[发明专利]单端口存储器实现多端口存储功能的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种存储方法以及设备，特别涉及的是一种利用单端口实现多端口存储功能的方法以及装置。

背景技术

存储器是集成电路中最重要的一个媒体，不但肩负有指令缓冲的责任，也同时兼具储存、管理、甚至是加速等作用。随着片上系统和把多种功能集成在单个芯片上的技术的出现，现在已有容量越来越大的存储器与逻辑功能集成在同一芯片上。集成电路发展的趋势要求芯片的集成度越来越高、面积不断缩小、容量不断增加。片上系统(SoC)的设计需求推动了存储器IP的发展。目前静态存储器IP已占据60％的SoC芯片面积，并且还在不断增长，节约存储器面积并提高其性能成为设计者面临的挑战。

读写存储器按稳定性分为静态和动态单元。前者基于正反馈，能稳定地存储数据，它的存取速度很快，在高性能高带宽要求的领域占主导地位；后者基于电容电荷，这些电容必须周期性地刷新以弥补泄漏的电荷，面积小，容量大，成本低。从输入/输出结构上看，大多数存储单元只有一个端口，为输入和输出共享，请参阅图1所示，由一个或者多个存储单元组织成的矩形阵列结构的存储器，属于单接入端口，由于大容量存储模块的面积主要是由存储器内核的尺寸来决定的，因此，使基本存储单元的尺寸尽可能地小非常重要，通常静态随机存储器由4-6只晶体管组成；最广泛使用的动态随机存储器是单管DRAM单元构成。

但是具有较高带宽要求的存储器常常具有多个输入和输出端口一因而成为多端口存储器。

针对不同的应用市场，RAM产品的技术发展已呈现出两个走向：一个是向高性能通信网络所需的高速器件发展，另一个是向低功耗性能演变以适应便携式应用的需要。多端口随机存储器的出现为解决高速设备之间可靠的数据交换提供了一种有效途径。比如目前存储器市场上同步双端口静态存储器普遍采用8个晶体管的存储单元，这样造成最后存储器面积很大，成本很高。

为解决上述问题，本发明的创作人经过长时间的研究和试验，终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种利用单端口实现多端口存储功能的方法以及装置，实现通过单端口存储器实现多端口存储的功能，从而达到节约存储器面积，提高存储器性能，同时能降低成本的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种用单端口存储器实现多端口存储器功能的方法，其包括的步骤为：

步骤a：对多个外部输入端口的控制信号进行仲裁，赋予其输入信号先后顺序；

步骤b：将多个并行输入的外部端口信号转换成串行输入，先后传输给通用存储器的接口电路；

步骤c：如果写信号有效，则在存储器内核进行常规的写操作；

步骤d：如果读信号有效，则在存储器内核进行常规的读操作；

步骤e：根据仲裁顺序，将读操作后的信号/数据输出到对应端口；

步骤f：读写过程结束；

较佳的，所述的常规读写过程是以存储器固有内部时钟频率进行的；

较佳的，所述的外部输入端口输入的是相互独立的信号；

较佳的，所述的读写操作为同步模式或异步模式，其包括：外部端口同步，内部存储器同步的模式；外部端口同步，内部存储器异步的模式；外部端口异步，内部存储器同步的模式；外部端口异步，内部存储器异步的模式；

较佳的，所述的外部端口同步，内部存储器同步的模式以及外部端口同步，内部存储器异步的模式，其是根据内部时钟的频率，对外部时钟进行仲裁操作；所述的外部端口异步，内部存储器同步的模式以及外部端口异步，内部存储器异步的模式，其根据内部时钟的频率，对外部的地址信号与读写信号进行仲裁操作；

同时本发明又提供了一种单端口存储器实现多端口存储的装置，其用以实现上述的单端口存储器进行多端口存储的方法，其包括一通用存储器，其特征在于：还包括：

至少两个外部接入端口，每个端口至少包括：数据端、地址端、片选端以及控制端，实现数据的录入和输出；

并串接口电路，其与所述的外部接入端口相连接，完成对外部数据的并串行转换、对所述外部端口的控制信号进行仲裁；

内部存储单元接入端口，其将所述的通用存储器和并串接口电路连接在一起，根据所述的并串接口电路的处理，将数据写入所述的通用存储器或从所述的通用存储器读取数据；

较佳的，包括：仲裁电路、内部时钟产生电路、输出控制电路、多路选择器以及寄存器组；其中，

所述的寄存器组，临时保存写入通用存储器以及从通用存储器读出的数据信号；

所述的内部时钟产生电路，提供内部时钟信号；