DDR3中bank, 16bit和32bit等概念

原文链接：http://blog.csdn.net/njuitjf/article/details/17096517

非常好的资料关于两片DDR级联组成32bit系统，平时工作中也经常遇到，跟大家分享一下：

最近在看内存相关的东东。
以前认为内存就是块资源，需要的时候，malloc出来一部分使用即可。对内部的东东没有深入了解过。
刚开始看起来，感觉有点丈二和尚。
通过各种查询，并请教牛人，对基本概念有了个初步了解，先总结一把。

先说说bank。
看到bank首先想到了银行，然后是利率，然后是房贷...
扯远了，这儿的bank是存储库的意思。
也就是说，一块内存内部划分出了多个存储库，访问的时候指定存储库编号，就可以访问指定的存储库。
具体内存中划分了多少个bank，要看地址线中有几位BA地址，如果有两位，说明有4个bank，如果有3位，说明有8个bank.
DDR3的地址中有三个BA，即三个Bank Address，BA0, BA1, BA2。所以DDR3单块内存中都是8个bank.

存储库里面的内存是怎么组织的呢？
存储库里面类似于一个矩阵。
有很多点，没一个点就是一个cell，也就是一个存储点，有一个电容和一个晶体管组成，通过上电与否，来表示1或0.
每一个cell由一个行号和一个列号来唯一标识。
也可以这么理解，bank中分成了很多行（row），每一行又有很多列。
这样的话，给定bank编号，可以找到bank，给定row编号，可以找到所在行，给定 column 编号，可以找到所在列，也就找到了要访问的cell。
一个bank中有多少行，多少列呢？
这要看行和列分别有多少位来表示。
假如表示行的有A0~A14，那么单个bank中行的总量为2^15。
列类似，如果表示列的有A0~A9，单个bank中列总量为2^10.

下面来看看16bit/32bit内存的概念。
这儿所说的16bit/32bit，指的是内存中以多长为单位进行存储。
16bit，即是说内存中是以16bit为单位访问内存的，也就是说，你给内存一个地址，内存会给你一个16bit的数据到数据线。
32bit的与此类似。

下面来看一个具体例子。
该例子中，用两个16bit的DDR3内存拼成了一个32bit的DDR3.
每块16bit DDR3的大小为512M Bytes.
看看硬件上连接，我们这儿只关心地址线和数据线，CS, CK, CKE, CAS, RAS等暂时不考虑。
第一片16bit DDR3的BA0, BA1, BA2连接到了CPU的BA0, BA1, BA2。
第二片16bit DDR3的BA0, BA1, BA2也连接到了CPU的BA0, BA1, BA2。
第一片16bit DDR3的A0~A14连接到了CPU的A0~A14。
第二片16bit DDR3的A0~A14连接到了CPU的A0~A14。
第一片16bit DDR3的D0~D15连接到了CPU的D0~D15。
第二片16bit DDR3的D0~D15连接到了CPU的D16~D31。

分析下该实例。
bank address有三个bit，所以单个16bit DDR3内部有8个bank.
表示行的有A0~A14，共15个bit，说明一个bank中有2^15个行。
表示列的有A0~A9，共10个bit，说明一个bank中有2^10个行。
来看看单块16bit DDR3容量：
2^3*2^15*2^10=2^28=256M
我们的内存是512M，到这儿怎么变成256M了？被骗了？
呵呵，当然没有。
忘了我们前面一直提到的16bit。
16bit是2个byte对吧。
访问一个地址，内存认为是访问16bit的数据，也就是两个字节的数据。
256M个地址，也就是对应512M的数据了。
真相大白。卖内存的没骗俺。

再来看看两个16bit是如何组成一个32bit的。
有一个概念一定要清楚，这儿所说的两个16bit组成一个32bit，指的是数据，与地址没有关系。
我开始这一块没搞清楚，一直认为是两个16bit的地址组成了一个32bit的地址。然后高位地址，地位地址，七七八八。。。
之后没一点头绪。
将16bit/32bit指的是数据宽度之后，就非常明了了。
每一块16bit DDR3中有8个bank，2^15个row，2^10个column。也就是有256M个地址。
看前面的连线可知，两块16bit DDR3的BA0~BA2和D0~D14其实是并行连接到CPU。
也就是说，CPU其实认为只有一块内存，访问的时候按照BA0~BA2和D0~D14给出地址。
两块16bit DDR3都收到了该地址。
它们是怎么响应的呢？
两块内存都是16bit，它们收到地址之后，给出的反应是要么将给定地址上2个字节送到数据线上，要么是将数据线上的两个字节写入到指定的地址。
再看数据线的连接，第一片的D0~D15连接到了CPU的D0~D15，第二片的D0~D15连接到了CPU的D16~D31。
CPU认为自己访问的是一块32bit的内存，所以CPU每给出一个地址，将访问4个字节的数据，读取/写入。
这4字节数据对应到CPU的D0~D31，又分别被连接到两片内存的D0~D15，这样一个32bit就被拆成了两个16bit.
反过来，也就是两个16bit组成了一个32bit.
CPU访问的内存地址有256M个，每访问一个地址，将访问4个字节，这样CPU能访问的内存即为1G.