ARM存儲器之：片上存儲器

15.2片上存儲器

如果微處理器要達到最佳性能，那么采用片上存儲器是必需的。通常ARM處理器的主頻為幾十MHz到200MHz。而一般的主存儲器采用動(dòng)態(tài)存儲器（ROM），其存儲周期僅為100ns～200ns。這樣指令和數據都存放在主存儲器中，主存儲器的速度將會(huì )嚴重制約整個(gè)系統的性能。在當前的時(shí)鐘速度下，只有片上存儲器能支持零等待狀態(tài)訪(fǎng)問(wèn)速度。同時(shí)，與片外存儲器相比，片上存儲器有較好的功耗效率，并減少了電磁干擾。

在許多嵌入式系統中采用簡(jiǎn)單的片上RAM而不是Cache，因為Cache有以下特點(diǎn)：

·結構簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜且功耗低；

·Cache有更不確定的行為。

在設計中，為了使Cache有效的工作需要巨大的邏輯開(kāi)銷(xiāo)。同時(shí)，如果沒(méi)有合適、現成的Cache，則設計費用是驚人的。而且，Cache存儲器的操作很復雜，這使得在大多數情況下很難預測它將如何工作，在某種程度上導致了系統的不可預知性。特別是在有中斷的情況下，很難保證中斷響應時(shí)間。

與Cache相比，片上RAM的缺點(diǎn)是需要程序員直接管理。而Cache對于程序員來(lái)說(shuō)是透明的。如果程序的混合（programmix）、定義好并且不需要程序員對其進(jìn)行控制，那么片上RAM就能有效的作為軟件控制的Cache來(lái)使用。如果應用程序的混合不能預知，那么控制任務(wù)就變得非常困難。因此，應用程序的混合不可預知的通用系統中，通常采用Cache。

片上RAM的一個(gè)重要特點(diǎn)是，它使程序員能夠根據對將來(lái)處理工作量的了解劃分RAM空間。而Cache只能記錄運行過(guò)的程序狀態(tài)，無(wú)法預測以后要運行的程序，因此，無(wú)法實(shí)現對將來(lái)的關(guān)鍵任務(wù)預先作準備。在一些嵌入式系統中，關(guān)鍵任務(wù)必須滿(mǎn)足嚴格的實(shí)時(shí)約束，這個(gè)差別就顯得特別重要。