ARM存儲器結(jié)構(gòu)、映射以及重新映射

ARM存儲器：片內(nèi)Flash、片內(nèi)靜態(tài)RAM、片外存儲器

映射就是一一對應(yīng)的意思。重映射就是重新分配這種一一對應(yīng)的關(guān)系。

我們可以把存儲器看成一個(gè)具有輸出和輸入口的黑盒子。輸入量是地址，輸出的是對應(yīng)地址上存儲的數(shù)據(jù)。當(dāng)然這個(gè)黑盒子是由很復(fù)雜的半導(dǎo)體電路實(shí)現(xiàn)的，具體的實(shí)現(xiàn)的方式我們現(xiàn)在不管。存儲單位一般是字節(jié)。這樣，每個(gè)字節(jié)的存儲單元對應(yīng)一個(gè)地址，當(dāng)一個(gè)合法地址從存儲器的地址總線輸入后，該地址對應(yīng)的存儲單元上存儲的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上面。

普通的單片機(jī)把可執(zhí)行代碼和數(shù)據(jù)存放到存儲器中。單片機(jī)中的CPU從儲器中取指令代碼和數(shù)據(jù)。其中存儲器中每個(gè)物理存儲單元與其地址是一一對應(yīng)而且是不可變的。

而ARM比較復(fù)雜，ARM芯片與普通單片機(jī)在存儲器地址方面的不同在于：ARM芯片中有些物理存儲單元的地址可以根據(jù)設(shè)置變換。就是說一個(gè)物理存儲單元現(xiàn)在對應(yīng)一個(gè)地址，經(jīng)過設(shè)置以后，這個(gè)存儲單元就對應(yīng)了另外一個(gè)地址了（這就是后面要說的重新映射）。例如將0x00000000地址上的存儲單元映射到新的地址0x00000007上。CPU存取0x00000007就是存取0x00000000上的物理存儲單元。（隨便舉的例子為了說明道理，沒有實(shí)際意義）

存儲器重新映射（Memory Re-Map）

存儲器重新映射是將復(fù)位后用戶可見的存儲器中部分區(qū)域，再次映射到其他的地址上。

存儲器重新映射包括兩個(gè)方面：1、Boot Block重新映射（關(guān)于Boot Block的相關(guān)內(nèi)容看我博客中的另一篇文章）。2、異常（中斷）向量重新映射

Boot Block重新映射：本來Boot Block在片內(nèi)Flash的最高8KB，但是為了與將來期間相兼容，生產(chǎn)商為了產(chǎn)品的升級換代，在新型芯片中增加內(nèi)部Flash容量時(shí)，不至于因?yàn)槲挥贔lash高端的Boot Block的地址發(fā)生了變化而改寫其代碼，整個(gè)Boot Block都要被重新映射到內(nèi)部存儲器空間的頂部，即片內(nèi)RAM的最高8KB。（地址為：0x7FFFE000~0x7FFFFFFF）

異常（中斷）向量重新映射：本來中斷向量表在片內(nèi)Flash的最低32字節(jié)，重新映射時(shí)要把這32個(gè)字節(jié)再加上其后的32個(gè)字節(jié)(后面這32個(gè)字節(jié)是存放快速中斷IRQ的服務(wù)程序的)共64個(gè)字節(jié)重新映射(地址為：0x00000000~0x0000003F)重新映射到的地方有三個(gè)：內(nèi)部Flash高端的64字節(jié)空間、內(nèi)部RAM低端的64字節(jié)空間和外部RAM低端的64字節(jié)空間，再加上原來的內(nèi)部Flash低端的64字節(jié)空間，異常向量一共可以在四個(gè)地方出現(xiàn)。為了對存儲器映射進(jìn)行控制，處理器設(shè)置了存儲器映射控制寄存器MEMMAP，其控制格式如下圖所示：

注：1、當(dāng)MEMMAP[1:0]=00時(shí)是映射到內(nèi)部Flash高端，同內(nèi)部Flash高端的Boot Block一起又被映射到了內(nèi)部RAM高端

2、當(dāng)MEMMAP[1:0]=01時(shí)相當(dāng)于沒有重新映射，異常向量表在內(nèi)部Flash低端

3、當(dāng)MEMMAP[1:0]=10時(shí)映射到了內(nèi)部RAM的低端

4、當(dāng)MEMMAP[1:0]=11時(shí)映射到了外部RAM低端

小結(jié)：1、至于異常向量表為什么要重新映射，而且有那么多種重新映射方法，還不清楚為什么，應(yīng)該都是為了程序運(yùn)行的更快吧。

2、其實(shí)關(guān)于ARM的存儲器結(jié)構(gòu)和映射問題，不研究那么清楚也可以，但是弄明白其中結(jié)構(gòu)對以后的使用ARM會有很大好處。關(guān)于這一部分以及引導(dǎo)塊（Boot Block）部分，北京航空航天大學(xué)出版社出版的由任哲等編著的《ARM體系結(jié)構(gòu)及其嵌入式處理器》講的比較清楚。