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【经验分享】梳理STM32芯片的内部架构

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STMCU小助手 发布时间:2022-3-14 21:54
STM32芯片主要由内核和片上外设组成,STM32F103采用的是Cortex-M3内核,内核由ARM公司设计。STM32的芯片生产厂商ST,负责在内核之外设计部件并生产整个芯片。这些内核之外的部件被称为核外外设或片上外设,如 GPIO、USART(串口)、I2C、SPI 等,相关文章推荐:UART、I2C、SPI、TTL、RS232、RS422、RS485、CAN、USB、SD卡、1-WIRE、Ethernet。
% K9 T* @7 K9 L3 d* x2 c8 P3 w
; j, f! Z; c6 ~; j; \ _H6S5PD@(LG3L`_GN]R[5S8.png 7 F$ v0 J# n+ V6 r- R
/ t' }  a' ?6 U. f& M; I) Z
芯片内核与外设之间通过各种总线连接,其中驱动单元有 4 个,被动单元也有 4 个,具体如上图所示。可以把驱动单元理解成是内核部分,被动单元都理解成外设。
4 h$ |- n7 h2 B% o
. i4 V0 m! }* uICode 总线
# Y. |! a! A. O6 i* B; _ICode总线是专门用来取指令的,其中的I表示Instruction(指令),指令的意思。写好的程序编译之后都是一条条指令,存放在 FLASH中,内核通过ICode总线读取这些指令来执行程序。
9 _. C* r) _5 ~: S! z  H, L. c4 X7 j; k9 L* x
DCode总线
( y1 W" q3 R2 g( |* _DCode这条总线是用来取数的,其中的D表示Data(数据)。在写程序的时候,数据有常量和变量两种。常量就是固定不变的,用C语言中的const关键字修饰,放到内部FLASH当中。变量是可变的,不管是全局变量还是局部变量都放在内部的SRAM。
, _7 \9 p0 e1 v* y; n6 T8 k3 m$ Q  V
系统System总线
' p; ^* ~) ~* ?) n# r我们通常说的寄存器编程,即读写寄存器都是通过系统总线来完成的,系统总线主要是用来访问外设的寄存器。# l# a+ C4 V  H" n
6 h2 x/ G5 J$ `1 E- R
DMA总线& T, e, k% q5 e
DMA总线也主要是用来传输数据,这个数据可以是在某个外设的数据寄存器,可以在SRAM,可以在内部FLASH,相关文章推荐:详解STM32中的DMA原理。
" [* T9 Y( d5 N5 ^$ z因为数据可以被Dcode总线,也可以被DMA总线访问,为了避免访问冲突,在取数的时候需要经过一个总线矩阵来仲裁,决定哪个总线在取数。5 l6 ^8 R; @+ @* e& _, _+ ?2 w

- r# f( h4 O! c" j内部的闪存存储器Flash
) K0 }. [2 p$ k! l3 [9 a1 M内部的闪存存储器即FLASH,编写好的程序就放在这个地方。内核通过ICode总线来取里面的指令。( z9 [- U- }* p+ u' x
8 a6 X# @" F& I/ A
内部的SRAM! \6 y% w. X0 ]. F2 J' m2 g
内部的SRAM,是通常所说的内存,程序中的变量、堆栈等的开销都是基于内部SRAM,内核通过DCode总线来访问它。
; Z& t7 E! Q% a9 q* N8 P0 N8 I+ @# d& D
FSMC
* ]% a# K1 f, D3 u: P8 KFSMC的英文全称是Flexible static memory controller(灵活的静态的存储器控制器)。通过FSMC可以扩展内存,如外部的SRAM、NAND-FLASH和NORFLASH,相关文章:EEPROM和Flash这样讲,我早就懂了。但FSMC只能扩展静态的内存,不能是动态的内存,比如就不能用来扩展SDRAM。
4 H9 P& {: w/ A  @! \5 g: l* t9 o4 o  C
AHB
. }( D$ p5 F+ k2 Q$ ?: i从AHB总线延伸出来的两条APB2和APB1总线是最常见的总线,GPIO、串口、I2C、SPI 这些外设就挂载在这两条总线上。这个是学习STM32的重点,要学会对这些外设编程,去驱动外部的各种设备。
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