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嵌入式技术相关技术文章浅谈嵌入式DSP访问片外SDRAM的低功耗设计研究

DSP有限的片内存储器容量往往使得设计人员感到捉襟见肘,特别是在数字图像处理、语音处理等应用场合,需要有高速大容量存储空间的强力支持。因此,需要外接存储器来扩展DSP的存储空间。

在基于DSP的嵌入式应用中,存储器系统逐渐成为功耗的主要来源。例如Micron公司的MT48LC2Mx32B2-5芯片,在读写时功耗最大可以到达924 mW,而大部分DSP的内核功耗远远小于这个数值。如TI的TMS320C55x系列的内核功耗仅仅为0.05 mW/MIPS。所以说,优化存储系统的功耗是嵌入式DSP极其重要的设计目标。本文主要以访问外部SDRAM为例来说明降低外部存储系统功耗的设计方法。

1 SDRAM功耗来源

SDRAM内部一般分为多个存储体,通过行、列地址分时复用,系统地址总线对不同存储体内不同页面的具体存储单元进行寻址。SDRAM每个存储体有2个状态,即激活状态和关闭状态。在一次读写访问完毕后,维持存储体激活状态称为开放的页策略(open-page policy),页面寄存器中保存已经打开的行地址,直到它不得不被关闭,比如要执行刷新命令等;访问完毕后关闭存储体称为封闭的页策略(close- page pol-icy)。

为了更好地决定选择哪种策略,需要熟悉SDRAM功耗的特点。SDRAM的功耗主要有3个来源:激活关闭存储体、读写和刷新。在大部分程序中,激活关闭存储体引起的功耗占到访存操作的总功耗的一半以上。图1给出了对同一SDRAM行进行读写时,采用开放的页策略和封闭的页策略的功耗比较(假设激活关闭存储体一次消耗功耗为1),经计算可知,若连续的几个读写操作在同一行,采用开放的页策略可以节省功耗。

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