DSP6678cache一致性总结与实例_dsp6678cache一致性

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Cache

一、 cache 综述

在各种数字信号处理系统中， 被广泛用于弥补  核与存储器之

间的速度差异。在  的使用过程中，存在不同类型存储器之间数据是否

一致的问题。基于  的  芯片，所有部件都以交换网络（）为核心

连接起来。  上的部件分为两类：  和  。  包括

、 以及串行高速 （）等外设。 可以直接通过 

发起到  的数据传输。 包括每一个  的内存，

以及  外存以及其它不能直接发起数据传输的外设， 之间的数据传输，

需要通过  协助完成。

 的  框图如下所示：

、

存储器被分成了三级：第一级是 ，包含数据存储器（）和代码存储

器 ；第二级是代码和数据共用存储器（!）；第三级是外部存储器，主

要是  和 （）存储器。、 和 ! 的  功

能分别由相应的  控制器、 控制器和 ! 控制器完成。



 级

别总大小可配置大小每条 "# 大小类型

 $!%& '((($!%& $!&

直接映射，读分配

 $!%& '((($!%& '&

! 路映射，读分配

! )!%&

$!('(!(!)%

& !&

' 路映射，读写分配

 上  用来存储或者缓存代码； 用来存储或者缓存数据。

 和  大小都是 $!% 字节，可以分别配置 *%、'%&、%&、%& 或者

$!%& 作为 ，其余作为代码或者数据 。为  的部分，用来

缓存 ! 和 ! 的数据或代码。作为  的部分，可以存储关键的代码或者

数据使得  能够以很高的速度。!存储器可用于存储代码和数据。! 上

最大可以分配 !)% 字节  来缓存 ! 中的数据或代码。! 中其余部

分作为  存储代码和数据。

二、 DSP 的 cache 基本结构

联合设置方式：（以 %& 为例）

联合设置方式是直接映射方式的延续。在直接映射方式中，每一个设置

只包含一列。而在联合设置方式（+""）中，每一个设置

包含多个列，被称为多路方式。下图阐述了这样一个联合设置的

 ，  为例。这是一个两路且每路包含 ' 个字节总共

%& 容量的联合设置 。

为了保持数据， 的每一列包含以下：

,-.在内存地址的唯一 

. 组号

/."# 的偏移量（ 是 '&0! 是 !&）

　 一个最近最少使用位 .用来指示哪一路最近很少被使用（这个在

 中未被使用）；

　　一个脏数据位1" .用来指示  中的最新更新的数据是否同外存

中的数据相同（这个在  中未被使用）；当这个  数据被冲掉，如

果脏数据位是 ，则自动刷到内存里。

　　一个有效数据位"#"1 .用来指示  列中包含的是否是有效

数据；

　　一个标记位，等价于地址的高  位；

　　一个设置数据，等价于地址的 ) 到 $ 位。

命中和不命中决定的方式和直接映射  方式是一样的。但是数据被驱

逐的方式同直接映射方式有很大的区别。每一个  包含两个 "# 和一个最近

最少使用位 。最近最少使用位将决定数据如何分配，这个标记位类似于

一个开关。例如当  在访问 **** 地址的数据时且  位为 * 时，

会将数据分配在第 * 路的第 * 列，此时  位会变成 ，当  访问 !***

地址的数据时，由于  为  故数据会被安排在第  路的第 * 列。无论对这个

 列是读还是写的访问，都将改变这个最近最少使用标记位。当这两路都

存在数据后，当  再次读取 '*** 地址的数据且  为  时，第一路的数

据将会被逐出  而去存放 '*** 的数据（即原来存放 **** 的 "# 被

驱逐），此时两个第 * 列分别存放的是 !*** 以及 '*** 的数据。

　　对于  来说， 是一个读分配的 ，在一个写不命中操作时，数

据从写存储器（2"+34/）传递到内存中，绕过 。在一个写命

中操作时，数据写入  中而不是立即写入内存。

脏数据位指示当  里面的数据被写操作修改，而修改后的新数据还未

被写入到主存储器中。最初脏数据位将被赋值为 *。一旦当  对某列进行写

操作时，脏数据位将变为 。当此列被逐出  时，这个数据将被写回主存

储器中。为了实现  一致性问题可以通过软件产生一个回写命令将 

中的脏数据写回到外存中。

不同  默认上电  状态不一致，具体参照手册。

三、cache 出问题的原因

在单核的工程中，除了  这种不经过  操作外， 不会出任何问

题。因为  存在脏数据位，知道  数据和 11 数据是否一致。如果

一致，这样的结果是我们接受的，如果不一致，当  满了， 会根据

脏数据位自动刷到 11 里面，这样的机制就会使得单核不存在一致性问题。所

以，单核的时候放心大胆地使用  即可。我们所有出  问题的地方

都是在分核的代码里面。

首先先谈  出了问题会是什么样的现象。这就是我们经常在嘴里说的

数据“进了 5。有可能你会在  的“67"#5里面看到数据“变色”的

情况，如果变色并且把  的选项勾掉，变色和不变色的数据不一致，那就

是数据进了 。在大型的工程中，你有可能会发现，单核跑的代码结果都

正确，但是整个算法跑完之后，结果却不对（个别情况会出现数据全部刷 *）

的情况。现在再来具体解释  在分核工程中出问题的原因。

1.读一致性的问题



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sundp159

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