传统的主存储器DRAM由于制造工艺的束缚，其集成度已经很难再攀新高。另外，DRAM又受限于能耗高等问题，给计算机系统带来了巨大的挑战。新型存储器PCM（phase change memory，相变存储器）凭借其非易失性、高集成度、易扩展、低功耗等特性，已成为存储系统中极具潜质的主存候选方案。与传统的主存储器DRAM相比，相变存储器的待机功耗低，并且读取操作功耗低。然而，相变存储器的写寿命有限，其写操作次数上限约为106-108，同时写操作性能也较差，体现在写操作延时高、功耗高。　　相变存储器的特性决定了单独采用其作为主存储器还存在着诸多方面的问题。基于这一基本事实，国内外的研究人员们开始围绕相变存储器与DRAM的混合方案展开研究，将它们组合起来设计混合存储体系，解决内存系统的扩展性和能耗等问题，同时弥补相变存储器的缺陷。然而，在嵌入式系统中，软件和硬件资源都非常有限。目前来说，基于相变存储器的混合存储结构多是针对通用计算机系统，需要充足的硬件资源支持，并不适用于嵌入式系统。　　为此，本文基于嵌入式系统，尤其是手机等小体积型移动设备，提出一种新型的基于相变存储器的混合存储结构，采用低能耗、易扩展的相变存储器作为主存储器，并借助高性能、写速度快的DRAM替代一部分SRAM作为相变存储器的缓存，保留一部分SRAM作为指令缓存，以此避免CPU对相变存储器的直接写入，提高嵌入式存储系统的性能，同时延长相变存储器的寿命。设计的动机在于:SRAM速度非常快，可用于快速取指交送译码;同时，采用集成度较高的DRAM作为数据缓存，在同样大小的芯片体积内能拥有更大的缓存空间，从而能减少页面置换，亦即减少对相变存储器的写入。此外，在“行级别的写回”机制的前提下，本文提出一种基于哈希思想的“脏位”标记方案，基本思想是仅仅用一个存储位元去记录DRAM缓存中某一行的修改情况，而传统的方案需要一个字节，因此可以将存储空间缩小到原来的1/8。对于本文所提出的“脏位”标记方案，通过程序产生随机数来模拟DRAM缓存中被修改过的行，实验结果验证了所提方案的可行性。