ARM存储器接口及存储器层次

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在现代SoC设计中，为了实现高性能，微处理器核必须连接一个容量大、速度高的存储器系统。如果存储器容量太小，就不能存储足够大的程序来使处理器权利处理，如果速度太慢，就不能为处理器执行指令那样快速地提供指令。但一般存储器的容量和速度之间成反比关系，即容量越大，速度越慢。因此，设计一个足够大又足够快的单一存储器，使高性能处理器充分发挥其能力，是有一定困难的。一般的的解决方法是构建一个复合的存储器系统，这就是普遍使用的多级存储器层次的概念。

多级存储器使它包括一个容量小但速度快的从存储器以及一个大容量但速度慢的主存储器。根据典型程序的实验设计，这个存储器系统的外部行为在绝大部分时间像一个既大又快的存储器。这个容量小但速度快的元件是Cache，它自动地保存处理器经常用到的指令个数据的拷贝。

2级存储器原理课扩展为多级存储器层次，如通常所谓的Cache、主存和硬盘构成3级存储层次，将硬盘作为存储器层次的一部分。

ARM存储数据类型和存储格式

1.
ARM支持的数据类型

ARM处理器支持以下6种数据类型：

8位有符号和无符号字节。

16位有符号和无符号半字，它们以2字节的边界对齐。

32位有符号和无符号字，它们以4字节的边界对齐。

ARM指令全是32位的字，并且必须以字为单位边界对齐。Thumb指令是16位半字，而且必须是以2字节为单位边界对齐。

在内部，所有ARM操作都面向32位的操作数；只有数据传送的指令较短的字节和半字的数据类型。当从存储器调入一个字节和半字节时，根据指令对数据的操作类型，将其无符号0或有符号“符号位”扩展为32位，进而作为32位数据在内部进行处理。

ARM协处理器可能支持其他数据类型，特别是定义了一些表示浮点数的数据类型。在ARM核内没有明确地支持这些数据类型，然而在没有浮点协处理器的情况下，这些类型可由软件用上述标准类型来解释。

存储器组织

在以字节为单位寻址的存储器中有小端和大端两种方式存储字，这2种方式是根据最低有效字节与相邻较高有效字节相比，是存放在较低的地址还是较高的地址来划分的。2种存储方式如图所示

小端格式：较高的有效字节存放在较高的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址。

大端格式：较高的有效字节存放在傲较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。

ARM处理器能方便地配置为其中任何一种存储器方式，但其缺省设置为小端格式。

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