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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:7 p3 \( x! ~  n5 x7 g

# n0 t0 C/ Y2 N. f( N/ m& Z9 c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。
+ O1 x, Q& w# R/ A2 r7 L点击查看图片, n& U  m2 J+ H. Y6 d1 L
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。 . q. Y1 }8 S( O3 ?: t- S! P: 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。
; {3 k* A$ w9 \% G& g) `9 l. ^6 i- a: J3 a, W6 h! F
图一是假定所有指令都是16位的指令:* ^, K/ }2 }, z  X# [# Z0 F5 q) L1 o
1)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;
+ j& g$ [4 G0 x$ f& F2)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;
! F# r/ F, z3 {& G3)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);
' x, X. f2 u2 V! g8 g4)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;
1 C( ~% B  s. ?+ A/ U5)时刻t3时缓冲器的状态又变为上述第3)步的状态。 3 @: g( d2 ^6 z" a
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 r( M2 h; j5 m9 L7 y$ m; m+ I, c
$ G4 X% p% s8 g3 P% K; I% ^) I
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。 * r# u+ o+ f9 z$ k7 a3 _$ I0 O
( S: F+ j% ?: J/ P
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。 . `1 c/ f8 P1 B% m
: [. n3 Q/ I& Z* s, w" v, y" e
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。
- g0 J& k# D' o1 `  a5 a& x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。 8 o! z8 h  ]/ i9 e
+ `/ U8 }2 K% l+ K) b) 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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