带有降低的页面交换开销的传感器中枢和存储器系统技术方案

描述了监督多个传感器的操作的传感器中枢方法，方法包含在具有程序代码的较高优先级代码和/或数据的较高优先级页面已在嵌入式存储器中保持闲置达第一时间期后，将较高优先级页面换出传感器中枢从中操作的嵌入式存储器。方法还包含在包括程序代码的较低优先级代码和/或数据的较低优先级页面已在嵌入式存储器中保持闲置达比第一时间期短的第二时间期后将较低优先级页面换出嵌入式存储器。

Sensor center and memory system with reduced page switching overhead

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有降低的页面交换开销的传感器中枢和存储器系统专利
本专利
一般涉及计算机科学，并且更具体地说，涉及带有降低的页面交换开销的传感器中枢和存储器系统。
技术介绍
计算系统正被设计成变得越来越注意到它们的周围环境。正因如此，系统设计人员感兴趣于发现新的方式来将各种传感器及它们的管理集成到他们在设计的系统中。附图说明结合下面的附图，从下面的详细描述中能够获得本专利技术的更好理解，附图中：图1示出具有传感器中枢和嵌入式存储器的计算系统；图2示出用于编译从嵌入式存储器中要由传感器中枢执行的程序代码的方法；图3示出要由从嵌入式存储器中操作的传感器中枢执行的程序代码的不同优先级别的不同特性；图4a示出页面交换方法；图4b示出功率节约页面驱逐方法；图4c示出用于进入S0ix状态的过程。具体实施方式图1示出具有集成传感器中枢102的计算系统100的描绘。集成传感器中枢102可被实现为嵌入式处理器或嵌入式控制器，其执行特定于被集成到计算系统100中的各种传感器103_1至103_M的程序代码。在这里，传感器能够包含对计算系统的周围环境作出反应的任何装置。示例包含温度计（对计算机的环境温度作出反应）、加速计（对计算机的物理定向和/或移动作出反应）、换能器（对施加到计算机的压力/力作出反应）等。每个此类传感器103典型地具有关联的装置驱动程序软件或类似固件。传感器中枢101能够因此被视为专用处理器，其从计算机的通用CPU核104_1至104_N卸载传感器有关程序代码执行的负担/任务。通过这样做，例如，通用CPU104能够被置于睡眠，而集成传感器中枢101保持活跃。正因如此，计算系统能节省功率（CPU核是睡眠的），而同时保持其传感器有关功能运作。正因如此，仅作为一种可能性，计算机100可以通过其通用CPU处于睡眠而在延长的时间期节省大量的功率，而同时完全注意和认识到其周围环境。与其它处理器一样，集成传感器中枢101执行来自存储器的程序代码。更具体地说，集成传感器中枢101在它需要程序代码指令时从存储器读取它们。类似地，集成传感器中枢101从存储器读取由程序代码对其进行操作的数据，并且对此类数据的更新能够被写回到存储器。如
所熟知，用于处理器的软件/固件程序的程序代码和数据二者被存储为处理器的存储器内的“页面”。在这里，处理器的存储器具有有限的容量（与处理器能执行的所有软件关联的所有程序代码和数据不能装入存储器）。在传统计算系统中，通用处理器核104将从含有它目前需要或认为它将需要的程序代码指令和数据的非易失性大容量存储装置107（例如，盘驱动器）调用页面并且将它们放置到主存储器105（也称为系统存储器105）中。同样地，通用处理器104将促使目前在主存储器105中但其关联的程序代码和数据被认为不是迫切需要的页面被推出主存储器105并且写回到非易失性大容量存储装置107中。因此，在传统计算系统中，计算机的主存储器105与大容量存储装置102之间存在页面交换行为。根据一个实施例，集成传感器中枢101从作为其主处理器存储器的本地嵌入式存储器102（例如，静态随机存取存储器（SRAM）或嵌入式动态随机存取存储器（eDRAM）存储器）中操作，并且使用计算系统的主存储器105（例如，双数据率（DDR）动态随机存取存储器（DRAM））作为大容量存储高速缓存。因此，页面交换行为110在本地嵌入式存储器102与计算系统的主存储器105之间进行。具体而言，传感器中枢101迫切需要（或者认为它将迫切需要）的程序代码和/或数据的页面被从计算系统的主存储器105调用并且输入本地存储器102中。相比之下，传感器中枢101不需要（或者不认为它需要）的程序代码和/或数据的页面被推出本地嵌入式存储器102并且写回到计算系统的主存储器105中。根据另一实施例，传感器中枢101还能够从计算系统的主存储器105中操作。在此情况下，传感器中枢具有两个可操作的存储器区：1）第一较快访问存储器区101（本地嵌入式存储器）；以及2）第二较慢访问存储器区105（DRAM计算机主存储器）。在这里，说传感器中枢101“从存储器中操作”（或“从存储器中执行”）意思是由传感器中枢101执行的存储器读/写指令能够由存储器直接贡献（如果无中间处理器高速缓存具有对项的寻求的话）。一般地，此类访问比大容量存储装置访问是更细粒的。例如，存储器请求一般地与存储器地址空间的更细粒量有关（例如，由保持在例如十六个、八个或更少存储器地址的数据/代码组成的高速缓存行，字节可寻址操作由存储器写指令指定等）。相比之下，对大容量存储装置107的访问典型地与消耗更大得多的量的存储器地址空间的代码/数据的更大得多的“块”或“扇区”有关。无论主存储器105是被用作大容量存储高速缓存（上面所描述的第一实施例）还是用作传感器中枢101从中操作的存储器的第二区（上面所描述的第二存储器），如果传感器中枢101最常访问的页面在延长的时间期内被保持在嵌入式存储器102中，则总体系统将在性能/效率方面表现得更佳。也就是说，由于从传感器中枢101的角度而言，嵌入式存储器102具有比主存储器105更低的访问时间，因此，传感器中枢101将能最有效地执行传感器有关的程序代码。另外，如果传感器中枢从主存储器105中操作，则一般倾向于有更多的功率消耗，因为主存储器控制器106和主存储器105必须被开启/是活跃的。相比之下，如果传感器中枢101仅从嵌入式存储器102操作，则主存储器控制器106和主存储器105能够被关闭。因此，存在将具有更经常被访问的代码/数据的页面移到嵌入式存储器102的动机，而不论传感器中枢是能够从两个存储器102、105中操作还是能够仅从嵌入式存储器102中操作。不幸地，一般在主存储器105与嵌入式存储器102之间的页面交换行为110本身是一种低效率的形式（将数据/代码移到计算机中的新位置消耗功率，传感器中枢101在等待位于正被换入的页面上的数据/代码时可能停止，等等）。通过最小化进/出存储器102、105的页面交换行为110，因此获得操作效率。然而，在其中嵌入式存储器102尺寸小和/或与SRAM一样消耗大量的功率的实现中，存在挑战/问题。在这些环境中，由于嵌入式存储器102小的尺寸而存在从其换出页面（潜在地甚至经常被访问的页面）的倾向性。如果嵌入式存储器102被设计成使其存储体（bank）中的各种存储体动态关闭以节约功率，则嵌入式存储器102的容量还被进一步降低，这加剧了问题。因此，在各种实施例中，提出了如下的机制：将传感器中枢101最经常访问的代码/数据保持在嵌入式存储器102内，并且尽可能地阻止此类高优先级代码/数据被换出嵌入式存储器102。在这里，简单的最近最少使用页面驱逐策略（驱逐已经驻留在嵌入式存储器102中最长时间而传感器中枢101一直未对其进行访问的页面）本身可能没有准确地反映哪个代码/数据被传感器中枢101最经常访问（例如，在处理器的长运行时间内）。因此，在各种实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算系统，包括：/na）多个通用处理核；/nb）主存储器控制器；/nc）多个传感器；/nd）用以为所述传感器执行程序代码的传感器中枢；/ne）耦合到所述传感器中枢的嵌入式存储器，所述传感器中枢用以从所述嵌入式存储器中执行所述程序代码；/nf）用以存储所述程序代码的非易失性存储装置，所述程序代码包括指令，所述指令在由所述传感器中枢执行时促使所述传感器执行包括以下步骤的方法：/n在包括所述程序代码的较高优先级代码和/或数据的较高优先级页面已在所述嵌入式存储器中保持闲置达第一时间期后，从所述嵌入式存储器中将所述较高优先级页面换出；以及，/n在包括所述程序代码的较低优先级代码和/或数据的较低优先级页面已在所述嵌入式存储器中保持闲置达比所述第一时间期短的第二时间期后，从所述嵌入式存储器中将所述较低优先级页面换出。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算系统，包括：
a）多个通用处理核；
b）主存储器控制器；
c）多个传感器；
d）用以为所述传感器执行程序代码的传感器中枢；
e）耦合到所述传感器中枢的嵌入式存储器，所述传感器中枢用以从所述嵌入式存储器中执行所述程序代码；
f）用以存储所述程序代码的非易失性存储装置，所述程序代码包括指令，所述指令在由所述传感器中枢执行时促使所述传感器执行包括以下步骤的方法：
在包括所述程序代码的较高优先级代码和/或数据的较高优先级页面已在所述嵌入式存储器中保持闲置达第一时间期后，从所述嵌入式存储器中将所述较高优先级页面换出；以及，
在包括所述程序代码的较低优先级代码和/或数据的较低优先级页面已在所述嵌入式存储器中保持闲置达比所述第一时间期短的第二时间期后，从所述嵌入式存储器中将所述较低优先级页面换出。


2.如权利要求1所述的计算系统，其中所述较高优先级页面不含有所述程序代码的较低优先级代码和/或数据。


3.如权利要求1所述的计算系统，其中所述较低优先级页面不含有所述程序代码的较高优先级代码和/或数据。


4.如权利要求1所述的计算系统，其中所述第一时间期大于一秒，并且所述第二时间期小于一秒。


5.如权利要求1所述的计算系统，其中所述方法进一步包括：
在包括所述程序代码的中等优先级代码和/或数据的中等优先级页面已在所述嵌入式存储器中保持闲置达比所述第一时间期小但比所述第二时间期大的第三时间期后，从所述嵌入式存储器中将所述中等优先级页面换出。


6.如权利要求1所述的计算系统，其中所述程序代码包括各自被指派到多个不同优先级别之一的多个页面，每个优先级别被指派有在符合从所述嵌入式存储器被驱逐前它被允许闲置在所述嵌入式存储器中的不同时间量。


7.如权利要求1所述的计算系统，其中所述传感器包含以下任何项：
温度计；
加速器；
换能器。


8.一种含有程序代码的机器可读存储介质，所述程序代码在由传感器中枢处理以监督多个传感器的操作时促使所述传感器中枢执行包括以下操作的方法：
在包括所述程序代码的较高优先级代码和/或数据的较高优先级页面已在嵌入式存储器中保持闲置达第一时间期后，将所述较高优先级页面换出所述传感器中枢从中操作所述程序的所述嵌入式存储器；以及，
在包括所述程序代码的较低优先级代码和/或数据的较低优先级页面已在所述嵌入式存储器中保持闲置达比所述第一时间期短的第二时间期后，将所述较低优先级页面换出所述嵌入式存储器。


9.如权利要求8所述的机器可读介质，其中所述较高优先级页面不含有所述程序代码的较低优先级代码和/或数据。


10.如权利要求8所述的机器可读介质，其中所述较低优先级页面不含有所述程序代码的较高优先级代码和/或数据。


11.如权利要求8所述的机器可读介质，其中所述第一时间期大于一秒，并且所述第二时间期小于一秒。

【专利技术属性】
技术研发人员：任光宇，韩柯，胡和波，胡光福，徐锋，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US