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当使用Zynq的PS (Processing System) 与PL (Programmable Logic) 进行通信时特别是涉及到高速数据传输时可能会遇到缓存一致性问题。这是因为处理器系统通常具有缓存机制来加快对常用数据的访问速度但在某些情况下如DMA操作需要确保缓存中的数据与主内存中的数据保持一致。
Xil_DCacheFlushRange是一个用于刷新数据缓存的函数它确保了缓存中的数据被写回到主内存中从而使DMA能够正确地读取或写入这些数据。这对于那些依赖于非缓存内存区域或者需要确保数据立即可见的应用程序尤其重要。
缓存一致性问题
在Zynq SoC中PS包含一个多级缓存体系结构包括指令缓存ICache、数据缓存DCache和二级缓存L2 Cache。这些缓存用于存储最近使用的数据和指令以便快速访问。然而在某些情况下例如当PL通过DMA控制器直接访问PS内存时就需要解决缓存一致性问题。
DMA操作DMA可以在没有CPU干预的情况下直接在内存之间移动数据。如果DMA读取或写入的数据位于缓存中则可能导致缓存中的数据与物理内存中的数据不一致。 共享内存如果PS和PL共享相同的内存空间并且两者都在同时访问这段内存则必须确保它们看到的数据是一致的。
Xil_DCacheFlushRange手动刷新缓存
在进行关键操作前后可以显式地刷新缓存确保数据的一致性。Zynq SDK提供了一些函数来实现这一点例如 Xil_DCacheFlushRange用于刷新特定范围内的数据缓存。 Xil_DCacheInvalidateRange用于使特定范围内的数据缓存无效即从缓存中移除数据。
Xil_DCacheFlushRange函数的基本用法
void Xil_DCacheFlushRange(volatile u32 *Addr, u32 Size);
Addr: 指向要刷新的数据缓存区域的起始地址。Size: 要刷新的数据缓存区域的大小以字节为单位。
这个函数将确保从Addr开始、长度为Size的内存区域中的所有修改都被写回到主内存并且任何未决的读取操作也被完成。
使用示例
假设您有一个指向内存区域的指针pData并且想要刷新该区域及其后512字节的数据缓存您可以这样调用Xil_DCacheFlushRange
volatile u32 *pData ...; // 假设已经正确初始化了 pData
const u32 size 512;
Xil_DCacheFlushRange(pData, size);注意
该函数不会导致任何性能上的延迟因为它只是通知缓存子系统刷新指定范围的数据而不是等待实际的刷新完成。
