2019ARM硬件结构ppt课件.ppt

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1、嵌入式技术与应用智能电器与智能系统省重点实验室ARM硬件结构5CHAPTER第5章目录1.简介2.引脚配置3.存储器寻址4.系统控制模块5.存储器加速模块6.外部存储器控制器7.引脚连接模块8.向量中断控制器9.GPIO10.UART011.UART112.I2C接口13.SPI接口14.定时器0/115.脉宽调制器（PWM）16.A/D转换器17.实时时钟18.看门狗5.5存储器加速模块（MAM）概述LPC2114/2124/2210/2212/2214微控制器的ARM内核工作在最高频率60MHz时，执行一条指令约

2、为17ns。而Flash存储器的访问周期需要50ns，即最高频率20MHz。所以如果将代码存放在Flash中，将影响ARM内核发挥最大效能。为了能将指令从内部Flash存储器更高效快速地提取到ARM内核，而设计产生了一个存储器加速模块（MAM）。分支跟踪缓存分支跟踪缓存总线接口Flash存储器组0Flash存储器组1预取指缓存预取指缓存数据缓存区选择ARM局部总线2×128位2×128位MAM结构使能MAM模块后，ARM内核将通过MAM模块访问Flash存储器。Flash存储器组0Flash存储器组1分支跟踪缓存分支

3、跟踪缓存预取指缓存预取指缓存数据缓存区选择总线接口MAM结构Flash存储器被分为两组，当CPU执行其中一组Flash内指令时，另一组进行读取缓存操作。使能MAM模块后，ARM内核将通过MAM模块访问Flash存储器。每个Flash组包含预取指缓存和分支跟踪缓存。分支跟踪缓存分支跟踪缓存总线接口Flash存储器组0Flash存储器组1预取指缓存预取指缓存数据缓存区选择ARM局部总线2×128位2×128位MAM模块中数据总线宽度为128位，所以一次读取操作可以读出4条ARM指令或8条Thumb指令。分支跟踪缓存预取指

4、缓存分支跟踪缓存Flash存储器组1预取指缓存分支跟踪缓存预取指缓存分支跟踪缓存预取指缓存Flash存储器组0分支跟踪缓存分支跟踪缓存预取指缓存预取指缓存分支跟踪缓存分支跟踪缓存MAM结构总线接口Flash存储器组0Flash存储器组1预取指缓存预取指缓存数据缓存区选择ARM局部总线当程序向前跳转时，尝试从预取指缓存区取指。2×128位2×128位如果程序跳转出缓存的范围，CPU将要停止，等待若干个周期，直到正确的指令从Flash中被读出。当程序向后跳转时，尝试从分支跟踪缓存区取指。预取指缓存区保存有将要执行的指令。

5、而分支跟踪缓存区保存有程序跳转后可能执行到的指令。分支跟踪缓存分支跟踪缓存MAM结构总线接口Flash存储器组0Flash存储器组1预取指缓存预取指缓存数据缓存区ARM局部总线2×128位2×128位Flash中除了存储指令之外，还可用来存储不修改或者很少修改的数据，所以在MAM模块中设计有数据缓冲区。数据缓存区可以提高顺序读取数据的操作速度。但是对随机读取操作几乎没有加速效果。数据缓存区Flash编程由另一个独立的模块完成，Flash在进行编程操作时禁止访问。在编程操作结束后，缓存区的数据将自动失效，可以避免读取到

6、无效的数据。选择5.5存储器加速模块（MAM）存储器加速模块寄存器描述MAM控制寄存器(MAMCR)：MAMCR[1:0]：用于MAM的模式控制，具体关系如下表。位765432[1:0]功能－－－－－－模式控制MAMCR[1:0]描述00禁止MAM功能01部分使能MAM功能10完全使能MAM功能11保留5.5存储器加速模块（MAM）存储器加速模块寄存器描述MAM定时寄存器(MAMTIM)：MAMTIM[2:0]：决定使用多少个CCLK周期访问Flash存储器，这样可以调整MAM时序使其匹配处理器操作频率，具体关系如下

7、表。位76543[2:0]功能－－－－－取指周期控制MATIM[2:0]描述MATIM[2:0]描述000保留100取指周期为4个CCLK001取指周期为1个CCLK101取指周期为5个CCLK010取指周期为2个CCLK110取指周期为6个CCLK011取指周期为3个CCLK111取指周期为7个CCLK5.5存储器加速模块（MAM）存储器加速模块寄存器描述MAM定时寄存器(MAMTIM)：MATIM[2:0]描述MATIM[2:0]描述000保留100取指周期为4个CCLK001取指周期为1个CCLK101取指周期

8、为5个CCLK010取指周期为2个CCLK110取指周期为6个CCLK011取指周期为3个CCLK111取指周期为7个CCLK当访问周期设置为1个CCLk时，实际上关闭了MAM，但是仍可以选择MAM模式对功耗进行优化。注意：不正确的设定会导致器件的错误操作5.5存储器加速模块（MAM）MAM使用要点当改变MAM定时值时，必须先将MAMCR设置为