CN101566926B - 存储器存取装置及使用该存储器存取装置的显示器 - Google Patents

Abstract

在此提出存储器存取装置及使用此存储器存取装置的显示器。此存储器装置包括动态存储器、多个客户端以及存储器管理单元。动态存储器用以存储多个存储数据。多个客户端存取动态存储器。并且，各客户端皆具有一个优先顺序。存储器管理单元依据上述的优先顺序来分别执行各客户端针对该动态存储器进行的存取操作。此外，存储器管理单元内建至少一个缓冲区，该缓冲区用以暂存执行存取操作时对应产生的多个暂存数据。

Description

存储器存取装置及使用该存储器存取装置的显示器

技术领域

本发明涉及一种存储器存取装置，且特别涉及一种存储器存取装置与运用该存储器存取装置的显示器。

背景技术

在现今的电子系统中，都需要利用存储器来存放存储数据。而容量较大的动态存储器(例如动态随机存取存储器Dynamic Random Access Memory，DRAM)则经常被使用。然而，这种动态存储器的存取操作较为复杂，并且，在同一个电子系统中需要对这个动态存储器进行读写的电子装置(以下称客户端)通常不只一个。因此，当多个客户端需要同时针对这种动态存储器进行存取时，总是需要对应每个客户端配置一个缓冲器来辅助。

请参照图1，图1绘示已知技术中的存储器存取装置100的示意图。存储器存取装置100中的客户端130、140要对动态存储器110进行写入操作。由于两个写入操作是无法同时在一个动态存储器110上进行，因此客户端130、140分别先行将数据写入其所对应的缓冲器131、141中。存储器管理单元120则是检测动态存储器110是否空闲。一旦发现动态存储器110空闲时，则将暂存在缓冲器131及缓冲器141中的数据依序写入动态存储器110。

另外，客户端150～180则是要由动态存储器110中读出数据。相同的，动态存储器110也无法同时提供这么多个客户端读出数据，因此，存储器管理单元120则会在动态存储器110有空闲的时候，就先行读出客户端150～180所会需要读取的数据，并将它存储在缓冲器151～181中。一旦客户端150～180需要读取数据时，就只需要到其所对应的缓冲器151～181中读取就可以了。

由上述说明可知，存储器存取装置100需要根据客户端的数量，来配置对应的缓冲器。因此，这种已知的存储器存取装置100总是配置了大量的缓冲器。并且，各缓冲器间并不能资源共享，使得缓冲器的使用效率不高，严重的增加了生产成本。

发明内容

本发明提供一种存储器存取装置，用以使多个客户端可以有效存取一个动态存储器，并增加其可使用的频宽。

本发明提供一种显示器的存储器存取装置，使显示器中的多个客户端，可以以最大的频宽，存取一个动态存储器。

本发明提供一种存储器存取装置，包括动态存储器以及存储器管理单元。动态存储器用以存储多个存储数据，而存储器管理单元耦接至动态存储器。其中，存储器管理单元具有多个连接端口，每一个连接端口连接到对应的客户端，而存储器管理单元存储一个优先顺序，用以作为存储客户端存取动态存储器的顺序。当客户端针对动态存储器进行存取，存储器管理单元内建至少一缓冲区，用以暂存执行上述的存取操作时对应产生的多个暂存数据。存储器管理单元对应各客户端，把缓冲区分配成多个子缓冲区。还包括控制单元，此控制单元依据各客户端存取动态存储器的频率以及各客户端的优先顺序，动态调整该各客户端所对应的各子缓冲区的容量。各子缓冲区的存储容量的大小，反比于其所对应到的各客户端的优先顺序。

在本发明的一实施例中，其中当各客户端针对动态存储器进行写入操作时，各客户端暂存其所要写入的数据至缓冲区中。

在本发明的一实施例中，当各客户端针对动态存储器进行读出操作时，各客户端读取存储器管理单元预先读取(pre-fetch)并存储在缓冲区中的数据

在本发明的一实施例中，当各客户端针对动态存储器进行写入操作时，各客户端暂存所要写入的数据至该各客户端所对应的子缓冲区中。

在本发明的一实施例中，当各客户端针对动态存储器进行读出操作时，各客户端读取存储器管理单元预先读取并存储在各客户端所对应的子缓冲区中的数据。

另外，本发明提供一种使用存储器存取装置的显示器。此存储器存取装置包括动态存储器以及存储器管理单元。动态存储器用以存储多个存储数据，而存储器管理单元耦接至动态存储器。其中，存储器管理单元具有多个连接端口，每一个连接端口连接到对应的客户端，而存储器管理单元存储一个优先顺序，用以作为存储客户端存取动态存储器的顺序。当客户端针对动态存储器进行存取，存储器管理单元内建至少一缓冲区，用以暂存执行上述的存取操作时对应产生的多个暂存数据。该存储器管理单元对应各该客户端，把该缓冲区分配出多个子缓冲区。还包括一控制单元，该控制单元依据各该客户端存取该动态存储器的频率以及该优先顺序，动态调整各该客户端所对应的各该子缓冲区的容量。各该子缓冲区的存储容量的大小，反比于各该客户端所对应到该优先顺序的优先程度。

在本发明的一实施例中，所述客户端包括另一显示器、图像撷取器、直接存储器存取器、3维空间梳状滤波器、直接存储器存取器、解交错器以及过驱动器。

本发明因采用存储器管理单元内建缓冲区的结构，来使多个客户端所要对同一个动态存储器进行读写的数据可先行存储在缓冲区，在依据频宽及优先顺序的分配，来达到多个客户端同时存取一个动态存储器的功能。因此不需要针对每一个客户端来配置一个专属的缓冲器，有效减少电路面积。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示已知技术中的存储器存取装置100的示意图。

图2绘示本发明的存储器存取装置的一实施例。

图3绘示本发明一实施例的缓冲区配置的一实施方法。

图4绘示调整缓冲区的一实施方法的示意图。

图5绘示本发明的显示器的存储器存取装置的一实施例。

【主要元件符号说明】

100、200、500：存储器存取装置

110、210、510：动态存储器

120、220、520：存储器管理单元

130～180、231～236、331～336、431～436：客户端

131～181：缓冲器

240：控制单元

221、321：缓冲区

3211～3216、4311～4316：子缓冲区

531：3维空间梳状滤波器

532、536：显示器

533、537：直接存储器存取器

534、538：过驱动器

535、539：解交错器

具体实施方式

以下将针对本发明的存储器存取装置提出多个实施例来加以说明，并佐以图示，以期本领域技术人员更好地了解，并能够据以实施。

请先参照图2，图2绘示本发明的存储器存取装置的一实施例。存储器存取装置200包括动态存储器210、存储器管理单元220、客户端231～236以及控制单元240。动态存储器210是提供客户端231～236用以存储数据，而对这个动态存储器210进行实际的存取操作的则为存储器管理单元220。

存储器管理单元220具有多个连接端口，每一连接端口分别连接到对应的客户端231～236。而存储器管理单元220还内建有一个缓冲区221，这个缓冲区221则是提供客户端231～236对动态存储器210进行读取或写入时，做为暂存在这些存取操作时对应产生的暂存数据。以客户端231、232在对动态存储器210行写入操作为例，若在进行写入操作的同时，动态存储器210的状态为忙碌时，客户端231、232的写入操作将无法立即被执行。因此，客户端231、232所要写入的数据将可以被暂存在缓冲区221中。存储器管理单元220会等到动态存储器210闲置时，再将暂存在缓冲区221中的值写入至动态存储器210。

此外，存储器管理单元220还会在动态存储器210闲置时，将客户端233、234、235、236所需要读取的数据，预先由动态存储器210读出至缓冲区221中。一旦客户端233、234、235、236需要读取动态存储器210中的数据时，就只要至缓冲区221中撷取即可。

值得一提的是，存储器管理单元220在安排上述说明的这些操作的执行是依据一个存储在存储器管理单元220中的优先顺序来进行的。这里指的优先顺序是根据客户端231～236的重要性来决定的。当然，优先顺序中，优先程度较高的客户端所要求的存取操作，要比较优先被执行。举例来说，当客户端231以及客户端232都要写入数据至动态存储器210，就会将所要存储的数据写入缓冲区221。而一旦存储器管理单元220在发现动态存储器210闲置时，就会将优先顺序较高的客户端231(假设客户端231的优先顺序高于客户端232)所暂存在缓冲区221的数据先行写入动态存储器210。接着，再行写入客户端232暂存在缓冲区221的数据。

此外，存储器管理单元220中的缓冲区也可以不只有一个。也可以依据读出跟写入的不同的客户端的需求规划出两个或两个以上的缓冲区，来提供作为使用。

为了可以使暂存在缓冲区221中的操作更有效率且更有次序，缓冲区221通常会对应客户端231～236被区分成多个子缓冲区(本图未绘示)，而控制单元240耦接至客户端231～236及存储器控制单元220，则是用来调整这些子缓冲区的大小。其详细的操作，则请参阅以下的说明。

以下请参照图3，图3绘示本发明一实施例的缓冲区配置的一实施方法。其中的缓冲区321对应客户端331、332、333、334、335以及336被分配出6个子缓冲区3211、3212、3213、3214、3215以及3216。对应上述关于图2实施例的说明，当客户端331要对动态存储器进行写入操作时，并将其所要存储的数据先暂存在缓冲区的操作，就是将其所要存储的数据，暂存在其所对应的子缓冲区3211中(相同的，客户端332要对动态存储器进行写入操作时，暂存所要存储的数据在其所对应的子缓冲区3212中)。

由于客户端331～336对于动态存储器310中数据的需求不尽相同，因此，对应到客户端的子缓冲区3211～3216的存储容量也应该可以动态调整。而控制单元340就是用来进行动态调整这些子缓冲区3211～3216的存储容量。而控制单元340用来判断客户端需要对应的子缓冲区的大小则是藉由该客户端的优先顺序，以及该客户端针对动态存储器310进行读写的频率来决定。

由于存储器管理单元320会针对有较高优先顺序的客户端的数据来进行处理。因此，对应到较高的优先顺序的客户端的子缓冲区通常不会累积有太多未处理的数据。换句话说，这种有较高的优先顺序的客户端，并不需要对应使用大的子缓冲区。相反的，若是优先顺序较低的客户端，则必须要有较大的对应的子缓冲区(优先顺序与子缓冲区存储容量成反相关)。另外，客户端对于动态存储器310进行读写的频率也是决定其所对应的子缓冲区大小的重要因素。显而易见的，进行读写的频率高的客户端，是必需使用较大的子缓冲区。当然，进行读写的频率低的客户端，则仅需使用较小的子缓冲区。

以下举一个例子来说明缓冲区的动态调整操作。以期能更仔细的说明动态调整子缓冲区大小的实施方法。

请参照图4，图4绘示调整缓冲区的一实施方法的示意图。其中的存储器管理单元420的缓冲区对应到客户端431、432、433、434、435以及436而分别被区分为子缓冲区4311、4312、4313、4314、4315以及4316。在本实施方法中，客户端431的优先顺序高于客户端432的优先顺序，因此子缓冲区4311的容量小于子缓冲区4312的容量。另外，客户端433～436的优先顺序关系依序为客户端433优先，其次分别是客户端434、客户端435、以及最后的客户端436，因此子缓冲区4313～4316的容量，最大为子缓冲区4316，而后其次为子缓冲区4315、子缓冲区4314、以及最小的子缓冲区4313。

当然，上述说明的子缓冲区的容量大小关系还可以依据实际存储器存取装置的操作上，客户端对动态存储器的存取频率来做调整。而各客户端间的优先顺序也同样可以在存储器存取装置的操作过程中进行调整，也就是说，这些子缓冲区的可以动态灵活的调整，以发挥缓冲区的最大功效。

以下则请参照图5，图5绘示本发明的显示器的存储器存取装置的实施例。显示器的存储器存取装置500包括动态存储器510、存储器管理单元520、控制单元540以及多个客户端。而存储器管理单元520具有缓冲区521。在本实施例中，客户端分别为对动态存储器进行写入操作的3维空间梳状滤波器531、显示器532、直接存储器存取器533、过驱动器534以及解交错器535。还有对动态存储器进行读出操作的显示器536、直接存储器存取器537、过驱动器538以及解交错器539(本实施例中将针对动态存储器进行写入及读出的相同的电子装置视为两个不同的客户端，例如显示器532及显示器536)。

而关于显示器的存储器存取装置500的操作方面，则与上述说明的存储器存取装置200相类似，本领域技术人员，应都能类推而了解，此处则不再多加繁述。

而在上述的显示器的存储器存取装置的架构下，以高解析度电视(HighDefinition Television，HDTV)为例，假设有3个客户端，在某一应用下(例如两个输入端皆为1080p信号源，输出端为1080p面板)，此3个客户端所需要存取数据的频率各为200百万比特/每秒(Mb/s)，而动态存储器的存取需要0.5秒的等待时间。在显示器的存储器存取装置稳定操作的情形下，假设动态存储器的频宽为750百万比特/每秒(Mb/s)，则3个客户端所需要的子缓冲区为1500百万比特(Mb)。也因此，所需要的缓冲区的大小为1500百万比特(Mb)的三倍，也就是4500百万比特(Mb)，而此时动态存储器的使用效率为600/750*100％＝80％。

以已知的技术，设计了三个独立的缓冲区各1500百万比特(Mb)，当另一应用发生时(例如两个输入端皆为720p，输出端为1440p面板)，此3个客户所需要存取数据的频率各为100百万比特/每秒(Mb/s)、100百万比特/每秒(Mb/s)、及400百万比特/每秒(Mb/s)，则在硬件的限制下(三个独立的缓冲区各1500百万比特)，动态存储器的频宽需达到794百万比特/每秒(Mb/s)才可正确无误的工作(此时720p客户端各需1228Mb，1440p客户端需1500Mb)。此时动态存储器的频宽使用效率下降至600/794*100％＝75.6％。

当使用本发明，将缓冲区集中管理，依据需要动态分配资源，则应用在上例中(两个输入端皆为720p，输出端为1440p面板)，依然可达到600/750*100％＝80％的动态存储器的频宽使用效率，此时所需缓冲区720p客户端各需1000Mb，1440p客户端需2000Mb，共4000Mb，可少于先前的应用(两个输入端皆为1080p信号源，输出端为1080p面板)。

综上所述，本发明利用内建在存储器管理单元中的缓冲区，使多个用户端可以存取一个动态存储器。并且利用动态调整缓冲区中各子缓冲区的容量大小，使缓冲区的使用效能提升，并使得存储器的存取更为有效率。并且，不需要外挂对应客户端的缓冲器，同时也降低了生产的成本。

虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (11)

1.一种存储器存取装置，包括：

一动态存储器，用以存储多个存储数据；以及

一存储器管理单元，耦接至该动态存储器，其中该存储器管理单元具有多个连接端口，每一该连接端口连接到对应的客户端，而该存储器管理单元存储一优先顺序，用以存储这些客户端存取该动态存储器的顺序，其中当这些客户端针对该动态存储器进行存取，该存储器管理单元内建至少一缓冲区，该缓冲区用以暂存执行这些存取操作时对应产生的多个暂存数据，

其中该存储器管理单元对应各该客户端，把该缓冲区分配出多个子缓冲区，

所述存储器存取装置还包括一控制单元，耦接至这些客户端及该存储器管理单元，该控制单元依据各该客户端存取该动态存储器的频率以及该优先顺序，动态调整各该客户端所对应的各该子缓冲区的容量，

各该子缓冲区的存储容量的大小，反比于各该客户端所对应到该优先顺序的优先程度。

2.如权利要求1所述的存储器存取装置，其中当各该客户端针对该动态存储器进行写入操作时，各该客户端暂存所要写入的数据至该缓冲区中。

3.如权利要求1所述的存储器存取装置，其中当各该客户端针对该动态存储器进行读出操作时，各该客户端读取该存储器管理单元预先读取并存储在该缓冲区中的数据。

4.如权利要求1所述的存储器存取装置，其中当各该客户端针对该动态存储器进行写入操作时，各该客户端暂存所要写入的数据至各该客户端所对应的该子缓冲区中。

5.如权利要求1所述的存储器存取装置，其中当各该客户端针对该动态存储器进行读出操作时，各该客户端读取该存储器管理单元预先读取并存储在各该客户端所对应的该子缓冲区中的数据。

6.一种显示器，使用一存储器存取装置存储显示数据，其中该存储器存取装置包括：

一动态存储器，用以存储多个存储数据；

一存储器管理单元，耦接至该动态存储器，其中该存储器管理单元具有 多个连接端口，每一该连接端口连接到对应的客户端，而该存储器管理单元存储一优先顺序，用以存储这些客户端存取该动态存储器的顺序，其中当这些客户端针对该动态存储器进行存取，该存储器管理单元内建至少一缓冲区，该缓冲区用以暂存执行这些存取操作时对应产生的多个暂存数据，

其中该存储器管理单元对应各该客户端，把该缓冲区分配出多个子缓冲区，

所述显示器还包括一控制单元，该控制单元依据各该客户端存取该动态存储器的频率以及该优先顺序，动态调整各该客户端所对应的各该子缓冲区的容量，

各该子缓冲区的存储容量的大小，反比于各该客户端所对应到该优先顺序的优先程度。

7.如权利要求6所述的显示器，其中当各该客户端针对该动态存储器进行写入操作时，各该客户端暂存所要写入的数据至该缓冲区中。

8.如权利要求6所述的显示器，其中当各该客户端针对该动态存储器进行读出操作时，各该客户端读取该存储器管理单元预先读取并存储在该缓冲区中的数据。

9.如权利要求6所述的显示器，其中当各该客户端针对该动态存储器进行写入操作时，各该客户端暂存所要写入的数据至各该客户端所对应的该子缓冲区中。

10.如权利要求6所述的显示器，其中当各该客户端针对该动态存储器进行读出操作时，各该客户端读取该存储器管理单元预先读取并存储在各该客户端所对应的该子缓冲区中的数据。

11.如权利要求6所述的显示器，其中这些客户端包括另一显示器、图像撷取器、直接存储器存取器、3维空间梳状滤波器、解交错器以及过驱动器。 

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