Modellierung und Optimierung von Cache-Algorithmen

Bei der Entwicklung von Mikroprozessorsystemen ist die Leistungsfähigkeit aller Komponenten des zu entwickelnden Gerätes von großer Bedeutung. Ein solches System ist der Arbeitsspeicher. Um den Zugriff auf häufig genutzte Speicherbereiche zu beschleunigen, wird Caching eingesetzt - das Speichern von Daten in einem zusätzlichen, weniger kapazitiven, schnelleren und teureren Speicher. Die gesamte Rechengeschwindigkeit hängt von den Algorithmen und Parametern ab, die die Funktion des Caches bestimmen. Hinzu kommt, dass in modernen Computersystemen mehrere Recheneinheiten gleichzeitig laufen und unabhängig voneinander Speicherzugriffe erzeugen. Um zu überprüfen, ob die entworfenen Cache-Systeme korrekt sind und ihre Parameter den beabsichtigten Eigenschaften entsprechen, ohne das entworfene System in der realen Hardware zu verkörpern, wird eine Software-Hardware-Emulation verwendet. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Cache-System für ein Intel® Platform Simulator® Multiprozessorsystem zu entwerfen und zu implementieren. Die Hauptanforderung an das entworfene System war die Flexibilität, einige seiner Teile unabhängig voneinander ändern zu können.