close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

отчет2

код для вставкиСкачать
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и вычислительной техники
Кафедра электронных вычислительных машин
Отчёт по лабораторной работе №2
по дисциплине "Микропроцессорные системы"
"ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ОРГАНИЗАЦИИ КЭШ-ПАМЯТИ"
Вариант 2
Выполнил студент группы ВМ-32 _____________/Ветошкин М.Н./
Проверил ________________/Томчук М.Н./
Киров 2012
Цель работы:
* изучение методов распределения кэш-памяти;
* изучение технической реализации способов обмена информацией при выполнении процедур обновления ОП и замещения кэш-памяти с точки зрения организации ОП и СОЗУ данных с расслоением, либо без расслоения обращений, а также организации системного интерфейса процессора;
* изучение методов, стратегий и алгоритмов обновления ОП;
* изучение методов, стратегий и алгоритмов замещения кэш-памяти;
* оценка использования рассматриваемых методов по времени выполнения процедур обновления ОП и замещения кэш-памяти.
Задание 1
Рис.1 - Структурная схема задания
Тип распределения кэш-памяти − прямое, то есть группа строк из ОП отображается на единственную строку в кэш-памяти. ФА имеет три поля a,b,c, на адресные входы памяти тегов и СОЗУ данных поступает только одно поле b регистра RgFА, принадлежность адреса тегу определяется одной схемой сравнения. Стратегия обновления ОП - регистровая обратная. При обновления ОП строка записывается в буфер FIFO, а в ОП переписывается параллельно с работой процессора после чтения из ОП необходимых данных. Флаг записи не используется.
Метод замещения кэш-памяти - для распределения кэш-памяти прямого типа кандидат на удаление однозначно определяется полем b ФА.
Принцип организации памяти - расслоение обращений к ОП и кэш-памяти. Запись и чтение между ОП и кэш-памятью производятся строками, чтение и запись операнда производится по порту А СОЗУ данных.
ГСА контроллера кэш-памяти:
Расчет быстродействия:
Акэш, чтение : Т = tкэш
Акэш, запись : Т = 2tкэш
Акэш & d=1 : Т = 3tкэш + tзп.озу + tчт.озу
Акэш & d=0 : Т = 2tкэш + tчт.озу
Задание 2
Рис. 3. Структурная схема задания
Рис. 4. Схема определения кандидата на удаление
Тип распределения кэш-памяти − частично-ассоциативное, кэш-память состоит из 4 модулей образующих группу строк, то есть группа строк из ОП отображается на 4 строки в кэш-памяти. На адресные входы модулей подается часть ФА как в прямом распределении, а поиск совпадений адресов ведется на схемах сравнения в каждой строке как в ассоциативном.
Стратегия обновления ОП - простая обратная. Сначала выполняется запись в кэш-память, а затем информация переносится в ОП. Метод замещения кэш-памяти − псевдо LRU стек. Схема выбора КНУ представляет собой конечный автомат, реализующий алгоритм псевдо LRU стека, также при записи в этот автомат загружаются новые состояния.
Принцип организации памяти - ОП и кэш-память без расслоения обращений.
ГСА контроллера кэш-памяти:
Расчет быстродействия:
Акэш, чтение : Т = tкэш
Акэш, запись : Т = 2tкэш
Акэш & d=1111 : Т = 11tкэш + 4tзп.озу + 4tчт.озу
Акэш & d≠1111 : Т = 7tкэш + 4tчт.озу
Задание 3
Рис.4 - Структурная схема задания
Тип распределения кэш-памяти − прямое, то есть группа строк из ОП отражается на единственную строку в кэш-памяти. ФА имеет три поля a,b,c, на адресные входы памяти тегов и СОЗУ данных поступает только одно поле b регистра RgFА, принадлежность адреса тегу определяется одной схемой сравнения. Стратегия обновления ОП - сквозная запись. Запись выполняется сразу в кэш-память и в ОП. Метод замещения кэш-памяти - для распределения кэш-памяти прямого типа кандидат на удаление однозначно определяется полем b ФА.
Принцип организации памяти - расслоение обращений к ОП и кэш-памяти. Запись и чтение между ОП и кэш-памятью производятся строками, чтение и запись операнда производится по порту А СОЗУ данных.
ГСА контроллера кэш-памяти:
Расчет быстродействия:
Акэш, чтение : Т = tкэш
Акэш, запись : Т = 2tкэш + tзп.озу
Акэш, чтение : Т = 3tкэш + tчт.озу
Акэш, запись : Т = 3tкэш + tчт.озу + tзп.озу
Задание 4
Рис.6 - Структурная схема задания
Тип распределения кэш-памяти − полностью ассоциативное. Строка в СОЗУ данных однозначно определяется полем b строки в памяти тегов, ФА разделен на два поля, определение существования строки в кэш-памяти осуществляется ассоциативным поиском в памяти тегов.
Стратегия обновления ОП - флаговая обратная. При изменении данных в СОЗУ данных устанавливается флаг записи и в ОП переписываются только строки с флагом установленным в единицу. Буфер FIFO не используется. Метод замещения кэш-памяти - по биту неиспользования. Схема выбора КНУ представляет собой память, в которой хранятся биты неиспользования, устанавливаемые при записи и чтении и сбрасываемые когда все биты установлены в "1".
Принцип организации памяти - расслоение обращений к ОП. При записи в ОП сначала последовательно записываются 4 слова в регистр RgDIO, затем содержимое RgDIO переписывается в ОП, при чтении из ОП сначала строка записывается в RgDIO, а затем последовательно из RgDIO в СОЗУ данных.
ГСА контроллера кэш-памяти:
Расчет быстродействия:
Акэш : Т= 2tкэш
Акэш, d&w=0 : Т = 7tкэш + tчт.озу
Акэш, d&w=1 : Т = 11tкэш + tчт.озу + tзп.озу
Вывод:
В ходе лабораторной работы были исследованы различные методы распределения кэш-памяти, методы, стратегии и алгоритмы замещения кэш-памяти, методы обновления ОП и варианты организации расслоения обращений.
Произведены оценочные расчеты быстродействия кэш-памяти. Расчеты показывают, что время обращения к кэш-памяти практически одинаково для всех структур, если Акэш. Если же Акэш, то наибольшая эффективность достигается при расслоении обращений к ОП и кэш-памяти, и использовании регистровой обратной записи для обновления ОП. Стратегии замещения усложняют алгоритм работы контроллера но уменьшают количество промахов при обращении к кэш-памяти.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
38
Размер файла
1 005 Кб
Теги
отчет2, практика
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа