消費級固態(tài)硬盤系統(tǒng)被組織成一個金字塔的層次結(jié)構(gòu)。自上而下為:CPU內(nèi)部寄存器、芯片內(nèi)部高速緩存(cache)、芯片外部高速緩存(SRAM、SDRAM、DRAM) 、主存儲器(FLASH、EEPROM)、外部存儲器(磁盤、光盤、CF卡、SD卡)和遠(yuǎn)程二級存儲器(分布式文件系統(tǒng) 、WEB服務(wù)器),6個層次的結(jié)構(gòu)。上述設(shè)備從上而下,依次速度更慢、容量更大、訪問頻率更小,造價更便宜。
嵌入式存儲系統(tǒng)中常常采用頁式存儲管理。為了管理這些頁引入了頁表的概念。頁表是位于內(nèi)存中的表,它的每一行對應(yīng)虛擬存儲空間的一個頁,該行包含了該虛擬內(nèi)存頁對應(yīng)的物理內(nèi)存頁的地址、該頁的訪問權(quán)限和該頁的緩沖特性等。從虛擬地址到物理地址的變換過程就是查詢頁表的過程。由于頁表存儲在內(nèi)存中的,整個查詢過程需要付出很大的代價。根據(jù)程序局部性的特點,增加了一個小容量、高速度的存儲部件來存放當(dāng)前訪問需要的地址變換條目,這個存儲部件稱為: 地址轉(zhuǎn)換后備緩沖器 (TLB)。
當(dāng)CPU訪問內(nèi)存時,首先在TLB中查找需要的地址變換條目,如果該條目不存在,CPU再從內(nèi)存中的頁表中查詢,并把相應(yīng)的結(jié)果添加到TLB中,更新它的內(nèi)容。嵌入式系統(tǒng)中虛擬存儲空間到物理空間的映射以 內(nèi)存塊為單位進行。即虛擬存儲空間中一塊連續(xù)的存儲空間被映射到物理存儲空間中同樣大小的一塊連續(xù)存儲空間。在頁表和TLB中,每一個地址變換條目實際上記錄了一個虛擬存儲空間的內(nèi)存塊的基地址與物理存儲空間相對應(yīng)的一個內(nèi)存塊的基地址之間的對應(yīng)關(guān)系。在MMU中實現(xiàn)虛擬地址到物理地址的映射是通過兩級頁表來實現(xiàn)的。禁止MMU時,所有物理地址和虛擬地址相等,即使用 平板存儲模式。