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Memory Compiler的前生今世

數(shù)字后端IC芯片設(shè)計(jì) ? 來(lái)源:電子發(fā)燒友網(wǎng) ? 作者:工程師譚軍 ? 2018-07-05 11:02 ? 次閱讀

Memory是大家Floorplan中經(jīng)常使用到一個(gè)器件,而且需要花費(fèi)不少時(shí)間去擺放它。Memory的種類很多,各種類型還分別具有不同的參數(shù)。那大家有沒(méi)有想過(guò),對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),我們是如何去選擇合適的memory類型?不同的類型有什么區(qū)別?

在后端設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中,我們把這一過(guò)程稱為memory compiler。下面,我們來(lái)介紹下memory compiler的具體內(nèi)容。

Memory種類

Memory用來(lái)存儲(chǔ)和讀寫的大量的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。按功能上分類,基本可以分為兩大類:只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。ROM只能讀,不能寫;RAM既能讀又能寫。RAM具有易失性。斷電以后,RAM中保存的數(shù)據(jù)將全部丟失;而ROM中的數(shù)據(jù)則可以長(zhǎng)久保存。

RAM可以分為常用的SRAM和DRAM。SRAM是靜態(tài)的存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)單元是一個(gè)觸發(fā)器,有0,1兩個(gè)穩(wěn)態(tài);DRAM是動(dòng)態(tài)的存儲(chǔ)器,比SRAM要復(fù)雜一些,因?yàn)樗鼤?huì)利用電容器存儲(chǔ)電荷來(lái)保存0或1,需要在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的過(guò)程中需要對(duì)于存儲(chǔ)的信息不停的刷新。 這邊還需要提到另一種常用的存儲(chǔ)器,我們稱為Register File。 它是由多個(gè)寄存器堆組成的陣列,內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能上和SRAM完全類似。只是Register File去除了bist電路,容量較小,速度也比較快。

Memory結(jié)構(gòu)

其實(shí),存儲(chǔ)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本都差不多。一般由存儲(chǔ)陣列,地址譯碼器和輸出控制電路組成。我們把存儲(chǔ)陣列以外的電路都稱為外圍電路(Periphery)。存儲(chǔ)陣列是memory的核心區(qū)域,它有許多存儲(chǔ)單元組成,每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一位二值數(shù)據(jù)。每次讀出一組數(shù)據(jù),稱為一組字。一個(gè)字中所含的位數(shù)稱為字長(zhǎng)(Bit)。為了區(qū)別各個(gè)不同的字,給每個(gè)字賦予一個(gè)編號(hào),稱為地址,由譯碼器將地址代碼轉(zhuǎn)譯。地址單元個(gè)數(shù)就是字?jǐn)?shù)(Depth),用N表示,數(shù)值為2n,n為地址碼的位數(shù)。

實(shí)際運(yùn)用中,我們經(jīng)常以字?jǐn)?shù)(Depth)和字長(zhǎng)(Bit)的乘積來(lái)表示存儲(chǔ)器的容量。如下圖中的ROM容量為28 X 1,有256個(gè)字,字長(zhǎng)為1位,總共256個(gè)存儲(chǔ)單元。容量越大,意味著能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)越多。

Memory Compiler的前生今世

Memory配置

一般foundry提供的memory databook上,會(huì)有以下參數(shù)指標(biāo),然后我們根據(jù)上面這個(gè)memory來(lái)對(duì)照一下這些指標(biāo)。

WL: Physical Word Lines 字線 16條

BL:Physical Bit Lines 位線 16條

WD: Word Depth (WL * MUX)字?jǐn)?shù) 16*16 =256

BIT: I/O Data Width (BL/MUX)字長(zhǎng) 16/16 =1

Granularity:步長(zhǎng),WD或者BIT間隔的大小,只能按步長(zhǎng)整數(shù)倍增加

BANK:分塊,在Memory中,如果Bit line很長(zhǎng),會(huì)造成它的充放電速度很慢,導(dǎo)致memory的頻率很低,這時(shí),我們會(huì)將存儲(chǔ)陣列分成N個(gè)bank來(lái)降低Bit line的長(zhǎng)度

SEG: 分段,在Memory中,如果Word line很長(zhǎng),會(huì)影響它的性能,所以按Word line方向,把存儲(chǔ)陣列分成N個(gè)segment.

BANK和SEG圖示如下:

Memory Compiler的前生今世

C64,C128,C256: Cell per bit line。每條bit line上掛的存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù),經(jīng)常有64,128,256等不同數(shù)字,該數(shù)值越大,表示配置的memory速度越慢,但是面積會(huì)越?。粩?shù)值越小,表示配置的memory速度越快,但是面積會(huì)越大。

通常,大家還會(huì)看到類型HD,HC,HP等縮寫,這些都是表征不同類型Bitcell和外圍電路(Periphery)組成的。

HD:High Density Bitcell ,面積較小

HC:High Current Bitcell 高工作電流,access time較小

HP:High PerformancePeriphery ,速度快

LP:Low-Power Periphery ,功耗較小

ULP:Ultra-Low Power Periphery,超低功耗

ULL:Ultra-Low Leakage Periphery,超低漏電流

Memory端口

Memory端口類型也有很大的區(qū)別,通常分為單口和雙口。

Register file速度快,面積小,容量小。小容量下,我們應(yīng)該優(yōu)先選擇Register file,它可以分為以下三種:

Single port(1RW): 一個(gè)端口,只能執(zhí)行讀或者寫操作

Two port(1R/1W):2個(gè)端口,一個(gè)端口讀,另一個(gè)端口寫,可以獨(dú)立不同的時(shí)鐘頻率

Pseudo two port(1R/1W):2個(gè)端口,一個(gè)端口讀,另一個(gè)端口寫,只有一個(gè)時(shí)鐘。

三個(gè)種類的示意圖如下:

Memory Compiler的前生今世

SRAM包含更多的模塊,容量可以做得更大,可以擁有更多的bank,速度較慢,面積更大。大容量需求時(shí),可以優(yōu)先考慮SRAM。

SRAM按端口類型也可以分為以下三種:

Single port(1RW): 一個(gè)端口,只能執(zhí)行讀或者寫操作

Dual port(2RW):2個(gè)端口,兩個(gè)端口可以同時(shí)讀寫,可以獨(dú)立不同的時(shí)鐘頻率

Pseudo two port(1R/1RW):2個(gè)端口,一個(gè)端口讀,另一個(gè)端口可以讀可以寫,只有一個(gè)時(shí)鐘。

示意圖如下:

Memory Compiler的前生今世

Memory compiler方法

說(shuō)了這么多,最后,如何運(yùn)行memory compiler呢?

如果你理解了上文中的各個(gè)參數(shù)含義,那么運(yùn)行memory compiler是非常簡(jiǎn)單的。一般來(lái)說(shuō),vendor會(huì)提供給我們memory compiler,當(dāng)然每家提供的都不一樣。下載linux后,填入需要的各個(gè)參數(shù)(WD,BIT,MUX,Granularity等),然后它就會(huì)幫我們生成我們所需要的memory的物理和時(shí)序庫(kù)。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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原文標(biāo)題:記憶深處有塵?!狹emory Compiler

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DSP技術(shù)、典型的問(wèn)題就是功耗太大、單芯片約為3-5W的功耗、發(fā)熱比較嚴(yán)重、會(huì)死機(jī)、并且沒(méi)有數(shù)字TFT屏的接口、業(yè)內(nèi)采用這個(gè)方案的廠家有:正星特、美格、心聯(lián)、瑞訊等廠家、部份廠家已升至PNX15xx DSP。第二階段、VoIP方案數(shù)字對(duì)講系統(tǒng):在業(yè)內(nèi)廠家發(fā)現(xiàn)philips DSP功耗大、發(fā)熱/死機(jī)、并且開(kāi)發(fā)難道比較大的同時(shí)、有些有實(shí)力廠家開(kāi)始注意到VoIP系統(tǒng)的特點(diǎn)、并把其技術(shù)移植到對(duì)講系統(tǒng)上來(lái)、實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字對(duì)講系統(tǒng)、典型的方案有原***華邦的VoIP方案、和海思HI3510的方案、有心人會(huì)發(fā)現(xiàn)在這其中海思HI3510是個(gè)很有意思的產(chǎn)品、據(jù)了解這款芯片最初是為廣州電信在VoIP方面的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)、后因電信放棄了這方面的應(yīng)用而停頓、后面通過(guò)修改/完善變成了目前大家熟知的HI3510、它的不同版本的規(guī)格書參數(shù)變動(dòng)非常大、從H.261、H.263、H.264到MPEG4、其中的DSP編/解碼庫(kù)一直都在升級(jí)!從SDK中也發(fā)現(xiàn)很多.o文件、再?gòu)囊曨l效果的表現(xiàn)來(lái)看、發(fā)現(xiàn)大部分編解碼內(nèi)容都是軟件實(shí)現(xiàn)的、所以可以不斷的升級(jí)、那我們是否可以理解其為軟件DSP呢、這事很難說(shuō)、當(dāng)然這是野史、大家聊聊就罷了、VoIP方案的數(shù)字對(duì)講典型的問(wèn)題是對(duì)視頻傳輸及效果要求比較低、對(duì)音頻要求比較高、我們從海思的HI3510中即可發(fā)現(xiàn)、音頻方面其內(nèi)部集成的消回聲算法、視頻方面在動(dòng)態(tài)圖像方面的表現(xiàn)比較差、圖像大的變動(dòng)會(huì)出現(xiàn)馬賽克和鋸齒現(xiàn)象、并且最初版本只支持到CIF的分辨率等有意思的問(wèn)題、***華邦的方案據(jù)了解業(yè)內(nèi)廈門立林和幾家廠商采用過(guò)、最終并沒(méi)有形成產(chǎn)品而放棄、而采用海思HI3510方案的廠家有福建冠林、廈門振威、立林、深圳興天下、秦皇島海灣等廠家、第三階段:SoC方案數(shù)字對(duì)講系統(tǒng)、隨著近兩年多媒體技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展、以及多核CPU技術(shù)的成熟、ARM+DSP、ARM+ASIC等多種組合的芯片如雨后春荀般的推出、例如:TI的DM355/335、智原GM8120/80、ADI Blackfin系列、以及Freescale的IMX系列、其主要特點(diǎn)為功耗低、功能強(qiáng)大、ARM負(fù)責(zé)控制及輸入/輸出、DSP或ASIC負(fù)責(zé)算法處理、多核共享系統(tǒng)資源(Sdram Flash等)、設(shè)計(jì)靈活、利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、利于降低BOM成本、在這里我們?cè)俅翁岬胶K嫉腍I3510、其也是SoC設(shè)計(jì)、至于效果我們不加評(píng)論、做為最前沿的技術(shù)、各家芯片廠家宣傳無(wú)一例外提到了器件成本、宣稱可以做到10美金以下、但事實(shí)并非如此、也只有***智原實(shí)現(xiàn)了這個(gè)承諾??梢晫?duì)講系統(tǒng)做為做為一個(gè)安防行業(yè)的細(xì)分市場(chǎng)、各大芯片廠商并沒(méi)有推出相關(guān)的參考設(shè)計(jì)、其主要著力放在IPCAM和DVS/DVR上、而對(duì)于一個(gè)涉及到多核高速處理器、操作系統(tǒng)和復(fù)雜的UI應(yīng)用程序的可視對(duì)講系統(tǒng)、考慮到投入資金、開(kāi)發(fā)周期和項(xiàng)目的成敗風(fēng)險(xiǎn)、業(yè)內(nèi)人士感到非常的無(wú)耐、當(dāng)然一些有實(shí)力的大公司在兩年前都投入了這方面的經(jīng)費(fèi)、但一直以來(lái)對(duì)這方面開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的缺失造成了項(xiàng)目或多或少都有些問(wèn)題的存在、甚至以失敗告終。以上為全數(shù)字可視對(duì)講發(fā)展的三個(gè)階段、當(dāng)然、隨著近兩年多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展、在這幾個(gè)主流方案的同時(shí)也有些廠家推出了其它的一些類似方案、例如:利用超高速ARM實(shí)現(xiàn)軟壓/軟解的軟件方案、還有采用ARM+DSP的分立方案、但考慮到成本和效果、都不能取得一個(gè)性價(jià)比的折中、并且在我原來(lái)的文章內(nèi)也詳細(xì)的敘述過(guò)其優(yōu)缺點(diǎn)、我們?cè)诖瞬辉兕愂?、通過(guò)以上分析、我們可以清晰的得出可視對(duì)講行業(yè)目前的現(xiàn)狀:第一、數(shù)字對(duì)講項(xiàng)目開(kāi)發(fā)難度太大、自九十年代以來(lái)、對(duì)講系統(tǒng)經(jīng)歷了單戶型、單棟直按型、總線聯(lián)網(wǎng)型、但一直處于多線制模擬切換方式、并沒(méi)有參于音頻/視頻以及傳輸?shù)奶幚怼⑼ㄟ^(guò)繼電器和一些手段進(jìn)行切換、技術(shù)一直處于低端8位機(jī)的開(kāi)發(fā)水平、過(guò)渡到全數(shù)字系統(tǒng)基本是完全不同的概念、第二、需要投入的人力/物力和資金比較大、對(duì)于傳統(tǒng)的對(duì)講廠商而言、數(shù)字對(duì)講與傳統(tǒng)的系統(tǒng)是兩個(gè)意義上完全不同的系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要更新、而這種前沿開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要投入的資金是比較大的、重新更換開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)、更換產(chǎn)品平臺(tái)是需要一個(gè)很大的投入、并且可控性比較低、第三、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期不可控、失敗率較高、由于西方國(guó)外住宅結(jié)構(gòu)和建筑規(guī)模與國(guó)內(nèi)的不同、使得大部份西方芯片廠家并沒(méi)有注意到這塊市場(chǎng)的需求、造成沒(méi)有專注于這方面應(yīng)用的芯片技術(shù)和應(yīng)用、加上國(guó)內(nèi)商品住宅這兩年的發(fā)展迅速、使得周邊應(yīng)用方案商并沒(méi)有跟上形勢(shì)的發(fā)展、造成了業(yè)內(nèi)廠家沒(méi)有應(yīng)用方案可用、沒(méi)有參考設(shè)計(jì)可供選擇、完全需要自行從芯片級(jí)開(kāi)始研發(fā)自己的產(chǎn)品、造成了開(kāi)發(fā)周期的不可控、和失敗案例增多、無(wú)形中也加大了業(yè)內(nèi)廠商對(duì)這方面應(yīng)用的謹(jǐn)慎心態(tài)。以上我們簡(jiǎn)單綜合分析了目前可視對(duì)講行業(yè)的現(xiàn)狀、俺的手打字也打累了、順便做個(gè)廣告應(yīng)該不過(guò)份吧、哈哈……    偉創(chuàng)達(dá)電子科技(深圳)有限公司做為專注于音/視頻芯片代理、方案提供的一家港資企業(yè)通過(guò)廣泛、深入的考察論證、結(jié)合國(guó)內(nèi)外智能住宅現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、由多名安防業(yè)內(nèi)專家共同參于完成的一套全數(shù)字IP傳輸?shù)目梢晫?duì)講方案設(shè)計(jì)、整個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái)基于***升邁GM8120為核心、采用MPEG4/H.264數(shù)字音/視頻壓縮技術(shù)、整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用和TCP/IP聯(lián)網(wǎng)方式、結(jié)合家庭智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的特點(diǎn)、利用以太網(wǎng)進(jìn)行音頻/視頻的網(wǎng)絡(luò)流傳送、集成報(bào)警、門禁、智能家電等控制等多種功能功能、提供短信/公告等增值服務(wù)的一套完善的設(shè)計(jì)方案。從技術(shù)上考慮、偉創(chuàng)達(dá)GM8120可以提供真正的一站式解決方案、客戶只需修改其用戶界面即可、如果不修改、則能使用默認(rèn)界面并直接投入生產(chǎn)使用、我們擁有完善的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)和芯片貨源做支持、在產(chǎn)品路線圖規(guī)劃上我們將有進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)計(jì)劃、包括大尺寸屏幕和增加社區(qū)增值服務(wù)的應(yīng)用、我們相信數(shù)字式可視門鈴光明的發(fā)展前景、會(huì)使我們將繼續(xù)推出可簡(jiǎn)化我們生活的解決方案。對(duì)于希望在這方面增進(jìn)了解和交流有朋友、我們也希望通過(guò)電話或郵件多多溝通、共同探討關(guān)于這方面的技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。我們將一如既往的以資源配置最優(yōu)化為原則、根據(jù)客戶現(xiàn)有的資源、提供多種合作方式、幫助客戶以最低的成本、在最短的時(shí)間內(nèi)、完成優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品……     謝謝大家關(guān)注……偉創(chuàng)達(dá)電子科技(深圳)有限公司地址:中國(guó)廣東省深圳市福田區(qū)深南中路2001號(hào)嘉麟豪庭C座903室電話:+86-755-88318558, ***聯(lián)系人:田先生郵箱:sky.tian@semtec.cn網(wǎng)址:http://www.semtec.cn  
    發(fā)表于 09-04 12:28

    DL之DHNN:DHNN的前生今世

    DL之DHNN:DHNN的前生今世
    發(fā)表于 12-21 10:39

    win7/8+simics如何運(yùn)行memory compiler?

    win7/8+simics在x86平臺(tái)上模擬sparc架構(gòu)運(yùn)行memory compiler全程教程
    發(fā)表于 06-21 07:18

    ARM memory_compiler sram ip生成問(wèn)題怎么解決呢

    ARM memory_compiler ip的產(chǎn)生,couldn't run spreadsheet generator to fetch results,這類問(wèn)題怎么解決呢?????
    發(fā)表于 09-28 10:22

    Viterbi Compiler MegaCore Func

    Viterbi Compiler MegaCore Function User Guide 好東西哦。網(wǎng)上搜集,希望對(duì)你有用。
    發(fā)表于 03-25 15:40 ?32次下載

    Reed-Solomon Compiler

    Reed-Solomon Compiler
    發(fā)表于 03-25 15:42 ?26次下載

    Altera viterbi compiler

    Altera viterbi compiler
    發(fā)表于 03-25 15:45 ?18次下載

    MATLAB Compiler The Language o

    MATLAB Compiler The Language of Technical Computing:This chapter describes the MATLAB Compiler
    發(fā)表于 02-10 11:19 ?0次下載

    物聯(lián)網(wǎng)的前生今世

    1990年物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐最早可以追溯到1990年施樂(lè)公司的網(wǎng)絡(luò)可樂(lè)販?zhǔn)蹤C(jī)——Networked Coke Machine。1995年比爾蓋茨在《未來(lái)之路》一書中也曾提及物聯(lián)網(wǎng),但未引起廣泛重視。
    發(fā)表于 04-10 08:37 ?1773次閱讀

    淺談物聯(lián)網(wǎng)的前生今世

    NB-IoT在2017年是可以說(shuō)是商用啟動(dòng)年,那么在2018年,NB-IoT將會(huì)是規(guī)模爆發(fā)年,市場(chǎng)越大,價(jià)值越大。
    發(fā)表于 02-07 12:07 ?861次閱讀

    AI芯片的前生今世與未來(lái)之路

    從芯片發(fā)展的大趨勢(shì)來(lái)看,目前尚處于AI芯片發(fā)展的初級(jí)階段,無(wú)論是科研還是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用都有巨大的創(chuàng)新空間。我們相信,未來(lái)十年將是AI芯片發(fā)展的重要時(shí)期,有望在架構(gòu)和設(shè)計(jì)理念取得巨大的突破。
    的頭像 發(fā)表于 07-24 15:44 ?4507次閱讀

    淺談DSP技術(shù)的前生今世

    磁道數(shù)為單位)和磁盤轉(zhuǎn)速(以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為單位)來(lái)擴(kuò)大計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器的容量和改善其性能。
    發(fā)表于 08-19 09:29 ?3181次閱讀

    CC-RH Compiler 用戶手冊(cè)

    CC-RH Compiler 用戶手冊(cè)
    發(fā)表于 01-13 19:01 ?0次下載
    CC-RH <b class='flag-5'>Compiler</b> 用戶手冊(cè)

    R32C/100 Series C Compiler Package V.1.02C Compiler 用戶手冊(cè)

    R32C/100 Series C Compiler Package V.1.02 C Compiler 用戶手冊(cè)
    發(fā)表于 04-19 19:24 ?0次下載
    R32C/100 Series C <b class='flag-5'>Compiler</b> Package V.1.02C <b class='flag-5'>Compiler</b> 用戶手冊(cè)

    RH850 Family C Compiler Package CC-RH V1.02.00 用戶手冊(cè): Compiler

    RH850 Family C Compiler Package CC-RH V1.02.00 用戶手冊(cè): Compiler
    發(fā)表于 05-15 19:47 ?0次下載
    RH850 Family C <b class='flag-5'>Compiler</b> Package CC-RH V1.02.00 用戶手冊(cè): <b class='flag-5'>Compiler</b>
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