Read/Write through/back/allocate区别

1.CPU读Cache时:

若hit,则CPU直接从Cache中读取数据即可。

若miss,有两种处理方式:

   >Read through,即直接从内存中读取数据;

   >Read allocate,先把数据读取到Cache中,再从Cache中读数据。

2.CPU写Cache时:

●若hit,有两种处理方式:

    >Write through:把数据同时写到Cache和内存中;

    >Write back:先把数据写到Cache中,再通过flush方式写入到内存中。

●若miss,有两种处理方式:

    >Write allocate:先把要写的数据载入到Cache中,写Cache,然后再通过flush方式写入到内存中;

    >No write allocate:直接把要写的数据写入到内存中。

<think>好的,用户想了解H7相关的缓存机制或定义,特别是H7缓存机制的定义。首先,我需要确认用户提到的H7具体指的是什么。在嵌入式系统中,H7通常指STM32H7系列微控制器,所以这里应该是指STM32H7的缓存机制。 接下来,我需要回顾STM32H7的缓存架构。根据引用[1],M7内核开启Cache后,read allocate会自动启用。这说明H7的缓存管理可能涉及MPU配置,以及不同的缓存策略。用户提供的引用中提到了四种MPU配置都是Non-cacheable,这可能与内存区域的设置有关。 然后,我需要整理H7的缓存机制定义。STM32H7系列可能包含L1和L2缓存。L1缓存分为指令缓存和数据缓存,而L2缓存可能由多个Master通过总线矩阵访问。需要说明缓存的作用,比如加速数据访问,减少延迟。 此外,MPU在缓存配置中的作用也很重要。MPU可以设置不同内存区域的缓存策略,如Write-ThroughWrite-Back。需要解释Non-cacheable、Write-ThroughWrite-Back等术语,并引用提供的资料中的例子,比如四种MPU配置对应Non-cacheable的情况。 还要注意用户提到的HTTP缓存机制引用[2],虽然与H7无关,但可能用户有混淆,需要明确区分。在回答中应专注于STM32H7的硬件缓存机制。 最后,生成相关问题时要确保问题与H7缓存相关,比如配置方法、性能优化、常见问题等。需要检查是否有遗漏的关键点,确保回答准确并引用提供的资料。</think>### H7 缓存机制定义 STM32H7 系列微控制器的缓存机制基于 **Cortex-M7 内核架构**,主要涉及 **L1 缓存**和可选的 **L2 缓存**(需具体型号支持),通过 **MPU(内存保护单元)** 对内存区域的缓存属性进行配置。其核心定义如下: 1. **缓存层级与功能** - **L1 缓存**:分为独立的 **指令缓存(I-Cache)** 和 **数据缓存(D-Cache)**,默认容量各为 16KB(可配置为 64KB)。 - **L2 缓存**:部分型号支持 L2 缓存(如 STM32H7x3/H7x5),通过总线矩阵连接多个 Master(如 CPU、DMA),提升多核/外设协作效率[^1]。 2. **缓存策略** - **Write-Through(直写)**:数据同时写入缓存和主存,保证一致性但速度较慢。 - **Write-Back(回写)**:数据先写入缓存,仅在缓存行替换时写回主存,速度更快但需手动维护一致性。 - **Non-cacheable**:关闭缓存,直接访问主存(如外设寄存器或需严格时序的内存区域)。 *MPU 配置中,以下四种属性均表示 Non-cacheable:`Strongly Ordered`, `Device`, `Normal Non-cacheable`, `Normal Non-cacheable Non-shared`。* 3. **MPU 的关键作用** MPU 将内存划分为多个区域,并为每个区域指定缓存策略(如 `Cacheable`/`Non-cacheable`)和访问权限。例如: ```c // 示例:配置某区域为 Write-Back 缓存 MPU_Region_InitTypeDef region; region.Cacheable = MPU_CACHEABLE_WB; // 启用 Write-Back region.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; ``` ### 缓存相关配置建议 - **外设寄存器**:必须设为 `Non-cacheable`,避免缓存导致读写延迟或数据不一致。 - **频繁访问的数据**:设为 `Write-Back` 可显著提升性能,但需在 DMA 传输前后调用 `SCB_CleanDCache()` 或 `SCB_InvalidateDCache()` 维护一致性。
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