fifo緩存管理的功能
A. 存儲器的主要功能是什麼為什麼要把存儲系統分成若干個不同層次
一、存儲器的主要功能:
1、隨機存取存儲器(RAM)。
2、只讀存儲器(ROM)。
3、快閃記憶體(Flash Memory)。
4、先進先出存儲器(FIFO)。
5、先進後出存儲器(FILO)。
二、存儲器分為若干個層次主要原因:
1、合理解決速度與成本的矛盾,以得到較高的性能價格比。
磁碟存儲器價格較便宜,可以把容量做得很大,但存取速度較慢,因此用作存取次數較少,且需存放大量程序、原始數據(許多程序和數據是暫時不參加運算的)和運行結果的外存儲器。
2、使用磁碟作為外存,不僅價格便宜,可以把存儲容量做得很大,而且在斷電時它所存放的信息也不丟失,可以長久保存,且復制、攜帶都很方便。
(1)fifo緩存管理的功能擴展閱讀:
存儲器可做處理器,未來裝置有望更加輕薄短小:
有一群跨國研究團隊做了實驗,並真的成功運用存儲器執行一般電腦晶元的運算任務,倘若技術成熟,將有望使手機與電腦等裝置更加輕薄。
新加坡南洋理工大學、德國亞琛阿亨工業大學和歐洲最大的跨學科研究中心德國尤利希研究中心組成的研究團隊發現,在調整演演算法後,存儲器能如英特爾、高通等傳統處理器一般,進行運算處理。
目前市面上的裝置或電腦都是透過CPU從存儲器提取資訊進行運算處理,以二進制0跟1來實現指令,如字母A是用「01000001」這樣8位元的形式來處理或紀錄。而存儲器ReRAM透過不同電阻態代表0或1的數據狀態儲存資訊,其實還可實現更高基數的數據狀態記錄。
研究團隊就將ReRAM原型(prototype)調整為0、1、2的三進制,透過這樣的高基數運算系統可加速運算任務,並於存儲器就可進行邏輯運算。也節省了處理器與存儲器間數據傳輸的時間與功耗的消耗。
研究參與人之一、南洋理工大學資訊工程學系助理教授Chattopadhyay解釋,這就像一段很長的會話卻只用一個極小的翻譯器來轉換,是一段耗時且費力的過程,團隊所做的就是增加這個小型翻譯器的處理容量,使其能更有效的處理數據。
B. FIFO 控制器 的作用是什麼
IFO 是先入先出存儲器的縮寫,FIFO 控制器在數字系統中被大量使用,可以作為數據緩存
使用。時鍾同步的FIFO 控制器介面如下圖所示,主要介面信號定義如下:
RST_N:非同步復位信號,當RST_N 為低電平時,FULL 輸出『0』,EMPTY 信號輸出『1』
電平,FIFO 指針指向0,FIFO 被清空;
CLK:時鍾信號,輸出信號與CLK 信號同步;
DATAIN:數據輸入信號,8 位匯流排;
RD:讀有效信號,高電平有效,當RD 位高時,在時鍾信號CLK 的上升沿,DATAOUT 輸
出一個8 位的有效數據;
WR:寫有效信號,當WR 為高電平時,在CLK 的上升沿,從DATAIN 信號向存儲器寫入
一個8 位的有效數據;
DATAOUT:數據輸出信號,8 位匯流排,在CLK 的上升沿,當RD 為高電平時,從FIFO 中
輸出一個8 位的數據;
FULL:存儲器寫滿標志信號,高電平時表示存儲器中的數據已經寫滿;
EMPTY:存儲器讀空標志信號,高電平時表示存儲器中的數據已經被讀空了。
要求:用Verilog 寫一個8x16 的FIFO,完成先入先出的功能,並且在FIFO讀空時輸出EMPTY
有效信號,讀指針RP 不再移動;FIFO 寫滿時輸出FULL 有效信號,並且即使WR 有效也
不再向存儲單元中寫入數據(寫指針WP 不再移動)。
存儲單元使用一個二維數組來建模。注意存儲單元的地址在讀或者寫到最高地址時要能回到
最低值。
寫出合適的testbench 來測試所寫的Verilog 代碼,檢驗其正確性。
mole fifo_mem(data,clk,rstN,wrN,rdN,empty,full);
inout [7:0] data;
input clk,rstN,wrN,rdN;
output empty,full;
reg [4:0] _cntr,rd_cntr;
wire [3:0] add;
ram16X8 ram(.data(data),.addr(addr),.wrN(wrN),.oe(wrN));
always @(posedge clk or negedge rstN)
if(!rstN) wr_cntr<=0;
else if (!wrN) wr_cntr<=wr_cntr+1;
always @ (posedge clk or negedge rstN)
if(!rstN) rd_cntr<=0;
else if(!rdN) rd_cntr<=rd_cntr+1;
assign addr=wrN?rd_cntr [3:0]: wr_cntr [3:0];
assign empty=(wr_cntr [3:0] == rd_cntr [3:0])&&!(wr_cntr[4]^rd_cntr[4]);
assign full=(wr_cntr [3:0] ==rd_cntr [3:0])&&(wr_cntr[4]^rd_cntr[4]);
endmole
C. fifo管理是指什麼
希望我的回到能幫到你。
D. FIFO寫滿之後繼續寫數據,新數據會覆蓋原來的數據嗎,還是說新數據根本寫不進去直接溢出
讀不進去,新數據丟失。
手機的磁碟管理,邏輯關系跟隨了電腦的硬碟管理模式。刪除某個文件,只是刪除了文件的路徑,原來存儲的數據還原樣不動的。
如果是同步fifo深度設置成128,存100個以後再開始讀,永遠不可能出現空滿。因為寫入和讀取的速度是一樣的。兩邊時鍾也一樣,位寬也一樣怎麼可能出現空滿。
(4)fifo緩存管理的功能擴展閱讀:
FIFO存儲器是系統的緩沖環節,如果沒有FIFO存儲器,整個系統就不可能正常工作,它主要有幾方面的功能:
1、對連續的數據流進行緩存,防止在進機和存儲操作時丟失數據;
2、數據集中起來進行進機和存儲,可避免頻繁的匯流排操作,減輕CPU的負擔;
3、允許系統進行DMA操作,提高數據的傳輸速度。這是至關重要的一點,如果不採用DMA操作,數據傳輸將達不到傳輸要求,而且大大增加CPU的負擔,無法同時完成數據的存儲工作。
E. 高速緩沖存儲器的作用是什麼
高速緩沖存儲器的容量一般只有主存儲器的幾百分之一,但它的存取速度能與中央處理器相匹配。
根據程序局部性原理,正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。因而,當中央處理器存取主存儲器某一單元時,計算機硬體就自動地將包括該單元在內的那一組單元內容調入高速緩沖存儲器,中央處理器即將存取的主存儲器單元很可能就在剛剛調入到高速緩沖存儲器的那一組單元內。
所以中央處理器就可以直接對高速緩沖存儲器進行存取。在整個處理過程中,如果中央處理器絕大多數存取主存儲器的操作能為存取高速緩沖存儲器所代替,計算機系統處理速度就能顯著提高。
(5)fifo緩存管理的功能擴展閱讀:
提高高速緩沖存儲器讀取命中率的演算法:
1、隨機法:隨機替換演算法就是用隨機數發生器產生一個要替換的塊號,將該塊替換出去,此演算法簡單、易於實現,而且它不考慮Cache塊過去、現在及將來的使用情況,但是沒有利用上層存儲器使用的「歷史信息」、沒有根據訪存的局部性原理。
2、先進先出法:先進先出演算法就是將最先進入Cache的信息塊替換出去。FIFO演算法按調入Cache的先後決定淘汰的順序,選擇最早調入Cache的字塊進行替換,它不需要記錄各字塊的使用情況,比較容易實現,系統開銷小。
3、近期最少使用法:近期最少使用(Least Recently Used,LRU)演算法。這種方法是將近期最少使用的Cache中的信息塊替換出去。該演算法較先進先出演算法要好一些。但此法也不能保證過去不常用將來也不常用。