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