基于ScratchPad Memory的實(shí)時(shí)性研究.pdf

1、隨著片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的不斷提高,嵌入式設(shè)備具有體積小、功能越來(lái)越多的特點(diǎn),特別是在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中,要求能準(zhǔn)確估算任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間,為此嵌入式系統(tǒng)需要進(jìn)一步性能優(yōu)化。為了提高系統(tǒng)性能,一個(gè)常用的方法就是使用Cache,但是Cache部件是由硬件自動(dòng)管理,對(duì)Cache的訪問(wèn)存在命中與否的問(wèn)題,這增加了任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的預(yù)見難度,無(wú)法精確計(jì)算任務(wù)最壞情況執(zhí)行時(shí)間。為了提高實(shí)時(shí)性,一種可選擇的方法是使用Scratch-Pad Memory(SPM),SP

2、M具有體積小、功耗低、訪問(wèn)快速、有實(shí)時(shí)性保證及片內(nèi)外統(tǒng)一編址等優(yōu)勢(shì)。
　　 本文重點(diǎn)研究了提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的SPM管理方法。針對(duì)目前搜索最壞情況執(zhí)行路徑效率不高的問(wèn)題,提出了一種帶沖突檢測(cè)的基于路徑的最壞情況執(zhí)行路徑搜索方法,該方法既避免了窮舉所有執(zhí)行路徑帶來(lái)的復(fù)雜度,也不需要在排除非可行執(zhí)行路徑之后重新回到控制流圖(CFG圖)源節(jié)點(diǎn)重新搜索執(zhí)行路徑,而采用在檢測(cè)沖突的同時(shí)適當(dāng)調(diào)整控制流圖(CFG圖)并更新當(dāng)前路徑,該方法提高了

3、搜索速度。現(xiàn)有提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的SPM管理方法中,或者僅考慮了程序代碼,或者僅考慮了數(shù)據(jù),而且也沒有考慮程序控制流圖中節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系,針對(duì)這一情況,提出了同時(shí)考慮程序代碼和數(shù)據(jù)的基于時(shí)間密度的SPM靜態(tài)管理方法,通過(guò)WCET分析求得程序的最壞情況執(zhí)行路徑,并據(jù)此將程序劃分為全局變量、全局堆棧、指令塊等節(jié)點(diǎn),結(jié)合節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系,將時(shí)間密度最大的節(jié)點(diǎn)置入SPM中。
　　 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與不考慮節(jié)點(diǎn)間關(guān)系的算法相比,采用本文提出的基于