"快速上下文切换扩展例子-富士电机fuji alpha5 smart plus用户手册完整版"
在本文档中,我们关注的是ARM处理器中的快速上下文切换(FCSE,Fast Context Switch Extension)机制,这一机制在实时操作系统(RTOS)中至关重要,因为它允许高效地在不同任务间切换,而不需进行昂贵的缓存和翻译查找缓冲区(TLB)刷新操作。上下文切换是多任务环境中常见的操作,当一个任务暂停并切换到另一个任务时,CPU的状态必须保存并恢复,以便新任务能够从上次中断的地方继续执行。
快速上下文切换的例子展示了两个任务,任务1和任务2,它们都在相同的物理地址空间(0x00000000~0x01ffffff)中运行。在上下文切换过程中,关键在于FCSE使得虚拟地址空间的映射保持不变,因此避免了对Cache和TLB的清空或清理,从而提高了效率。
执行一次FCSE上下文切换的步骤如下:
1. 保存当前执行任务(任务1)的上下文,并将其状态设为睡眠。
2. 将要恢复的任务(任务2)的进程ID写入CPU的CP15寄存器c13。
3. 修改CP15的寄存器c3,使当前任务的域变为不可访问,同时将唤醒任务的域设置为可访问。
4. 恢复任务2的上下文。
5. 继续执行任务2。
FCSE的一个限制是,每个任务的大小被固定在32MB以内。这个限制确保了任务间的切换可以快速高效地完成,因为内存管理单元(MMU)不必处理更复杂的地址映射变化。
ARM处理器,作为先进的精简指令集计算(RISC)处理器,以其高性能、低成本和低能耗而闻名。ARM公司不生产芯片,而是通过授权设计给其他半导体制造商,如VLSI、德州仪器、Cirrus Logic等,这些合作制造商根据ARM的核心设计制造出具有各自特色的产品。ARM处理器广泛应用于嵌入式系统、消费电子、数字信号处理和移动设备,ARM架构已成为移动通信和多媒体应用的行业标准。
ARM公司自成立以来,经历了快速扩张,目前在全球拥有多个分支机构,并在伦敦和纳斯达克上市,成为了全球知名的IP核心供应商和技术领导者。其商业模式的成功在于提供经济高效的设计,吸引了众多合作伙伴,共同推动了RISC技术的发展和应用。