[發明專利]針對指令的可重構片上統一存儲器管理方法

無效

• 申請號: 201110007310.2
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102073596A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 凌明;王歡;梅晨;翟婷婷;張陽;武建平
• 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: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.?一種利用虛存機制動態管理可重構片上統一存儲器的方法，其特征在于：通過在應用程序執行過程中對處理器讀取指令的跟蹤及對可重構存儲器中的高速緩沖存儲器Cache部分行為的跟蹤，得到指令執行特性以及Cache中指令命中和缺失的時間和空間分布，進而對指令Cache在不同階段的相變行為圖并對其進行數學抽像，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的可重構存儲器參數配置及每個指令頁的分布狀態；在程序執行中通過程序相變檢測器產生相變中斷，在每個階段可重構片上統一存儲器中Cache部分和便簽存儲器SPM部分的結構，并通過對頁表項入口的修改、直接內存訪問可重構片上統一存儲器控制器的配置，將合適的指令頁映射到SPM存儲器中，消除指令Cache沖突帶來的額外訪存以及頻繁訪問Cache帶來的比較邏輯額外能耗。

2.根據權利要求1所述的利用虛存機制對可重構片上統一存儲器動態管理的方法，其特征在于：可重構片上統一存儲器包含Cache部分和SPM部分，這兩部分可以在程序運行過程中動態的調整參數：Cache部分的關聯度，SPM部分的容量。

3.根據權利要求1所述的利用虛存機制對可重構片上統一存儲器動態管理的方法，其特征在于：所述的相變檢測器通過實時檢測處理器在運行程序過程中執行指令的特性，利用該特性的變化判斷程序相變，記錄相變序號并向處理器產生中斷信號。

4.根據權利要求1所述的利用虛存機制對可重構片上統一存儲器動態管理的方法，其特征在于：得到指令執行特性以及Cache中指令命中和缺失的時間和空間分布，利用程序執行時表現出來的階段性，將一段時間內最頻繁引起Cache沖突和最頻繁訪問的地址空間重映射到SPM存儲器中，而在其收益不大時映射回主存。

5.根據權利要求1所述的利用虛存機制對可重構片上統一存儲器動態管理的方法，其特征在于：可重構統一片上存儲器控制器在程序執行過程中利用其內部的直接內存訪問控制器動態高效的將程序指令部分換入到SPM存儲部分，利用片上AHB高速總線的Burst特性，避免通過處理器進行搬運對Cache的二次污染。

6.根據權利要求1所述的利用虛存機制對可重構片上統一存儲器動態管理的方法，其特征在于：在可重構片上統一存儲器控制器中設置了一組專用于記錄每個程序階段可重構存儲器配置信息以及SPM存儲部分地址映射關系的區域寄存器組：

1）該組寄存器將負責在程序相變檢測電路檢測到程序階段發生變化時，由中斷處理程序將該階段所需的配置信息裝載到當前配置信息寄存器中，完成對可重構存儲器的動態配置；

2）該組寄存器負責記錄每個程序階段需要換入到SPM存儲部分的指令頁的物理地址，用于配置直接內存訪問控制器將指令頁從主存搬入到SPM存儲部分；

3）該組寄存器將負責在某虛存頁重映射在SPM存儲部分時，記錄其對應的主存地址，此地址將在該虛存頁被換出SPM存儲部分時用于恢復換入前的頁表項。