應用程式位址記錄蒐集與轉換

如上小節所說，利用 DRAMsim 對應用程式進行功率評測前，須先得到該應 用程式的記憶體存取位址記錄，這個位址記錄將代表應用程式對於記憶體系統使 用的行為，驅動 DRAMsim 進行模擬。如何得到應用程式的位址記錄成為接下來 討論的重點。先前提過 ARM SoC Designer Simulator 提供許多 software profiling tool，

包括 software profiling、core profiling、bus profiling、transaction profiling 等。我們 利用處理器與匯流排之間的 transaction profiler 來觀察處理器對匯流排產生的要求，

進一步擷取對記憶體系統的存取資訊，記錄下的資料內容格式如表格 4-1 所示。

表格 4-1 ARM SoC Designer 剖析記憶體存取資料之輸出 Cycle 代表處理器產生要求的時間點，Address 代表要存取的記憶體位址，

而 Operation Type 則是代表對匯流排所發出的要求型態，這裡有四種，write address 和 read address 將對 bus 的 address line 發出要求，告知 bus 即將要存取 該 address line 上的資料，write data 和 read data 則完成讀寫資料的動作，這裡 的每一個 operation 都代表著在該 Timestamp 發出讀或是寫某個記憶體位置資 料的要求。然而記錄下的是未經處理的資訊，包含許多因為尚未得到匯流排

Legend for Operation Type 0 Æ Write Address 1 Æ Write Data 2 Æ Read Address 3 Æ Read Data

Transaction 1 Transaction 1

Transaction 1 Transaction 2

Transaction 2

Transaction 2 Transaction 2

要求；從表格 4-1 的例子中可以得知，在 cycle 396093 時，即將對 address 3736 進行 read 的動作，隨後的 cycle 396094 即取得 bus 的准許並對該記憶體位址 進行資料讀取，直到 cycle 396095 才結束這一次的 transaction，我們稱為 transaction1。另外可以注意到，在 cycle 396094 時，另一個記憶體要求也同時 產生，我們稱為 transaction2，由於此時的 bus 被 transaction1 佔據著，所以一 直產生 read address 的要求直到 transaction1 結束於 cycle 396095，transaction2 才得以在 cycle 396096 進行 read data 的動作。所以擷取分析的過程，即為區 分每一次不同的 transaction ，並且擷取出每一次 transaction 的第一個記憶體 要求，得到每一個 transaction 要求的時間點並且記錄下來，我們稱這一動作為 位址紀錄簡化（Trace Simplify）。表格 4-2 即為簡化後的位址紀錄。

表格 4-2 ARM SoC Designer 記憶體存取之簡化輸出

然而，這樣的位址記錄並不是驅動 DRAMsim 的輸入格式，我們必須經過 一些轉換產生對應的格式。DRAMsim 的輸入格式範例如表格 4-3。

Cycle Address Operation Type

396093 3736 2

396094 3740 2

396096 4294966672 2

396102 3744 2

396103 3748 2

Transaction 1 Transaction 2

Address Operation Timestamp

0x00000E98 READ 396093

0x00000E9C READ 396094

0xFFFFFD90 READ 396096

0x00000EA0 READ 396102

0x00000EA4 READ 396103

0x00002AE6 READ 396105

表格 4-3 DRAMsim 輸入格式範例

經過簡化之後的位址紀錄利用 Parser 將簡化之位址記錄轉譯成符合驅動 DRAMsim 的輸入格式，包括位址十進制轉十六進制以及 Operation type 的對應轉 換，表格 4-2 所舉的例子經過簡化之後會成為表格 4-3 所示。如此一來，這份輸出 即可代表應用程式對記憶體系統的操作行為，也就是說記憶體系統將會收到的記 憶體存取指令，我們將利用它輸入 DRAMsim 進行功率評測，取得該應用程式對 記憶體系統所產生的功率消耗。下一小節會討論如何得到應用程式的功率資訊。