embedded - 如何禁用 PowerPC 处理器上的处理器缓存？

Question

在我们的嵌入式系统（使用 PowerPC 处理器）中，我们想要禁用处理器缓存。我们需要采取哪些步骤？

为了澄清一点，所讨论的应用程序必须具有尽可能恒定的执行速度。执行相同代码路径的可变性是不可接受的。这就是关闭缓存的原因。

Answer 1

我对这个问题有点晚了，而且自从我在 PPC 上完成所有低级处理器初始化代码以来已经有一段时间了，但我似乎记得缓存和 MMU 非常紧密耦合（必须启用一个才能启用另一个），我认为在 MMU 页表中，您可以定义可缓存属性。

所以我的观点是：如果有一个特定的代码子集必须在确定的时间内运行，也许你在页表中定义为不可缓存的内存区域中找到该代码（通过链接器命令文件）？这样，所有可以/应该从缓存中受益的代码都可以，而（希望）不应该的代码子集则不会。

无论如何我都会这样处理，所以以后，如果你想为系统的一部分启用缓存，你只需要翻转 MMU 页表中的一些位，而不是（重新）编写 init 代码设置所有页表和缓存。

Answer 2

来自 E600 参考手册：
HID0 专用寄存器包含多个位，这些位使指令和数据缓存无效、禁用和锁定。

您应该使用 HID0[DCE] = 0 来禁用数据缓存。
您应该使用 HID0[ICE] = 0 来禁用指令缓存。

请注意，在上电时，两个缓存都被禁用。您需要用汇编代码编写它。

Answer 3

也许您不想全局禁用缓存，只想针对特定地址范围禁用它？

在某些处理器上，您可以为地址范围配置 TLB（翻译后备缓冲区）条目，以便每个范围都可以启用或禁用缓存。通过这种方式，您可以禁用内存映射 I/O 的缓存，并且仍然为 RAM 的主块保留缓存。

我唯一使用过的 PowerPC 是 PowerPC 440EP（来自 IBM，然后是 AMCC），所以我不知道所有 PowerPC 是否都以相同的方式工作。

Answer 4

它是一种什么样的PPC内核？来自不同供应商的不同内核之间的缓存控制非常不同......而且，禁用缓存通常被认为对机器来说是一件非常糟糕的事情。性能变得非常缓慢，以至于您可以使用旧的 8 位处理器（有点夸张）。一些 ARM 变体具有 TCM、紧密耦合的存储器，可以代替缓存工作，但我不知道任何具有该功能的 PPC 变体。

也许更好的解决方案是保持 1 级缓存处于活动状态，而将片上 L2 缓存用作静态映射 RAM？至少，这在现代 PowerQUICC 设备上很常见。

Answer 5

关闭缓存对你没有任何好处。您的执行速度将下降一个数量级。你永远不会发布这样的系统，因此它在这些条件下的性能是无关紧要的。

要获得稳定的执行速度，请考虑以下方法之一：

1) 锁定部分或全部缓存。飞思卡尔、IBM 和 AMCC 的所有当前 PowerPC 芯片都提供此功能。

2）如果它是具有二级缓存的飞思卡尔芯片，请考虑将该缓存的一部分映射为片上存储器。