【STM32】STM32存储映射

存储映射

stm32f40xx的存储映射图

这幅图很重要，至于为什么，我还没编好。

STM32存储空间有多大？

芯片能访问的存储空间有多大？为什么？

这个是由芯片内 CPU 的地址总线的数量决来定的，STM32 芯片内部的地址总线为32 根，1根地址线，可以传输的地址为0和1，那么理论上就可以访问2个字节。2根地址线，可以传输地址为00、01、10、11，理论上可以访问 4 个字节。32根地址线可以访问2^32个地址，理论上可以访问4G字节的存储器空间。

但是平时我们用的单片机真的会有4G那么大的存储空间么？

答案当然不是。一个小小的单片机怎么可能有4GB的存储空间！，这个4GB的是STM32理论分配的地址空间。也就是说实际上并不是有这么大的存储单元。可以看到有很多预留的地址，这些地址并没有给他分配存储单元。

所有的存储器都是与地址线连着的，但是实际上如果你只接了一个 1M 的存储器，而且是从0地址开始映射的，那么32 根地址线所产生的0~1M 的地址信号其实才是有意义的，因为这些地址信号才有对应真实的存储器，而所产生的1M 以上地址信号其实并无意义，因为并不对应真实的存储器。

STM32中的32是32根地址线的意思吗？

STM32是32位单片机，每次处理数据都是32bit的形式，所以stm32位带操作把寄存器的某个bit膨胀为32位就是为了能够快速进行操作。
STM32 内部的寄存器大小也都是 32 位的，刚好等于位宽。
某个芯片是 32 位的，但是它的地址线完全可以只有 16 根、或者 8 根。

什么是存储器映射

STM32的所有片上外设其实都可以看作寄存器，所以所有的这些存储器都需要被映射，只是理论上的4G范围远远大与实际的存储器空间，也就说实际的存储器空间并没有4G。很多都是reserved。

存储器本身没有地址，给存储器分配地址的过程叫存储器映射。
在存储器Block2这块区域，也就是地址从0x4000000—0x5FFFFFF这块区域，这是片上外设对应的区域，以四个字节为一个单元，共32bit，一般来说STM32描述外设的寄存器是32bit的。

我们用c语言设定这些寄存器的值，就可以控制这些单元时就可以驱动外设工作。链接: 操作寄存器

启动时的地址重映射

单片机的自举就是单片机的启动，我们说，单片机程序基本都是从0地址出开始运行的，F429的0x00000000-0x001FFFFF地址映射了到什么存储器上，那么就从该存储器上读取指令，开始运行。

至于说0x00000000-0x001FFFFF到底映射在了什么存储器上，这个要看F429 芯片 BOOT1、BOOT0这两个引脚的电平值，说白了就是，通过BOOT1和BOOT0 引脚的电平值，可以选择将0x00000000-0x001FFFFF映射到不同的存储器上。

但是我们可以看到 无论哪种方式好像都需要将启动这部分地址（1MB）映射到不同的位置。

STM32片内的FLASH分成两部分：主存储块、信息块。主存储块(主Flash)用于存储程序，我们写的程序一般存储在这里。信息块又分成两部分：系统存储器(系统FLASH)、选项字节。系统存储器存储用于存放在系统存储器自举模式下的启动程序(BootLoader)，当使用ISP方式加载程序时，就是由这个程序执行。这个区域由芯片厂写入BootLoader，然后锁死，用户是无法改变这个区域的。选项字节存储芯片的配置信息及对主存储块的保护信息。

如果是选择从主Flash启动，那么在调试或者下载的时候会把代码下载到0x08000000-0x081F FFFF这个实际地址，而CPU运行时**，会把0x00000000-0x001F FFFF对应的地址指向实际的主Flash。**

疑问：下载时，能不能使用 0x0000 0000 地址来下载?

答：这个不行，因为下载时还没有使用boot引脚进行选择，0x0000 0000 - 0x001F FFFF 还没有被重映射到flash上，只能使用 0x0800 0000来下载。

ARM芯片的地址重映射解释

个人理解：把地址理解为指针，就是重新把这个指针指向别的实际位置。
也就是输入一个地址，经过设置后，地址解释器把它指向了别的物理地址。比如设置BOOT的主Flash模式，输入0x0000 0000地址解释器解释成0x0800 0000。

普通单片机如下图所示，输入量是地址，输出的是对应地址上存储的数据，中间方式暂且不论，可以理解为，输入一个地址，存储器会给我们一个数据。

ARM芯片与普通单片机在存储器地址方面的不同在于：ARM芯片中有些物理存储单元的地址可以根据设置变换。就是说一个物理存储单元现在对应一个地址，经过设置以后，这个存储单元就对应了另外一个地址了。

特别的一种提高代码执行效率的方式

通过改变地址映射提高代码效率

上图是ARM芯片的另外一种映射方式。这个映射是通过修改startup.s启动文件进行的。目的是提高应用程序异常相应的速度。当我们把应用程序存放在片内FLASH的时候，异常向量表存放在0x00000000-0x0000 003f。每次发生异常，CPU从0x00000000~0x0000003F地址上取异常向量。

步骤 1：
先把0x00000000-0x0000003F（FLASH）存储单元内的异常向量表复制 到0x40000000~0x4000003F（片内RAM的最低端64个字节的存储单元）范围内存储单元中。

步骤 2：
把0x40000000-0x4000003F范围内存储单元地址重新映射到0x00000000-0x0000003F地址范围。 这样做了以后，当异常发生的时候，CPU取异常向量就是从RAM区中的异常向量表中区，速度快了。
这时如果复位中断发生，CPU从地址0x00000000取指令，但此时由于已经过地址重新映射，这个0x00000000被地址转换器转换成0x40000000，CPU实际上是取的RAM区中0x400000000这个存储单元内的指令（异常向量）。 当然用户可以不进行这种映射。片内FLASH中0x00000000~0x0000003F存储单元具有一模一样的异常向量表。只不过不进行这种处理，异常相应速度慢一点。但是这种速度上的差别很多情况下是不必要在意的。

具体如何修改，再议。