【摘要】：閃速存儲(chǔ)器以非易失性、低功耗、抗輻射等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中，而傳統(tǒng)的閃速存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)已經(jīng)不能滿足大容量、高性能、低功耗、可定制的需求。在分析已有系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文以空間管理和能源管理分立的構(gòu)建方式，提出了面向能量?jī)?yōu)化的閃速存儲(chǔ)器系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。 空間管理方面，從兩個(gè)層面提出能量?jī)?yōu)化解決方案。第一個(gè)層面，實(shí)現(xiàn)了面向能量?jī)?yōu)化的地址映射，即基于日志塊的自適應(yīng)混合地址映射框架。以數(shù)據(jù)屬性為核心，實(shí)現(xiàn)了多哈希函數(shù)框架下的分段LRU算法，提供了高效、高正確率的熱數(shù)據(jù)識(shí)別，進(jìn)而通過多日志塊動(dòng)態(tài)分配，提高了熱數(shù)據(jù)塊的更新性能。 第二個(gè)層面，提出了多策略垃圾回收框架與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。首次采用能量權(quán)函數(shù)量化了能量狀態(tài)與回收代價(jià)的關(guān)系，提出了與遷移權(quán)函數(shù)相結(jié)合的回收對(duì)象選擇算法。將數(shù)據(jù)塊的度和擦除間隔兩個(gè)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，提出EID回收對(duì)象選擇算法，既能夠提供與代價(jià)—收益策略相當(dāng)?shù)木庑�，又保證了多日志塊結(jié)構(gòu)下的能量?jī)?yōu)化管理。 能源管理方面，本文解決了動(dòng)態(tài)電源管理和動(dòng)態(tài)電壓管理兩個(gè)策略在閃速存儲(chǔ)器系統(tǒng)上的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)。一方面，建立了多片系統(tǒng)架構(gòu)，提出四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。包括精確相關(guān)性檢測(cè)機(jī)制和多哈希函數(shù)與計(jì)數(shù)器鏈表結(jié)合的模糊相關(guān)性檢測(cè)機(jī)制。使用“片恢復(fù)時(shí)間”量化能量狀態(tài)與數(shù)據(jù)分配的關(guān)系，提出兼顧均衡性與節(jié)能效果的片間分配策略�；诜答伿絾螀�(shù)預(yù)測(cè)方法的片切換規(guī)則和延時(shí)寫入技術(shù)。另一方面，對(duì)于可調(diào)電壓的閃速存儲(chǔ)器，根據(jù)其任務(wù)集具有突發(fā)性、不可搶占的特點(diǎn)，研究并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)電壓調(diào)度算法。 在以上研究的基礎(chǔ)上，本文研究并實(shí)現(xiàn)了多日志塊混合地址映射模擬器、多片系統(tǒng)模擬器、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)度模擬器，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了面向能量?jī)?yōu)化的系統(tǒng)架構(gòu)下，自適應(yīng)的多日志塊混合地址映射機(jī)制、基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的動(dòng)態(tài)電源管理、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)電壓調(diào)度和多策略垃圾回收器，能夠在保障性能和均衡性的前提下，有效提高節(jié)能比例。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TP333
【圖文】：

位論文的自適應(yīng)、可裁減的系統(tǒng)架構(gòu)。性的研究基于嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問具有可預(yù)測(cè)性高168]析應(yīng)用程序的歷史數(shù)據(jù)，來預(yù)測(cè)其將來的行為，作為系據(jù)訪問模式，對(duì)局部性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化管理;根據(jù)行為，發(fā)揮電池的最大供電效率。可裁減性表現(xiàn)為根定制，以專用、輕巧、緊湊、面向應(yīng)用為設(shè)計(jì)目標(biāo)。能量?jī)?yōu)化的系統(tǒng)架構(gòu)下，分別研究了設(shè)備驅(qū)動(dòng)層、能源個(gè)主要層次。設(shè)備驅(qū)動(dòng)層位于最接近設(shè)備的軟件層次上理層提供最基本的設(shè)備控制支持。

本節(jié)主要闡述如何實(shí)現(xiàn)閃速存儲(chǔ)器技術(shù)與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集成。傳統(tǒng)方式是將閃速存儲(chǔ)器作為多層存儲(chǔ)體系 (MemoryHierarc坷)[7‘]中的一個(gè)層次，可以作為二級(jí)存儲(chǔ)(如圖2一1中箭頭A所示范圍)，也可以作為磁盤設(shè)備的寫緩沖器(如圖2一1中箭頭B所示范圍);另一種方式將閃速存儲(chǔ)器與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(內(nèi)存)集成到統(tǒng)一的地址空間下。圖2一1多層存儲(chǔ)器系統(tǒng)

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 柳振中;;基于NAND閃存的自適應(yīng)閃存映射層設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年24期

2 柳振中;;閃存損耗均衡的內(nèi)存優(yōu)化實(shí)現(xiàn)[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年S1期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李博;固態(tài)硬盤寫效率及能耗優(yōu)化研究[D];華中科技大學(xué);2010年

2 胡洋;高性能固態(tài)盤的多級(jí)并行性及算法研究[D];華中科技大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 李斌;基于Nand Flash的UBI文件系統(tǒng)在Android平臺(tái)上的研究與應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 邢春波;閃存磨損均衡算法研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

3 賓玲;基于USB的飛控?cái)?shù)據(jù)記錄器的研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2010年

4 都文超;星載高速大容量存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2012年

5 殷勝兵;移動(dòng)云計(jì)算中高能效的數(shù)據(jù)獲取技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2716411