嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)層次的功耗優(yōu)化及功耗評(píng)估研究.pdf

1、該文首先從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度對(duì)嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)層次的功耗進(jìn)行研究,分析研究了兩類流行的系統(tǒng)級(jí)功耗優(yōu)化方法:代碼壓縮和 Caching.并在此基礎(chǔ)上,提出了改進(jìn)的LoopTable功耗優(yōu)化方法.代碼壓縮方法通過對(duì)程序目標(biāo)代碼進(jìn)行重新編碼,來減小程序所占用的存儲(chǔ)器尺寸,減小訪存帶寬,降低由于訪存帶來的總線翻轉(zhuǎn),進(jìn)而降低系統(tǒng)功耗.但是由于在系統(tǒng)中必須增加解壓部件來對(duì)壓縮碼進(jìn)行解壓,所以也增加了系統(tǒng)的額外開銷,并且也在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,

2、影響了系統(tǒng)的性能.因此,嵌入式系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)在功耗與性能之間進(jìn)行權(quán)衡. Caching方法都是在原有的存儲(chǔ)層次和處理器之間增加一個(gè)小的指令緩沖區(qū),這個(gè)指令緩沖區(qū)既可以是傳統(tǒng)意義的Cache,也可以是非傳統(tǒng)意義的Cache,例如沒有換入換出的Cache.這樣可以減少訪問大容量的Cache或者是片外主存的次數(shù),從而從整體上降低功耗.但是固為增加的Cache容量小,失效率較高,因此對(duì)性能將產(chǎn)生負(fù)面影響,同時(shí)當(dāng)失效率過高時(shí),還有可能增加系統(tǒng)的功耗

3、.因此,所有的Caching方法都將研究重點(diǎn)放在將哪些代碼塊放入增加的Cache中,如何減少增加的Cache的失效率問題上.其次,該文搭建了一個(gè)Cache能耗評(píng)估平臺(tái).該平臺(tái)以Kamble和Ghose提出的Cache的能耗模型為基礎(chǔ)并加以完善,用該模型對(duì)要評(píng)估的Cache進(jìn)行能耗建模.該文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于該模型的Cache能耗評(píng)估計(jì)算工具CAEE,并且分析研究了一個(gè)典型的體系結(jié)構(gòu)建模和仿真工具SimpleScalar.該平臺(tái)以Sim