ruby: Replace Time with Cycles in SequencerMessage
[gem5.git] / src / mem / SimpleDRAM.py
index c874256109f9dc8be0d67e0a3ec2d34579ef7fea..41bad93565ca4629f7253382abec7bc9007ac853 100644 (file)
@@ -57,16 +57,12 @@ class PageManage(Enum): vals = ['open', 'close']
 # itself.
 class SimpleDRAM(AbstractMemory):
     type = 'SimpleDRAM'
+    cxx_header = "mem/simple_dram.hh"
 
     # single-ported on the system interface side, instantiate with a
     # bus in front of the controller for multiple ports
     port = SlavePort("Slave port")
 
-    # the physical organisation of the DRAM
-    lines_per_rowbuffer = Param.Unsigned(64, "Row buffer size in cache lines")
-    ranks_per_channel = Param.Unsigned(2, "Number of ranks per channel")
-    banks_per_rank = Param.Unsigned(8, "Number of banks per rank")
-
     # the basic configuration of the controller architecture
     write_buffer_size = Param.Unsigned(32, "Number of read queue entries")
     read_buffer_size = Param.Unsigned(32, "Number of write queue entries")
@@ -76,21 +72,26 @@ class SimpleDRAM(AbstractMemory):
     write_thresh_perc = Param.Percent(70, "Threshold to trigger writes")
 
     # scheduler, address map and page policy
-    mem_sched_policy = Param.MemSched('fcfs', "Memory scheduling policy")
+    mem_sched_policy = Param.MemSched('frfcfs', "Memory scheduling policy")
     addr_mapping = Param.AddrMap('openmap', "Address mapping policy")
     page_policy = Param.PageManage('open', "Page closure management policy")
 
+    # the physical organisation of the DRAM
+    lines_per_rowbuffer = Param.Unsigned("Row buffer size in cache lines")
+    ranks_per_channel = Param.Unsigned("Number of ranks per channel")
+    banks_per_rank = Param.Unsigned("Number of banks per rank")
+
     # timing behaviour and constraints - all in nanoseconds
 
     # the amount of time in nanoseconds from issuing an activate command
     # to the data being available in the row buffer for a read/write
-    tRCD = Param.Latency("14ns", "RAS to CAS delay")
+    tRCD = Param.Latency("RAS to CAS delay")
 
     # the time from issuing a read/write command to seeing the actual data
-    tCL = Param.Latency("14ns", "CAS latency")
+    tCL = Param.Latency("CAS latency")
 
     # minimum time between a precharge and subsequent activate
-    tRP = Param.Latency("14ns", "Row precharge time")
+    tRP = Param.Latency("Row precharge time")
 
     # time to complete a burst transfer, typically the burst length
     # divided by two due to the DDR bus, but by making it a parameter
@@ -98,20 +99,24 @@ class SimpleDRAM(AbstractMemory):
     # This parameter has to account for bus width and burst length.
     # Adjustment also necessary if cache line size is greater than
     # data size read/written by one full burst.
-    tBURST = Param.Latency("4ns",
-                           "Burst duration (for DDR burst length / 2 cycles)")
+    tBURST = Param.Latency("Burst duration (for DDR burst length / 2 cycles)")
 
     # time taken to complete one refresh cycle (N rows in all banks)
-    tRFC = Param.Latency("300ns", "Refresh cycle time")
+    tRFC = Param.Latency("Refresh cycle time")
 
     # refresh command interval, how often a "ref" command needs
     # to be sent. It is 7.8 us for a 64ms refresh requirement
-    tREFI = Param.Latency("7.8us", "Refresh command interval")
+    tREFI = Param.Latency("Refresh command interval")
 
     # write-to-read turn around penalty, assumed same as read-to-write
-    tWTR = Param.Latency("1ns", "Write to read switching time")
+    tWTR = Param.Latency("Write to read switching time")
+
+    # time window in which a maximum number of activates are allowed
+    # to take place, set to 0 to disable
+    tXAW = Param.Latency("X activation window")
+    activation_limit = Param.Unsigned("Max number of activates in window")
 
-    # Currently unimplemented, unused, deduced or rolled into other params
+    # Currently rolled into other params
     ######################################################################
 
     # the minimum amount of time between a row being activated, and
@@ -122,9 +127,79 @@ class SimpleDRAM(AbstractMemory):
 
     # burst length for an access derived from peerBlockSize
 
-    # @todo: Implement tFAW in the model
-    # minimum time window in which a maximum of four activates are
-    # allowed to take place
-    # tFAW = Param.Latency("30ns", "Four activation window")
+# High-level model of a single DDR3 x64 interface (one command and
+# address bus), with default timings based on a DDR3-1600 4 Gbit part,
+# which would amount to 4 Gbyte of memory in 8x8 or 8 GByte in 16x4
+# configuration.
+class SimpleDDR3(SimpleDRAM):
+    # Assuming 64 byte cache lines, use a 2kbyte page size, this
+    # depends on the memory density
+    lines_per_rowbuffer = 32
+
+    # Use two ranks
+    ranks_per_channel = 2
+
+    # DDR3 has 8 banks in all configurations
+    banks_per_rank = 8
+
+    # DDR3-1600 11-11-11
+    tRCD = '13.75ns'
+    tCL = '13.75ns'
+    tRP = '13.75ns'
+
+    # Assuming 64 byte cache lines, across an x64 (8x8 or 16x4)
+    # interface, translates to BL8, 4 clocks @ 800 MHz
+    tBURST = '5ns'
+
+    # DDR3, 4 Gb has a tRFC of 240 CK and tCK = 1.25 ns
+    tRFC = '300ns'
+
+    # DDR3, <=85C, half for >85C
+    tREFI = '7.8us'
+
+    # Greater of 4 CK or 7.5 ns, 4 CK @ 800 MHz = 5 ns
+    tWTR = '7.5ns'
+
+    # With a 2kbyte page size, DDR3-1600 lands around 40 ns
+    tXAW = '40ns'
+    activation_limit = 4
+
+
+# High-level model of a single LPDDR2-S4 x64 interface (one
+# command/address bus), with default timings based on a LPDDR2-1066
+# 4Gbit part, which whould amount to 1 GByte of memory in 2x32 or
+# 2GByte in 4x16 configuration.
+class SimpleLPDDR2_S4(SimpleDRAM):
+    # Assuming 64 byte cache lines, use a 2kbyte page size, this
+    # depends on the memory density
+    lines_per_rowbuffer = 32
+
+    # Use two ranks
+    ranks_per_channel = 2
+
+    # LPDDR2-S4 has 8 banks in all configurations
+    banks_per_rank = 8
+
+    # Fixed at 15 ns
+    tRCD = '15ns'
+
+    # 8 CK read latency, 4 CK write latency @ 533 MHz, 1.876 ns cycle time
+    tCL = '15ns'
+
+    # Pre-charge one bank 15 ns and all banks 18 ns
+    tRP = '18ns'
+
+    # Assuming 64 byte cache lines, across a x64 interface (2x32 or
+    # 4x16), translates to BL8, 4 clocks @ 533 MHz
+    tBURST = '7.5ns'
+
+    # LPDDR2-S4, 4 Gb
+    tRFC = '130ns'
+    tREFI = '3.9us'
 
+    # Irrespective of speed grade, tWTR is 7.5 ns
+    tWTR = '7.5ns'
 
+    # Irrespective of size, tFAW is 50 ns
+    tXAW = '50ns'
+    activation_limit = 4