阅读下列说明和图,回答问题1至问题4,将解答填入对应栏内。
【说明】
飞腾(简称FT)处理器是国产自主可控的处理器,其中 FT-2000/4是一款高性能通用4核处理器。每2个核构成1个处理器核簇,并共享L2 Cache。处理器核通过片内高速互联网络及相关控制器与存储系统、I/O 系统相连。处理器核采用乱序多发射超标量体系结构,支持动态分支预测和全局历史缓存区。
某数据处理计算机模块基于FT-2000/4处理器设计,模块逻辑图如图4-1所示。

该数据处理计算机模块存储系统包含Cache子系统和 DDR,I/O系统包含PCIE、高速IO子系统、千兆位以太网GMAC和低速IO子系统。
【问题1】(2分)
多核处理器存在Cache一致性问题,请回答以下问题:
(1)导致Cache一致性问题的主要原因是什么?
(2)该问题主要依靠硬件还是软件来解决?
【问题2】(3分)
FT-2000/4处理器集成的PCIE接口是串行总线控制器,请问以下总线哪些是串行总线?
A.UART B.ATA C.SPI D.2C
E.PCI F.CAN G.SATA H.USB
【问题3】(4分,每空2分)
FT-2000/4的物理地址宽度为44bit,地址空间共计16TB。FT-2000/4总体地址空间划分见表4-1。

该处理器的QSPI接口用于连接Flash存储器,请问该空间最多可以配置的Flash容量是(1)MB。
该处理器定义的Memory空间配置支持最多2GB的容量,请问Memory空间的最大地址是0x000(2)。
【问题4】(6分,每空2分)
FT-2000/4 PCIE接口支持PCIE3.0规范,FT-2000/4的PCIE是树形结构,所有控制器都是0号总线下的设备,如图4-2所示。当访问的总线号为0时,表示是对控制器的访问。当总线号对应的控制器确实存在时,那么就转发为对控制器内配置寄存器的访问;不存在时,忽略写请求,读请求返回全F。PCIE树形结构视图如图4-2所示。

PCIE的地址空间划分见表4-2所示。

当地址位于PCIE 配置空间时,将按照表4-3格式进行解析。

(1)PCIE空间中配置空间的作用是什么?
(2)按照PCIE 配置空间寻址格式定义,PCIE总线理论上每条总线最多可以有多少个设备?
(3)若要访问图4-1中的PEU1_C0的功能号为0的设备,设备号为3,如果配置空间内偏移0x4,则处理器发起的配置地址数据用十六进制表示是多少?
【问题1】
(1)因为多核处理器共享存储器资源,就会出现在Cache和共享存储器中数据不一致的情况。从而导致了Cache不一致性问题。
(2)Cache一致性问题主要靠硬件的方法解决。
【问题2】
A、C、D、F、G、H
【问题3】
(1)512
(2)FFFFFFFF
【问题4】
(1)PCIE设备的配置空间用于支持即插即用
(2)32
(3)官方答案是0x00018004 【注意:配置空间是在0x000_40000000~0x000_4FFFFFFF范围,所以答案应该为0x40018004更准确。】
【问题1】
(1)因为多核处理器共享存储器资源,就会出现在Cache和共享存储器中数据不一致的情况。从而导致了Cache不一致性问题。
(2)Cache一致性问题主要靠硬件的方法解决
【问题2】
UART一般指通用异步收发器。 通用异步收发器是一种通用串行数据总线,用于异步通信。
SATA(Serial ATA),即串行ATA,它将 ATA 总线的并行传输方式改为串行传输方式,规避了并行总线在高速下的串扰和同步问题。
SPI(Serial Peripheral Interface,串行外围设备接口)是由Motorola公司开发的一个低成本、易使用的接口,主要用在微控制器(MCU)和外围设备芯片之间进行连接。
I2C BUS(Inter Integrated Circuit BUS,内部集成电路总线)是由Philips公司推出的二线制串行扩展总线,用于连接微控制器及其外围设备。
CAN(Controller Area Network,控制器局域网)是德国Bosch公司于1983年为汽车应用而开发的,它是一种现场总线( FieldBus),能有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。
USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)是由Compaq、HP、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和Philips公司制定的连接计算机与外围设备的机外串行总线。
【问题3】
Flash存储器的地址空间为0x000_00000000~0x000_1FFFFFFF,存储容量是0x20000000,即512MB。
Memory空间是2GB,即0x80000000,地址空间的起始地址是0x000_80000000,那么最大地址为0x000_80000000+0x80000000-1=0x000 FFFFFFFF。
【问题4】
(1)PCIE空间中配置空间的作用是用于支持即插即用。
(2)按照PCIE 配置空间寻址格式定义,PCIE总线理论上每条总线最多可以有32个设备。因为PCIE 配置空间寻址geshi 表中设备号是15:19,总共you 5位,2的5次方等于32,所以最多32个设备。
(3)若要访问图4-1中的PEU1_C0的功能号为0的设备,如果配置空间内偏移0x4,按照表4-3格式进行组织配置的数据为00000000000000011000000000000100,即0x00018004。
【官方答案是0x00018004。但注意:配置空间是在0x000_40000000~0x000_4FFFFFFF范围,所以答案应该为0x40018004更准确。】