用於在弱排序存儲系統中發布存儲器障礙命令的方法與設備的製作方法

2023-06-20 04:28:31 2

專利名稱：用於在弱排序存儲系統中發布存儲器障礙命令的方法與設備的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及處理系統，且更特定來說，涉及在弱排序存儲系統中通過發布存儲器障礙命令來維持程序存儲操作的次序的技術。
背景技術：
例如手機、膝上型計算機、個人數據助理(PDA)等的許多可攜式產品利用執行例如通信和多媒體程序的程序的處理系統。用於這些產品的處理系統可包括一個或一個以上處理器、用於存儲指令和數據的複雜存儲器系統、控制器和經配置以經由一個或一個以上總線與處理器和存儲器介接的外圍裝置。同時，可攜式產品具有呈電池的形式的有限能量源，支持來自處理系統的高性能操作常常需要所述電池。為增加電池使用壽命，需要儘可能有效地執行這些操作。許多個人計算機還正被開發成具有以降低的能耗進行操作的有效設計。在這些處理系統中，處理器常常通過允許無序地執行存儲器操作來實現性能益處。舉例來說，可重新排序存儲器操作的順序以允許對存儲器中同一頁面的那些操作在打開一新頁面之前得以執行。允許重新排序存儲器操作的處理系統通常被稱為「弱排序」處理系統。在某些情形中，存儲器操作的重新排序可能會不可預知地影響程序行為。舉例來說，應用程式可能要求第一處理器從第一存儲器地址開始寫入數據塊且將指示存儲所述數據塊的數據就緒旗標寫入到第二存儲器地址。第二處理器將監控所述數據就緒旗標且在所述旗標指示已存儲數據時讀取所述數據塊。在弱排序處理系統中，無法保證將發生此操作次序，此情形可能是無法接受的。而且，在弱排序處理系統中，除了處理器之外，外圍裝置還可作為總線主控器進行操作以將數據發送到存儲器且從存儲器接收數據，此可能使維持程序存儲操作的次序進一步複雜化。已使用各種技術在弱排序處理系統中執行有序存儲器操作。一種技術為簡單地延遲某些存儲器操作，直到在其前面的所有存儲器操作得以執行為止。在先前實例中，處理器可延遲發布讀取請求，直到其向存儲器位置寫入後。另一種技術是使用被稱為障礙命令的總線命令，此命令是在需要有序存儲器操作時被發布。障礙命令可用以確保在執行處理器在所述障礙命令之後發布的任何存儲器存取請求之前完成處理器在所述障礙命令之前發布的所有存儲器存取請求。同樣，在先前實例中，第一處理器可在寫入所述數據就緒旗標之前發布障礙命令。此障礙命令將確保在寫入所述數據就緒旗標之前將數據塊寫入到存儲器，此確保第二處理器讀取新存儲的數據。一些處理器、外圍裝置和總線實施方案可能無法辨識障礙命令。利用障礙命令的弱排序處理系統將不能使用這些處理器、外圍裝置和總線。結果，弱排序處理系統可能無法有效地執行。

發明內容
本發明在其若干方面當中認識到提供用於在弱排序存儲系統中發布存儲器障礙命令的更有效的方法和設備可在處理系統中改進性能且減少功率要求。為實現這些目的， 本發明的一實施例提出一種用於強制存儲器存取的次序的方法。從未經配置以產生存儲器障礙命令的裝置接收存儲器存取請求。響應於所述存儲器存取請求而產生替代障礙。另一實施例提出一種用於強制存儲器存取的次序的設備。總線接口電路從裝置接收存儲器存取請求且將所述存儲器存取請求傳送到存儲器層級。替代障礙產生器電路響應於所述存儲器存取請求而產生替代障礙。另一實施例提出一種用於系統中的一致性強制的方法。經由無法辨識存儲器障礙命令的總線接口從裝置接收存儲器存取請求。響應於所述存儲器存取請求而產生替代障礙，其中在所述系統內強制一致性，如同曾從所述裝置接收了存儲器障礙命令一樣。另一實施例提出一種用於強制存儲器存取的次序的方法。從未經配置以產生存儲器障礙命令的裝置接收存儲器讀取請求。響應於所述存儲器讀取請求而通過扣留與所述存儲器請求相關聯的讀取數據直到已保證完成了先前的存儲器存取操作來強制存儲器存取的次序。應理解，所屬領域的技術人員將容易從以下詳細描述明白本發明的其它實施例， 其中以說明的方式來展示並描述本發明的各種實施例。應認識到，本發明能夠實踐其它和不同實施例且其若干細節能夠在各個其它方面加以修改，以上所有均不背離本發明的精神和範圍。因此，應將圖式和實施方式視為本質上是說明性而非限制性的。


在附圖中，以實例的方式而非以限制的方式來說明本發明的各種方面，附圖中圖1說明無線通信系統；圖2展示示範性處理系統，其在弱排序存儲系統中支持無障礙裝置；圖3說明示範性存儲器存取次序控制系統，其展示圖2的L2系統的一致性單元 (L2SCU)的進一步細節；以及圖4說明在弱排序存儲系統中針對無障礙裝置產生替代讀取障礙的示範性過程。
具體實施例方式下文結合附圖來闡述的詳細描述意欲作為對本發明的各種示範性實施例的描述， 且無意表示可實踐本發明的僅有實施例。為提供對本發明的透徹理解的目的，詳細描述包括特定細節。然而，所屬領域的技術人員將明白，可在無這些特定細節的情況下實踐本發明。在一些情形中，以方框圖形式來展示眾所周知的結構和組件，以便避免使本發明的概念模糊不清。圖1說明可有利地使用本發明的一實施例的示範性無線通信系統100。出於說明的目的，圖1展示三個遠程單元120、130和150以及兩個基站140。應認識到，普通無線通信系統可具有多得多的遠程單元和基站。如下文所進一步論述，包括硬體組件、軟體組件或兩者(分別由組件125A、125C、125B和125D表示)的遠程單元120、130、150和基站140已適於體現本發明。圖1展示從基站140到遠程單元120、130和150的前向鏈路信號180和從遠程單元120、130和150到基站140的反向鏈路信號190。在圖1中，將遠程單元120展示為行動電話，將遠程單元130展示為可攜式計算機，且將遠程單元150展示為無線本地環路系統中的固定位置遠程單元。舉例來說，所述遠程單元可替代地為手機、尋呼機、對講機、手持式個人通信系統(PCQ單元、例如個人數據助理的可攜式數據單元，或例如儀表讀取設備的固定位置數據單元。儘管圖1說明根據本發明的教示的遠程單元，但本發明並不限於這些示範性所說明單元。本發明的實施例可適當地用於與弱排序存儲子系統一起操作的任何處理系統中。圖2展示在弱排序存儲系統中支持無障礙裝置的示範性處理系統200，處理系統 200可適當地用於圖1的組件125A、125C、125B和125D中。處理系統200包括系統核心202 和外部核心203。系統核心202包含處理器204」2042、…、204N(統稱為204),1級指令高速緩衝存儲器(Li I高速緩衝存儲器)206^20 、…、統稱為206)、1級數據高速緩衝存儲器(Li D高速緩衝存儲器)207i、2072、…、207N(統稱為207)、2級系統一致性單元(L2 SCU) 212和主存儲器214。外部核心203包括外部主控器(EM) 208^208^…、208κ(統稱為 208)和共享總線互連件210。系統核心202包括存儲器層級216，存儲器層級216具有L1 I高速緩衝存儲器206 ;L1 D高速緩衝存儲器207 ；具有L2高速緩衝存儲器217的L2 S⑶ 212 ；以及主存儲器214。特定應用所需要的處理器204和高速緩衝存儲器206與207的實際數目N以及EM 208的數目K可依據處理要求和設計約束而改變。可將處理器204中的每一者和EM 208中的每一者實施為例如通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、專用處理器 (ASP)等的總線主控裝置。可使用專用集成電路(ASIC)技術、現場可編程門陣列(FPGA)技術或其它可編程邏輯、離散門或電晶體邏輯或者適合於既定應用的任何其它可用技術來實施處理系統200的各種組件。舉例來說，處理器204中的一者或一者以上和EM 208中的一者或一者以上可經配置以在存儲於計算機可讀存儲媒體上的程序的控制下執行指令。舉例來說，計算機可讀存儲媒體可直接與處理器204或EM 208在本地相關聯，例如，可經由指令高速緩衝存儲器206 中的一者、與每一 EM相關聯的本地存儲器而為可用的，或可由EM 208經由共享總線互連件 210進行存取。處理器204可在執行程序的過程中從存儲器層級216存取數據。EM 208還可存取駐留於存儲器裝置中的數據，所述存儲器裝置直接與每一 EM在本地相關聯，或可經由共享總線互連件210從另一處理器存儲器裝置(例如，L2 S⑶21 進行存取。計算機可讀存儲媒體可包括隨機存取存儲器(RAM)、動態隨機存取存儲器(DRAM)、同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)、快閃記憶體、只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、壓縮光碟(CD)、數字視頻光碟(DVD)、其它類型的可裝卸磁碟或任何其它合適的存儲媒體。在處理系統200中，Ll D高速緩衝存儲器207可使用(例如)直寫高速緩存。L2 系統一致性單元(L2 S⑶)212在具有不能發送障礙命令的總線主控裝置的系統200中有利地確保存儲器存取操作的恰當排序。主存儲器214可由存儲器裝置(例如3級高速緩衝存儲器、大容量存儲器等)的分層結構組成。對直寫數據高速緩衝存儲器的寫入操作致使數據還被寫入到下一級存儲器。外部主控器(EM)可為存儲器控制器、用於互連到另一總線互連裝置的橋接裝置、 例如硬碟控制器等外圍裝置、通用串行總線(USB)控制器、交互式顯示裝置、將控制器耦合到發射器和接收器的無線電裝置等。外部主控器(EM) 208通過雙向接口 218^211^^21 耦合到共享總線互連件210，共享總線互連件210經由共享總線220將存儲器存取請求傳送到存儲器層級216。EM 208還可為利用直接存儲器存取(DMA)技術來讀取數據或寫入數據到主存儲器214的總線主控器。共享總線互連件210管理總線業務且經由共享總線220提供EM 208中的每一者與存儲器之間的連接路徑。共享總線220可配置成(例如)具有與每一 EM相關聯的專用通道。具體來說，雙向接口 218ρ2182、…、21 中的每一者可包括寫入數據總線、地址總線和讀取數據總線，以及相關聯的控制信號。在許多系統中，可使用組合式寫入與讀取數據總線。通常，依據特定系統的要求，單獨的地址總線、讀取數據總線和寫入數據總線符合特定的總線架構或標準。EM 208中的每一者使用(例如)存儲器存取請求經由其對應的雙向接口 218進行通信。存儲器存取請求可包括寫入或存儲請求、讀取或加載請求，或可包括存儲器障礙命令的總線相關請求。即使EM發布了一個存儲器障礙命令，但並非外部主控器所使用的所有總線接口(例如雙向接口 218ρ2182、…、218κ)均支持或辨識出存儲器障礙命令。而且，並非所有EM均支持存儲器障礙命令。舉例來說，EM可能並未通過實施或通過編程裝置進行配置以產生存儲器障礙命令。在這些情況中的任一者中，因沒有來自外部主控器的存儲器障礙命令支持，處理器204將不會知道外部主控器的關於存儲器存取操作的意圖。出於突出在多處理器系統中維持正確的存儲器存取次序的若干問題中的一者的目的，最初在不使用本文中所描述的新穎特徵的情況下描述問題情景。具體來說，使用不支持跨越將外部主控器耦合到存儲器層級的總線來廣播障礙命令的多處理器系統(例如處理系統200)。關於圖2的處理系統200，問題情景的一實例是基於發生在處理器201、處理器2042 *EM 20 上的存儲器存取操作。所述存儲器存取操作在表1中展示為按操作事件的順序被排序。表 權利要求
1.一種用於強制存儲器存取的次序的方法，所述方法包含從未經配置以產生存儲器障礙命令的裝置接收存儲器存取請求；以及響應於所述存儲器存取請求而產生替代障礙。
2.根據權利要求1所述的方法，其中通過接口電路產生所述替代障礙，所述接口電路經配置以強制來自所述裝置的存儲器存取請求的次序。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述接口電路為耦合到所述裝置、多個處理器和存儲器的總線接口電路。
4.根據權利要求2所述的方法，其中所述接口電路為耦合到所述裝置、與所述多個處理器相關聯的多個高速緩衝存儲器和主存儲器的二級高速緩衝存儲器一致性控制電路。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述存儲器存取請求為讀取請求。
6.根據權利要求5所述的方法，其中基於對與所述讀取請求相同的地址的一個或一個以上先前寫入請求而有條件地產生所述替代障礙。
7.根據權利要求1所述的方法，其中不響應於來自具有存儲器障礙產生能力的裝置的存儲器存取請求而產生所述替代障礙。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述存儲器存取請求為寫入請求且在處理所述寫入請求之前產生所述替代障礙。
9.根據權利要求2所述的方法，其中所述接口電路為耦合到多個裝置的總線接口單元，所述多個裝置中的一些裝置不產生存儲器障礙命令。
10.根據權利要求2所述的方法，其中所述接口電路為耦合到所述裝置、與所述多個處理器相關聯的多個高速緩衝存儲器和主存儲器的二級高速緩衝存儲器一致性控制電路。
11.根據權利要求1所述的方法，其進一步包含向所有一致性參與者廣播所述替代障礙。
12.一種用於強制存儲器存取的次序的設備，所述設備包含總線接口電路，其從裝置接收存儲器存取請求且將所述存儲器存取請求傳送到存儲器層級；以及替代障礙產生器電路，其響應於所述存儲器存取請求而產生替代障礙。
13.根據權利要求12所述的設備，其中所述總線接口電路不支持存儲器障礙命令。
14.根據權利要求12所述的設備，其中經解碼的存儲器存取請求為讀取請求。
15.根據權利要求12所述的設備，其中所述經解碼的存儲器存取請求為寫入請求且所述替代障礙是在處理所述寫入請求之前產生。
16.根據權利要求12所述的設備，其進一步包含庫探聽隊列，其用於排序與所述存儲器的一個或一個以上庫相關聯的存儲器請求和障礙；以及處理器探聽隊列電路，其具有與多個處理器中的每一者相關聯的探聽隊列，所述探聽隊列用於排序所述存儲器請求和障礙。
17.一種用於系統中的一致性強制的方法，所述方法包含經由辨識不出存儲器障礙命令的總線接口從裝置接收存儲器存取請求；以及響應於所述存儲器存取請求而產生替代障礙，其中在所述系統內強制一致性，如同曾從所述裝置接收到存儲器障礙命令一樣。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述存儲器存取請求為讀取請求。
19.根據權利要求17所述的方法，其中所述存儲器存取請求為寫入請求且在處理所述寫入之前產生所述替代障礙。
20.根據權利要求17所述的方法，其中所述替代障礙的所述產生取決於對與所述讀取請求相同的地址的先前寫入請求。
21.根據權利要求17所述的方法，其進一步包含 延遲處理後續的寫入請求，直到接收到指示所述替代障礙已完成的確認為止。
22.根據權利要求17所述的方法，其進一步包含 向所有一致性參與者廣播所述替代障礙。
23.一種用於強制存儲器存取的次序的方法，所述方法包含 從未經配置以產生存儲器障礙命令的裝置接收存儲器讀取請求；以及響應於所述存儲器讀取請求，通過扣留與所述存儲器讀取請求相關聯的讀取數據直到已保證完成先前的存儲器存取操作為止而強制存儲器存取的次序。
全文摘要
本發明描述一種用於強制存儲器存取的次序的有效技術。從未經配置以產生存儲器障礙命令的裝置接收存儲器存取請求。響應於所述存儲器存取請求而產生替代障礙。存儲器存取請求可為讀取請求。在存儲器寫入請求的情況下，在處理所述寫入請求之前產生所述替代障礙。還可響應於存儲器讀取請求而產生替代障礙，替代障礙的產生取決於對與所述讀取請求相同的地址的先前寫入請求。在分層式存儲器系統內強制一致性，如同曾從所述不產生存儲器障礙命令的裝置接收到存儲器障礙命令一樣。
文檔編號G06F13/16GK102449611SQ201080023221
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者託馬斯·安德魯·薩託裡烏斯, 託馬斯·菲利普·施派爾, 詹姆斯·諾裡斯·迪芬德爾費爾 申請人:高通股份有限公司