基于ScratchPadMemory的實(shí)時(shí)性研究的開題報(bào)告一、選題背景和意義現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是系統(tǒng)復(fù)雜度不斷提高，而且其計(jì)算和存儲(chǔ)能力也呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)的增長。雖然高速緩存是許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一種常用技術(shù)，但它并不能解決所有問題。隨著計(jì)算機(jī)發(fā)展，新的存儲(chǔ)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中包括非易失性存儲(chǔ)器（NVM）技術(shù)，例如閃存存儲(chǔ)器（SSD）和閃存驅(qū)動(dòng)器（SSD），這樣一來，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)利用NVM技術(shù)可以在速度和存儲(chǔ)容量之間取得平衡，也可以極大地提高系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)安全性。ScratchPadMemory是一種新型的存儲(chǔ)器，它一般被用于存儲(chǔ)需要快速訪問的數(shù)據(jù)和指令，例如程序控制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。在ScratchPadMemory內(nèi)的數(shù)據(jù)和指令可以直接被CPU和其他處理器核訪問，從而具有比傳統(tǒng)內(nèi)存更快的速度和更低的延遲。近年來，ScratchPadMemory逐漸成為嵌入式應(yīng)用、GPU加速、服務(wù)器應(yīng)用等多種場景下的重要研究領(lǐng)域，對ScratchPadMemory的實(shí)時(shí)性研究也越來越受到關(guān)注。本課題旨在通過研究ScratchPadMemory的實(shí)時(shí)性能，探索ScratchPadMemory在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值，為實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供一定的指導(dǎo)和支持。二、研究內(nèi)容和方法1.研究目標(biāo)（1）探索ScratchPadMemory在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用場景和優(yōu)勢。（2）研究ScratchPadMemory在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)性特征，包括延遲、吞吐量和帶寬等。（3）分析ScratchPadMemory在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的使用方式和優(yōu)化策略，例如如何提高ScratchPadMemory的利用率、如何在ScratchPadMemory中實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分區(qū)等。2.研究方法（1）通過文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)測試等方式，獲取ScratchPadMemory的相關(guān)性能指標(biāo)和使用方法。（2）搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用基于FPGA的ScratchPadMemory，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。（3）通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析方法，分析ScratchPadMemory在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的性能特點(diǎn)和使用策略。三、預(yù)期成果（1）ScratchPadMemory在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值和使用策略研究報(bào)告。（2）ScratchPadMemory性能測試數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析報(bào)告。（3）相關(guān)論文和研究成果發(fā)表。四、研究計(jì)劃和進(jìn)度安排1.時(shí)間安排本研究擬于2022年3月開始，計(jì)劃為期一年。2.具體研究計(jì)劃（1）第一階段：文獻(xiàn)調(diào)研和方法論研究，為實(shí)驗(yàn)測試打下基礎(chǔ)（2個(gè)月）。（2）第二階段：搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用基于FPGA的ScratchPadMemory，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試（4個(gè)月）。（3）第三階段：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析方法，得到性能指標(biāo)和使用策略（3個(gè)月）。（4）第四階段：編寫論文，撰寫研究成果，準(zhǔn)備論文發(fā)表和答辯（3個(gè)月）。五、參考文獻(xiàn)[1]WangR,HuangT,ZhangY,etal.Areal-timepower-domainMACprotocolforwirelessbodyareanetworks[C]//Proceedingsofthe10thACMConferenceonEmbeddedNetworkSensorSystems.ACM,2012:127-140.[2]ZhangZ,LiY,LiR,etal.Real-timenavigationonsmartphonesusingwifi[C]//2014IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation(ICRA).IEEE,2014:4408-4413.[3]LvY,LiuY,YaoY.Real-timeschedulersforFPGA-basedreconfigurableCDCsystemswithmemorylevelparallelism[J].JournalofSystemsArchitecture,2015,61(8):491-504.[4]SartoriJ,SabellaR.Real-timeOperatingSystemsforMultimodalControlofMechatronicDevices[C]//66thConferenceandExpositionoftheSocietyforAutomotiveEngineersofJapan.SocietyofAutomotiveEngineersofJapan,2012:61-65.[5]HuYF,LiS,LiL,etal.Scratchpadmemoryallocationfordata