STM32F7 与 STM32F4 复位序列比较

只看该作者 · 2021-11-11 21:17

前言
初次接触到 STM32F7，总会有个疑惑，为什么 0 地址变成了 ITCM RAM 的起始地址。系统复位还是从地址 0 处开始执行
吗？如果是，那这似乎看起来是冲突的。实际上，STM32F7 基于 Cortex-M7 内核，Cortex-M7 和 Cortex-M3/M4 的复位序列
有了一些不一样。在本文中，将针对这个问题做详细讲解。

只看该作者 · 2021-11-11 21:32

STM32F4 的复位序列
STM32F4 基于 Cortex-M4。对于基于 Cortex-M3/M4 的芯片，复位后总是从 0x00000000 地址处，取主堆栈指针（MSP）的
值，从 0x00000004 处，取出 PC 的初始值（这个值是复位向量），然后从这个值对应的地址处取指。

这两个值，就是中断向量表里的第一个和第二个表项的值。

只看该作者 · 2021-11-11 21:40

这两个值，就是中断向量表里的第一个和第二个表项的值。

在 Cortex-M3/M4 里，复位后默认中断向量表在 0 地址开始的位置。之后，可以通过修改 VTOR 寄存器的值，重定位中断向
量表。在 IAP 的应用中，我们会遇到这种情况，如下图：

只看该作者 · 2021-11-11 21:40

上电复位，先执行 IAP 程序。此时用到的是位于 0 地址处的 IAP 程序的向量表（虽然图中说此时 VTOR 的值等于
0x08000000，实际上，因为 ST 提供了存储器地址重映射的功能，通过 boot 引脚的配置，已经将 0x08000000 处的存储空间
重映射到了地址 0 处，所以 0x08000000 和地址 0x00000000 处开始的存储空间是同一块物理空间，其内容当然也是一样
的。所以不用修改 VTOR 的值，VTOR=0 也是一样的）。言归正传，上电后，先从 IAP 复位中断程序开始执行 IAP 程序，执
行完 IAP 程序后，需要跳转到用户程序，这时就需要将向量表重定位到用户程序的向量表位置（修改 VTOR 寄存器的值到用
户向量表的起始地址）。
这是 M3/M4 的情况，STM32F7 之前的所有芯片都是一样的。

只看该作者 · 2021-11-11 21:41

STM32F7 的复位序列
前面讲的那些情况，现在在 STM32F7 中有些不一样了。在 ARM Cortex-M7 的 Generic User Guide 中，有一段如下描述：
“On system reset, the vector table is at the address configured at implementation, typically 0x00000000. ”从这段话，我们可
以看出，在 M7 中，复位后向量表的位置不是固定在地址 0 处，而是可以由各个芯片厂商自己定义。
对于 STM32F7 来说，它是由 BOOT_ADD0[15：0]和 BOOT_ADD1[15:0]这两个 option bytes 决定的。

Boot 脚 = 0 时，由 BOOT_ADD0 [15:0] 的值决定，ST 默认值为 0x0020 0000。这是 ITCM-FLASH 的起始地址（通过 ART
加速器，访问 FLASH）； Boot 脚 = 1 时，由 BOOT_ADD1 [15:0] 的值决定，ST 默认值为 0x0010 0000。这是系统 Bootloader 的起始地址。
* 如果对 BOOT_ADDx 写入的地址值超出了存储器映射的范围或者到了保留地址空间，系统将自动转为下面的值：
BOOT_ADD0 = 0x0020 0000;
BOOT_ADD1 = 0x0000 0000(和出厂时 ST 默认的值 0x0010 0000 不一样)
也就是说，只要你配置好了 boot address, ST 的硬件会自动修改向量表的偏移地址寄存器 VTOR，使之与 boot address 相匹
配。不需要再通过软件修改 VTOR 寄存器。
回到本文开始的那个问题。所以对于 STM32F7 来说，默认状态下，复位后它并不是从 0 地址从开始执行，而是从 0x0020
0000 或者 0x0010 0000 开始执行，所以与 ITCM-RAM 从 0 地址处开始并不冲突。如果你非要将向量表放在 0 地址开始的位
置（修改 VTOR 寄存器），也不是不可以。只是这是，如果你还要在 ITCM-RAM 里面跑别的程序的话，就要注意向量表不要
与其他程序的地址重叠了。