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Freescale 16位單片機(jī)的地址映射

作者：時(shí)間：2016-11-28 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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前言：
原來(lái)一直不太明白單片機(jī)的地址映射，也沒(méi)有仔細(xì)的研究過(guò)，我想這就是我不是牛人的原因吧。通常開(kāi)始學(xué)單片機(jī)，都是寫(xiě)一些比較小的程序，如果不做項(xiàng)目開(kāi)發(fā)之類(lèi)的，以飛思卡爾16位單片機(jī)的資源配置來(lái)說(shuō)也足夠了。但是前一陣子遇到了一個(gè)問(wèn)題，需要在RAM中存一個(gè)比較大的常數(shù)數(shù)組，但是單單存在RAM中的話(huà)，肯定是存不下，考慮到數(shù)組是常數(shù)，所以只能存在ROM里，但是當(dāng)時(shí)時(shí)間較短，沒(méi)有研究明白，還得到了非常慘痛的教訓(xùn)，覺(jué)得不甘心，打算再花時(shí)間研究了一下。在以后的文章中我會(huì)把我的研究心得記錄下來(lái)，希望大家提出意見(jiàn)。

飛思卡爾16位單片機(jī)的資源配置
以MC9S12XS128MAL為例，其實(shí)DG128之類(lèi)的類(lèi)似。如圖一，128代表的是單片機(jī)中的FLASH大小為128K Byte，同理64代表的是單片機(jī)中的FLASH大小為64 K Byte，256代表的是單片機(jī)中的FLASH大小為256 K Byte。但是S12(X)所使用的內(nèi)核CPU12(X)的地址總線(xiàn)為16位，尋址范圍最大為2^16 =64K Byte，而這64K Byte的尋址空間還包括寄存器、EEPROM（利用Data Flash模擬）、RAM等，因此不是所有的64K Byte都是用來(lái)尋址FLASH。所以在S12(X)系列單片機(jī)中，很多資源是以分頁(yè)的形式出現(xiàn)的，其中包括EEPROM、RAM、FLASH。EEPROM的每頁(yè)大小為1K Byte，RAM的每頁(yè)大小為4K Byte，F(xiàn)LASH的每頁(yè)大小為16K Byte。因此XS128中EEPROM的頁(yè)數(shù)為8K/1K = 8頁(yè)，RAM的頁(yè)數(shù)為8K/4K = 2頁(yè)，F(xiàn)lash的頁(yè)數(shù)為128K/16K = 8頁(yè)。

圖一

圖二
在單片普通模式中，復(fù)位后，所有內(nèi)存資源的映射如圖二所示，其中從0x0000-0x07FF的2K范圍內(nèi)映射為寄存器區(qū)，如I/O端口寄存器等，當(dāng)然寄存器沒(méi)有那么多，后面的一部分其實(shí)沒(méi)有使用；
從0x0800-0x0BFF，共1K的空間，映射為EEPROM區(qū)，由上面的分析，XS128中共有8頁(yè)的共8K的EEPROM，所以這8頁(yè)的EEPROM都是以分頁(yè)的形式出現(xiàn)的，可以通過(guò)設(shè)置寄存器EPAGE選擇不同的頁(yè)并進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)；
從0x0C00到0x0FFF的1K空間為保留區(qū)（其實(shí)這里面也有學(xué)問(wèn)，以后探討）；
從0x1000到0x3FFF的12K空間為RAM區(qū)，分為三頁(yè)，但是和前面所說(shuō)的EEPROM不同，這三頁(yè)中有2頁(yè)（對(duì)于XS128和XS256）或一頁(yè)（對(duì)于XS64）為固定頁(yè)，位于12K空間的后一部分，以XS128為例，其內(nèi)部的RAM資源為8K，所以其三頁(yè)中的最后兩頁(yè)（0x2000-0x3FFF）為固定頁(yè)，第一頁(yè)（0x1000-0x1FFF）為窗口區(qū)，通過(guò)設(shè)置寄存器RPAGE來(lái)映射其他分頁(yè)的RAM，當(dāng)然在單片普通模式下，XS128內(nèi)部已經(jīng)沒(méi)有其他的RAM了，所以這一頁(yè)其實(shí)也沒(méi)有用。但是對(duì)于XS256，這一頁(yè)是有用的，因?yàn)樗偣灿?2K的RAM。但是，在單片普通模式下，即沒(méi)有外擴(kuò)RAM的情況下，用戶(hù)是不用刻意的去配置RPAGE的，因?yàn)閺?fù)位的時(shí)候，已經(jīng)默認(rèn)指向那一頁(yè)的RAM。
從0x4000-0xFFFF的總共48K的空間為Flash區(qū)，分為三頁(yè)。其中第一頁(yè)和第三頁(yè)為固定的Flash頁(yè)，中間的一頁(yè)（0x8000-0xBFFF）為窗口區(qū)，通過(guò)設(shè)置PPAGE寄存器，可以映射到其他的分頁(yè)Flash。
在最后的一頁(yè)固定的Flash區(qū)域中的最后256字節(jié)中，保存的是中斷向量。

對(duì)于RAM和Flash來(lái)說(shuō)，其實(shí)固定頁(yè)和其他的分頁(yè)資源是統(tǒng)一編址的，不同的是固定頁(yè)不可以通過(guò)寄存器（RPAGE、PPAGE）改變映射，而其他的頁(yè)必須通過(guò)寄存器的設(shè)置來(lái)選擇映射不同的頁(yè)。

codewarrior中的prm文件
網(wǎng)上廣泛流傳的一篇文章講述的是8位飛思卡爾單片機(jī)的內(nèi)存映射，這幾天，研究了一下Codewarrior 5.0 prm文件，基于16位單片機(jī)MC9S12XS128，一點(diǎn)心得，和大家分享。有什么錯(cuò)誤請(qǐng)指正。

正文：

關(guān)于Codewarrior 中的 .prm 文件

要討論單片機(jī)的地址映射，就必須要接觸.prm文件，本篇的討論基于 Codewarrior 5.0 編譯器，單片機(jī)采用MC9S12XS128。
通過(guò)項(xiàng)目模板建立的新項(xiàng)目中都有一個(gè)名字為“project.prm”的文件，位于Project Settings->Linker Files文件夾下。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基于XS128的.prm文件起始內(nèi)容如下：

.prm文件范例：

NAMES
END

SEGMENTS

RAM = READ_WRITE DATA_NEAR 0x2000 TO 0x3FFF;

ROM_4000 = READ_ONLY DATA_NEAR IBCC_NEAR 0x4000 TO 0x7FFF;
ROM_C000 = READ_ONLY DATA_NEAR IBCC_NEAR 0xC000 TO 0xFEFF;

//OSVECTORS = READ_ONLY 0xFF10 TO 0xFFFF;

EEPROM_00 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x000800 TO 0x000BFF;
EEPROM_01 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x010800 TO 0x010BFF;
EEPROM_02 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x020800 TO 0x020BFF;
EEPROM_03 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x030800 TO 0x030BFF;
EEPROM_04 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x040800 TO 0x040BFF;
EEPROM_05 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x050800 TO 0x050BFF;
EEPROM_06 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x060800 TO 0x060BFF;
EEPROM_07 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0x070800 TO 0x070BFF;

PAGE_F8 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xF88000 TO 0xF8BFFF;
PAGE_F9 = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xF98000 TO 0xF9BFFF;
PAGE_FA = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xFA8000 TO 0xFABFFF;
PAGE_FB = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xFB8000 TO 0xFBBFFF;
PAGE_FC = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xFC8000 TO 0xFCBFFF;

PAGE_FE = READ_ONLY DATA_FAR IBCC_FAR 0xFE8000 TO 0xFEBFFF;

END

PLACEMENT

_PRESTART,
STARTUP,
ROM_VAR,
STRINGS,
VIRTUAL_TABLE_SEGMENT,
//.ostext,
DEFAULT_ROM, NON_BANKED,
COPY

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