stm32 总线矩阵介绍

 

主系统由 32 位多层 AHB 总线矩阵构成,可实现以下部分的互连:
● 八条主控总线:
— Cortex™-M4F 内核 I 总线、D 总线和 S 总线
— DMA1 存储器总线
— DMA2 存储器总线
— DMA2 外设总线
— 以太网 DMA 总线
— USB OTG HS DMA 总线
● 七条被控总线:
— 内部 Flash ICode 总线
— 内部 Flash DCode 总线
— 主要内部 SRAM1 (112 KB)
— 辅助内部 SRAM2 (16 KB)
— 辅助内部 SRAM3 (64 KB)(仅适用于 STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 器件)
— AHB1 外设(包括 AHB-APB 总线桥和 APB 外设)
— AHB2 外设
— FSMC

I 总线
此总线用于将 Cortex™-M4F 内核的指令总线连接到总线矩阵。内核通过此总线获取指令。 此总线访问的对象是包含代码的存储器(内部 Flash/SRAM 或通过 FSMC 的外部存储器)。

D 总线
此总线用于将 Cortex™-M4F 数据总线和 64 KB CCM 数据 RAM 连接到总线矩阵。内核通过 此总线进行立即数加载和调试访问。此总线访问的对象是包含代码或数据的存储器(内部Flash 或通过 FSMC 的外部存储器)

S 总线
此总线用于将 Cortex™-M4F 内核的系统总线连接到总线矩阵。此总线用于访问位于外设 或 SRAM 中的数据。也可通过此总线获取指令(效率低于 ICode)。此总线访问的对象是 112 KB、64 KB 和 16 KB 的内部 SRAM、包括 APB 外设在内的 AHB1 外设、AHB2 外设以 及通过 FSMC 的外部存储器。

DMA 存储器总线
此总线用于将 DMA 存储器总线主接口连接到总线矩阵。DMA 通过此总线来执行存储器数据 的传入和传出。此总线访问的对象是数据存储器:内部 SRAM(112 KB、64 KB、16 KB) 以及通过 FSMC 的外部存储器

DMA 外设总线
此总线用于将 DMA 外设主总线接口连接到总线矩阵。DMA 通过此总线访问 AHB 外设或执 行存储器间的数据传输。此总线访问的对象是 AHB 和 APB 外设以及数据存储器:内部 SRAM 以及通过 FSMC 的外部存储器。

以太网 DMA 总线
此总线用于将以太网 DMA 主接口连接到总线矩阵。以太网 DMA 通过此总线向存储器存取 数据。此总线访问的对象是数据存储器:内部 SRAM(112 KB、64 KB 和 16 KB)以及通过 FSMC 的外部存储器。

USB OTG HS DMA 总线
此总线用于将 USB OTG HS DMA 主接口连接到总线矩阵。USB OTG DMA 通过此总线向存储 器加载/存储数据。此总线访问的对象是数据存储器:内部 SRAM(112 KB、64 KB 和 16 KB) 以及通过 FSMC 的外部存储器

### STM32F4 系统总线矩阵结构 STM32F4系列微控制器的核心特性之一是由32位多层高级高性能总线(AHB)矩阵组成的系统架构[^1]。此设计允许多达八条总线连接至七条被控总线,从而支持复杂的内部通信需求。 #### 多层次AHB总线互联 该多层次AHB总线不仅促进了不同组件间的高效数据传输,还特别优化了当多个高速外设同时操作时系统的性能表现。这种配置确保即便是在高负载情况下也能维持良好的响应速度和处理效率[^3]。 ### 工作原理 对于总线访问权限管理而言,在任何给定时间点上仅有一个设备能够获得对共享资源即从设备的实际控制权。为了协调这些竞争性的请求,内置了一个专门负责解决冲突机制的AHB总线仲裁器。每当存在两个或更多设备试图在同一时间段发起读写指令时,这个仲裁单元就会介入并决定哪个申请者优先得到服务机会[^4]。 值得注意的是,并不是所有的内存区域都参与到上述描述的标准AHB总线体系当中;例如CCM(Core-Coupled Memory),这是一种特殊的64KB SRAM空间,专供CPU直接存取而不必经过常规路径上的其他节点转换过程[^2]。 ```c // 示例代码展示如何定义一个简单的DMA传输函数来利用总线矩阵的优势 void DMA_Transfer(uint32_t* source, uint32_t* destination, size_t length){ // 配置DMA通道参数... while(length--){ *destination++ = *source++; } } ```
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