MC9S12系列單片機(jī)地址影射以及分頁(yè)問(wèn)題

但是，你有沒(méi)有RAM不夠用的情況？有沒(méi)有想定義變量到FLASH ROM的情況？有沒(méi)有因?yàn)橛岣邔ぶ沸识x變量到非分頁(yè)區(qū)的情況？有沒(méi)有寫EEPROM但沒(méi)寫成功的情況？
飛思的memory非常靈活，通過(guò)地址映射來(lái)提高效率是芯片制造商的一慣作風(fēng)（當(dāng)然，首先這個(gè)CPU要有這種尋址和內(nèi)存映射轉(zhuǎn)換機(jī)制），但是，縱觀HCS12(x) memory map的東西，真是做到極限了。用我以前的話講是，用有限的資源獲得無(wú)限的好處了?？纯碊G128，64K的邏輯空間，映射之后RAM EEPROM FALSH ROM，都可以充分發(fā)揮作用，而且擴(kuò)展FLASH也方便。而XS128更高級(jí)一籌，有專門的MMC管理HCS12(x) memory map。
我大體上了解這兩個(gè)片子的HCS12(x) memory map，因此就此談?wù)劺斫夂涂捶?，如有錯(cuò)誤，請(qǐng)大家不吝指出
首先，說(shuō)說(shuō)6個(gè)概念。
1 memory map 地址映射，不要理解成內(nèi)存映射，內(nèi)存是RAM。
2 為什么要映射？因?yàn)镃PU的尋址是對(duì)物理地址操作，但是單片機(jī)的RESET之后只有相對(duì)地址。相對(duì)地址，我理解為是一塊一塊的，不是連斷的。相對(duì)地址，顧名思義，是個(gè)相對(duì)的，沒(méi)有映射之前，CPU是找不到他的，也用不了相對(duì)地址的數(shù)據(jù)。 粘一句百度上的解釋：為了保證CPU執(zhí)行指令時(shí)可正確訪問(wèn)存儲(chǔ)單元，需將用戶程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為運(yùn)行時(shí)由機(jī)器直接尋址的物理地址，這一過(guò)程稱為地址映射。
3 RAM，這個(gè)不多說(shuō)，是存變量和棧的東西，高速，掉電即失。
4 EEPROM，這個(gè)是一種特別的FLASH。一般用來(lái)保存少量數(shù)據(jù)，掉電不會(huì)丟失。FLASH也是非易失的，SD卡就是一種FLASH。EEPROM和普通FLASH的區(qū)別，在于讀寫時(shí)的字節(jié)操作上。這個(gè)我基本上沒(méi)有體會(huì)，因?yàn)槭窍喈?dāng)?shù)讓拥臇|西。
5 FLASH和ROM，在HCS12(X)里，建議把FLASH和ROM等同起來(lái)理解。大家的程序就是放在這里面的。還有一個(gè)CONST變量和中斷向量也是存在這里面的。ROM可能有個(gè)誤區(qū)，只能讀不能寫，一次性的，不錯(cuò)。但是，有加個(gè)前提，應(yīng)該是可控的ROM。
6 還有一個(gè)重要的register 空間，這個(gè)是存放I/0地址和單片機(jī)可編程寄存器的空間，是廠家定義的。在頭文件里可以看到。如extern volatile PORTABSTR _PORTAB @(REG_BASE + 0x00000000)就是典型的register 空間映射。
我把memory map理解成為3個(gè)內(nèi)容：一個(gè)是映射管理，一個(gè)是分頁(yè)機(jī)制,一個(gè)是尋址的問(wèn)題。映射管理，就是單片機(jī)RESET之后，邏輯地址和物理地址之間的關(guān)系。分頁(yè)機(jī)制的產(chǎn)生主要由于16位尋址能力有限，需要分頁(yè)解決，另外在虛擬內(nèi)存管理上可以獲得更多的優(yōu)勢(shì)。至于，CPU尋址的問(wèn)題，這個(gè)就不深糾了。
這次以DG128的為例，XS128的稍復(fù)雜一些。理解了DG128的，XS128的問(wèn)題就不大。
先說(shuō)一說(shuō)映射管理：DG128里通過(guò)設(shè)置INITRG、INITRM、INITEE來(lái)實(shí)現(xiàn)映射。具體的設(shè)置看DS吧。默認(rèn)情況下：register 空間映射到0X0000到0x03FF,這個(gè)優(yōu)先級(jí)最高。RAM空間映射到0x0400-0X1FFF，看到?jīng)]有，實(shí)際上只有7K，也就是說(shuō)能用的RAM只有7K。但是，DG128的RAM有8K的邏輯空間啊。所以，可以改INITRG、INITRM、INITEE重映射以提高RAM的實(shí)際可用空間。怎么改，看需要了。WJ在這里邏嗦一句，可以看看PE是怎么改的。而FLASH映射了3個(gè)，有兩個(gè)非分頁(yè)地址0x4000-0x7FFF和0xC000-0xFEFF。還有一個(gè)分頁(yè)地址，這一個(gè)分頁(yè)址有6個(gè)頁(yè)面。6個(gè)頁(yè)面占用一個(gè)分頁(yè)窗，用一個(gè)邏輯空間，如何讓這6個(gè)頁(yè)面協(xié)作工作并讓CPU能找到他們呢？

這就是分頁(yè)管理機(jī)制的內(nèi)容。這6個(gè)頁(yè)面分別是：
PAGE_38 = READ_ONLY 0x388000 TO 0x38BFFF;
PAGE_39 = READ_ONLY 0x398000 TO 0x39BFFF;
PAGE_ 3A = READ_ONLY 0x3A8000 TO 0x3ABFFF;
PAGE_3B = READ_ONLY 0x3B8000 TO 0x3BBFFF;
PAGE_3C = READ_ONLY 0x3C8000 TO 0x3CBFFF;
PAGE_3D = READ_ONLY 0x3D8000 TO 0x3DBFFF;
上面說(shuō)的大家可以新建一個(gè)DG128工程，到PRM文件里看。
再看看分頁(yè)管理機(jī)制：DG128里只有FLASH空間可以分頁(yè)，而XS128里，分頁(yè)的東西太多了。DG128里FLASH分頁(yè)是通過(guò)PPAGE寄存器搞定的。PPAGE是5位寄存器，CPU12內(nèi)核規(guī)位每頁(yè)只能有16KB。因此DG128的FLASH尋址空間就是2^5*16KB=512KB了。

首先問(wèn)一個(gè)問(wèn)題：
中斷函數(shù)為什么要加：#pragma CODE_SEG __NEAR_SEG NON_BANKED 這個(gè)聲明？這個(gè)聲明是干什么用的？
這要還是要從FLASH分頁(yè)和非分頁(yè)的區(qū)別說(shuō)起。
下面詳細(xì)說(shuō)一說(shuō)，F(xiàn)LASH里非分頁(yè)和分頁(yè)的使用。 要明白一點(diǎn)，分頁(yè)是不可見(jiàn)的，要用的時(shí)候PPAGE參與尋址。
1 FLASH里非分頁(yè)工作機(jī)制
FLASH一共為128K，一頁(yè)是16K，那么應(yīng)該有8頁(yè)才是，但是實(shí)際只有6個(gè)分頁(yè)。有2個(gè)非分頁(yè)放在4000-7FFF，和C000-FFFF兩個(gè)邏輯地址窗里。那么，當(dāng)程序的尋址在64K之內(nèi)（2^16=64K,16位機(jī)的尋址能力是64K）時(shí)，就不用分頁(yè)了，直接使用那兩個(gè)非分頁(yè)的數(shù)據(jù)。實(shí)際上，3E頁(yè) 3F頁(yè)是可見(jiàn)的，其實(shí)他們就是那2個(gè)非分頁(yè)的映射。因此，使用非分頁(yè)FLASH，就不須設(shè)置PPAGE寄存器，直接使用邏輯地址即可。見(jiàn)圖1。
這點(diǎn)我們可以從以下看出：

ROM_4000 = READ_ONLY 0x4000 TO 0x7FFF;
ROM_C000 = READ_ONLY 0xC000 TO 0xFEFF;
PLACEMENT
NON_BANKED, INTOROM_C000;

很直觀地看出，把這兩個(gè)可以直接使用邏輯地址的頁(yè)面設(shè)為NON_BANKED, 那么中斷函數(shù)放在NON_BANKED里，就可以把函數(shù)放在64K的尋址程序段中。這么一來(lái)，進(jìn)中斷就方便多了，效率也高很多。這就是對(duì)本文開(kāi)篇的解釋。
2FLASH里分頁(yè)工作機(jī)制
好了，上面是3E頁(yè) 3F頁(yè)是可見(jiàn)的分頁(yè)區(qū)，還有3D 3C 3B 3A 39 38不可見(jiàn)的分頁(yè)區(qū)。當(dāng)你的程序要尋址64K以外的空間，即不是是可見(jiàn)的3E頁(yè) 3F頁(yè)時(shí)，就要涉及分頁(yè)了。
PPAGE是MMC模塊的東西，我搞了個(gè)圖片大家看看，如圖2。每一頁(yè)在DG128中的邏輯地址都是由PPAGE中的頁(yè)號(hào)和重疊窗口內(nèi)地址組成的24位絕對(duì)地址。通過(guò)設(shè)置寄存器PPAGE，可以使用全部的FLASH空間。例如：程序要將數(shù)據(jù)存入$3D頁(yè)，設(shè)置PPAGE的值為$3D，那么邏輯地址范圍說(shuō)是$3D8000-$3DBFFF。有一點(diǎn)要注意：為了分頁(yè)描述的完整性，可以如下理解：對(duì)于3E頁(yè) 3F頁(yè)有兩個(gè)邏輯地址映射到物理地址。拿3E頁(yè)來(lái)說(shuō)，有$004000-$007FFF和$3E8000-$3EBFFF。
對(duì)于程序是如何尋址，這個(gè)是內(nèi)核的東西，大家可以看看CPU這個(gè)文檔。
通過(guò)分析，相信大家知道地址這個(gè)東西是非常有用的吧。下次說(shuō)說(shuō)XS128，XS128的RAM FLASH EEPROM都可以分頁(yè)。更高級(jí)，更主動(dòng)，編程彈性更大。