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CN102369552B

Memory subsystem

Abstract

The embodiment of the present invention relates to a memory subsystem implemented in the parallel pipelined integrated circuit implementation of the calculation engine or connected to the parallel pipelined integrated circuit implementation of the calculation engine and accessed by the parallel pipelined integrated circuit implementation , The calculation engine is designed to solve complex calculation problems. Additional embodiments of the present invention relate to memory subsystems implemented in various different types of electronic devices or connected to and accessed by various different types of electronic devices. One embodiment of the invention includes a memory controller and one or more separate memory devices, the memory controller being implemented in a first integrated circuit or other electronic system. An alternative embodiment of the present invention incorporates a memory controller in one or more memory devices that are connected to a calculation engine implemented by an integrated circuit or another electronic device and are used by the calculation engine. Or another electronic device to access. In an alternative embodiment of the present invention, the memory controller and the memory are integrated together in a computing engine or another electronic device. Alternative embodiments of the present invention include a multiple access memory interfaced with a simpler memory controller to connect to a calculation engine or other electronic device or be integrated in the calculation engine or other electronic device.

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  1. 1
    一种存储器子系统,所述存储器子系统包括: 存储器;以及 存储器控制器,所述存储器控制器 提供一个或更多个数据流接口,用于接收数据流输入,所述数据流输入包括根据预定 义的数据结构组织的多个数据, 为所述存储器内的各个存储器单元和二维存储器区域提供随机存取接口,每个各个存 储器单元和每个二维存储器区域与描述所述存储器内的相应位置的(X, y)坐标对相关联, 在数据流接口和随机存取接口之间进行仲裁,以使通过所述数据流接口和所述随机存 取接口接收的同时请求的存储器存取串行化, 通过将所述数据流输入写入到存储器来执行通过所述数据流接口请求的存储器存取, 以及 通过从存储器单元和二维存储器单元区域读取值和将值写入到存储器单元和二维存 储器单元区域来执行通过所述随机存取接口请求的单存储器单元和二维存储器单元区域 的存储器存取。
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    如权利要求1所述的存储器子系统,在单集成电路计算引擎内实现。
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    如权利要求1所述的存储器子系统,在计算引擎芯片组内实现。
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    如权利要求1所述的存储器子系统,在存储器集成电路内实现。
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    如权利要求1所述的存储器子系统,其中所述存储器子系统由具有下述频率的 fastclk时钟信号控制,所述频率至少是所述存储器控制器通过所述一个或更多个数据流 接口中的任一个接收的最快时钟信号的频率的η倍,其中η大于2,并且其中从数据流接口 接收的所述时钟信号便利于所述存储器控制器通过所述数据流接口接收的所述数据流的 数据单元的存储器控制器接收的同步。
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    如权利要求5所述的存储器子系统,其中所述存储器子系统包括仲裁器,所述仲裁 器在所述数据流接口和所述随机存取接口之间进行仲裁,以使通过所述数据流接口和所述 随机存取接口接收的同时请求的存储器存取串行化,所述仲裁器包括与每个数据流接口对 应的数据源仲裁器块和与所述随机存取接口对应的存储器定序器块。
  7. 7
    如权利要求6所述的存储器子系统,其中所述一个或更多个数据源仲裁器块和所述 存储器定序器仲裁器块在一个序列中被链接在一起,所述数据源仲裁器块和所述存储器定 序器仲裁器块在所述序列内的位置限定所述数据源仲裁器块和所述存储器定序器仲裁器 块中的每个的优先级,其中第一位置中的所述数据源仲裁器块具有最高优先级,其余优先 级随着相关联的数据源仲裁器块在所述序列中的位置增大而降低,并且所述存储器定序器 仲裁器块具有最低优先级。 如权利要求7所述的存储器子系统,其中每个数据源仲裁器块为单个写操作获取存 储器控制,但是然后交出存储器控制,以允许其他数据源仲裁器块或所述存储器定序器仲 裁器块获取存储器控制。
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    9. 如权利要求7所述的存储器子系统,其中所述存储器定序器仲裁器块获取存储器控 制,直到来自通过数据流接口输入的数据流的数据损失的可能性迫使所述仲裁器从所述存 储器定序器仲裁器块撤销存储器控制并且将存储器控制授予所述数据流接口为止。
  9. 9
    10. 如权利要求7所述的存储器子系统,其中单数据源仲裁器块或所述存储器定序器 CN 102369552 Β 仲裁器块在任何时间被授予存储器控制,其中与当前通过数据流接口请求存储器存取的所 述数据流接口相关联的较高优先级的数据源仲裁器块阻止将存储器控制授予较低优先级 的数据源仲裁器块,并且其中所述最高优先级的存储器存取请求接收数据源仲裁器块或存 储器定序器仲裁器块接着被授予存储器控制。
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    11. 如权利要求6所述的存储器子系统,还包括一个或更多个数据源块和存储器定序 器块,所述一个或更多个数据源块每个实现数据流接口,并且每个与用于所述数据流接口 的数据源仲裁器块相关联,所述存储器定序器块实现所述随机存取接口,所述随机存取接 口提供对各个存储器单元和二维存储器区域的存取,并且与所述存储器定序器仲裁器块相 关联。
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    12. 如权利要求11所述的存储器子系统,其中每个数据源块包括FIFO队列,所述FIFO 队列用于临时储存通过所述数据流接口输入的所述数据流的数据单元,所述数据流接口由 所述数据源块实现。
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    13. 如权利要求12所述的存储器子系统,其中被包括在通过所述数据流接口接收的数 据流中的冗余数据单元被所述数据源块丢弃,而不是被插入到FIFO队列中,所述数据流接 口由所述数据源块实现。
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    14. 如权利要求5所述的存储器子系统,其中所述fastclk的频率足够高,以允许所述 存储器子系统在储存通过所述一个或更多个数据流接口输入的所述数据流的同时满足通 过所述随机存取接口接收的存储器存取请求。
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    15. 如权利要求1所述的存储器子系统,其中所述存储器包括一个或更多个存储器集 成电路。
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    16. 如权利要求1所述的存储器子系统,其中所述数据流接口从视频摄像机接收数据 流,并且所述随机存取接口从视频编解码器接收随机存取存储器请求。
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    17. 一种多路存取存储器,所述多路存取存储器包括: 存储器单元的直线网格,每个存储器单元储存信息比特; 行解复用器,所述行解复用器通过沿着行解复用器在存储器单元的直线网格内选择的 一行存储器单元的移位操作来将比特从数据流引导到存储器单元中;以及 行解复用器和列解复用器对,所述行解复用器和列解复用器对将在随机存储器存取写 请求中接收的比特引导到由所述行解复用器和列解复用器对选择的存储器单元中,并且从 由所述行解复用器和列解复用器对选择的存储器单元检索通过随机存储器存取读请求所 请求的比特。 1 如权利要求17所述的多路存取存储器,其中所述多路存取存储器包括一个或更多 个行解复用器,所述行解复用器每个通过沿着由所述行解复用器选择的一行存储器单元的 移位操作来将比特从数据流引导到存储器单元中,每个行解复用器与所述存储器单元的直 线网格的不同区域相关联。
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    19. 如权利要求18所述的多路存取存储器,其中所述多路存取存储器被同时存取,以 通过移位操作并且通过随机存储器存取写请求和随机存储器存取读请求从数据流写入至 少一行。
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    20. 如权利要求17所述的多路存取存储器,其中存储器单元包括反向数据储存单元, 所述反向数据储存单元静态地没有更新地储存在数据储存单元输入上接收的数据比 CN 102369552 Β 特的补码,并且连续地将储存的所述数据比特的补码输出到存储器单元移位输出。
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    21. 如权利要求20所述的多路存取存储器,其中所述数据储存单元为包括两个反向器 的触发器。
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    22. 如权利要求21所述的多路存取存储器,其中所述存储器单元还包括: 第一移位操作晶体管,所述第一移位操作晶体管的源极输入连接至存储器单元数据流 输入,并且所述第一移位操作晶体管的栅极连接至存储器单元Shiftl输入; 第二移位操作晶体管,所述第二移位操作晶体管的漏极输出连接至所述数据储存单元 输入,并且所述第二移位操作晶体管的栅极连接至存储器单元Shift2输入; 连接的反向器,所述反向器的输入连接至所述第一移位操作晶体管的漏极输出,并且 所述反向器的输出连接至所述第二移位操作晶体管的源极输入; 存储器单元随机存取输出晶体管,所述存储器单元随机存取输出晶体管的栅极连接至 存储器单元存储器单元随机存取读输入,所述存储器单元随机存取输出晶体管的源极输入 连接至所述存储器单元移位输出,并且所述存储器单元随机存取输出晶体管的漏极输出连 接至存储器单元随机存取读输出;以及 存储器单元随机存取输入晶体管,所述存储器单元随机存取输入晶体管的栅极连接至 存储器单元存储器单元随机存取写输入,所述存储器单元随机存取输入晶体管的源极输入 连接至存储器单元随机存取输入,并且所述存储器单元随机存取输入晶体管的漏极输出连 接至所述数据储存单元输入。
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    23. 如权利要求22所述的多路存取存储器,其中通过以下方式将比特从所述存储器单 元数据流输入移位到所述存储器单元中,所述方式即,拉高Shiftl存储器单元输入,拉低 Shiftl存储器单元输入,并且拉高Shift2存储器单元输入。
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    24. 如权利要求22所述的多路存取存储器,其中通过拉高所述存储器单元随机存取写 输入来将比特从所述存储器单元随机存取输入写入到所述存储器单元中。
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    25. 如权利要求22所述的多路存取存储器,其中通过拉高所述存储器单元存储器单元 随机存取读输入来在所述存储器单元随机存取读输出上从所述数据储存单元读取比特。
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    26. 如权利要求22所述的多路存取存储器,其中在所述存储器单元的直线网格中,存 储器单元行用作移位寄存器,其中除了每行中最后的存储器单元之外的存储器单元的存储 器单元移位输出都连接至所述行中的下一个存储器单元的所述存储器单元数据流输入。
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    27. 如权利要求17所述的多路存取存储器,与存储器控制器耦合,以构成存储器子系 统。 CN 102369552 Β
Independent claims25