本發(fā)明涉及緩存設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緩存的模擬方法及裝置。

背景技術(shù)：

嵌入式片上系統(tǒng)(systemonchip，soc)中，一般采用eeprom或閃存(flash)等非易失性存儲(chǔ)器(non-volatilememory，nvm)作為存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)器。微處理器(mcu)通過讀取nvm中的指令并執(zhí)行，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行等功能。

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。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，解決這一技術(shù)問題的主流方案是采用指令緩存(instructioncache，簡稱cache)。通過在cache內(nèi)存儲(chǔ)mcu頻繁訪問的數(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，則將對應(yīng)的指令返回mcu，否則mcu從nvm中獲取對應(yīng)的指令。

由于cache的讀取速度比nvm快得多，因此，當(dāng)訪問的數(shù)據(jù)在cache中找到，即命中時(shí)，mcu可以直接從cache中讀取對應(yīng)的數(shù)據(jù)，而無需訪問速度較慢的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，通常需要對所設(shè)計(jì)的緩存進(jìn)行模擬，用于評估不同的結(jié)構(gòu)和參數(shù)對最終cache性能的影響。

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

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是利用現(xiàn)有緩存的模擬方法進(jìn)行cache性能評估的準(zhǔn)確性較低。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種緩存的模擬方法，所述方法包括：

當(dāng)接收到訪問緩存請求時(shí)，從所述訪問緩存請求中提取待訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址；當(dāng)獲取到待模擬的緩存的配置參數(shù)時(shí)，對所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，所述待模擬的緩存的配置參數(shù)適于基于所述待模擬的緩存的應(yīng)用需求進(jìn)行配置；根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(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)信息以及對應(yīng)的使用頻度信息寫入至被替換的位置。

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，所述待模擬的緩存的配置參數(shù)包括：所述待模擬的緩存的特征參數(shù)以及影響所述待模擬的緩存性能的系統(tǒng)參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種緩存的模擬裝置，所述裝置包括：

提取單元，適于當(dāng)接收到訪問緩存請求時(shí)，從所述訪問緩存請求中提取待訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址；地址劃分單元，適于當(dāng)獲取到待模擬的緩存的配 置參數(shù)時(shí)，對所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，所述待模擬的緩存的配置參數(shù)適于基于所述待模擬的緩存的應(yīng)用需求進(jìn)行配置；存儲(chǔ)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；第一處理單元，適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索所述第一存儲(chǔ)區(qū)；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)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)地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)；

所述第一執(zhí)行單元包括：第一執(zhí)行子單元，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)中讀取對應(yīng)數(shù)據(jù)并返回。

可選地，所述存儲(chǔ)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)及對應(yīng)的緩存塊的地址信息；

所述第一執(zhí)行單元包括：第一處理子單元以及第二執(zhí)行子單元，所述第一處理子單元適于當(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)行子單元，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)行子單元包括：

第一執(zhí)行模塊，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)行模塊適于當(dāng)所述第一存儲(chǔ)區(qū)的對應(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)信息以及對應(yīng)的使用頻度信息寫入至被替換的位置。

可選地，所述存儲(chǔ)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)所對應(yīng)的緩存塊的地址信息；

所述裝置還包括：第二處理單元及第二執(zhí)行單元，其中：

所述第二處理單元，適于在所述根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(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)中讀取對應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回；所述第一處理單元適于當(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，所述待模擬的緩存的配置參數(shù)包括：所述待模擬的緩存的特征參數(shù)以及影響所述待模擬的緩存性能的系統(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：

在獲取到待模擬的緩存的配置參數(shù)時(shí)，通過對訪問緩存請求中待訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，進(jìn)而可以根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息搜索第一存儲(chǔ)區(qū)，最終根據(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。采用上述模擬方法進(jìn)行緩存性能評估時(shí)，可以計(jì)算得到所模擬的各個(gè)緩存的平均訪存時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)緩存的平均訪存時(shí)間評估該緩存的性能。相對于緩存的命中率，緩存的平均訪存時(shí)間更能反映緩存的真實(shí)加速效果，因此利用上述緩存模擬方法進(jìn)行緩存性能評估的準(zhǔn)確性也就更高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種緩存模擬方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中一種緩存模擬過程的原理示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中一種緩存模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中另一種緩存模擬方法流程圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中另一種緩存模擬過程的原理示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中另一種緩存模擬裝置的結(jié)構(gòu)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)用場景各種各樣，各種應(yīng)用場景的特點(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)者需要考慮的問題。因此，在嵌入式soc的cache設(shè)計(jì)中，通常需要對所設(shè)計(jì)的cache進(jìn)行模擬，用于評估不同的應(yīng)用需求下，各種結(jié)構(gòu)和參數(shù)對最終cache加速效果的影響。

然而，在利用現(xiàn)有的cache模擬方法進(jìn)行cache性能評估時(shí)，根據(jù)模擬過程僅能得到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性能評估的準(zhǔn)確性較低。

針對上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種緩存的模擬方法，所述方法可以在獲取到待模擬的緩存的配置參數(shù)時(shí)，通過對訪問緩存請求中待訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，進(jìn)而可以根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息搜索第一存儲(chǔ)區(qū)，最終根據(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。采用上述模擬方法進(jìn)行緩存性能評估時(shí)，可以計(jì)算得到所模擬的各個(gè)緩存的平均訪存時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)緩存的平均訪存時(shí)間評估該緩存的性能。相對于緩存的命中率，緩存的平均訪存時(shí)間更能反映緩存的真實(shí)加速效果，因此利用上述緩存模擬方法進(jìn)行緩存性能評估的準(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)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

參照圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種緩存的模擬方法，所述方法可以包括如下步驟：

步驟101，判斷是否接收到訪問緩存請求。

在設(shè)置有cache的嵌入式soc中，mcu在訪問相應(yīng)的數(shù)據(jù)時(shí)，向cache發(fā)送相應(yīng)的訪問緩存請求，由cache根據(jù)所述訪問緩存請求獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，再將所獲取到的數(shù)據(jù)返回至mcu。因此，在模擬緩存的工作流程時(shí)，通常先要接收到mcu的訪問緩存請求。

當(dāng)接收到所述訪問緩存請求時(shí)，執(zhí)行步驟102，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟101。

步驟102，從所述訪問緩存請求中提取待訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。

在具體實(shí)施中，所述訪問緩存請求中通常包含待訪問數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。其中，所述存儲(chǔ)地址為所述待訪問的數(shù)據(jù)在nvm中的存儲(chǔ)地址。

步驟103，獲取待模擬的緩存的配置參數(shù)。

在具體實(shí)施中，所述配置參數(shù)既包含所述待模擬的cache的特征參數(shù)，又包含可以影響所述待模擬的cache性能的系統(tǒng)參數(shù)。其中，所述待模擬的cache的特征參數(shù)可以包括：所述待模擬的cache的容量、cache塊的大小，cache相聯(lián)度以及替換算法等參數(shù)。影響所述待模擬的cache性能的系統(tǒng)參數(shù)可以包括：nvm、cache及mcu三者的讀取時(shí)間、讀取功耗及數(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)中可以僅包含一個(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)適于基于所述待模擬的cache的應(yīng)用需求進(jìn)行配置。也就是說，所獲取到的配置參數(shù)與所述待模擬的cache的應(yīng)用需求相對應(yīng)。所述待模擬的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)所述待模擬的cache應(yīng)用在aes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)所述待模擬的cache應(yīng)用在dhrystone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。

在具體實(shí)施中，所述配置參數(shù)的參數(shù)可以通過多種方式進(jìn)行獲取，比如，所述配置參數(shù)可以是用戶輸入的，也可以是通過訪問其它存儲(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)用需求相對應(yīng)即可。

步驟104，對所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對應(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，所述待模擬的緩存也設(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)地址對應(yīng)一緩存塊。所述存儲(chǔ)地址通常為所對應(yīng)的緩存塊的起始地址信息。

在具體實(shí)施中，對所述存儲(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)地址在所述對應(yīng)的cache塊中的偏移信息。

步驟105，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(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，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106，否則執(zhí)行步驟107。

步驟106，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)信息相對應(yīng)。執(zhí)行步驟105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105的判斷結(jié)果，將所述第二存儲(chǔ)區(qū)中對應(yīng)的數(shù)據(jù)返回至mcu，進(jìn)一步 縮短緩存的模擬時(shí)間。

需要說明的是，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107，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)對應(yīng)位置上的數(shù)據(jù)及所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的cache塊的標(biāo)識(shí)信息。將所述存儲(chǔ)地址對應(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)可以僅為一個(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108，否則執(zhí)行步驟109。

步驟108，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)所對應(yīng)的cache塊的標(biāo)識(shí)信息以及對應(yīng)的使用頻度信息寫入至該位置。

若所述第一存儲(chǔ)區(qū)所有組中對應(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)信息以及對應(yīng)的使用頻度信息寫入至被替換的位置。

需要說明的是，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，即通過數(shù)據(jù)預(yù)取更新所述第三存儲(chǔ)區(qū)。

需要說明的是，在具體實(shí)施中，所述預(yù)設(shè)順序作為待模擬cache的一配置參數(shù)，可以在對所述待模擬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：在所訪問存儲(chǔ)地址上加1。

步驟109，從所述nvm中讀取對應(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)寫入至所述第三存儲(chǔ)區(qū)。將從nvm中讀取的數(shù)據(jù)寫入至所述第三存儲(chǔ)區(qū)可以縮短緩存模擬的時(shí)間。

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，對上述緩存模擬過程的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖2所示，以所述待模擬緩存的相聯(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)信息對應(yīng)。

接收到mcu發(fā)送的訪問緩存請求后，提取所述訪問緩存請求中的存儲(chǔ)地址addr。接著，對所述存儲(chǔ)地址addr進(jìn)行劃分，分別獲得對應(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，由于可以基于待模擬緩存的應(yīng)用需求配置其配置參數(shù)，進(jìn)而可以對具有不同配置參數(shù)的緩存進(jìn)行模擬，通用性更好。另外，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)反映了待模擬緩存的真實(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)。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，以下對上述緩存的模擬方法對應(yīng)的裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。

參照圖3，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種緩存的模擬裝置。所述裝置可以包括：提取單元31，地址劃分單元32，存儲(chǔ)單元，第一處理單元33及第一執(zhí)行單元34。其中：

所述提取單元31適于當(dāng)接收到訪問緩存請求時(shí)，從所述訪問緩存請求中提取待訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址

所述地址劃分單元32，適于當(dāng)獲取到待模擬的緩存的配置參數(shù)時(shí)，對所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，所述待模擬的緩存的配置參數(shù)適于基于所述待模擬的緩存的應(yīng)用需求進(jìn)行配置；

所述存儲(chǔ)單元，包括第一存儲(chǔ)區(qū)351，適于存儲(chǔ)存儲(chǔ)地址的標(biāo)識(shí)信息以及對應(yīng)的使用頻度信息，所述第一存儲(chǔ)區(qū)351所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址的使用頻度均大于預(yù)設(shè)頻度；

第一處理單元33，適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索所述第一存儲(chǔ)區(qū)；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)行單元34，適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)351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。所述待模擬的緩存的配置參數(shù)包括：所述待模擬的緩存的特征參數(shù)以及影響所述待模擬的緩存性能的系統(tǒng)參數(shù)。

在具體實(shí)施中，所述存儲(chǔ)單元還包括：第二存儲(chǔ)區(qū)352。所述第二存儲(chǔ)區(qū)352適于存儲(chǔ)與所述第一存儲(chǔ)區(qū)351所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)。所述第一執(zhí)行單元34包括：第一執(zhí)行子單元341，適于更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)351中存儲(chǔ)的信息，以及從所述第二存儲(chǔ)區(qū)352中讀取對應(yīng)數(shù)據(jù)并返回。

在具體實(shí)施中，所述存儲(chǔ)單元還可以包括：第三存儲(chǔ)區(qū)353，適于存儲(chǔ)預(yù)取的數(shù)據(jù)及對應(yīng)的緩存塊的地址信息。

相應(yīng)地，所述第一執(zhí)行單元34包括：第一處理子單元342以及第二執(zhí)行子單元343，所述第一處理子單元342適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)351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)353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)353中是否命中。述第二執(zhí)行子單元343，適于根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)353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)行子單元343包括：第一執(zhí)行模塊3431及第二執(zhí)行模塊3432。其中：

所述第一執(zhí)行模塊3431，適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)353中命中時(shí)，更新所述第一存儲(chǔ)區(qū)351及第二存儲(chǔ)區(qū)352中存儲(chǔ)的信息，從所述第三存儲(chǔ)區(qū)353中讀取對應(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)353中。

所述第二執(zhí)行模塊3432，適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第三存儲(chǔ)區(qū)353中未命中時(shí)，從所述nvm中讀取對應(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，所述第二執(zhí)行模塊3432適于當(dāng)所述第一存儲(chǔ)區(qū)351的對應(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)351：根據(jù)所述第一存儲(chǔ)區(qū)351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，對所述第一存儲(chǔ)區(qū)351的緩存塊進(jìn)行替換，將在所述第三存儲(chǔ)區(qū)353中命中的緩存塊的標(biāo)識(shí)信息以及對應(yīng)的使用頻度信息寫入至被替換的位置。

由上述內(nèi)容可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中所述緩存的模擬裝置，提取單元31可以在接收到訪問緩存請求時(shí)，從所述訪問緩存請求中提取待訪問數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，進(jìn)而由所述地址劃分單元32在獲取到待模擬的緩存的配置參數(shù)時(shí)對所述地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，從而所述第一處理單元33可以根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，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，最終由第一執(zhí)行單元34根據(jù)所述存儲(chǔ)地址在所述第一存儲(chǔ)區(qū)351中是否命中的判斷結(jié)果，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。采用上述模擬裝置進(jìn)行緩存性能評估時(shí)，可以計(jì)算得到所模擬的各個(gè)緩存的平均訪存時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)緩存的平均訪存時(shí)間評估該緩存的性能，提高緩存性能評估的準(zhǔn)確性。

參照圖4，本發(fā)明的另一實(shí)施例還提供了一種緩存的模擬方法。所述方法可以包括如下步驟：

步驟401，判斷是否接收到訪問緩存請求。

當(dāng)接收到所述訪問緩存請求時(shí)，執(zhí)行步驟402，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟401。

步驟402，從所述訪問緩存請求中提取待訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。

步驟403，獲取待模擬的緩存的配置參數(shù)。

步驟404，對所述存儲(chǔ)地址進(jìn)行劃分，獲得所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息。

需要說明的是，在具體實(shí)施中，步驟401～404可以分別參照上述對步驟101～104的描述進(jìn)行實(shí)施，此處不再贅述。

步驟405，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(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)對應(yīng)的cache塊的地址信息，并將其與所述存儲(chǔ)地址對應(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406，否則執(zhí)行步驟407。

步驟406，從所述第二存儲(chǔ)區(qū)中讀取對應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

由于mcu訪問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)中讀取對應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回，可以進(jìn)一步縮短緩存的模擬時(shí)間。

步驟407，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(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408，否則執(zhí)行步驟409。

步驟408，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)中讀取對應(yīng)數(shù)據(jù)并返回。

需要說明的是，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409，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410，否則執(zhí)行步驟411。

步驟410，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)中讀取對應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

需要說明的是，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411，從所述nvm中讀取對應(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。

需要說明的是，在具體實(shí)施中，可以分別參照上述對步驟關(guān)于步驟105～109的描述實(shí)施步驟407～411，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5，對上述緩存模擬過程的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖5所示，以所述待模擬緩存的相聯(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)信息對應(yīng)。

接收到mcu發(fā)送的訪問緩存請求后，提取所述訪問緩存請求中的存儲(chǔ)地址addr。接著，對所述存儲(chǔ)地址addr進(jìn)行劃分，分別獲得對應(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，通過設(shè)置第四存儲(chǔ)區(qū)，在對訪問緩存請求中的存儲(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)，降低緩存模擬的功耗。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)算出待模擬緩存的平均訪存時(shí)間，該指標(biāo)反映了待模擬緩存的真實(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)。

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，以下對上述緩存的模擬方法對應(yīng)的裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。

參照圖6，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種緩存的模擬裝置。相對于圖3示出的裝置，所述存儲(chǔ)單元還包括：第四存儲(chǔ)區(qū)354，適于存儲(chǔ)前一次在所述第一存儲(chǔ)區(qū)中命中時(shí)所對應(yīng)的緩存塊的地址信息。

此時(shí)，所述裝置還包括：第二處理單元36及第二執(zhí)行單元37。其中：

所述第二處理單元36，適于在所述根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)351之前，根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息搜索所述第四存儲(chǔ)區(qū)354，判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)354中是否命中；

所述第二執(zhí)行單元37，適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)354中命中時(shí)，從所述第四存儲(chǔ)區(qū)354中讀取對應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回。

所述第一處理單元33適于當(dāng)所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)354中未命中時(shí)，搜索所述第一存儲(chǔ)區(qū)351，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)351中是否命中。

由上述內(nèi)容可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中所述緩存的模擬裝置，通過設(shè)置第四存儲(chǔ)區(qū)354，進(jìn)而可以在所述第一處理單元33根據(jù)所述存儲(chǔ)地址對應(yīng)的緩存塊的地址信息，搜索第一存儲(chǔ)區(qū)351之前，先由第二處理單元36判斷所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)354中是否命中，進(jìn)而再由所述第一處理單元在所述存儲(chǔ)地址在所述第四存儲(chǔ)區(qū)354中未命中時(shí)，搜索所述第一存儲(chǔ)區(qū)351， 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)351中是否命中，可以有效縮短緩存的模擬時(shí)間。采用上述模擬裝置進(jìn)行緩存性能評估時(shí)，可以計(jì)算得到所模擬的各個(gè)緩存的平均訪存時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)緩存的平均訪存時(shí)間評估該緩存的性能，提高緩存性能評估的準(zhǔn)確性。另外，相對于圖3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程序來指令相關(guān)的硬件來完成，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、磁盤或光盤等。

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)。