DPRAM

Ein Dual-Port-RAM ist ein Speicherbaustein mit zwei unabhängigen Sätzen von Adress-, Daten- und Steuerleitungen. Beide Ports können gleichzeitig auf die gleichen Speicherzellen zugreifen, sodass eine Schaltung lesen oder schreiben kann, während eine andere das Gleiche tut, ohne zu warten. Das unterscheidet sich von Standard-Single-Port-RAM, der immer nur einen Zugriff auf einmal ermöglicht und den anderen in die Warteschlange zwingt.

Die häufigste Anwendung ist die Verbindung zweier Taktdomänen. Ein Mikrocontroller mit einer Frequenz schreibt Daten über Port A, während ein separater Prozessor oder Peripherie-Baustein gleichzeitig von Port B liest, ohne dass einer pausieren oder sich abstimmen müsste. Das vermeidet die Latenz und Komplexität von Handshake-Protokollen. DPRAMs werden auch als elastische Puffer zwischen asynchronen Datenströmen verwendet; sie erfassen Bursts auf der einen Seite und geben sie auf der anderen Seite mit anderer Geschwindigkeit ab.

Dual-Port-Speicher kostet pro Bit mehr als Single-Port-RAM, weil er doppelte Adressdekoder, Leseverstärker und Read/Write-Steuerlogi benötigt. Die Kapazität ist typischerweise kleiner und liegt zwischen wenigen hundert Bytes bis einigen Megabytes pro Baustein. Die Zugriffszeit auf einem Port kann leiden, wenn beide Ports auf die gleiche Zelle zugreifen wollen; manche Designs setzen Prioritätsregeln durch oder unterbrechen den nachrangigen Zugriff, was den Dual-Port zum Engpass macht, wenn die Zugriffskonflikte häufig sind.

DPRAM unterscheidet sich von echtem Dual-Access-RAM, bei dem beide Ports unabhängig schreiben können, ohne Konflikte. Es ist auch verschieden von Cache-Kohärenz-Verfahren, die Speicherschutz und Invalidierung statt eines zweiten physikalischen Ports nutzen. In modernen Designs ist DPRAM weniger verbreitet als früher; FIFO-Puffer in Firmware, asynchrone FIFO-ICs oder On-Chip-Dual-Port-SRAM in FPGAs erfüllen oft den gleichen Zweck mit besserer Integration.