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1、提纲1324ARM存储系统概述快速上下文切换技术高速缓冲区和写缓冲区ARM存储器管理单元第五章ARM存储系统ARM存储系统概述与其他中低档单片机不同，ARM处理器中一般都包含一个存储器管理部件，用于对存储器的管理。为了适应不同的嵌入式应用，ARM存储系统的体系结构存在很多差别。简单的可以使用向单片机系统中使用的平板式地址映射机制即可；而一些复杂的系统中则可能包含多种技术来提供功能强大的存储系统。ARM所使用的存储系统技术系统中可能包含多种类型的存储器件，如FLASH、ROM、SDRAM、SRAM等；而且不同类型的存储器件要求不同
2、的速度、数据宽度等；通过CACHE和WRITEBUFFER技术缩小处理器和存储系统速度差别，从而提高系统性能；内存管理部件使用内存映射技术实现虚拟空间到物理空间的映射。引入存储保护机制，增强系统的安全性；引入一些机制保证I/O操作映射成内存操作后，各种I/O操作能够得到正确的结果。用于存储管理的系统控制协处理寄存器CP15在基于ARM的嵌入式系统中，存储系统通常使用CP15来完成存储器的大部分管理工作；除了CP15之外，在具体的存储机制中可能还会用到其他技术如：页表技术等。CP15可以保护16个32位的寄存器，编号0－15。实际
3、上对于某些编号的寄存器可能对应有多个物理寄存器，在指令中指定特定的标志位来区分相应的寄存器。CP15寄存器列表－1寄存器编号基本作用在MMU中的作用0ID编码（只读）ID码和Cache类型1控制位各种控制位2存储保护和控制地址转换表基地址3存储保护和控制域访问控制位4存储保护和控制保留5存储保护和控制内存失效状态6存储保护和控制内存失效地址CP15寄存器列表－2寄存器编号基本作用在MMU中的作用7高速缓存和写缓存高速缓存和写缓存控制8存储保护和控制TLB控制9高速缓存和写缓存高速缓存锁定10存储保护和控制TLB锁定11保留12保
4、留CP15寄存器列表－3寄存器编号基本作用在MMU中的作用13进程标识符进程标识符14保留15因不同设计而异因不同设计而异访问CP15寄存器的指令访问CP15寄存器的指令有如下两条：MCRRegister->CoprocessorRegisterMRCCoprocessorRegister->Register注意：这两条指令只能在系统模式下执行；在用户模式下执行该指令将引起异常。MCR访问CP15指令语法MCR{cond}p15,,,,{,}MCR2p15,,,<
5、CRn>,{,}OP1为协处理器将执行的操作的代码。对于CP15来说，该值必须为0Rd为源寄存器，其值将被传送到协处理器中；该寄存器不能为PC；CRn是协处理器的目标寄存器，可以是C0-15；CRm是附加的目标寄存器或源操作数寄存器，用于区分同一编号的不同物理寄存器，当指令中不需要附加信息时要将C0指定为CRm；OP2也提供附加信息，用于区分同一编号的不同物理寄存器，当指令中不需要附加信息时，可以省略或者将其置0MCR访问CP15示例MCRP15,0,R4,C1,C0,0;R4->C1上述指令从ARM寄存器R
6、4中将数据传送到协处理器CP15的寄存器C1中。其中R4为ARM寄存器，存放源操作数；C1和C0为协处理器寄存器，为目标寄存器；操作码1为0，操作码附加信息也为0。MRC访问CP15指令语法MRC{cond}p15,,,,{,}MRC2p15,,,,{,}OP1为协处理器将执行的操作的代码。对于CP15来说，该值必须为0，Rd为目标寄存器，指令处理的结果将存放在该寄存器中；CRn是协处理器寄存器，存放第一个源操作数；CRm是附加的源操
7、作数寄存器，用于区分同一编号的不同物理寄存器，当指令中不需要附加信息时要将C0指定为CRm；OP2也提供附加信息，用于区分同一编号的不同物理寄存器，当指令中不需要附加信息时，可以省略或者将其置0MRC访问CP15示例MRCP15,0,R4,C1,C0,0;C1-->R4上述指令从协处理器CP15的寄存器C1中将数据传送到ARM寄存器R4中。其中R4为ARM寄存器，为目标寄存器；C1和C0为协处理器寄存器，存放源操作数；操作码1为0，操作码附加信息也为0。1324ARM存储系统概述快速上下文切换技术高速缓冲区和写缓冲区ARM存储器
8、管理单元第五章ARM存储系统存储管理单元MMU的作用实现虚拟地址空间到物理存储空间的映射；存储器访问权限的控制；设置虚拟存储空间的缓冲特性。页表是实现上述功能的一个重要手段，它实际上是位于内存中的一个对照表。存储器单元的段页式管理为了实现不同层次的管理，系统提供
