本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緩存性能的評(píng)估方法及裝置。

背景技術(shù)：

嵌入式片上系統(tǒng)(systemonchip，soc)中，一般采用eeprom或flash等非揮發(fā)性存儲(chǔ)器(non-volatilememory，nvm)作為存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)器。微處理器(mcu)通過(guò)讀取nvm存儲(chǔ)器中的指令并執(zhí)行，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能。

通常情況下，mcu執(zhí)行的速度比nvm的讀取速度快得多，導(dǎo)致mcu經(jīng)常處于讀取指令的等待狀態(tài)，這使得讀取指令的速度成為片上系統(tǒng)、尤其是高性能片上存儲(chǔ)系統(tǒng)的瓶頸。

解決這一技術(shù)問(wèn)題的主流方案是采用指令緩存(instructioncache，簡(jiǎn)稱(chēng)cache)。通過(guò)在cache內(nèi)存儲(chǔ)mcu頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)及這些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，當(dāng)mcu引用nvm中的某地址時(shí)，cache便先檢查是否存有該地址。若存有該地址，則將對(duì)應(yīng)的指令返回mcu，否則mcu從nvm中獲取對(duì)應(yīng)的指令。

由于cache的讀取速度比nvm快得多，因此，當(dāng)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)在cache中找到，即命中時(shí)，mcu可以直接從cache中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，而無(wú)需訪問(wèn)速度較慢的nvm。如果cache的命中率足夠高，mcu近似于直接從ram中讀取指令，因而整體讀取速度可以大大提高。

在實(shí)際應(yīng)用中，嵌入式soc的應(yīng)用需求多種多樣，如何根據(jù)特定的應(yīng)用需求，選擇最合適的cache結(jié)構(gòu)和參數(shù)，是嵌入式soc設(shè)計(jì)者面臨的一個(gè)很大挑戰(zhàn)。為此，在嵌入式soc的cache設(shè)計(jì)中，通常需要評(píng)估不同的結(jié)構(gòu)和參數(shù)對(duì)最終cache性能的影響。

目前，對(duì)所設(shè)計(jì)的cache進(jìn)行性能評(píng)估時(shí)，通常采用cache的命中率來(lái)評(píng)估cache的性能。然而，cache的命中率并不能真實(shí)地反映cache的真實(shí)性能， 導(dǎo)致根據(jù)評(píng)估結(jié)果所確定的配置參數(shù)非最優(yōu)配置參數(shù)，也就是說(shuō)，現(xiàn)有緩存性能評(píng)估方法對(duì)所設(shè)計(jì)的cache性能評(píng)估的準(zhǔn)確性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提高cache性能評(píng)估的準(zhǔn)確性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種緩存性能的評(píng)估方法，包括：獲取n個(gè)待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，n為自然數(shù)；調(diào)整待評(píng)估的緩存的各配置參數(shù)，模擬所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)，分別獲得訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間；將所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間作為評(píng)估結(jié)果并輸出。

可選地，所述模擬所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)，包括：采用如下步驟對(duì)所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)其中任一所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，直至所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)n個(gè)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)：當(dāng)獲取到所述待評(píng)估的緩存的配置參數(shù)時(shí)，對(duì)所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)，所述第一存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息，所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的使用頻度均大于預(yù)設(shè)頻度；根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中；根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

可選地，所述根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，包括：當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，以及從第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并返回，其中，所述第二存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)與所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

可選地，所述根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，包括：當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中未命中時(shí)，根據(jù)所述緩存塊的地址信息搜索第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，所述第三存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)預(yù)取的數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中是否命中；根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第 三存儲(chǔ)區(qū)中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

可選地，所述根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，包括：當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)及第二存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，從所述第三存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回；按照預(yù)設(shè)順序從nvm中進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取，并將預(yù)取到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中；當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中未命中時(shí)，從所述nvm中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，以及更新所述第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息。

可選地，當(dāng)所述第一存儲(chǔ)區(qū)的對(duì)應(yīng)位置處均已存儲(chǔ)相應(yīng)的信息時(shí)，所述更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)包括：根據(jù)所述第一存儲(chǔ)器中各緩存塊的使用頻度信息，按照預(yù)先獲取到的替換算法，對(duì)所述第一存儲(chǔ)區(qū)的緩存塊進(jìn)行替換，將在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中的緩存塊的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息寫(xiě)入至被替換的位置。

可選地，在所述根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)之前，所述方法還包括：根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息搜索第四存儲(chǔ)區(qū)，所述第四存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)所對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中是否命中；當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，從所述第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，否則搜索所述第一存儲(chǔ)區(qū)。

可選地，所述緩存塊的地址信息包括：所述緩存塊的標(biāo)識(shí)信息及地址索引信息。

可選地，所述待評(píng)估的緩存包括至少一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)分別用于存儲(chǔ)不同的信息；

所述獲得訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間，包括：分別計(jì)算通過(guò)所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)時(shí)間及命中率；獲取所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的失效開(kāi)銷(xiāo)；根據(jù)所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的命中率、 訪問(wèn)時(shí)間及失效開(kāi)銷(xiāo)，計(jì)算得到所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的平均訪存時(shí)間。

可選地，所述待評(píng)估的緩存的配置參數(shù)包括：所述待評(píng)估的緩存的特征參數(shù)以及影響所述待評(píng)估的緩存性能的系統(tǒng)參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種緩存性能的評(píng)估裝置，所述評(píng)估裝置包括：獲取單元，適于獲取n個(gè)待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，n為自然數(shù)；模擬單元，適于調(diào)整待評(píng)估的緩存的各配置參數(shù)，模擬所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)；計(jì)算單元，適于根據(jù)所述模擬子單元的模擬過(guò)程，獲得訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間；評(píng)估單元，適于將所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)的平均訪存時(shí)間作為評(píng)估結(jié)果并輸出。

可選地，所述模擬單元適于對(duì)所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)其中任一所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，直至所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)n個(gè)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)；

所述模擬單元包括：地址劃分子單元，適于當(dāng)獲取到所述待評(píng)估的緩存的配置參數(shù)時(shí)，對(duì)所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；存儲(chǔ)子單元，包括第一存儲(chǔ)區(qū)，所述第一存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息，所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的使用頻度均大于預(yù)設(shè)頻度；第一處理子單元，適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中；第一執(zhí)行子單元，適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

可選地，所述存儲(chǔ)子單元還包括：第二存儲(chǔ)區(qū)，適于存儲(chǔ)與所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；

所述第一執(zhí)行子單元包括：第一執(zhí)行模塊，適于更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，以及從所述第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并返回。

可選地，所述存儲(chǔ)子單元還包括：第三存儲(chǔ)區(qū)，適于存儲(chǔ)預(yù)取的數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；所述第一執(zhí)行子單元包括：第一處理模塊以及第二執(zhí)行模塊，所述第一處理模塊適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中未 命中時(shí)，根據(jù)所述緩存塊的地址信息搜索所述第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息；根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中是否命中；所述第二執(zhí)行模塊，適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

可選地，所述第二執(zhí)行模塊包括：第一執(zhí)行子模塊，適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)及第二存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，從所述第三存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回；按照預(yù)設(shè)順序從nvm中進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取，并將預(yù)取到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中；第二執(zhí)行子模塊，適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中未命中時(shí)，從所述nvm中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，以及更新所述第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息。

可選地，所述第二執(zhí)行子模塊適于當(dāng)所述第一存儲(chǔ)區(qū)的對(duì)應(yīng)位置處均已存儲(chǔ)相應(yīng)的信息時(shí)，采用如下步驟更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)：根據(jù)所述第一存儲(chǔ)區(qū)中各緩存塊的使用頻度信息，按照預(yù)先獲取到的替換算法，對(duì)所述第一存儲(chǔ)區(qū)的緩存塊進(jìn)行替換，將在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中的緩存塊的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息寫(xiě)入至被替換的位置。

可選地，所述存儲(chǔ)子單元還包括：第四存儲(chǔ)區(qū)，適于存儲(chǔ)前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)所對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；

所述模擬單元還包括：第二處理子單元及第二執(zhí)行子單元，其中：所述第二處理子單元，適于在所述根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)之前，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息搜索所述第四存儲(chǔ)區(qū)，判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中是否命中；所述第二執(zhí)行子單元，適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，從所述第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回；

所述第一處理子單元適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中未命中時(shí)，搜索所述第一存儲(chǔ)區(qū)，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中。

可選地，所述緩存塊的地址信息包括：所述緩存塊的標(biāo)識(shí)信息及地址索引信息。

可選地，所述待評(píng)估的緩存包括至少一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)分別用于存儲(chǔ)不同的信息；

所述計(jì)算單元包括：第一計(jì)算子單元，適于分別計(jì)算通過(guò)所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)時(shí)間及命中率；獲取子單元，適于獲取所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的失效開(kāi)銷(xiāo)；第二計(jì)算子單元，適于根據(jù)所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的命中率、訪問(wèn)時(shí)間及失效開(kāi)銷(xiāo)，計(jì)算得到所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的平均訪存時(shí)間。

可選地，所述待評(píng)估的緩存的配置參數(shù)包括：所述待評(píng)估的緩存的特征參數(shù)以及影響所述待評(píng)估的緩存性能的系統(tǒng)參數(shù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

在上述緩存性能的評(píng)估方法中，通過(guò)采用平均訪存時(shí)間來(lái)評(píng)估緩存的性能，相對(duì)于采用命中率來(lái)評(píng)估緩存的性能，由于所述平均訪存時(shí)間不僅與緩存的命中率相關(guān)，還與緩存的訪問(wèn)時(shí)間及失效開(kāi)銷(xiāo)等特征參數(shù)相關(guān)，故平均訪存時(shí)間可以更加真實(shí)地反映緩存的真實(shí)性能，故利用平均訪存時(shí)間來(lái)評(píng)估緩存的性能可以提高評(píng)估的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種緩存性能評(píng)估方法流程圖；

圖2是一種cache容量與平均訪存時(shí)間之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線示意圖；

圖3是一種cache塊大小與平均訪存時(shí)間之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線示意圖；

圖4是一種cache相聯(lián)度與平均訪存時(shí)間之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中一種緩存模擬方法流程圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中一種緩存模擬過(guò)程的原理示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例中另一種緩存模擬方法流程圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例中另一種緩存模擬過(guò)程的原理示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例中一種緩存性能評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例中一種模擬單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例中另一種模擬單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明實(shí)施例中模擬單元不同結(jié)構(gòu)下對(duì)平均訪存時(shí)間的影響示意圖。

具體實(shí)施方式

在實(shí)際應(yīng)用中，嵌入式soc的應(yīng)用場(chǎng)景各種各樣，各種應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)都不盡相同，特定結(jié)構(gòu)的cache很難保證在不同的應(yīng)用場(chǎng)景之間具有通用性。另外，嵌入式soc的設(shè)計(jì)不僅需要考慮系統(tǒng)的性能，系統(tǒng)的功耗、面積和成本也是設(shè)計(jì)者需要考慮的問(wèn)題。因此，在嵌入式soc的cache設(shè)計(jì)中，通常需要評(píng)估不同的應(yīng)用需求下，各種結(jié)構(gòu)和參數(shù)對(duì)最終cache加速效果的影響。

然而，利用現(xiàn)有的cache性能評(píng)估方法進(jìn)行cache性能評(píng)估時(shí)，根據(jù)模擬過(guò)程僅能得到cache的命中率，而cache的命中率不能反映cache真實(shí)加速效果，最終導(dǎo)致cache性能評(píng)估的準(zhǔn)確性較低。

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種緩存性能的評(píng)估方法，所述方法可以根據(jù)待評(píng)估緩存的模擬過(guò)程，獲得訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)的平均訪存時(shí)間，評(píng)估所述待評(píng)估的緩存的性能。由于所述平均訪存時(shí)間不僅與緩存的命中率相關(guān)，還與緩存的訪問(wèn)時(shí)間及失效開(kāi)銷(xiāo)等特征參數(shù)相關(guān)，故平均訪存時(shí)間可以更加真實(shí)地反映緩存的真實(shí)性能，利用平均訪存時(shí)間來(lái)評(píng)估緩存的性能的準(zhǔn)確性也就更高。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)地說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種緩存性能的評(píng)估方法，所述方法可以包括如下步驟：

步驟11，獲取n個(gè)待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，n為自然數(shù)。

在具體實(shí)施中，可以采用多種方式獲取所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。在 本發(fā)明的一實(shí)施例中，可以通過(guò)提取待評(píng)估的緩存在某一應(yīng)用場(chǎng)景下的地址訪存蹤跡信息(memoryaccesstrace，mat)，來(lái)獲取待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。其中，所述mat中不僅可以包括待訪問(wèn)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)地址，還包括mcu在nvm中訪問(wèn)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，這樣在后續(xù)對(duì)待評(píng)估的緩存進(jìn)行性能評(píng)估時(shí)，則無(wú)須再獲取mcu在nvm中訪問(wèn)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)所需的訪問(wèn)時(shí)間，為后續(xù)進(jìn)行性能評(píng)估提供便利。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，n的值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置?？梢岳斫獾氖牵琻的值越大，評(píng)估的準(zhǔn)確性越高，但評(píng)估所需時(shí)間也就越長(zhǎng)，代價(jià)越大。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)際情況合理設(shè)置n的值，此處不作限制。

步驟12，調(diào)整待評(píng)估的緩存的各配置參數(shù)，模擬所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)，分別獲得訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。

在具體實(shí)施中，所述待評(píng)估的cache通常存在多個(gè)配置參數(shù)。所述配置參數(shù)既可以包含所述待評(píng)估的cache的特征參數(shù)，又包含可以影響所述待評(píng)估的cache性能的系統(tǒng)參數(shù)。其中，所述待評(píng)估的cache的特征參數(shù)可以包括：所述待評(píng)估的cache的容量、cache塊的大小，cache相聯(lián)度以及替換算法等。影響所述待評(píng)估的cache性能的系統(tǒng)參數(shù)可以包括：nvm、cache及mcu三者的訪問(wèn)時(shí)間、訪問(wèn)功耗及數(shù)據(jù)位寬等。

當(dāng)然，所述配置參數(shù)還可以包括其他參數(shù)，并不局限于上述實(shí)施例所給出的參數(shù)。并且，所獲取到的配置參數(shù)中可以?xún)H包含一個(gè)參數(shù)，也可以包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的參數(shù)。

在具體實(shí)施中，所述配置參數(shù)通?；谒龃u(píng)估的cache的應(yīng)用需求進(jìn)行配置。也就是說(shuō)，所獲取到的配置參數(shù)與所述待評(píng)估的cache的應(yīng)用需求相對(duì)應(yīng)。所述待評(píng)估的cache的應(yīng)用需求不同，所獲取到的配置參數(shù)也就不同。

例如，當(dāng)所述待評(píng)估的cache應(yīng)用在aes(對(duì)稱(chēng)加密算法)中時(shí)，所述配置參數(shù)可以為：cache容量2kbyte，cache塊大小16byte，cache相聯(lián)度2，最近最少使用(lru)替換算法等。當(dāng)所述待評(píng)估的cache應(yīng)用在dhrystone (處理器整形運(yùn)算性能測(cè)試)程序下時(shí)，所述配置參數(shù)可以為：cache容量512byte，cache塊大小16byte，cache相聯(lián)度1等。

以所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)包括：cache容量、cache塊大小、cache相聯(lián)度為例，在調(diào)整待評(píng)估的cache的各配置參數(shù)，模擬所述待評(píng)估的cache訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，可以先保持cache塊大小及cache相聯(lián)度不變，調(diào)整cache容量，并模擬每次cache容量調(diào)整后，所述待評(píng)估的cache訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的工作流程，獲得cache容量在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。接著再保持cache容量及cache塊大小不變，調(diào)整cache相聯(lián)度，并模擬每次cache相聯(lián)度調(diào)整后，所述待評(píng)估的cache訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的工作流程，獲得cache相聯(lián)度在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。最后再保持cache容量及cache相聯(lián)度不變，調(diào)整cache塊大小，并模擬每次cache塊大小調(diào)整后，所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的工作流程，獲得cache塊大小在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，各配置參數(shù)調(diào)整的順序不受限制。另外，在對(duì)每個(gè)配置參數(shù)的調(diào)整過(guò)程中，調(diào)整的次數(shù)不受限制，并且各個(gè)配置參數(shù)調(diào)整的次數(shù)可以相同，也可以不同。可以理解的是，調(diào)整的次數(shù)越多，所獲得的平均訪存時(shí)間也就越準(zhǔn)確，但性能評(píng)估所需時(shí)間也就越大，故本領(lǐng)域人員可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，可以采用多種方法對(duì)所述待評(píng)估的cache訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，具體不受限制，只要根據(jù)所述方法可以獲得訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間即可。

在具體實(shí)施中，所述待評(píng)估的cache通常存在多個(gè)配置參數(shù)，下面以待評(píng)估的cache為m1，nvm為m2為例，對(duì)每個(gè)配置參數(shù)對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間的具體計(jì)算過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

需要說(shuō)明的是，為使本領(lǐng)域人員更好地理解和實(shí)施本發(fā)明，在本發(fā)明的以下的實(shí)施例中，所述平均訪存時(shí)間，即mcu訪問(wèn)nvm及cache等存儲(chǔ)器所需的平均訪問(wèn)時(shí)間。所述cache的命中率，即mcu在cache中命中待訪問(wèn) 數(shù)據(jù)的概率。所述cache的缺失率，即mcu未在cache中命中待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的概率。

通常情況下，所述平均訪存時(shí)間t＝m1命中率*m1訪問(wèn)時(shí)間+m2命中率*m2訪問(wèn)時(shí)間，其中，m1命中率即mcu在待評(píng)估的cache中命中待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的概率，m1訪問(wèn)時(shí)間即mcu在待評(píng)估的cache中訪問(wèn)數(shù)據(jù)的時(shí)間，m2命中率即mcu在nvm中命中待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的概率，m2訪問(wèn)時(shí)間即mcu在nvm中訪問(wèn)數(shù)據(jù)的時(shí)間。

其中，m2命中率＝1-m1命中率＝m1缺失率，m2訪問(wèn)時(shí)間＝m1訪問(wèn)時(shí)間+m2到m1調(diào)入數(shù)據(jù)的時(shí)間，而m2到m1調(diào)入數(shù)據(jù)的時(shí)間＝失效開(kāi)銷(xiāo)t2，當(dāng)所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)及nvm確定時(shí)，失效開(kāi)銷(xiāo)t2也是確定的因此，平均訪存時(shí)間t＝m1訪問(wèn)時(shí)間+m1缺失率*失效開(kāi)銷(xiāo)t2。由此可以獲得各個(gè)配置參數(shù)對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。

在具體實(shí)施中，所述待評(píng)估的cache通常包括一個(gè)以上的存儲(chǔ)區(qū)，所述一個(gè)以上的存儲(chǔ)區(qū)分別用于存儲(chǔ)不同的信息，因此，m1訪問(wèn)時(shí)間及m1命中率或缺失率與所述待評(píng)估的cache中各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)時(shí)間或命中率相關(guān)。

以所述待評(píng)估的cache包括k個(gè)存儲(chǔ)區(qū)為例，k≥1，且k為整數(shù)，在獲得某一配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間時(shí)，可以先分別計(jì)算通過(guò)所述待評(píng)估的cache訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，該配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)時(shí)間ti及命中率pi，i≤k，再獲取該配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的cache的失效開(kāi)銷(xiāo)t2，最后根據(jù)訪問(wèn)時(shí)間ti、命中率pi以及失效開(kāi)銷(xiāo)t2，計(jì)算得到該配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的cache的平均訪存時(shí)間t，即t＝∑ti+(1-∑pi)*t2。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，計(jì)算訪問(wèn)時(shí)間ti及命中率pi的操作，與獲取所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的cache的失效開(kāi)銷(xiāo)t2的操作，不存在執(zhí)行順序的限制，既可以先計(jì)算訪問(wèn)時(shí)間ti及命中率pi，再獲取所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的cache的失效開(kāi)銷(xiāo)t2，也可以先獲取所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的cache的失效開(kāi)銷(xiāo)t2，再計(jì)算訪問(wèn)時(shí)間ti及命中率pi，還可以同時(shí)執(zhí)行上述兩個(gè)操作。 但無(wú)論按照何種順序執(zhí)行上述兩個(gè)操作，均不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，且均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

每獲得一組所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)，即按照上述的描述計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。保持其它配置參數(shù)不變，調(diào)整其中一個(gè)配置參數(shù)時(shí)，即可獲得被調(diào)整的配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。由此可以獲得各個(gè)配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。

例如，在計(jì)算某一cache塊大小對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間t時(shí)，可以先獲得mcu在所述待評(píng)估的cache各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的ti及命中率pi，再獲得所述待評(píng)估的cache的失效開(kāi)銷(xiāo)t2，最后根據(jù)t＝∑ti+(1-∑pi)*t2，計(jì)算得到該cache塊大小對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間t。每次調(diào)整cache塊大小后，均按照上述實(shí)施例中的描述進(jìn)行計(jì)算，即可獲得cache塊大小在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。

步驟13，將所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間作為評(píng)估結(jié)果并輸出。

在具體實(shí)施中，根據(jù)所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)的平均訪存時(shí)間，可以評(píng)估所述各配置參數(shù)對(duì)于cache平均訪存時(shí)間的影響，進(jìn)而可以根據(jù)各配置參數(shù)與平均訪存時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定各配置參數(shù)的合理數(shù)值，以得到最優(yōu)的一組配置參數(shù)。平均訪存時(shí)間越小，對(duì)應(yīng)的配置參數(shù)值越優(yōu)，按照所得到的最優(yōu)的一組配置參數(shù)設(shè)置緩存，可以使得所設(shè)計(jì)的緩存性能最佳。

由上述內(nèi)容可知，在本發(fā)明實(shí)施例中所述的緩存性能的評(píng)估方法中，通過(guò)采用平均訪存時(shí)間來(lái)評(píng)估cache的性能，相對(duì)于采用命中率來(lái)評(píng)估cache的性能，由于所述平均訪存時(shí)間不僅與緩存的命中率相關(guān)，還與cache的訪問(wèn)時(shí)間及失效開(kāi)銷(xiāo)等特征參數(shù)相關(guān)，故平均訪存時(shí)間可以更加真實(shí)地反映緩存的真實(shí)性能，利用平均訪存時(shí)間來(lái)評(píng)估緩存的性能的準(zhǔn)確性也就更高。

圖2～圖4為不同應(yīng)用場(chǎng)景下，cache容量、cache塊大小及cache相聯(lián)度分別與缺失率q和平均訪存時(shí)間t之間的對(duì)應(yīng)曲線，其中，所述缺失率q＝1-命中率p。

如圖2所示，所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)為：cache塊大?。?2byte，相聯(lián)度為全相聯(lián)，替換算法為lru替換算法，分別在aes、sha(哈希算法)、dhystone、comb(aes、sha及dhystone的組合)四種應(yīng)用環(huán)境下，調(diào)整cache容量，分別得到cache容量與待評(píng)估的cache的缺失率q之間的對(duì)應(yīng)曲線(如圖2(a)所示)，以及得到cache容量與待評(píng)估的cache的平均訪存時(shí)間t之間的對(duì)應(yīng)曲線(如圖2(b)所示)。

以所述待評(píng)估的cache應(yīng)用在aes中為例，按照?qǐng)D2(a)得到的曲線確定cache容量的最優(yōu)值時(shí)，缺失率q的最小值所對(duì)應(yīng)的cache容量值為最優(yōu)值，即8192byte。按照?qǐng)D2(b)得到的曲線確定cache容量的最優(yōu)值時(shí)，平均訪存時(shí)間t的最小值所對(duì)應(yīng)的cache容量值為最優(yōu)值，即2048byte。

如圖3所示，所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)為：cache容量＝512byte，相聯(lián)度為全相聯(lián)，替換算法為lru替換算法，分別在aes、sha及dhystone三種應(yīng)用環(huán)境下，調(diào)整cache塊的大小，得到cache塊的大小與待評(píng)估的cache的缺失率q之間的對(duì)應(yīng)曲線(如圖3(a)所示)，以及得到cache塊的大小與待評(píng)估的cache的平均訪存時(shí)間t之間的對(duì)應(yīng)曲線(如圖3(b)所示)。

以所述待評(píng)估的cache應(yīng)用在sha中為例，按照?qǐng)D3(a)得到的曲線確定cache塊的大小的最優(yōu)值時(shí)，缺失率q的最小值所對(duì)應(yīng)的cache塊的大小值為最優(yōu)值，即128byte。按照?qǐng)D3(b)得到的曲線確定cache塊的大小的最優(yōu)值時(shí)，平均訪存時(shí)間t的最小值所對(duì)應(yīng)的cache塊的大小值為最優(yōu)值，即16byte。

如圖4所示，所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)為：cache容量＝512byte，cache塊的大小＝16byte，替換算法為lru替換算法，分別在aes、sha及dhystone三種應(yīng)用環(huán)境下，調(diào)整cache的相聯(lián)度，得到cache的相聯(lián)度與待評(píng)估的cache的缺失率q之間的對(duì)應(yīng)曲線(如圖4(a)所示)，以及得到cache的相聯(lián)度與待評(píng)估的cache的平均訪存時(shí)間t之間的對(duì)應(yīng)曲線(如圖4(b)所示)。

以所述待評(píng)估的cache應(yīng)用在dhystone中為例，按照?qǐng)D4(a)得到的曲線確定cache的相聯(lián)度的最優(yōu)值時(shí)，缺失率q的最小值所對(duì)應(yīng)的cache的相 聯(lián)度為最優(yōu)值，即1(1表示直接映射)。按照?qǐng)D4(b)得到的曲線確定cache的相聯(lián)度的最優(yōu)值時(shí)，平均訪存時(shí)間t的最小值所對(duì)應(yīng)的cache的相聯(lián)度的值為最優(yōu)值，即0(0表示全相聯(lián))。

從圖2～圖4可以看出，在實(shí)際應(yīng)用中，采用cache的命中率來(lái)評(píng)估cache的性能，與采用cache的平均訪存時(shí)間來(lái)評(píng)估cache的性能，所選擇的cache的配置參數(shù)可能完全不同。然而，可以理解的是，cache的平均訪存時(shí)間與cache的命中率相關(guān)，而且與cache的訪問(wèn)時(shí)間及失效開(kāi)銷(xiāo)相關(guān)，更能反映cache的真實(shí)性能，因此利用cache的平均訪存時(shí)間來(lái)評(píng)估cache的性能，評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性也就越高。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，可以參照?qǐng)D5示出的cache的模擬方法，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所述待評(píng)估的cache訪問(wèn)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，所述方法可以包括如下步驟：

步驟501，獲取待評(píng)估的緩存的配置參數(shù)。

在具體實(shí)施中，所述配置參數(shù)的參數(shù)可以通過(guò)多種方式進(jìn)行獲取，比如，所述配置參數(shù)可以是用戶(hù)輸入的，也可以是通過(guò)訪問(wèn)其它存儲(chǔ)介質(zhì)獲取到的。當(dāng)然，還可以存在其它獲取方式，只要所獲取到的配置參數(shù)與具體的應(yīng)用需求相對(duì)應(yīng)即可。

步驟502，對(duì)所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息。

在設(shè)置有cache的嵌入式soc中，cache通常包括若干個(gè)cache塊，每個(gè)cache塊的大小相等。相似地，所述待評(píng)估的cache也設(shè)置有若干個(gè)緩存塊，每個(gè)緩存塊的大小相等。每個(gè)存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)一緩存塊。所述存儲(chǔ)地址通常為所對(duì)應(yīng)的緩存塊的起始地址信息。

在具體實(shí)施中，對(duì)所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分時(shí)，通?？梢垣@得如下三部分信息：所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的cache塊的標(biāo)識(shí)信息和地址索引信息，以及所述存儲(chǔ)地址在所述cache塊中的偏移信息。其中，所述cache塊的標(biāo)識(shí)信息和地址索引信息，作為所述cache塊地址信息。

具體地，所述cache塊的標(biāo)識(shí)信息可以唯一標(biāo)識(shí)一cache塊，通常為所 述存儲(chǔ)地址的高位。通過(guò)所述地址索引信息可以在相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中的到所述cache塊的信息。所述偏移信息為所述存儲(chǔ)地址在所述cache塊中的偏移量。根據(jù)獲取到的所述待模擬cache的容量、cache塊大小及相聯(lián)度等信息，可以在所述存儲(chǔ)地址中分別獲得對(duì)應(yīng)的cache塊的標(biāo)識(shí)信息和地址索引信息，以及所述存儲(chǔ)地址在所述對(duì)應(yīng)的cache塊中的偏移信息。

步驟503，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中。

在具體實(shí)施中，所述第一存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息，所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的使用頻度均大于預(yù)設(shè)頻度。也就是說(shuō)，所述第一存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)mcu經(jīng)常使用的存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息及相應(yīng)的使用頻度。其中，所述預(yù)設(shè)頻度可以根據(jù)mcu的實(shí)際訪問(wèn)數(shù)據(jù)的情況進(jìn)行設(shè)置。

在具體實(shí)施中，所述第一存儲(chǔ)區(qū)可以劃分為多個(gè)組，每組中可以存儲(chǔ)多個(gè)存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息。其中，所述第一存儲(chǔ)區(qū)中組的數(shù)量與cache的相聯(lián)度相關(guān)，比如，cache的相聯(lián)度為4時(shí)，所述第一存儲(chǔ)區(qū)包含4組。當(dāng)cache的相聯(lián)度為2時(shí)，所述第一存儲(chǔ)區(qū)包含2組。每組中可以存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息的數(shù)量，與所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的總數(shù)和組數(shù)相關(guān)。比如，當(dāng)所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的總數(shù)為20，cache的相聯(lián)度為4時(shí)，每組中可以存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息為5個(gè)。當(dāng)所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的總數(shù)為20，cache的相聯(lián)度為2時(shí)，每組中可以存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息為10個(gè)。

在具體實(shí)施中，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的cache塊的地址索引信息，搜索所述第一存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，由此可以獲得所述第一存儲(chǔ)區(qū)中各組在相應(yīng)位置上的標(biāo)識(shí)信息。

在具體實(shí)施中，獲得第一存儲(chǔ)區(qū)中各組在相應(yīng)位置上的標(biāo)識(shí)信息后，分別將搜索到的標(biāo)識(shí)信息與所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的cache塊的標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行比較。當(dāng)二者相同時(shí)，判定所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中，否則表示所述存儲(chǔ)地址在第一存儲(chǔ)區(qū)中缺失，則判定所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中未 命中。

當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，執(zhí)行步驟504，否則執(zhí)行步驟505。

步驟504，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，以及從第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并返回。

在具體實(shí)施中，所述第二存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)與所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)中所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的cache塊的使用頻度信息，以及從所述第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，所述第二存儲(chǔ)區(qū)也可以分為多組，每組中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與所述第一存儲(chǔ)區(qū)中各組所存儲(chǔ)的cache塊的標(biāo)識(shí)信息相對(duì)應(yīng)。執(zhí)行步驟503的同時(shí)，可以同時(shí)執(zhí)行讀取所述第二存儲(chǔ)區(qū)的操作，最終根據(jù)步驟503的判斷結(jié)果，將所述第二存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)返回至mcu，進(jìn)一步縮短cache的模擬時(shí)間。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，執(zhí)行更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息的操作，以及執(zhí)行從第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并返回的操作，不存在實(shí)現(xiàn)順序的限制，二者既可以同時(shí)執(zhí)行，也可以順序執(zhí)行。

步驟505，根據(jù)所述緩存塊的地址信息搜索第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中是否命中。

在具體實(shí)施中，所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中未命中時(shí)，表示所述存儲(chǔ)地址在第一存儲(chǔ)區(qū)中缺失。根據(jù)所述cache塊的地址索引信息，搜索所述第三存儲(chǔ)區(qū)，可以獲得所述第三存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)位置上的數(shù)據(jù)及所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的cache塊的標(biāo)識(shí)信息。將所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)cache塊的標(biāo)識(shí)信息與搜索到的標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行比較，當(dāng)二者相同時(shí)，判定所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中，否則判定所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中未命中。

其中，所述第三存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)預(yù)取的數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的cache塊的地址索引信息及標(biāo)識(shí)信息。所述預(yù)取的數(shù)據(jù)可以?xún)H為一個(gè)，也可以為多個(gè)，具體不受限制。

當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，執(zhí)行步驟506，否則執(zhí)行步驟507。

步驟506，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)及第二存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，從所述第三存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

在具體實(shí)施中，當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，可以先根據(jù)在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的cache塊的地址索引信息，確定所述第一存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)的位置是否已存儲(chǔ)相應(yīng)的信息。

若所述第一存儲(chǔ)區(qū)中有某一組中對(duì)應(yīng)的位置未存儲(chǔ)相應(yīng)的信息，則將在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的cache塊的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息寫(xiě)入至該位置。

若所述第一存儲(chǔ)區(qū)所有組中對(duì)應(yīng)的位置均已存儲(chǔ)相應(yīng)的信息，則可以根據(jù)所述第一存儲(chǔ)器中各cache塊的使用頻度信息，按照預(yù)先獲取到的替換算法，對(duì)所述第一存儲(chǔ)區(qū)的cache塊進(jìn)行替換，將在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中的緩存塊的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息寫(xiě)入至被替換的位置。

需要說(shuō)明的是，所述替換算法作為待模擬cache的一配置參數(shù)，可以在對(duì)所述待模擬cache進(jìn)行模擬之前預(yù)先獲取到。在具體實(shí)施中，所述替換算法可以是為先進(jìn)先出替換算法(fifo)，也可以為lru，還可以為二叉樹(shù)偽lru替換算法(pseudo-lru)。當(dāng)然，還可以為其他替換算法，具體不作限制。

更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)后，將在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入至所述第二存儲(chǔ)區(qū)的相應(yīng)位置處。從第三存儲(chǔ)區(qū)中讀取所命中的數(shù)據(jù)并返回至mcu。需要說(shuō)明的是，更新所述第一、第二存儲(chǔ)區(qū)以及向mcu返回?cái)?shù)據(jù)的操作既可以同時(shí)執(zhí)行，也可以順序執(zhí)行。

從所述第三存儲(chǔ)區(qū)讀取所命中的數(shù)據(jù)后，按照預(yù)設(shè)順序從nvm中進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取，并將預(yù)取到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中，即通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)取更新所述第三存儲(chǔ)區(qū)。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，所述預(yù)設(shè)順序作為待評(píng)估的cache的一配置參數(shù)，可以在對(duì)所述待評(píng)估的cache進(jìn)行模擬之前預(yù)先獲取到。比如， 所述預(yù)設(shè)順序可以為：在所訪問(wèn)存儲(chǔ)地址上加1。

步驟507，從所述nvm中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，以及更新所述第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息。

在具體實(shí)施中，所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中未命中時(shí)，表示所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中缺失，此時(shí)，從所述nvm中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回至mcu，并更新所述第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，也就是將從nvm中讀取的數(shù)據(jù)寫(xiě)入至所述第三存儲(chǔ)區(qū)。

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，下面結(jié)合圖2，對(duì)上述緩存模擬過(guò)程的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖6所示，以所述待評(píng)估的緩存的相聯(lián)度為2、nvm為flash為例，所述第一存儲(chǔ)區(qū)包括兩個(gè)組，每組中分別存儲(chǔ)若干個(gè)存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息tag及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息repinfo。第二存儲(chǔ)區(qū)中包括兩個(gè)組，每組中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與所述第一存儲(chǔ)區(qū)中各組所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息對(duì)應(yīng)。

接收到mcu發(fā)送的待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址addr后，對(duì)所述存儲(chǔ)地址addr進(jìn)行劃分，分別獲得對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)信息tag、地址索引信息index及偏移信息offset。根據(jù)所述地址索引信息index搜索第一存儲(chǔ)區(qū)，并判斷所述存儲(chǔ)地址addr是否在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中。同時(shí)讀取所述第二存儲(chǔ)區(qū)。若在第一存儲(chǔ)區(qū)中命中，則從第二存儲(chǔ)區(qū)中搜索到的數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)并返回至mcu，否則搜索第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息。

若在第三存儲(chǔ)區(qū)中命中，則直接從第三存儲(chǔ)區(qū)中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回至mcu，否則從flash中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回至mcu。

由上述內(nèi)容可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中的緩存模擬方法中，由于該緩存方法可以給出在各存儲(chǔ)區(qū)命中所需的時(shí)間，進(jìn)而可以計(jì)算出存儲(chǔ)系統(tǒng)的平均訪存時(shí)間，該指標(biāo)反映了待評(píng)估的cache的真實(shí)加速效果，因此更有利于準(zhǔn)確地進(jìn)行緩存性能的估計(jì)。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可以參照?qǐng)D7示出的緩存的模擬方法，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，所述方法可以包括如下步驟：

步驟701，獲取待評(píng)估的緩存的配置參數(shù)。

步驟702，對(duì)所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，步驟701及702可以分別參照上述對(duì)步驟501及502的描述進(jìn)行實(shí)施，此處不再贅述。

步驟703，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息搜索所述第四存儲(chǔ)區(qū)，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中是否命中。

在具體實(shí)施中，所述第四存儲(chǔ)區(qū)適于存儲(chǔ)前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)所對(duì)應(yīng)的cache塊的地址信息。搜索所述第四存儲(chǔ)區(qū)，獲得前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)對(duì)應(yīng)的cache塊的地址信息，并將其與所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息進(jìn)行比較。若二者相同，則所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中命中，否則未命中。

當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，執(zhí)行步驟704，否則執(zhí)行步驟705。

步驟704，從所述第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

由于mcu訪問(wèn)前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中的存儲(chǔ)地址的頻度較高，因此，在搜索第一存儲(chǔ)區(qū)之前，通過(guò)先判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中，且在命中時(shí)，直接從第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，可以有效減少對(duì)第三存儲(chǔ)區(qū)及第一存儲(chǔ)區(qū)的讀取次數(shù)。

步驟705，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中是否命中。

當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，執(zhí)行步驟706，否則執(zhí)行步驟707。

步驟706，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)及第四存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，以及從第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并返回。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，除更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)外，還要更新所述第四存儲(chǔ)區(qū)，以使得 所述第四存儲(chǔ)區(qū)中所存儲(chǔ)的地址信息始終為前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中的地址信息。

步驟707，根據(jù)所述緩存塊的地址信息搜索第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中是否命中。

當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，執(zhí)行步驟708，否則執(zhí)行步驟709。

步驟708，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)、第二存儲(chǔ)區(qū)及第四存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息，從所述第三存儲(chǔ)區(qū)中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)，除更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)及第二存儲(chǔ)區(qū)外，還要更新所述第四存儲(chǔ)區(qū)，以使得所述第四存儲(chǔ)區(qū)中所存儲(chǔ)的地址信息始終為前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中的地址信息。

步驟709，從所述nvm中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，以及更新所述第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，可以分別參照上述對(duì)步驟關(guān)于步驟503～507的描述實(shí)施步驟705～709，此處不再贅述。

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，下面結(jié)合圖8，對(duì)上述緩存模擬過(guò)程的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖8所示，以所述待評(píng)估的cache的相聯(lián)度為4、nvm為flash為例，所述第一存儲(chǔ)區(qū)包括4個(gè)組，每組中分別存儲(chǔ)若干個(gè)存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息tag及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息repinfo。第二存儲(chǔ)區(qū)中僅包括1個(gè)組，每組中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與所述第一存儲(chǔ)區(qū)中各組所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息對(duì)應(yīng)。

接收到mcu發(fā)送的待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址addr后，對(duì)所述存儲(chǔ)地址addr進(jìn)行劃分，分別獲得對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)信息tag、地址索引信息index及偏移信息offset。

根據(jù)所述地址索引信息index搜索第四存儲(chǔ)區(qū)，并判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)是否命中。若在所述第四存儲(chǔ)區(qū)命中，則從所述第二存儲(chǔ)區(qū)中 搜索相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回至mcu，否則根據(jù)所述地址索引信息index搜索第一存儲(chǔ)區(qū)。

判斷所述存儲(chǔ)地址addr是否在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中，若在第一存儲(chǔ)區(qū)中命中，則從第二存儲(chǔ)區(qū)中搜索相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回至mcu，否則搜索第三存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的信息。

若在第三存儲(chǔ)區(qū)中命中，則直接從第三存儲(chǔ)區(qū)中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回至mcu，否則從flash中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回至mcu。

由上述內(nèi)容可知，通過(guò)設(shè)置第四存儲(chǔ)區(qū)，在對(duì)待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分后，先判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)中是否命中，再依次判斷在第一存儲(chǔ)區(qū)及第三存儲(chǔ)區(qū)中是否命中，可以有效減少第一存儲(chǔ)區(qū)及第二存儲(chǔ)區(qū)的讀取次數(shù)，降低cache模擬的功耗。并且，由于該緩存方法可以給出在各存儲(chǔ)區(qū)命中所需的時(shí)間，進(jìn)而可以計(jì)算出待評(píng)估的cache的平均訪存時(shí)間，該指標(biāo)反映了待評(píng)估的cache的真實(shí)加速效果，因此更有利于準(zhǔn)確地進(jìn)行緩存性能的估計(jì)。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，還可以采用其它緩存模擬方法來(lái)模擬待評(píng)估的cache的工作流程，具體不受限制，只要根據(jù)模擬的工作流程可以計(jì)算得到所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間?？梢岳斫獾氖牵唧w無(wú)論采用何種方法來(lái)模擬待評(píng)估的cache的工作流程，均不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，且均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以下對(duì)上述方法對(duì)應(yīng)的裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D9，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種緩存性能的評(píng)估裝置，所述裝置可以包括：獲取單元91，模擬單元92，計(jì)算單元93以及評(píng)估單元94。其中：

所述獲取單元91適于獲取n個(gè)待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，n為自然數(shù)；

所述模擬單元92適于調(diào)整待評(píng)估的緩存的各配置參數(shù)，模擬所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)；

所述計(jì)算單元93適于根據(jù)所述模擬子單元的模擬過(guò)程，獲得訪問(wèn)各所述 待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間；

所述評(píng)估單元94適于將所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)的平均訪存時(shí)間作為評(píng)估結(jié)果并輸出。

在具體實(shí)施中，所述獲取單元91可以采用多種方式獲取所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，可以通過(guò)提取待評(píng)估的緩存在某一應(yīng)用場(chǎng)景下的地址訪存蹤跡信息(memoryaccesstrace，mat)，來(lái)獲取待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。其中，所述mat中不僅可以包括待訪問(wèn)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)地址，還包括mcu在nvm中訪問(wèn)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，這樣在后續(xù)對(duì)待評(píng)估的緩存進(jìn)行性能評(píng)估時(shí)，則無(wú)須再獲取mcu在nvm中訪問(wèn)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)所需的訪問(wèn)時(shí)間，為后續(xù)進(jìn)行性能評(píng)估提供便利。

在具體實(shí)施中，所述待評(píng)估的緩存的配置參數(shù)包括：所述待評(píng)估的緩存的特征參數(shù)以及影響所述待評(píng)估的緩存性能的系統(tǒng)參數(shù)。其中，所述待評(píng)估的cache的特征參數(shù)可以包括：所述待評(píng)估的cache的容量、cache塊的大小，cache相聯(lián)度以及替換算法等。影響所述待評(píng)估的cache性能的系統(tǒng)參數(shù)可以包括：nvm、cache及mcu三者的訪問(wèn)時(shí)間、訪問(wèn)功耗及數(shù)據(jù)位寬等。當(dāng)然，所述配置參數(shù)還可以包括其他參數(shù)，并不局限于上述實(shí)施例所給出的參數(shù)。并且，所獲取到的配置參數(shù)中可以?xún)H包含一個(gè)參數(shù)，也可以包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的參數(shù)。并且，所獲取到的配置參數(shù)與所述待評(píng)估的cache的應(yīng)用需求相對(duì)應(yīng)。

在具體實(shí)施中，所述模擬單元92對(duì)各配置參數(shù)調(diào)整的順序不受限制。另外，在對(duì)每個(gè)配置參數(shù)的調(diào)整過(guò)程中，調(diào)整的次數(shù)不受限制，并且各個(gè)配置參數(shù)調(diào)整的次數(shù)可以相同，也可以不同?？梢岳斫獾氖牵{(diào)整的次數(shù)越多，所獲得的平均訪存時(shí)間也就越準(zhǔn)確，但性能評(píng)估所需時(shí)間也就越大，故本領(lǐng)域人員可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。

在具體實(shí)施中，所述待評(píng)估的緩存包括至少一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，所述至少一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)分別用于存儲(chǔ)不同的信息，相應(yīng)地，所述計(jì)算單元93可以包括：第一計(jì)算子單元931，獲取子單元932，以及第二計(jì)算子單元933。其中：

所述第一計(jì)算子單元931，適于分別計(jì)算通過(guò)所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)各所 述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)時(shí)間及命中率；

所述獲取子單元932適于獲取所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的失效開(kāi)銷(xiāo)；

所述第二計(jì)算子單元933適于根據(jù)所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的命中率、訪問(wèn)時(shí)間及失效開(kāi)銷(xiāo)，計(jì)算得到所述各配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的緩存的平均訪存時(shí)間。

在具體實(shí)施中，所述待評(píng)估的cache通常存在多個(gè)配置參數(shù)，下面以待評(píng)估的cache為m1，nvm為m2為例，對(duì)所述第二計(jì)算子單元933每個(gè)配置參數(shù)對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間的具體計(jì)算過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

通常情況下，所述平均訪存時(shí)間t＝m1命中率*m1訪問(wèn)時(shí)間+m2命中率*m2訪問(wèn)時(shí)間，其中，m1命中率即mcu在待評(píng)估的cache中命中待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的概率，m1訪問(wèn)時(shí)間即mcu在待評(píng)估的cache中訪問(wèn)數(shù)據(jù)的時(shí)間，m2命中率即mcu在nvm中命中待訪問(wèn)數(shù)據(jù)的概率，m2訪問(wèn)時(shí)間即mcu在nvm中訪問(wèn)數(shù)據(jù)的時(shí)間。

其中，m2命中率＝1-m1命中率＝m1缺失率，m2訪問(wèn)時(shí)間＝m1訪問(wèn)時(shí)間+m2到m1調(diào)入數(shù)據(jù)的時(shí)間，而m2到m1調(diào)入數(shù)據(jù)的時(shí)間＝失效開(kāi)銷(xiāo)t2，當(dāng)所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)及nvm確定時(shí)，失效開(kāi)銷(xiāo)t2也是確定的因此，平均訪存時(shí)間t＝m1訪問(wèn)時(shí)間+m1缺失率*失效開(kāi)銷(xiāo)t2。由此可以獲得各個(gè)配置參數(shù)對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。

在具體實(shí)施中，所述待評(píng)估的cache通常包括一個(gè)以上的存儲(chǔ)區(qū)，所述一個(gè)以上的存儲(chǔ)區(qū)分別用于存儲(chǔ)不同的信息，因此，m1訪問(wèn)時(shí)間及m1命中率或缺失率與所述待評(píng)估的cache中各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)時(shí)間或命中率相關(guān)。

以所述待評(píng)估的cache包括k個(gè)存儲(chǔ)區(qū)為例，k≥1，且k為整數(shù)，在獲得某一配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間時(shí)，所述第一計(jì)算子單元931可以先分別計(jì)算通過(guò)所述待評(píng)估的cache訪問(wèn)各所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，該配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述存儲(chǔ)區(qū)的訪問(wèn)時(shí)間ti及命中率pi，i≤k，再由所述獲取子單元932獲取該配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的 cache的失效開(kāi)銷(xiāo)t2，最后由所述第二計(jì)算子單元933根據(jù)訪問(wèn)時(shí)間ti、命中率pi以及失效開(kāi)銷(xiāo)t2，計(jì)算得到該配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的所述待評(píng)估的cache的平均訪存時(shí)間t，即t＝∑ti+(1-∑pi)*t2。

每獲得一組所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)，即按照上述的描述計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。保持其它配置參數(shù)不變，調(diào)整其中一個(gè)配置參數(shù)時(shí)，即可獲得被調(diào)整的配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。由此可以獲得各個(gè)配置參數(shù)在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。

例如，在計(jì)算某一cache塊大小對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間t時(shí)，所述第一計(jì)算子單元931可以先獲得mcu在所述待評(píng)估的cache各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的ti及命中率pi，再由所述獲取子單元932獲得所述待評(píng)估的cache的失效開(kāi)銷(xiāo)t2，最后由所述第二計(jì)算子單元933根據(jù)t＝∑ti+(1-∑pi)*t2，計(jì)算得到該cache塊大小對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間t。每次調(diào)整cache塊大小后，均按照上述實(shí)施例中的描述進(jìn)行計(jì)算，即可獲得cache塊大小在不同數(shù)值下對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。

由于所述平均訪存時(shí)間不僅與緩存的命中率相關(guān)，還與緩存的訪問(wèn)時(shí)間及失效開(kāi)銷(xiāo)等特征參數(shù)相關(guān)，故平均訪存時(shí)間可以更加真實(shí)地反映緩存的真實(shí)性能，利用平均訪存時(shí)間來(lái)評(píng)估緩存的性能的準(zhǔn)確性也就更高。

在具體實(shí)施中，所述模擬單元92適于對(duì)所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)其中任一所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，直至所述待評(píng)估的緩存訪問(wèn)n個(gè)所述待訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，如圖10所示，所述模擬單元92可以包括：地址劃分子單元101，存儲(chǔ)子單元102，第一處理子單元103以及第一執(zhí)行子單元104。其中：

所述地址劃分子單元101適于當(dāng)獲取到所述待評(píng)估的緩存的配置參數(shù)時(shí)，對(duì)所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；

所述存儲(chǔ)子單元包括：第一存儲(chǔ)區(qū)1021，適于存儲(chǔ)存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息，所述第一存儲(chǔ)區(qū)所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的使用頻度均大于預(yù)設(shè)頻度；

所述第一處理子單元103適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信 息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)1021，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021中是否命中；

所述第一執(zhí)行子單元104適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

在具體實(shí)施中，所述存儲(chǔ)子單元還包括：第二存儲(chǔ)區(qū)1022，適于存儲(chǔ)與所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；

所述第一執(zhí)行子單元104包括：第一執(zhí)行模塊1041，適于更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021中存儲(chǔ)的信息，以及從所述第二存儲(chǔ)區(qū)1022中讀取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并返回。

在具體實(shí)施中，所述存儲(chǔ)子單元102還包括：第三存儲(chǔ)區(qū)1023，適于存儲(chǔ)預(yù)取的數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；

所述第一執(zhí)行子單元104包括：第一處理模塊1042以及第二執(zhí)行模塊1043，其中：

所述第一處理模塊1042適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021中未命中時(shí)，根據(jù)所述緩存塊的地址信息搜索所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中存儲(chǔ)的信息；根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中是否命中；

所述第二執(zhí)行模塊1043，適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

在具體實(shí)施中，所述第二執(zhí)行模塊1043包括：

第一執(zhí)行子模塊1043a，適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中命中時(shí)，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021及第二存儲(chǔ)區(qū)1022中存儲(chǔ)的信息，從所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回；按照預(yù)設(shè)順序從nvm中進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取，并將預(yù)取到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中；

第二執(zhí)行子模塊1043b，適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中未命中時(shí)，從所述nvm中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，以及更新所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中存儲(chǔ)的信息。

在具體實(shí)施中，所述第二執(zhí)行子模塊1043b適于當(dāng)所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021 的對(duì)應(yīng)位置處均已存儲(chǔ)相應(yīng)的信息時(shí)，采用如下步驟更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021：

根據(jù)所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021中各緩存塊的使用頻度信息，按照預(yù)先獲取到的替換算法，對(duì)所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021的緩存塊進(jìn)行替換，將在所述第三存儲(chǔ)區(qū)1023中命中的緩存塊的標(biāo)識(shí)信息以及對(duì)應(yīng)的使用頻度信息寫(xiě)入至被替換的位置。

在具體實(shí)施中，所述緩存塊的地址信息包括：所述緩存塊的標(biāo)識(shí)信息及地址索引信息。

由上述內(nèi)容可以看出，采用上述實(shí)施例中所述的模擬裝置進(jìn)行緩存性能評(píng)估時(shí)，可以計(jì)算得到待評(píng)估的緩存的各個(gè)配置參數(shù)對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)各個(gè)配置參數(shù)的平均訪存時(shí)間評(píng)估該緩存的性能，提高緩存性能評(píng)估的準(zhǔn)確性。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，參照?qǐng)D11，相對(duì)于圖10示出的模擬單元的實(shí)施例，所述存儲(chǔ)子單元102還包括：第四存儲(chǔ)區(qū)1024，適于存儲(chǔ)前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021中命中時(shí)所對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息；

所述模擬單元92還包括：第二處理子單元105及第二執(zhí)行子單元106。其中：

所述第二處理子單元105適于在所述根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)1021之前，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的緩存塊的地址信息搜索所述第四存儲(chǔ)區(qū)1024，判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)1024中是否命中；

所述第二執(zhí)行子單元106適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)1024中命中時(shí)，從所述第二存儲(chǔ)區(qū)1022中讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

相應(yīng)地，所述第一處理子單元103適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)1024中未命中時(shí)，搜索所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021，并根據(jù)搜索結(jié)果判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)1021中是否命中。

需要說(shuō)明的是，在具體實(shí)施中，所述模擬單元92可以存在多種結(jié)構(gòu)，并 不限于上述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)?？梢岳斫獾氖牵瞿M單元92的結(jié)構(gòu)不同，對(duì)平均訪存時(shí)間的影響也就不同。但無(wú)論所述模擬單元92的具體結(jié)構(gòu)如何，均不夠成對(duì)本發(fā)明的限制，且均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

為了使本領(lǐng)域人員更加清楚、直觀地理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，將不同模擬單元對(duì)平均訪存時(shí)間t的影響進(jìn)行了比對(duì)。

參照?qǐng)D10、11及12，以所述待評(píng)估的cache應(yīng)用在aes中，且被調(diào)整的參數(shù)為flash的延遲時(shí)間flashlatency為例，所述待評(píng)估的cache的配置參數(shù)為：cache容量＝1024byte，cache塊的大?。?2byte，cache的相聯(lián)度為全相聯(lián)，flash位寬＝32bit。曲線1為mcu直接從flash中讀取數(shù)據(jù)所需的平均訪存時(shí)間曲線，曲線2、3及4為mcu經(jīng)模擬單元獲取待訪問(wèn)數(shù)據(jù)所需的平均訪存時(shí)間曲線。其中，曲線2為模擬單元中設(shè)置第一執(zhí)行子模塊1043a，但未設(shè)置第四存儲(chǔ)區(qū)1024時(shí)，對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間曲線；曲線3為模擬單元中未設(shè)置第一執(zhí)行子模塊1043a、第一存儲(chǔ)區(qū)1021、第二存儲(chǔ)區(qū)1022及第三存儲(chǔ)區(qū)1023，僅設(shè)置有第四存儲(chǔ)區(qū)1024時(shí)，所對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間曲線；曲線4為模擬單元中同時(shí)設(shè)置有第一執(zhí)行子模塊1043a、第一存儲(chǔ)區(qū)1021、第二存儲(chǔ)區(qū)1022、第三存儲(chǔ)區(qū)1023及第四存儲(chǔ)區(qū)1024時(shí)，所對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間曲線。

從圖12中可以看出，在flash的延遲時(shí)間相同的情況下，曲線1對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間＜曲線2對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間＜曲線3對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間＜曲線4對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間。也就是說(shuō)，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例中的模擬單元可以減小mcu訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)所需的平均訪存時(shí)間，并且，調(diào)整模擬單元92的結(jié)構(gòu)，可以對(duì)平均訪存時(shí)間產(chǎn)生一定的影響，尤其第四存儲(chǔ)區(qū)1024的設(shè)置，使得mcu訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)所需的平均訪存時(shí)間最小。

由上述內(nèi)容可以看出，采用上述實(shí)施例中所述的模擬裝置進(jìn)行緩存性能評(píng)估時(shí)，可以計(jì)算得到待評(píng)估的緩存的各個(gè)配置參數(shù)所對(duì)應(yīng)的平均訪存時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)緩存的平均訪存時(shí)間評(píng)估該緩存的性能，提高緩存性能評(píng)估的準(zhǔn)確性。另外，相對(duì)于圖10中示出的緩存模擬裝置，可以有效減少第一存儲(chǔ)區(qū)及第二存儲(chǔ)區(qū)的讀取次數(shù)，降低緩存模擬的功耗。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括：rom、ram、磁盤(pán)或光盤(pán)等。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。