本發(fā)明涉及緩存器，具體地涉及一種低功耗fifo存儲(chǔ)器、控制裝置及方法、芯片。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，集成度不斷提高，制造工藝不斷減小，芯片的靜態(tài)功耗所帶來的影響也變得更加顯著。在65nm及以下的工藝，芯片的靜態(tài)功耗將超過動(dòng)態(tài)功耗，成為限制電路功耗總體性能的決定性因素。

2、在現(xiàn)代集成電路芯片中，sram(static?random?access?memory，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)陣列占有較大的面積，因此，sram陣列的靜態(tài)功耗成為限制電路靜態(tài)功耗的決定性因素。每次訪問時(shí)，sram陣列中僅有一小部分存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫操作，其他絕大部分保持靜態(tài)，也就是說，sram陣列的主要功耗來源是靜態(tài)功耗。如果能將sram陣列進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)劃分，并將其中保持靜態(tài)、暫時(shí)無需使用的部分sram進(jìn)行有效的電源管理，將其供電電壓適當(dāng)降低或徹底關(guān)斷，則可有效降低芯片工作時(shí)sram陣列的靜態(tài)功耗。

3、目前已有對(duì)sram陣列進(jìn)行電源管理即電壓調(diào)整的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一定程度上降低sram陣列的靜態(tài)功耗，例如在xilinx公司的ultrascale+系列fpga芯片中，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的bram(block?ram)模塊，支持sleep(休眠)模式。實(shí)現(xiàn)方案為通過一個(gè)sleep輸入端口進(jìn)行控制，可同步或異步地控制bram進(jìn)入sleep模式，或從sleep模式中喚醒。在sleep模式時(shí)，無法對(duì)bram進(jìn)行讀寫操作，sram陣列的電源電壓會(huì)降低20～30％，在不損壞存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的前提下，一定程度的降低靜態(tài)功耗。

4、現(xiàn)有的適當(dāng)降低sram陣列電源電壓的技術(shù)方案，進(jìn)入sleep模式需要用戶對(duì)其進(jìn)行控制，且sram陣列電源電壓僅能適當(dāng)降低，即僅能在一定程度上降低靜態(tài)功耗。總體來說，現(xiàn)有的技術(shù)方案不夠靈活，并且靜態(tài)功耗降低效果有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種低功耗fifo存儲(chǔ)器、控制裝置及方法、芯片，可以有效降低fifo存儲(chǔ)器的靜態(tài)功耗。

2、為此，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種低功耗fifo存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括：多個(gè)容量相同的sram陣列、與各sram陣列一一對(duì)應(yīng)的電源管理模塊；

4、所述電源管理模塊，用于根據(jù)外部電源管理控制信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的sram陣列及其地址譯碼和讀寫通路上電或斷電。

5、可選地，所述電源管理控制信號(hào)包括第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)；

6、所述電源管理模塊，用于根據(jù)所述第一控制信號(hào)將對(duì)應(yīng)的sram陣列的電源上拉至外部電源；根據(jù)所述第二控制信號(hào)將對(duì)應(yīng)的sram陣列及其地址譯碼和讀寫通路斷電。

7、可選地，所述電源管理模塊包括：pmos管；

8、所述pmos管的源級(jí)與所述外部電源連接，所述pmos管的漏極與對(duì)應(yīng)的sram陣列的電源連接，所述pmos管的柵極用于輸入所述電源管理控制信號(hào)。

9、可選地，根據(jù)sram陣列的大小，組成所述電源管理模塊的pmos管有一個(gè)或多個(gè)。

10、可選地，所述sram陣列為4個(gè)。

11、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種控制裝置，用于對(duì)前面所述的低功耗fifo存儲(chǔ)器進(jìn)行控制，所述控制裝置包括：與各電源管理模塊耦接的控制模塊、以及與所述控制模塊耦接的讀計(jì)數(shù)器和寫計(jì)數(shù)器；

12、所述讀計(jì)數(shù)器，用于產(chǎn)生連續(xù)的讀指針，并作為所述fifo存儲(chǔ)器的讀地址；

13、所述寫計(jì)數(shù)器，用于產(chǎn)生連續(xù)的寫指針，并作為所述fifo存儲(chǔ)器的寫地址；

14、所述控制模塊，用于根據(jù)所述讀地址和所述寫地址確定需要使用的地址空間及需要上電的sram陣列和需要斷電的sram陣列，向需要上電的sram陣列的電源管理模塊和需要斷電的sram陣列的電源管理模塊輸出不同的電源管理控制信號(hào)；還用于根據(jù)所述讀地址和所述寫地址，產(chǎn)生sram陣列的片選及讀寫控制信號(hào)。

15、可選地，所述控制模塊在對(duì)所述sram陣列的片內(nèi)第一個(gè)地址寫入前，確定所述sram陣列為需要上電的sram陣列，在所述sram陣列的片內(nèi)最后一個(gè)地址讀出后，確定所述sram陣列為需要斷電的sram陣列。

16、可選地，所述控制裝置還包括：

17、設(shè)置模塊，用于設(shè)置邏輯關(guān)系映射表，所述邏輯映射關(guān)系表示各讀地址和寫地址對(duì)應(yīng)的使用的sram陣列和未使用的sram陣列；

18、所述控制模塊根據(jù)所述讀地址和所述寫地址查找所述邏輯關(guān)系映射表，確定需要上電的sram陣列和需要斷電的sram陣列。

19、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種控制方法，用于對(duì)前面所述的低功耗fifo存儲(chǔ)器進(jìn)行控制，所述控制方法包括：

20、利用讀計(jì)數(shù)器產(chǎn)生連續(xù)的讀指針，并作為所述fifo存儲(chǔ)器的讀地址；

21、利用寫計(jì)數(shù)器產(chǎn)生連續(xù)的寫指針，并作為所述fifo存儲(chǔ)器的寫地址；

22、根據(jù)所述讀地址和所述寫地址確定需要使用的地址空間及需要上電的sram陣列和需要斷電的sram陣列；

23、向需要上電的sram陣列的電源管理模塊和需要斷電的sram陣列的電源管理模塊輸出不同的電源管理控制信號(hào)。

24、可選地，所述根據(jù)所述讀地址和所述寫地址確定需要使用的地址空間及需要上電的sram陣列和需要斷電的sram陣列包括：

25、如果所述寫地址為所述sram陣列的片內(nèi)第一個(gè)地址的前一個(gè)地址，則確定所述sram陣列為需要上電的sram陣列；

26、如果所述讀地址為所述sram陣列的片內(nèi)最后一個(gè)地址，則確定所述sram陣列為需要斷電的sram陣列。

27、可選地，所述向需要上電的sram陣列的電源管理模塊和需要斷電的sram陣列的電源管理模塊輸出不同的電源管理控制信號(hào)包括：

28、在對(duì)所述需要上電的sram陣列的片內(nèi)第一個(gè)地址寫入前，向所述sram陣列的電源管理模塊輸出第一控制信號(hào)，使所述電源管理模塊根據(jù)所述第一控制信號(hào)控制所述sram陣列及其地址譯碼和讀寫通路上電；

29、在所述需要斷電的sram陣列的片內(nèi)最后一個(gè)地址讀出后，向所述sram陣列的電源管理模塊輸出第二控制信號(hào)，使所述電源管理模塊根據(jù)所述第二控制信號(hào)控制所述sram陣列及其地址譯碼和讀寫通路斷電。

30、可選地，所述控制方法還包括：

31、建立邏輯關(guān)系映射表，所述邏輯映射關(guān)系表示各讀地址和寫地址對(duì)應(yīng)的使用的sram陣列和未使用的sram陣列；

32、所述根據(jù)所述讀地址和所述寫地址確定需要使用的地址空間及需要上電的sram陣列和需要斷電的sram陣列包括：

33、根據(jù)所述讀地址和所述寫地址查找所述邏輯關(guān)系映射關(guān)系表，確定需要使用的地址空間及需要上電的sram陣列和需要斷電的sram陣列。

34、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種芯片，所述芯片包括前面所述的低功耗fifo存儲(chǔ)器、和/或前面所述的控制裝置。

35、本發(fā)明實(shí)施例提供的低功耗fifo存儲(chǔ)器、控制裝置及方法、芯片，將fifo存儲(chǔ)器的sram陣列劃分為大小相同的多個(gè)sram陣列，并設(shè)置與各sram陣列一一對(duì)應(yīng)的電源管理模塊，分別對(duì)各sram陣列進(jìn)行獨(dú)立供電，在對(duì)sram陣列讀寫過程中，將暫時(shí)無需使用的sram陣列斷電，從而有效降低fifo存儲(chǔ)器的靜態(tài)功耗。

36、進(jìn)一步地，對(duì)未使用的sram陣列進(jìn)行徹底斷電，即盡可能降低sram陣列的電源電壓，從而最大程度地降低了其靜態(tài)功耗。

37、進(jìn)一步地，對(duì)sram陣列的上電及斷電，由fifo控制邏輯自動(dòng)且動(dòng)態(tài)地進(jìn)行控制，無需用戶進(jìn)行干預(yù)，便于應(yīng)用。