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淺談SRAM在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用

2017-05-26 15:47:19

Static RAM(SRAM),指的是一種具有靜止時(shí)存取功能,在不需要刷新電路的情況下依然可以保持內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)芯片。

 一般來(lái)說(shuō)有兩個(gè)主要的規(guī)格:
1. 一種是放置于單片機(jī)CPU與主存儲(chǔ)之間的高速緩存,有兩種規(guī)格,一種是會(huì)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(kuò)充用的高速緩存。
2. 第二種是內(nèi)置于CMOS芯片146818的電路中,內(nèi)部有128字節(jié)小容量的SRAM存儲(chǔ)芯片,用于存儲(chǔ)我們?cè)O(shè)置的配置數(shù)據(jù),也有用于加速單片機(jī)CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳遞,從80486CPU開(kāi)始,基本上CPU內(nèi)部會(huì)將SRAM設(shè)計(jì)進(jìn)去作為高速緩存,SRAM存儲(chǔ)芯片在讀取數(shù)據(jù)上速度比較快,不需要刷新電路,目前在市場(chǎng)上,價(jià)格相對(duì)其他的DRAM還是高了點(diǎn),主要用于高要求的行業(yè)中的應(yīng)用,

基本特點(diǎn)
1.速度相對(duì)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(chǔ)芯片體積大,

SRAM存儲(chǔ)的應(yīng)用
1.CPU與主存之間的高速緩存。
2.CPU內(nèi)部的L1/L2或外部的L2高速緩存。
3.CPU外部擴(kuò)充用的COAST高速緩存。
4.CMOS 146818芯片。

       同步SRAM存儲(chǔ)芯片在傳統(tǒng)上的應(yīng)用是搜索引擎,用于對(duì)算法的實(shí)現(xiàn),長(zhǎng)時(shí)間來(lái)這也是SRAM存儲(chǔ)芯片在網(wǎng)絡(luò)的主要作用。跟隨著新的存儲(chǔ)技術(shù)的出現(xiàn),設(shè)計(jì)者為SRAM存儲(chǔ)芯片找到新的應(yīng)用領(lǐng)域。
現(xiàn)在對(duì)路由器跟交換機(jī)的要求已經(jīng)不僅僅限制于FIB搜索,計(jì)數(shù)器需要對(duì)接收服務(wù)包的信息包數(shù)量進(jìn)行跟蹤,并從中獲取統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)從而解決賬單編制問(wèn)題,并通過(guò)統(tǒng)計(jì)來(lái)不間斷監(jiān)視網(wǎng)絡(luò),并完成對(duì)問(wèn)題的檢測(cè)及判定,并隨著每個(gè)信息包處理量的遞增,就必然采取包緩沖器來(lái)提高處理能力,除了上面提及到的以外,隨著系統(tǒng)中存儲(chǔ)器資源的增加,動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配也是必需的,路由器或者交換機(jī)的這些附加功能正在重新定義這網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
 
具有更多新功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
 并隨著IPv6和VRF的快速普及,對(duì)更寬、更深、更快和更高效系統(tǒng)的需求變得更為迫切。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須能以最低的成本來(lái)滿足網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的所有度量標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí),之前的同步SRAM已經(jīng)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(chǔ)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。

QDR 與 DDR SRAM
  在由瑞薩、、賽普拉斯IDT、NEC和三星公司組成的QDR協(xié)會(huì)的合作下開(kāi)發(fā)出了QDR SRAM存儲(chǔ)芯片,目的通過(guò)把SRAM存儲(chǔ)芯片性能提升為原先的4倍用于滿足那些不僅需要標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)對(duì)帶寬的要求。QDR SRAM存儲(chǔ)芯片具有單獨(dú)的讀和寫(xiě)端口,設(shè)計(jì)里在每個(gè)數(shù)據(jù)引腳上以雙倍數(shù)據(jù)速率各自獨(dú)立地工作,因此能在一個(gè)時(shí)鐘周期中傳輸4個(gè)數(shù)據(jù)字,因此4倍數(shù)據(jù)速率而得名。設(shè)計(jì)上采用分離的讀/寫(xiě)端口從根本尚消除了SRAM與存儲(chǔ)控制器之間對(duì)總線爭(zhēng)用的沖突,這就是傳統(tǒng)的公用I/O器件的問(wèn)題所在。因此QDRII SRAM被稱呼為回波時(shí)鐘的源同步時(shí)鐘,它們與數(shù)據(jù)輸出由同一道生成。QDR SRAM采用了HSTL I/O標(biāo)準(zhǔn),從而實(shí)現(xiàn)高速緩存操作。

      QDR SRAM主要的應(yīng)用在于面向那些需要在讀和寫(xiě)操作之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,而DDR SRAM主主要的應(yīng)用在于面向需要進(jìn)行數(shù)據(jù)流式處理,此時(shí),讀和寫(xiě)操作之間的近期平衡為百分百的讀操作或百分百的寫(xiě)操作。但在這種情況下,有一根QDR SRAM總線在百分之五十的時(shí)間里沒(méi)被使用過(guò)。同時(shí)其它總線也是可能具有不平衡的近期讀/寫(xiě)比例。這是督促人們對(duì)DDR公用I/O SRAM存儲(chǔ)芯片開(kāi)發(fā)的主要因素,在這種器件中,輸入和輸出數(shù)據(jù)端共同使用同一根總線。在從讀操作向?qū)懖僮鬓D(zhuǎn)換的過(guò)程中,需要總線轉(zhuǎn)向周期,并使得可用帶寬減少。因此,對(duì)于某些系統(tǒng)來(lái)說(shuō),這必然產(chǎn)生了比QDR架構(gòu)的平均總線利用率更優(yōu),控制信號(hào)幾乎極少,而且又與QDR器件控制信號(hào)有些不同的地方。
 
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