现代处理器性能以60%的年增长率飞速发展,相比之下,处于不同工艺下的DRAM的时滞和带宽的改进却分别只有7%和15～20%;因此,存储器性能已经成为计算机系统性能提升的瓶颈。同时,随着集成电路设计已经进入深亚微米时代,集成度不断增强,各种便携式电子产品的发展使得功耗问题日益受到设计人员的重视——事实上系统中绝大多数功耗是由存储器而非处理器消耗掉,而DRAM则又是占用了存储器消耗中的主要部分。 本文从研究现代DRAM技术入手,分析了各种存储器访问调度算法的特点与适用性,着眼于SDR-SDRAM技术,并结合了新型AMBA AXI总线的可重排序等特性,提出一种存储器访问动态调度器(DSAS),最终将之实现为AXI总线上的存储器控制器。拥有DSAS的AXI SDRAM控制器,能够对AXI总线上传来的地址和数据首先进优先级分类,并根据所存储的之前已访问的信息、目前正在进行以及即将进行的访问信息,动态地调度SDRAM的存取,改变SDRAM的Precharge策略,从而减少SDRAM中费时比较长的Precharge时间,有利于提高总线的吞吐率;与此同时,尽量地减少了active bank的总体数目和时间,以期有效降低SDRAM的功耗。 文中同时给出了模块化可配置的自动验证方案。我们利用Synopsys公司的验证工具VIP搭建了一个典型AXI系统,将存储器控制器集成到系统中,对所要实现的基本功能做了验证,并对结果进行了深入的研究和分析:结果表明,使用DSAS的存储器控制器,可以很好的隐藏SDRAM的Precharge时间,从而有效提高总线吞吐率达19%～52%;本设计同时能够有效减少active bank的数目约33%,相应SDRAM的功耗也降低了14.3%～20.1%。 论文在如何将功能强大而时序复杂的AXI总线与合适的存储器访问调度算法相结合上面,花费了大部分时间;文章最后我们总结了本设计的不足之处,并对未来的工作方向做了进一步展望。