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基于次级缓存的sdram调度策略的研究

电子测量技术 2023年第14期46卷 37-42页

作者：杜忠文李庚霖蒋菡褚江恒伍俊重庆邮电大学光电工程学院重庆400065 中国科学院重庆绿色智能技术研究院跨尺度制造技术重庆市重点实验室重庆400722 中国科学院大学重庆学院重庆400714

针对卷积神经网络算法FPGA硬件加速器存在的内存带宽瓶颈,提出了一种基于次级缓存的行重组调度策略。通过分析sdram存储器的性能、FPGA硬件加速原理和内存带宽瓶颈,建立了次级缓存机制。该机制可服务于加速过程中堆叠的访问请求,通过合... 详细信息

针对卷积神经网络算法FPGA硬件加速器存在的内存带宽瓶颈,提出了一种基于次级缓存的行重组调度策略。通过分析sdram存储器的性能、FPGA硬件加速原理和内存带宽瓶颈,建立了次级缓存机制。该机制可服务于加速过程中堆叠的访问请求,通过合并相同Bank/Row的访问请求,减少Active和Precharge操作的额外开销。实验测试结果表明,在SC-RR调度策略下,存储器的访存时间减少32.87%,功耗降低31.71%,有效带宽利用率提高到91.3%。在性能相近的情况下,硬件资源消耗减少83.8%,满足了设计要求。

关键词：卷积神经网络 FPGA 硬件加速 sdram SC-RR

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基于AHB总线的sdram控制器的设计

基于AHB总线的SDRAM控制器的设计

作者：张敏西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着集成电路产业的高速发展,车载微控制器(MCU)已成为推动汽车电子发展的关键技术。与此同时中央处理器(CPU)作为MCU的核心部件,其指令和数据处理能力得到了大幅度提升,使之对存储器提出了更高的要求。同步动态随机存储器(sdram)具有... 详细信息

随着集成电路产业的高速发展,车载微控制器(MCU)已成为推动汽车电子发展的关键技术。与此同时中央处理器(CPU)作为MCU的核心部件,其指令和数据处理能力得到了大幅度提升,使之对存储器提出了更高的要求。同步动态随机存储器(sdram)具有容量大、速度快、体积小和价格低廉等优势,符合MCU对高速缓存的要求。但由于其工作机理特殊,控制逻辑繁杂,因此设计出稳定的sdram控制器具有重要的应用价值。本课题源自企业的车载MCU芯片研发项目,是一款适用于车载MCU的sdram控制器,作为高级高性能总线(AHB)与sdram存储器间的接口模块,将AHB主设备的传输数据转换为符合sdram存储器协议的通信事务,满足存储器的访问时序要求,完成总线主设备与sdram存储器的数据传输。本设计支持两块可独立配置的sdram;支持8、16和32位的存储器芯片位宽;sdram时序参数可编程,可针对不同需求进行灵活配置;支持自动刷新操作,刷新速率可编程;支持自刷新模式和掉电模式;支持AHB总线协议的字、半字和字节访问;支持AHB总线协议的突发传输,包括SINGLE、INCR4、INCR8、INCR16。本文遵循了自顶向下的设计原则,具体研究内容如下:首先研究了AHB总线协议和sdram存储器的相关原理,为后续sdram控制器的设计奠定了理论基础。然后根据车载MCU芯片的需求特点,结合模块划分理论,完成了控制器的架构设计,根据模块划分的结果采用Verilog硬件描述语言(HDL)完成了各模块的设计,先后分别实现了寄存器配置模块、同步模块、控制模块、输入和输出模块,其中控制模块作为核心模块实现了sdram的初始化、自动刷新、自刷新、掉电模式和基本读写操作。实现基本功能之后,又进行了设计优化:首先采用先进先出缓冲器(FIFO)进行预读取,提高了读传输效率。其次,分析了数字集成电路中降低功耗的具体实施方法,并采用锁存门控时钟的方式进行了低功耗设计。然后搭建了基于通用验证方法学(UVM)的验证平台,并对验证平台的组件与具体实现方法进行了详细分析。通过对主要功能点进行验证,结果证明此控制器可实现预期规划的功能,满足设计需求。最后还进行了覆盖率的收集与分析工作,最终的覆盖率结果均达到100%,确保了验证的完备性。

关键词： sdram AHB总线控制器 UVM验证

The Feature of DDR sdram and the Implementation of DDR sdram Controllers via VHDL

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The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications 2002年第1期9卷 61-65页

作者： GUOLi ZHANGYing SchoolofInformationEngineering BeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsBeijing100876P.R.China SchoolofInformationEngineering BeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsBeijing100876P.R.Chin

Double Data Rate Synchronously Dynamic RAM(DDR-sdram)is a kind ofnew high-capacity and high-speed ram chip. The article describes itsworking features. Implementation of the DDR sdram controller isanalyzed and some det... 详细信息

关键词： DDR sdram VHDL

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sdram辐照效应测试系统的研制

核电子学与探测技术 2009年第1期29卷 31-35,51页

作者：姚志斌张凤祁何宝平罗伊红郭红霞西北核技术研究所陕西西安710024

文章利用CPLD及DSP作为系统的核心部件,设计了最大可测256MB、32位的sdram辐照效应在线测试系统。系统可以动态监测辐照期间sdram的翻转地址、翻转数等参数,基本满足辐照效应的测试要求。

关键词： sdram 辐照效应测试系统

视频解码芯片中DDR sdram控制器的设计

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计算机工程 2006年第1期32卷 240-241,263页

作者：刘洋林争辉上海交通大学电子工程系上海200030

介绍了高速DDRsdram控制器设计以及在视频解码芯片系统中的应用。该设计将DDR控制单元和系统内部总线仲裁单元较好地整合成统一的控制器。根据DDR的工作原理和系统带宽要求,给出了DDR控制器关键部分在结构上和时序上的优化方案。同时还... 详细信息

介绍了高速DDRsdram控制器设计以及在视频解码芯片系统中的应用。该设计将DDR控制单元和系统内部总线仲裁单元较好地整合成统一的控制器。根据DDR的工作原理和系统带宽要求,给出了DDR控制器关键部分在结构上和时序上的优化方案。同时还给出了FPGA原型验证的策略以及最后FPGA和ASIC的实现结果。

关键词： DDR sdram 视频解码芯片 H.264 片上系统

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基于CPLD的sdram控制器

电子器件 2004年第4期27卷 676-679页

作者：王立欣刘双宝刘雷哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

高速数据采集卡设计中需要大容量的存储单元 ,静态存储器无法满足容量要求 ,故选用同步动态存储器( sdram)为该数据采集系统的存储单元。通过 VHDL语言描述电路 ,设计了基于 CPLD的 sdram控制器 ,从而简化了主机对 sdram的读写及其相关... 详细信息

高速数据采集卡设计中需要大容量的存储单元 ,静态存储器无法满足容量要求 ,故选用同步动态存储器( sdram)为该数据采集系统的存储单元。通过 VHDL语言描述电路 ,设计了基于 CPLD的 sdram控制器 ,从而简化了主机对 sdram的读写及其相关操作。 sdram控制器设计采用自顶向下模块化的设计方法 ,共分为四个模块 :sdram控制器顶层模块、控制接口模块、命令模块和数据通路模块 ,sdram控制器顶层模块初始化并把其余三个模块有机地结合起来。测试结果证明设计的 sdram控制器成功地实现了对 sdram的读写操作 ,地址、数据、控制信号时序匹配 ,满足了系统设计要求。

关键词： CPLD sdram 仲裁刷新预充电

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sdram在GPON系统ONU端应用

光通信技术 2010年第4期34卷 20-22页

作者：应亚萍彭宏高杰灿浙江工业大学之江学院杭州310024 浙江工业大学信息工程学院杭州310014

提出了一种在GPON系统ONU端采用FPGA直接控制sdram进行数据缓存的方法。介绍了sdram,然后提出了用Verilog语言实现sdram控制器的设计方法,最后进行仿真和调试,验证了设计的正确性。

关键词： GPON sdram FPGA

基于FPGA的sdram读写双口控制器设计

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电子器件 2006年第2期29卷 581-584页

作者：周望玮史小军朱为堵国梁东南大学电子工程系南京210096

在研究了sdram工作特性的基础上,提出了利用FPGA将单片sdram作为乒乓RAM的双口接口设计。采用ALTERA公司的EP1C6Q240C8和HYNIX的HY57V161610DTC-8,将FPGA作为主控制器,并在其中配置两块RAM分别作为sdram的输入、输出缓冲区。前者接收外... 详细信息

在研究了sdram工作特性的基础上,提出了利用FPGA将单片sdram作为乒乓RAM的双口接口设计。采用ALTERA公司的EP1C6Q240C8和HYNIX的HY57V161610DTC-8,将FPGA作为主控制器,并在其中配置两块RAM分别作为sdram的输入、输出缓冲区。前者接收外设慢速数据流,经处理后写入到sdram,后者读取sdram中数据,为外围高速设备提供高速数据流。高速数据流按自定义数据包间续发送,在此间隔中执行慢速数据流写入sdram和自动刷新sdram的操作。

关键词： FPGA sdram 双口RAM

用于EMBCCD图像信号采集的sdram控制器设计

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光学技术 2012年第6期38卷 693-696页

作者：刘攀刘广荣赵恋刘登宇北京理工大学光电学院北京100081

sdram作为高速大容量存储器应用于视频采集系统十分方便。首先简介了sdram存储器的控制原理,然后介绍了EMBCCD(电子倍增背照明CCD)成像系统中图像数据的缓存和VGA显示。利用FPGA成功地实现了sdram控制器的设计。该控制器能够控制两片SD... 详细信息

sdram作为高速大容量存储器应用于视频采集系统十分方便。首先简介了sdram存储器的控制原理,然后介绍了EMBCCD(电子倍增背照明CCD)成像系统中图像数据的缓存和VGA显示。利用FPGA成功地实现了sdram控制器的设计。该控制器能够控制两片sdram乒乓操作,实现了EMBCCD图像信号的缓存。所获得的视频图像稳定、清晰、流畅。

关键词： EMBCCD sdram FPGA 图像缓存 VGA