简述处理器在读内存的过程中，CPU核、cache、MMU如何协同工作？画出CPU核、cache、MMU、内存之间的关系示意图加以说明
现代操作系统普遍采用虚拟内存管理机制，这需要MMU(Memory Management Unit，内存管理单元)的支持。有些嵌入式处理器没有MMU，则不能运行依赖于虚拟内存管理的操作系统。
操作系统可以分成两类，用MMU的、不用MMU的。用MMU的是：Windows、MacOS、Linux、Android；不用MMU的是：FreeRTOS、VxWorks、UCOS……与此相对应的：CPU也可以分成两类，带MMU的、不带MMU的。带MMU的是：Cortex-A系列、ARM9、ARM11系列；不带MMU的是：Cortex-M系列……(STM32是M系列，没有MMU，不能运行Linux，只能运行一些UCOS、FreeRTOS等等)。
MMU的作用就是负责虚拟地址(virtual address)转化成物理地址(physical address)。
ARM CPU上的地址转换过程涉及三个概念：虚拟地址(VA)(CPU内核对外发出VA)，变换后的虚拟地址(MVA)(VA被转换为MVA供cache和MMU使用，在此将MVA转换为PA)，物理地址(PA)(最后使用PA读写实际设备)。
1.CPU看到的用到的只是VA，CPU不管VA最终是怎样到PA的；
2.而cache、MMU也是看不到VA的，它们使用的是MVA(VA到MVA的转换是由硬件自动完成的)；
3.实际设备看不到VA、MVA，读写设备使用的是PA物理地址。
CPU通过地址来访问内存中的单元，如果CPU没有MMU，或者有MMU但没有启动，那么CPU内核在取指令或者访问内存时发出的地址(此时必须是物理地址，假如是虚拟地址，那么当前的动作无效)将直接传到CPU芯片的外部地址引脚上，直接被内存芯片(物理内存)接收，这时候的地址就是物理地址；
如果CPU启用了MMU(一般是在bootloader中的eboot阶段的进入main()函数的时候启用)，CPU内核发出的地址将被MMU截获，这时候从CPU到MMU的地址称为虚拟地址，而MMU将这个VA翻译成为PA发到CPU芯片的外部地址引脚上，也就是将VA映射到PA中。
MMU将VA映射到PA是以页(page)为单位的，对于32位的CPU，通常一页为4k，物理内存中的一个物理页面称页为一个页框(page frame)。虚拟地址空间划分成称为页(page)的单位,而相应的物理地址空间也被进行划分，单位是页框(frame)。页和页框的大小必须相同。
CPU访问内存时的硬件操作顺序，各步骤在图中有对应的标号：
1、CPU内核(图1中的ARM)发出VA请求读数据，TLB(translation lookaside buffer)接收到该地址，那为什么是TLB先接收到该地址呢？因为TLB是MMU中的一块高速缓存(也是一种cache，是CPU内核和物理内存之间的cache)，它缓存最近查找过的VA对应的页表项，如果TLB里缓存了当前VA的页表项就不必做translation table walk了，否则就去物理内存中读出页表项保存在TLB中，TLB缓存可以减少访问物理内存的次数；
2、页表项中不仅保存着物理页面的基地址，还保存着权限和是否允许cache的标志。MMU首先检查权限位，如果没有访问权限，就引发一个异常给CPU内核。然后检查是否允许cache，如果允许cache就启动cache和CPU内核互操作；
3、如果不允许cache，那直接发出PA从物理内存中读取数据到CPU内核；
4、如果允许cache，则以VA为索引到cache中查找是否缓存了要读取的数据，如果cache中已经缓存了该数据(称为cache hit)则直接返回给CPU内核，如果cache中没有缓存该数据(称为cache miss)，则发出PA从物理内存中读取数据并缓存到cache中，同时返回给CPU内核。但是cache并不是只去CPU内核所需要的数据，而是把相邻的数据都取上来缓存，这称为一个cache line。ARM920T的cache line是32个字节，例如CPU内核要读取地址0x30000134 ~ 0x3000137的4个字节数据，cache会把地址0x30000120 ~ 0x3000137(对齐到32字节地址边界)的32字节都取上来缓存。
