MICROCHIP TB3308 Trattamentu di prublemi di coerenza di cache in runtime usendu a manutenzione di cache
Introduzione
U prublema di a coerenza di cache hè inevitabbile nantu à l'applicazioni in esecuzione nantu à i microcontrollers (MCU) chì anu regioni di memoria cacheable, chì utilizanu un Accessu di Memoria Diretta (DMA) per operazioni di trasferimentu di dati. Questu hè dovutu à u CPU chì esegue una operazione di lettura / scrittura da a cache mentre a DMA trasferisce dati trà a memoria periferica è fisica.
Unu di i metudi per trattà a coerenza di cache richiede l'applicazione per gestisce a cache in run-time usendu l'operazioni di mantenimentu di cache. MPLAB® Harmony v3 furnisce u mantenimentu di cache Interfacce di Programma di Applicazioni (API) per i dispositi PIC32MZ.
Stu documentu spiega cumu una applicazione pò gestisce i prublemi di coerenza di cache in tempu di esecuzione utilizendu API di gestione di cache in MPLAB Harmony v3.
Nota: I cuncetti discututi in stu documentu sò cumuni per tutti i MCU PIC32MZ. U PIC32MZ EF hè usatu cum'è example per discutiri i cuncetti.
Descrizzione
A figura seguente illustra u prublema di coerenza di cache cum'è osservatu quandu u DMA leghje da a SRAM nantu à u PIC32MZ EF MCU.
Figura 1-1. Trasferimentu di memoria à periferica (Letture DMA da SRAM)
L'applicazione sottumette una dumanda di trasferimentu di u buffer di dati TxBuffer valore 'ABCDEFGH' à u perifericu. U CPU populate u buffer di scrittura DMA (TxBuffer) cù e dati per esse scrittu 'ABCDEFGH' à u perifèricu.
In ogni casu, per via di a pulitica di cache stabilita Write Back and Write Allocate, u buffer di scrittura DMA (TxBuffer) ùn pò micca esse scritta immediatamente à a memoria principale, è e dati scritti ponu esse in a cache di dati. U buffer di scrittura DMA (TxBuffer) in a memoria principale cuntene sempre u vechju valore di '12345678'.
Quandu u DMA hè attivatu per inizià u trasferimentu di memoria à periferia, u DMA leghje u buffer (TxBuffer) da a memoria principale cum'è "12345678". In u risultatu, u DMA finisci per trasfiriri dati stale à u perifericu.
A figura seguente illustra u prublema di coherenza di cache osservatu quandu u DMA scrive à a SRAM.
Figura 1-2. Trasferimentu da periferica à memoria (Scritture DMA à SRAM)
L'applicazione sottumette una dumanda per riceve dati in u RxBuffer cù un valore di '12345678' da u perifericu. U DMA populate u RxBuffer cù un valore di "12345678" in a SRAM. Tuttavia, a cache di dati ùn hè micca aghjurnata, è cuntinueghja à mantene e dati previ. Quandu u CPU leghje u RxBuffer, finisce per leghje u valore precedente cuntenutu in u buffer cum'è "ABCDEFGH".
Gestione di a coerenza di a cache
I dui metudi per trattà i prublemi di coherenza di a cache sò illustrati in u Trasferimentu di Memoria à Periferica (DMA Reads from SRAM) è Trasferimentu Peripheral-to-Memory (DMA Scrive à SRAM). Questi metudi implicanu l'applicazione chì gestisce a cache in run-time utilizendu l'operazioni di mantenimentu. L'operazioni includenu a capacità di realizà queste azzioni:
Invalidate a cache: Marca e linee di cache cum'è invalide. L'accessu sussegwente forza i dati à esse copiati da a memoria principale à a cache.
Pulite a cache: Scrive e linee di cache, chì sò marcate cum'è sporche, tornanu à a memoria principale Per trattà a coherenza di cache discussa in Memoria à Trasferimentu Perifericu (DMA Reads from SRAM), eseguite e seguenti azzioni:
- L'applicazione riempia u buffer di dati di scrittura (TxBuffer) cù un valore 'ABCEDFGH'. A causa di a pulitica di cache predeterminata (Scrivi Torna è Scrive Allocate), i dati scritti ponu esse in a cache.
Figura 1-3. Pupulare u buffer di scrittura
- Flush u buffer di dati di scrittura (TxBuffer) cù u valore 'ABCDEFGH' à a memoria principale chjamendu l'API di cache pulita.
Figura 1-4. Flush Scrittura Buffer
- L'applicazione sottumette una dumanda di trasferimentu di dati da u TxBuffer cù un valore di 'ABCDEFGH' à u perifericu.
Figura 1-5. Scrivite à Peripheral
Per trattà a coherenza di a cache cum'è discutitu in Trasferimentu di Peripheral to Memory (DMA Writes to SRAM), seguitate questi passi:
- L'applicazione chjama l'API Invalidate cache per marcà e linee di cache cum'è invalide.
Figura 1-6. Invalidate Cache
- L'applicazione sottumette una dumanda per riceve dati in u RxBuffer cù un valore di '12345678' da u perifericu.
- U DMA populate u RxBuffer cù un valore di "12345678" in a SRAM.
- Perchè a linea di cache chì currisponde à u RxBuffer hè in un statu invalidu, un accessu di lettura da u CPU risultatu in u RxBuffer esse copiatu da a memoria principale in a cache di dati.
Figura 1-7. Gestisce a coerenza di cache di trasferimentu di periferica à memoria
Implementazione
Cunfigurazione
In un prughjettu MPLAB Harmony v3 per u PIC32 MZ EF, l'operazioni di mantenimentu di cache sò attivate da u MPLAB Harmony v3 Configurator (MHC) o MPLAB Code Configurator (MCC). In MHC o MCC, a paràmetra di cunfigurazione pò esse truvata in u graficu di u prughjettu> Sistema> Configurazione MIPS> Cache.
Figura 2-1. Configurazione MHC Cache
API di mantenimentu di a cache di dati
MPLAB Harmony v3 furnisce e seguenti API di mantenimentu di cache di dati:
Table 2-1. API di mantenimentu di a cache di dati
| Nome | Descrizzione |
| DCACHE_INVALIDATE (annullatu) | Invalida tutta a cache di dati prima di attivà. |
| DCACHE_CLEAN_BY_ADDR (uint32_t addr, size_t sz) | Scrivite torna è invalidate un intervallu di indirizzu in a cache di dati. |
| DCACHE_INVALIDATE_BY_ADDR (uint32_t addr, size_t sz) | Invalidate un intervallu di indirizzu in a cache di dati. |
| DCACHE_CLEAN_INVALIDATE_BY_ADDR (uint32_t addr, size_t sz) | Scrivite torna è invalidate un intervallu di indirizzu in a cache di dati. |
Note:
- L'API di mantenimentu di cache di dati specifichi MCU è istruzzioni sò dispunibuli cum'è una libreria periferica (PLIB) plib_cache.c. Vede l'applicazione PLIB example à:
https://github.com/Microchip-MPLAB-Harmony/csp_apps_pic32mz_ef/tree/master/apps/cache/cache_maintenance. - Quandu si usa a cache clean and cache invalidate by address APIs:
- indirizzu: Deve esse allinatu à u cunfini di a dimensione di a linea di cache. Questu significa chì l'indirizzu di u buffer DMA deve esse allinatu à u cunfini di 16 byte.
- dsize: Deve esse un multiplu di a dimensione di a linea di cache. Questu significa chì a dimensione di u buffer DMA deve esse un multiplu di 16 bytes.
Example
U codice seguente example mostra l'usu di l'API di mantenimentu di cache di dati inseme cù l'API di biblioteca periferica MPLAB Harmony v3 DMA per leghje è scrive dati nantu à l'interfaccia UART.
Per u codice fonte detallatu, riferite à l'applicazione PLIB example à:
https://github.com/Microchip-MPLAB-Harmony/csp_apps_pic32mz_ef/tree/master/apps/cache/cache_maintenance.
Nota: I prublemi di coerenza di cache discututi sopra ponu ancu esse trattati à u mumentu di u ligame utilizendu l'attributu variabile coherente à u buffer di dati in disputa.
unsigned int __attribute__((coherente)) buffer[1024];
In questu codice, u compilatore attribuisce (à u tempu di u ligame) l'elementu 1024 in a regione di memoria non cacheable KSEG1.
Referenze
I seguenti documenti sò listati cum'è risorse. Per infurmazioni supplementari nantu à a coerenza di cache è i prudutti Microchip cunnessi, riferite à u Microchip Websitu, o cuntattate un rappresentante di vendita Microchip lucali.
- Utilizà a cache L1 nantu à i dispositi PIC32MZ
- PIC32MZ EF Cache Maintenance PLIB Esample
- U pacchettu MPLAB Harmony v3 Quick Docs furnisce pagine d'aiutu standalone per l'utilizatori per inizià à sviluppà applicazioni nantu à i MCU SAM è PIC32 di 32 bit di Microchip. Scaricate u repository quick_docs è cuminciate cù l'index.html file dispunibule in u cartulare di documenti.
A versione in linea hè dispunibule à: microchip-mplab-harmony.github.io/quick_docs/. - MPLAB Harmony v3 atterraggio web pagina: www.microchip.com/mplab/mplab-harmony
U Microchip Websitu
Microchip furnisce supportu in linea via u nostru websitu à www.microchip.com/. Questu website hè usatu per fà files è l'infurmazioni facilmente dispunibili à i clienti. Alcune di u cuntenutu dispunibule include:
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- Assistenza tecnica generale - Domande Frequenti (FAQs), richieste di supportu tecnicu, gruppi di discussione in linea, lista di membri di u prugramma di partner di design Microchip
- Affari di Microchip - Selettore di prudutti è guide d'ordine, l'ultimi comunicati di stampa Microchip, elencu di seminarii è avvenimenti, liste di uffizii di vendita di Microchip, distributori è rapprisentanti di fabbrica
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- Distributore o Rappresentante
- Uffiziu di Vendita Locale
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- Assistenza tecnica
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U supportu tecnicu hè dispunibule attraversu u websitu à: www.microchip.com/support
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