MPU的知识点总结记录

MPU，即Memory Protection Unit，是微处理器中的一个重要组件，主要负责管理系统的内存访问权限，以确保程序在执行过程中不会越界或误操作其他敏感区域的内存。在嵌入式系统设计中，MPU的使用可以提高系统的安全性、稳定性和效率。 MPU的启用通常需要调用特定的驱动函数。这些驱动函数会与硬件接口，通过写入MPU的控制寄存器来启动和关闭MPU的功能。启用MPU后，系统开始遵循预设的内存保护规则。 配置MPU的主要工作是定义内存区域（region）。每个region具有以下属性： 1. **数量**：系统中可以设置的region数量是有限的，需要根据实际需求合理分配。 2. **大小**：region的大小可以调整，以适应不同大小的数据块保护。 3. **基地址**：region的起始地址，决定了该区域在内存空间的位置。 4. **访问属性**：包括全访问、禁止访问、仅特权访问等。全访问允许所有权限的进程访问，禁止访问则不允许任何访问，仅特权访问则只有拥有特定权限的进程才能访问。 5. **region编号**：每个region都有一个唯一的编号，用于识别和管理。 6. **subregion使能**：进一步细化region的划分，允许更精确的内存保护。 当访问权限配置完毕后，系统会根据设定的规则检查每个内存访问请求。如果访问符合region的规定，操作会正常进行；否则，如果访问了不应访问的区域，MPU会产生一个memmanage fault错误中断，以此保护系统不受未授权访问的影响。 在特殊情况下，如多个region的配置区域重叠，MPU会按照region编号的优先级决定访问权限。编号越大，优先级越高，因此，如果两个或更多region有重叠，较高编号的region的访问属性将决定最终的访问规则。 关于MPU_CTRL寄存器，它用于控制MPU的工作模式。如果开启了共享（shareable）属性，这意味着同一内存区域可以在多个处理器之间共享。然而，这可能会导致性能下降，因为共享内存通常要求强序访问，而normal memory通常是cacheable的，这可能导致缓存一致性问题。因此，在选择是否启用共享属性时，需要权衡性能和资源共享的需求。 MPU是系统内存安全的重要保障，通过精细的内存区域配置和访问控制，能够在保证系统性能的同时，有效地防止因意外或恶意的内存访问导致的问题。理解和熟练掌握MPU的配置和使用，对于嵌入式系统的设计和调试至关重要。