[发明专利]一种用于磁畴壁存储器的数据存储方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种用于磁畴壁存储器的数据存储方法。

背景技术

磁畴壁存储器(Domain Wall Memory,DWM)是一种新型的非易失性存储器，它具有超高密度、低功耗、高速读写等性能，并使用在嵌入式系统中以替代传统的DRAM、SRAM存储器。尽管磁畴壁存储器的功耗较低，性能较高，但是它存有一个根本性的问题：磁畴壁存储器把数据存储在磁轨的存储单元上，每次访问磁畴壁存储器上的数据时，先要移动磁轨，将所访问的存储单元移动到写入/读取端口。访问一次数据可能需要多次移动操作，移动操作产生的能耗和延迟开销往往超过读写数据本身的开销。这种能耗和时间开销为磁畴壁存储器在嵌入式系统中的使用带来了很大的挑战。

由于嵌入式系统主要面向各类特定应用，若能考虑到数据读写模式、读写次数等嵌入式应用的内在特征，并结合多读/写端口的磁畴壁存储器的特征进行优化，那么磁畴壁存储器的优势在嵌入式系统中将发挥的更加明显。针对磁畴壁存储器在嵌入式系统中的有效利用的研究已经展开，现有的技术研究主要从电路级、存储装置级、系统结构级等方面进行优化，并在磁畴壁存储器的性能及能耗优化等方面做出了相应的贡献。然而，目前已有的技术研究并没有考虑到嵌入式系统中特定应用的数据读写规律，研究主要针对硬件层优化，这无疑会增加嵌入式系统的复杂程度，从而限制了磁畴壁存储器在嵌入式系统上的推广。

发明内容

针对上述技术研究方法的不足，本发明所要解决的技术问题是从编译器中代码优化的层面，为系统提供一种用于磁畴壁存储器的数据存储方法，它能减少磁畴壁存储器在嵌入式系统中的能耗，且能提高系统的响应速度。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括以下步骤：

步骤1，将磁畴壁存储器上的存储单元划分为多个存储段，每个存储段对应一个读/写端口；

步骤2，将每个存储段中偏移地址相同的存储单元组成一个等价集，连续访问存储在等价集中的存储单元不需要移动操作；

步骤3，依据应用程序中所有数据的读写操作，生成应用程序对应的数据访问序列；

步骤4，将数据访问序列中的数据集合划分为多个数据子集，数据子集中的数据相互之间被连续访问的次数最多；

步骤5，将每个数据子集对应到一个预定的等价集，并通过地址映射公式把数据子集中的每个数据存放到相应等价集的对应存储单元中。

由于相互之间连续访问次数最多的数据都存放在同一个等价集，连续访问同一个数据子集的数据时不再引起移动操作，从而大量减少了访问磁畴壁存储器时的移动操作。减少了磁畴壁存储器的能耗和数据读写操作的平均时间，缩短系统响应的时间。本发明具有如下的优点：避免了大量磁轨移动操作，能降低磁畴壁存储器的能耗，又能保证加快系统的响应速度。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的磁畴壁存储器的数据存储流程图；

图2为本发明一个实施例的存储段和等价集的划分示意图；

图3为本发明一个实施例的数据子集的映射与存储示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

在磁畴壁存储器中，存储单元必须移动到特制的电路才能读写数据，这种电路称为“端口”。

本方法发明的构思是：将磁轨上地址连续的存储单元划分为多个长度相等的段，称为“存储段”，从每一个存储段中选出段内偏移地址相同的存储单元组成存储单元的集合，称为“等价集”，连续访问等价集中的数据不需要移动磁轨；针对特定的应用程序，可以将程序里相互之间被连续访问次数最多的数据归到一个集合中，称为“数据子集”。

连续访问指定数据是指：程序连续的访存操作，先后读/写所指定的数据。例如两次访存操作连续访问数据“a”和“b”，是指第一次访存操作读/写数据“a”，第二次访存操作读/写数据“b”。

本方法发明的具体步骤有：首先划分把磁畴壁存储器划分为存储段；根据存储段确定等价集；分析应用程序的数据访问模式，生成数据访问序列；将数据访问序列中的数据划分为多个数据子集；将数据子集一一对应到磁畴壁存储器的等价集；根据地址映射公式计算每个数据的存储地址，应用程序执行时使用该地址访问数据。

图1是本发明的磁畴壁存储器的数据存储流程图，该流程开始于步骤101，然后：