對ARM緊致內存TCM的理解

TCM是一個固定大小的RAM，緊密地耦合至處理器內核，提供與cache相當的性能，相比于cache的優(yōu)點是，程序代碼可以精確地控制什么函數或代碼放在哪兒(RAM里)。當然TCM永遠不會被踢出主存儲器，因此，他會有一個被用戶預設的性能，而不是象cache那樣是統(tǒng)計特性的性能提高。
TCM對于以下幾種情況的代碼是非常有用、也是需要的：可預見的實時處理（中斷處理）、時間可預見（加密算法）、避免cache分析（加密算法）、或者只是要求高性能的代碼（編解碼功能）。隨著cache大小的增加以及總線性能的規(guī)模，TCM將會變得越來越不重要，但是他提供了一個讓你權衡的機會
那么，哪一個更好呢？他取決于你的應用。Cache是一個通用目的的加速器，他會加速你的所有代碼，而不依賴于存儲方式。TCM只會加速你有意放入TCM的代碼，其余的其他代碼只能通過cache加速。Cache是一個通用目的解決方案，TCM在某些特殊情況下是非常有用的。假如你不認為需要TCM的話，那么你可能就不需要了，轉而加大你的cache，從而加速運行于內核上的所有軟件代碼.

緊致內存是指片上快速存儲區(qū)，與片上緩存具有同等的性能，但因為程序可完全控制緊致內存，因而比統(tǒng)計復用的緩存有更好的可預測性。這是ARM5TE引入的特性，目的是通過這一快速的存儲區(qū)，一方面提高某些關鍵代碼（如中斷處理函數）的性能，另方面使存儲訪問延遲保持一致，這是實時性應用所要求的。ARM6對TCM操作做了進一步的規(guī)范。

TCM的應用領域：可預測的實時處理（中斷處理）、避免緩存分析（加密算法）、或單純的性能提高（處理器側編解碼）等。
如同緩存的哈佛結構，指令TCM和數據TCM是分開的。TCM有兩種使用方式：作為快緩存使用，和作為本地內存使用。
本地內存
這時，TCM被用作更快速的內存，如同一般的RAM。因為指令段有時也是數據訪問的對象，指令TCM實際上是指令數據一體化TCM。對TCM寫操作后和后續(xù)對此寫操作的依賴指令之間必須跟一個阻塞操作。
快緩存（smartcache）
TCM可以配置成當作外部RAM的緩存使用，對應的外部RAM也要設置可緩存標志。如果被緩存的外部RAM可以由多處理器共享，那么TCM是否與共享數據保持一致并沒有規(guī)定，而由具體實現廠家決定。

TCM與緩存的內容不會自動保持一致，這意味著TCM映射到的內存區(qū)域必須是不緩存的區(qū)域。如果一個地址同時落在緩存和TCM內，那么訪問這一地址的結果是不能預測的。另一個限制是各個TCM必須要配置成不相交的。

TCM的配置
通過CP15的0、1、9號寄存器進行：
0號寄存器
讀CP15的0號寄存器，opcode2為2：
MRCp15,0,Rd,C0,C0,2
返回TCM狀態(tài)寄存器的內容，其中，16－18位代表數據TCM個數，0－3代表指令TCM個數。

1號寄存器
ARM6之前，1號寄存器的16位和18位用于使能數據TCM和指令TCM（ARM946，ARM966），ARM6因為可以使用9號寄存器控制每一塊TCM的使能狀態(tài)，所以1號寄存器的這兩個位就過時了，應該置1。

9號寄存器
每個TCM都有一個TCM區(qū)域寄存器，設置這個寄存器就可以設置TCM的基址和大小。在設置TCM區(qū)域寄存器前，需要設置TCM選擇寄存器。
下面是訪問這些相關寄存器的指令：

ARMInstructionTCMRegionRegister
MRC/MCRP15,0,Rd,C9,C1,0DataTCMRegionRegister
MRC/MCRP15,0,Rd,C9,C1,1Instruction/UnifiedTCMRegionRegister
MRC/MCRP15,0,Rd,C9,C2,0TCMSelectionRegister

TCM區(qū)域寄存器的結構：
BaseAddress(PhysicalAddress)[31-12]SBZ/UNP[11-7]Size[6-2]SC[1]En[0]

其中：
En位是使能位，置1時使能此TCM；
SC位置位表示此TCM被用作快緩存（smartcache），清零表示本地內存；
Size字段是只讀的，含義如下：

SizeMemorySizeMemory
filedsizefieldsize
0b000000K0b011014M
0b000114K0b011108M
0b001008K0b0111116M
0b0010116K0b1000032M
0b0011032K0b1000164M
0b0011164K0b10010128M
0b01000128K0b10011256M
0b01001256K0b10100512M
0b01010512K0b101011G
0b010111M0b101102G
0b011002M0b101114G

注意TCM區(qū)域寄存器配置出來的各個TCM塊不能相交，否則后果不可預測