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淺談SRAM在網絡設計系統的應用

2017-05-26 15:47:19

Static RAM(SRAM),指的是一種具有靜止時存取功能,在不需要刷新電路的情況下依然可以保持內部存儲數據的存儲芯片。

 一般來說有兩個主要的規格:
1. 一種是放置于單片機CPU與主存儲之間的高速緩存,有兩種規格,一種是會固定在電路主板上的高速緩存,另一種是插入電路卡槽的COAST擴充用的高速緩存。
2. 第二種是內置于CMOS芯片146818的電路中,內部有128字節小容量的SRAM存儲芯片,用于存儲我們設置的配置數據,也有用于加速單片機CPU內部數據的傳遞,從80486CPU開始,基本上CPU內部會將SRAM設計進去作為高速緩存,SRAM存儲芯片在讀取數據上速度比較快,不需要刷新電路,目前在市場上,價格相對其他的DRAM還是高了點,主要用于高要求的行業中的應用,

基本特點
1.速度相對快,不需要刷新電路,可以提高整體工作效率。
2.SRAM集成度低,功耗高,相同的容量的情況下比DRAM等存儲芯片體積大,

SRAM存儲的應用
1.CPU與主存之間的高速緩存。
2.CPU內部的L1/L2或外部的L2高速緩存。
3.CPU外部擴充用的COAST高速緩存。
4.CMOS 146818芯片。

       同步SRAM存儲芯片在傳統上的應用是搜索引擎,用于對算法的實現,長時間來這也是SRAM存儲芯片在網絡的主要作用。跟隨著新的存儲技術的出現,設計者為SRAM存儲芯片找到新的應用領域。
現在對路由器跟交換機的要求已經不僅僅限制于FIB搜索,計數器需要對接收服務包的信息包數量進行跟蹤,并從中獲取統計數據從而解決賬單編制問題,并通過統計來不間斷監視網絡,并完成對問題的檢測及判定,并隨著每個信息包處理量的遞增,就必然采取包緩沖器來提高處理能力,除了上面提及到的以外,隨著系統中存儲器資源的增加,動態存儲分配也是必需的,路由器或者交換機的這些附加功能正在重新定義這網絡系統的設計。
 
具有更多新功能的網絡系統
 并隨著IPv6和VRF的快速普及,對更寬、更深、更快和更高效系統的需求變得更為迫切。系統設計者必須能以最低的成本來滿足網絡系統的所有度量標準。這時,之前的同步SRAM已經難以滿足需求了。所以這些功能需要借助DDR或QDR SRAM等速度更快、帶寬更高的SRAM存儲芯片來實現。

QDR 與 DDR SRAM
  在由瑞薩、、賽普拉斯IDT、NEC和三星公司組成的QDR協會的合作下開發出了QDR SRAM存儲芯片,目的通過把SRAM存儲芯片性能提升為原先的4倍用于滿足那些不僅需要標準ZBT或NoBL SRAM的低延遲和滿周期利用率,并還需要極大幅度提高工作頻率的系統對帶寬的要求。QDR SRAM存儲芯片具有單獨的讀和寫端口,設計里在每個數據引腳上以雙倍數據速率各自獨立地工作,因此能在一個時鐘周期中傳輸4個數據字,因此4倍數據速率而得名。設計上采用分離的讀/寫端口從根本尚消除了SRAM與存儲控制器之間對總線爭用的沖突,這就是傳統的公用I/O器件的問題所在。因此QDRII SRAM被稱呼為回波時鐘的源同步時鐘,它們與數據輸出由同一道生成。QDR SRAM采用了HSTL I/O標準,從而實現高速緩存操作。

      QDR SRAM主要的應用在于面向那些需要在讀和寫操作之間進行轉換,而DDR SRAM主主要的應用在于面向需要進行數據流式處理,此時,讀和寫操作之間的近期平衡為百分百的讀操作或百分百的寫操作。但在這種情況下,有一根QDR SRAM總線在百分之五十的時間里沒被使用過。同時其它總線也是可能具有不平衡的近期讀/寫比例。這是督促人們對DDR公用I/O SRAM存儲芯片開發的主要因素,在這種器件中,輸入和輸出數據端共同使用同一根總線。在從讀操作向寫操作轉換的過程中,需要總線轉向周期,并使得可用帶寬減少。因此,對于某些系統來說,這必然產生了比QDR架構的平均總線利用率更優,控制信號幾乎極少,而且又與QDR器件控制信號有些不同的地方。
 
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