一、存儲(chǔ)器系統(tǒng)的功能概覽

? 1、Cortex-CM3存儲(chǔ)器系統(tǒng)功能

?? 1）、存儲(chǔ)器映射是預(yù)定義的，并且還規(guī)定好了那個(gè)位置使用那條總線(xiàn)。

?? 2）、Cortex-CM3的存儲(chǔ)器系統(tǒng)支持“位帶”操作。

?? 3）、Cortex-CM3存儲(chǔ)器系統(tǒng)支持非對(duì)齊訪(fǎng)問(wèn)和互斥訪(fǎng)問(wèn)。

?? 4）、Cortex-CM3的存儲(chǔ)器系統(tǒng)支持both大端配置和小端配置。

二、存儲(chǔ)器映射

? 1、Cortex-CM3只有一個(gè)單一固定的存儲(chǔ)器映射。這極大方便了軟件在各種Cortex-CM3單片機(jī)間的移植。

? 2、存儲(chǔ)器的一些位置用于調(diào)試組件等私有外設(shè)，這個(gè)地址被稱(chēng)為“私有外設(shè)區(qū)”。私有外設(shè)區(qū)的組件包括：

?? 1）、閃存地址重載及斷點(diǎn)單元（FPB）。

?? 2）、數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)單元（DWT）。

?? 3）、指令跟蹤宏單元（ITM）。

?? 4）、嵌入式跟蹤宏單元（ETM）。

?? 5）、跟蹤端口接口單元（TPIU）。

?? 6）、ROM表。

? 3、Cortex-CM3的地址空間是4GB，程序可以在代碼區(qū)，內(nèi)部SRAM區(qū)以及RAM區(qū)執(zhí)行。4GB粗線(xiàn)條劃分：

?? 1）、內(nèi)部SRAM區(qū)的大小是512MB，用于讓芯片制造商連接片上的SRAM，這個(gè)區(qū)通過(guò)系統(tǒng)總線(xiàn)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)。在此區(qū)的下部，有一個(gè)1MB的位帶區(qū)，該位帶區(qū)還有一個(gè)對(duì)應(yīng)的

???????????? 32MB的“位帶別名區(qū)”，容納了8M個(gè)“位變量”。位帶區(qū)對(duì)應(yīng)的是最低的1MB地址范圍，而位帶別名區(qū)里面的每個(gè)字對(duì)應(yīng)位帶區(qū)的一個(gè)比特。位帶操作只適用于數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，

???????????? 不適用與取指操作。

?? 2）、地址空間另一個(gè)512范圍由片上外設(shè)（的寄存器）使用。這個(gè)區(qū)也有一條32MB的位帶別名，以便于快捷的訪(fǎng)問(wèn)外設(shè)寄存器。

?? 3）、還有兩個(gè)1GB的范圍，分別用于連接外部RAM和外部設(shè)備，它們之間沒(méi)有位帶。兩者的區(qū)別在于外部RAM區(qū)允許執(zhí)行指令，而外設(shè)設(shè)備區(qū)則不允許。

?? 4）、最后剩下0.5GB的地帶是Cortex-CM3內(nèi)核所在區(qū)域，包括系統(tǒng)級(jí)組件，內(nèi)部私有外部總線(xiàn)S，外部私有外部總線(xiàn)S，以及由提供者定義的系統(tǒng)外設(shè)。

?? 5）、私有外部總線(xiàn)有兩條

??? I、AHB外設(shè)總線(xiàn)，只用于Cortex-CM3內(nèi)部的AHB設(shè)備，它們是：NVIC,FPB，DWT和ITM。

??? II、APB外設(shè)總線(xiàn)，即用于Cortex-CM3內(nèi)部的APB設(shè)備，也用于外部設(shè)備

?? 6）、NVIC所處的區(qū)域叫做“系統(tǒng)控制空間（SCS）”在SCS里面還有SysTick、MPU以及代碼調(diào)試控制所用的寄存器：

三、存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)屬性S

? 1、Cortex-CM3為存儲(chǔ)器做了映射之外，還為存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)規(guī)定了4中屬性：

?? 1）、可否緩沖（Bufferable）

?? 2）、可否緩存（Cacheable）

?? 3）、可否執(zhí)行（Executable）

?? 4）、可否共享（Shareable）

? 2、如果配置了MPU，則可以通過(guò)它配置不同的存儲(chǔ)區(qū)，并且覆蓋缺省的訪(fǎng)問(wèn)屬性。

四、存儲(chǔ)器的缺省訪(fǎng)問(wèn)許可

? 1、Cortex-CM3有一個(gè)缺省的訪(fǎng)問(wèn)許可，它能防止使用戶(hù)代碼訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)控制存儲(chǔ)空間，保護(hù)NVIC,MPU等關(guān)鍵組件。缺省訪(fǎng)問(wèn)許可在以下條件時(shí)生效：

?? 1）、沒(méi)有配置MPU。

?? 2）、配置了MPU，但是MOPU被除能。

? 2、存儲(chǔ)器的缺省訪(fǎng)問(wèn)許可

四、位帶操作

?一）、簡(jiǎn)介

? 1、支持位帶操作后，可以使用普通的加載/存儲(chǔ)指令來(lái)對(duì)單一的比特進(jìn)行讀寫(xiě)。在Cortex-CM3中，有兩個(gè)區(qū)實(shí)現(xiàn)了位帶。其中一個(gè)是SRAM區(qū)的最低1MB，第二個(gè)則是片內(nèi)外

??????? 設(shè)區(qū)的最低1MB范圍。這兩個(gè)區(qū)的地址除了可以像普通的RAM使用外，它也都有自己的“位帶別名區(qū)”，位帶別名區(qū)把每個(gè)比特膨脹成一個(gè)32位的字。

??1）、位帶區(qū)與別名區(qū)的膨脹對(duì)應(yīng)關(guān)系圖A

?? 2）、位帶區(qū)與別名區(qū)的膨脹對(duì)應(yīng)關(guān)系圖B

? 2、Cortex-CM3用如下術(shù)語(yǔ)來(lái)表示位帶存儲(chǔ)的地址區(qū)

?? 1）、位帶區(qū)：支持位帶操作的地址區(qū)。

?? 2）、位帶別名：對(duì)別名地址的訪(fǎng)問(wèn)最總作用到位帶區(qū)的訪(fǎng)問(wèn)上。（注意：這中途有一個(gè)地址映射過(guò)程）

? 3、在位帶區(qū)中每個(gè)比特都都映射到別名地址區(qū)的一個(gè)字——這是只有LSB有效的字。當(dāng)一個(gè)別名地址被訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，會(huì)先把改地址變換成位帶地址。

?? 1）、對(duì)于讀操作，讀取位帶地址中的一個(gè)字，再把需要的位右移到LSB，并把LSB返回。

?? 2）、對(duì)于寫(xiě)操作，把需要寫(xiě)的位左移到對(duì)應(yīng)的位序號(hào)處，然后執(zhí)行一個(gè)原子的“讀-改-寫(xiě)”過(guò)程。

? 4、支持位帶操作的兩個(gè)內(nèi)存區(qū)的范圍是：

?? 1）、0x2000_0000-0x000F_FFFF（SRAM區(qū)中的最低1MB）和0x4000_0000-0x400F_FFFF（片上外設(shè)區(qū)中的最低1MB）。

?? 2）、對(duì)于SRAM位帶區(qū)的某個(gè)比特，記它所在字節(jié)地址為A，位序號(hào)為n，則該比特在別名區(qū)的地址是：

?? 3）、對(duì)于片上外設(shè)位帶區(qū)的某個(gè)比特，記它所在字節(jié)地址為A，位序號(hào)為n，則該比特在別名區(qū)的地址是：

? 5、位帶地址映射

?? 1）、SRAM區(qū)中的位帶地址映射

?? 2）、片上外設(shè)區(qū)中的位帶地址映射

?二）、位帶操作的優(yōu)越性

?? 1、位帶操作對(duì)硬件I/O密集型的底層程序提供了很大方便。

?

?? 2、位帶操作可用來(lái)化簡(jiǎn)跳轉(zhuǎn)的判斷。是代碼更整潔。

? 3、在多任務(wù)中用于實(shí)現(xiàn)共享資源在任務(wù)間的“互鎖”訪(fǎng)問(wèn)。

?三）、其他數(shù)據(jù)長(zhǎng)度上的位帶操作

? 1、位帶操作并不限于以字為單位的傳送。亦可以按半子節(jié)和字節(jié)為單位傳送。

五、在C語(yǔ)言中使用位帶操作

? 1、C編譯器中并沒(méi)有直接支持位帶操作。欲在在C中使用位帶操作，最簡(jiǎn)單的做法就是#define一個(gè)位帶別名區(qū)的地址。為了簡(jiǎn)化位帶操作，也可以定義一些宏。

? 2、當(dāng)使用位帶功能時(shí)，要訪(fǎng)問(wèn)的變量必須用vollatile來(lái)定義。

六、非對(duì)齊數(shù)據(jù)傳送

? 1、Cortex-CM3支持在單一的訪(fǎng)問(wèn)中使用非（地址）對(duì)齊的傳送，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)無(wú)需對(duì)齊。

? 2、非對(duì)齊傳送實(shí)例

? 3、在Cortex-CM3中，非對(duì)齊的數(shù)據(jù)傳送只發(fā)生在常規(guī)的數(shù)據(jù)傳送指令中，其他的指令則不支持：

?? 1）、多個(gè)數(shù)據(jù)的加載存儲(chǔ)（LDM/STM）。

?? 2）、棧堆操作（PUSH/POP）。

?? 3）、互斥訪(fǎng)問(wèn)（LDREX/STREX）。

?? 4）、位帶操作。

? 4、應(yīng)該養(yǎng)成好習(xí)慣，總是保持地址對(duì)齊。為此可以變成NVIC，使之監(jiān)督地址對(duì)齊。

七、互斥訪(fǎng)問(wèn)

? 1、在Cortex-CM3中，用互斥體訪(fǎng)問(wèn)取代了ARM處理器中的SWP指令。

? 2、互斥訪(fǎng)問(wèn)的理念同SWP非常相似，不同點(diǎn)在于：在互斥訪(fǎng)問(wèn)操作下，允許互斥體所在的總線(xiàn)被其他master訪(fǎng)問(wèn)，也允許被其他運(yùn)行在本機(jī)上的任務(wù)訪(fǎng)問(wèn)，但是Cortex-CM3

??????? 能駁回有可能導(dǎo)致竟態(tài)條件的互斥訪(fǎng)問(wèn)。

? 3、互斥訪(fǎng)問(wèn)分為加載/存儲(chǔ)，相應(yīng)的指令為L(zhǎng)DREX/STREX，LDREXH/STREXH，LDREXB/STREXB，分別對(duì)應(yīng)于字/半字/字節(jié)

? 4、使用方式（以L(fǎng)DREX/STREX為例）

?? 1）、語(yǔ)法格式

?? 2）、LDREX指令與LDR相同。而STREX不同，STREX指令的執(zhí)行是可以被駁回的。

??? I、當(dāng)處理器同意執(zhí)行STREX，Rxf的值會(huì)被存儲(chǔ)到（Rn+Offset）處，并且把Rd的值更新。

??? II、若處理器駁回了STREX的執(zhí)行，則不會(huì)發(fā)生存儲(chǔ)動(dòng)作，并且把Rd的值更新為1。

?? 3）、駁回規(guī)則：只有在LDREX執(zhí)行后最近的一條STREX才能成功執(zhí)行。其他情況下，駁回此STREX

??? I、中途有其他STR指令執(zhí)行。

??? II、中途有其他的STREX執(zhí)行。

?? 4）、當(dāng)時(shí)用互斥訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，LDREX/STREX指令必須成對(duì)使用。

八、端模式

? 1、Cortex-CM3支持both小端模式和大端模式。在絕大多數(shù)情況下，Cortex-CM3都是用小端模式——為了避免不必要的麻煩，推薦使用小端模式。

? 2、Cortex-CM3中對(duì)大端模式的定義與ARM7的不同（小端定義都相同）。在ARM7中大端模式稱(chēng)為“字不變大端”，而在Cortex-CM3中，使用的是“字節(jié)不變大端”。

?? 1）、Cortex-CM3的字節(jié)不變大端：存儲(chǔ)器視圖

?? 2）、Cortex-CM3的字節(jié)不變大端：在ABH上的數(shù)據(jù)

?? 3）、ARM7字節(jié)不變大端：在ABH上的數(shù)據(jù)

? 3、在Cortex-CM3,是在復(fù)位時(shí)確定使用那種端模式的，且運(yùn)行時(shí)不得改變。指令預(yù)取永遠(yuǎn)使用小端模式，在配置控制存儲(chǔ)空間的訪(fǎng)問(wèn)也永遠(yuǎn)小端模式（包括NVIX，FPB之

??????? 流）。另外外部私有總線(xiàn)地址區(qū)0xE0000000至0xE00FFFFF也永遠(yuǎn)使用小端模式。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Cortex-M3存储器系统的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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