运动控制器35：STM32的存储器和BOOT设置

系统架构

1. 四个驱动单元：DCODE总线，系统总线，DMA1和DMA2

2. 四个被动单元：SRAM,FLASH,FSMC,外设桥

   
   SYS1.png

ICODE总线

指令总线，连接内核和FLASH

DCODE总线

数据总线：连接内核和FLASH,但通过了总线矩阵

系统总线

连接内核和矩阵总线

DMA总线

连接DMA模块和矩阵总线

总线矩阵

总线矩阵：连接DCODE,SYSTEM，DMA，FLASH,SRAM，AHB，用于做调度

AHB/APB桥

外设总线，APB1最快36M，APB2最快72M

存储器组织

程序存储器、数据存储器、寄存器和输入输出端口被组织在同一个4GB的线性地址空间内。

存储器映像

寄存器存放在0X40000000开始的位置处，最大的地址为USB OTG的地址，一部分寄存器的地址分配如下：

SYS2.png

嵌入式SRAM

内置64K静态SRAM，可以以字节、半字(16位)或全字(32位)访问。SRAM的起始地址是0x2000 0000。

位段

SRAM的操作用

嵌入式闪存

大容量一共更有256个2K字节的页，信息块有258*64位，组织如下：

SYS3.png

1. 闪存读取
   闪存的读取通过AHB总线完成，预缓存中有2*64位，每次取指64位时，接下来的64位指令已准备好。

2. 编程和擦除闪存
   闪存一次写入16位，而擦除可以是一页，也可以是整体擦除。

启动配置

首先了解三个模式：

1. 主闪存,位置从0000开始，然后跳转只0004开始执行指令
2. 系统存储器：就是信息块的一部分，有2K的空间，可以选择从这里开始启动
3. 内置SRAM：内部SRAM
   具体来说，根据不同的使用场景，设置不同BOOT模式。

• 主闪存
  是STM32内置的Flash，一般我们使用JTAG或者SWD模式下载程序时，就是下载到这个里面，重启后也直接从这启动程序。
• 系统存储器
  从系统存储器启动，这种模式启动的程序功能是由厂家设置的。一般来说，这种启动方式用的比较少。系统存储器是芯片内部一块特定的区域，STM32在出厂时，由ST在这个区域内部预置了一段BootLoader，也就是我们常说的ISP程序，这是一块ROM，出厂后无法修改。一般来说，我们选用这种启动模式时，是为了从串口下载程序，因为在厂家提供的BootLoader中，提供了串口下载程序的固件，可以通过这个BootLoader将程序下载到系统的Flash中。但是这个下载方式需要以下步骤：
  • 将BOOT0设置为1，BOOT1设置为0，然后按下复位键，这样才能从系统存储器启动BootLoader
  • 最后在BootLoader的帮助下，通过串口下载程序到Flash中
  • 程序下载完成后，又有需要将BOOT0设置为GND，手动复位，这样，STM32才可以从Flash中启动

可以看到，利用串口下载程序还是比较的麻烦，需要跳帽跳来跳去的，非常的不注重用户体验。

• 内置SRAM
  内置SRAM，既然是SRAM，自然也就没有程序存储的能力了，这个模式一般用于程序调试。
  假如我只修改了代码中一个小小的地方，然后就需要重新擦除整个Flash，比较的费时，可以考虑从这个模式启动代码（也就是STM32的内存中），用于快速的程序调试，等程序调试完成后，在将程序下载到SRAM中。

我在做一个CNC控制器，基于GRBL的开源代码的时候，用到的单片机是ATMEGA328P，就用到了BootLoader，如果控制器经常需要进行程序升级，我们也可以设置为此种模式，具体可以参考官方的文档：STM32 microcontroller system memory boot mode