Главная » » Планирование метод, основанный на встроенных исследования
21:11
Планирование метод, основанный на встроенных исследования
Для блок управления памятью (MMU) процессора дизайн некоторых настольных операционных систем (таких как Windows, Linux) используют концепцию виртуальной памяти, адрес виртуальной памяти отправляется в MMU. Здесь, виртуальный адрес отображается на физический адрес, фактический объем памяти делится на той же странице, используя страницу в процессе загрузки. Перед запуском программы, нет необходимости загружать все памяти, но только те части текущей страницы для запуска в памяти для запуска. Большинство встраиваемых систем, предназначенных для процессоров без MMU, и поэтому не может использовать виртуальную память процессора технология управления, которая использует реальные стратегии управления хранением данных, и, таким образом, прямой доступ к памяти. В нем рассматриваются доступ к не требует MMU, а непосредственно к выходам адресной строке, все процедуры доступа адрес фактического физического адреса. Кроме того, большинство из встроенной операционной системы не обеспечивает защиту памяти, каждый процесс на самом деле общий запустить пространстве. Перед выполнением процесса, система должна выделить достаточно, прилегающего к его адресное пространство, а затем все непрерывного загружен первичных складских помещений. Начиная с ядра, разработчики должны сообщить системе, это развитие советом в конце с тем, как много памяти, в процессе развития, мы должны рассмотреть распределение памяти и внимания к приложению необходимо запустить космический размер. Кроме того, использование реальной стратегии управления хранением данных, пользователь программы и других пользователей с основной программы в адресном пространстве, времени программы развития для обеспечения каких-либо нарушений адресное пространство других приложений, не нарушает нормальную работу системы, что делает программа работает корректно. Таким образом, операции с памятью, чтобы быть более осторожным. Таким образом, разработчики должны участвовать в управлении системной памяти, или эффективность и производительность системы не являются удовлетворительными. Разработчики могут использовать менеджер памяти для управления памятью, можно узнать из популярной операционной системы памяти бассейн (бассейн) в блоке (блок), чтобы управлять идей. Первый визит, чтобы найти соответствующий блок, а затем расшифровать физический адрес страницы, а затем расшифровать линии, и, наконец, расшифровать колонки и системой обработки изображения в зависимости от характеристик обработки больших объемов данных, данные при планировании распределение памяти. Непрерывный доступ к тем же часть данных манипуляций на той же странице, на той же странице данных на той же линии, насколько это возможно, снижение латентности памяти доступа, в целях повышения производительности. Между тем, относительное положение между блоком памяти также планирует таким же образом, что делает преобразование между блоком будут завершены как можно скорее. В данной работе, генетические алгоритмы, данные страницы хранения памяти, строки, столбцы, планирование, относительное положение блока были также планирования.
1 программирования памяти
Популярные операционные системы, основной формой доступа к памяти для поддержки быстрого кэша, осуществления процесса заключается в адрес всей линии для доступа буфера копирования, первая линия декодирования и расшифровки страницы, а затем прочитать сигнала колонки декодирования на основе выбора . В настоящее время DRAMs использовать во встраиваемых системах поддержки эффективной модели доступа памяти, специальную поддержку для популярных страниц (страницы) режим доступа и диапазон (взрыв) режим доступа (эквивалент в колонке-доступ). Это доступ к энергоресурсам режима потребления ниже, чем случайный доступ, например, Cu IBM в-11 встроенного макроса DRAM поддерживает случайное время доступа 10 нс, в то время как доступ блок страницы время 5 нс, текущий и 13mA соответственно 60mA/MB / Мб. Таким образом, воспользоваться преимуществами модели доступа к памяти может изменить характеристики встроенной системы.
Для иллюстрации планирования этого мышления, если память переменных показано на рисунке 1, B, C, D, E, F, G, H. Чтобы получить доступ к памяти переменных в том порядке, acacebdbefgfdah, то в соответствии с рисунком 1, последовательность памяти хранения, вы можете рассчитать время доступа задержки. Если страница посетили задержка 5 тактов, обозначается Delay (P) = 5cycles, Банк Китая, посетили же странице задержки Задержка (R) = 3cycles, сверстников в период задержки Задержка доступа (C) = 1cycles. В соответствии с рис 1 (а) и рис 1 (б) в двух моделях может быть рассчитана, соответственно, как показано на рисунке 2, два типа памяти, режим хранения задержки доступа к памяти: задержка () = 47cycles, задержка (б) = 29cycles.
Аналогичным образом, более высокая частота каждого блока доступа к памяти, таких как три массива A, B, C, хранятся в различных блоков памяти, массив и массив C часто рассчитывается как между элементами, положить в магазин и C, соответственно, положение на смежный блок, так что не только может уменьшить нагрузку на шину адреса, но также может улучшить время доступа и сократить число посещений.
2 Алгоритм планирования
Минимальные системные задержки доступа к памяти для переменных памяти и планирование должны применяться с блоком памяти хранится в памяти, чтобы найти относительное положение точки зрения. Необходимым условием является доступ к переменным и порядок блока памяти известно, информация приложений блока также доступна. В соответствии с характеристиками встроенных системных приложений, таких как система обработки изображений, после предварительной обработки программы, для удовлетворения этого условия. Процесс можно разделить на два этапа: первый этап планирования между блоком; второй этап планирования переменных внутри блока. Описание проблемы следующим образом.
Во встраиваемых системах, установить размер блока памяти S, число блоков памяти в течение определенного периода времени для T, размер блока на каждой странице, P * Q * W, где р-число строк, Q-число столбцов, W как количество бит для каждого слова. В некоторых приложениях, Есть N переменных {п, г = 1, ... ..., N}, известная переменная доступ в порядке njnknl ... ... нм, сначала найти относительное положение блока хранения, делая задержки доступа к памяти функции Latency1 минимум (предполагая, в двух кварталах, прилегающих к доступ потребностей такт, разделенные в одном квартале, доступ требует двух тактов; S я J блоков и блоков доступа между потребностью в I-J латентность доступа часов):
Где: Z-порядок таблицы доступа к месту размещения блоков памяти, например, первые три позиции (Z = 3) доступ к BI, следующую позицию хранится BJ, я и J являются непрерывный блок памяти блоков в порядке этикетки, хранится в памяти блока относительно позиции, т порядок доступа к памяти длины блока. Во-вторых, искать переменных N, хранящихся в памяти блока относительно позиции в планировании {nxnynz ... ... NT}, делая задержки доступа к памяти функции Latency2 минимальной целью программирования блока выполняют следующие функции:
Мин: Latency2 = 5 * # P +3 * # # R + C (2)
Где: # Р планирует доступ число переходов между страницами, # R является число переходов между линиями, # C является число переходов между колоннами. Композиция из N переменных общее число методов N! видов во многих случаях, чтобы найти оптимальное расположение какого-то, что Н. П. проблемы. Есть много проблем, для решения таких методов оптимизации, такие как имитация отжига, эволюционные алгоритмы и некоторые эвристические алгоритмы, проблемы графа перегородки могут быть использованы (проблема графа перегородки) способ решить эту проблему. В данной работе, быстро развивается в последние годы, генетический алгоритм для решения этой задачи планирования. Генетический алгоритм является эффективным способом решения проблемы NP. Целью данного исследования является значение памяти, планирования, а не генетический алгоритм, так что использование классического генетического алгоритма [8], в целях проверки правильности программирования памяти. Этот алгоритм можно обозначить как LBP (LBP-макета блока и страницы).
2,1 Алгоритм предпосылкой
Пока проблема не будет решать проблемы данного помещения.
(1) блокировать доступ, как правило, на первой странице поиска, чтобы найти строки, последний, чтобы узнать, то на странице доступа к времени (как правило, называют латентность памяти доступ) больше, чем на той же странице, оперативный доступ к потреблению Когда более чем коллеги в столбце. В то же время далеко от блока, прилегающей к блока между доступ времени, чем посетить.
(2) сокращение доступа к памяти в блоке и страницы конверсии, сокращения задержек и сохранения энергии.
(3) на странице / строку / столбец не приоритет между преобразования, то есть, от 1 до 3 и от 1 до 2 времени то же самое.
(4) представляет собой прямоугольный массив ячеек памяти, р и д блок блок памяти от имени количество строк и столбцов, W от имени разрядность памяти, то P * Q * W представляет памяти.
(5) доступа к данным, порядка не известно.
(6) данные относятся к каждой отдельной ячейке памяти, основной единицей размер данных, которые будут выделены в точности соответствовать.
Первые четыре предположения имеют важное значение для решения проблемы, но за два предположения является упрощение проблемы. Если нет специальных инструкций, эти предположения, применимых в этой статье.
2,2 генетического алгоритма
Основные этапы генетического алгоритма для определения целевой функции, а затем кодировать проблеме и найти оптимальное решение. Вот алгоритмов для решения задач программирования в рамках блока второй ступени основные шаги. Как первый шаг, и второй шаг, бумаги опущен.
(1) фитнес-функция целевой функции, то есть задержка. Основаны на предположениях, если страница режим доступа время задержки составляет 5 тактов, обозначается Delay (P) = 5cycles, линии задержки Задержка (R) = 3cycles, из задержки Задержка (С) = 1cycles, фитнес-функции, как: время задержки ( циклов) = P * # 5 + # R * 3 + # C * 1.
(2) для решения проблемы хранения памяти порядка переменных, из-за ограниченного количества букв, так что код может быть использован для представления десятичных переменные (такие как рисунок 1 ABCDEFGH код 12345678.)
(3) процесс выбора одного и того же поколения гибридной некоторых битов в обмен, обмен другое поколение людей склонных к незаконным, так что поколение людей в обмен, может улучшить эффективность алгоритма. Гибридная выбор вероятность Pc = 0,08.
(4) прекращение алгоритм фитнес-функции в два поколения между относительной погрешностью менее 0,001, программа завершается, и оптимальный метод планирования памяти. Если число р ячеек памяти * Q месяцев, а затем взять строку из одной строки для каждой Q (разделен на группы), интервал * N (Q-1) является одним, хранимые в памяти программой.
2,3 экспериментальные результаты
Система обработки изображений является обработки пикселей объектов, обработки большого объема памяти, вызывая встроенная система узких мест в приложениях обработки изображений. После десятилетий развития, алгоритмы обработки изображений, Есть много сложных алгоритмов. Эти алгоритмы могут быть адаптированы к адаптации встроенная система мало, характеристики малой мощности. Предложенный алгоритм является использование большого объема памяти за то же время, относительно простых шагов обработки системного проектирования. В этой работе, некоторые стандартные (базовой) системы для повышения встроенных систем с ограниченным использованием ресурсов памяти. Память планирования на основе алгоритма, с несколько доступа к памяти последовательность проверки производительности памяти во встраиваемых изменения системы программирования. Эксперименты с использованием IFA (Image Flip алгоритм), GSR (Гаусса-Зейделя формулы), CA (алгоритм сжатия), БИКВАДРАТНОГО (Biquad_one_section) и пихты. После двух примеров, чтобы убедиться, что не-система обработки изображений использует случае этот алгоритм, применение этого алгоритма имеет определенные универсальное значение.
Таблица 1 и Таблица 2 случайных методов доступа и доступа Методы этой работы результаты эксперимента. Как видно из таблицы, планирование времени задержки после сокращения, в дополнение к проверить метод планирования использования памяти снижает потребление энергии встраиваемых систем. Потребление энергии рассчитывается по ссылке [2] алгоритм, как показано на рисунке 3 (а) ниже.
[1] алгоритм при планировании страницы, чтобы найти максимальное число страниц, посещенных в списке при планировании визитов, чтобы узнать больше всего. В конкретных приложениях, только одним способом. В документе также на странице памяти и линии планирования, так повысилась производительность системы более эффективной. Рис 3 (б) [1] Сравнение алгоритма (только цифра потребления энергии дается), средняя энергия бывшего увеличился примерно на 10%.
Алгоритм применяется к этому собственной разработки встроенных систем обработки изображения для получения хорошей производительности системы.
3 Заключение и перспективы
Эта статья представляет время доступа к памяти за счет снижения межблочных обмена между внутренней и заблокировать номер и частота преобразования между линиями, так что встроенной памяти системы и энергетических ресурсов может быть эффективно использован в методе. Этот метод может быть применен непосредственно к менеджеру памяти встроенной системы. Потому что с увеличением потребностей пользователей и возможностей, все больше и больше встроенных систем необходимо обрабатывать большие объемы данных, поэтому памяти встроенной системы управления необходимо принять. В частности, некоторые операционные без MMU системный блок, приложения, добавив, управление памятью программы для улучшения производительности системы играет важную роль. Планирование стратегии памяти в этой работе может эффективно уменьшить бремя встраиваемых систем. Эта статья предназначена для обсуждения не-массив переменных, но также может быть применена к переменной массива. Хотя алгоритм, используемый для поиска система не может быть оптимальным решением, но использование этого алгоритма, будет в состоянии улучшить производительность системы.
Предложенный алгоритм может быть применен к встраиваемых систем памяти DRAM, также могут быть применены в других строк и столбцов для поддержки доступа к памяти устройств хранения данных, таких как флэш-памяти. Хотя число групп SRAM система не поддерживает этого метода, но в разработке будущих систем, основанных на власти, этот режим доступа будет поддержан.
Этот метод с популярной операционной системе управления памятью по сравнению с более простой, более подходящие для встраиваемых систем, и составляют такой встроенной операционной системы CLinux недостатки в управлении памятью.
