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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:: f* C# g9 \7 c( [# Q6 i7 b

: A& N" A5 c" u% n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。
1 u6 \) Q2 D* m( T7 z5 h* \点击查看图片6 ]: B* E: e7 W! N* x
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。 , d# Q+ g% S* ^4 B7 J# R
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。 ( T1 @$ |# E9 o: U) j) z) r

) |: D3 ]. q3 Z% {& u图一是假定所有指令都是16位的指令:
: _& c% D. |: U7 v: |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;. Y& u' O# H' {! }5 s# M
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;
& o* ~4 L% ~7 `3 f* K8 [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);
: o6 C1 F% q  L) F* R& 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;
: E" s* s) L# I5)时刻t3时缓冲器的状态又变为上述第3)步的状态。
9 ~5 ~7 \3 P6 D. @% |# H/ O5 n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。
7 ~# u6 m; p; |7 @5 t$ E$ i* c- C7 \" @4 T
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。
0 @9 I- H1 H0 u: r6 @/ S) E% g+ L" b! C, {: a9 d# F$ ?7 Q
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。 0 F2 D6 a0 I9 C4 N& z* O, m. I# z

2 l0 q! m: A% l, D! k" _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。
7 X8 }* q# ^9 |  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。
1 f2 t" T% @' U4 R2 M, W9 m4 s* @9 @8 f2 h) F
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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