存储器映射归纳

 

首先说明一点：只要是基于ARM7内核的处理器，其中断都是从0x00-0x1c（8个中断向量）处开始执行。

处理器的存储器映射可以归结为三种情况：

1         没有存储器的映射

这样的处理器有：三星的S3C44BX处理器。没有存储器映射的处理器，其BANK地址是固定的，而且第一级中断向量的都是放到规定好的BANK0处（即地址0x00处）。可以归纳为：BANK地址固定且第一级中断向量位置固定（0x00）。

2         有存储器的映射

地址空间的重新分配，与处理器的硬件结构紧密相关。总体来说，32位系统中的地址重映射机制可以分为两种情况：一类是处理器内部专门的寄存器可以完成Remap，这样只需将Remap寄存器的相应位置1，由硬件逻辑来完成地址的重新映射，如Atmel AT91xx系列；另一类没有专门的Remap控制寄存器，需要重新改写处理器内部用于控制Memory起止地址的Bank寄存器，来实现Remap过程。如S3C4510B。

2.1       BANK地址固定，但是第一级中断向量位置不固定（即复位后不一定从0x00执行）

这样的处理器有：LPC2200系列（以LPC2214为例）。

LPC2214中有存储器映射控制，用于改变从地址0x00000000开始的中断向量的映射，这就允许了在不同存储器空间的代码对中断进行控制。

要重新映射的部分包括：中断向量区（32个字节）和额外的32个字节。具体代码如下所示。

;中断向量表

Reset

        LDR     PC, ResetAddr

        LDR     PC, UndefinedAddr

        LDR     PC, SWI_Addr

        LDR     PC, PrefetchAddr

        LDR     PC, DataAbortAddr

        DCD     0xb9205f80

        LDR     PC, [PC, #-0xff0]

        LDR     PC, FIQ_Addr

 

ResetAddr           DCD     ResetInit

UndefinedAddr       DCD     Undefined

SWI_Addr            DCD     SoftwareInterrupt

PrefetchAddr            DCD     PrefetchAbort

DataAbortAddr       DCD     DataAbort

Nouse               DCD     0

IRQ_Addr            DCD     0

FIQ_Addr            DCD     FIQ_Handler

 

下面是存储器映射控制的示意图（一）（参考文献[1]）。

 

示意图（一）

数据源

11

00

10

01

0x00000000

0x0000003C

0x40000000

0x4000003C

0x7FFFE000

0X7FFFE03C

0x80000000

0x8000003C

0x00000000

0x0000003C

0x00000040

要映射的目标存储快

BOOT装载程序模式

用户Flash模式

用户RAM模式

用户外存储器模式

MAP[1:0]

11

00

10

01

虚地址

实地址

64字节异 常向量表

注：在ADS中查看memory时，其地址都是虚地址，作存储器映射实验时可以体会的非常清楚：根据MEMMAP值得不同，以MEMMAP[1：0]=0x01为例，此时存储器映射到0x40000000处，如果改变0x40000000处的值，0x00000000处的值也相应的改变。

下面以一个具体的中断例子来说明存储器的映射问题。假设现在发生了软中断SWI，此时程序运行在用户的RAM模式（通过设置MEMMAP[1:2]）。中断响应流程见示意图（二）：

软中断SWI发生

硬件自动到0x08处执行

寄存器MAMMAP中MAP=10

硬件自动到0x40000008

意图（二）

文字描述为：当发生软件中断时，ARM7内核硬件本来自动到0x08处执行，但此时的寄存器MEMMAP[1:2]为10，将控制硬件到0x40000008去执行代码。

2.2       BANK地址不固定，但是第一级中断向量位置固定（即复位后始终从0x00执行）

这样的处理器有：三星的S3C4510B。

S3C4510B的每一个BANK的地址都是可以通过重映射改变的，因此，系统的存储器无论是Flash还是SDRAM，其起始地址都不是固定的。

S3C4510B内部有几个特殊寄存器，用于实现地址空间和芯片内外存储介质的映射。这几个寄存器的简介如下：

l         SYSCFG：设置特殊寄存器的起始地址和片内SRAM的起始地址。

l         EXTDBWTH：设置各Bank寄存器所映射芯片的数据线宽度。

l         ROMCON0～ROMCON5：设置系统内片扩展ROM和Flash的起始和终止地址。

l         DRAMCON0～DRAMCON3：设置系统内片外扩展RAM的起始和终止地址。

S3C4510B芯片内特殊寄存器段的物理地址为0x3ff0000。各特殊寄存器的偏移地址详见S3C4510B的技术手册。

图1为系统的硬件结构。此系统是以Samsung公司给出的测试板为参考建立的，其中ROM的容量为512KB，8位数据总线，Remap前的地址范围为0x0000000～0x0100000,Remap后的地址范围为0x1000000～0x1100000；RAM的容量为16MB，32位数据总线，Remap前的地址范围为0x0100000～0x100000,Remap后的地址范围为0x0000000～0x1000000；Flash的容量为2MB，16位数据总线，Remap前后地址不变，均为0x1100000～0x1300000。Remap前后的地址映射关系如图2所示。

参考文献

[1] 周立功等编著．ARM嵌入式系统基础教程．北京：北京航空航天大学出版社，2005.1