CPU的高速缓存(cache)处理

时间:2022-04-03 07:38:20

使用工具:Xilinx ISE 14.7

Cache有四种处理模式:

CPU的高速缓存(cache)处理


CPU的高速缓存(cache)处理

对于cache主要是针对需要用到memory的指令LOAD和STORE,

对于LOAD的操作:

根据对应的set number进行判断

当set里的有效位V的值为1时,证明这一个set被用过,接着判断memory address 的Tag与set里的Tag是否一致,若一致,则直接调用存储在这个set里面的data值,如果不一致,则调用memory里的值更新set的数据(包括Tag的值(memoryaddress 的Tag),与data的值(d_datain));

当set里的有效位V的值为0时,证明这一个set未被使用,直接将set里面的Tag值用memoryaddress 的Tag覆盖,将set里的data值用memory里的值d_datain覆盖。

对于STORE操作:

由于STORE会改变memory里的值,所以对应的cache里的值也需要被改变,先根据对应的set number进行判断,并且判断set里的Tag与memory address 的Tag是否一致,若不一致这代表STORE的值不改变Cache的值,所以不操作;若一致,则有两种处理方案:

    方案一:将对应的set里的有效位置零,表示,这一个set暂时不被使用,当下一个              LOAD用到这个set时直接覆盖这个set里的数据即可,保证数据的稳定,以及功         能单一化;

    方案二:改变对应set里的data值,用memory里的值d_datain覆盖set里的data值,即        实时更新set里的数据,也保证了set里的数据不发生错乱。


使用冒泡排序进行测试

CPU的高速缓存(cache)处理

两者结果一致,one way8 set的Cache可行。

在做Cache时要注意保证数据的更新以及数据量的大小,为了确保设计的可靠性,最好是指令中即有重复的LOAD同一个位置,又有STORE的对于Cache里的数据的进一步操作,可以用Hazard处理里的测试程序中的冒泡排序的指令进行测试,稍作修改即可。

工程代码实现链接: CPU With Cache