点点滴滴-5、Cortex-M7之TCM探讨

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点点滴滴-5、Cortex-M7之TCM探讨

  Cortex-M7，性能可以说是比前代M3,M4真的提高了很多，其中我认为最重要的还是新的架构带来的优势，尤其新增的 TCM，的的确确M7中的一大亮点，实实在在提高了M7实时处理性能。一个64位的ITCM和两个32位的DTCM。

（一）：TCM解释
  TCM: 紧耦合内存
  TCM: Tightly Coupled Memories
  TCM:可以认为是片上的紧致内存，是片上的快速存储区，与片上缓存具有同等的性能。程序可完全控制紧致内存，所以比统计复用的缓存有更好的可预测性。它所带来的强大之处就是通过这一快速的存储区，一方面提高某些关键代码（如中断处理函数）的性能，另方面使存储访问延迟保持一致，这是实时性应用所要求的，我想这也是CORTEX M7的灵魂把！

（二）：TCM与传统CORTEX中RAM的区别
  我以ATMEL SAMV71为例，下图是它的 Block Diagram

  红线：可以看到TCM是M7核心直接访问的，就相当于集成内存，挨着最近。
  绿线：这是M3,M4，M7中RAM默认的通过总线的方式访问。
  这样你就可以明显的看到TCM访问的速度更快，默认的RAM慢一拍。
  举个不恰当的比方，TCM就是你的口袋，常规的RAM就是身上的钱包，你要掏钱当然直接从口袋里快了，钱包还得先打开再取出。

（三）：TCM的优势
由于TCM相当于内存，访问速度更快，用在高速应用上非常有优势，同时数据的可控性也是非常强优势所在。
  a、访问TCM比RAM快（上图个人拙见）
  b、更好的可控性
  因为TCM可以认为是片上快速存储区，它自然不会像RAM一样需要通过总线访问读写，而是可以快速访问，或者说精确的读取里面的数据了。
  c、非常利于实时性应用
  可预见的实时处理（中断处理）、时间可预见（加密算法）、避免cache分析（加密算法）、或者只是要求高性能的代码（编解码功能）

（四）：实际举例分析
ATMEL SAMV71

1.samV71 中的TCM 是有384K的RAM分配而来，可以配置为TCM不用，或者32~128K相同大小的ITCM和DTCM。
2.samV71 中的TCM 可以达到与处理器一样的速度（SAMV71主频300MHZ，总线150MHZ）。

ST STM32F745xx



1.通过官方的PDF可以看到ST与ATMEL方案就不同了，ST是固定的64K大小DTCM，16K大小ITCM,一共320K的RAM。
2.STM32F7中TCM的速度也与主频一样216MHZ。

对比结果：ATMEL的TCM分配方案比ST的更加的灵活，加上主频300MHZ的优势，性能更加明显。

数码小叶

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奋斗哥

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