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應用手冊：Shared Memory#

在 imaFlex 和 marathon Frame Grabber 上使用 Shared Memory#

imaFlex 和 microEnable 5 marathon 擷取卡共用 DRAM Memory。

每個使用 Memory 的運算子在擷取卡上僅分配給一個實體 Memory。在 imaFlex 和 microEnable 5 marathon 擷取卡上，概念有所不同。在這些擷取卡上，您可以使用速度快得多的 DDR4（在 imaFlex 上）或 DDR3（在 marathon 上）Memory。但是，這只是一個單一的實體 Memory，因此所有使用該 Memory 的 VisualApplets 運算子共用頻寬。

Frame Grabber 的 memory 組態最好透過 VisualApplets Device Resources Documentation 來確定。在此說明文件中，您可以找到與在 VisualApplets 設計中使用 DRAM 元素相關的資訊：RAM 大小、RAM 資料寬度以及每個 RAM 的頻寬（適用於除 marathon 系列之外的所有平台），以及 marathon 系列的總記憶體頻寬（shared）。

資訊

VisualApplets Device Resources Documentation 中給出的頻寬值是理論上的最大值。在實際使用中，效率可能會降低。

本文件指導您透過使用 RAM 大小和 RAM 數據寬度的資訊，為特定平台有效利用 Memory。它還幫助您計算 marathon 系列的每個 RAM 的相應頻寬。

有效使用 DRAM#

在 VisualApplets Device Resources Documentation 中，您可以找到有關特定平台 RAM 大小的資訊：

  • 對於 imaFlex CXP-12 Quad：3 x 512 MiB DDR4
  • 對於 imaFlex CXP-12 Penta：5 x 512 MiB DDR4
  • 對於 marathon 系列和 LightBridge：4 x 512 MiB DDR3

這些值提供有關總 RAM 大小的資訊（例如，對於 marathon 系列：4 x 512 MiB = 2 GiB (2^31 Byte)）以及一個 VisualApplets 運算子最多可以使用的磁碟分割區（對於 marathon 系列：512 MiB）。

只有在使用完整的 RAM 資料寬度相關資訊時，您才能為每個 operator 有效利用此最大 RAM 大小（另請參閱 Efficient Usage of the DRAM）：

  • 對於 imaFlex CXP-12 Quad，RAM 資料寬度為 384 bit
  • 對於 imaFlex CXP-12 Penta，RAM 資料寬度為 640 bit
  • 對於 marathon VCX-QP 與 VF2，RAM 資料寬度為 512 bit
  • 對於 marathon VCL、VCLx 與 LightBridge，RAM 資料寬度為 256 bit

RAM 資料寬度是指 Bit Width 乘以 Parallelism，再加上 VisualApplets 設計中連接至 DRAM 運算子的連結核心元素。

DRAM 使用範例#

此範例針對 marathon VCL 平臺使用了簡單的 VisualApplets 設計，如下圖所示。

圖 1：Parallelism 4 RAM 使用量

此範例使用了 4 的 Parallelism 以及 8 bit 的 Bit Width。因此，該範例僅使用了 4 x 8 = 32 bit 的 RAM 資料寬度。不過，為了達到完整效率，頻寬需要達到 256 bit。因此，您必須將 Parallelism 增加至 32，如下圖所示。

圖 2：Parallelism 32 RAM 使用量

現在，此設計可確保您能有效率地使用 DRAM。一般而言，充分利用可用的 RAM 資料寬度總是最好的。不過，有時這並不可行，因為您需要更多資源、您的資料格式無法被 256 整除，或是運算子的參數不再允許完整的範圍。因此，您需要知道是否也能使用較低的 Parallelism。為此，您需要了解記憶體頻寬，這將在下一節中說明。

Memory Bandwidth#

您可以在 VisualApplets Device Resources Documentation 中找到有關單個 DRAM 元素最大 Memory Bandwidth 的平台特定資訊。由於您需要考慮從 RAM 進行讀取和寫入，因此在計算最終頻寬時，最大頻寬除以 2：

公式：最大最終頻寬

只有在使用完整的 RAM 資料寬度時，您才能達到此最終頻寬值（請參閱Efficient Usage of the DRAM 一節）。因此，您需要在計算最終頻寬時計入 RAM data width used / full RAM data width 的比例：

公式：最大最終頻寬

根據此公式，您可以計算所需的 RAM 資料寬度：

bit width * parallelism * kernel elements of a link connected to a RAM element 用於設計中以達到特定的產生頻寬。這表示如果您已定義 Bit Width 和核心元素，也可以計算連接至 RAM 元素的連結所需的最低 Parallelism。

Memory Bandwidth 計算範例#

您可以計算 Memory Bandwidth 一節中設計範例的最終頻寬。對於圖 1 中顯示的設計範例（RAM 資料寬度為 32 bit），最終頻寬為：

公式：最大最終頻寬

對於圖 2 中顯示的設計範例，其 RAM 資料寬度為 256 bit，產生的頻寬為：

公式：最大最終頻寬

Shared Memory#

當僅存在單個 DRAM operator 時，Memory Bandwidth 一節中的頻寬計算公式適用於所有 Frame Grabber 平台。它也適用於除 marathon 系列之外的所有平台上 applet 中每個 DRAM 元素的頻寬計算。如果使用多個 operator，則 marathon 系列的總 memory bandwidth 將會 shared。然後，單個 DRAM 元素的最終頻寬計算方式如下：

公式：最大最終頻寬

Shared Memory 範例#

以下針對 marathon VCL 平臺的範例顯示了兩個相機、兩個 DRAM 元素（RAM 資料寬度為 32 bit）以及兩個 DMA，如下圖所示：

圖 3：使用 Parallelism 4 RAM 的兩個相機

產生的頻寬為：

公式：最大最終頻寬

與 Memory Bandwidth 一節中針對 32 bit RAM 資料寬度但設計中只有一個 DRAM 元素所計算出的最終頻寬相比，具有兩個 DRAM 元素的最終頻寬是先前值的一半。為了使具有兩個 DRAM 元素的頻寬達到與具有一個 DRAM 元素相同的頻寬，您需要將 RAM 資料寬度加倍（= 64 bit）。

Operator 組態#

Operator 組態會自動調適為給定 Frame Grabber 硬體的可用 RAM 資料寬度。因此，大多數 operator 都允許使用 VisualApplets Device Resources Documentation 中給出的 RAM 資料寬度。某些 operator 僅允許 Parallelism 為 1。為了克服 64 bit 的 link bit width 限制，其中一些 operator 接受 kernel 以使用高效的 RAM 資料寬度，如 Efficient Usage of the DRAM 和 Memory Bandwidth 一節中所述。有一些 DRAM operator 例外，需要進行特殊組態才能有效使用。有關 operator 最佳組態的詳細資訊，請參閱 operator CoefficientBuffer documentation。