运动控制器35:STM32的存储器和BOOT设置

系统架构

  1. 四个驱动单元:DCODE总线,系统总线,DMA1和DMA2
  2. 四个被动单元:SRAM,FLASH,FSMC,外设桥


    SYS1.png

ICODE总线

指令总线,连接内核和FLASH

DCODE总线

数据总线:连接内核和FLASH,但通过了总线矩阵

系统总线

连接内核和矩阵总线

DMA总线

连接DMA模块和矩阵总线

总线矩阵

总线矩阵:连接DCODE,SYSTEM,DMA,FLASH,SRAM,AHB,用于做调度

AHB/APB桥

外设总线,APB1最快36M,APB2最快72M

存储器组织

程序存储器、数据存储器、寄存器和输入输出端口被组织在同一个4GB的线性地址空间内。

存储器映像

寄存器存放在0X40000000开始的位置处,最大的地址为USB OTG的地址,一部分寄存器的地址分配如下:


SYS2.png

嵌入式SRAM

内置64K静态SRAM,可以以字节、半字(16位)或全字(32位)访问。SRAM的起始地址是0x2000 0000。

位段

SRAM的操作用

嵌入式闪存

大容量一共更有256个2K字节的页,信息块有258*64位,组织如下:


SYS3.png
  1. 闪存读取
    闪存的读取通过AHB总线完成,预缓存中有2*64位,每次取指64位时,接下来的64位指令已准备好。

  2. 编程和擦除闪存
    闪存一次写入16位,而擦除可以是一页,也可以是整体擦除。

启动配置

首先了解三个模式:

  1. 主闪存,位置从0000开始,然后跳转只0004开始执行指令
  2. 系统存储器:就是信息块的一部分,有2K的空间,可以选择从这里开始启动
  3. 内置SRAM:内部SRAM
    具体来说,根据不同的使用场景,设置不同BOOT模式。
  • 主闪存
    是STM32内置的Flash,一般我们使用JTAG或者SWD模式下载程序时,就是下载到这个里面,重启后也直接从这启动程序。
  • 系统存储器
    从系统存储器启动,这种模式启动的程序功能是由厂家设置的。一般来说,这种启动方式用的比较少。系统存储器是芯片内部一块特定的区域,STM32在出厂时,由ST在这个区域内部预置了一段BootLoader,也就是我们常说的ISP程序,这是一块ROM,出厂后无法修改。一般来说,我们选用这种启动模式时,是为了从串口下载程序,因为在厂家提供的BootLoader中,提供了串口下载程序的固件,可以通过这个BootLoader将程序下载到系统的Flash中。但是这个下载方式需要以下步骤:
    • 将BOOT0设置为1,BOOT1设置为0,然后按下复位键,这样才能从系统存储器启动BootLoader
    • 最后在BootLoader的帮助下,通过串口下载程序到Flash中
    • 程序下载完成后,又有需要将BOOT0设置为GND,手动复位,这样,STM32才可以从Flash中启动

可以看到,利用串口下载程序还是比较的麻烦,需要跳帽跳来跳去的,非常的不注重用户体验。

  • 内置SRAM
    内置SRAM,既然是SRAM,自然也就没有程序存储的能力了,这个模式一般用于程序调试。
    假如我只修改了代码中一个小小的地方,然后就需要重新擦除整个Flash,比较的费时,可以考虑从这个模式启动代码(也就是STM32的内存中),用于快速的程序调试,等程序调试完成后,在将程序下载到SRAM中。

我在做一个CNC控制器,基于GRBL的开源代码的时候,用到的单片机是ATMEGA328P,就用到了BootLoader,如果控制器经常需要进行程序升级,我们也可以设置为此种模式,具体可以参考官方的文档:STM32 microcontroller system memory boot mode

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