[发明专利]嵌入式系统中基于SPM的指令缓冲的实现方法

摘要

本发明公开了一种嵌入式系统中基于SPM的指令缓冲的实现方法。本发明的方法结合SPM位于嵌入式处理器片上的特点，对SPM的空间进行划分，将程序的指令驻留在SPM上。本发明实现了对SPM的有效使用，充分利用了SPM速度快的特点，提高了程序执行的效率。本发明实现了对SPM的有效使用，充分利用了SPM速度快的特点，提高了程序执行的效率；本发明对SPM的使用，有利于在运行时减少程序由于存储访问带来的能耗。

主权项

1.一种嵌入式系统中基于SPM的指令缓冲的实现方法，其特征在于：1)SPM空间划分：根据ScratchPad Memory的特点，对SRAM空间进行以大小为4k的块为最小单位的划分；对于拥有m个快速bank，n个慢速bank的SPM来说，快速bank的bank号为QB0到QBm-1，空间被划分为每个大小为4k的逻辑块，这也正是SPM的最小物理使用单元；慢速bank的bank号为LB0到LBn-1，为了减少碎片的产生，充分利用SPM，慢速bank每个bank的逻辑块大小的划分可以根据系统的使用环境进行调整和适应，逻辑块大小应为2的指数幂的大小且大于4K的大小；2)进程对SPM的请求：进程对于使用SPM的请求，包括动态的请求和静态的请求；静态请求SPM是在编译阶段的工作，一些程序可以根据需求，通过基于相对地址的定址编译技术，把程序编译到慢速bank；SPM的动态请求，作为运行中的嵌入式操作系统，当一个进程建立的时候，根据它的优先级别和运行特性，来对SPM空间进行分配；3)改进进程模块：针对进程控制块的内容信息的改造，以及建立进程、调度进程、删除进程时候的过程的修改；设计一个域表示进程是否想要申请SPM空间作为进程代码段空间；进程建立的时候，除了一般的建立过程之外，判断是否申请SPM地址空间，如果是申请的，进入内存管理中的SPM申请模块；4)改造内存模块：对内存模块中的换页机制进行改造；对于SPM来说，增加基于bank的“bank-块”式的管理，按照bank、块为SPM建立索引；5)进程调度对SPM指令缓冲的使用：当一次调度来临，某进程被切换到运行的时候，判断其代码段的位置，共可分为以下三种情况依次处理：a.代码段处于SPM中时，保持普通的调度过程，继续执行下去就可以。b.代码段处于DRAM中时，如果当前进程属于优先级比较低的进程，在其建立的时候，就没有提出对SPM的申请，不进行重新分配；如果进程建立时期其对SPM的申请没有被满足，自动退化成对普通DRAM的申请，重新检查它的申请是否能被满足；c.代码段处于DRAM中，但已经被换页机制换出DRAM时，重新检查该进程，如果该进程在建立时期曾经提出过SPM申请，重新检查该进程对SPM的申请是否在此刻能被满足，如果能够满足就进行分配，否则就仍然分配到DARM空间；6)回收SPM存储空间：基于本方法中对SPM的逻辑划分，对快速bank和慢速bank的当前状态进行标记；基于存在位，对SPM进行回收：进程删除时，检查其代码段是否在SPM上，如果不是，维持一般的进程删除过程；如果是，则进入SPM回收模块，置相应的内存块的存在位为0，表示该块SPM内存空间重新可被别的进程申请和使用；7)整理SPM空间：在进程的删除时，在遍历整个SPM页表的过程中进行；判断SPM的剩余空间的大小，如果满足处于[30％，70％]之间时，检查最近对SPM的操作次数，如果操作次数大于10，做碎片整理工作，如果小于10，继续等待新的SPM操作申请的到来。