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STM32-FSMC机制的机制的NOR Flash存储器扩展技术存储器扩展技术
STM32作为新一代ARM Cortex-M3核处理器,其卓越的性能和功耗控制能够适用于广泛的应用领域;而其特殊
的可变静态存储技术FSMC具有高度的灵活性,对于存储容量要求较高的嵌入式系统设计,能够在不增加外部分
立器件的情况下,扩展多种不同类型和容量的存储芯片,降低了系统设计的复杂性,提高了系统的可靠性。
引言
STM32是ST推出的基于ARM内核Cortex-M3的32位微控制器系列。Cortex-M3内核是为低功耗和价格敏感的应用而专门设计
的,具有突出的能效比和处理速度。通过采用Thumb-2高密度指令集,Cortex-M3内核降低了系统存储要求,同时快速的中断
处理能够满足控制领域的高实时性要求,使基于该内核设计的STM32系列微控制器能够以更优越的性价比,面向更广泛的应
用领域。
STM32系列微控制器为用户提供了丰富的选择,可适用于工业控制、智能家电、建筑安防、医疗设备以及消费类电子产品等
多方位嵌入式系统设计。STM32系列采用一种新型的存储器扩展技术——FSMC,在外部存储器扩展方面具有独特的优势,
可根据系统的应用需要,方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。
1FSMC机制
FSMC(Flexible Static Memory Controller,可变静态存储控制器)是STM32系列中内部集成256 KB以上Flash,后缀为xC、xD
和xE的高存储密度微控制器特有的存储控制机制。之所以称为“可变”,是由于通过对特殊功能寄存器的设置,FSMC能够根据
不同的外部存储器类型,发出相应的数据/地址/控制信号类型以匹配信号的速度,从而使得STM32系列微控制器不仅能够
应用各种不同类型、不同速度的外部静态存储器,而且能够在不增加外部器件的情况下同时扩展多种不同类型的静态存储器,
满足系统设计对存储容量、产品体积以及成本的综合要求。
1.1FSMC技术优势
①支持多种静态存储器类型。STM32通过FSMC可以与SRAM、ROM、PSRAM、NOR Flash和NANDFlash存储器的引脚直接
相连。
②支持丰富的存储操作方法。FSMC不仅支持多种数据宽度的异步读/写操作,而且支持对NOR/PSRAM/NAND存储器的
同步突发访问方式。
③支持同时扩展多种存储器。FSMC的映射地址空间中,不同的BANK是独立的,可用于扩展不同类型的存储器。当系统中扩
展和使用多个外部存储器时,FSMC会通过总线悬空延迟时间参数的设置,防止各存储器对总线的访问冲突。
④支持更为广泛的存储器型号。通过对FSMC的时间参数设置,扩大了系统中可用存储器的速度范围,为用户提供了灵活的存
储芯片选择空间。
⑤支持代码从FSMC扩展的外部存储器中直接运行,而不需要首先调入内部SRAM。
1.2FSMC内部结构
STM32微控制器之所以能够支持NOR Flash和NAND Flash这两类访问方式完全不同的存储器扩展,是因为FSMC内部实际包
括NOR Flash和NAND/PC Card两个控制器,分别支持两种截然不同的存储器访问方式。在STM32内部,FSMC的一端通过
内部高速总线AHB连接到内核Cortex-M3,另一端则是面向扩展存储器的外部总线。内核对外部存储器的访问信号发送到AHB
总线后,经过FSMC转换为符合外部存储器通信规约的信号,送到外部存储器的相应引脚,实现内核与外部存储器之间的数据
交互。FSMC起到桥梁作用,既能够进行信号类型的转换,又能够进行信号宽度和时序的调整,屏蔽掉不同存储类型的差异,
使之对内核而言没有区别。
1.3FSMC映射地址空间
FSMC管理1 GB的映射地址空间。该空间划分为4个大小为256 MB的BANK,每个BANK又划分为4个64 MB的子BANK,如表
1所列。FSMC的2个控制器管理的映射地址空间不同。NOR Flash控制器管理第1个BANK,NAND/PC Card控制器管理第2
~4个BANK。由于两个控制器管理的存储器类型不同,扩展时应根据选用的存储设备类型确定其映射位置。
其中,BANK1的4个子BANK拥有独立的片选线和控制寄存器,可分别扩展一个独立的存储设备,而BANK2~BANK4只有一
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weixin_38725137
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