"高速缓存和写缓冲在微处理器设计中起着至关重要的作用，尤其是在高性能的ARM926EJ-S处理器中。高速缓存用于提高数据和指令的访问速度，而写缓冲则用于优化内存写入操作。本文将详细讨论这两种技术在ARM926EJ-S处理器中的实现及其特性。
ARM926EJ-S处理器内置了一个32KB的指令高速缓存（ICache）和32KB的数据高速缓存（DCache），同时配备了一个写缓冲。ICache和DCache虽然具有相似的基本功能，但各自有独特的机制。它们使用多级虚拟地址映射（MVA）来确定缓存的组成、地址、索引和标志。对于DCache，每个高速缓存块大小为8字，并配有2个脏标志位，用于跟踪数据是否已被修改。
缓存管理包括缓存锁定、污染控制和替换策略。缓存锁定允许特定数据保持在高速缓存中，不被替换出去；污染控制则确保脏数据在写回主存前不会影响数据一致性。在ARM926EJ-S中，引入了一种名为“加载读-丢失”的新特性，也称为wrapping。当发生读-丢失事件时，高速缓存会优先加载关键数据，以保证处理器能立即获取所需值，然后才替换其余缓存块中的数据，这种机制提高了系统响应速度。
高速缓存的控制和配置由CP15中的几个寄存器管理，如寄存器1（控制）、寄存器7（高速缓存操作）和寄存器9（高速缓存加锁）。例如，通过向CP15寄存器1的I位置1，可以启用ICache，而置0则会禁用。启用MMU后，所有指令取都会经过地址转换和权限检查，而在MMU禁用状态下，物理地址会直接映射到MVA，且不进行权限检查。
在AT91SAM9G45这款基于ARM926EJ-S的微控制器中，集成了丰富的外设和存储器接口，如带ECC的双外部总线接口，支持多种类型的存储器，以及高速SD卡控制器、以太网MAC、USB接口等。此外，该微控制器还包括内部SRAM、ROM，以及各种通信接口，如串行外设接口、USART、I2S和AC'97控制器等，提供强大的系统扩展能力。
系统架构包括133MHz的AHB总线矩阵和37个DMA通道，优化了数据传输效率。此外，还包括ADC、PWM控制器和触摸屏接口等功能，满足嵌入式应用的各种需求。
高速缓存和写缓冲是提升处理器性能的关键组件，而在AT91SAM9G45这样的嵌入式系统中，它们与丰富的外设和内存管理功能相结合，为复杂的应用场景提供了高效、可靠的处理能力。"
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