Cache在嵌入式处理器中的使用问题

Cache在嵌入式处理器中的使用问题
随着嵌入式计算机应用的发展，嵌入式CPU的主频不断提高，这就造成了慢速系统存
储器不能匹配高速CPU处理能力的情况。为了解决这个问题，许多高性能的嵌入式处理器
内部集成了高速缓存Cache。其中，三星公司的S3C44B0X内部就集成了8
KB空间统一的指令和数据Cache。

　　Cache即高速缓冲存储器，是位于CPU与主存之间一种容量较小，但速度很高的存储
器。由于CPU在进行运算时，所需的指令和数据都是从主存中提取的，而CPU运算速度要
比主存读写速度快得多，这样极其影响整个系统的性能。采用Cache技术，即在Cache中
存放CPU常用的指令和数据，然后将这些数据和指令以一定的算法和策略从主存中调入，
使CPU可以不必等待主存数据而保持高速操作。这样就满足了嵌入式系统实时、高效的要
求。但Cache的使用也带来了一致性的问题，在应用中应特别注意。

1 Cache一致性问题的发现

　　本项目的目标板为：处理器采用ARM芯片S3C44B0X，存储器采用2片Flash和1片SDRA
M,在调试的时候输入采用键盘，输出采用显示器，用RS232串口实现通信。

　　在项目的开发过程中，经软件仿真调试成功的程序，烧入目标板后，程序却发生异
常中止。通过读存储器的内容发现，程序不能正常运行在目标板上，是因为存储器中写
入的数据与程序编译生成的数据不一致，总是出现一些错误字节。

　　经过一段时间的调试发现，只要在程序中禁止Cache的使用，存储器中写入的数据将
不再发生错误，程序可以正常运行，但速度明显减慢。经过分析，认为问题是由于Cach
e数据与主存数据的不一致性造成的。

　　Cache数据与主存数据不一致是指：在采用Cache的系统中，同样一个数据可能既存
在于Cache中，也存在于主存中，两者数据相同则具有一致性，数据不相同就叫做不一致
性。如果不能保证数据