[发明专利]一种片上协处理器的Cache动态分配方法及片上系统

说明书

本发明提供了一种片上协处理器的Cache动态分配方法及片上系统，所述方法包括以下步骤：将片上SRAM中的部分区域划分出来作为协处理器的Cache；以及由CPU根据应用进行Cache容量的动态分配。本发明将协处理器的Cache与片上SRAM资源复用，从而提高了SRAM的利用率，减少了片上存储面积。

技术领域

本发明涉及芯片内部的Cache分配技术领域，具体地，涉及一种片上协处理器的Cache动态分配方法及片上系统。

背景技术

Cache又称Cache存储器，属于高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器之间的高速小容量存储器。通常CPU的速度是远高于内存的，所以当CPU直接从内存中存取数据时，无法直接全部提取，需要时间缓冲。而Cache的作用就是保存CPU刚用过或循环使用的一部分数据，一旦CPU需要再次使用这部分数据的话，就可以直接从Cache中调用，不需要再次从内存中调取数据，从而提高了系统的效率。

随着芯片应用复杂度的不断上升，多核片上系统越来越多，CPU加上协处理器的系统架构能够灵活的实现各种复杂的应用需求。在多核片上系统中，每个处理器具有自身的私有Cache，但其私有Cache的等效存储空间较小，导致对外部存储单元的访存较多；如果增大Cache空间，则会导致芯片面积增大，且如果协处理器不参与工作时，其Cache资源无法释放从而造成资源的浪费。

现有的一种片上系统的结构如图1所示，该片上系统包括3个处理器：一个通用处理器CPU，用于处理通信及任务调度；两个协处理器，第一个用于执行逻辑控制任务；第二个用于执行运动控制任务。为了提高系统性能，通常两个协处理器均需要设有私有Cache，且Cache大小为4KB。两个协处理器则需要8KB的Cache空间，这对于片上资源紧张的系统来说无疑是很大的占用率。而且该片上系统中的两个协处理器属于专用处理器，只在需要用到该功能时才开启。比如只在应用到电机、机床等控制时才会启动第二个协处理器。当该第二个协处理器功能关闭时，则其私有的Cache空间也无法分配给其他处理器使用，从而造成空间的浪费。

因此，有必要对片上协处理器的Cache动态分配方法及片上系统进行改进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种通过将Cache资源和片上SRAM复用从而提高SRAM的利用率、减少片上存储面积的片上协处理器的Cache动态分配方法及片上系统。

第一方面，本发明提供一种片上协处理器的Cache动态分配方法，所述方法包括以下步骤：将片上SRAM中的部分区域划分出来作为协处理器的Cache；以及由CPU根据应用进行Cache容量的动态分配。

可选地，所述将片上SRAM中的部分区域划分出来作为协处理器的Cache还包括以下步骤：在片上SRAM中配置多片Cache分区，每个分区地址可连续或不连续。

可选地，所述由CPU根据应用进行Cache容量的动态分配步骤具体包括：CPU根据应用配置各协处理器是否有Cache以及该Cache在片上SRAM中的位置和大小。

可选地，所述方法还包括：通过AHB-LITE总线连接协处理器和该协处理器在片上SRAM中分配的Cache。

可选地，所述协处理器中还设有Cache管理模块，用于管理该协处理器在片上SRAM中分配的Cache，如果CPU未给协处理器分配Cache，则Cache管理模块关闭。

进一步地，本发明还提供一种片上系统，包括CPU、至少一个协处理器以及片上SRAM；其中，将所述片上SRAM中的部分区域划分出来作为所述至少一个协处理器的Cache，由所述CPU根据应用进行Cache容量的动态分配。

可选地，在所述片上SRAM中配置多片Cache分区，每个分区地址可连续或不连续。