嵌入式系統(tǒng)中低功耗可重構Cache的研究與設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,能耗已經成為嵌入式系統(tǒng)設計中人們關注的焦點,這主要是因為電池供電的便攜式和移動式的嵌入式產品的廣泛應用。高速緩沖存儲器,即Cache,是為了解決存儲器和CPU速度匹配而出現的。根據程序時間和空間局部性原理,在程序運行過程中,系統(tǒng)把部分數據從主存中調入到Cache,從而CPU直接訪問Cache,減少訪問存儲器的時間。因此Cache對計算機系統(tǒng)的性能有著重要的影響。同時,Cache消耗的能量占整個處理器功耗的大部分。因此,如何降低C

2、ache的功耗有著重大的意義。
  本文詳細的分析了國內外低功耗Cache的研究現狀,在可重構Cache技術的基礎上,提出了基于分支指令頻率的動態(tài)可重構Cache(BRDRC)方案和基于指令時間數的動態(tài)可重構Cache(IC-DRC)方案。動態(tài)可重構Cache技術是在程序運行過程中根據程序的需求動態(tài)的調整Cache的結構,關閉Cache中閑置未用部分的能量消耗,從而在性能損失最小的情況下,有效地降低Cache功耗。
  BR

3、DRC算法根據分支指令頻率監(jiān)測程序段是否發(fā)生變化,并確定容量調整。在程序段內,狀態(tài)機根據動態(tài)配置策略先對Cache的關聯(lián)度進行調整,然后根據新配置下Cache的缺失率確定當前程序段Cache的最佳結構。與已有的算法相比,BRDRC算法不僅更有效地降低了Cache功耗,還大大減少了硬件開銷。
  IC-DRC算法則在BRDRC算法上進行改進,根據指令時間數監(jiān)測程序段的變化,確定容量調整。在程序段內,狀態(tài)機根據平均訪問時間對Cache

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