stm32存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)& 存儲(chǔ)器映射

1 STM32系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

要想深刻理解STM32的存儲(chǔ)器，需要首先知道STM32的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

如Figure 1，是STM32系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

根據(jù)STM32 Reference manual (RM0008)中的描述，如圖：

可以得知STM32系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成，每一個(gè)模塊更為詳細(xì)的內(nèi)容，請(qǐng)參考相關(guān)文檔。

RM0008文檔中可以看出，STM32采用的是Cortex-M3內(nèi)核，因此，有必要了解Cortex-M3的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。

圖中還可以看出，Cortex-M3是通過(guò)各個(gè)總線和Flash、SROM相連接的。

2 STM32內(nèi)核（Cortex-M3）的結(jié)構(gòu)

以下是Cortex-M3模塊框圖：

該Cortex-M3內(nèi)核通過(guò)I-Code、D-Code、System總線與STM32內(nèi)部的Flash、SROM相連接的，該種連接情況直接關(guān)系到STM32存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)組織；也就是說(shuō)，Cortex-M3的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)決定了STM32的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。

這里可能說(shuō)的比較籠統(tǒng)，可以這樣理解：Cortex-M3是一個(gè)內(nèi)核，自身定義了一個(gè)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，ST公司按照Cortex-M3的這個(gè)存儲(chǔ)器定義，設(shè)計(jì)出了自己的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)；但是ST公司的STM32的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)必須按照Cortex-M3這個(gè)定義的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

舉個(gè)例子：

我買了一個(gè)做飯的調(diào)料盒子，有三塊區(qū)域（假設(shè)存儲(chǔ)器分為3塊），上面分別標(biāo)有鹽（Flash）、糖（SROM）、味精（Peripheral）；此時(shí)，該調(diào)料盒子并沒(méi)有任何意義（對(duì)應(yīng)Cortex-M3內(nèi)核）；我按照標(biāo)簽放入特定品牌、特定分量的鹽（Flash）、糖（SROM）、味精（Peripheral），產(chǎn)生一個(gè)有實(shí)際意義的調(diào)料盒（各類Cortex-M3內(nèi)核的芯片，如STM32）。

期間，調(diào)料位置不能放錯(cuò)，但可以不放。由上面的例子可以看出，空的調(diào)料盒子決定了有意義的調(diào)料盒子存放調(diào)料的結(jié)構(gòu)。因此，只要了解空盒子的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，就可以很清楚的明白當(dāng)有調(diào)料時(shí)的用法了。

3 STM32內(nèi)核（Cortex-M3）的存儲(chǔ)器映射

存儲(chǔ)器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH，RAM，外設(shè)，BOOTBLOCK等進(jìn)行統(tǒng)一編址。即用地址來(lái)表示對(duì)象。這個(gè)地址絕大多數(shù)是由廠家規(guī)定好的，用戶只能用而不能改。用戶只能在掛外部RAM或FLASH的情況下可進(jìn)行自定義。

如圖，是Cortex-M3存儲(chǔ)器映射結(jié)構(gòu)圖。

Cortex-M3是32位的內(nèi)核，因此其PC指針可以指向2^32=4G的地址空間，也就是0x0000_0000——0xFFFF_FFFF這一大塊空間。

好，根據(jù)圖中描述，Cortex-M3內(nèi)核將0x0000_0000——0xFFFF_FFFF這塊4G大小的空間分成8大塊：代碼、SRAM、外設(shè)、外部RAM、外部設(shè)備、專用外設(shè)總線-內(nèi)部、專用外設(shè)總線-外部、特定廠商等。導(dǎo)致了，使用該內(nèi)核的設(shè)計(jì)者必須按照這個(gè)進(jìn)行各自芯片的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

這就可以去了解STM32的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，以及為什么這樣設(shè)計(jì)STM32存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)了。

4 STM32存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

首先，我們對(duì)比一下Cortex-M3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和STM32存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)：

圖中可以很清晰的看到，STM32的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和Cortex-M3的很相似，不同的是，STM32加入了很多實(shí)際的東西，如：Flash、SRAM等。只有加入了這些東西，才能成為一個(gè)擁有實(shí)際意義的、可以工作的處理芯片——STM32。

STM32的存儲(chǔ)器地址空間被劃分為大小相等的8塊區(qū)域，每塊區(qū)域大小為512MB。

對(duì)STM32存儲(chǔ)器知識(shí)的掌握，實(shí)際上就是對(duì)Flash和SRAM這兩個(gè)區(qū)域知識(shí)的掌握。因此，下面將重點(diǎn)描述Flash和SRAM的知識(shí)。

5 STM32的SRAM

以下是STM32參考手冊(cè)RM0008中的一段原話：

不同類型的STM32單片機(jī)的SRAM大小是不一樣的，但是他們的起始地址都是0x2000 0000，終止地址都是0x2000 0000+其固定的容量大小。

SRAM的理解比較簡(jiǎn)單，其作用是用來(lái)存取各種動(dòng)態(tài)的輸入輸出數(shù)據(jù)、中間計(jì)算結(jié)果以及與外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)和暫存數(shù)據(jù)。設(shè)備斷電后，SRAM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。

6 STM32的Flash

STM32的Flash，嚴(yán)格說(shuō)，應(yīng)該是Flash模塊。

該Flash模塊包括：Flash主存儲(chǔ)區(qū)（Main memory）、Flash信息區(qū)（Information block），以及Flash存儲(chǔ)接口寄存器區(qū)（Flash memory interface）。

三個(gè)組成部分分別在0x0000 0000——0xFFFF FFFF不同的區(qū)域，如圖（小密度的STM32）所示：

圖中完全可以看出Flash模塊中的三個(gè)組成部分在整個(gè)存儲(chǔ)器中的位置。

具體的內(nèi)部區(qū)域的意義及功能請(qǐng)參見(jiàn)編程手冊(cè)PM0042，里面很詳細(xì)。

7 STM32存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)總結(jié)

圖中淡藍(lán)色就是你需要知道的。

Peripherals：外設(shè)的存儲(chǔ)器映射，對(duì)該區(qū)域操作，就是對(duì)相應(yīng)的外設(shè)進(jìn)行操作；

SRAM：運(yùn)行時(shí)臨時(shí)存放代碼的地方；

Flash：存放代碼的地方；

System Memory：STM32出廠時(shí)自帶的你只能使用，不能寫或擦除；

Option Bytes：可以按照用戶的需要進(jìn)行配置（如配置看門狗為硬件實(shí)現(xiàn)還是軟件實(shí)現(xiàn)）；

今后，你的編寫代碼、程序運(yùn)行、寄存器設(shè)置、ICP、IAP都依靠這些東西。

以上描述的是STM32存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)相關(guān)，其具體存儲(chǔ)器的應(yīng)用在我的下一篇筆記《STM32存儲(chǔ)器知識(shí)的相關(guān)應(yīng)用（IAP和Bit Banding）》中詳細(xì)描述。

至此，關(guān)于《STM32存儲(chǔ)器》知識(shí)已經(jīng)結(jié)束.

完成STM32存儲(chǔ)器知識(shí)過(guò)程中，一共參考了以下官方文檔：

《RM0008 Reference manual》

《Cortex-M3技術(shù)參考手冊(cè)》

《PM0042 Programming manual：STM32F10xxx Flash programming》

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

等等；

另外也參考了很多無(wú)私網(wǎng)友的奉獻(xiàn)，在此感謝。

關(guān)于我的STM32存儲(chǔ)器知識(shí)共有三篇文章，分別是：

《stm32的存儲(chǔ)器》

《STM32存儲(chǔ)器知識(shí)的相關(guān)應(yīng)用（IAP、Bit Banding）》

《STM32實(shí)現(xiàn)IAP（上位機(jī)和IAP程序設(shè)計(jì)）》