外围内存映射

本文探讨了参加飞思卡尔比赛过程中遇到的问题,重点解释了MK60DZ.h头文件中的外围内存映射概念。文章介绍了如何通过内存映射IO与外围设备进行通讯,即将设备寄存器映射到内存空间,实现对硬件外设寄存器的直接操作。

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     为了参加飞思卡尔比赛,最近一直在学习Kinetis系列的MCU——MK60。上手的过程中可谓是不太Easy!在看到官方提供的库里的一个头文件MK60DZ.h时很是不解,给的描述是“This header file implements peripheral memory map for MK60DZ10”,peripheral memory map ,即外围内存映射,这个词是什么意思呢???查了一番资料,大致才弄清了......

    一般的设备驱动是通过寄存器来与外围设备进行通讯的,驱动通过向设备寄存器中写入数据或命令,或者通过读取设备寄存器来读取设备的状态和数据。许多处理器使用内存映射IO,就是把设备寄存器映射到常规内存空间的固定地址,程序可以使用普通的赋值操作符对内存映射设备的寄存器进行读写。简单点来说就是把硬件外设的寄存器直接变为可操作的地址,也就是说,每个硬件都会有个内存来代表它,我们直接操作这块内存就等于操作了这个硬件。

### 28035 芯片的内存映射方式 对于 TMS320F28035 (简称 F28035),这是一种由德州仪器(TI)生产的高性能 DSP 控制器。其内部结构设计使得它能够高效处理复杂的实时控制应用。关于该芯片的内存映射,主要分为以下几个方面: #### 物理存储器映射 F28035 的物理存储器被划分为多个区域,包括程序闪存(Program Flash)、数据 RAM(Data RAM) 和其他特殊功能寄存器(SFRs)[^1]。 - **Program Flash**: 存储应用程序代码,默认情况下位于地址 `0x0` 开始的位置。 - **Data RAM**: 提供给变量使用的随机访问存储区,通常从某个固定偏移量开始分配给用户使用。 - **SFRs (Special Function Registers)**: 这些寄存器用于控制系统硬件资源的工作模式和状态,分布在特定的地址范围内。 #### 外部接口映射 除了上述提到的内置存储单元之外,TMS320F28035 支持多种类型的外部总线扩展能力,允许连接额外的 SRAM/ROM 或者其他的外围设备。当涉及到对外围设备进行编程时,则会采用类似于 MMIO(Memory-Mapped I/O) 映射的方式[^4]。 例如,在实际开发过程中,为了简化对 GPIO 口的操作并提高效率,可以直接通过读取或修改相应的 SFR 来完成设置而不必依赖于高级 API 函数调用[^5]。 ```cpp // 假设我们要配置 PTA0 引脚作为输出端口 volatile unsigned int * const GPIOA_BASE = (unsigned int *)0x400FF000; #define SET_OUTPUT_MODE(addr, pin) (*(addr + 0x0C)) |= (1 << pin) SET_OUTPUT_MODE(GPIOA_BASE, 0); // 将PTA0 设置成输出模式 ``` 这段伪代码展示了如何利用指针指向具体的外设基地址,并通过对相应位域执行逻辑运算来改变引脚的功能定义。 #### 文件映射特性 值得注意的是,尽管这里讨论的内容侧重于嵌入式处理器特有的 IO 寄存器映射而非传统意义上的文件系统 mmap() 系统调用所涉及的概念;然而两者都体现了将一段连续的虚拟地址范围关联至某一块具体物理位置的思想。
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