Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. Могнонов П.Б. - 113 стр.

               б)
                           Доступ 1             Доступ 2
                       k
                Модуль 2                                                                   …
                       :
                Модуль 1   Доступ 1             Доступ 2                                   …
                                                                 k                           k
                                      Слово 1     …        Слово 2 Слово 1   …     Слово 2

                                            от доступа 1                 от доступа 2
                                                                                        Время
                    Рис.5.31. Расслоение памяти: а) структура памяти;
                           б) временная диаграмма его работы

обработки сигналов. В таких системах в качестве памяти команд нередко используются
постоянные запоминающие устройства, которые значительно уменьшают стоимость
основной памяти, и делает такое разделение памяти весьма эффективным.

                                         5.3.3. Кэш-память

       Концепция кэш памяти является частью общей концепции иерархии памяти, в
которой более быстрая, но менее емкая память размещается вблизи процессора, а более
медленная, но более емкая память поддерживает ее. Она базируется на локальности ссылок.
       Локальность ссылок наблюдается в большинстве программ, где основная масса
ссылок на коротком промежутке времени относится к некоторым окрестностям ячеек
памяти, называемым рабочими множествами. Такое рабочее множество медленно
перемещается в памяти по мере исполнения программ. Быстрая и менее емкая память в
иерархии отслеживает эти рабочие множества, тогда как более медленная память содержит
большие блоки программы, которые вводится на быстрый уровень по мере необходимости.
При использовании этой концепции общая скорость системы памяти приближается к
скорости ее самого быстрого уровня, а общая емкость – к наиболее медленному и обычно
наиболее дешевому уровню. В микропроцессорных системах кэш-память представляет собой
быстродействующее запоминающее устройство, размещенное в одном кристалле с
процессором или же внешнее по отношению к кристаллу процессора, но находящееся на той
же плате вычислителя, и служит высокоскоростным буфером между процессором и
относительно медленной памятью. Этот буфер совершенно незаметен и недоступен
пользователям и не может быть непосредственно адресован.
       Таким образом кэш-память обеспечивает обмен информацией между процессором и
памятью с более высокой скоростью и меньшими затратами по сравнению с отдельной
большой быстродействующей памятью, а также создает впечатление, что большая память
работает со скоростью кэша. До тех пор пока для современной памяти будут сохраняться
различия в быстродействии и скорости, подход с использованием кэш-памяти будет
оставаться экономически эффективным решением проблемы согласования скоростей
процессора и основной памяти.
       Для микропроцессорных систем, снабженных страничной виртуальной памятью с
перемещением по запросам используется ассоциативной кэш. В таком кэше базовой
единицей информации является строка, которая перемещается между основной памятью и
кэш-памятью. Когда процессор желает получить доступ к элементу данных, он обращается к
кэш-памяти для поиска в нем этих данных. Этот поиск по своей природе является
ассоциативным, каждая строка (или набор строк, образующий блок) в кэш-памяти имеет
связанный с ней адресный тег, управляющий адрес элемента данных (метка или указатель)
размещенного в основной памяти. Эти теги одновременно сравниваются с выработанным
процессором адресом и при совпадении указывают на попадание. При несовпадении
возникает промах, требующий выбора строки в кэш-памяти для приема новых данных из