嵌入式芯片的存储器映射

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1、嵌入式芯片的存储器映射和存储器重映射1.引言很多嵌入式芯片都集成了多种存储器（RAM、ROM、Flash、……），这些存储器的介质、工艺、容量、价格、读写速度和读写方式都各不相同，嵌入式系统设计需根据应用需求巧妙地规划和利用这些存储器，使得存储系统既满足应用对容量和速度的需求，又有较强的价格竞争优势。本文所讲的存储器映射就是对各种存储器的大小和地址分布的规划。存储器重映射就是为了快速响应中断或者快速完成某个任务，将同一地址段映射到不同速度的两个存储块，然后将低速存储块中的代码段复制到高速存储块中，对低速存储块的访问将被重映射为对高速存储块的访问

2、。2.存储器映射（MemoryMapping）对于具体的某款嵌入式芯片，它包含的各种存储器的大小、地址分布都是确定的。存储器映射（MemoryMapping）就是指（物理）地址到存储单元的一一对应（注意，本文中所讲的存储器映射不是指虚拟地址到物理地址的映射。更确切地讲，本文所讲的存储器映射是存储布局（MemoryLayout））。同一类型的存储器称为一个存储块（MemoryBlock），也有的地方称为一个存储区域（MemoryArea，MemoryRegion），嵌入式系统设计者通常会为一个存储块分配一段连续的物理地址。多种存储器按某种方式排列

3、，形成整个存储空间。存储器映射可以理解为这样一个函数：输入是地址总线上的地址编码，输出是被寻址单元中（或数据总线上）的数据。该函数是一个逻辑概念，计算机系统上电复位后才建立起这种映射，当计算机系统掉电后，这个函数就不复存在，只剩下计算机系统中实现这个函数的物理基础——电路连接。也可以这样认为：存储器映射是计算机系统上电复位时的预备动作，是一个将CPU所拥有的地址编码资源向系统内各个物理存储器块分配的自动过程。3.存储器重映射（MemoryRemapping）3.1为什么需要存储器重映射目前很多嵌入式系统中的Flash分为CodeFlash和Da

4、taFlash。CodeFlash存放可以运行的程序代码，DataFlash存放应用数据。CodeFlash通常被映射到0地址，系统上电复位后就从0地址开始执行。通常中断向量表就位于0地址的起始位置，系统上电复位后执行的第一条指令就是复位中断的跳转指令。由于中断向量表位于CodeFlash中，CodeFlash的读取速度比RAM慢，为了快速响应中断，就将RAM重映射到0地址，然后将中断向量表复制到RAM的起始位置。再发生中断时，访问CodeFlash中的中断向量表，将被重映射为访问RAM中的中断向量表。因此，存储器重映射就是为了快速响应中断或者

5、快速完成某个任务，将同一地址段映射到不同速度的两个存储块，然后将低速存储块中的代码段复制到高速存储块中，对低速存储块的访问将被重映射为对高速存储块的访问。3.2深入理解存储器重映射下面以中断向量表的重映射为例，分析存储器重映射的机制。先假设以下情景：（1）中断向量表由8条跳转指令组成，共32字节；（2）CodeFlash从0地址起始，中断向量表位于CodeFlash的起始位置（0x00000000～0x0000001F）；（3）RAM从非0地址（假设为0x40000000）起始；（4）需要将CodeFlash中的中断向量表重映射到RAM的起始位

6、置，也就是将0x00000000～0x0000001F重映射到0x40000000～0x4000001F。图1描述了这种情景下的存储器重映射过程：图1中断向量表重映射（1）设置重映射控制寄存器：通常要设置重映射存储块的起始地址和末地址（或大小），将0x00000000～0x0000001F地址段重映射到0x40000000～0x4000001F；（2）复制被重映射的存储块中的内容：将CodeFlash中的中断向量表复制到RAM中；（3）重映射后寻址：完成中断向量表重映射之后，再发生中断时，访问中断向量表将被重映射为访问RAM中的中断向量表。中断

7、向量表由CodeFlash被重映射到RAM之后，发生中断时就可快速响应中断。如果CodeFlash读取速度足够快，中断响应速度要求不是特别苛刻，可以不做这种重映射。存储器映射是在复位之前由CPU自动完成的，存储器重映射是在复位之后由系统程序完成的。通常的顺序是：上电->存储器映射->复位->存储器重映射->系统初始化->启动OS。4.高性能智能卡HD-SIM的存储器映射和存储器重映射高性能智能卡HD-SIM是Spansion提供的一款ARM芯片，包含RAM、NORFlash、NANDFlash多种存储器。图2描述了HD-SIM存储器的映射和重映

8、射。（注意：NANDFlash不在此存储系统中，它独立为另一存储系统）HD-SIM将24KB的SRAM1重映射到0x00000～0x05FFF地址段，