Cortex M3:MPU

最新推荐文章于 2025-09-29 06:59:36 发布

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MPU（Memory Protection Unit）是Cortex-M3处理器中的一个重要组件，作为MMU的子集，用于实现内存分区保护。MPU能够阻止用户程序破坏操作系统数据，隔离任务数据，设置只读区域以及检测存储访问异常，如堆栈溢出和数组越界。当检测到访问违规时，MPU会产生fault异常，通过异常服务例程进行错误分析和修复，提高了嵌入式系统的健壮性和可靠性。在多任务系统中，MPU尤其关键，确保各任务间数据的安全隔离。

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参考资料：
http://www.szcdxkmcu.com/PIC/PIC/CM3权威指南CnR2.pdf
MMU 是应用处理器中的概念，主要作用是实现虚拟内存和内存分区。由于其具有不确定性，所以嵌入式设备中不能容忍，但是嵌入式中也不能没有分区保护的功能，于是内存分区便引入进来，称为MPU。因此可以把MPU称为MMU的子集。
MPU有如下的能力可以提高系统的可靠性：

阻止用户应用程序破坏操作系统使用的数据
组织一个任务访问其他任务的数据区，从而把任务隔开。
把关键数据区设置为只读，从根本上消除被破坏的可能
检测意外的存储访问，如堆栈溢出，数组越界。
可以设置存储器region的其他访问属性，比如是否缓存，是否缓冲等。

在这里插入图片描述
Cortex-M3 有一个可选的存储器保护单元。配上它之后，就可以对特权级访问和用户级访问分别施加不同的访问限制。当检测到犯规（violated）时， MPU 就会产生一个 fault 异常，可以由fault 异常的服务例程来分析该错误，并且在可能时改正它。
MPU 有很多玩法。最常见的就是由操作系统使用 MPU，以使特权级代码的数据，包括操作系统本身的数据不被其它用户程序弄坏。 MPU 在保护内存时是按区管理的(“区”的原文是 region，以后不再中译此名词——译注)。它可以把某些内存 region 设置成只读，从而避免了那里的内容意外被更改；还可以在多任务系统中把不同任务之间的数据区隔离。一句话，它会使嵌入式系统变得更加健壮，更加可靠（很多行业标准，尤其是航空的，

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