[发明专利]一种具有自学习功能的快速启动低功耗计算机片上系统

摘要

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种计算机片上系统。一种具有自学习功能的快速启动低功耗计算机片上系统，包括中央处理器、片上混合高速缓存器，中央处理器连接片上混合高速缓存器；片上混合高速缓存器包括片上非易失性存储器，片上混合高速缓存器还包括片上高速缓存器；片上混合高速缓存器连接片外的主存储器、外部大容量非易失性存储器；所述一种具有自学习功能的快速启动低功耗计算机片上系统还配置一系统监控统计模块，系统监控统计模块获取操作系统启动信息和/或热应用程序信息，配置加载至片上非易失性存储器中。本发明在保持系统高性能的基础上节省操作系统上电和热应用程序启动时间，并降低数据从外部非易失性存储器导入内部存储器给中央处理器读取的功耗。

主权项

一种具有自学习功能的快速启动低功耗计算机片上系统的工作方法，其特征在于，应用于一种具有自学习功能的快速启动低功耗计算机片上系统，所述片上系统(5)包括中央处理器(1)、片上高速缓存器(2)，其特征在于，还包括一片上混合高速缓存器(15)，所述中央处理器(1)连接所述片上混合高速缓存器(15)；所述片上混合高速缓存器(15)包括片上非易失性存储器(13)，所述片上混合高速缓存器(15)还包括所述片上高速缓存器(2)；所述片上系统还配置一系统监控统计模块(14)，所述系统监控统计模块(14)获取操作系统启动信息和/或应用程序的热信息，配置并加载至所述片上非易失性存储器(13)中；所述系统监控统计模块(14)每隔一设定时间间隔对所述片上非易失性存储器(13)中的内容进行更新；所述片上非易失性存储器采用相变存储器，所述相变存储器的存储单元采用基于一个二极管和一个相变电阻的结构或采用基于两个二极管和两个相变电阻的结构；所述系统监控统计模块(14)包括一计数模块、一判断模块，所述计数模块对系统每次启动时最先加载的操作系统启动信息进行统计；所述判断模块依据第一设定规则从所述操作系统启动信息选取第一阶段程序配置至所述片上非易失性存储器(13)中；和/或，所述计数模块对每个应用程序的加载频率进行统计，所述判断模块依据第二设定规则从应用程序的热信息中选取热信息A配置至所述片上非易失性存储器(13)中；所述系统监控统计模块(14)获取操作系统启动信息时，所述工作方法包括，操作系统启动步骤，操作系统启动信息划分为第一阶段程序和第二阶段程序，具体步骤如下：步骤s11，系统监控统计模块(14)获取操作系统启动信息的步骤；步骤s12，依照第一设定规则从操作系统启动信息中选取第一阶段程序，将所述第一阶段程序配置至片上非易失性存储器(13)当中的步骤；步骤s13，中央处理器(1)启动所述第一阶段程序的步骤；步骤s14,中央处理器(1)执行第二阶段程序的步骤；所述系统监控统计模块(14)获取应用程序的热信息时，所述工作方法还包括应用程序的热信息调用步骤，热信息划分为热信息A和热信息B，具体步骤如下：步骤s21,系统监控统计模块(14)获取应用程序的热信息的步骤；步骤s22，依照第二设定规则选取热信息A并将所述热信息A配置至片上非易失性存储器(13)当中的步骤；步骤s23,中央处理器(1)加载所述热信息A的步骤；步骤s24，中央处理器(1)加载热信息B的步骤；所述系统监控统计模块(14)每隔一设定时间间隔对所述片上非易失性存储器(13)中的内容进行更新；当系统重复上下电的间隔时间(T1)大于等于T2/N，其中，T2为系统使用时间，单位为分钟；N为所述片上非易失性存储器(13)的可擦写次数分钟时，所述系统监控统计模块(14)才会对所述片上非易失性存储器(13)中的内容进行更新；步骤s13之后，步骤s14之前，中央处理器(1)完成启动所述第一阶段程序后，判断所述第二阶段程序导入主存储器(3)或片上高速缓存器(2)的步骤是否执行完毕，如果没有执行完毕，继续等待；如果执行完毕，进入步骤s14；步骤s13中，还包括在启动所述第一阶段程序过程中，同时将第二阶段程序导入主存储器(3)或片上高速缓存器(2)的步骤；步骤s23中，还包括在启动所述热信息A过程中，同时将热信息B导入主存储器(3)或片上高速缓存器(2)的步骤。