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针对堆栈访问局部性特征，通过建立片上影子堆栈存储器（Shadow Stack Scratch—Pad Memory，简称S^3PM），将堆栈访问热点映射至SPM，从而减少堆栈访问时内核对外存的访问次数，提高系统性能。在研究S^3PM的基础上，还对包含指令、数据和堆栈优化的SoC存储子系统进行总体设计空间探索，从而合理分配SPM资源。实验结果表明，7个基准测试程序仅使用128字节的S^3PM映射堆栈，可以取得最高30．89／6，平均12．4N的性能提升。