大話STM32F103系統架構

前言

　　許多像我同樣的STM32初學者，都每每忽視了STM32系統架構的學習。這對於實際應用並無啥大的影響，可是總感受怎麼學也沒法看清STM32的全貌，因此本文我將帶領你們一塊兒釐清STM32F103的總線結構和各部分外設之間的關係。在《三體》小說中，做者曾用軍隊陣列的方法模擬了馮諾依曼架構的計算機，讀來畫面感十足，且易於理解，本文也力求解釋的形象與生動。

 

系統全貌

　　在羅列各個方陣前，咱們有必要先登上高山，一覽軍隊全貌，如官方手冊裏的框圖所示，相比51單片機，STM32F103系統仍是至關複雜的，可是其陣列也必將威武雄壯。

 

系統剖析

Cortex-M3內核

　　它是STM32F103的內核，也就是CPU，至關於元帥。除掉他，其餘部件都是片上外設，注意是片上的，也就是那塊咱們肉眼所見的芯片裏的外設。這位元帥足不出戶，即可操縱隊列，依靠的是本身強大的數字運算能力和強大的總線設計。在陣列中，數據的運算都呈報給元帥來作。

 

ICode總線

　　陣列的運行須要有人下達指令，元帥Cortex-M3是命令的下發者，卻並不是命令的產生者。那麼命令從何而來？在《三體》中，馮諾依曼在佈陣前早已想好了指令。一樣，各位STM32的熱愛者纔是聰慧的命令發起者——咱們寫好的程序被譯成機器指令存儲於Flash中。ICode總線就是一隊騎兵，將指令一條條送達給元帥Cortex-M3。

 

Bus-Matrix

　　Bus-Matrix的功能是總線仲裁。相似於如今的快遞站，假如沒有快遞站做爲中轉，一家快遞公司的送貨路線規劃就變成了14億條。在陣列中，方陣Bus-Matrix做爲中介，減小了騎兵隊的數量開銷，增長了系統的簡潔有序性，下降了信息傳輸的錯誤率。在圖中，Bus-Matrix右側安排了四支騎兵，他們送來的信息都被加以分類，而左側的四支騎兵則能夠從屬於本身的類別中拿走信件，避免了錯拿的狀況。這就是Bus-Matrix的做用之處。

 

DCode總線

　　人如其名，騎兵隊DCode被用來傳送數據，這裏的數據指程序中的常量和變量。常量存儲在Flash，變量和堆棧則存儲在SRAM。元帥Cortex-M3須要這些數據來做運算，中途還會讓騎兵隊DCode送些數據回去存儲。

 

System總線

　　這個總線是被用來配置和訪問片上外設寄存器的。元帥Cortex-M3要調度衆多的外設方陣，因此專門設立了這樣一支騎兵隊。咱們常說配啥啥寄存器，其實就是間接在給騎兵隊System發號施令呢！

 

DMA與DMA總線

　　前面提到的三個騎兵隊都通向元帥的大營，Cortex-M喜歡用他們送來的數據作運算。但若是要有不少騎兵前來告訴他這份數據要送到某某處，那他會心力交瘁的，DMA的設立則緩解了元帥的這個壓力。STM32F103共有12個DMA通道，也就是12支機動部隊，它們活動的路線並不是像前三支騎兵隊同樣固定。在圖中能夠看到，外設方陣能夠向機動部隊發送請求，DMA搬運數據時也不會去打擾元帥，這樣的部隊真是元帥的得力助手啊。並且DMA能夠輕輕鬆鬆搬運大批量的數據，從不會耐煩，堪稱數據的搬運工。

 

FLASH

　　馮諾依曼是個聰明人，早知道陣列模擬不會一次性成功。爲了避免用本身一次次從新頒佈指令，就安排了名爲Flash的將軍來記載指令和常量。Flash將軍是軍中記憶力最好的(咱們知道程序下載到Flash裏後是掉電不失去的)。

 

SRAM

　　變量和堆棧記錄，爲啥不能交給Flash一併作呢？這是由於Flash將軍雖然記憶好，可是手腳慢，而變量更改比較頻繁，讓他幹這個不合適。代替他的就是SRAM方陣(咱們都知道SRAM是掉電丟失的，可是數據讀寫真的很快)。

 

APB1和APB2總線：

　　由騎兵隊AHB分出的兩隊騎兵APB1和APB2都是用來與片上外設進行交流的。之因此分紅兩組，是由於他們發現全部的外設方陣中，有的方陣動做快，有的方陣慢手慢腳，因而將慢的一組交給馬速較慢的APB1，快的交給馬速較快的APB2。其中APB1最快的行軍速度爲36MHz，APB2最快爲72Mhz。

 

RCC：

　　衆多的外設方陣，不用像元帥同樣每時每刻都得工做着。不工做的時候就得讓他們休息着，因此就出現了RCC校尉，用於管理外設方陣的做息(在32裏，咱們要使用某個片上外設，都得先開RCC使能)。

 

SDIO:

　　Flash和SRAM的能力是有限的，而SD卡的容量很大，SDIO就是專門用來與SD卡溝通的接口。