Cortex R52內(nèi)核Cache的相關(guān)概念（1）

在開始閱讀本系列文章之前，請先參閱《有關(guān)CR52 MPU配置說明》。因為這篇文章講述了，cache配置所涉及到的寄存器的設(shè)置和MPU的一些基本概念。如果讀者都已經(jīng)理解了上述內(nèi)容，可以跳過。本章內(nèi)容主要講述cache屬性的具體含意、注意事項、以及在RZ/T2M的性能測試。

RZ/T2M cache的相關(guān)說明

RZ/T2M用的Cortex-r52內(nèi)核芯片做了一級Cache支持，Cache又分數(shù)據(jù)緩存D-Cache和指令緩存I-Cache，RZ/T2M cpu0的數(shù)據(jù)緩存和指令緩存大小都是16KB，cpu1的數(shù)據(jù)緩存和指令緩存大小都是32KB。對于指令緩存，用戶不必過于關(guān)注，對于有執(zhí)行效率要求的代碼，盡量放在TCM或者使能cache的SRAM區(qū)域。這里主要說的是數(shù)據(jù)緩存D-Cache。如果Rzt2m主頻是400MHz，TCM和Cache都以400MHz工作，但是如果主頻是800MHz，那么TCM必須有一個指令周期的等待。也就是說TCM的工作頻最高就是400MHz，而cache的工作頻與CPU主頻一致。

這就是為什么當(dāng)用戶代碼比較小的時候，如果代碼放在SRAM，但是代碼又大部分被cache緩存了，在CPU的主頻是800MHz的情況下，此時代碼的執(zhí)行效率高于TCM的原因。因為cache可以達到800MHz的主頻，而TCM只能達到400MHz。如果CPU主頻是400MHz，在代碼很小的情況下，TCM的性能與SRAM的性能幾乎相當(dāng)。但是用戶代碼很大又比較復(fù)雜的時候，遠超過16KB的緩存大小時，這就要看具體情況另當(dāng)別論了。

TCM不是本章內(nèi)容的重點，本章內(nèi)容重點是SRAM的cache的說明。T2/N2 SRAM的總線頻是200MHz。數(shù)據(jù)緩存D-Cache就是為了CPU加速訪問SRAM。如果每次CPU要讀寫SRAM區(qū)的數(shù)據(jù)，都能夠在Cache里面進行，自然是最好的，實現(xiàn)了200MHz到400MHz的飛躍，實際是做不到的，因為數(shù)據(jù)Cache大小是有限的，總有用完的時候。

RZ/T2M系統(tǒng)框圖

Cache相關(guān)概念

對際cache的操作主要分讀寫兩種情況：

1Read操作

如果CPU要讀取的SRAM區(qū)域的數(shù)據(jù)在Cache中已經(jīng)加載好了，這就叫讀命中（Cache hit）。讀命中的情況下，自然效率是高的。但是如果cache里面沒有，這就是所謂的cache miss，那么就要從SRAM里面加載，然后再讀取。

2Write操作

如果CPU要寫的SRAM區(qū)域數(shù)據(jù)在cache中已經(jīng)開辟了對應(yīng)的區(qū)域，這就叫寫命中，如果Cache里面沒有開辟對應(yīng)的區(qū)域，這就是寫cache miss了。

Cache的配置是通過MPU來設(shè)置的，通常用到以下幾種方式：

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對上述的幾種方式說明一下：

1Normal Memory

通常我們用的塊存儲設(shè)備，可讀，可寫或者只讀。

2Device

這通常用于外圍設(shè)備，這些外圍設(shè)備可能對讀敏感或?qū)懨舾?。這個Arm體系結(jié)構(gòu)限制了對設(shè)備內(nèi)存的訪問的排序、合并或推測。比如FPGA，這里的排序，合并和推測請看下表的解釋。內(nèi)容不在本章展開說明。下表對GRE，nGRE，nGnRE…等概念都有具體說明，相關(guān)的GRE的屬性也都有說明。

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