DDRTraining系列之五:一文搞懂PrefetchArchitecture

原创 嵌入式Lee 2023-12-11 17:15

一. 前言

Prefetch Architecture实际和training没太大的关系,但是对于理解一些概念和一些参数的计算有很大的帮助,所以单独拎出来浅淡一下。

:以下约定除非i特别说明均基于LPDDR2

二. 问题引出

我们还是延续,看到相关内容随时抛出疑问,引出问题,然后再去寻求理解的过程。如下是在阅读LPDDR2的规格书JESD209-2F的第一节Scope时抛出的疑问。

我们看到文中提到了如下黄色部分的技术, 于是乎就想要了解一下其到底是什么?首先对SxA,SxB的这个数字24到底代表什么表示兴趣。

规格书后面也有简单的介绍,

LPDDR2-S2使用2n预取架构(2n prefetch architecture)

LPDDR2-S4LPDDR2-N使用4n预取架构(4n prefetch architecture)

但是上文中后面的一堆文字怎么看都云里雾里不知所云,那么就引出了本文的主题,究竟什么是DDRPrefetch Architecture

三. Prefetch Architecture架构介绍

这里搜到了镁光的一篇技术文档《TN-46-05 GENERAL DDR SDRAM FUNCTIONALITY,里面的框图可以比较形象的解释。顺便提一下镁光的技术手册文档内容都是非常的不错,包括其数据手册也是学习DDR的不错的资料,可以去官网搜一搜看一看(https://www.micron.com/support下的Technical Notes目录下)

3.1 2n-Prefetch Architecture

DDR(或DDRI应用2n预取技术DDRII4n预取架构。

对于DRAM颗粒来说2n预取内部数据总线的宽度是外部数据总线宽度的两倍,因此内部列(column)访问频率可以为外部数据传输速率的一半。也就是说,对于设备内部的每个单读取访问周期,都会提供两个外部数据字(如图2所示)。

这里的个人理解应该是颗粒外部总线宽度,DQ宽度,不应该理解为通常意义的字,原文写的是word所以还是保留该说法。

 

类似地,写入设备的两个外部数据字(DQ宽度)在内部组合并一个内部访问写入(如图3所示)。

 

对用户从高层来看,2n预取意味着数据访问是成对发生的即单个读取访问获取两个数据字(DQ宽度);对于单个写入访问,必须提供两个数据字(DQ宽度)/2数据掩码位。这会影响最小burst大小传输和非最小burst传输的终止(BST命令)2n预取架构的最小burst大小是两次外部数据传输。理解这些就可以理解手册中的burst length参数了。

总结一下就是相当于内部总线变宽了,是外部总线的两倍了,这个变宽是通过所谓的2n-Prefetch Architecture的架构实现的。 所以内部传输的单位即颗粒度就是外部总线DQ宽度的两倍,所以内部访问频率只需要外部总线频率一半,但是也要求外部总线访问必须要以2xDQ宽度为单位进行,因为内部访问2n预取架构不能拆分了。

比如镁光某款DDRburst length2,4,8,16最低2.

 

某款LPDDR2burst length就是4,8,16,最低4

 

某款LPDDR3burst length就是8

3.2 4n-Prefetch Architecture

2n一样不再赘述,上个框图,见如下图右下角部分。

 

3.3 Prefetch ArchitectureBST(Burst Terminate )命令的影响

对于LPDDR2-S2设备,2位预取架构允许在写入或读取命令之后的任何周期中发出BST命令

如下图所示,BST命令发出对应的始终上升沿后的WLtCK加上tDQSS时间之后终止burst传输。注意已经发出BST命令之后即T1时刻之后,在新的读写burst之前不能再发BST命令。

所以图中burst设置为16想要传输16,实际传输2就终止了,即1x2(x2是因为一个时钟两个边沿都会传输),延迟了一个时钟终止。

 

对于LPDDR2-S4LPDDR2-N设备,4位预取架构允许BST命令在写入或读取命令之后的偶数个时钟周期上发出。因此,被BST命令截断的读或写命令的有效burst长度是4的整数倍。如下如所示,不能在(1)处发送BST,必须在读写命令之后的偶数个时钟才能发,可以在T2处发,图中是在T4处发送,此时实际传输burst传输了8,即4x2(x2是因为一个时钟两个边沿都会传输),延迟了4个时钟终止。

同样注意已经发出BST命令之后即T4时刻之后,在新的读写burst之前不能再发BST命令。

 

读也类似

 

 

 

3.4 Burst Write followed by Precharge的影响

对于写入周期,从最后一个有效burst输入数据的时间到可以发出预充电命令必须满足一定延迟,该延迟burst写入完成到预充电命令的写入恢复时间(tWR)。在tWR延迟之前,不应向同一bank发出预充电命令。

LPDDR2-S2设备预取对为单位往阵列写入数据(prefetch = 2),

LPDDR2-S4设备以4预取为单位往阵列写入数据prefetch = 4)

内部写入操作的开始可以仅在预取组已经被完全锁存之后才开始。因此,对于LPDDR2-S2LPDDR2-S4器件,写入恢复时间(tWR)在不同的边界处开始

对于LPDDR2-S2设备,到同一bank的最小写入到预充电命令间隔是WL +RUBL/2+1 +RUtWR/tCK)时钟周期。

对于LPDDR2-S4器件,到同一bank的最小写入到预充电命令间隔是WL + BL/2 + 1 + RUtWR/tCK)时钟周期。对于未终止burstBL是来自模式寄存器的值。对于终止的busrtBL是有效burst长度

如下图的tWR

 

3.5 Burst Read operation followed by Precharge的影响

对于最早可能的预充电,可以在读取命令之后BL/2个时钟周期发出预充电命令。对于未终止burstBL是来自模式寄存器的值对于终止burstBL是有效burst长度。在行Row预充电时间(tRP)之后,可以向同一bank发出新的bank激活命令。在满足tRAS之后才能发出预充电命令。

对于LPDDR2-S4设备,读取到预充电最小间隔还必须满足从启动读取命令的最后4位预取的时钟沿上升起的最小模拟时间。

对于LPDDR2-S2器件,读取到预充电最小间隔还必须满足从启动读取命令的最后2位预取的时钟上升沿起的最小模拟时间。

这个时间被称为tRTPRead to Precharge 读取到预充电)。

对于LPDDR2-S2设备,tRTP在读取命令之后启动BL/2 -1时钟周期。

对于LPDDR2-S4设备,tRTP在读取命令之后启动BL/2 -2时钟周期。如果BST命令或对另一bank的读取命令截断了burst,则应使用有效的BL(burst length)来计算tRTP何时开始。

 

四. 总结

1.从用户的角度看2n Prefetch Architecture颗粒内部数据总线是外部总线宽度的两倍, 4n类似。使得内部吞吐率增加了,以适配外部总线频率的提高,来提高速率。这也可以看到ddrxx数字变高,该预取架构变大。

其实简单的类比到生活哲学,发现思想也是很朴素的,比如应生活需要,蓄水池放水速率要增加,于是可以对出水管加压或者加粗(提高总线频率),来提高放水速率,但是进水管受限于各种原因,要加压改造比较难(内部存储受限于物理固有特性工艺等,要提高访问频率较难),所以可以增加进水管数量(增加总线宽度)来提高速率。

2.xn Prefetch Architecture,使得最小burst length有要求,最小必须是x。同时4x预取 BST终止必须是命令之后的偶数时钟才能发。

3.Prefetch Architecture还影响一些命令的参数tWRtRTP有影响,详见文中。


评论 (0)
  • 体积大小:14*11*2.6CM,电气参数:输入100V-240V/10A,输出16V24A。PCB 正面如下图。PCB 背面如下图。根据实际功能可以将PCB分成几部分:EMI滤波,PFC电路,LLC电路。EMI滤波区域,两级共模电感,LN各用了保险丝加压敏电阻,继电器(HF32FV-G)用来切除NTC的,为了提高效率点,如下图。PFC电路区域,如下图。LLC电路区域,如下图。详细分析一下该电源用的主要IC还有功率器件。AC侧采用了两颗整流桥进行并联,器件增加电流应力,如下图。共模电感都有放电针
    liweicheng 2025-05-10 20:03 49浏览
  • ‌磁光克尔效应(Magneto-Optic Kerr Effect, MOKE)‌ 是指当线偏振光入射到磁性材料表面并反射后,其偏振状态(偏振面旋转角度和椭偏率)因材料的磁化强度或方向发生改变的现象。具体表现为:1、‌偏振面旋转‌:反射光的偏振方向相对于入射光发生偏转(克尔旋转角 θK)。2、‌椭偏率变化‌:反射光由线偏振变为椭圆偏振(克尔椭偏率 εK)。这一效应直接关联材料的磁化状态,是表征磁性材料(如铁磁体、反铁磁体)磁学性质的重要非接触式光学探测手段,广泛用于
    锦正茂科技 2025-05-12 11:02 145浏览
  •         信创产业含义的“信息技术应用创新”一词,最早公开信息见于2019年3月26日,在江苏南京召开的信息技术应用创新研讨会。本次大会主办单位为江苏省工业和信息化厅和中国电子工业标准化技术协会安全可靠工作委员会。        2019年5月16日,美国将华为列入实体清单,在未获得美国商务部许可的情况下,美国企业将无法向华为供应产品。       2019年6
    天涯书生 2025-05-11 10:41 142浏览
  • 【拆解】+自动喷香机拆解 家里之前买了从PDD买了一个小型自动喷香机放在厕所里。来增加家里的温馨感,这东西看着确实小巧,精致。可是这东西吧,耗电就是快,没过几天就没电了。今个就让我拆开看看什么在捣鬼。如下是产品的实物和宣传图: 由于螺丝孔太小和限位很深。对于我的螺丝刀套装没用。只能使用那种螺丝刀细头,同时又长的小螺丝刀进行拆解 拧下三颗螺丝钉,用一字螺丝刀撬开外壳,内部结构就呈现在眼前。 内部构造相当简单,部件没多少。就是锂电池供电,通过MCU实现按键控制,段码屏控制,LE
    zhusx123 2025-05-10 19:55 82浏览
  •   基于 2025 年行业权威性与时效性,以下梳理国内知名软件定制开发企业,涵盖综合型、垂直领域及特色技术服务商:   华盛恒辉科技有限公司:是一家专注于高端软件定制开发服务和高端建设的服务机构,致力于为企业提供全面、系统的开发制作方案。在部队政企开发、建设到运营推广领域拥有丰富经验,在教育,工业,医疗,APP,管理,商城,人工智能,部队软件、工业软件、数字化转型、新能源软件、光伏软件、汽车软件,ERP,系统二次开发,CRM等领域有很多成功案例。   五木恒润科技有限公司:是一家专业的部队信
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-12 16:13 116浏览
  • 在印度与巴基斯坦的军事对峙情境下,歼10C的出色表现如同一颗投入平静湖面的巨石,激起层层涟漪,深刻印证了“质量大于数量”这一铁律。军事领域,技术优势就是决定胜负的关键钥匙。歼10C凭借先进的航电系统、强大的武器挂载能力以及卓越的机动性能,在战场上大放异彩。它能够精准捕捉目标,迅速发动攻击,以一敌多却毫不逊色。与之形成鲜明对比的是,单纯依靠数量堆砌的军事力量,在面对先进技术装备时,往往显得力不从心。这一现象绝非局限于军事范畴,在当今社会的各个领域,“质量大于数量”都已成为不可逆转的趋势。在科技行业
    curton 2025-05-11 19:09 184浏览
  • 递交招股书近一年后,曹操出行 IPO 进程终于迎来关键节点。从 2024 年 4 月首次递表,到 2025 年 4 月顺利通过中国证监会境外发行上市备案,并迅速更新招股书。而通过上市备案也标志着其赴港IPO进程进入实质性推进阶段,曹操出行最快有望于2025年内完成港股上市,成为李书福商业版图中又一关键落子。行路至此,曹操出行面临的挑战依然不容忽视。当下的网约车赛道,早已不是当年群雄逐鹿的草莽时代,市场渐趋饱和,竞争近乎白热化。曹操出行此时冲刺上市,既是背水一战,也是谋篇布局。其招股书中披露的资金
    用户1742991715177 2025-05-10 21:18 65浏览
  • 【拆解】+CamFi卡菲单反无线传输器拆解 对于单反爱好者,想要通过远程控制自拍怎么办呢。一个远程连接,远程控制相机拍摄的工具再合适不过了。今天给大伙介绍的是CamFi卡菲单反无线传输器。 CamFi 是专为数码单反相机打造的无线传输控制器,自带的 WiFi 功能(无需手机流量),不但可通过手机、平板、电脑等设备远程连接操作单反相机进行拍摄,而且还可实时传输相机拍摄的照片到 iPad 和电视等大屏设备进行查看和分享。 CamFi 支持大部分佳能和尼康单反相机,内置可充电锂离子电池,无需相机供电。
    zhusx123 2025-05-11 14:14 124浏览
  • 蓝牙耳机是长这个样子,如下图。背部图,如下图。拆开L耳的一侧,有NFC和电池包(501230 3.7V 150mAh)如下图。电池包(501230 3.7V 150mAh)如下图。NFC正面,如下图。NFC背面,如下图。如何理解NFC的工作原理呢,搜集一下相关的资料,如下图。拆开R耳的一侧,PCB正面,如下图。PCB背面,如下图。有两组红黑的线,一组连接到了喇叭,另一组连接到了MIC头上,MIC头参数如下图。蓝牙模块(CSR 8635),有蛇形PCB走线做成天线,节约了天线成本,如下图。该IC介
    liweicheng 2025-05-10 00:45 60浏览
  •   定制软件开发公司推荐清单   在企业数字化转型加速的2025年,定制软件开发需求愈发多元复杂。不同行业、技术偏好与服务模式的企业,对开发公司的要求大相径庭。以下从技术赛道、服务模式及行业场景出发,为您提供适配的定制软件开发公司推荐及选择建议。   华盛恒辉科技有限公司:是一家专注于高端软件定制开发服务和高端建设的服务机构,致力于为企业提供全面、系统的开发制作方案。在部队政企开发、建设到运营推广领域拥有丰富经验,在教育,工业,医疗,APP,管理,商城,人工智能,部队软件、工业软件、数字化转
    华盛恒辉l58ll334744 2025-05-12 15:55 158浏览
  • 在 AI 浪潮席卷下,厨电行业正经历着深刻变革。AWE 2025期间,万得厨对外首次发布了wan AiOS 1.0组织体超智能系统——通过AI技术能够帮助全球家庭实现从健康检测、膳食推荐,到食材即时配送,再到一步烹饪、营养总结的个性化健康膳食管理。这一创新之举并非偶然的个案,而是整个厨电行业大步迈向智能化、数字化转型浪潮的一个关键注脚,折射出全行业对 AI 赋能的热切渴求。前有标兵后有追兵,万得厨面临着高昂的研发成本与技术迭代压力,稍有懈怠便可能被后来者赶
    用户1742991715177 2025-05-11 22:44 85浏览
我要评论
0
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦