STM32F1(Cortex M3内核)存储器映射

本文参考《CM3权威指南》第五章 存储器系统

              《STM32_参考手册》2.4 启动配置

              《STM32F103xCDE_数据手册》第四章 memory mapping

Cortex m3内核规定的存储器映射如下图所示。就好像ARM公司打造了一个柜子，从上到下有这几个抽屉，它规定了每个抽屉放的东西的种类，具体放什么放多少它不管(只要不超过抽屉的大小)，由每个芯片厂商自己决定。

图1 cortex m3存储器映射

我们来看看ST公司打造的STM32F1系列芯片是如何在这些抽屉放置东西的。

代码抽屉

在代码这个抽屉，STM32F1布置了Flash模块，用来存储代码，相当于电脑的硬盘，具体展开如下图所示。主存储器(图中Flash区)起始起止为0x0800 0000，终止地址依Flash大小而定，图中0x0807 FFFF为512k的终止地址。然后经过一段保留区，从0x1FFFF000 – 0x1FFF F7FF为系统存储器，是不可擦除的ROM区，存储ISP程序，最后option bytes这个区域是16个字节，是控制flash区域的寄存器。有同学说我漏了一块，对，从0x0000 0000的这块是我要着重讲解的一块。

图2 STM32F1代码区抽屉

在讲这块之前，首先要讲一下STM32F1的三种启动模式，如下图所示。

1).主闪存存储器启动：从STM32内置的Flash启动(0x0800 0000-0x0807 FFFF)，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。

2).系统存储器启动：从系统存储器启动(0x1FFFF000 – 0x1FFF F7FF)，这种模式启动的程序功能是由厂家设置的。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ISP程序中，提供了串口下载程序的固件，可以通过这个ISP程序将用户程序下载到系统的Flash中。

3).片上SRAM启动：从内置SRAM启动(0x2000 0000-0x3FFFFFFF)，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。

下面讲解Boot MemorySpace（Aliased to Flash or systen memory depending onBOOT pins）。其实这块空间是预留的，不存数据，或者它压根不存在。在不同的启动方式下，这块区域会被映射到其他区域：

1).从Main Flash 启动:Boot Space 是Main Flash 的别名。以0x08000000 对应的内存为例，则该块内存既可以通过0x00000000 操作也可以通过0x08000000 操作，且都是操作的同一块内存

2).从System Memory启动：Boot Space 是System Memory的别名。以0x1FFFFFF0对应的内存为例，则该块内存既可以通过0x00000000 操作也可以通过0x1FFFFFF0操作，且都是操作的同一块内存

3).从SRAM 启动：SRAM 只能通过0x20000000进行操作，与上述两者不同。从SRAM 启动时，需要在应用程序初始化代码中重新设置向量表的位置。

图3 STM32F1三种启动模式

片上SRAM抽屉

在SRAM这个抽屉，STM32F1布置了SRAM，相当于电脑的内存，具体展开如下图所示。

图4 STM32F1片上SRAM抽屉

在这个抽屉中，STM32F1只放了64K的SRAM存储空间，其余的空间保留(空着)。这里需要说明一下，虽然其余那些空间被保留，没有存储器与之对应，但是位带别名区的地址仍然可以操作来改变64K地址中的对应位。

片上外设抽屉

在这个抽屉中，放置了STM32F1的外设，包括GPIO、UART、ADC等所有外设的控制、状态、数据寄存器都在这个抽屉中。当然，抽屉很大肯定装不满，装不满的空间就预留着。

图5 STM32F1片上外设抽屉

片外RAM抽屉

在这个抽屉中，我们可以自己扩展内存，但必须在STM32的FSMC控制器下进行，这个控制器的作用就是将内部AHB总线和外部扩展内存的总线进行转化，利用这个控制器，我们可以很方便的控制LCD，这里就不展开了。这1G的抽屉可以放下图的东西。这片空间STM32并没有放东西，STM2指定我们可以在其中扩展内存NOR/PSRAM1、NOR/PSRAM2……并接受FSMC控制器的控制。

图6 STM32F1片外RAM抽屉

片外外设抽屉

在这个抽屉中，STM32F1放置了FSMC控制器的一些寄存器，就是在这些寄存器的配合下，FSMC控制器得以有效控制片外RAM进行读写操作。

图7 STM32F1片外外设抽屉

其余的抽屉，STM32F1就没动过了。最后，stm32f1的存储器完整映射如下图所示，大家可以和图1对比了解这个过程。

图8 STM32F1存储器映射