嵌入式系统中低功耗可重构Cache的分析和的研究.pdf

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上海交通大学硕士论文 - 6 - 嵌入式系统中低功耗可重构Cache的分析与研究 摘要 在最新的嵌入式处理器中，片上存储器的功耗主要是片上Cache，约占50%的总功耗。 有效降低这部分功耗对于整个处理器芯片的低功耗设计具有重要意义。 但Cache变化对系统功耗的影响比较复杂，需要统筹考虑Cache结构变化对整个存储系统的影响。 本文试图通过分析Cache的各种设计要素，根据低功耗的要求，选择两个结构参数（容量关联性）作为可重构Cache的重构参数cache结构的低功耗可重构技术研究，以达到降低功耗的目的。 建立了本文所使用的可重构Cache的基本结构。 然后根据当前主流应用，为Cache建立了一个具有代表性的工作参考体系。 使用 SimpleScalar 工具进行模拟。 基于对国内外相关文献的研究和分析，本文的设计定义了三种重构策略，每种策略具有不同的实施难易性、灵活性和适用范围。 它们被称为静态段和动态段。 静态重构主要以应用程序为单位设置合适的Cache结构。 段重构取决于程序运行的差异。 根据各个阶段的特点，以片段为单位设置合适的Cache结构。 适用于运行程序类型相对集中的嵌入式系统。 动态重构通过实时监控应用的特性，自动选择重构时机。 它适用于复杂的高端应用。 嵌入式处理器建立可重构Cache结构和重构策略后开元游戏大厅app，对存储系统进行了系统的功耗分析，将功耗分为三部分：可重构Cache功耗、外部存储器访问功耗和CPU暂停功耗。 基于广泛使用的Cache功耗分析工具CACTI对Cache功耗进行分析。 本文对三种重构策略进行了大量的性能评估和分析。 为了进行准确、全面的分析，除了设置平均内存访问功耗作为评价指标外，还设置能量延迟乘积和重构粒度的归一化参数作为系统性能评价指标。 在此基础上，为了有效地完成数据提取计算和图形分析等工作量巨大的计算处理工作量，基于PerlShell和Matlab的数据分析平台对各项性能指标进行自动化、高效的分析。 另外，在动态动态重建策略的研究中，本文设置了归一化的评价方法，以方便分析。 粒度对重构效果的影响。 基于该评估方法，对重构粒度进行了大量分析，最终得出了该参考平台较为优化的粒度范围（300万~500万条指令）。 与本文不同的参考系统也可用。 利用本文设置的评估方法和平台可以轻松获得优化的重建粒度范围。 本文提出的可重构Cache结构和三种不同重构策略性能评估方法以及高效的自动化分析环境适用于多种应用。 该环境可用作嵌入式应用低功耗开发平台的基础。 例如，用户开发的嵌入式应用可以在该平台上自动分析插入可重配置指令，优化Cache的使用并设置特定的重配置机会（段）。 大量仿真结果表明开元游戏大厅app，根据不同的实际应用情况选择合适的重构策略，在嵌入式系统中使用本文设计的可重构Cachecache结构的低功耗可重构技术研究kaiyun登录入口登录app下载，可以不同程度地降低系统功耗。 关键词 可重构Cache 低功耗重构策略 功耗分析 性能评估 嵌入式系统 上海交通大学 硕士论文 - 8 - 嵌入式系统中低功耗可重构Cache的分析与研究 摘要 多项研究表明开元游戏大厅app，片上Cache存储器约占片内Cache存储器的50%在现代总能耗中，如果能够通过改变Cache的结构来降低Cache访问的功耗，就可以有效降低处理器芯片的功耗。

然而，Cache结构和系统功耗之间的关系是复制的。 ess功耗的降低可能会增加片外存储器的访问，最终增加存储器的功耗，论文中应该对存储器系统的功耗进行评估cache结构的低功耗可重构技术研究，我们提出如何在Cache架构工作中节省能源的研究

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