GD32板卡入门——详解CPU处理器

只看该作者 · 2018-7-28 21:15

GD32F207 的地址映射
Cortex-M3 有 32 根地址线，寻址空间大小为 4GB。ARM 公司设计时，预先把这 4GB 的
寻址空间大致地分配好了。它把地址从 0x4000 0000 至 0x5FFF FFFF( 512MB )的地址分配给片
上外设。通过把片上外设的寄存器映射到这个地址区，就可以简单地以访问内存的方式，访
问这些外设的寄存器，从而控制外设的工作。

只看该作者 · 2018-7-28 21:19

M3 存储器映射见图所示：

只看该作者 · 2018-7-28 21:20

点播这点跟stm32类似，因为ST也是基于Cortex的内核，F103也是M3的内核，这里我们就当是在复习。

只看该作者 · 2018-7-28 21:25

Cortex-M3 分配给片上外设的地址范围是 0x4000 0000 至 0x5FFF FFFF，共 512MB 空间，0x40000000 称为外设基地址。这个基地址很重要，所有的芯片底层映射都是基地址加偏移。

只看该作者 · 2018-7-28 21:30

ARM®Cortex ™ -M3 处理器采用哈佛结构，可以使用相互独立的总线来读取指令和加载/存储
数据。指令代码和数据都位于相同的存储器地址空间，但在不同的地址范围。程序存储器，数据
存储器，寄存器和 I / O 端口都在同一个线性的 4 GB 的地址空间之内。这是 Cortex ™- M3 的最大地址范围，因为它的地址总线宽度是 32 位。此外，为了降低不同客户在相同应用时的软件复杂
度，存储映射是按 Cortex ™ -M3 处理器提供的规则预先定义的。ARM ®Cortex™-M3 的自带的系统
外设也占用了一些地址空间。

只看该作者 · 2018-7-28 22:04

下图显示了 GD32F207系列设备的存储映射，包括指令代码，SRAM ，
外设和其他预先定义的区域。为了简化了外设的地址译码，每个外设分配的地址空间都是 1KB 。
APB1 外设都位于从 0x4000 0000 到 0x4000 FFFF 的地址空间，而 APB2 外设都位于从 0x4001 0000
到0x40017FFF的地址区域。从0x4002 0000到0x4002 FFFF的地址区域被AHB1外围设备所使用，
从 0x48000000 到 0x4800FFFF 的地址区域被 AHB2 外围设备所使用。

只看该作者 · 2018-7-28 22:05

基于 AMBA 3.0 AHB-LITE 的多层总线互联矩阵
使得系统中的多个主机和从机之间的并行通信成为可能。在总线矩阵有四个主机，包括 ICODE 总
线，DCode 总线，Cortex™-M3 内核系统总线和 DMA 的系统总线。ICODE 总线是指令总线，用于
将代码区域(为 0x00000000〜0x1FFF 的 FFFF)的向量取到 Cortex™-M3 内核。DCode 总线用于数据
加载和存储，也用于代码区的调试访问。系统总线用于系统区域的访问，包括取指令，数据加载
和存储，以及调试访问。系统区域包括内部 SRAM 区域和外设区域。总线矩阵包含 5 个从机，
包括闪存控制器的 ICODE 和 DCode 接口，内部 SRAM，AHB1 和 AHB2。AHB2 与 GPIO 端口相连。
AHB1 与 AHB 外设相连。诸多 AHB 外设之中有两个 AHB 到 APB 的桥提供了 AHB1 和两条 APB 总
线之间的完全同步连接。这两条 APB 总线连接所有的 APB 外设。两条 APB 总线都能够按最高频
率 72 MHz 工作。

只看该作者 · 2018-7-28 22:07

GD32F207 互联型产品系统框图

只看该作者 · 2018-7-28 22:09

GD32F207 芯片设计了一个复杂而功能完善的时钟系统，由于图太大不好贴出来，主要有四种时钟源：

只看该作者 · 2018-7-28 22:11

从时钟频率来说，时钟源分为高速时钟和低速时钟，高速时钟是提供给芯片主体的主时，钟，而低速时钟只是提供给芯片中的 RTC（实时时钟）及独立看门狗使用。从芯片角度来说，时钟源分为内部时钟与外部时钟源，内部时钟是在芯片内部 RC 振荡器产生的，起振较快，所以时钟在芯片刚上电的时候，默认使用内部高速时钟。而外部时钟信号是由外部的晶振输入的，在精度和稳定性上都有很大优势，所以上电之后我们再通过软件配置，转而采用外部时钟信号。
所以，GD32F207 有以下 4 个时钟源:
(1) 高速外部时钟（HSE）：以外部晶振作时钟源，晶振频率可取范围为 4~16MHz，我们一般采用 8MHz 的晶振。
(2) 高速内部时钟（HSI）：由内部 RC 振荡器产生，频率为 8MHz，但不如外部时钟稳定。
(3) 低速外部时钟（LSE）：以外部晶振作时钟源，主要提供给实时时钟模块，所以一般采用 32.768KHz。
(4) 低速内部时钟（LSI）：由内部 RC 振荡器产生，也主要提供给实时时钟模块，频率大约为 40KHz。

只看该作者 · 2018-7-28 22:17

精炼的总结：
从时钟树可以看到，经过一系列的倍频、分频后得到了几个与我们开发密切相关的时钟。
(1) SYSCLK：系统时钟，GD32F207 大部分器件的时钟来源。主要由 AHB 预分频器分配到各个部件。
(2) HCLK:由 AHB 预分频器直接输出得到，它是高速总线 AHB 的时钟信号，提供给存储器，DMA 及 cortex 内核，是 cortex 内核运行的时钟，cpu 主频就是这个信号，它的大
小与 GD32F207 运算速度，数据存取速度密切相关。
(3) FCLK：同样由 AHB 预分频器输出得到，它不来自时钟 HCLK，因此在 HCLK 时钟停止时 FCLK 也继续运行。它可以保证在处理器休眠时，也能够采样和到中断和跟踪休
眠事件，它与 HCLK 互相同步。
(4) PCLK1：外设时钟，由 APB1 预分频器输出得到，最大频率为 36MHz，提供给挂载在APB1 总线上的外设。
(5) PCLK2：外设时钟，由 APB2 预分频器输出得到，最大频率可为 72MHz，提供给挂载在 APB2 总线上的外设。