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STM32从Flash中运行程序的时序分析

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incompletely 发布时间:2008-9-3 13:25
在Flash的速度比CPU慢的情况下,并不能简单地说程序的执行是否有等待周期;请看下面的分析:
. R7 Y7 J4 V& Q
8 G: {1 c$ ~$ r首先,STM32的内部Flash是组织成64位宽度,即每次可以读出64位;在Flash与CPU的取指队列之间有两个缓冲器,用于暂存Flash中取出的指令,见下图。 9 i" T! R. |# E4 l* t
点击查看图片
2 w3 V9 X! D% ^2 q4 h其次,STM32的指令有16位的也有32位的,指令是从图中绿色的缓冲器取出;当绿色缓冲器变空时,黄色缓冲器中的内容会被复制到绿色缓冲器中;这样取指与读取Flash互不干扰。 - @+ ]/ U0 E# d, g6 G) o5 p
正因为STM32的指令有不同长度,所以程序执行的等待周期与程序的内容有关。
" j! l+ [5 Y, v4 c+ \$ V
/ w5 r( M# g  a* G- {图一是假定所有指令都是16位的指令:
, R" e! o, W+ u3 n* `- O* w1)时刻t0时黄色缓冲器和绿色缓冲器都为空,此时CPU等待3个周期后,到时刻t1时才能读到指令;" D3 {7 E, z. u* ~' U9 ?2 I
2)时刻t1时绿色缓冲器被填满,黄色缓冲器仍为空,Flash控制器继续读取后续指令;9 @( N. P4 i3 w0 y; P$ @5 O
3)时刻t2时绿色缓冲器还有两个字节,黄色缓冲器被填满;此时因为两个缓冲器都有数据,读取Flash的操作暂停(图一中的绿色虚线框所示);
! t, y8 H/ X% G2 C/ L/ h3 M+ N4)当黄色缓冲器变空时,绿色缓冲器被复制到黄色缓冲器,同时恢复读取Flash的操作;/ f9 B  E- W; M, K
5)时刻t3时缓冲器的状态又变为上述第3)步的状态。 1 S+ B0 f( \3 z, {1 c  `, @# y0 J
从以上分析可以看出,CPU的指令执行是没有等待周期的。但当执行跳转指令时,Flash缓冲器中的内容作废,系统回到了上述第1)步的状态。 ! Z( k6 I9 o' N: F3 W" `
: g- r5 G+ b- D: T1 K9 [3 i1 Q7 P
图二是假定每三条指令中有两条16位的指令和一条32位的指令。这种情况下,如图所示,CPU的指令执行也是没有等待周期的。
' I9 Z" u) U& g3 w" D3 h* I; O4 [  c. H
图三是假定所有指令都是32位的指令,从图中可看出,CPU每执行两条指令,要插入一个等待周期。 $ R3 w, e: g6 |6 [  O# H
6 }( p  q/ s: N7 }
上面的分析只是针对每个CPU周期都有取指操作的情况,而实际的操作中情况并没有这么简单,因为Cortex-M3的指令不都是单周期指令。 ) P% y% [. D4 [4 q8 ^% v! V# f
所以说,实际的程序执行情况是受很多因素影响的,单纯静态的分析也是不现实的,因此才会出现这么多评测的标准和数据。我们应该以平均的性能指标作为参考的依据,而不是简单的有没有或有多少等待周期作为判断的依据。
/ v. q+ S- ~8 m$ \5 r- B3 ?  H- q' a7 D- i+ \; o
出处:浪淘沙
收藏 评论1 发布时间:2008-9-3 13:25

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1个回答
zengyi703-16313 回答时间:2016-11-21 08:11:26
学习了

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