Cache的工作原理
在Cache存储系统当中，把主存储器和Cache都划分成相同大小的块。
主存地址可以由块号M和块内地址N两部分组成。
同样，Cache的地址也由块号m和块内地址n组成。Cache地址映像和变换方式
1）直接映像
快，造价低。
但由于映射策略简单，所以有一定的局限性。
如果访问频繁的块正好被映射到同一个块，就不能充分利用高速缓存的好处。
（2）组相联映像
组相联映像由组的个数来标识，每个组被实现为一个直接映射高速缓存。
高速缓存请求同时广播到所有的组。如果某组中有这个单元，该高速缓存便报告命中。
比直接映射慢，命中率较高。
（3）全相联映像
主存中任意一个块都可以映射到Cache中的任意一个块的位置上。
不同的ARM有不同大小的高速缓存和组织结构。
Cache的替换算法
（1）轮转法
维护一个逻辑计数器，利用该计数器依次选择将要被替换出去的Cache块。
这种算法容易预测最坏情况下Cache的性能。
缺点：在程序发生很小的变化时，可能造成Cache平均性能急剧的变化。
（2）随机替换算法
通过一个伪随机数发生器产生一个伪随机数，用新块将编号为该伪随机数的Cache块替换掉。
算法简单，易于实现。
没有考虑程序的局部性特点，也没有利用以前块地址分布情况，因而效果较差。
不易预测最坏情况下Cache的性能。
存储管理单元MMU
存储管理单元在CPU和物理内存之间进行地址转换。
由于是将地址从逻辑空间映射到物理空间，因此这个转换过程一般称为内存映射。
在ARM系统中，存储管理单元MMU主要工作：
（1）虚拟存储空间到物理存储空间的映射。在ARM中采用了页式虚拟存储管理。
（2）存储器访问权限的控制。
（3）设置虚拟存储空间的缓冲的特性
MMU的页表
页表是实现上述功能的一个重要手段，它实际上是位于内存中的一个对照表。
为了实现不同层次的管理，系统提供了基于段或页的存储器访问方式
1. 段（section）：由1MB的存储器块构成
2. 大页（large page）：由64KB的存储器块构成
3. 小页（small page）：由4KB的存储器块构成
4. 极小页（tiny page）：由1KB的存储器块构成
MMU的页表续
地址变换条目：页表的每一行对应与虚拟地址空间的一个页，该行同时包含了该虚拟内存页对应的物理内存页的地址、该页的访问权限以及缓冲特性等。我们将页表中的一行称为地址变换条目。
页表：存放在内存中，系统通常有一个寄存器来保存页表的基地址。ARM系统中使用的就是CP15的寄存器C2。
快表：从虚拟地址到物理地址的转换实际上就是查询页表的过程。由于程序在执行过程中具有局部性，即在一段时间内只是局限在少数几个单元，为了加快页表的查询速度，在系统中通常使用一个容量更小、速度更快的存储器件来保存当前需要访问的地址变换条目，这个容量小的页表又称作快表（TLB）。
快表的使用
更新：当CPU需要访问内存时，首先在TLB中查找需要的地址变换条目。若不存在则在内存页表中查询，并把查询的结果添加到TLB中。
清除：当内存中页表的内容改变或者使用新的页表时，TLB中的内容需要清空。CP15的寄存器8用于完成该功能。
锁定：可以将一个地址变换条目锁定在TLB中，以加快访问速度，CP15的寄存器10用于完成该功能。
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