[發明專利]基于虛存機制的指令片上異構存儲資源動態分配的方法

無效

• 申請號: 200910264520.2
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101763316A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 凌明;張陽;梅晨;王歡;武建平;李冰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 奚幼堅

1.一種基于虛存機制對指令片上異構存儲資源動態分配的方法，其特征在于：通過對應用程序執行過程中處理器內核對指令Cache訪問的跟蹤，得到指令Cache命中和缺失的時間和空間分布，由該空間分布得到指令Cache的時隙訪問圖，包括命中權重、缺失關系及權重，并對其進行數學抽象，根據能耗目標函數、性能目標函數分別利用整數非線性規劃的方法選出系統總能耗最優時每個指令頁的狀態，得到每個時隙中最有優化價值指令頁的頁號，利用迭代求解方法，對時隙大小進行調整，在程序執行中通過時鐘中斷，使用指令SPM控制器實現頁表項入口的修改以及直接內存訪問控制器DMA的配置，將指令訪問熱點及容易引起指令Cache沖突的地址空間動態重映射到片上指令SPM存儲器中，通過指令Cache和指令SPM的單次訪問能耗差，以及減少指令Cache缺失帶來的額外訪存，降低系統能耗。

2.根據權利要求1所述的基于虛存機制對指令片上異構存儲資源動態分配的方法，其特征在于：得到指令Cache的時隙訪問圖，并對其進行數學抽象后，利用程序執行時表現出來的時間局部性，將每個時隙內最頻繁訪問以及容易引起指令Cache沖突的指令頁按照收益大小排列，指令SPM存儲器的大小除以MMU頁大小是優化的指令頁個數，根據這個數選擇最有優化價值的指令頁，將其重映射到指令SPM存儲器中。

3.根據權利要求1所述的基于虛存機制對指令片上異構存儲資源動態分配的方法，其特征在于：所說虛存機制是在旁路轉換緩沖TLB中增加S位，用于標志最有優化價值指令頁內容在指令SPM存儲器中，減少額外Cache比較的能耗開銷，同時，修改TLB使之支持對512Byte/虛存頁以及256Byte/虛存頁，從而將指令訪問熱點及容易引起指令Cache沖突的地址空間抽離出來，而避免對大量優化價值不大的地址空間做重映射。

4.根據權利要求1所述的基于虛存機制對指令片上異構存儲資源動態分配的方法，其特征在于：指令SPM控制器在程序執行過程中動態高效的將程序指令部分換入換出指令SPM控制器利用片上AHB高速總線的Burst特性避免對指令Cache以及數據Cache的二次污染。

5.根據權利要求4所述的基于虛存機制對指令片上異構存儲資源動態分配的方法，其特征在于：在指令SPM控制器中增加了一組專用于記錄寫回地址以及虛存頁大小的指令SPM控制寄存器：

1)該組寄存器將負責在某虛存頁重映射在指令SPM存儲器時記錄其對應的主存地址，此地址將在該虛存頁被換出指令SPM存儲器時作為DMA的目的地址；

2)該組寄存器中負責記錄虛存頁大小的位將用于配置DMA搬運長度；

3)該組寄存器中的使能位負責控制虛存頁內容是否可用。