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          arm與flash連接錯位的原因

          作者: 時間:2016-11-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          外設(shè)位寬為8、16、32時,CPU與外設(shè)之間地址線的連接方法

          有不少人問到:
          flash連接CPU時,根據(jù)不同的數(shù)據(jù)寬度,比如16位的NOR FLASH (A0-A19),處理器的地址線要(A1-A20)左移偏1位。為什么要偏1位?

          從軟件和CPU的角度而言,一個地址對應(yīng)一個字節(jié),就是8位數(shù)據(jù)。這是肯定的,不要懷疑這點。

          對于具體器件而言,它的位寬是一定的,所謂位寬,指的是“讀/寫操作時,最小的數(shù)據(jù)單元”──別說最小單元是“位”,一般設(shè)備上沒有單獨的“位操作”,修改位時通過把整個字節(jié)、字或雙字讀出來、修改,再回寫。

          CPU的地址線(A0-A20)對應(yīng)的最小數(shù)據(jù)單元是字節(jié),即8位;
          而位寬為16的NOR FLASH的地址線(A0-A19)對應(yīng)的最小數(shù)據(jù)單元是16位。
          這兩個怎么對應(yīng)起來?

          如果說外設(shè)的位寬是16,難道我們寫程序時會“特意”以16位進行操作嗎?不用的,我們寫程序時根本不用管外設(shè)位寬是8、16還是32。

          仔細想想,其實是可以想通的:既然CPU、外設(shè)NOR FLASH的最小讀/寫單元已經(jīng)固定,那么肯定就是CPU與NOR FLASH之間有個中間層,它來做處理:
          這個中間層被稱為“Memory Controller”,CPU要進行讀寫操作時,“Memory Controller”根據(jù)NOR FLASH的位寬,每次總是讀/寫16位數(shù)據(jù)。
          以讀操作為例:
          CPU想進行8位操作時,它選擇其中的8位返回給CPU;
          CPU想進行16位操作時,它直接把這16位數(shù)據(jù)返回給CPU;
          CPU想進行32位操作時,它發(fā)起2次讀/寫,把結(jié)果組合成32位返回給CPU。

          現(xiàn)在的連線是:CPU的(A1-A20)接到 16位的NOR FLASH (A0-A19),即CPU的A0不接──這說明:不管A0是0還是1,NOR FLASH接收到的地址是一樣的。
          CPU發(fā)出地址0bxxxxxxxxx0、0bxxxxxxxxx1時,NOR FLASH看到的都是0bxxxxxxxxx,返回給“Memory Controller”的都是同一個16位數(shù)據(jù)。
          再由“Memory Controller”選擇其中的低8位或高8位給CPU。

          “Memory Controller”會幫助我們做這些事情,舉例為證:
          1. 軟件要讀取地址0上的8位數(shù)據(jù)時,硬件是這樣進行的:
          ① “Memory Controller”發(fā)出0b000000000000000000000的地址信號,NOR FLASH的A0-A19線上的信號是:0b00000000000000000000
          ② NOR FLASH在數(shù)據(jù)總線D0~D15上提供一個16位的數(shù)據(jù),這是NOR FLASH中的第1個“最小數(shù)據(jù)單元”
          ③ “Memory Controller”讀入這個16位數(shù)據(jù)
          ④ “Memory Controller”把這個16位數(shù)據(jù)的低8位返回給CPU,這就是一個8位數(shù)據(jù)。

          2. 軟件要讀取地址1上的8位數(shù)據(jù)時,硬件是這樣進行的:
          ① “Memory Controller”發(fā)出0b000000000000000000001的地址信號,NOR FLASH的A0-A19線上的信號是:0b00000000000000000000
          ② NOR FLASH在數(shù)據(jù)總線D0~D15上提供一個16位的數(shù)據(jù),這是NOR FLASH中的第1個“最小數(shù)據(jù)單元”
          ③ “Memory Controller”讀入這個16位數(shù)據(jù)
          ④ “Memory Controller”把這個16位數(shù)據(jù)的高8位(注意,前面的低8位)返回給CPU,這就是一個8位數(shù)據(jù)。

          3. 軟件要讀取地址2上的8位數(shù)據(jù)時,硬件是這樣進行的:
          ① “Memory Controller”發(fā)出0b000000000000000000010的地址信號,NOR FLASH的A0-A19線上的信號是:0b00000000000000000001
          ② NOR FLASH在數(shù)據(jù)總線D0~D15上提供一個16位的數(shù)據(jù),這是NOR FLASH中的第2個“最小數(shù)據(jù)單元”
          ③ “Memory Controller”讀入這個16位數(shù)據(jù)
          ④ “Memory Controller”把這個16位數(shù)據(jù)的低8位返回給CPU,這就是一個8位數(shù)據(jù)。

          4. 軟件要讀取地址3上的8位數(shù)據(jù)時,硬件是這樣進行的:
          ① “Memory Controller”發(fā)出0b000000000000000000011的地址信號,NOR FLASH的A0-A19線上的信號是:0b00000000000000000001
          ② NOR FLASH在數(shù)據(jù)總線D0~D15上提供一個16位的數(shù)據(jù),這是NOR FLASH中的第2個“最小數(shù)據(jù)單元”
          ③ “Memory Controller”讀入這個16位數(shù)據(jù)
          ④ “Memory Controller”把這個16位數(shù)據(jù)的高8位(注意,第3點是低8位)返回給CPU,這就是一個8位數(shù)據(jù)。

          5. 軟件要讀取地址0和1上的16位數(shù)據(jù)時,硬件是這樣進行的:
          ① “Memory Controller”發(fā)出0b000000000000000000000的地址信號,NOR FLASH的A0-A19線上的信號是:0b00000000000000000000
          ② NOR FLASH在數(shù)據(jù)總線D0~D15上提供一個16位的數(shù)據(jù),這是NOR FLASH中的第1個“最小數(shù)據(jù)單元”
          ③ “Memory Controller”讀入這個16位數(shù)據(jù)
          ④ “Memory Controller”把這個16位數(shù)據(jù)返回給CPU

          6. 軟件要讀取地址2和3上的16位數(shù)據(jù)時,硬件是這樣進行的:
          ① “Memory Controller”發(fā)出0b000000000000000000010的地址信號,NOR FLASH的A0-A19線上的信號是:0b00000000000000000001
          ② NOR FLASH在數(shù)據(jù)總線D0~D15上提供一個16位的數(shù)據(jù),這是NOR FLASH中的第2個“最小數(shù)據(jù)單元”
          ③ “Memory Controller”讀入這個16位數(shù)據(jù)
          ④ “Memory Controller”把這個16位數(shù)據(jù)返回給CPU

          7. 軟件要讀取地址0、1、2、3上的32位數(shù)據(jù)時,硬件是這樣進行的:
          ① “Memory Controller”發(fā)出0b000000000000000000000的地址信號,NOR FLASH的A0-A19線上的信號是:0b00000000000000000000
          ② NOR FLASH在數(shù)據(jù)總線D0~D15上提供一個16位的數(shù)據(jù),這是NOR FLASH中的第1個“最小數(shù)據(jù)單元”
          ③ “Memory Controller”讀入這個16位數(shù)據(jù)

          ④ “Memory Controller”發(fā)出0b000000000000000000010的地址信號,NOR FLASH的A0-A19線上的信號是:0b00000000000000000001
          ⑤ NOR FLASH在數(shù)據(jù)總線D0~D15上提供一個16位的數(shù)據(jù),這是NOR FLASH中的第2個“最小數(shù)據(jù)單元”
          ⑥ “Memory Controller”讀入這個16位數(shù)據(jù)
          ⑦ “Memory Controller”把兩個16位的數(shù)據(jù)組合成一個32位的數(shù)據(jù),返回給CPU。

          從1~7可知:
          ① 對于軟件而言,它不知道底下發(fā)生了什么事,它只管結(jié)果:
          讀取地址0的8位數(shù)據(jù),就得到了一個8位數(shù)據(jù);讀取地址1的8位數(shù)據(jù),就得到另一個緊挨著的8位數(shù)據(jù)
          讀取地址0開始的16位數(shù)據(jù),就得到了一個16位數(shù)據(jù);讀取地址2開始的16位數(shù)據(jù),就得到另一個緊挨著的16位數(shù)據(jù)
          讀取地址0開始的32位數(shù)據(jù),就得到了一個32位數(shù)據(jù);讀取地址4開始的32位數(shù)據(jù),就得到另一個緊挨著的32位數(shù)據(jù)
          ② 對于NOR FLASH,它只按照A0-A19地址線,提供16位數(shù)據(jù),才不管軟件要的是8位、16位,還是32位呢。
          ③ “Memory Controller”完成了這些位寬之間的數(shù)據(jù)選擇、合并。


          所以:
          外設(shè)位寬是8時,CPU的A0~AXX與外設(shè)的A0~AXX直接相連
          外設(shè)位寬是16時,CPU的A1~AXX與外設(shè)的A0~AYY直接相連,表示不管CPU的A0是0還是1,外設(shè)看到的都是同一個地址,對應(yīng)16位的數(shù)據(jù),“Memory Controller”對數(shù)據(jù)進行選擇或組合,再提供給CPU。
          外設(shè)位寬是32時,CPU的A2~AXX與外設(shè)的A0~AZZ直接相連,表示不管CPU的A0A1是00,01,10還是11,外設(shè)看到的都是同一個地址,對應(yīng)32位的數(shù)據(jù),“Memory Controller”對數(shù)據(jù)進行選擇或組合,再提供給CPU。


          關(guān)鍵詞: armflash連接錯

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