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[导读] 1 STM32系统结构要想深刻理解STM32的存储器,需要首先知道STM32的系统结构。如Figure 1,是STM32系统结构框图。根据STM32 Reference manual (RM0008)中的描述,如图:可以得知STM32系统结构的组成,每一

1 STM32系统结构

要想深刻理解STM32的存储器,需要首先知道STM32的系统结构。

如Figure 1,是STM32系统结构框图。




根据STM32 Reference manual (RM0008)中的描述,如图:





可以得知STM32系统结构的组成,每一个模块更为详细的内容,请参考相关文档。

RM0008文档中可以看出,STM32采用的是Cortex-M3内核,因此,有必要了解Cortex-M3的存储器结构。

图中还可以看出,Cortex-M3是通过各个总线和Flash、SROM相连接的。


2 STM32内核(Cortex-M3)的结构

以下是Cortex-M3模块框图:

该Cortex-M3内核通过I-Code、D-Code、System总线与STM32内部的Flash、SROM相连接的,该种连接情况直接关系到STM32存储器的结构组织;也就是说,Cortex-M3的存储器结构决定了STM32的存储器结构。

这里可能说的比较笼统,可以这样理解:Cortex-M3是一个内核,自身定义了一个存储器结构,ST公司按照Cortex-M3的这个存储器定义,设计出了自己的存储器结构;但是ST公司的STM32的存储器结构必须按照Cortex-M3这个定义的存储器结构来进行设计。

举个例子:

我买了一个做饭的调料盒子,有三块区域(假设存储器分为3块),上面分别标有盐(Flash)、糖(SROM)、味精(Peripheral);此时,该调料盒子并没有任何意义(对应Cortex-M3内核);我按照标签放入特定品牌、特定分量的盐(Flash)、糖(SROM)、味精(Peripheral),产生一个有实际意义的调料盒(各类Cortex-M3内核的芯片,如STM32)。

期间,调料位置不能放错,但可以不放。由上面的例子可以看出,空的调料盒子决定了有意义的调料盒子存放调料的结构。因此,只要了解空盒子的存储结构,就可以很清楚的明白当有调料时的用法了。

3 STM32内核(Cortex-M3)的存储器映射

存储器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH,RAM,外设,BOOTBLOCK等进行统一编址。即用地址来表示对象。这个地址绝大多数是由厂家规定好的,用户只能用而不能改。用户只能在挂外部RAM或FLASH的情况下可进行自定义。

如图,是Cortex-M3存储器映射结构图。

Cortex-M3是32位的内核,因此其PC指针可以指向2^32=4G的地址空间,也就是0x0000_0000——0xFFFF_FFFF这一大块空间。

好,根据图中描述,Cortex-M3内核将0x0000_0000——0xFFFF_FFFF这块4G大小的空间分成8大块:代码、SRAM、外设、外部RAM、外部设备、专用外设总线-内部、专用外设总线-外部、特定厂商等。导致了,使用该内核的设计者必须按照这个进行各自芯片的存储器结构设计。

这就可以去了解STM32的存储器结构,以及为什么这样设计STM32存储器的结构了。


4 STM32存储器结构

首先,我们对比一下Cortex-M3存储器结构和STM32存储器结构:



图中可以很清晰的看到,STM32的存储器结构和Cortex-M3的很相似,不同的是,STM32加入了很多实际的东西,如:Flash、SRAM等。只有加入了这些东西,才能成为一个拥有实际意义的、可以工作的处理芯片——STM32。

STM32的存储器地址空间被划分为大小相等的8块区域,每块区域大小为512MB。

对STM32存储器知识的掌握,实际上就是对Flash和SRAM这两个区域知识的掌握。因此,下面将重点描述Flash和SRAM的知识。


5 STM32的SRAM

以下是STM32参考手册RM0008中的一段原话:

不同类型的STM32单片机的SRAM大小是不一样的,但是他们的起始地址都是0x2000 0000,终止地址都是0x2000 0000+其固定的容量大小。

SRAM的理解比较简单,其作用是用来存取各种动态的输入输出数据、中间计算结果以及与外部存储器交换的数据和暂存数据。设备断电后,SRAM中存储的数据就会丢失。


6 STM32的Flash

STM32的Flash,严格说,应该是Flash模块。

该Flash模块包括:Flash主存储区(Main memory)、Flash信息区(Information block),以及Flash存储接口寄存器区(Flash memory interface)。

三个组成部分分别在0x0000 0000——0xFFFF FFFF不同的区域,如图(小密度的STM32)所示:



图中完全可以看出Flash模块中的三个组成部分在整个存储器中的位置。

具体的内部区域的意义及功能请参见编程手册PM0042,里面很详细。


7 STM32存储器结构总结

图中淡蓝色就是你需要知道的。

Peripherals:外设的存储器映射,对该区域操作,就是对相应的外设进行操作;

SRAM:运行时临时存放代码的地方;

Flash:存放代码的地方;

System Memory:STM32出厂时自带的你只能使用,不能写或擦除;

Option Bytes:可以按照用户的需要进行配置(如配置看门狗为硬件实现还是软件实现);

今后,你的编写代码、程序运行、寄存器设置、ICP、IAP都依靠这些东西。

以上描述的是STM32存储器的结构相关,其具体存储器的应用在我的下一篇笔记《STM32存储器知识的相关应用(IAP和Bit Banding)》中详细描述。



至此,关于《STM32存储器》知识已经结束.

完成STM32存储器知识过程中,一共参考了以下官方文档:

《RM0008 Reference manual》

《Cortex-M3技术参考手册》

《PM0042 Programming manual:STM32F10xxx Flash programming》

《AN2557 Application note:STM32F10x in-application programming using the USART》

等等;

另外也参考了很多无私网友的奉献,在此感谢。

关于我的STM32存储器知识共有三篇文章,分别是:

stm32的存储器》

《STM32存储器知识的相关应用(IAP、Bit Banding)》

《STM32实现IAP(上位机和IAP程序设计)》


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