ARM存儲器結構、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

映射就是一一對應的意思。重映射就是重新分配這種一一對應的關系。

我們可以把存儲器看成一個具有輸出和輸入口的黑盒子。輸入量是地址，輸出的是對應地址上存儲的數(shù)據(jù)。當然這個黑盒子是由很復雜的半導體電路實現(xiàn)的，具體的實現(xiàn)的方式我們現(xiàn)在不管。存儲單位一般是字節(jié)。這樣，每個字節(jié)的存儲單元對應一個地址，當一個合法地址從存儲器的地址總線輸入后，該地址對應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。

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

而ARM比較復雜，ARM芯片與普通單片機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)設置變換。就是說一個物理存儲單元現(xiàn)在對應一個地址，經(jīng)過設置以后，這個存儲單元就對應了另外一個地址了（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，沒有實際意義）

存儲器重新映射（Memory Re-Map）

存儲器重新映射是將復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方面：1、Boot Block重新映射（關于Boot Block的相關內(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，不至于因為位于Flash高端的Boot Block的地址發(fā)生了變化而改寫其代碼，整個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)，重新映射時要把這32個字節(jié)再加上其后的32個字節(jié)(后面這32個字節(jié)是存放快速中斷IRQ的服務程序的)共64個字節(jié)重新映射(地址為：0x00000000~0x0000003F)重新映射到的地方有三個：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地方出現(xiàn)。為了對存儲器映射進行控制，處理器設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MEMMAP[1:0]=00時是映射到內(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MEMMAP[1:0]=01時相當于沒有重新映射，異常向量表在內(nèi)部Flash低端

3、當MEMMAP[1:0]=10時映射到了內(nèi)部RAM的低端

4、當MEMMAP[1:0]=11時映射到了外部RAM低端

小結：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，應該都是為了程序運行的更快吧。

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