[发明专利]针对指令的可重构片上统一存储器管理方法

摘要

本发明公开了一种利用虚存机制实现针对指令的可重构片上统一存储器管理方法，可以在程序运行过程中动态调整可重构统一存储器中的Cache部分和SPM（Scratch-PadMemory）部分的参数以适应程序执行不同阶段对存储架构的需求。该方法对程序运行不同阶段的访存行为进行分析，得到指令部分的相变行为图，并对其进行数学抽象。根据能耗目标函数、性能目标函数，利用整数非线性规划的方法得到每个程序阶段的可重构存储器配置信息并选出需要优化的程序指令部分，尽可能的将Cache中冲突严重的和频繁访问的代码段，借助于虚存管理机制映射到SPM部分中，由此不仅可以减少由于反复填充Cache带来的访外存能耗，而且可以减少Cache中的比较逻辑带来的额外能耗，并提升系统性能。

主权项

一种利用虚存机制动态管理可重构片上统一存储器的方法，其特征在于：通过在应用程序执行过程中对处理器读取指令的跟踪及对可重构存储器中的高速缓冲存储器Cache部分行为的跟踪，得到指令执行特性以及Cache中指令命中和缺失的时间和空间分布，进而对指令Cache在不同阶段的相变行为图并对其进行数学抽像，根据能耗目标函数、性能目标函数分别利用整数非线性规划的方法选出系统总能耗最优时的可重构存储器参数配置及每个指令页的分布状态；在程序执行中通过程序相变检测器产生相变中断，在每个阶段可重构片上统一存储器中Cache部分和便签存储器SPM部分的结构，并通过对页表项入口的修改、直接内存访问可重构片上统一存储器控制器的配置，将合适的指令页映射到SPM存储器中，消除指令Cache冲突带来的额外访存以及频繁访问Cache带来的比较逻辑额外能耗。