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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:: A8 ?# D$ h+ E: I1 Y9 y$ H
7 V/ l7 f3 k3 B3 P: N7 C9 i: o2 \
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。
3 I' n( h- p4 d1 L% _% I4 K# n' K4 b点击查看图片
# t- O2 x: t: ?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。 2 |- h$ w" ~( \0 T
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。
  x, T: O% A5 `8 ~2 U5 Q4 [6 K2 Z% \: v  e
图一是假定所有指令都是16位的指令:
$ A2 r4 d& O/ c$ i/ A7 X1)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;3 p8 V' Z, S4 m; K3 o! b
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;/ u  R/ c  S! |# P; M# i" U
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 ?0 K  K7 u; `
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;
; B: N4 l# E1 E0 R' b5)时刻t3时缓冲器的状态又变为上述第3)步的状态。
2 N1 r6 Y0 o5 }- u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。
1 a8 I' r% }: `5 C1 a- ~: W) [
4 x3 d' U& U$ R; R8 c+ z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。
* w# y- R% n' k" C, m; k: Z  C% f+ f: \7 R; l
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。 ) ?# `& Z% I* \0 t3 B+ _
' O4 s- U  X- F  e, {, J) h
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。
  u/ V9 X$ |6 P( @1 t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。
$ W/ o# b: o* `  ^0 Z+ [# T. \2 x. o* v5 p) J# w
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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