【摘 要】
:
随着集成电路设计进入深亚微米和纳米级工艺阶段,SoC(System on Chip)的能耗问题日益严重,已经成为制约SoC发展的主要因素之一。Cache作为最常用的片上存储器,能有效弥补存储
论文部分内容阅读
随着集成电路设计进入深亚微米和纳米级工艺阶段,SoC(System on Chip)的能耗问题日益严重,已经成为制约SoC发展的主要因素之一。Cache作为最常用的片上存储器,能有效弥补存储子系统与处理器之间的速度差,对系统性能的优化显著。为了在运行多种应用程序时都能有较好系统性能,嵌入式微处理器通常将片上存储器设计为较大的容量和较高的组关联度,同时也带来了较大的访问能耗。
事实上对于某些应用程序或者同一程序的某些执行阶段,采用较低的Cache配置即可保证较好的性能。可重构Cache架构能够根据程序对存储资源需求而自动凋整Cache结构,对系统能耗的优化具有重要的意义。本文搭建了一个容量和组关联度可调的自适应可重构指令Cache架构并设计了高效的自适应可重构算法,能够准确的监测程序段的变化以及快速实现最优Cache结构的搜索。在监测程序段变化过程中,本文将程序的整个执行周期分为较小的时间间隔,通过监测一定时间间隔内的IPC(Instructions Per Clock Cycle)值与Cache缺失率的变化情况来找到最佳的重构时机。在Cache结构搜索的过程中,本文对试探搜索方法进行了一定的改进,在程序执行过程中提取以分支工作集表示的程序段特征信息并记录相应的Cache配置参数,通过程序阶段特征的匹配为程序段找到最优Cache配置从而避免重复的搜索过程。
本文采用多个基准测试程序对所提出的自适应可重构算法进行了验证。实验结果表明,采用可重构指令Cache以及在自适应可重构算法的优化下,相比指令Cache配置固定为16K Bytes四路组关联的情况,平均系统总能耗降低10.51%,最高降低21.58%;而由于重构过程带来的一些性能损失,系统性能稍有降低,程序执行时间平均增加0.34%,最高增加1.09%,在对性能影响较小的前提下实现了能耗的降低。
其他文献
随着计算机和微电子技术持续进步,在微处理器设计教学环节,如何增强微处理器架构学习中的直观性、提高学习效率是国内外相关教学研究的重要部分。本文在完成一个基于兼容ARM
精子发生是一个多阶段,多步骤的持续细胞分裂和分化过程,它受到性染色体和常染色体上一系列基因的调控。研究表明:锌指蛋白基因家族作为哺乳动物最大的基因家族之一,参与了精子发
薄膜太阳能电池是一种第二代太阳能电池,具有材料种类多,结构简单等特点,可成为第一代太阳能电池的替代品。随着纳米材料的发展,薄膜太阳能电池在材料,结构等方面都取得了很大的发
目前,SnS是最具有发展前景的光伏材料之一,非常有希望作为未来高效的太阳能转换材料。SnS具有稳定的化学性质,无毒性,其构成元素在自然界储量丰富。因此,制备出高质量的SnS薄膜,将会在太阳能电池的研究方面具有重要意义。本文主要研究不同快速退火温度对脉冲激光沉积法所制备SnS薄膜特性的影响,以及基于SnS薄膜异质结器件特性。利用脉冲激光沉积(PLD)法在玻璃衬底上室温沉积SnS薄膜,并在氩气保护下对
斑马鱼因其胚胎透明、实验室养殖方便和发育速度快等特点,已逐渐成为一种新的基础生物学研究的模型生物.根据Rama Cajal所说"视网膜是一种真正的神经核和一种外周脑".它的显
参数估计是信号处理中的一个重要研究领域,由于其在雷达、声纳、通信、生物医学、地震探测等领域有着广阔而重要的应用背景受到了广泛的重视,因而对各种参数估计方法的研究有
传统的紧急救援系统都需要一定的网络基础设施,然而在紧急救援中固定的网络通信设施可能随时遭到破坏而无法正常工作。Ad Hoc 网络是由一组带有无线收发装置的移动节点组成,该
空间谱估计是阵列信号处理中的一个重要研究方向,是在空域滤波、时域谱估计的基础上发展起来的一门学科和技术,其优异的参数估计性能、广阔的应用前景引起了人们极大地兴趣。在
豆类胰岛素(PA1b/leginsulin)是由37个氨基酸构成的单链多肽激素,分子量约为4kD,链内有3对二硫键.由于它对植物的生长发育起到促进作用,近年来日益受到重视.研究表明动物胰岛
在无线通信中,多径衰落一直是影响系统可靠性的重要因素之一,分集技术是对抗多径衰落的有效技术。作为典型空间分集技术的多输入多输出(MIMO)技术,能够很大地改善无线通信系