[發(fā)明專利]一種基于指令分析的非易失處理器備份方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010573190.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN111737053A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙夢(mèng)瑩;宋維寧;蔡曉軍;申兆巖;賈智平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/14
• 分類號(hào): G06F11/14
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強(qiáng)

1.一種基于指令分析的非易失處理器備份方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取能量預(yù)警信號(hào)；

獲取下一條要執(zhí)行的指令，根據(jù)指令的類型得到此指令的能量消耗；

根據(jù)需要備份的數(shù)據(jù)，得到待備份所有數(shù)據(jù)的能量消耗；

根據(jù)下一條要執(zhí)行的指令的能量消耗、待備份的所有數(shù)據(jù)的能量消耗以及剩余能量，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。

2.如權(quán)利要求1所述的基于指令分析的非易失處理器備份方法，其特征在于，需要備份的數(shù)據(jù)，具體為高速緩存中的臟數(shù)據(jù)和內(nèi)存中備份后被修改的數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于指令分析的非易失處理器備份方法，其特征在于，取每個(gè)指令類型中能量消耗最大的指令的能量消耗值作為該類型指令的參考能量消耗。

4.如權(quán)利要求1所述的基于指令分析的非易失處理器備份方法，其特征在于，如果剩余的能量能夠支持下一條指令的執(zhí)行和備份操作，下一條指令繼續(xù)執(zhí)行；如果剩余的能量不能支持下一條指令的執(zhí)行，進(jìn)入備份狀態(tài)。

5.如權(quán)利要求1所述的基于指令分析的非易失處理器備份方法，其特征在于，當(dāng)能量小于或等于能量預(yù)警閾值，得到能量預(yù)警信號(hào)，所述能量預(yù)警閾值被設(shè)置為備份所有數(shù)據(jù)所需要的能量。

6.一種基于指令分析的非易失處理器備份系統(tǒng)，其特征在于，包括：

環(huán)境能源收集與管理模塊，被配置為：收集自然能源并轉(zhuǎn)化為電能為系統(tǒng)供電；

指令分析模塊，被配置為：當(dāng)接收到能量預(yù)警信號(hào)時(shí)，分析下一條指令的類型；

能量管理模塊，被配置為：當(dāng)接收到能量預(yù)警信號(hào)時(shí)，估算下一條指令的能量消耗，根據(jù)需要備份的數(shù)據(jù)，得到待備份所有數(shù)據(jù)的能量消耗，將能量消耗與剩余能量對(duì)比后，向處理器發(fā)送執(zhí)行備份或繼續(xù)執(zhí)行下一條指令操作。

7.如權(quán)利要求6所述的基于指令分析的非易失處理器備份系統(tǒng)，其特征在于，所述能量管理模塊包括能量參考模型、備份決策模塊和備份恢復(fù)控制器；

所述能量參考模型包括指令消耗參考模型和備份消耗參考模型，分別用于存儲(chǔ)每條指令和每行數(shù)據(jù)所消耗的能量；

所述備份決策模塊根據(jù)決策模塊根據(jù)接收到的剩余能量信息、指令類型信息以及需要備份的高速緩存塊和內(nèi)存行的數(shù)量，進(jìn)行備份或繼續(xù)執(zhí)行的判斷；

所述備份恢復(fù)控制器用于根據(jù)備份決策模塊的指令，將待備份的數(shù)據(jù)備份到非易失存儲(chǔ)器中。

8.如權(quán)利要求7所述的基于指令分析的非易失處理器備份系統(tǒng)，其特征在于，指令消耗參考模型和備份消耗參考模型以查找表的形式供決策模型調(diào)用。

9.如權(quán)利要求6所述的基于指令分析的非易失處理器備份系統(tǒng)，其特征在于，所述指令分析模塊用于區(qū)分計(jì)算指令與訪存指令，由多個(gè)二選一選擇器構(gòu)成選擇樹，選擇樹根據(jù)不同的指令信息選擇不同的非易失存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)的指令類型。

10.如權(quán)利要求6所述的基于指令分析的非易失處理器備份系統(tǒng)，其特征在于，獲取指令運(yùn)行過(guò)程中的電壓和電流，得到不同指令的運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)級(jí)的能量消耗，以計(jì)算型指令和訪存型指令作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，將所有的指令分為兩大類，取每個(gè)指令類型中能量消耗最大的指令的能量消耗值作為該類型指令的參考能量消耗；

或者，

采用NVsim模擬器進(jìn)行模擬，得出每備份一行數(shù)據(jù)所消耗的能量；

或者，

在高速緩存層中的每一個(gè)塊中加入至少一位標(biāo)記位用于標(biāo)記臟塊，在內(nèi)存中加入至少一位標(biāo)記用于區(qū)分內(nèi)存行中的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)被備份而沒(méi)有被修改過(guò)，已經(jīng)被備份到非易失存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)被標(biāo)記為第一字符，被修改或沒(méi)有備份的數(shù)據(jù)標(biāo)記為第二字符。