多核系統(tǒng)存儲結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、在片上多核系統(tǒng)中，多核處理器與片外存儲器間數(shù)據(jù)交互頻繁。片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)通訊技術(shù)為片內(nèi)多核并行計(jì)算和訪存提供了條件，多核系統(tǒng)迫切需要支持多個(gè)訪存任務(wù)并行操作的高效的存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目標(biāo)多核系統(tǒng)使用層次化的存儲系統(tǒng)，以局部緩解片上計(jì)算與片上訪存之間的差異。本文結(jié)合并行訪存技術(shù)與數(shù)據(jù)預(yù)取技術(shù)對目標(biāo)系統(tǒng)存儲結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，借鑒時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，利用存儲器接口兩側(cè)帶寬差，實(shí)現(xiàn)了訪存任務(wù)在SDRAM側(cè)分時(shí)獨(dú)享、用戶側(cè)并行操作的目標(biāo)。在上述研究的基

2、礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種支持多通道隨機(jī)分配的并行訪存存儲器接口（Random DistributionMulti-Access Memory Interface，RMAMI），并利用片上存儲器完成數(shù)據(jù)預(yù)讀取操作，充分利用片外存儲器帶寬，發(fā)揮NoC的并行性，提高了目標(biāo)系統(tǒng)性能。
　　論文的主要工作如下:
　　1.對RMAMI設(shè)計(jì)原理進(jìn)行分析，提出了RMAMI設(shè)計(jì)方案，討論設(shè)計(jì)中各種工作機(jī)制，如各仲裁機(jī)制選取、時(shí)間間隙切換機(jī)制、

3、數(shù)據(jù)通道隨機(jī)分配機(jī)制、基于進(jìn)程的數(shù)據(jù)預(yù)取機(jī)制等。
　　2.根據(jù)設(shè)計(jì)方案對RMAMI進(jìn)行硬件原型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了讀寫通道數(shù)目按需分配，數(shù)據(jù)端口擇優(yōu)分配的目標(biāo)。使用片上存儲器作為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，利用空閑數(shù)據(jù)通道完成數(shù)據(jù)預(yù)取操作，緩解了數(shù)據(jù)斷流問題，進(jìn)一步提高了片外存儲器帶寬利用率。
　　3.將RMAMI集成到目標(biāo)多核系統(tǒng)中，替換原系統(tǒng)中的MAMI存儲器接口，映射具有不同訪存計(jì)算比的任務(wù)，討論了RMAMI設(shè)計(jì)對數(shù)據(jù)傳輸并行度及任務(wù)性能的影