[發明專利]基于Zynq?7000的PCMFMC擴展板及其工作方法

有效

• 申請號: 201410095742.7
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103927276B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 賈智平;凌琨;張磊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16;G06F12/02;G06F3/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于Zynq-7000的PCM?FMC擴展板，其特征是，包括彼此連接的基于Zynq-7000的Zedboard開發板和PCM?FMC擴展板，

所述PCM?FMC擴展板是FMC板卡上內置了若干片PCM，其中一部分PCM采用SPI串行接口連接到FMC接口上，用于進行PTL開發，進行多片管理，另外一部分PCM采用并行接口連接到FMC接口上，用于作為DRAM實現高性能非易失性存儲；

所述Zedboard開發板在單芯片內集成雙核ARM?Cortex-A9處理器的處理系統Processing?System和Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic，所述Zedboard開發板帶有FMC插槽，所述FMC插槽與Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic連接，處理系統Processing?System與Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic兩者通過AXI總線進行通信。

2.如權利要求1所述的一種基于Zynq-7000的PCM?FMC擴展板，其特征是，

所述Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic包括MMU、混合存儲管理單元和PTL。

3.如權利要求2所述的一種基于Zynq-7000的PCM?FMC擴展板，其特征是，

所述內存管理單元MMU用于完成主存地址的映射，用于將處理系統Processing?System發送出的主存地址映射到PCM的地址單元。

4.如權利要求2所述的一種基于Zynq-7000的PCM?FMC擴展板，其特征是，

所述混合存儲管理單元用于控制DRAM與PCM之間數據的傳輸。

5.如權利要求2所述的一種基于Zynq-7000的PCM?FMC擴展板，其特征是，

所述PTL用于實現若干損耗均衡算法，從而解決PCM壽命問題。

6.如上述任一權利要求所述的基于Zynq-7000的PCM?FMC擴展板的工作方法，其特征是，包括如下步驟：

步驟（1）：由處理系統Processing?System發出訪存指令，對主存進行讀寫操作，該指令到達Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic中的MMU，處理系統Processing?System和Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic之間的數據傳遞通過AXI總線進行；

步驟（2）：MMU完成對主存地址的映射，能夠映射到PCM的存儲單元；

步驟（3）：MMU完成地址映射后，并不是直接對主存進行操作，還需要通過Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic中的混合存儲管理單元來訪問主存；

步驟（4）：混合存儲管理單元決定從DRAM緩存中獲取數據，或先將PCM數據拷貝到DRAM，再從DRAM獲取，或是直接從PCM獲取，并且負責在DRAM和PCM間進行數據傳遞；

步驟（5）：同混合存儲管理共同工作的還有PCM的損耗均衡算法實現，所述損耗均衡算法實現都是在DRAM向PCM寫入時使用，以此來均衡減少PCM的寫入次數；處理系統Processing?System和Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic間進行協作，Xilinx可編程邏輯Programmable?Logic內部各模塊進行協作，共同完成對PCM的訪問。

7.如權利要求6所述的方法，其特征是，所述步驟（5）的損耗均衡算法包括少寫PCM策略、細粒度寫入策略和細粒度PCM均衡算法。

8.如權利要求7所述的方法，其特征是，

所述少寫PCM策略：DRAM和PCM存儲是按頁面級別，DRAM和PCM的頁面大小相同；對DRAM中的每個頁面加上2個標志位，“P”表示DRAM中的頁面是否在PCM中，“D”臟位表示DRAM頁面是否經過修改；通過“P”和“D”標志位控制對PCM的寫入；

當“P”置0時，表示頁面在DRAM中，但不在PCM中，無論“D”是0或1，都需將頁面寫入到PCM中；

當“P”置1時，表示頁面在DRAM和PCM中都存在，

如果“D”置1，表示頁面經過修改，將頁面寫回PCM；

如果“D”置0，表示頁面沒有修改，這時無需將頁面寫回PCM。