基于ScratchPad Memory的低功耗技术研究

发布时间：2024-03-03 07:01

　　随着半导体制造工艺和大规模集成电路设计能力的发展,嵌入式设备体积越来越小,功能却越来越强大,由此导致系统能耗问题日益突出。研究表明,存储子系统的能耗是整个片上系统能耗的重要来源,降低存储子系统的能耗可以有效降低整个片上系统的能耗。作为一个片上SRAM, Scratch-Pad Memory(SPM)因其体积小、功耗低、访问快速、有实时性保证及片内外统一编址等优势有逐渐代替Cache的趋势。本文围绕这一主题,重点研究了如何利用SPM进行嵌入式系统能耗优化,降低因存储访问带来的能耗,提出了能降低存储子系统功耗的编译期SPM动态管理策略,并讨论了SPM布局优化对系统功耗的影响。 针对现有SPM动态管理策略仅仅单独考虑程序指令或数据变量作为置入SPM的候选对象这一情况,提出了一种基于时间戳的SPM动态管理算法。通过分析应用程序的动态调用情况,建立基于程序调用关系和时间戳的扩展控制流图,综合考虑全局变量、堆栈变量、数据、程序代码对系统能耗的影响,在每个程序点选择合适的程序元素置入SPM以降低存储子系统的能耗。针对现有SPM低功耗管理策略研究重点在于如何最大化地重复访问SPM中的内容,而未考虑SP...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2一3SPM与Caohe单次访问操作功耗比较图

︵﹃口︶俘粱LqI妇绍哥SRAM容量(KB)图2一3SPM与Caohe单次访问操作功耗比较图-今-SPM-.-DM一喻一SA--2一长-SA一4︵的曰。︶耸彩SRAM容量(KB)图2一4SPM与Caehe体积比较图每次访问操作功耗的降低同样有助于SPM体积的减小，从图2一4中....

图2一4SPM与Caehe体积比较图

︵﹃口︶俘粱LqI妇绍哥SRAM容量(KB)图2一3SPM与Caohe单次访问操作功耗比较图-今-SPM-.-DM一喻一SA--2一长-SA一4︵的曰。︶耸彩SRAM容量(KB)图2一4SPM与Caehe体积比较图每次访问操作功耗的降低同样有助于SPM体积的减小，从图2一4中....

图4一8EdgeDeteetion:两种方法功耗比较图

01001282002563004005121024SPM容量(bytes)图4一8EdgeDeteetion:两种方法功耗比较图耗产生功的(mj)0641282002563004005121024SPM容量(bytes)图4一9DsP:两种方法功耗比较图4.5本章小结本....

图4一9DsP:两种方法功耗比较图

01001282002563004005121024SPM容量(bytes)图4一8EdgeDeteetion:两种方法功耗比较图耗产生功的(mj)0641282002563004005121024SPM容量(bytes)图4一9DsP:两种方法功耗比较图4.5本章小结本....

本文编号：3917414