[發明專利]嵌入式系統中基于SPM的指令緩沖的實現方法

無效

• 申請號: 200810062162.2
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101295240A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 陳天洲;胡威;施青松;嚴力科;謝斌;黃江偉;章鐵飛;馮德貴;項凌祥;陳劍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38;G06F12/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及嵌入式系統技術領域，特別是涉及一種嵌入式系統中基于SPM的指令緩沖的實現方法。

背景技術

隨著嵌入式系統越來越多的被人們所認識和了解，對于嵌入式系統的性能、運行速度、能耗等方面的要求，也越來越高。為了提高運行于嵌入式系統上的程序的運行速度，在對硬件不斷開發、精益求精的同時，人們對嵌入式操作系統的要求也越來越高、越來越苛刻。

因為嵌入式環境的紛繁復雜，人們要求在其上的操作系統，有特別的規劃和定制，而不希望千篇一律的只有共性、沒有個性。比如有些嵌入式設備只需要完成比較有些的任務，那么其上的操作系統可能只需要提供支持這些任務的有限模塊就行。而有些嵌入式設備需要持續力長、那自然而然節能是運行與其上的操作系統所需要考慮的最大方向。有些設備需要實時性的絕對保證，則操作系統的實時性是無法避免的設計初衷。

SRAM的英文全稱是“Static?RAM”，翻譯過來就是“靜態隨即存儲器”，主要用于制造Cache。這種存儲器不需要通過定時的刷新電路，就可以保證其存儲的內容。與其相對應的DRAM，即“Dynamic?RAM”，常被用作內存，其需要定時的刷新電路，每隔一段時間對其進行刷新充電，才能保證其內保存的數據不會丟失。具有較高的讀寫性能的同時，SRAM的造價和集成度都是限制其大小和使用的因素。

傳統的嵌入式系統中，其實早已有SRAM介質的應用了，就是人們所熟悉的Cache。SRAM是一種靜態存取內存，即不需要定時刷新電路就可以保存它內部存儲的數據，不像DRAM那樣的普通存儲器那樣需要刷新電路，每隔一段時間，固定地要對DRAM刷新充電一次，否則內部的數據無法保存下去。正是因為這樣的硬件特性，使得SRAM具有較高的讀寫性能。同時，SRAM也有它自身的缺點，最主要的一點是它的集成度較低，相對于DRAM來說，同容量的SRAM需要大的多的空間體積。因此，如果主板上存在SRAM存儲器，則要占用一部分面積，這對嵌入式系統來說是不能忍受的。一般在主板上集成SRAM的系統，通常是桌面系統。

由于SRAM具備較好的讀寫性能，所以在計算機系統內有它的特定用途。目前SRAM有幾種用法：一種是置于CPU與主存之間的高速緩存，這種高速緩存有兩種規格：一種是固定在主板上的高速緩存，即通常人們所說的Cache；另一種是插在卡槽上擴充用的高速緩存。還有為了加速CPU內部數據的傳送，在CPU的內部也設計有高速緩存，所以在Pentium?CPU就有一級高速緩存和二級高速緩存的概念，一般一級緩存是內建在CPU的內部，二級緩存是集成在CPU的外部。顯然速度快，不需要定時刷新是SRAM最大的優點，但是也有相應的缺點，就是價格高，體積大，所以在主板上還不能作為用量較大的主存。

由于Cache體系結構的設計主要是為了一般的計算機系統，提高系統運行表現而來的。傳統的Cache--內存模式作為一種降低內存存取開銷的同時，它們的行為很大程度上倚賴于一些運行時刻的因素，因此它們可能不是嵌入式系統的最佳選擇，因為嵌入式系統大多對實時性和執行時間保障有各方面要求，最近的研究結果還標明，Cache對于傳統的多媒體應用程序的數據存取模式的表現非常的不盡如人意。傳統Cache--內存模式的這些不足，使得在嵌入式計算為目的的很多設計中，人們越來越多的傾向于采用軟件管理片內的內存。我們所知道的ScratchPad?Memory存儲單元就是軟件管理的片內SRAM單元的一個例子。