Feng Mingliang's Blog, a programmer.

1、函数之外的变量就是全局变量，这个想法正确吗？
答: 在C中，完全正确。只不过按有没有加static修饰可以分为静态全局变量和一般全局变量两种。
2、 如果在全局变量的前面加上static 会有什么用？
答：在C中，静态全局变量意味着两个方面。一、在生命期方面，它与一般全局变量一样，是与整个程序共存亡的；二、在可见性方面，它只在定义它的那个编译单元中可见。比如说，你在testA.c中定义了一个静态全局变量x: static int x;则你只能在testA.c的函数中引用它，在另一个文件testB.c中如果想用它的话：extern int x;然后再某个函数中使用x，则一般编译器在连接阶段会报错说找不到x这个符号。
3、 如果在函数的前面加上static 会有什么用？
答：与静态全局变量差不多。简单地说，在testA.c中定义的静态函数：static void A(void)是不能在testB.c的函数中调用的，如果一定要这样的话编译器连接时会报错的。
static的用途：一般对那些非接口函数和确定外部不使用的全局变量加上static限制，可以保证不会被其它编译单元非法使用，同时也可以避免与别的编译单元中的同名符号冲突。在驱动程序中用的较多。

Cache是我们经常关心的话题，K6－Ⅲ的推出引出了一种全新的缓存结构即Tri－level Cache设计思想。那么对于微机系统而言，Cache到底有什么作用？它的工作原理又是如何的呢？

一、使用Cache的必要性

所谓Cache即高速缓冲存储器，它位于CPU与主存即DRAM(Dynamic RAM 动态存储器)之间，是通常由SRAM(Static RAM 静态存储器)构成的规模较小但存取速度很快的存储器。

目前计算机主要使用的内存为DRAM，它具有价格低、容量大等特点，但由于使用电容存储信息，存取速度难以提高，而CPU每执行一条指令都要访问一次或多次主存，DRAM的读写速度远低于CPU速度，因此为了实现速度上的匹配，只能在CPU指令周期中插入wait状态，高速CPU处于等待状态将大大降低系统的执行效率。

SRAM由于其采用了与CPU相同的制作工艺，因此与DRAM相比，它的存取速度快，但体积大、功耗大，价格很高，不可能也不必要将所有的内存都采用SRAM。

因此为了解决速度与成本的矛盾就产生了一种分级处理的方法，即在主存和 CPU之间加装一个容量相对较小的SRAM作为高速缓冲存储器。

当采用Cache后，在Cache中保存着主存中部分内容的副本（称为存储器映象）， CPU在读写数据时，首先访问Cache(由于Cache的速度与CPU相当，所以CPU可以在零等待状态下完成指令的执行)，只有当Cache中无 CPU所需的数据时（这称之"未命中"，否则称为"命中"），CPU才去访问主存。而目前大容量Cache能使CPU访问Cache命中率高达90％－ 98％，从而大大提高了CPU访问数据的速度，提高了系统的性能。

二、使用Cache的可行性

对大量的典型程序的运行情况分析结果表明，在一个较短的时间内，由程序产生的地址往往集中在存储器逻辑地址空间的很小范围内。在多数情况下，指令是顺序执行的，因此指令地址的分布就是连续的，再加上循环程序段和子程序段要重复执行多次，因此对这些地址的访问就自然具有时间上集中分布的趋向。数据的这种集中倾向不如指令明显，但对数组的访问以及工作单元的选择都可以使存储器地址相对集中。这种对局部范围的存储器地址的频繁访问，而对此范围以外的地址则访问甚少的现象称为程序访问的局部性。根据程序的局部性原理，在主存和CPU之间设置Cache，把正在执行的指令地址附近的一部分指令或数据从主存装入 Cache中，供CPU在一段时间内使用，是完全可行的。

三、Cache的基本工作原理

传统的Socket架构下通常采用两级缓冲结构，即在CPU中集成了一级缓存（L1 Cache），在主板上装二级缓存（L2 Cache）；而SlotⅠ架构下的L2 Cache则与CPU做在同一块电路板上，以内核速度或者内核速度的一半运行，速度比Socket下的以系统外频运行的L2 Cache更快，能够更大限度发挥高主频的优势，当然对Cache工艺要求也越高。CPU首先在L1 Cache中查找数据，如找不到，则在L2Cache中寻找；若数据在L2 Cache中，控制器在传输数据的同时，修改L1 Cache；若数据既不在L1 Cache中，又不在L2 Cache中，Cache控制器则从主存中获取数据，将数据提供给CPU的同时修改两级Cache。K6－Ⅲ则比较特殊，64KB L1 Cache，256KB Full Core Speed L2 Cache，原先主板上的缓存实际上就成了L3 Cache。根据有关测试表明：当512K－2MB的三级缓存发挥作用时，系统性能还可以有2％～10％的提高；Tri－level成为PC系统出现以来提出的解决高速CPU与低速内存之间瓶颈最为细致复杂的方案。而且，今后Cache的发展方向也是大容量、超高速。  

在主存－Cache存储体系中，所有的指令和数据都存在主存中，Cache只是存放主存中的一部分程序块和数据块的副本，只是一种以块为单位的存储方式。Cache和主存被分为块，每块由多个字节组成。由上述的程序局部性原理可知，Cache中的程序块和数据块会使CPU要访问的内容大多数情况下已经在Cache中，CPU的读写操作主要在CPU和Cache之间进行。CPU访问存储器时，送出访问单元的地址，由地址总线传送到Cache控制器中的主存地址寄存器MA，主存—Cache地址转换机构从MA获取地址并判断该单元内容是否已在Cache中存有副本，如果副本已存在Cache中，即命中。当命中时，立即把访问地址变换成它在Cache中的地址，然后访问Cache。

如果CPU要访问的内容不在Cache中，即不命中，则CPU转去直接访问主存，并将包含此存储单元的整个数据块（包括该块数据的地址信息）传到 Cache中，使得以后的若干次对内存的访问可转化为对Cache的访问。若Cache存储器已满，则需在替换控制部件的控制下，根据某种替换算法/策略，用此块信息替换掉Cache中的原来的某块信息。

所以，要想提高系统效率，必须提高Cache命中率，而Cache命中率的提高则取决于Cache的映象方式和Cache刷新算法等一系列因素；同时 Cache中内容应与主存中的部分保持一致，也就是说，如果主存中的内容在调入Cache之后发生了变化，那么它在Cache中的映象也应该随即改变，反之，当CPU修改了Cache中的内容后，主存中的相应内容也应作修改。

从上面的简单介绍中，我们知道了Cache也是一类存储器，它是为了解决CPU与主存之间速度匹配问题而设置的，且不能由用户直接寻址访问。下篇将就Cache映象问题、刷新问题和保持数据一致性问题作简要论述。

四、地址映像

所谓映象问题是指如何确定Cache中的内容是主存中的哪一部分的拷贝，即必须应用某种函数把主存地址映象到Cache中定位，也称地址映象。当信息按这种方式装入Cache中后，执行程序时，应将主存地址变换为Cache地址，这个变换过程叫作地址变换。地址映象方式通常采用直接映象、全相联映象、 组相联映象三种。   

1．直接映象  

每个主存地址映像到Cache中的一个指定地址的方式，称为直接映象方式。在直接映象方式下，主存中存储单元的数据只可调入Cache中的一个位置，如果主存中另一个存储单元的数据也要调入该位置则将发生冲突。地址映像的方法一般是将主存空间按Cache的尺寸分区，每区内相同的块号映像到Cache 中相同的块位置。一般地，Cache被分为2N块，主存被分为同样大小的2M块，主存与Cache中块的对应关系可用如下映像函数表示：j = i mod 2N。式中，j是Cache中的块号，i是主存中的块号。   

直接映象是一种最简单的地址映像方式，它的地址变换速度快，而且不涉及其他两种映像方式中的替换策略问题。但是这种方式的块冲突概率较高，当称序往返访问两个相互冲突的块中的数据时，Cache的命中率将急剧下降，因为这时即使Cache中有其他空闲块，也因为固定的地址映像关系而无法应用。   

2．全相联映象

主存中的每一个字块可映像到Cache任何一个字块位置上，这种方式称为全相联映像。这种方式只有当Cache中的块全部装满后才会出现块冲突，所以块冲突的概率低，可达到很高的Cache命中率；但实现很复杂。当访问一个块中的数据时，块地址要与Cache块表中的所有地址标记进行比较已确定是否命中。在数据块调入时存在着一个比较复杂的替换问题，即决定将数据块调入Cache中什么位置，将Cache中那一块数据调出主存。为了达到较高的速度，全部比较和替换都要用硬件实现。

3．组相联映象

组相联映象方式是直接映象和全相联映象的一种折衷方案。这种方法将存储空间分为若干组，各组之间是直接映像，而组内各块之间则是全相联映像。它是上述两种映像方式的一般形式，如果组的大小为1，即Cache空间分为2N组，就变为直接映像；如果组的大小为Cache整个的尺寸，就变为了全相联映像。组相联方式在判断块命中及替换算法上都要比全相联方式简单，块冲突的概率比直接映像的低，其命中率也介于直接映像和全相联映像方式之间。

五、替换策略和一致性问题的处理方法   

Cache和存储器一样具有两种基本操作，即读操作和写操作。  

当CPU发出读操作命令时，根据它产生的主存地址分为两种情形：

一种是需要的数据已在Cache中，那么只需直接访问Cache，从对应单元中读取信息到数据总线；

另一种是需要的数据尚未装入Cache，CPU需从主存中读取信息的同时，Cache替换部件把该地址所在的那块存储内容从主存拷贝到 Cache中；若Cache中相应位置已被字块占满，就必须去掉旧的字块。常见的替换策略有两种：

1．先进先出策略（FIFO） 

FIFO（First In First Out）策略总是把最先调入的Cache字块替换出去，它不需要随时记录各个字块的使用情况，较容易实现；缺点是经常使用的块，如一个包含循环程序的块也可能由于它是最早的块而被替换掉。

2．最近最少使用策略（LRU）

LRU（Least Recently Used）策略是把当前近期Cache中使用次数最少的那块信息块替换出去，这种替换算法需要随时记录Cache中字块的使用情况。LRU的平均命中率比 FIFO高，在组相联映像方式中，当分组容量加大时，LRU的命中率也会提高。

当CPU发出写操作命令时，也要根据它产生的主存地址分为两种情形：一种是不命中时，只向主存写入信息，不必同时把这个地址单元所在的整块内容调入Cache中；另一种是命中时，这时会遇到如何保持Cache与主存的一致性问题，通常有三种处理方式：   

1．直写式（write through）

    即CPU在向Cache写入数据的同时，也把数据写入主存以保证Cache和主存中相应单元数据的一致性，其特点是简单可靠，但由于CPU每次更新时都要对主存写入，速度必然受影响。
2．缓写式（post write）

    即CPU在更新Cache时不直接更新主存中的数据，而是把更新的数据送入一个缓存器暂存，在适当的时候再把缓存器中的内容写入主存。在这种方式下，CPU不必等待主存写入而造成的时延，在一定程度上提高了速度，但由于缓存器只有有限的容量，只能锁存一次写入的数据，如果是连续写入，CPU仍需要等待。
3．回写式（write back）

    即CPU只向Cache写入，并用标记加以注明，直到Cache中被写过的块要被进入的信息块取代时，才一次写入主存。这种方式考虑到写入的往往是中间结果，每次写入主存速度慢而且不必要。其特点是速度快，避免了不必要的冗余写操作，但结构上较复杂。
此外，还有一种设置不可Cache区（Non－cacheable Block）的方式，即在主存中开辟一块区域，该区域中的数据不受Cache控制器的管理，不能调入Cache，CPU只能直接读写该区域的内容。由于该区域不与Cache发生关系，也就不存在数据不一致性问题。目前微机系统的BIOS设置程序大多允许用户设置不可Cache区的首地址和大小。

http://code.google.com/p/arm-webradio/

整理自：http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4301955&bbs_page_no=1&bbs_id=9999

1、完成结果展示图：

增加了“无线馈电及传送数据”部分的电路展示：

电路图如下，仔细观察可以发现实物图中有几个贴片的阻容件，秘密就在这里，利用电容的记忆效应，把串行的数据转为并行。

示范程序如下比较简单，不用多注释应该都能看懂。作为演示用途，其中有些长时间延时没有没有使用定时器，在多任务系统中当然要用定时中断来代替了。

//         Drive a LCD1602 with 2 wire 
//=================================================== 
//ICC-AVR application builder : 2010-10-3 19:30:02 
// Target : M16 
// Crystal: 4.0000Mhz 

#include <iom16v.h> 
#include <macros.h> 

#define Set_E PORTB|=2 
#define Clr_E PORTB&=~2 
#define Set_D PORTB|=1 
#define Clr_D PORTB&=~1 
#define Set_xy(y,x) Send(0,(y<<6)|(x&15)|0x80) 

//=================================================== 
void init_devices(void) 
{ 
  CLI(); //disable all interrupts 
  DDRB  = 0x03; 
  MCUCR = 0x00; 
  GICR  = 0x00; 
  SEI(); //re-enable interrupts 
} 

//=================================================== 
void Delay(unsigned int i) 
{ 
  while(i--); 
}	

//=================================================== 
void Send(unsigned char RS, unsigned char dat) 
{ 
  unsigned char i; 
  for (i = 2; i > 0; i--) 
  { 
    if (dat & 0x80) Set_D; else Clr_D; 
    Delay(10608);//14520us 
    if (RS) Set_E; 
    if (dat & 0x40) Set_D; else Clr_D; 
    Delay(462);  //660us 
    if (dat & 0x20) Set_D; else Clr_D; 
    Delay(18);   //30us 
    Set_E; 
    if (dat & 0x10) Set_D; else Clr_D; 
    _NOP();      //0.5us < t < 1.36us 
    Clr_E; 
    dat <<= 4; 
  }	
} 

//=================================================== 
void init_1602(void) 
{ 
  unsigned char i = 3; 
  Clr_D; 
  Clr_E; 
  Delay(10608); 
  do{ 
    Clr_D; 
    Delay(462); 
    Set_D; 
    Set_E; 
    Delay(18); 
    if (i == 0) Clr_D; 
    _NOP();_NOP();_NOP(); 
    Clr_E; 
    }while(i--); 
  Send(0,0x28); 
  Send(0,0x01); 
  Send(0,0x0f); 
} 

//=================================================== 
void Send_S(unsigned char *p) 
{ 
  while(*p) Send(1,*p++); 
}	

//=================================================== 
void main(void) 
{ 
  unsigned char i; 
  init_devices(); 
  init_1602(); 
   
  Set_xy(0,2); 
  Send_S("Hello world!"); 
  Set_xy(1,3); 
  Send_S("I'm COWBOY."); 
  for (i=0;i<255;i++) Delay(10000); 
   
  Send(0,0x01); 
  Set_xy(0,3); 
  Send_S("Welcome to"); 
  Set_xy(1,1); 
  Send_S("www.ourdev.cn"); 
  while(1); 
}   

后记：这个设计的突出特点部分是串并转换的思想和设计电路，虽然从运行时间上、稳定性上将不太可取，但是，这个设计方法可以在很多地方用到，还有就是这个作者敢想、敢做。要是真的需要很少的引脚来控制LCD的话，我宁肯选择一个带SPI接口的LCD，可定比这个方案稳定、快速。

记得，像Google这样的公司是很难在搜索主页上见到他的广告的。今天居然发现它在主页上推广自己的手机。

点击链接，发现实际链接到三星的销售平台，看来Google手机是三星代工的了。

可见，Google手机应该主要是推广它手机操作系统平台Andriod，操作系统的暗战由此可见一斑。

Google推广的Nexus S手机图片：