ARM存储系统详解：Cache、Buffer与CP15寄存器

"本文主要探讨了Cache与Buffer的区别，并介绍了ARM920T处理器支持的存储系统特性，包括高速缓存、写缓冲以及ARM存储系统中的CP15协处理器在存储管理中的作用。" 在计算机系统中，Cache和Buffer都是为了优化数据传输速度而设计的。Cache主要用于解决CPU和主存之间的速度差异，它是一种快速访问的小容量存储器，存储着最近频繁访问的数据。当CPU需要数据时，优先从Cache中查找，由于Cache的访问速度远快于主存，因此可以大大提高系统性能。ARM920T处理器支持的2*16Kcache是一种回写策略的Cache，即写操作首先发生在Cache中，而不是直接写入内存，只有在特定条件下（如Cache行被标记为脏）才将数据写回内存。 Buffer则是在数据传输过程中临时存储数据的区域，比如Write Buffer和Read Buffer。Write Buffer用于暂时存放待写入数据，它可以独立于CPU工作，自动将数据写入最终目的地，减少了CPU的干预。而Read Buffer则在读取数据时预读取一些额外的字节，提高连续读取的效率，但不会占用CPU的总线时间。 ARM存储系统在复杂系统中扮演重要角色，它需要支持多种类型的存储器，并通过高速缓存和写缓冲技术缩小处理器与存储系统的速度差距。内存管理单元利用内存映射技术实现虚拟地址到物理地址的转换，以优化地址空间的使用。此外，系统还包括存储保护机制，确保数据的安全性，并避免I/O操作出现在高速缓存和写缓冲中。 CP15协处理器在ARM存储系统中负责大部分的存储管理工作，包括内存控制、地址映射和存储保护等。它包含多个32位寄存器，可以通过MCR（写协处理器）和MRC（读协处理器）指令进行访问和操作。这些指令允许CPU与CP15交互，执行如设置Cache控制、内存属性定义等任务。 总结来说，Cache和Buffer都是提升系统性能的关键组件，但它们的作用和工作方式有所不同。Cache侧重于加速数据访问，而Buffer则是优化数据传输。在ARM系统中，通过CP15等机制，实现了高效灵活的存储管理和优化，以适应不同应用需求。