关于单片机的内存使用问题(norFlash、SRAM、nandFlash)

对单片机编程后,程序的代码段,data段,bss段,rodata段等都存放在Flash中。当单片机上电后,初始化汇编代码将data段,bss段,复制到RAM中,并建立好堆栈,开始调用程序的main函数。以后,便有了程序存储器,和数据存储器之分,运行时从Flash(即指令存储器,代码存储器)中读取指令 ,从RAM中读取与写入数据。RAM存在的意义就在于速度更快。ARM采用哈弗结构,SRAM取数据,FLASH取指令,两者同时进行,效率高。
********详细请看这里

冯.诺依曼体系与哈佛体系的区别:
二者的区别就是程序空间和数据空间是否是一体的,早期的微处理器大多采用冯诺依曼结构,典型代表是Intel公司的X86微处理器,取指令和取操作数都在同一总线上,通过分时复用的方式进行的,缺点是在高速运行时,不能达到同时取指令和取操作数,从而形成了传输过程的瓶颈。
哈佛总线技术应用是以DSP和ARM为代表的,采用哈佛总线体系结构的芯片内部程序空间和数据空间是分开的,这就允许同时取指令和取操作数,从而大大提高了运算能力。
例如TMS320LF240x系列DSP是增强型的哈佛结构通过三组并行的总线访问多个存储空间,它们分别是:程序地址总线(PAB)、数据地址读总线(DRAB)、数据地址写总线(DWRB)。

  • ARM-cortex-M3/4的单片机(比如STM32 MK60等):该类单片机的代码在nor flash中,cortex内核可以直接运行,不需要将代码加载到ram中运行,nor flash可以直接寻址一个字节,可以找到一个指令的具体地址,因此可以直接运行。nand flash 的存储单元是块,不能对指令直接寻址,因此不能直接运行其中的代码。
  • ARM-cortex-A系列的SOC(比如Exynos4412):该类SOC更加复杂,通常有内存管理单元(MMU),代码存储在nand flash中,程序运行时,需要先将代码加载到ram中运行,该类SOC的启动环节包含了加载程序。就像Windows操作系统存储在硬盘中,开机的时候,操作系统的代码会加载到内存条(RAM)中。
  • PC指针:无论什么单片机或者SOC,都有一个PC寄存器,这个寄存器保存了下一条待取指令的地址。正常情况下自动加“4”,遇到分支跳转的时候,由跳转指令设置值。
  • 那么指针是什么?指针是一个变量的地址,在含有操作系统(比如Linux、Windows)即硬件层面含有内存管理单元(MMU)的情况下,指针是虚拟地址,不含操作系统的情况下,是物理地址,虚拟地址和物理地址经过MMU转换
  • 如果用户存在FLASH的实际代码大小(比如1MB),超过了RAM的可用空间(比如512KB),那这个搬移过程是啥样的?现在实际情况很少遇到这种情况,当然可能会有RAM很小的系统,可以分时分段的使用,即程序运行一段,加载一段,运行完,加载下一段。很不建议这样玩,现在的RAM很大了,你的实际代码达到1MB的时候,你的内存可能都有1G,2G了。比如Linux操作系统编译完后,实际上只有几MB,实际的Linux系统会有几个G 的内存可用。
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