Chapter03_01存储结构

1、1TMT H E A R C H I T E C T U R E F O R T H E D I G I T A L W O R L DSTM32 处理器处理器总线结构和存储器总线结构和存储器2TM23TM34TM4目录目录n3.1 系统总线构架系统总线构架n3.2 寄存器说明寄存器说明n3.3 存储器的组织与映射存储器的组织与映射 n3.4 位段位段n3.5 启动配置启动配置5TM53.1 总线架构总线架构n四个主动单元：四个主动单元：Cortex-M3 内核的内核的 ICode 总线（总线（I-bus）、）、DCode 总线（总线（D-bus）、）、 System 总线（总线（S-bus）

2、和通用）和通用 DMA（GP-DMA）。）。n三个被动单元：内部三个被动单元：内部SRAM、内部、内部Flash 存储器、存储器、AHB 到到 APB 的桥（的桥（AHB2APBx，连接所有的，连接所有的 APB 设备）。设备）。6TM67TM73.1 总线架构总线架构8TM8nICode 总线：将总线：将 Flash 存储器指令接口与存储器指令接口与 Cortex-M3 内核的指令总线相连接，用于指内核的指令总线相连接，用于指 令预取；令预取；nDCode 总线：将总线：将 Flash 存储器的数据接口与存储器的数据接口与 Cortex-M3 内核的内核的 DCode 总线相连接，用于常量总

3、线相连接，用于常量加载和调试访问；加载和调试访问；nSystem 总线：将总线：将Cortex-M3 内核的内核的 System 总线总线（外设总线）连接到总线矩阵；（外设总线）连接到总线矩阵；3.1 总线架构总线架构9TM9nDMA 总线：将总线：将DMA 的的 AHB 主控接口与总线矩阵主控接口与总线矩阵相连；相连；n总线矩阵：用于连接三个主动单元部件和三个被动总线矩阵：用于连接三个主动单元部件和三个被动单元单元,负责协调和仲裁负责协调和仲裁Cortex-M3 内核和内核和 DMA 对对 SRAM 的访问，仲裁采用轮换算法。的访问，仲裁采用轮换算法。n AHB/APB 桥：两个桥：两个 A

4、HB/APB 桥在桥在 AHB 和和 2 个个 APB 总线之间提供完全同步连接。总线之间提供完全同步连接。3.1 总线架构总线架构10TM103.2 寄存器说明寄存器说明堆栈指针堆栈指针程序链接寄存器程序链接寄存器程序状态寄存器程序状态寄存器11TM113.2 寄存器说明寄存器说明12TM12APSR3.2 寄存器说明寄存器说明13TM13MSPPSP3.2 寄存器说明寄存器说明14TM14MSPPSP3.2 寄存器说明寄存器说明15TM15MSPPSP3.2 寄存器说明寄存器说明16TM16R143.2 寄存器说明寄存器说明17TM17R153.2 寄存器说明寄存器说明18TM18PSR3

5、.2 寄存器说明寄存器说明19TM19屏蔽寄存器屏蔽寄存器3.2 寄存器说明寄存器说明20TM20控制模式寄存器控制模式寄存器CONTROL3.2 寄存器说明寄存器说明21TM21控制模式控制模式3.2 寄存器说明寄存器说明22TM22复位模式复位模式3.2 寄存器说明寄存器说明23TM23复位模式复位模式3.2 寄存器说明寄存器说明24TM243.3 存储器的组织与映射存储器的组织与映射25TM253.3 存储器的组织与映射存储器的组织与映射26TM263.3 存储器的组织与映射存储器的组织与映射27TM27STM32F10328TM28STM32F10729TM29 存储组织存储组织nCo

6、rtex-M3 处理器的存储系统采用统一编址处理器的存储系统采用统一编址方式；程序存储器、数据存储器、寄存器以方式；程序存储器、数据存储器、寄存器以及输入输出端口被组织在同一个及输入输出端口被组织在同一个 4GB 的线性的线性地址空间内；地址空间内；n小端方式存放。小端方式存放。30TM30 存储组织存储组织大小端模式是存储格式，和是什么处理器没有太大关系。比如要把0 x12345678存在0 x1000-0 x1003的内存单元。小端模式下，0 x1000=0 x780 x1001=0 x560 x1002=0 x340 x1003=0 x12大端模式下，0 x1000=0 x120 x10

7、01=0 x340 x1002=0 x560 x1003=0 x78我们常用的X86结构是小端模式，而KEIL C51则为大端模式。ARM处理器通常可以选择大小端模式。 31TM31STM32 处理器存储器映射处理器存储器映射nSTM32 系列处理器将可访问的存储器空间被系列处理器将可访问的存储器空间被分成分成 8 个主块，每个块为个主块，每个块为 512MB。n处理器内部存储器、片上外围设备的地址映处理器内部存储器、片上外围设备的地址映射以及分配给片上各个外围设备的地址空间射以及分配给片上各个外围设备的地址空间请参照书籍。请参照书籍。32TM32位段位段nCortex-M3 存储器空间中包括

8、两个位段区：存储器空间中包括两个位段区：SRAM 区的最低区的最低 1MB空间和外设存储区的最空间和外设存储区的最低低 1MB 空间。空间。n这两个位段区分别与两个这两个位段区分别与两个 32M 的位段别名区的位段别名区对应，位段区中的每一位映射到位段别名区对应，位段区中的每一位映射到位段别名区中的一个字。中的一个字。n通过对别名区中某个字的读写操作可以实现通过对别名区中某个字的读写操作可以实现对位段区中某一位的读写操作。对位段区中某一位的读写操作。33TM3334TM3435TM35位段别名区中的字与位段区的位映射位段别名区中的字与位段区的位映射nbit_word_addr = bit_ba

9、nd_base + (byte_offset x 32) + bit_number 4n例如：例如：SRAM 位段区中地址为位段区中地址为 0 x20000300 的字节中的位的字节中的位 2 被映射到别名区中的地址为被映射到别名区中的地址为：0 x22006008（= 0 x22000000 + (0 x300*32) + (2*4)）的字。）的字。36TM36位段位段n对别名区中某个字进行写操作，该字的第对别名区中某个字进行写操作，该字的第 0 位将影响位段区中对应的位。位将影响位段区中对应的位。n对别名区中某个字进行读操作，若位段区中对别名区中某个字进行读操作，若位段区中对应的位为对应的

10、位为 0 则读的结果为则读的结果为 0 x00，若位段区，若位段区中对应的位为中对应的位为 1 则读的结果为则读的结果为0 x01。n对别名区的读写可以实现对位段区中每一位对别名区的读写可以实现对位段区中每一位的原子操作，而且仅只需要一条指令即可实的原子操作，而且仅只需要一条指令即可实现。现。37TM37启动配置启动配置n系系 统统 启启 动之动之 后，后， CPU 从从 位位 于于 0 x0000 0000 地地 址址 处处 的的 启启 动区开始执行代码。动区开始执行代码。n对对 于于STM32F10 x 系列处理器，可以通过配系列处理器，可以通过配置置 BOOT1:0引脚选择三种不同启动模式。引脚选择三种不同启动模式。38TM38 启动模式配置启动模式配置39TM39 启动配置启动配置n通过设置通过设置 BOOT1:0引脚，各种不同启动模引脚，各种不同启动模式对应的存储器物理地址将被映像到第式对应的存储器物理地址将被映像到第 0 块块（启动区）。（启动区）。n系统复位后，在系统复位后，在 SYSCLK 引脚的第引脚的第4 个上升个上升沿，沿，BOOT 引脚的值将被锁存。引脚的值将被锁存。40TM40读：读：#define addr1 #define addr1 * *(volatile unsigned (volatile unsigned short