嵌入式DSP低功耗设计：优化片外SDRAM访问策略

本文主要探讨了在嵌入式DSP系统中如何实现访问片外SDRAM的低功耗设计，以解决 DSP 内存不足的问题，尤其是对于需要高速大容量存储需求的应用，如数字图像处理和语音处理。文章指出，存储器系统在嵌入式应用中的功耗已经成为一个关键问题，有时甚至超过DSP核心的功耗。优化存储系统功耗对于降低整体系统能耗至关重要。 文章首先介绍了SDRAM的功耗来源，包括激活/关闭存储体、读写操作和刷新。其中，激活/关闭存储体的操作占据了相当大的一部分功耗。SDRAM通常有两种工作策略：开放的页策略和封闭的页策略。开放的页策略能有效减少连续访问同一行时的功耗，但需要妥善管理和调度以避免不必要的能量浪费。 接着，文章提出了低功耗优化设计方案，主要是通过嵌入式DSP的外部存储器接口（EMIF）来实现。EMIF能监控总线活动，将对同一行的读写操作合并，从而减少存储体激活/关闭的次数，降低功耗。一种基于总线监测的读写归并设计方案被提出，该方案通过监控和重组读写请求，尽量保持SDRAM的存储体处于激活状态，以提高能效。 在实际应用中，设计者需要根据具体的DSP型号和SDRAM配置，以及应用的需求来调整这些策略。例如，对于那些需要频繁跨行访问的场景，可能需要更复杂的调度算法来平衡激活/关闭操作的次数和保持页面开启的持续时间。此外，还需要考虑其他因素，如刷新操作的频率控制，以及在不影响系统性能的前提下尽可能地利用预取技术来进一步减少功耗。 嵌入式DSP访问片外SDRAM的低功耗设计是一项综合性的任务，需要结合硬件和软件层面的优化，以实现高效的存储访问和最小化的能量消耗。这不仅涉及到SDRAM的工作模式选择，还包括访问调度策略的制定和实施，以及整个系统架构的优化。通过这样的方法，能够在满足高性能需求的同时，确保嵌入式系统的能耗保持在较低水平，这对于电池供电或能源受限的设备尤其重要。