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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:
- J% [4 H8 u! s, ]; n5 M
& Z7 R9 {2 [( J' J# {$ _1 H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。 / `- t& `- m/ q$ ]
点击查看图片
$ z( l1 a# l+ s- z, C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。
5 @. e3 E5 v1 O0 H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。
( H4 ]8 G9 n1 y, A0 j: G$ I; `* K& ~
图一是假定所有指令都是16位的指令:
& l' h* ?& ~9 i; l% D1)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;
+ f& ^  R  x/ G# n' R* ~9 M; t2)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;  A5 q- ~( @6 R" p% v; j
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);
9 i9 d! J- ?8 [0 J+ X7 ?$ [4)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;
$ [4 F" Z5 h  t9 {5 p9 _$ f# G2 s5)时刻t3时缓冲器的状态又变为上述第3)步的状态。
4 j. L( d# K) E4 E# F. h1 ^  I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。
9 F/ O: [$ h0 `% C# d$ s
& u; t9 E# Q# Z( P# |1 r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。
5 d. e. z8 G" j9 s* l% D( |2 S; m
% ]+ s# D# e0 L6 O& |8 R. g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。
; h- K/ `7 c. z8 {. n
: j9 L: ~5 |8 t6 d' \$ N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。
* N* Z! n9 V* ]+ ^( i% H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。
" O, m7 J. ~2 c  s* ?7 E3 O0 @* V  b2 K6 |
出处:浪淘沙
赞 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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