优化嵌入式DSP的SDRAM低功耗扩展策略

嵌入式DSP访问片外SDRAM的低功耗设计方案是一项关键的系统级优化技术，尤其是在数字图像处理和语音处理这类高数据需求的应用中。由于DSP内置存储器容量有限，无法满足大容量、高速度的存储需求，因此需要通过外接SDRAM来扩充存储空间。 SDRAM功耗主要来自三个方面：激活/关闭存储体、读写操作和刷新。激活/关闭存储体的功耗尤为显著，通常占总功耗的大部分。为了降低这部分功耗，设计方案采用开放的页策略，即在访问结束后保持存储体处于激活状态，直至必要时进行刷新，这在连续的读写操作在同一行时可以节省能量。相比之下，封闭的页策略会在每次读写后关闭存储体，虽然减少了开关次数，但可能导致额外的功耗开销。 访问SDRAM时，嵌入式DSP通过EMIF（External Memory Interface）进行高效管理。EMIF的设计旨在合并同一行的读写操作，以减少激活/关闭存储体的频繁切换。具体策略包括： 1. 使用块读取指令：通过集成简化的指令缓存（I-Cache），在Cache命中时，仅缓存并处理小块数据，未命中时才由Cache通过EMIF从SDRAM读取16字节的数据块，这样减少了对SDRAM的独立访问。 2. 写后数据缓冲区（WPB）的引入：数据总线上的写请求被发送到WPB，然后WPB负责执行块写操作，并在完成写入后进行读写归并，进一步优化了数据传输效率和功耗控制。 通过这些策略，设计人员能够在保证系统性能的同时，显著降低SDRAM的功耗，这对于电池供电的嵌入式系统尤其重要，能够延长系统的使用寿命，提高整体能效比。在实际应用中，选择合适的页策略和内存管理方法对于嵌入式DSP的低功耗设计至关重要。