Cache是一种高速缓存存储器,一般位于CPU内部或者CPU芯片上。在嵌入式系统中,由于嵌入式CPU相比于大型服务器CPU的频率较低、功能较少,所以经常需要将常用数据存储在Cache中以提高系统响应速度。Cache存储的是CPU所需要的数据,加快数据的获取速度,避免每次从外部存储器中读取数据所浪费的时间。
在嵌入式系统中,由于存储的空间和处理速度都较为有限,所以只有一部分数据能够存储在Cache中。被Cache是指系统在进行数据访问时,需要从内部存储器中加载数据到Cache中,并在后续的操作中使用Cache中的数据。如果该数据没有被存储在Cache中,系统就必须到外部存储器中读取该数据,这样会导致系统响应速度下降,因此,被Cache是一种能够提高系统响应速度的方式。
将数据存储在Cache中的过程称为Cache命中,根据Cache的工作原理,可以通过以下几种方式来提高Cache命中率:
1.空间局部性:空间局部性指的是如果给定一个地址,那么地址附近的数据很可能在不久的将来被访问,因此在Cache中预先存储一些靠近该地址的数据能够提高Cache命中率。
2.时间局部性:时间局部性指的是如果给定一个地址,该地址所指向的数据在不同的时间段内会被多次访问,因此在Cache中预先存储该数据能够在多次访问时提高Cache命中率。
3.块大小:块大小指的是Cache中存储每个数据块的大小,根据程序的访问特点选择合适的块大小能够提高Cache命中率。
对于一些对于实时性要求比较高的应用中,如控制、通信等领域,嵌入式系统中经常需要对Cache进行优化,以达到更高的处理效率。通过缩短数据访问时间,提高Cache的命中率,可以优化系统处理时间和功耗效率。除此之外,在一些资源受限的应用中,Cache也可以起到节约存储空间、提高数据重用性的作用。