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Speichermodell zur Abbildung grosser Datenmengen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000012271D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 5 (2003-05-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-May-25
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Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Realzeitsysteme legen oft grosse Datenmengen in fest mitgebundenen Softwaremodulen im Arbeitsspeicher ab. So sind die Daten schnell und direkt ansprechbar, ohne Dynamikverlust durch eine Databasis. Die maximale Groesse der Datenmengen wird dabei vom Arbeitsspeicher bestimmt, der in einem gegebenen System gleichzeitig angesprochen werden kann. Reicht dieser Arbeitsspeicher nicht aus, so ist nicht immer moeglich, die Software auf eine Hardware mit mehr gleichzeitig ansprechbaren Arbeitsspeicher umzusetzen. Denn ein Wechsel auf einen Prozessor mit einer groesseren Adressbreite, also z.B. von 32bit auf 64bit, hat oft zur Folge, dass sehr viel Software (von Codegeneratoren ueber Hardwaretreiber bis zum Betriebssystem) ganz oder teilweise neu geschrieben werden muss. Der Uebergangsaufwand kann aber durch eine Anpassung des Speichermodells fuer groessere Datenmengen deutlich reduziert werden. Moderne Prozessoren bieten normalerweise eine Memory Management Unit auf Pagebasis. Sie koennen durch Umstellung der Pagetables einen sehr grossen virtuellen Raum ansprechen. Gleichzeitig kann jedoch nur der Adressraum, der durch einen Satz Pagetables abgebildet wird, angesprochen werden. Gegenstand der Erfindung ist ein neues Speichermodell, der diesen grossen virtuellen Adressraum so organisiert und aufteilt, dass: 1) Der Code, die Stacks und die dynamisch kritischen Daten des Realzeitsystems immer zugreifbar bleiben. 2) Jedes beliebige zur Laufzeit des Systems ausgewaehlte Paar von Modulen zur Unterbringung der grossen Datenmengen jeweils gleichzeitig zugreifbar ist. Der zweite Punkt ist wichtig, weil sonst schon das Kopieren zwischen zwei Modulen zum staendigen Aendern der Pagetables und damit zum drastischen Verlust an Performance fuehren koennte.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2002J19298.doc page: 1

Speichermodell zur Abbildung grosser Datenmengen

Idea: Hans-Peter Fier, DE-Muenchen; Juergen Peifer, DE-Muenchen; Anton Weber, DE- Muenchen; Juergen Wolter, DE-Muenchen

Realzeitsysteme legen oft grosse Datenmengen in fest mitgebundenen Softwaremodulen im Arbeitsspeicher ab. So sind die Daten schnell und direkt ansprechbar, ohne Dynamikverlust durch eine Databasis. Die maximale Groesse der Datenmengen wird dabei vom Arbeitsspeicher bestimmt, der in einem gegebenen System gleichzeitig angesprochen werden kann. Reicht dieser Arbeitsspeicher nicht aus, so ist nicht immer moeglich, die Software auf eine Hardware mit mehr gleichzeitig ansprechbaren Arbeitsspeicher umzusetzen. Denn ein Wechsel auf einen Prozessor mit einer groesseren Adressbreite, also z.B. von 32bit auf 64bit, hat oft zur Folge, dass sehr viel Software (von Codegeneratoren ueber Hardwaretreiber bis zum Betriebssystem) ganz oder teilweise neu geschrieben werden muss. Der Uebergangsaufwand kann aber durch eine Anpassung des Speichermodells fuer groessere Datenmengen deutlich reduziert werden.

Moderne Prozessoren bieten normalerweise eine Memory Management Unit auf Pagebasis. Sie koennen durch Umstellung der Pagetables einen sehr grossen virtuellen Raum ansprechen. Gleichzeitig kann jedoch nur der Adressraum, der durch einen Satz Pagetables abgebildet wird, angesprochen werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein neues Speichermodell, der diesen grossen virtuellen Adressraum so organisiert und aufteilt, dass:

1) Der Code, die Stacks und die dynamisch kritischen Daten des Realzeitsystems immer zugreifbar bleiben.

2) Jedes beliebige zur Laufzeit des Systems ausgewaehlte Paar von Modulen zur Unterbringung der grossen Datenmengen jeweils gleichzeitig zugreifbar ist.

Der zweite Punkt ist wichtig, weil sonst schon das Kopieren zwischen zwei Modulen zum staendigen Aendern der Pagetables und damit zum drastischen Verlust an...