[发明专利]高速缓冲存储器系统中的地址转换和数据预取

说明书

背景技术

片上系统(SoC)通常包括诸如中央处理单元(CPU)和内核之类的一个或多个处理设备、以及一个或多个存储器和诸如总线之类的一个或多个互连。处理设备可以发出数据存取请求以从系统存储器读取数据或者将数据写入系统存储器。例如，响应于读取存取请求，从系统存储器中取回数据，并经由一个或多个互连将其提供给请求设备。在请求发出的时间和请求的数据到达请求设备之间的时间延迟通常称为“延时”。内核和其他处理设备对存取系统存储器中的数据进行竞争，并经历不同量的延时。

高速缓冲是可以用来减少延时的技术。被预测为将受到频繁或者高优先级存取的数据可以被存储在高速缓冲存储器中，与从系统存储器提供的延时相比，从高速缓冲存储器提供数据可以具有更低的延时。由于通常采用的高速缓冲方法在本质上是预测性的，因此如果请求的数据可以从高速缓冲存储器中取回，则存取请求可以使得高速缓冲命中，或者如果请求的数据不能从高速缓冲存储器中取回，则使得高速缓冲未命中。如果发生高速缓冲未命中，则必须以延时增加为代价，从系统存储器而不是高速缓冲中取回数据。可以从高速缓冲存储器而不是系统存储器提供的请求越多，则系统总体执行的速度就越快。

虽然高速缓冲通常用于减少延时，但在过于频繁的请求的数据无法从高速缓冲存储器中取回的情况下，高速缓冲有可能增加延时。已知显示系统容易由于延时而发生故障。“下溢”更多指的是数据到达显示系统的速度太慢以至于无法以预期的方式填充显示器的故障。

尝试缓解显示系统中的上述问题的一种已知解决方案是增加显示器和相机系统内核中的缓冲存储器的尺寸。这种解决方案是以增加芯片面积为代价的。尝试缓解这种问题的另一种已知解决方案是采用更快的存储器。该解决方案以包括更大的芯片面积和功耗为代价。

发明内容

公开了用于减少包括系统存储器和高速缓冲存储器的系统中的延时的系统、方法和计算机程序。

在一种示例性方法中，识别请求的数据的预取命令是从请求者设备接收的。响应于该预取命令，将请求的数据从系统存储器预取到高速缓冲存储器中。随后，接收与预取命令相对应的数据存取请求，以及响应于该数据存取请求，将数据从高速缓冲存储器提供给请求者设备。数据预取之前可以是地址转换的预取。

一种示例性系统包括处理器系统、系统存储器和高速缓冲存储器。该处理器系统被配置有：用于从请求者设备接收预取命令的逻辑单元，所述预取命令识别请求的数据。该处理器系统还被配置有：用于响应于预取命令，将请求的数据从系统存储器预取到高速缓冲存储器中的逻辑单元。该处理器系统还被配置有：用于通过将数据从高速缓冲存储器提供给请求者设备，来对与预取命令相对应的数据存取请求进行响应。数据预取之前可以是地址转换的预取。

一种示例性计算机程序包括体现在非暂时性存储介质中的计算机可执行逻辑单元。所述逻辑单元由处理器的执行配置该处理器执行以下操作：从请求者设备接收预取命令，所述预取命令识别请求的数据；响应于预取命令，将请求的数据从系统存储器预取到高速缓冲存储器中；以及通过将请求的数据从高速缓冲存储器提供给请求者设备，来对与预取命令相对应的数据存取请求进行响应。数据预取之前可以是地址转换的预取。

附图说明

在附图中，除非另有指示，否则类似的附图标记贯穿各个视图表示类似的部分。对于诸如“102A”或“102B”之类的利用字母字符标志的附图标记，字母字符标志可以区分出现在相同附图中的两个类似的部分或元素。当附图标记旨在涵盖在全部附图中具有相同附图标记的全部部分时，用于附图标记的字母字符标志可以省略。

图1是根据一种示例性实施例的具有减少的延时的处理系统的框图。

图2是示出根据一种示例性实施例的用于减少处理系统中的延时的示例性方法的流图。

图3是示出根据一种示例性实施例的用于减少处理系统中的延时的示例性方法的另一种流图。

图4是根据一种示例性实施例的具有一个或多个处理系统的便携式计算设备的框图。

具体实施方式

本文中使用“示例性”一词意指“用作示例、实例或说明”。本文被描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优选的或比其他方面更具优势的。