PIC32 & MPLAB IDE学习笔记之存储器

1万 · 2021-9-6 16:25

一、芯片数据手册

PIC32 单片机实现了两个地址空间：虚拟地址空间和物理地址空间。所有硬件资源（例如程序存储器、数据存储器和外设）都位于各自相关的物理地址范围内。虚拟地址专供 CPU 取指和执行指令使用。物理地址供外设（例如不通过 CPU，独立访问存储器的 DMA 和闪存控制器）使用。
内核空间分为 4 个各为 512 MB 的地址段：KSEG0、 KSEG1、 KSEG2 和 KSEG3。仅内核模式应用程序可以访问内核存储空间。内核空间包括所有外设寄存器。因此，仅内核模式应用程序可以监视和操作外设。只有 KSEG0 和KSEG1 段指向真正的存储器资源。如 MIPS 文档所介绍，地址段 KSEG2 可供 EJTAG 探针调试器使用（请参见 EJTAG 规范）。
PIC32 仅使用 KSEG0 和 KSEG1 段。可通过 KSEG0 或 KSEG1

访问引导闪存存储器（BFM）、程序闪存存储器（PFM）、数据 RAM 存储器（DRM）和外设SFR，其中外设 SFR 只能通过 KSEG1 访问。
KSEG1存储器地址段是不可高速缓存的，而KSEG0和 USEG/KUSEG 是可高速缓存的。

KSEG0 和 KSEG1 段总是转换为物理地址 0x0。通过这种转换安排， CPU 可以通过两个独立的虚拟地址访问相同的物理地址：一个是通过 KSEG0，另一个是通过 KSEG1。因此，应用程序可以选择以高速缓存或非高速缓存的方式执行同一段代码。更多详细信息，请参见第 4 章“预取高速缓存模块”（DS60001119）。只有通过 KSEG1 段才可访问片上外设（非高速缓存访问）。

1万 · 2021-9-6 16:27

二、存储区分配
存储器分配文件BOOT_9D000000.ld

堆栈大小

/*
* Provide for a minimum stack and heap size
* - _min_stack_size - represents the minimum space that must be made
*                   available for the stack.  Can be overridden from
*                   the command line using the linker's --defsym option.
* - _min_heap_size  - represents the minimum space that must be made
*                   available for the heap.  Can be overridden from
*                   the command line using the linker's --defsym option.
*/
EXTERN (_min_stack_size _min_heap_size)
PROVIDE(_min_stack_size = 0x400) ;  //栈
PROVIDE(_min_heap_size = 0) ; //堆

中断向量

/*************************************************************************
* For interrupt vector handling
*************************************************************************/
PROVIDE(_vector_spacing = 0x00000001);
_ebase_address = 0x9FC01000; //中断地址

闪存地址

/*************************************************************************
* Memory Address Equates
* _RESET_ADDR    -- Reset Vector
* _BEV_EXCPT_ADDR  -- Boot exception Vector
* _DBG_EXCPT_ADDR  -- In-circuit Debugging Exception Vector
* _DBG_CODE_ADDR -- In-circuit Debug Executive address
* _DBG_CODE_SIZE -- In-circuit Debug Executive size
* _GEN_EXCPT_ADDR  -- General Exception Vector
*************************************************************************/
_RESET_ADDR             = 0xBFC00000; //复位向量
_BEV_EXCPT_ADDR       = 0xBFC00380; //BOOT中断向量
_DBG_EXCPT_ADDR       = 0xBFC00480; //Debug中断向量
_DBG_CODE_ADDR          = 0xBFC02000; //Debug代码地址
_DBG_CODE_SIZE          = 0xFF0    ; //Debug代码大小
_GEN_EXCPT_ADDR       = _ebase_address + 0x180;

内存区域

/*************************************************************************
* Memory Regions
*
* Memory regions without attributes cannot be used for orphaned sections.
* Only sections specifically assigned to these regions can be allocated
* into these regions.
*************************************************************************/
MEMORY
{
  kseg0_program_mem (rx)  : ORIGIN = 0x9D000000, LENGTH = 0x9000  //应用程序
  kseg0_boot_mem          : ORIGIN = 0x9FC00490, LENGTH = 0 //引导程序0
  exception_mem             : ORIGIN = 0x9FC01000, LENGTH = 0x1000 //中断异常区
  kseg1_boot_mem          : ORIGIN = 0xBFC00000, LENGTH = 0x490 //引导程序1
  debug_exec_mem          : ORIGIN = 0xBFC02000, LENGTH = 0xFF0 //调试存储区
  config3                   : ORIGIN = 0xBFC02FF0, LENGTH = 0x4 //配置寄存器
  config2                   : ORIGIN = 0xBFC02FF4, LENGTH = 0x4 //配置寄存器
  config1                   : ORIGIN = 0xBFC02FF8, LENGTH = 0x4 //配置寄存器
  config0                   : ORIGIN = 0xBFC02FFC, LENGTH = 0x4 //配置寄存器
  kseg1_data_mem    (w!x) : ORIGIN = 0xA0000000, LENGTH = 0x10000//数据存储区RAM
  sfrs                      : ORIGIN = 0xBF800000, LENGTH = 0x100000//特殊寄存
  configsfrs                : ORIGIN = 0xBFC02FF0, LENGTH = 0x10 //配置寄存器
}

1万 · 2021-9-6 16:28

三、存储区分析
通过结合工程编译后生成的.map文件对配置程序进行分析

配置存储区：配置寄存器区域
调试存储区：
引导程序区1：程序上电复位后首先运行的区域，包含复位向量和boot/debug中断向量
SFR：特殊寄存器
数据存储区：RAM区域，包含堆栈
中断异常区：中断向量
引导程序区0：未用
应用程序区：用户程序，包含全局常亮和封装库函数