【摘要】：閃速存儲器以非易失性、低功耗、抗輻射等優(yōu)點，被廣泛應用于嵌入式系統(tǒng)中，而傳統(tǒng)的閃速存儲系統(tǒng)架構與實現(xiàn)技術已經不能滿足大容量、高性能、低功耗、可定制的需求。在分析已有系統(tǒng)架構的基礎上，本文以空間管理和能源管理分立的構建方式，提出了面向能量優(yōu)化的閃速存儲器系統(tǒng)架構設計與實現(xiàn)技術。 空間管理方面，從兩個層面提出能量優(yōu)化解決方案。第一個層面，實現(xiàn)了面向能量優(yōu)化的地址映射，即基于日志塊的自適應混合地址映射框架。以數(shù)據(jù)屬性為核心，實現(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)識別，進而通過多日志塊動態(tài)分配，提高了熱數(shù)據(jù)塊的更新性能。 第二個層面，提出了多策略垃圾回收框架與實現(xiàn)技術。首次采用能量權函數(shù)量化了能量狀態(tài)與回收代價的關系，提出了與遷移權函數(shù)相結合的回收對象選擇算法。將數(shù)據(jù)塊的度和擦除間隔兩個變量進行標準化，提出EID回收對象選擇算法，既能夠提供與代價—收益策略相當?shù)木庑裕直ＷC了多日志塊結構下的能量優(yōu)化管理。 能源管理方面，本文解決了動態(tài)電源管理和動態(tài)電壓管理兩個策略在閃速存儲器系統(tǒng)上的應用與實現(xiàn)。一方面，建立了多片系統(tǒng)架構，提出四個關鍵技術。包括精確相關性檢測機制和多哈希函數(shù)與計數(shù)器鏈表結合的模糊相關性檢測機制。使用“片恢復時間”量化能量狀態(tài)與數(shù)據(jù)分配的關系，提出兼顧均衡性與節(jié)能效果的片間分配策略。基于反饋式單參數(shù)預測方法的片切換規(guī)則和延時寫入技術。另一方面，對于可調電壓的閃速存儲器，根據(jù)其任務集具有突發(fā)性、不可搶占的特點，研究并實現(xiàn)了實時動態(tài)電壓調度算法。 在以上研究的基礎上，本文研究并實現(xiàn)了多日志塊混合地址映射模擬器、多片系統(tǒng)模擬器、動態(tài)電壓調度模擬器，并進行了實驗。實驗結果驗證了面向能量優(yōu)化的系統(tǒng)架構下，自適應的多日志塊混合地址映射機制、基于數(shù)據(jù)相關性的動態(tài)電源管理、實時動態(tài)電壓調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。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TP333
【圖文】：

位論文的自適應、可裁減的系統(tǒng)架構。性的研究基于嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問具有可預測性高168]析應用程序的歷史數(shù)據(jù)，來預測其將來的行為，作為系據(jù)訪問模式，對局部性較強的數(shù)據(jù)進行優(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、面向應用為設計目標。能量優(yōu)化的系統(tǒng)架構下，分別研究了設備驅動層、能源個主要層次。設備驅動層位于最接近設備的軟件層次上理層提供最基本的設備控制支持。

本節(jié)主要闡述如何實現(xiàn)閃速存儲器技術與現(xiàn)有計算機系統(tǒng)的集成。傳統(tǒng)方式是將閃速存儲器作為多層存儲體系 (MemoryHierarc坷)[7‘]中的一個層次，可以作為二級存儲(如圖2一1中箭頭A所示范圍)，也可以作為磁盤設備的寫緩沖器(如圖2一1中箭頭B所示范圍);另一種方式將閃速存儲器與動態(tài)存儲器(內存)集成到統(tǒng)一的地址空間下。圖2一1多層存儲器系統(tǒng)

【引證文獻】

相關期刊論文 前2條

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

2 柳振中;;閃存損耗均衡的內存優(yōu)化實現(xiàn)[J];系統(tǒng)仿真學報;2009年S1期

相關博士學位論文 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;2010年

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

相關碩士學位論文 前5條

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

2 邢春波;閃存磨損均衡算法研究[D];浙江工業(yè)大學;2009年

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

4 都文超;星載高速大容量存儲器的設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2012年

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

本文編號：2716411