雙口RAM

雙口RAM

臨時數據存儲媒介
随機存儲器(英語:Random Access Memory,RAM)又稱作“随機存取存儲器”,台灣、港澳稱作随機存取記憶體,是與CPU直接交換數據的内部存儲器,也叫主存。它可以随時讀寫(刷新時除外,見下文),而且速度很快,通常作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲媒介。[1]
  • 中文名:雙口RAM
  • 外文名:
  • 所屬品牌:
  • 産品類型:
  • 别名:共享式多端口存儲器
  • 特點:存儲數據共享
  • 用途:作于實時的數據緩存

簡介

雙口RAM是在一個SRAM存儲器上具有兩套完全獨立的數據線、地址線和讀寫控制線,并允許兩個獨立的系統同時對該存儲器進行随機性的訪問。即共享式多端口存儲器。

雙口RAM最大的特點是存儲數據共享。一個存儲器配備兩套獨立的地址、數據和控制線,允許兩個獨立的CPU或控制器同時異步地訪問存儲單元。因為數據共享,就必須存在訪問仲裁控制。内部仲裁邏輯控制提供以下功能:對同一地址單元訪問的時序控制;存儲單元數據塊的訪問權限分配;信令交換邏輯(例如中斷信号)等。

雙口RAM可用于提高RAM的吞吐率,适用于作于實時的數據緩存。

特點

(1)對同一地址單元訪問的競争控制

如果同時訪問雙口RAM的同一存儲單元,勢必造成數據訪問失真。為了防止沖突的發生,采用Busy邏輯控制,也稱硬件地址仲裁邏輯。此處隻給出了地址總線選通信信号先于片選脈沖信号的情況,而且,兩端的片選信号至少相差tAPS——仲裁最小時間間隔(IDT7132為5ns),内部仲裁邏輯控制才可給後訪問的一方輸出Busy閉鎖信号,将訪問權交給另一方直至結束對該地址單元的訪問,才撤消Busy閉鎖信号,将訪問權交給另一方直至結束對該地址單元的訪問,才撤消Busy閉鎖信号。

即使在極限情況,兩個CPU幾乎同時訪問同一單元——地址匹配時片選信号低跳變之差少于tAPS,Busy閉鎖信号也僅輸出給其中任一CPU,隻允許一個CPU訪問該地址單元。仲裁控制不會同時向兩個CPU發Busy閉鎖信号。

(2)存儲單元數據塊的訪問權限分配

存儲單元數據塊的訪問權限分配隻允許在某一時間段内由1個CPU對自定義的某一數據塊進行讀寫操作,這将有助于存儲數據的保護,更有效地避免地址沖突。信号量(Semaphore,簡稱SEM)仲裁閉鎖就是一種硬件電路結合軟件實現訪問權限分配方法。SEM單元是與存儲單元無關的獨立标志單元,圖3給出了一個信号量閉鎖邏輯框圖。

兩個觸發器在初始化時均使SEM允許輸出為高電平,等待雙方申請SEM。如果收到一方寫入的SEM信号(通常低電平寫入),仲裁電路将使其中一個觸發器的SEM允許輸出端為低電平,而閉鎖另一個SEM允許輸出端使其繼續保持高電平。隻有當先請求的一方撤消SEM信号,即寫入高電平,才使另一SEM允許輸出端的閉鎖得到解除,恢複等待新的SEM申請。

(3)信令交換邏輯(signaling logic)

為了提高數據的交換能力,有些雙口RAM采用信令交換邏輯來通知對方。IDT7130(1K容量)就是采用中斷方式交換信令。利用兩個特殊的單元(3FFH和3FEH)作為信令字和中斷源。假設左端CPU向3FFH寫入信令,将由寫信号和地址選通信号觸發右端的中斷輸出,隻有當右端的CPU響應中斷并讀取3FFH信令字單元,其中斷才被雙口RAM撤消。

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