[发明专利]温度敏感的混合存储架构及其数据分配策略方法

权利要求书

1.温度敏感的混合存储架构及其数据分配策略方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据存储部件cache和SPM的面积模型，设计不同cache/SPM容量比例的floorplan；

（2）根据嵌入式处理器的温度模型，计算出针对不同cache/SPM容量比例的存储系统温度变化周期中cache/SPM使用时间t₁/t₂比，选择t₁/t₂比最大的floorplan作为设计方案；

（3）根据步骤（2）得到的设计方案，设计数据分配策略；在限定峰值温度的条件下，利用贪心算法实现将数据分配到cache或SPM，从而得到最短的数据访问时间。

2.如权利要求1所述的分配策略方法，其特征在于：

步骤（1）所述的设计不同cache/SPM容量比例的floorplan的方法如下：使用cache模型cacti确定不同容量cache的比例关系，用相同容量cache面积的60%来确定SPM面积，并据此设计不同cache/SPM容量比例的floorplan。

3.如权利要求1所述的分配策略方法，其特征在于：步骤（2）所述的温度模型是指嵌入式处理器的等效RC模型。

4.如权利要求1所述的分配策略方法，其特征在于：步骤（2）中所述的计算出针对不同cache/SPM容量比例的存储系统温度变化周期中cache/SPM使用时间t₁/t₂比，其具体过程如下：在系统工作时，通过交替使用Cache和SPM两种部件，交替降低SPM和Cache的工作功率P，实现对其交替降温，得到cache和SPM的温度变化曲线，当系统工作一定时间后，cache和SPM的温度变化逐渐稳定，并呈现周期性趋势，在t₁时间段内，SPM工作，SPM的温度从低温T_{S_low}上升到温度阈值T_max，而cache暂停工作，其温度从温度阈值T_max降到低温T_{C_low}；在t₂时间段内，cache工作，其温度从低温T_{C_low}上升到温度阈值T_max，而SPM暂停工作，其温度从温度阈值T_max降到低温T_{S_low}；这一规律用以下四个公式表示：

Tmax=PS×RS+Tamb-(PS×RS+Tamb-TS_low)×e-t1RSCS---(6)]]>

TC_low=Tamb-(Tamb-Tmax)×e-t1RCCC---(7)]]>

Tmax=PC×RC+Tamb-(PC×RC+Tamb-TC_low)×e-t2RCCC---(8)]]>

TS_low=Tamb-(Tamb-Tmax)×e-t2RSCS---(9)]]>

上述公式中，t₁表示温度变化周期内，SPM工作的时间段；t₂表示温度变化周期内，cache工作的时间段；T_max表示存储系统的温度阈值（cache和SPM为同一值）；T_amb表示环境温度；T_{C_low}、T_{S_low}分别表示cache和SPM可降低到的最低温度；R_C、C_C表示cache的热阻、热容；R_S、C_S表示SPM的热阻、热容；P_C、P_S分别表示cache和SPM的工作功率；

由于访问SPM时命中率为100%，而且不需要地址匹配过程，节省了比较的时间和cache未命中时访问主存的时间，因此通过使用SPM比cache的次数多来提高系统的实时性能，选择t₁/t₂比最大的floorplan作为设计方案。