儲器內讀取出數據。

優選地，所述讀端口讀取數據的方式為：所述讀端口根據讀地址同時讀取n×m塊所述一讀一寫存儲器和狀態存儲單元，根據從所述狀態存儲單元讀到的數據存儲狀態選擇相應的數據送出來。

本發明的另一目的還在于提供一種基于一讀一寫存儲器的多讀多寫存儲器的實現方法：采用n×m塊一讀一寫存儲器形成所述n讀m寫存儲器，n和m均為大于等于0的整數。

本發明的有益效果是：本發明通過使用高密度、大容量的一讀一寫存儲器1R1W?memory來實現大容量的多讀多寫存儲器nRmW?memory，相比基于小容量nRmW?memory實現大容量nRmW?memory，可以大大減小芯片的面積，降低芯片的功耗，改善芯片的時序，進而提高其整體性能。

附圖說明

圖1是本發明基于一讀一寫存儲器的多讀多寫存儲器的結構示意圖；

圖2是本發明實施例基于一讀一寫存儲器的兩讀兩寫存儲器的結構示意圖；

圖3是本發明實施例兩讀兩寫存儲器的讀寫流程示意圖；

圖4是本發明實施例基于一讀一寫存儲器的兩讀兩寫存儲器的另一種結構示意圖；

圖5是現有方案和本發明方案生成的寬度固定為32nm、不同深度的存儲器的面積對比圖；

圖6是現有方案和本發明方案生成的寬度固定為32nm、不同深度的存儲器的功耗對比圖；

圖7是本發明實施例基于一讀或一寫存儲器的一讀一寫存儲器的結構示意圖。

具體實施方式