Nios® Vプロセッサー・リファレンス・マニュアル

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ID 683632
日付 12/11/2023
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. 概要 2. Nios® V/cプロセッサー 3. Nios® V/mプロセッサ 4. Nios® V/gプロセッサ 5. Nios Vプロセッサー・リファレンス・マニュアルのアーカイブ 6. Nios® V ユーザーガイド改訂履歴
1. 概要 x
1.1. インテル® Quartus® Prime ソフトウェアのサポート
2. Nios® V/cプロセッサー x
2.1. プロセッサーのパフォーマンス・ベンチマーク 2.2. プロセッサーのパイプライン 2.3. プロセッサ・アーキテクチャー 2.4. プログラミング・モデル 2.5. コアの実装
2.3. プロセッサ・アーキテクチャー x
2.3.1. 汎用レジスターファイル 2.3.2. 演算ロジック・ユニット 2.3.3. リセット信号とデバッグ信号 2.3.4. メモリーおよびI/O の構成 2.3.5. 誤り訂正コード (ECC) のサポート
2.3.4. メモリーおよびI/O の構成 x
2.3.4.1. 命令バスおよびデータ・バス 2.3.4.2. アドレス・マップ
2.3.4.1. 命令バスおよびデータ・バス x
2.3.4.1.1. 命令マネージャー・ポート 2.3.4.1.2. データ・マネージャー・ポート
2.4. プログラミング・モデル x
2.4.1. 特権レベル
2.4.1. 特権レベル x
2.4.1.1. マシンモード (M モード)
2.5. コアの実装 x
2.5.1. インストラクション・セット・シミュレータ
3. Nios® V/mプロセッサ x
3.1. プロセッサーのパフォーマンス・ベンチマーク 3.2. プロセッサーのパイプライン 3.3. プロセッサ・アーキテクチャー 3.4. プログラミング・モデル 3.5. コアの実装
3.1. プロセッサーのパフォーマンス・ベンチマーク x
3.1.1. パイプラインあり 3.1.2. パイプラインなし
3.2. プロセッサーのパイプライン x
3.2.1. パイプラインアーキテクチャ 3.2.2. 非パイプラインアーキテクチャ
3.3. プロセッサ・アーキテクチャー x
3.3.1. 汎用レジスターファイル 3.3.2. 算術論理演算装置 3.3.3. リセット信号とデバッグ信号 3.3.4. コントロール・ステータス・レジスター 3.3.5. 例外コントローラー 3.3.6. 割り込みコントローラー 3.3.7. メモリーおよびI/Oの構成 3.3.8. RISC-Vベースのデバッグモジュール 3.3.9. 誤り訂正コード (ECC) のサポート
3.3.6. 割り込みコントローラー x
3.3.6.1. タイマーおよびソフトウェア割り込みモジュール
3.3.7. メモリーおよびI/Oの構成 x
3.3.7.1. 命令バスおよびデータバス 3.3.7.2. アドレス・マップ
3.3.7.1. 命令バスおよびデータバス x
3.3.7.1.1. 命令マネージャー・ポート 3.3.7.1.2. データ・マネージャー・ポート
3.3.8. RISC-Vベースのデバッグモジュール x
3.3.8.1. デバッグモード 3.3.8.2. デバッグモジュールからの停止 3.3.8.3. トリガー 3.3.8.4. デバッグモードの抽象コマンド 3.3.8.5. 簡単なソフトウェア・インターフェイス
3.4. プログラミング・モデル x
3.4.1. 特権レベル 3.4.2. Control and Status register (CSR) の動作
3.4.1. 特権レベル x
3.4.1.1. マシンモード (Mモード) 3.4.1.2. デバッグモード (Dモード)
3.4.2. Control and Status register (CSR) の動作 x
3.4.2.1. コントロールおよびステータスレジスターへのアクセス
3.5. コアの実装 x
3.5.1. 命令セットのリファレンス
4. Nios® V/gプロセッサ x
4.1. プロセッサーのパフォーマンス・ベンチマーク 4.2. プロセッサーのパイプライン 4.3. プロセッサーのアーキテクチャー 4.4. プログラミング・モデル 4.5. コアの実装
4.3. プロセッサーのアーキテクチャー x
4.3.1. 汎用レジスターファイル 4.3.2. 算術論理演算装置 4.3.3. 乗除算ユニット 4.3.4. 浮動小数点ユニット 4.3.5. カスタム命令 4.3.6. リセット信号とデバッグ信号 4.3.7. コントロール・ステータス・レジスター 4.3.8. 例外コントローラー 4.3.9. 割り込みコントローラー 4.3.10. メモリーおよびI/Oの構成 4.3.11. RISC-Vベースのデバッグモジュール 4.3.12. 誤り訂正コード (ECC) のサポート
4.3.4. 浮動小数点ユニット x
4.3.4.1. IEEE 754 例外条件 4.3.4.2. Floating Point Functions
4.3.4.2. Floating Point Functions x
4.3.4.2.1. Floating Point Functions
4.3.9. 割り込みコントローラー x
4.3.9.1. タイマーおよびソフトウェア割り込みモジュール
4.3.10. メモリーおよびI/Oの構成 x
4.3.10.1. 命令バスおよびデータバス 4.3.10.2. アドレスマップ 4.3.10.3. キャッシュメモリー 4.3.10.4. 密結合メモリー
4.3.10.1. 命令バスおよびデータバス x
4.3.10.1.1. 命令マネージャー・ポート 4.3.10.1.2. データ・マネージャー・ポート
4.3.10.3. キャッシュメモリー x
4.3.10.3.1. 命令キャッシュ 4.3.10.3.2. データキャッシュ 4.3.10.3.3. コンフィグレーション可能なキャッシュメモリー 4.3.10.3.4. キャッシュのバイパス (ペリフェラル領域) 4.3.10.3.5. キャッシュメモリを効果的に使用する
4.3.10.4. 密結合メモリー x
4.3.10.4.1. キャッシュおよび密結合メモリー 4.3.10.4.2. 密結合メモリーへのアクセス 4.3.10.4.3. Nios II 密結合メモリの使用に関するチュートリアル
4.3.11. RISC-Vベースのデバッグモジュール x
4.3.11.1. デバッグモード 4.3.11.2. デバッグモジュールからの停止 4.3.11.3. トリガー 4.3.11.4. デバッグモードの抽象コマンド 4.3.11.5. 簡単なソフトウェア・インターフェイス
4.4. プログラミング・モデル x
4.4.1. 特権レベル 4.4.2. Control and Status register (CSR) の動作
4.4.1. 特権レベル x
4.4.1.1. マシンモード (Mモード) 4.4.1.2. デバッグモード (Dモード)
4.4.2. Control and Status register (CSR) の動作 x
4.4.2.1. コントロールおよびステータスレジスターへのアクセス
4.5. コアの実装 x
4.5.1. 命令セットのリファレンス
1. 概要
2. Nios® V/cプロセッサー
3. Nios® V/mプロセッサ
4. Nios® V/gプロセッサ
5. Nios Vプロセッサー・リファレンス・マニュアルのアーカイブ
6. Nios® V ユーザーガイド改訂履歴

4.3.10.3.5. キャッシュメモリを効果的に使用する

キャッシュ メモリがパフォーマンスを向上させる効果は、次の条件に基づいています。
  • 通常のメモリはオフチップに配置されており、オンチップ メモリよりもアクセス時間が長くなります。
  • パフォーマンスが重要な最大の命令ループは、命令キャッシュよりも小さいです。
  • パフォーマンスが重要なデータの最大ブロックは、データ キャッシュよりも小さくなります。

最適なキャッシュ構成はアプリケーションによって異なりますが、さまざまなアプリケーションで機能する構成を定義できます。次の例を参照してください。

  • 例えば、NiosIIプロセッサー・システムに、高速オンチップメモリーしかない（つまり、低速オフチップ・メモリーにはアクセスしない）場合、命令キャッシュまたはデータ・キャッシュによる性能向上は期待できません。
  • プログラムのクリティカル ループが 2 KB であるのに命令キャッシュが 1 KB である場合、命令キャッシュによって実行速度は向上しません。この場合、命令キャッシュによって実際にパフォーマンスが低下する可能性があります。

同じキャッシュ ラインに対してキャッシュされたアクセスとキャッシュされていないアクセスが混在すると、無効なデータ読み取りが発生する可能性があります。たとえば、次の一連のイベントはキャッシュの不整合を引き起こします。

  1. Nios® V プロセッサはデータをキャッシュに書き込み、ダーティ データ キャッシュ ラインを作成します。
  2. Nios® V プロセッサは同じアドレスからデータを読み取りますが、キャッシュをバイパスしました。

キャッシュされたデータ アクセスとキャッシュされていないデータ アクセスを混在させる必要がある場合は、キャッシュされたアクセスが完了した後、キャッシュされていないアクセスを実行する前に、データ キャッシュの対応するラインをフラッシュします。

レベル 2 の表題