原创 Easyarm113学习之存储访问

　　Zlg的easyarm1138使用了lm3s1138作为主芯片。LM3S1138以cortex-m3为内核，和STM32类似。这里只关注cortex-m3的存储器系统。

下面是cortex-m3的存储空间分布图。

Cortex-m3对所有的地址空间使用统一编址的方式，即都可由存储映射访问。而不像8086那样内存空间和IO空间分离。

其中最有特点的是所谓的位带访问。这跟8051中的SFR存储空间的访问有些类似。也即可以使用某个地址对字/半字/字进行整体的访问，也可以使用其它地址对仅仅对特定字的某一位进行读写。

比方说51中的P1寄存器。即可以 i = P1来读取P1的整个值，也可以用j = P1_1来读取P1寄存器的第1位。

这样的好处是，当需要寄存器的某一位时不需要进行读-改-写的操作。比如要设置P1的0号端口为1，可以这样写P1 |= 0x1。实际执行的操作肯定是先读P1的值，再将第0位写1，再将改后的值写回P1。而如果用P1=0x1的话，则肯定会影响P1寄存器的其它位。但如果用P1_1 = 0x1，则相当于直接给该位为1，只需要写就可以了。

据说，还可在多任务下实现互斥访问。访问共享资源时不会发生冲突。这一点我还有待学习。

Cortex-m3存储系统有两块位带区。一块是0x20000000开始的1M空间，另一块是0x40000000开始的1M空间。这两块地址空间的存储访问，是以字节/半字/字的访问访问的。用汇编指令来说就是LDR R0, =0x20000000; LDR R0, [R0]。而0x2200000开始的32M和0x4200000开始的32M，称位带别名区，即分别是前两块存储空间的别名。也就是说0x20000000和0x2200000实际上是映射到相同的存储空间内。不同的是，0x20000000开始的1M地址，每个地址对就于这块存储空间的1个字节。而0x2200000开始的32M每个字地址对应于这块存储空间的每位。1M的字，正好是8M的位，每个位用字地址表示，也就是8*4 = 32M的位带别名地址大小了。

当然其二者之间的地址存在一定关系，可以由公式表示。

LM3S1138的存储映射如图：

其存储空间为FLASH 64K, RAM 16K.

对比cortex-m3与下表可以看出.1138的片内RAM和片上外设地址空间均在位带区。也就是说，无论是RAM还是片上外设的寄存器都可以进行单个位的位操作。

存储访问的C函数接口：

官方提供的库中提供了相应的Ｃ函数来进行直接的存储访问。在hw_types.h文件中包含了相应的宏。另外还定义了布尔类型。我估计布尔类型用于支持位带操作用的。

HWREG(X)用于访问存储空间的一个字。不限于访问片上RAM，也可用于FLASH，内部的寄存器。

HWREGH(X)用于访问存储空间的一个半节

HWREGB(X)用于访问存储空间的一个字节

HWREGBITW(x,b)则仅适用于对位带区中的地址为X的字的第b位进行访问。

HWREGBITH(x,b)则仅适用于对位带区中的地址为X的半的第b位进行访问。

HWREGBITB(x,b)则仅适用于对位带区中的地址为X的字节的第b位进行访问。

以访问地址为0x20000000一个字为例：

读字：variable = HWREG( 0x20000000 ), 写字 HWREG( 0x20000000 ) = 数值.

读写0x20000000字单元中的第1位：

    读Variable = HWREGBITW( 0x20000000, 1 ); 读得值为0或1

    写：HWREGBITW(0x20000000, 1) = 0x1;

至于那个计算公式，我觉得就不必深究了。可以自己推导的。

在KEIL下自己写的一个简单的示例为下图：