Cortex-A7 MPCore Technical Reference Manual(Revision: r0p5)

本文档详细介绍了Cortex-A7MP处理器的核心特性及其架构组成,包括ARMv7-A架构下的多核配置、缓存子系统、中断控制器及二级缓存控制器等内容。此外,还概述了TLB的作用及处理器的主要组成部分,如数据处理单元、系统控制协处理器等。

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TRM:Technical Reference Manual 

Preface

This book is for the Cortex-A7 MPCore processor. This is a multiprocessor device that has between one to four processors.

See Infocenter, http://infocenter.arm.com, for access to ARM documentation.这个网址可以下载ARM的文档。


Chapter 1 Introduction

Cortex-A7 MPCore processor:ARMv7-A architecture

The Cortex-A7 MPCore processor has one to four processors in a single multiprocessor devi ce with a L1 cache subsystem, an  optional integrated GIC, and an optional L2 cache controller.


这个文档(Cortex-A7 MPCore Technical Reference Manual)只是对Cortex-A7 MPCore processor特性的介绍,对ARM通用的介绍,需要看如下文档:

(1). ARM architecture,see “ARM Architecture Reference Manual”,介绍ARM架构。

(2). Advanced Microcontroller Bus Architectures,see “AMBA AXI Protocol Specification” and “AMBA APB Protocol Specification”。

(3). Debug architecture,see “CoreSight Architecture Specification” and “ARM Architecture Reference Manual”。

(4). Generic Interrupt Controller architecture,see ARM Generic Interrupt Controller Architecture Specification .

(5). Generic Timer architecture,see ARM Architecture Reference Manual.


Chapter 2 Functional Description

概念:TLB(Translation lookaside buffer)是位于内存中的页表的cache,如果没有TLB,则每次取数据都需要两次访问内存,即查页表获得物理地址和取数据。即TLB也是一种cache,只是这个cache是用来缓存页表的。

2.1 总体介绍了 Cortex-A7 MPCore processor 的功能模块图。

很显然,除了中断控制器GIC之外,最核心的就是CPU以及Memory系统(TLB,Cache(L1 and L2),Main Memory)等,同时还要注意几个Interface:Embedded Trace Macrocell(ETM) interface,APB interface,Interrupts,ACE master interface。



主要的components:

(1)Data Processing Unit

该单元包含了Processor的大多数程序可见的状态,例如通用寄存器,状态寄存器,控制寄存器。该功能模块解码并执行指令,对与ARM架构相关的寄存器中的数据进行操作。

DPU中的指令来自于Prefetch Unit (PFU),DPU还执行通过DCU这个接口给Memeory系统传送或接收数据的指令,DCU管理所有的load和store操作。See Chapter 3 Programmers Model for more information.


(2)System control coprocessor

The system control coprocessor, CP15, provides configuration and control of the memory system and its associated functionality. See Chapter 4 System Control for more information.


(3)Instruction side  memory system

The instruction side memory system includes:
• Instruction Cache Unit.
• Prefetch Unit.

Instruction Cache Unit

包含Instruction Cache controller and its associated linefill buffer。The Cortex-A7 MPCore IC ache is two-way set associative and uses  Virtually Indexed Physically Tagged  (VIPT) cache-lines holding up  to 8 ARM or Thumb 32-bit 
instructions or up to 16 Thumb 16-bit instructions.

Prefetch Unit

The Prefetch Unit(PFU) 从instruction cache或者external memory中获取指令,并预测指令流中分支的走向,最后把指令传输给DPU来处理。在任何时刻,最多可达4条指令可被预取,2条可被传输给DPU。

PFU包含以下单元:Branch Target Instruction Cache ,Branch Target Address Cache,Branch prediction,Return stack 

(4)Data side memory system

This section describes the following:

• Data Cache Unit.
• Store Buffer.
• Bus Interface Unit and SCU interface.

Data Cache Unit

包括The Level 1(L1) data cache controller,The load/store pipeline,The system coprocessor controller,An interface to receive coherency requests from the Snoop Control Unit  (SCU).

Store Buffer

Bus Interface Unit and SCU interface

(5)L1 memory system

The processor L1 memory system  includes the foll owing features:
• Separate instruction and data caches.
• Export of memory attributes for system caches.

先看到这里。

参考资源链接:[Cortex-A7 MPCore集成手册简介](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/6412b51abe7fbd1778d41f2c?utm_source=wenku_answer2doc_content) 在开发基于Cortex-A7 MPCore的嵌入式系统时,确保开发的效率和系统的稳定性,掌握CoreSight技术用于调试和性能分析是至关重要的。为了深入了解这一过程,推荐您查阅《Cortex-A7 MPCore集成手册简介》。这份资料由ARM公司官方发布,是关于如何整合Cortex-A7处理器的权威指导,提供了系统集成的详细步骤和最佳实践。 首先,您需要熟悉Cortex-A7处理器架构及其与CoreSight技术的集成点。Cortex-A7 MPCore支持多核系统设计,利用CoreSight技术可以实现跨核心的调试和性能监控。使用DAPLite(Data Access Port Lite)接口,您可以高效地进行数据传输和访问,这是进行系统调试的关键。 接下来,要确保您使用的调试工具与Cortex-A7 MPCore兼容,并能够与CoreSight技术配合。通常,ARM官方或第三方合作伙伴会提供支持CoreSight的调试器和分析工具。在《Cortex-A7 MPCore集成手册简介》中,可能包含了这些工具的使用方法和集成的详细信息。 性能分析方面,您需要了解如何使用CoreSight提供的性能监测单元(PMU)和跟踪单元(ETM)来收集性能数据。根据手册中的指导,配置适当的跟踪和监测参数,可以对系统的运行情况进行深入分析,从而识别瓶颈并优化代码。 此外,手册可能还会提供一些典型的调试场景和问题案例,帮助您快速定位和解决问题。在手册的用户反馈部分,您还可以找到其他开发者遇到的问题和解决方法,这些都是宝贵的资源。 在进行调试和性能分析时,请务必遵守手册中的知识产权和保密条款,合理使用ARM提供的技术和信息。通过《Cortex-A7 MPCore集成手册简介》的指导,结合您在开发中积累的实践经验,您将能够有效地利用CoreSight技术提升Cortex-A7 MPCore系统的开发效率和系统性能。 在您掌握这些知识之后,如果希望进一步提升嵌入式系统的开发能力,建议继续研究ARM提供的其他技术文档和产品更新信息,以及参与相关的开发者社区和讨论组,以便与行业同仁交流经验,及时获取最新的技术动态。 参考资源链接:[Cortex-A7 MPCore集成手册简介](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/6412b51abe7fbd1778d41f2c?utm_source=wenku_answer2doc_content)
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