原文地址:[转载]Freescale 16位单片机的地址映射作者:RXDu转载自中电网-毛毛的博客,三篇文章重新编辑合为一篇,内容未作任何改动。
原文链接:freescale 16位单片机的地址映射--(1)前言
freescale 16位单片机的地址映射--(2)飞思卡尔16位单片机的资源配置
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16位单片机的地址映射--(3)codewarrior中的prm文件
前言:
原来一直不太明白单片机的地址映射,也没有仔细的研究过,我想这就是我不是牛人的原因吧。通常开始学单片机,都是写一些比较小的程序,如果不做项目开发之类的,以飞思卡尔16位单片机的资源配置来说也足够了。但是前一阵子遇到了一个问题,需要在RAM中存一个比较大的常数数组,但是单单存在RAM中的话,肯定是存不下,考虑到数组是常数,所以只能存在ROM里,但是当时时间较短,没有研究明白,还得到了非常惨痛的教训,觉得不甘心,打算再花时间研究了一下。在以后的文章中我会把我的研究心得记录下来,希望大家提出意见。
飞思卡尔16位单片机的资源配置
以MC9S12XS128MAL为例,其实DG128之类的类似。如图一,128代表的是单片机中的FLASH大小为128K
Byte,同理64代表的是单片机中的FLASH大小为64 K Byte,256代表的是单片机中的FLASH大小为256 K
Byte。但是S12(X)所使用的内核CPU12(X)的地址总线为16位,寻址范围最大为2^16 =64K Byte,而这64K
Byte的寻址空间还包括寄存器、EEPROM(利用Data Flash模拟)、RAM等,因此不是所有的64K
Byte都是用来寻址FLASH。所以在S12(X)系列单片机中,很多资源是以分页的形式出现的,其中包括EEPROM、RAM、FLASH。EEPROM的每页大小为1K
Byte,RAM的每页大小为4K Byte,FLASH的每页大小为16K Byte。因此XS128中EEPROM的页数为8K/1K =
8页,RAM的页数为8K/4K = 2页,Flash的页数为128K/16K = 8页。
图一
图二
在单片普通模式中,复位后,所有内存资源的映射如图二所示,其中从0x0000-0x07FF的2K范围内映射为寄存器区,如I/O端口寄存器等,当然寄存器没有那么多,后面的一部分其实没有使用;
从0x0800-0x0BFF,共1K的空间,映射为EEPROM区,由上面的分析,XS128中共有8页的共8K的EEPROM,所以这8页的EEPROM都是以分页的形式出现的,可以通过设置寄存器EPAGE选择不同的页并进行访问;
从0x0C00到0x0FFF的1K空间为保留区(其实这里面也有学问,以后探讨);
从0x1000到0x3FFF的12K空间为RAM区,分为三页,但是和前面所说的EEPROM不同,这三页中有2页(对于XS128和XS256)或一页(对于XS64)为固定页,位于12K空间的后一部分,以XS128为例,其内部的RAM资源为8K,所以其三页中的最后两页(0x2000-0x3FFF)为固定页,第一页(0x1000-0x1FFF)为窗口区,通过设置寄存器RPAGE来映射其他分页的RAM,当然在单片普通模式下,XS128内部已经没有其他的RAM了,所以这一页其实也没有用。但是对于XS256,这一页是有用的,因为它总共有12K的RAM。但是,在单片普通模式下,即没有外扩RAM的情况下,用户是不用刻意的去配置RPAGE的,因为复位的时候,已经默认指向那一页的RAM。
从0x4000-0xFFFF的总共48K的空间为Flash区,分为三页。其中第一页和第三页为固定的Flash页,中间的一页(0x8000-0xBFFF)为窗口区,通过设置PPAGE寄存器,可以映射到其他的分页Flash。
在最后的一页固定的Flash区域中的最后256字节中,保存的是中断向量。
对于RAM和Flash来说,其实固定页和其他的分页资源是统一编址的,不同的是固定页不可以通过寄存器(RPAGE、PPAGE)改变映射,而其他的页必须通过寄存器的设置来选择映射不同的页。
codewarrior中的prm文件
网上广泛流传的一篇文章讲述的是8位飞思卡尔单片机的内存映射,这几天,研究了一下Codewarrior 5.0
prm文件,基于16位单片机MC9S12XS128,一点心得,和大家分享。有什么错误请指正。
正文:
关于Codewarrior 中的
.prm 文件
要讨论单片机的地址映射,就必须要接触.prm文件,本篇的讨论基于
Codewarrior 5.0
编译器,单片机采用MC9S12XS128。
通过项目模板建立的新项目中都有一个名字为“project.prm”的文件,位于Project
Settings->Linker Files文件夹下。一个标准的基于XS128的.prm文件起始内容如下:
.prm文件范例:
NAMES
END
SEGMENTS
RAM = READ_WRITE DATA_NEAR 0x2000 TO 0x3FFF;
ROM_4000 = READ_ONLY DATA_NEAR IBCC_NEAR 0x4000 TO 0x7FFF;
ROM_C000 = READ_ONLY DATA_NEAR IBCC_NEAR 0xC000 TO 0xFEFF;
//OSVECTORS = READ_ONLY 0xFF10 TO
0xFFFF;
EEPROM_00 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x000800 TO 0x000BFF;
EEPROM_01 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x010800 TO 0x010BFF;
EEPROM_02 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x020800 TO 0x020BFF;
EEPROM_03 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x030800 TO 0x030BFF;
EEPROM_04 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x040800 TO 0x040BFF;
EEPROM_05 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x050800 TO 0x050BFF;
EEPROM_06 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x060800 TO 0x060BFF;
EEPROM_07 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x070800 TO 0x070BFF;
PAGE_F8 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xF88000 TO 0xF8BFFF;
PAGE_F9 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xF98000 TO 0xF9BFFF;
PAGE_FA = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xFA8000 TO 0xFABFFF;
PAGE_FB = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xFB8000 TO 0xFBBFFF;
PAGE_FC = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xFC8000 TO 0xFCBFFF;
PAGE_FE = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xFE8000 TO 0xFEBFFF;
END
PLACEMENT
_PRESTART,
STARTUP,
ROM_VAR,
STRINGS,
VIRTUAL_TABLE_SEGMENT,
//.ostext,
DEFAULT_ROM, NON_BANKED,
COPY
INTO ROM_C000 ;
OTHER_ROM INTO PAGE_FE, PAGE_FC, PAGE_FB, PAGE_FA,
PAGE_F9, PAGE_F8;
//.stackstart,
SSTACK,
//.stackend,
PAGED_RAM,
DEFAULT_RAM
INTO RAM;
DISTRIBUTE DISTRIBUTE_INTO
ROM_4000, PAGE_FE, PAGE_FC, PAGE_FB,
PAGE_FA, PAGE_F9, PAGE_F8;
CONST_DISTRIBUTE DISTRIBUTE_INTO
ROM_4000, PAGE_FE, PAGE_FC, PAGE_FB,
PAGE_FA, PAGE_F9, PAGE_F8;
DATA_DISTRIBUTE DISTRIBUTE_INTO
RAM;
//.vectors INTO OSVECTORS;
END
ENTRIES
//_vectab OsBuildNumber
_OsOrtiStackStart _OsOrtiStart
END
STACKSIZE 0x100
VECTOR 0 _Startup
//VECTOR 0 Entry
//INIT Entry
1 .prm
文件组成结构
按所含的信息的不同.prm文件有六个组成部分构成,这里仅讨论和内存空间映射关系紧密的三个部分,其他的不做讨论。
· SEGMENTS
… END
定义和划分芯片所有可用的内存资源,包括程序空间和数据空间。一般我们将程序空间定义成ROM,把数据空间定义成RAM,但这些名字都不是系统保留的关键词,可以由用户随意修改。用户也可以把内存空间按地址和属性随意分割成大小不同的块,每块可以自由命名。例如同样是RAM,可以使用不同的属性,使其有复位后变量清零和不清零之分。
关于内存划分的具体方法在后面详解。
· PLACEMENT
… END
将指派源程序中所定义的各种段,如数据段DATA_SEG、CONST_SEG和代码段CODE_SEG
被具体放置到哪一个内存块中。它是将源程序中的定义描述和实际物理内存挂钩的桥梁。
· STACKSIZE
定义系统堆栈长度,其后给出的长度字节数可以根据实际应用需要进行修改。堆栈的实际定位取决于RAM内存的划分和使用情况。默认的情况下,堆栈放在RAM区域的起始部分。当然,堆栈的定义不只有这种方式,还可以使用STACKTOP关键字。后面将详细讨论。
2
内存划分的具体方式
由SEGMENTS开始到END为止,中间可以添加任意多行内存划分的定义,每一行用分号结尾。定义行的语法型式为:
[块名] = [属性1] [属性2]
,…
,[属性n] [起始地址] TO [结束地址];
其中,
·
“块名”的定义和C语言变量定义相同,是以英文字母开头的一个字符串,用户可以自己任意定义块名。
·
“属性”用户是不能自己定义的,因为属性名指定了上面所说的“块名”所对应的不同的内存类型和访问方式,而不同物理内存的类型和访问方式是一定的。
对于“属性1”,