Как отключить кэш процессора на процессоре PowerPC?

Question

В нашей встроенной системе (использующей процессор PowerPC) мы хотим отключить кэш процессора.Какие шаги нам нужно предпринять?

Чтобы немного прояснить ситуацию, приложение, о котором идет речь, должно иметь настолько постоянную скорость выполнения, насколько мы можем это сделать.Вариативность при выполнении одного и того же пути кода недопустима.Это и есть причина отключить кэш.

Answer 1

Я немного опоздал с ответом на вопрос, а также прошло некоторое время с тех пор, как я выполнил весь низкоуровневый код инициализации процессора на PPC, но, кажется, я помню, что кэш и MMU были довольно тесно связаны (один должен был быть включен, чтобы включить другой), и я подумай в таблицах страниц MMU вы могли бы определить атрибут cacheable.

Итак, моя точка зрения заключается в следующем:если есть определенное подмножество кода, которое должно выполняться за детерминированное время, может быть, вы разместите этот код (через командный файл компоновщика) в области памяти, которая определена как некэшируемая в таблицах страниц?Таким образом, весь код, который может / должен извлекать выгоду из кэша, извлекает, а (надеюсь) подмножество кода, которое не должно извлекать, - нет.

Я бы в любом случае справился с этим таким образом, чтобы позже, если вы захотите включить кэширование для части системы, вам просто нужно перевернуть несколько битов в таблицах страниц MMU вместо (повторного) написания кода инициализации для настройки всех таблиц страниц и кэширования.

Answer 2

Из справочного руководства по эксплуатации E600:
Специальный регистр HID0 содержит несколько битов, которые делают недействительными, отключают и блокируют кэши команд и данных.

Вы должны использовать HID0 [DCE] = 0, чтобы отключить кэш данных.
Вы должны использовать HID0 [ICE] = 0, чтобы отключить кэш команд.

Обратите внимание, что при включении питания оба кэша отключаются.Вам нужно будет написать это в ассемблерном коде.

Answer 3

Возможно, вы не хотите глобально отключать кэш, вы хотите отключить его только для определенного диапазона адресов?

На некоторых процессорах вы можете настроить записи TLB (translation lookaside buffer) для диапазонов адресов таким образом, чтобы в каждом диапазоне могло быть включено или отключено кэширование.Таким образом, вы можете отключить кэширование для операций ввода-вывода с привязкой к памяти и по-прежнему оставлять включенным кэширование для основного блока оперативной памяти.

Единственным PowerPC, на котором я это делал, был PowerPC 440EP (от IBM, затем AMCC), поэтому я не знаю, все ли PowerPC работают одинаково.

Answer 4

Что это за ядро PPC?Управление кэшем сильно отличается у разных ядер разных производителей...кроме того, отключение кэша, как правило, считается действительно плохим поступком с машиной.Производительность становится настолько медленной, что вы сделали бы то же самое со старым 8-разрядным процессором (немного преувеличивая).Некоторые варианты ARM имеют TCMS, тесно связанные памяти, которые работают вместо кэшей, но я не знаю ни одного варианта PPC с такой возможностью.

Может быть, лучшим решением является сохранение кэшей уровня 1 активными и использование встроенных кэшей L2 в качестве статически отображаемой оперативной памяти вместо этого?По крайней мере, это распространено на современных устройствах PowerQUICC.

Answer 5

Отключение кэша не принесет вам никакой пользы вообще.Скорость вашего выполнения снизится на порядок.Вы бы никогда не отправили подобную систему, поэтому ее производительность в данных условиях не представляет интереса.

Чтобы добиться стабильной скорости выполнения, рассмотрите один из этих подходов:

1) Заблокируйте часть или весь кэш.Все современные чипы PowerPC от Freescale, IBM и AMCC предлагают эту функцию.

2) Если это чип Freescale с кешем L2, рассмотрите возможность отображения части этого кеша как встроенной памяти.