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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:
* |+ O9 O3 P$ z) P, W$ {$ B1 w
  Y( Y7 K' b3 [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。 6 ?: K4 O- e  v2 B5 G
点击查看图片0 n0 W- H7 ?3 ~/ E
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 h8 |, {- J1 c5 c8 W
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。
' ]1 Y: G- e1 U% B# l# R6 E
, k3 f7 _7 \4 h6 o图一是假定所有指令都是16位的指令:7 A3 u% F* V2 b. R) ^2 F
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;
/ g+ K' U% }) k" K# \' L# C2)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;
5 G' O9 D# c% k- S/ K/ w* k  R3)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);* s  \8 [! Q# V5 V
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;2 X0 _) q  b  E
5)时刻t3时缓冲器的状态又变为上述第3)步的状态。 . H% T2 t$ X$ O; k0 t8 O$ 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。 ! V1 a4 [% s- u

# M: J3 F8 F' q6 p) M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。
# K; O, A8 [. _# _6 E7 D# D7 g! a$ k
* Q8 b2 [: }" c( T( y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。
! P3 l3 u% n: C, K/ `( i! ^: p
# b  @. x+ o7 s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。 4 H2 G- \& @' a
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。 $ J: ^6 S% H! @/ W4 c0 o

1 R) W  G+ C8 w* e3 }" I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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