系統(tǒng)級功耗模型研究.pdf

1、該文的研究背景是為面向低功耗的SoC系統(tǒng)設(shè)計中的體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化和軟件(編譯器)優(yōu)化提供支持.從這個角度出發(fā),該文提出了一種包含指令級功耗模型和部件級功耗模型在內(nèi)的兩層系統(tǒng)級功耗模型.部件級功耗模型是系統(tǒng)級功耗模型的基礎(chǔ),它根據(jù)部件的結(jié)構(gòu)信息,自底向上的計算各個部件的功耗.存儲系統(tǒng)的能耗分成兩部分:指令/數(shù)據(jù)cache和主存部分使用分析模型;指令/數(shù)據(jù)cache和數(shù)據(jù)通路間的總線使用翻轉(zhuǎn)敏感模型.對于數(shù)據(jù)通路中的部件采用周期精確的輸入翻轉(zhuǎn)敏

2、感功耗模型.并根據(jù)位操作,將部件分為位無關(guān)部件和位相關(guān)部件.位無關(guān)功能部件的每個比特位的變化是獨立的,不受其它比特位變化的影響,也不影響其它比特位的變化.位相關(guān)功能部件的各個比特位的變化是相關(guān)聯(lián)的,某個比特位的變化會影響其它比特位的操作或某個比特位的變化會受到其它比特位的影響.根據(jù)兩類部件結(jié)構(gòu)的特點,采用不同的方法建立功耗模型.指令級功耗模型包括指令的靜態(tài)功耗和指令間的動態(tài)功耗.每條指令的執(zhí)行會涉及到數(shù)據(jù)通路上的一系列相關(guān)部件,并引起這

3、些部件的開關(guān)活動.不同的操作碼和尋址方式以及地址和數(shù)據(jù)的編碼方式,確定了每條指令的基本功耗.在程序動態(tài)執(zhí)行過程中,由于執(zhí)行上下文的切換,會帶來額外的附加功耗,這部分功耗稱為動態(tài)功耗.對指令功耗的分析,最終可轉(zhuǎn)化為對周期功耗的分析.該文提出的系統(tǒng)級兩層功耗模型是周期精確的.在微結(jié)構(gòu)層結(jié)合了統(tǒng)計分析和翻轉(zhuǎn)敏感兩種模型,由于考慮了功耗中的數(shù)據(jù)依賴性,因此可以得到比較精確的、能用于指導(dǎo)體系結(jié)構(gòu)層的優(yōu)化的功耗評估結(jié)果.同時在微結(jié)構(gòu)層的基礎(chǔ)上,該文