利用程序模式管理便签存储器的技术及模型

发布时间：2017-06-08 05:01

  本文关键词：利用程序模式管理便签存储器的技术及模型，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：嵌入式系统是计算机应用中增长最快的领域之一,其一般采用片上高速存储器与片外低速存储器相结合的层次化结构来实现存储速度、容量、成本三方面的均衡。便签存储器在器件能耗、硅片面积、实时性保证等方面具有明显优势,已逐步取代Cache成为嵌入式系统中最重要的片上存储器,因此研究如何高效地使用和管理便签存储器将具有重要的学术价值和实际意义。 本文对加入便签存储器的计算系统进行研究,分析了与便签存储器密切相关的典型问题,研究了有关解决方案,提出了同构异构内存系统分类方法。本文对存在便签存储器的计算系统的使用及管理的相关研究和贡献概述如下： 首先,本文对应用程序的数据及控制进行了分析,研究了数据及控制间的关系并建模,开发了用于分析数据及控制间关系的分析器原型。 其次,基于构造的分析器原型,本文进一步研究了局部性程度的量化问题,提出了用于局部性程度的估量方法,并扩展了局部性程度量化的应用场景。 最后,本文研究了异构内存架构下便签存储器作为堆时的堆请求分发问题,提出了简易贪心请求分发算法、概率浮动请求分发算法、请求大小反相关算法、基于最近历史的请求分发算法及基于nice值的分发算法等元分发算法,开发了模拟平台。这些算法和策略不但可以满足不同的系统需求,还可以被进一步的组合应用。 本文所研究的各种原型系统和算法可结合到已有的便签存储器研究中,有望提高软件管理便签存储器的效率,优化便签存储器所在的嵌入式系统的运行时间性能。
【关键词】：便签存储器 关系模型 局部性程度量化 堆请求分发
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-15
• 第1章 绪论15-20
• 1.1 课题研究的背景15-16
• 1.2 国内外研究现状概述16-17
• 1.3 论文的主要工作及创新概述17-18
• 1.4 论文的组织结构及章节关系18-20
• 第2章 SPM相关存储系统及管理问题研究20-33
• 2.1 SPM及相关存储组件的对比分析20-25
• 2.1.1 SPM概述20
• 2.1.2 SPM与寄存器文件20-22
• 2.1.3 SPM与Cache22-24
• 2.1.4 SPM与主存24-25
• 2.2 软硬件系统的内存系统分类研究25-28
• 2.2.1 同构内存系统及异构内存系统25-27
• 2.2.2 异构内存系统的新特性27-28
• 2.3 SPM管理方式演化及其分类研究28-30
• 2.3.1 静态管理和动态管理28
• 2.3.2 手工管理、编译器管理、库函数管理和操作系统管理28-30
• 2.4 本文研究的系统模型及相关说明30-32
• 2.4.1 存在SPM的系统结构的抽象模型30-31
• 2.4.2 效果验证模型的说明31-32
• 2.4.3 本论文研究的问题32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 关系建模及程序数据和行为模式分析原型33-44
• 3.1 程序数据模式及程序行为模式33-35
• 3.1.1 关于控制流和数据流33-34
• 3.1.2 控制流及数据流到程序行为模式及数据模式的映射34-35
• 3.2 关系建模35-37
• 3.2.1 亲友关系35-36
• 3.2.2 邻居关系36
• 3.2.3 兄弟关系36-37
• 3.3 所建模的关系的深层意义说明及关系的捕获方案37-39
• 3.4 实验及结果分析说明39-42
• 3.4.1 实验及说明39-41
• 3.4.2 结果示例及说明41-42
• 3.5 本章总结42-44
• 第4章 程序剖析技术用于局部性程度量化研究44-58
• 4.1 基本程序剖析理论及已有研究44-45
• 4.2 基于Profiling的SPM管理模型45
• 4.3 局部性程度量化模型及方法45-53
• 4.3.1 局部性量化的问题46-47
• 4.3.2 局部性量化模型47-49
• 4.3.3 局部性程度估量算法49-53
• 4.4 局部性特征的可视化方法53-54
• 4.5 局部性程度估量值与SPM内容管理54-55
• 4.6 实验分析及结果说明55-56
• 4.7 本章总结56-58
• 第5章 异构内存架构下堆请求分发的非确定性算法58-75
• 5.1 内存堆分配器研究现状问题58-59
• 5.1.1 主存堆分配器特点58
• 5.1.2 SPM堆分配器特点58-59
• 5.2 异构内存架构中内存堆分配器新问题59-62
• 5.2.1 堆请求的分发问题60-61
• 5.2.2 异构内存架构堆请求的分发模式61-62
• 5.3 状态感知堆请求分发算法62-68
• 5.4 实验设置及结果分析说明68-74
• 5.4.1 实验基础架构说明68-71
• 5.4.2 功能正确性说明及时间空间复杂度说明71-72
• 5.4.3 模拟平台细节及不同调度算法对请求的结果影响72-74
• 5.5 本章总结74-75
• 第6章 总结与展望75-77
• 6.1 当前进行的工作总结75-76
• 6.2 研究展望76-77
• 附录一 作者攻读硕士学位期间受理的发明专利77
• 附录二 作者攻读硕士学位期间参与的科研项目77-78
• 参考文献78-82
• 致谢82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 张宇;凌明;浦汉来;周凡;;基于片上存储器的SDRAM换行访问低功耗设计策略[J];电路与系统学报;2007年05期

2 温淑鸿,崔慧娟,唐昆;嵌入式多媒体应用中的片上存储器分配[J];电子学报;2005年11期

3 胡志刚;石金锋;蒋湘涛;;针对能耗热点的SPM静态分配管理策略[J];计算机工程与应用;2010年03期

4 陈钢;吴百锋;;面向OpenCL模型的GPU性能优化[J];计算机辅助设计与图形学学报;2011年04期

5 温淑鸿;崔慧娟;唐昆;;有效利用片上分块存储器[J];清华大学学报(自然科学版);2006年01期

6 金晶;浦汉来;凌明;;面向功耗优化的片上存储器分配策略[J];应用科学学报;2006年02期

  本文关键词：利用程序模式管理便签存储器的技术及模型，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：431401