学习笔记——ARM Cortex-M0 存储器系统

1. Cortex-M0 的两种总线协议：
1）AHB_Lite 系统总线协议：32位地址线，高速高性能访问（Flash, SRAM，总线桥，外部存储器接口）
2）APB 外设总线协议： 32位， 外设等较慢设备通讯（I/O，Timer, UART, Watch Dog。）
系统总线和外设总线是相互分离的，两种总线通过总线桥连接通讯，时钟频率控制不同，可能有多个外设总线段，并且每个段运行在不同的时钟频率下。有些高速外设是直接连接在AHB_Lite系统总线上的。

2. 存储器映射（4GB地址空间）
Cortex-M0(+)处理器的4G存储空间从架构上被分为多个区域。总的被分成8个大部分，每个部分512M。

Cortex-M0处理器架构定义的存储器映射

 虽然映射已经被架构预先定义，但是实际分配却是很灵活的。 

存储器设计的一个例子:

3. 程序存储器（Flash），Bootloader和存储器重映射
1）程序存储器一般使用片上Flash，不过也可以使用外部或其他类型存储器设备（EEPROM）
2）Flash存储器一般是从地址0开始，当Reset 后，会首先访问0地址的向量表，取得MSP的初始值和复位向量。
3）Bootloader 是位于芯片上的一小段加载引导程序，与用户应用程序是分开的。
4）存储器重映射：系统总线的一种存储器映射切换特性。Bootloader执行时会设置硬件寄存器来控制重映射。常见的处理方式是通过地址别名被重映射到地址的开头。
5）Bootloader其他特性：硬件初始化（时钟，PLL设置），多种启动配置，固件保护，Flash擦除工具。
6）SRAM重映射到地址0，code可以被复制到SRAM并以最快速度执行，可以避免取向量的等待时间。

4. 数据存储器（SRAM）
1） Cortex-M0数据存储：数据（全局变量、静态变量、数据结构）、栈存储（临时数据、局部变量、函数调用参数传递和异常处理的寄存器备份）和堆存储（C函数自动分配存储区域：alloc()、malloc()）.
2）没有OS，就之后使用一个栈（MSP），数据存储分配如下：

SRAM常见数据存储使用示例

5. 支持小端和大端
1）Cortex-M0支持大端和小端两种存储，都支持字节(8bit)、半字(16bit)和字(32bit)传输， 存储器会根据传输大小和地址的最低两位选择数据链路。
2）大端模式：字节不变模式（BE8）和字不变模式（BE32）, 字数据最低字节会保存在24到31位；
3）小端模式：字数据最低字节会保存在0到7位；
4) 多数情况下，连接到APB的外设应该用字传输，因为APB协议没有定义传输宽度信号，都被默认为字大小，因此，通过APB访问的外设寄存器通常被声明为”volatile unsigned integer“。
5）Thumb指令只能产生对齐访问(字对齐，半字对齐，字节对齐)，传输地址只能是传输大小的整数倍。
6） C程序直接操作一个指针或用汇编，可进行非对齐传输。

6. 存储器属性
存储器访问属性：可执行(Executable)，可缓冲(Bufferable)，可缓存(Cacheable)，可共享(Shareable)。