[发明专利]基于Zynq‑7000的PCMFMC扩展板及其工作方法

权利要求书

1.一种基于Zynq-7000的PCM FMC扩展板，其特征是，包括彼此连接的基于Zynq-7000的Zedboard开发板和PCM FMC扩展板，

所述PCM FMC扩展板是FMC板卡上内置了若干片PCM，其中一部分PCM采用SPI串行接口连接到FMC接口上，用于进行PTL开发，进行多片管理，另外一部分PCM采用并行接口连接到FMC接口上，用于作为DRAM实现高性能非易失性存储；

所述Zedboard开发板在单芯片内集成双核ARM Cortex-A9处理器的处理系统Processing System和Xilinx可编程逻辑Programmable Logic，所述Zedboard开发板带有FMC插槽，所述FMC插槽与Xilinx可编程逻辑Programmable Logic连接，处理系统Processing System与Xilinx可编程逻辑Programmable Logic两者通过AXI总线进行通信。

2.如权利要求1所述的一种基于Zynq-7000的PCM FMC扩展板，其特征是，

所述Xilinx可编程逻辑Programmable Logic包括MMU、混合存储管理单元和PTL。

3.如权利要求2所述的一种基于Zynq-7000的PCM FMC扩展板，其特征是，

所述内存管理单元MMU用于完成主存地址的映射，用于将处理系统Processing System发送出的主存地址映射到PCM的地址单元。

4.如权利要求2所述的一种基于Zynq-7000的PCM FMC扩展板，其特征是，

所述混合存储管理单元用于控制DRAM与PCM之间数据的传输。

5.如权利要求2所述的一种基于Zynq-7000的PCM FMC扩展板，其特征是，

所述PTL用于实现若干损耗均衡算法，从而解决PCM寿命问题。

6.如上述任一权利要求所述的基于Zynq-7000的PCM FMC扩展板的工作方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤（1）：由处理系统Processing System发出访存指令，对主存进行读写操作，该指令到达Xilinx可编程逻辑Programmable Logic中的MMU，处理系统Processing System和Xilinx可编程逻辑Programmable Logic之间的数据传递通过AXI总线进行；

步骤（2）：MMU完成对主存地址的映射，能够映射到PCM的存储单元；

步骤（3）：MMU完成地址映射后，并不是直接对主存进行操作，还需要通过Xilinx可编程逻辑Programmable Logic中的混合存储管理单元来访问主存；

步骤（4）：混合存储管理单元决定从DRAM缓存中获取数据，或先将PCM数据拷贝到DRAM，再从DRAM获取，或是直接从PCM获取，并且负责在DRAM和PCM间进行数据传递；

步骤（5）：同混合存储管理共同工作的还有PCM的损耗均衡算法实现，所述损耗均衡算法实现都是在DRAM向PCM写入时使用，以此来均衡减少PCM的写入次数；处理系统Processing System和Xilinx可编程逻辑Programmable Logic间进行协作，Xilinx可编程逻辑Programmable Logic内部各模块进行协作，共同完成对PCM的访问。

7.如权利要求6所述的方法，其特征是，所述步骤（5）的损耗均衡算法包括少写PCM策略、细粒度写入策略和细粒度PCM均衡算法。

8.如权利要求7所述的方法，其特征是，

所述少写PCM策略：DRAM和PCM存储是按页面级别，DRAM和PCM的页面大小相同；对DRAM中的每个页面加上2个标志位，“P”表示DRAM中的页面是否在PCM中，“D”脏位表示DRAM页面是否经过修改；通过“P”和“D”标志位控制对PCM的写入；

当“P”置0时，表示页面在DRAM中，但不在PCM中，无论“D”是0或1，都需将页面写入到PCM中；

当“P”置1时，表示页面在DRAM和PCM中都存在，

如果“D”置1，表示页面经过修改，将页面写回PCM；

如果“D”置0，表示页面没有修改，这时无需将页面写回PCM。