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質問：
- 非同期型と同期型デュアルポートRAMの主な違いについて教えてください。
- どちらかを使用する場合の利点と欠点を教えてください。
- どのような状況下で非同期/同期の選択をした方が良いでしょうか？
- 私のアプリケーションでは非同期型と同期型 デュアルポートRAMのどちらを使用するべきでしょうか？
- 高速なプロセッサを使用している場合、非同期型と同期型デュアルポートRAMのどちらを使用するべきでしょうか？
回答：
非同期型と同期型デュアルポートの主な違いは、メモリのアクセス方法です。非同期型デュアルポートでは、読出しと書込みの処理は信号の立ち上りまたは立ち下りで起動されます。これらはいつでも発生することができます。同期型デュアルポートでは、すべての読出しと書込み処理はクロック信号に同期して実行されます。つまり、処理は期待された時間単位で発生します。
また、非同期型と同期型デュアルポートはメモリアービトレーションやバーストカウンタといった異なる機能を提供します。
一般に非同期型デュアルポートはその構造のために同期型よりも低速です。同期型デバイスはパイプラインを利用してメモリからデータを先読み(pre-fetch)します。しかし、既存のシステムでは非同期型が非常によく使用されています。
一部の設計者は使い慣れている非同期型を使用した方が設計しやすいと感じています。同期型インターフェースはクロックの考慮が重要になるため、設計が複雑になる傾向があります。
テーブル 1. 一般的なデュアルポートの利点/欠点
| 非同期型 | 同期型 |
利点 | インターフェースがシンプル
既存デザインでは一般的に使用されている | バンド幅が高い |
欠点 | バンド幅が低い | インターフェースが複雑 |
非同期型と同期型デュアルポートRAMのどちらを使用するかは、それを導入しようとしている特定のシステムに大きく依存します。多くの場合、システムの制約によってどちらのタイプのデュアルポートを使用するかが決定されます。
例えば、ほとんどのプロセッサは外部メモリインターフェースを有します。一部のものは同期型インターフェースのみの場合があります。この場合、非同期デュアルポートを同期インターフェースに適合させる外部ロジックが必要になる場合があるため、非同期型デュアルポートの採用はより難しくなります。
同様に、もし使用するプロセッサが外部メモリに接続するための非常に高速な非同期インターフェースを有している場合、アクセス速度の速い非同期型デュアルポートを使用する方が容易です。
よってデュアルポートのタイプを選択するときに、いつでも速度が最重要な要因とは限りません。
また、高速なプロセッサであっても、高速な外部メモリインターフェースを有しているとは限りません。400 MHz DSP でも非同期の SRAM インターフェースしか提供していないものもあります。
一般に、プロセッサの提供するインターフェースのタイプと最大速度に合わせることが推奨されます。例えば、どちらのプロセッサも同期型メモリーインターフェースを提供していて、一方が最大
70 MHz で動作し、他方が最大
133 MHzで動作できる場合、少なくとも
133 MHz で動作する同期型デュアルポートが推奨されます。
