kongst163.comNotes Introduction本连载笔记，记录了在STM32学习中对存储器的理解；描述了STM32存储器的结构划分，以及STM32存储器相关知识，能够获得对存储器的整体性认识；并能够顺利的付诸实践，达到真正的对存储器的认识+应用。本连载共有三篇笔记，分别是：关于STM32的存储器能够了解STM32的存储器结构，及其结构设计由来；能够明确自己所写的程序是放在什么地方，并且可以合法的随意放置；能够知道STM32系统的启动相关；STM32存储器知识的相关应用（IAP和Bit Banding）能够理解Bit-banding；一个简单IAP功能的整体设计；能够IAP（In Application Programmable）；STM32实现IAP（上位机和IAP程序设计）上位机和IAP程序的通讯协议；能够通过自制上位机（C#）进行IAP；If an error, please contact author, to be corrected.For other uses, indicate the source, to express my recognition of the results.Thank you.当我们在完成某一个实验，当我们正庆幸的时候，我们不由得产生一种不安的想法我们是否已经少许明白其中的种种细节？尤其，当我们所有的事情都依赖于编译环境或Firmware，抑或他人的程序，而自己仅仅是Copy和Modify，以致Using。当你还是一个初学者的时候，或许不会太过于关注于此，但是要想提高自己对单片机、处理器原理的理解，并且希望走得更远的时候，您就需要关注更为详细的内部知识，您需要明白编译环境、Firmware等为你的默默贡献。1 STM32系统结构 要想深刻理解STM32的存储器，需要首先知道STM32的系统结构。如Figure 1，是STM32系统结构框图。根据STM32 Reference manual (RM0008)中的描述，如图：可以得知STM32系统结构的组成，每一个模块更为详细的内容，请参考相关文档。RM0008文档中可以看出，STM32采用的是Cortex-M3内核，因此，有必要了解Cortex-M3的存储器结构。图中还可以看出，Cortex-M3是通过各个总线和Flash、SROM相连接的。2 STM32内核（Cortex-M3）的结构以下是Cortex-M3模块框图：该Cortex-M3内核通过I-Code、D-Code、System总线与STM32内部的Flash、SROM相连接的，该种连接情况直接关系到STM32存储器的结构组织；也就是说，Cortex-M3的存储器结构决定了STM32的存储器结构。这里可能说的比较笼统，可以这样理解：Cortex-M3是一个内核，自身定义了一个存储器结构，ST公司按照Cortex-M3的这个存储器定义，设计出了自己的存储器结构；但是ST公司的STM32的存储器结构必须按照Cortex-M3这个定义的存储器结构来进行设计。举个例子：我买了一个做饭的调料盒子，有三块区域（假设存储器分为3块），上面分别标有盐（Flash）、糖（SROM）、味精（Peripheral）；此时，该调料盒子并没有任何意义（对应Cortex-M3内核）；我按照标签放入特定品牌、特定分量的盐（Flash）、糖（SROM）、味精（Peripheral），产生一个有实际意义的调料盒（各类Cortex-M3内核的芯片，如STM32）。期间，调料位置不能放错，但可以不放。由上面的例子可以看出，空的调料盒子决定了有意义的调料盒子存放调料的结构。因此，只要了解空盒子的存储结构，就可以很清楚的明白当有调料时的用法了。3 STM32内核（Cortex-M3）的存储器映射存储器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH，RAM，外设，BOOTBLOCK等进行统一编址。即用地址来表示对象。这个地址绝大多数是由厂家规定好的，用户只能用而不能改。用户只能在挂外部RAM或FLASH的情况下可进行自定义。如图，是Cortex-M3存储器映射结构图。Cortex-M3是32位的内核，因此其PC指针可以指向232=4G的地址空间，也就是0x0000_00000xFFFF_FFFF这一大块空间。好，根据图中描述，Cortex-M3内核将0x0000_00000xFFFF_FFFF这块4G大小的空间分成8大块：代码、SRAM、外设、外部RAM、外部设备、专用外设总线-内部、专用外设总线-外部、特定厂商等。导致了，使用该内核的芯片厂家必须按照这个进行各自芯片的存储器结构设计。这就可以去了解STM32的存储器结构，以及为什么这样设计STM32存储器的结构了。4 STM32存储器结构首先，我们对比一下Cortex-M3存储器结构和STM32存储器结构：图中可以很清晰的看到，STM32的存储器结构和Cortex-M3的很相似，不同的是，STM32加入了很多实际的东西，如：Flash、SRAM等。只有加入了这些东西，才能成为一个拥有实际意义的、可以工作的处理芯片STM32。STM32的存储器地址空间被划分为大小相等的8块区域，每块区域大小为512MB。对STM32存储器知识的掌握，实际上就是对Flash和SRAM这两个区域知识的掌握。因此，下面将重点描述Flash和SRAM的知识。5 STM32的SRAM以下是STM32参考手册RM0008中的一段原话：不同类型的STM32单片机的SRAM大小是不一样的，但是他们的起始地址都是0x2000 0000，终止地址都是0x2000 0000+其固定的容量大小。SRAM的理解比较简单，其作用是用来存取各种动态的输入输出数据、中间计算结果以及与外部存储器交换的数据和暂存数据。设备断电后，SRAM中存储的数据就会丢失。6 STM32的FlashSTM32的Flash，严格说，应该是Flash模块。该Flash模块包括：Flash主存储区（Main memory）、Flash信息区（Information block），以及Flash存储接口寄存器区（Flash memory interface）。三个组成部分分别在0x0000 00000xFFFF FFFF不同的区域，如图（小密度的STM32）所示：图中完全可以看出Flash模块中的三个组成部分在整个存储器中的位置。具体的内部区域的意义及功能请参见编程手册PM0042，里面很详细。7 STM32存储器结构总结图中淡蓝色就是你需要知道的。Peripherals：外设的存储器映射，对该区域操作，就是对相应的外设进行操作；SRAM：运行时临时存放代码的地方；Flash：存放代码的地方；System Memory：STM32出厂时自带的你只能使用，不能写或擦除；Option Bytes：可以按照用户的需要进行配置（如配置看门狗为硬件实现还是软件实现）；今后，你的编写代码、程序运行、寄存器设置、ICP、IAP都依靠这些东西。以上描述的是STM32存储器的结构相关，其具体存储器的应用在我的下一篇笔记STM32存储器知识的相关应用（IAP和Bit Banding）中详细描述。至此，关于STM32存储器知识已经结束.完成STM32存储器知识过程中，一共参考了以下官方文档：RM0008 Reference manualCortex-M3技术参考手册PM0042 Programming manual：STM32F10xxx Flash programmingAN2557 Application note：STM32F10x in-application programming using the USART等等；另外也参考了很多无私网友的奉献，在此感谢。关于我的STM32存储器知识共有三篇文章，分别是：stm32的存储器STM32存储器知识的相关应用（IAP、Bit Banding）STM32实现IAP（上位机和IAP程序设计）如果有需要另外两篇篇笔记，可以联系我：kongst163.com如果有不足、需要改进的地方，请联系我：kongst163.com由于篇幅有限，源码就不附上.有需要的朋友可以联系我：kongst163.com谢谢！If an error, please contact author, to be corrected.For other uses, indicate the source, to express my recognition of the results.Thank you.kongst163.com