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如何利用STM32F413/F423系列SRAM的性能优势

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STMCU小助手 发布时间:2022-7-13 10:10
前言
在嵌入式设计中,对大量数据的需求不断增加。存储器(特别是RAM)已成为十分宝贵的资源,了解该存储器的最佳使用方式是获得最佳性能的关键所在。
本应用笔记旨在帮助用户通过研究不同场景,从STM32F413/F423微控制器的更高SRAM性能和更低功耗中获益。
主要目标是介绍架构设计和系统模块功能,可以对它们进行调整以优化应用。


1 STM32F413/F423系统架构概述
优化系统性能的第一步是了解系统的高层架构
1显示了STM32F4系列的简化框图。


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1.1 STM32F413/F423内核总线
STM32F413/F423器件基于带有FPU(浮点单元)内核的Cortex®-M4内核,它使用哈佛体系结构,结合存储器映射总线。
总线矩阵提供从主设备到从设备的访问,可实现并发访问和高效运行。
I-bus:内核用来从包含代码的存储器(内部闪存/SRAM)取指令的指令总线。
D-bus:内核用来进行文字加载和对/从包含代码或数据的存储器(内部闪存/SRAM)进行调试访问的数据总线。
S-Bus:内核用来访问外设或SRAM中数据的系统总线。也可通过该总线取指令。该总线的访问目标是内部SRAM,AHB 1外设包括APB外设和AHB2外设。

1.2 嵌入式SRAM
STM32F413/F423具有320 K字节SRAM。
该内置SRAM分为两块:
映射到地址0x2000_0000的SRAM1,所有AHB主设备均可访问。
映射到地址0x2004_0000的SRAM2,所有AHB主设备均可访问。
在STM32F413/F423中,可按以下方式访问SRAM2:
可通过I-Code总线取指令。通过D-Code总线执行数据访问。
可通过系统总线取指令和访问数据。
数据访问是别名。指令访问不是别名。
独立总线在加载或存储指令时十分有用,因为可以同时取指令和访问数据,无需插入总线矩阵仲裁。
当SRAM2被映射到地址范围0x1000 0000至0x1000 FFFF时,CPU可通过I-bus和D-bus访问SRAM2存储器。
系统总线的访问周期时间取决于访问类型:
系统总线数据访问不会增加内核的延时。
指令访问会增加一个等待状态的内核延时。
将代码和数据存入两个SRAM块有助于提高并行能力和整体性能。
注: 对于典型应用,通过在SRAM2中插入关键代码和在SRAM1中插入数据和堆栈可获得最佳性能。


1.3 性能和功耗的比较研究
使用Core-Mark算法执行性能和功耗的比较研究。
按照上述建议和以下系统配置执行该算法:
系统配置:
1. 从闪存执行
2. 从SRAM执行
测试条件:
在室温20℃和VDD=3.3V的条件下执行测试。
如果从闪存运行,
– ART使能
添加3个等待状态(WS)。


1.3.1 第一种场景:从闪存执行代码,同时数据存放在SRAM1



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1.3.2 第二种场景:从SRAM2执行代码,同时数据存放在SRAM1




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1.3.3 性能结果的比较研究
1显示了获得的结果:

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1.3.4 功耗结果的比较研究
2显示了获得的结果:

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完整版请查看:附件






DM00377852_ZHV1.pdf

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