基于频率时效感知的混合内存写冷热页面调度

为了提高相变存储器和DRAM所组成混合内存中PCM的耐久性,减少页面在PCM上的写操作,通过一个新公式结合写访问频率的统计和最近写访问间隔对页面写冷热的影响,计算频率时效的写权值,并根据最近写频率和计算的频率时效权值来进行混合内存页面冷热页的调度。通过仿真分析比较,这种方法可以减少PCM页面的写次数。     

改进的偏向写调度的混合内存缓冲区调度策略

提出一种新的相变存储器(PCM)和DRAM混合内存偏向写调度缓冲区页面调度策略(FWLRU)。该策略根据PCM和DRAM在读上区别不大,所以只进行"写"热页调度进入DRAM,而不专门进行"读"热页的调度,同时在PCM和DRAM的页面置换时,不淘汰页面,采取互换的原则,以增加页面的命中率和减少PCM的写。实验结果表明,该策略能有效提高页面的命中率和减少PCM的写。     

视频快速页面质量检测系统

研制了一种适用于装订、折页、配页环节中使用的页面质量检测系统.该系统把标准制式摄像头外置,采用高速数字信号处理器(digital signal processor,DSP)采集和处理图像,硬件集成了同步动态随机存储器(synchronous dynamic random access memory,SDRAM)、闪存存储器(Flash memory)、串口通信、视频解码和外部信号服务电路,可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)作为电路系统的逻辑控制部分.页面质量检测算法采用灰度相关法和灰度平均法相互配合处理图像,改善系统检测速度和检测适用范围.实验结果表明,该页面质量检测系统的平均检测准确率高于99%.     

基于DDR2 SDRAM的短周期存储方法

为了实现某高速实时系统中的大量数据存储需求,提出了一种基于双倍速率同步动态随机存储器的短周期存储方法.概述了双倍速率同步动态随机存储器控制器的读、写操作基本原理.为了解决数据持续性交替读入和写出存储器且存取顺序不一致的实际问题,设计了一种短周期存储方法.按照数据存取方式的不同可分为单次突发和多次突发2种模式,其中少行多列的存储结构可使多次突发模式下短周期读写速度进一步提高.对基于双倍速率同步动态随机存储器的短周期存储方法进行了性能分析和功能仿真,结果表明,多次突发模式下的短周期存储方法可以少量的现场可编程门阵列片上存储资源和较高的数据读写速率实现存储需求.     

同步动态随机访问存储器控制器的设计

该文根据航拍图像处理系统的特殊要求,针对同步动态随机访问存储器的特性,设计了基于Nios II的同步动态随机访问存储器控制器,并将其应用于图像处理系统中,实现了对千万象素的电荷耦合相机的航拍图像数据进行缓存的功能。通过对存储器内缓存的图像数据进行滤波去噪以及格式转换,可得到清晰的实时视频图像。     

内存数据库故障恢复策略研究

内存数据库存在于易失性内存中,数据较易丢失,故障恢复部件至关重要。考虑系统环境限制,设计了一种利用日志与影子页面技术相结合的系统恢复模型,讨论了日志协议、模糊检查点策略、重装算法、恢复技术等模块的实现方法。该方法无需额外硬件的支持,日志记录数量少,检查点与事务处理并发执行,重装和恢复过程快速,极大地提高了内存数据库的恢复效率。     

基于内存总线的高性能I/O接口设计

提出了将内存总线扩展为面向系统外部设备互连的局部总线的设计概念.为计算机系统增加了一个高性能的I/O接口总线,提高了主机与外部设备间数据传输的性能,增强了计算机作为事务处理主体的能力.通过对内存总线和内存控制器关键技术的分析,给出了基于SDRAM内存总线的内存目标接口(MTI)设计,在功能和逻辑上实现了内存总线和局部总线间的桥接,为基于内存总线的应用设计提供了一种功能完备的接口部件.     

多端口存储器控制器IP核的研究

为了提高SoC系统中主设备访问外部存储器的访问带宽,设计了基于AHB总线的多端口存储器控制器IP核,并提出了基于提前仲裁和请求等待优先的仲裁策略．IP核中的多个主设备通过多个端口请求访问外部存储器,仲裁器在当前总线读/写操作完成前的提前仲裁时刻裁决出具有最高优先访问权的端口并对访问请求未获允许的端口设置请求等待时间,当提前仲裁时刻再次到达时,优先裁决等待时间到的端口．仿真和硬件验证结果表明,IP核的存储器访问带宽约为532MB/s,最高总线利用率约为90％．     

延长相变存储器寿命的写操作Cache及其调度策略

相变存储器具有可扩展性好、单元尺寸小、静态功耗低等优点,是替代DRAM做主存的候选器件之一,但其可重复写入的次数有限。提出了一种基于DRAM写操作Cache的相变存储器主存结构,包括存储器控制器、读/写操作数据通路和标志域查找等。同时还提出了相应的调度策略,包括整体的读写调度以及基于写操作频率的替换策略等。仿真结果显示,所提出的方法可将相变存储器的寿命平均延长50%以上,同时使平均仿存延迟降低35%以上。     

SQL-DFS:一种基于HDFS的海量小文件存储系统

针对Hadoop分布式文件系统( Hadoop distributed file system,HDFS)进行小文件存储时NameNode内存占用率高的问题,通过分析HDFS基础架构,提出了基于元数据存储集群的SQL-DFS文件系统. 通过在NameNode中加入小文件处理模块实现了小文件元数据由NameNode内存到元数据存储集群的迁移,借助关系数据库集群实现了小文件元数据的快速读写,并对小文件读取过程进行优化,减少了文件客户端对NameNode的请求次数;通过将部分DataNode文件块的校验工作交由元数据存储集群完成,进一步降低了NameNode节点的负载压力. 最终通过搭建HDFS和SQL-DFS实验平台,对HDFS和SQL-DFS 2种架构进行了小文件读写的对比测试,实验结果表明:SQL-DFS在文件平均耗时( file average cost,FAC)和内存占用率方面均明显优于原HDFS架构,具有更好的小文件存储能力,可用于海量小文件的存储.     

基于内存页面动态合并的旁路转换缓冲器设计

针对内存管理中虚拟页面和物理页面连续分配的特性,提出可对相邻页面进行动态合并的旁路转换缓冲器（TLB）设计方法.该方法的核心思想是在处理器运行过程中,通过对相邻页面的递归合并,动态扩展单个TLB表项的地址映射范围,提高TLB表项的利用率并降低TLB缺失率.在两级TLB架构中,提出基于快速uTLB（fuTLB）和影子uTLB（suTLB）动态切换的新型uTLB结构,作为两级TLB架构的一级缓存,为页面动态合并提供现场和载体,页面合并过程对软件透明.基于Mibench测试基准的实验结果表明,与filter-TLB架构相比,该页面动态合并方法可以平均降低TLB缺失率达27%.     

Small-Scale CMOS Pseudo SRAM Module Design

An approach to design small scale CMOS static random access memory (SRAM) is proposed. The design of address decoder, memory cell, and the layout are included. This approach adopts flip-flop array structure.The flip-flops are used as the storage cells and they are stacked to form the whole SRAM module. The word select bit is generated from the address decoder. And one word at a time is selected for reading or writing. The design of the memory core‘s layout is also discussed since it should be optimized to save area and also should be convenient for realization. It‘s a full-custom layout. The address decoder is composed of combinational logic circuit and its layout is also designed as a full-custom layout. With all these modules, the integral structure of the SRAM is cartied out.     

面向数据密集型应用的细粒度内存管理方案

提出并实现了一种细粒度内存管理方案.该方案以用户数据对象为粒度对内存进行管理,当需要将部分内存数据换出以获得空闲内存空间时,不再像传统操作系统以页为单位换出,而是将多个冷数据对象换出到底层存储设备中,最大限度地保证了被换出的数据近期内不会再次被访问,从而有效减少了额外的I/O开销.测试结果表明,本方案与操作系统页交换机制相比,系统响应速度平均提高了37.5％.     

HTML页面中的文献记录分析算法

为了使出版机构能够及时从大量网页中发现所需文献,需要设计能够从超文本标记语言页面中自动提取文献信息的算法.为此,设计了基于条件随机场的文献记录分析算法:首先,设计了文档对象树的分割算法,通过分割标记将页面数据分成独立的部分,这些数据块由标签和文本序列构成;随后,将该序列作为条件随机场模型的特征向量,建立文献信息标记模型;最后,设计启发式算法,从标记模型中提取文献信息数据,并通过实验验证了其有效性.     

近阈值非预充静态随机存储器

为了降低静态随机存储器在处理声音和视频数据时的功耗,提出一款新型的非预充单元．相比常规6管和8管单元,其读操作消除了预充机制,抑制了无效的翻转,因此功耗得到显著优化．本单元通过多阈值技术,在保证低电压区域读噪声容限的同时也加强了数据读出的能力．而且通过引入切断反馈环的机制,有效地提升了单元写能力．此外,在存储阵列中应用半斯密特反相器,大幅地提升了静态随机存储器读操作的性能．基于SMIC 130nm工艺,分别实现容量为6kbit的非预充和常规8管静态随机存储器测试芯片．测试和仿真数据表明,这种新型存储器相比常规8管存储器在功耗的抑制上具有显著优势,可以作为低功耗应用的良好选择．     

实时交互进程的并发检查点技术

提出了一种并发检查点技术,允许进程在设置检查点的同时尽可能保持继续执行.在拷贝进程地址空间(设置检查点的步骤之一)的同时,阻塞页面写操作并拷贝该原始页面到指定缓冲区,达到不需要在拷贝进程空间的同时停止该被设置检查点进程,最后结合缓冲区中拷贝页面,得到具有一致性的进程状态的映像文件.实验结果表明,可以减少20%～70%被...     

Memory-extended architecture based on the SSD and DRAM

The data-intensive applications of Big Data era are eager to boost system performance through large capacity of memory. However, the use of the large DRAM is restricted by its high power consumption and price per bit. Flash as an existing technology of Non-Volatile Memory, it has some advantages of large capacity, low price and low power consumption. Therefore, we propose an extended memory architecture which expands the RAM with the SSD. The large extended memory is managed at an application object granularity to boost the efficiency of accessing data on the SSD. To reduce the waste of physical memory because of the object granularity, it provides a flexible memory partition and multi-mapping strategy to manage the physical memory by micro-pages. We implement a runtime library to provide several interfaces for applications to access the large memory transparently. Experimental results with several data-intensive workloads show that this method can provide up to 3.3 times performance improvement over the one that uses the SSD as the system swap device which works at the page level.     

基于虚拟机监控器的类蜜罐实时内存取证

为了解决传统的基于“镜像-分析”的内存取证技术面临的提取内存镜像时间过长及无法有效截获瞬时性内存攻击的问题,提出类蜜罐的实时内存取证方法（RTMF）.利用虚拟机监控器针对性地提取内存片段,对提取的数据进行语义重构,以获得操作系统级语义信息.利用扩展页表机制设置关键内存页面的访问权限,将这些内存页面作为蜜罐;针对蜜罐的违规访问会触发扩展页表故障而陷入虚拟机监控器,实时拦截攻击.结果表明,在发现内存攻击后,RTMF既可记录攻击者对内存的修改历史,又可对攻击者追踪溯源.经微基准测试,该方法引入的性能开销在可接受的范围内.