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arm与flash衔接错位的原因

外设位宽为8、16、32时,CPU与外设之间地址线的连接方法有不少人问到:flash连接CPU时,根据不同的数据宽度,比如16位的NORFLASH(A0-

外设位宽为8、16、32时,CPU与外设之间地址线的衔接办法

有不少人问到:
flash衔接CPU时,依据不同的数据宽度,比方16位的NOR FLASH (A0-A19),处理器的地址线要(A1-A20)左移偏1位。为什么要偏1位?

从软件和CPU的视点而言,一个地址对应一个字节,便是8位数据。这是必定的,不要置疑这点。

关于详细器材而言,它的位宽是必定的,所谓位宽,指的是“读/写操作时,最小的数据单元”──甭说最小单元是“位”,一般设备上没有独自的“位操作”,修正位时通过把整个字节、字或双字读出来、修正,再回写。

CPU的地址线(A0-A20)对应的最小数据单元是字节,即8位;
而位宽为16的NOR FLASH的地址线(A0-A19)对应的最小数据单元是16位。
这两个怎样对应起来?

如果说外设的位宽是16,莫非咱们写程序时会“特意”以16位进行操作吗?不必的,咱们写程序时底子不必管外设位宽是8、16仍是32。

细心想想,其实是能够想通的:已然CPU、外设NOR FLASH的最小读/写单元现已固定,那么必定便是CPU与NOR FLASH之间有个中间层,它来做处理:
这个中间层被称为“Memory Controller”,CPU要进行读写操作时,“Memory Controller”依据NOR FLASH的位宽,每次总是读/写16位数据。
以读操作为例:
CPU想进行8位操作时,它挑选其间的8位回来给CPU;
CPU想进行16位操作时,它直接把这16位数据回来给CPU;
CPU想进行32位操作时,它建议2次读/写,把成果组合成32位回来给CPU。

现在的连线是:CPU的(A1-A20)接到 16位的NOR FLASH (A0-A19),即CPU的A0不接──这说明:不论A0是0仍是1,NOR FLASH接收到的地址是相同的。
CPU宣布地址0bxxxxxxxxx0、0bxxxxxxxxx1时,NOR FLASH看到的都是0bxxxxxxxxx,回来给“Memory Controller”的都是同一个16位数据。
再由“Memory Controller”挑选其间的低8位或高8位给CPU。

“Memory Controller”会协助咱们做这些工作,举例为证:
1. 软件要读取地址0上的8位数据时,硬件是这样进行的:
① “Memory Controller”宣布0b000000000000000000000的地址信号,NOR FLASH的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000000
② NOR FLASH在数据总线D0~D15上供给一个16位的数据,这是NOR FLASH中的第1个“最小数据单元”
③ “Memory Controller”读入这个16位数据
④ “Memory Controller”把这个16位数据的低8位回来给CPU,这便是一个8位数据。

2. 软件要读取地址1上的8位数据时,硬件是这样进行的:
① “Memory Controller”宣布0b000000000000000000001的地址信号,NOR FLASH的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000000
② NOR FLASH在数据总线D0~D15上供给一个16位的数据,这是NOR FLASH中的第1个“最小数据单元”
③ “Memory Controller”读入这个16位数据
④ “Memory Controller”把这个16位数据的高8位(留意,前面的低8位)回来给CPU,这便是一个8位数据。

3. 软件要读取地址2上的8位数据时,硬件是这样进行的:
① “Memory Controller”宣布0b000000000000000000010的地址信号,NOR FLASH的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000001
② NOR FLASH在数据总线D0~D15上供给一个16位的数据,这是NOR FLASH中的第2个“最小数据单元”
③ “Memory Controller”读入这个16位数据
④ “Memory Controller”把这个16位数据的低8位回来给CPU,这便是一个8位数据。

4. 软件要读取地址3上的8位数据时,硬件是这样进行的:
① “Memory Controller”宣布0b000000000000000000011的地址信号,NOR FLASH的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000001
② NOR FLASH在数据总线D0~D15上供给一个16位的数据,这是NOR FLASH中的第2个“最小数据单元”
③ “Memory Controller”读入这个16位数据
④ “Memory Controller”把这个16位数据的高8位(留意,第3点是低8位)回来给CPU,这便是一个8位数据。

5. 软件要读取地址0和1上的16位数据时,硬件是这样进行的:
① “Memory Controller”宣布0b000000000000000000000的地址信号,NOR FLASH的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000000
② NOR FLASH在数据总线D0~D15上供给一个16位的数据,这是NOR FLASH中的第1个“最小数据单元”
③ “Memory Controller”读入这个16位数据
④ “Memory Controller”把这个16位数据回来给CPU

6. 软件要读取地址2和3上的16位数据时,硬件是这样进行的:
① “Memory Controller”宣布0b000000000000000000010的地址信号,NOR FLASH的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000001
② NOR FLASH在数据总线D0~D15上供给一个16位的数据,这是NOR FLASH中的第2个“最小数据单元”
③ “Memory Controller”读入这个16位数据
④ “Memory Controller”把这个16位数据回来给CPU

7. 软件要读取地址0、1、2、3上的32位数据时,硬件是这样进行的:
① “Memory Controller”宣布0b000000000000000000000的地址信号,NOR FLASH的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000000
② NOR FLASH在数据总线D0~D15上供给一个16位的数据,这是NOR FLASH中的第1个“最小数据单元”
③ “Memory Controller”读入这个16位数据

④ “Memory Controller”宣布0b000000000000000000010的地址信号,NOR FLASH的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000001
⑤ NOR FLASH在数据总线D0~D15上供给一个16位的数据,这是NOR FLASH中的第2个“最小数据单元”
⑥ “Memory Controller”读入这个16位数据
⑦ “Memory Controller”把两个16位的数据组合成一个32位的数据,回来给CPU。

从1~7可知:
① 关于软件而言,它不知道底下发生了什么事,它只管成果:
读取地址0的8位数据,就得到了一个8位数据;读取地址1的8位数据,就得到另一个紧挨着的8位数据
读取地址0开端的16位数据,就得到了一个16位数据;读取地址2开端的16位数据,就得到另一个紧挨着的16位数据
读取地址0开端的32位数据,就得到了一个32位数据;读取地址4开端的32位数据,就得到另一个紧挨着的32位数据
② 关于NOR FLASH,它只依照A0-A19地址线,供给16位数据,才不论软件要的是8位、16位,仍是32位呢。
③ “Memory Controller”完成了这些位宽之间的数据挑选、兼并。

所以:
外设位宽是8时,CPU的A0~AXX与外设的A0~AXX直接相连
外设位宽是16时,CPU的A1~AXX与外设的A0~AYY直接相连,表明不论CPU的A0是0仍是1,外设看到的都是同一个地址,对应16位的数据,“Memory Controller”对数据进行挑选或组合,再供给给CPU。
外设位宽是32时,CPU的A2~AXX与外设的A0~AZZ直接相连,表明不论CPU的A0A1是00,01,10仍是11,外设看到的都是同一个地址,对应32位的数据,“Memory Controller”对数据进行挑选或组合,再供给给CPU。

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