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      TLB是什么？有何作用

      冬至配餃子 ? 來源：芯片驗(yàn)證工程師 ? 作者：驗(yàn)證哥布林 ? 2022-07-28 18:02 ? 次閱讀
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      TLB就是Translation Lookaside Buffer ，很多文章翻譯成“旁路轉(zhuǎn)換緩沖”

      老實(shí)說，不知所云，不如不去翻譯，就當(dāng)個(gè)專有名詞，理解它的含義就好了。

      Translation Lookaside Buffer (TLB) 是 MMU 中的cache，其緩存的內(nèi)容就是頁表項(xiàng)（某個(gè)VA-PA的映射關(guān)系）。

      在內(nèi)存需要進(jìn)行VA-PA轉(zhuǎn)換時(shí)，MMU首先會(huì)在TLB中檢查是否有頁表項(xiàng)被緩存。如果TLB hit，那么TLB就能立即完成VA-PA的轉(zhuǎn)換。如果TLB miss，即TLB中沒有該VA對(duì)應(yīng)的VA-PA映射關(guān)系，所以就需要到外部主存獲取這個(gè)VA-PA轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將這個(gè)轉(zhuǎn)換關(guān)系緩存到TLB中以加速下一次VA-PA轉(zhuǎn)換。

      micro-TLB

      類似于L1 cache和L2 cache的層次結(jié)構(gòu)，一般還有micro-TLB和TLB。如果頁表訪問在micro-TLB中hit，那么就不需要訪問外面的內(nèi)存。但是，micro-TLB能夠緩存的頁表映射有限，所以其后級(jí)往往有一個(gè)更大的main TLB。

      poYBAGLiXkGAU4NjAABa9iZOMpU685.png

      TLB與其他cache類似，只不過其他cache緩存的是指令或者數(shù)據(jù)，而TLB緩存的是VA-PA映射關(guān)系，當(dāng)TLB hit即可完成VA-PA轉(zhuǎn)換。

      軟件異常

      一般TLB只會(huì)緩存有效的VA-PA映射關(guān)系，如果這個(gè)映射關(guān)系是無效的，就需要上報(bào)異常讓軟件處理。

      TLB一致性 & invalid

      TLB一致性，同樣類似于cache的一致性。

      當(dāng)操作系統(tǒng)更改頁表時(shí)，TLB中就可能包含舊的無效映射關(guān)系。操作系統(tǒng)必須采取措施invalid TLB中的緩存的頁表項(xiàng)。

      不同的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可能會(huì)專門地去invalid特性的cacheline，比如特定ASID或者特定VA。


      審核編輯：劉清

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        智慧路燈<b class='flag-5'>有</b>哪些功能和<b class='flag-5'>作用</b>

        請(qǐng)問jh7110的MMU TLB是否緩存無效PTE？是否支持ASID？

        jh7110的MMU TLB是否緩存無效PTE？是否支持ASID？
        發(fā)表于 03-10 07:20

        什么是DCDC？DCDC有何作用？

        DC-DC（直流-直流）轉(zhuǎn)換器是一種電子電路或設(shè)備，用于將一種直流（DC）電壓轉(zhuǎn)換為另一種直流電壓。它在電子系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，目的是為不同組件提供適合其工作的電壓，同時(shí)優(yōu)化電源效率。 DC-DC的主要用途 電壓調(diào)整 將輸入電壓（如電池、電源適配器的輸出電壓）升高（升壓）或降低（降壓），以滿足負(fù)載需求。 例如：將鋰電池的3.7V升壓至5V為USB設(shè)備供電，或?qū)?2V車載電源降壓至3.3V供微控制器使用。 電源效率優(yōu)化 相比傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器（如LDO），開關(guān)型DC-DC轉(zhuǎn)換器效率更高（可達(dá)90%以上），減少能量浪費(fèi)和發(fā)熱。 適用于電池供電設(shè)備（如手機(jī)、無人機(jī)），以延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間。 隔離與保護(hù) 某些DC-DC轉(zhuǎn)換器（隔離型）通過變壓器或光耦隔離輸入和輸出，防止電氣干擾或高壓沖擊損壞敏感電路。 常見于工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等場(chǎng)景。 多路電源輸出 在復(fù)雜系統(tǒng)中，單一電源可能需要提供多種電壓（如+12V、+5V、-5V），DC-DC模塊可實(shí)現(xiàn)多路獨(dú)立輸出。 DC-DC轉(zhuǎn)換器的類型 線性穩(wěn)壓器（LDO） 原理 ：通過調(diào)整電阻分壓來降壓，多余電壓以熱量形式耗散。 特點(diǎn) ：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無噪聲，但效率低（僅適用于小壓差場(chǎng)景）。 例子 ：將5V轉(zhuǎn)為3.3V為低功耗芯片供電。 開關(guān)型轉(zhuǎn)換器 原理 ：通過開關(guān)元件（如MOSFET）和儲(chǔ)能元件（電感、電容）快速切換，調(diào)節(jié)能量傳輸以實(shí)現(xiàn)升降壓。 類型 ： 降壓（Buck） ：輸入電壓 > 輸出電壓（如24V轉(zhuǎn)12V）。 升壓（Boost） ：輸入電壓 < 輸出電壓（如5V轉(zhuǎn)12V）。 升降壓（Buck-Boost） ：支持輸入電壓高于或低于輸出電壓（如電池電壓波動(dòng)時(shí)維持穩(wěn)定輸出）。 特點(diǎn) ：效率高（70%~95%），但可能引入電磁干擾（EMI）。 電荷泵（無電感型） 原理 ：利用電容充放電實(shí)現(xiàn)電壓倍壓或反壓。 應(yīng)用 ：低功率場(chǎng)景，如LED驅(qū)動(dòng)、小型設(shè)備供電。 典型應(yīng)用場(chǎng)景 消費(fèi)電子 ：手機(jī)快充芯片（如將USB的5V升壓至9V/12V）。 汽車電子 ：車載系統(tǒng)將12V/24V轉(zhuǎn)換為5V或3.3V供儀表盤使用。 工業(yè)設(shè)備 ：隔離型DC-DC防止高壓干擾控制電路。 可再生能源 ：太陽能板輸出電壓不穩(wěn)定時(shí)，通過DC-DC穩(wěn)定為電池充電電壓。 關(guān)鍵參數(shù)選擇 效率 ：開關(guān)型 > 線性穩(wěn)壓器。 功率密度 ：高頻開關(guān)轉(zhuǎn)換器體積更小。 噪聲 ：線性穩(wěn)壓器無開關(guān)噪聲，適合精密模擬電路。 成本 ：線性穩(wěn)壓器更便宜，但大功率場(chǎng)景需用開關(guān)型節(jié)省長(zhǎng)期能耗。
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        的頭像 發(fā)表于 07-31 09:57 ?3472次閱讀