MCU-缓存Cache与CPU中的主存SRAM

缓存(Cache)和主存(SRAM)均属于 SRAM,他们的核心区别:

  • 通过 Cache 缓存 Flash 中的指令和数据,可避免 CPU 因等待数据而停滞。
  • 主存 SRAM 存储程序运行时的变量、堆栈、临时数据等。通常作为 MCU 内部的主内存(如 STM32H743 的片上 SRAM)
  • STM32H743 还包含多块独立 SRAM,服务于不同外设或场景。TCM(Tightly Coupled Memory)存放实时性要求极高的代码或数据(如中断服务程序)。AXI SRAM 供高速外设(如以太网、USB)使用。Backup SRAM 低功耗模式下保持数据(由备份电源供电)。
  • 指令缓存(I-Cache):缓存从 Flash 或 外部存储器 读取的指令。数据缓存(D-Cache):缓存从 Flash、SRAM 或外部存储器 读取的数据。Cache 的缓存范围是全局的,可以覆盖所有可缓存的地址空间(包括内部 SRAM)。是否需要缓存某个内存区域,由内存属性配置(如 MPU 设置)决定。普通 SRAM(如 AXI SRAM、SRAM1/SRAM2)可能被 D-Cache 缓存,具体取决于 MPU(内存保护单元)的配置。TCM 是紧耦合内存,直接挂载到 CPU 总线,不经过 Cache,访问零延迟。

实例代码:

Cortex-M7

Cortex-A7(含MMU)

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