嵌入式Linux已经成为了各种便携式设备的主流操作系统,但Linux内核并没有考虑到嵌入式处理器的特殊存储架构,比如许多嵌入式SoC为了高性能与低功耗的目的往往会采用访问速度快且功耗低的片上存储器,便签存储器(SPM)就是一种主流的低功耗高性能片上存储器,然而SPM在Linux内核中很难发挥有效作用,所以在Linux中利用SPM优化系统性能具有重要的工程意义。　　 本文以嵌入式Linux作为软件研究平台,FaCSim作为硬件仿真平台,为了在FaCSim上正常运行Linux,在原有模型上添加了Timer,UART和VIC模块,同时将Linux内核移植到了该平台。在此平台上,首先设计实现了针对Linux内核热点代码段和数据段的SPM静态优化。其次,为了提高SPM的利用率,将SPM页区加入到Linux内核的内存模型中,建立了以SPM页区为基础的动态SPM页框分配机制,同时为内核其他模块和驱动提供了申请SPM页框的通用接口函数,并将其应用到热点SLAB的优化中。另外,为了对特定的用户程序进行时间性能优化,还在内核空间实现了针对特定用户程序的代码、栈和BSS段的SPM优化技术,并在此基础上提出了自主设计的APPS优化方案,该方案能在内核态自动分析各个进程的热点并将这些热点页通过DMA搬运到SPM空间中,从而实现对多进程用户程序的SPM动态优化。　　 仿真实验结果表明,本文采用的各种PSPM优化方案对系统的时间性能均有一定提升,其中内核代码段SPM优化方案和APPS优化方案的效果比较突出,这两种方案能使系统运行速度平均提升10％和3.5％。最后将这两种方案在实际的SEP4020硬件平台上进行了测试验证,测试结果显示,两种方案使系统时间性能最大提升5.3％和4.7％,平均提升2％和3％。