一、硬件参数 1、CPU:s3c44b0x 字长32位;以字节为单位编址;数据处理支持三种数据类型:字节(8位)、半字(16位)、字(32位);存储方式有大小端之分;25根地址线。 2、存储器 Ⅰ Flash ROM: SST39VF1601 数据位宽为16位(16根数据线);20根地址线;2M(1M*16bit)。 Ⅱ SDRAM: HY57V641620HG 数据位宽为16位(16根数据线);12根地址线(行地址选择线有12根,列地址选择线有8根(12根的低8根)),2根bank选择线,总共有22根有效地址线;8M(4bank*1M*16bit)。 3、 CPU编址:以字节(8bit)为单位 存储器编址:以其位宽为单位,也就是说每个存储器地址下的数据位数为位宽。如 8K*12bit的存储器中的12就是存储器的位宽,指每个存储器地址下数据的位数。 这个12与地址线的多少无关,8K就是指有8K个不同的地址8K=8*1024=2^? 2的多少次方等于8*1024就有多少根地址线,8=2^3, 1024=2^10, 那么8K=2^13 ,存储器地址线就为13根。 二、存储器容量、位宽及其地址线根数三者之间的关系 1、存储容量计量单位的换算 1M(MB,mbyte)=2^10K(KB,kbyte)=2^20B(byte); 1Mb(Mbit)=2^10Kb(kbit)=2^20b(bit); 1字(Word)=2半字(half word)=4字节(B,byte)=4×8位(b,bit)。 2、关系的确立 以上面的SST39VF1601为例, 存储容量2M=16Mbit=16*2^20bit, 地址线寻址范围:2^20*16bit(地址线根数20,位宽16)。 以上面的HY57V641620HG为例, 存储容量8M=8*8Mbit=64*2^20bit, 地址线寻址范围:2^22*16bit=64*2^20bit(地址线根数22,位宽16)。 总结: 存储器位宽表示每个地址下有多少位数据,与它的数据线根数相等; 存储器的地址线根数(N)决定了它的地址编号范围(2^N); 存储器的位宽与它的地址线根数是没有联系的; 而存储器容量是位宽与2^N的乘积,此处单位为bit。 三、CPU的寻址 CPU编址:每个cpu地址编码中存放一个8位数据 CPU的字长为N 最大寻址范围为2^N 四、存储器位宽与CPU和存储器地址线连接方式之间的联系 1、详情可参见文章《外设位宽为8、16、32时,CPU与外设之间地址线的连接方法》。 CPU地址编号(每个地址存放8位数据) 存储器地址编号(每个地址存放16位数据) 00000(8位数据) 00001(8位数据) 00000(16位数据) 00010 00011 00001 00100 00101 00010 00110 00111 00011 01000 01001 00100 上表是CPU地址与存储器地址对应关系。 2、此步是在硬件层面实现的,软件层面不必再做考虑。 五、数据类型及其在内存中的存储形式 1、整型数据 类型 符号表示 内存中占用的位数 数值范围 无符号 基本整型 unsigned [int] 16(2字节) -2^15 – (2^15-1) 有符号 基本整型 [signed] int 16(2字节) 0 – (2^16-1) 无符号 短整型 unsigned short [int] 16(2字节) -2^15 – (2^15-1) 有符号 短整型 [signed] short [int] 16(2字节) 0 – (2^16-1) 无符号 长整型 unsigned long [int] 32(4字节) -2^31 – (2^31-1) 有符号 长整型 [signed] long [int] 32(4字节) 0 – (2^32-1) 注:有符号整型数据的最高位为符号位。[]内的是可要可不要的 2、实型数据 类型 符号表示 内存中占用位数 有效位数 数值范围 单精度型 float 32(4字节) 6-7 -3.4*10^(-38)-3.4*10^38 双精度型 double 64(8字节) 15-16 -1.7*10^(-308)-1.7*10^308 长双精度型 long double 64(8字节) 18-19 -1.2*10^(-4932)-1.2*10^4932 3、字符型数据 类型 符号表示 内存中占用位数 数值范围 无符号字符型 unsigned char 8(1字节) 0 - 255 有符号字符型 signed char 8(1字节) -128 - 127 注:字符型数据和整型数据是通用的,但是应注意字符型数据只占用一个字节,它只能存放0 – 255范围内的整型数据。 六、底层编程实现CPU对存储器进行不同类型数据的读写操作 #define INT32U unsigned int // 16位无符号基本整型 #define INT16U unsigned short //16位无符号短整型 #define S32 int // 16位有符号基本整型 #define S16 short int // 16位无符号短整型 #define U8 unsigned char //8位无符号字符型 #define S8 char //8位有符号字符型, 1、接下来的这两个宏是对SST39VF1601 进行16位无符号短整型读写操作: #define Writeflash(addr,dat) *((volatile INT16U *)(addr<<1))=(INT16U)dat #define Readflash(addr) (*((volatile INT16U *)(addr<<1))) 解析: addr<<1的主要目的就是使cpu的地址编号变化能跟上每存储一个单元数据地址编号的变化的步伐。这里的addr是CPU的地址编号,与存储器的地址编号无关。 第一个16位数据占据了CPU的两个地址编号00000和00001,因为CPU的每个地址编号只能存放8位的数据。第二个16位数据占据00010和00011两个CPU地址编号。 CPU地址编号左移1位目的是同步每存储一个单元数据所引起的CPU地址编号变化和CPU地址编号实际的变化,使CPU地址编号跨越1个编号正常进入下一个16位数据。 若不左移1位,当addr是00001时将取出00001和00010这两个CPU地址编号处的16位数据,这与前面数据所占得CPU的地址编号是不一致的。 2、接下来这两个宏是对HY57V641620HG进行8位字符型数据的读写操作: #define WritESDram(address,data) *((volatile U8 *)(address))=(U8)data #define ReadSdram(address) *((volatile U8 *)(address)) 解析: 第一个8位数据占据了CPU地址编号00000, 第二个8位数据占据了CPU地址编号00001。因此这里每8位数据占据的地址编号只有一个,CPU地址编号就不必如前面读写操作对address左移1位以适应每存储一个单元数据地址编号变化的步伐。 3、总结: 这里的左移与存储器和CPU地址线的错开一位接法方式是没有联系的,千万不要将两者混淆了。前者是在软件层面上实现的,后者是在硬件层面地址自动实现转换的。左移操作的起因:CPU每个地址编号只能存放8位数据,而对存储器存取数据类型占用字节数超过一个字节(8位数据)。 关键字:存储器 位宽 C |
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