存储器映射和存储器重映射概念

存储器映射和存储器重映射

1.1 什么是存储器映射？

存储器本身不具有地址信息，它的地址是由芯片厂商或用户分配的，给存储器分配地址的过程就称为存储器映射。如图 1.所示。

图 1.1 映射原理图

在完成了存储器映射后，用户就可以按地址去访问对应的存储单元。

1.2 什么是存储器重新映射？

顾名思义，存储器重映射就是给存储单元再分配1个地址。此时，该存储单元就有了两个地址。用户可以通过这两个地址来访问该存储单元。如图 1.1所示。

图 1.1 存储器重映射

1.3 为什么要进行存储器重映射？

在实际应用中，我们需要对某些存储单元再分配地址；此时，就要进行存储器重映射。例如，异常向量表所在存储单元和Boot ROM都须进行重映射。下面以异常向量表所在存储单元的重映射为例说明如下：

(1)用户程序总是从异常向量表开始执行

在ARM7编程中，异常向量表是用户程序的必备部分，程序流总是从异常向量表开始的。

(2)发生异常时，只能通过规定地址访问异常向量表

由ARM7体系结构可知，ARM7的异常向量地址始终是0x0000 0000～0x0000 001c 。例如，复位时，CPU 会自动跳转到复位异常向量地址0x0处读取该处指令。

(3) 异常向量表所在的存储单元地址不固定

用户程序可以存储在片内RAM 、片内Flash 、片外存储器，随着存储位置的不同，用户程序的存储地址显然也不同；因此，作为用户程序一部分的异常向量表的存储地址也是不固定的。如图 1.2所示。

0x0000 00000x0000 001C

0x4000 0000

0x4000 001C 0x8000 00000xE000 0000

0xFFF FFFF 0x8000 001C 不定

图 1.2 各异常向量表的实际位置

(4) 问题的提出

当异常向量表的实际存储地址并不在要求的0x0000 0000～0x0000 001c 范围时，那么发生异常时，CPU 怎样才能访问到异常向量表呢？

(5) 解决办法――存储器重映射

存储器重映射机制就是为了解决（4）所提的问题而设计的。用户可通过存储器重映射，把地址0x0000 0000～0x0000 001c 再分配给异常向量表所在存储单元。至此，CPU 内核既可以通过0x0000 0000～0x0000 001c 访问异常向量表，也可以通过异常向量表所在存储单元的实际地址来访问异常向量表。例如：用户程序现存放在片外Flash ，该程序的异常向量表实际存储地址位于0x80000000～0x8000003C ；但通过存储器重映射，可将地址0x00000000～0x0000003C 分配给0x80000000～0x8000003C 的存储单元。于是，用户既可以通过0x80000000～0x8000003C ，也可以通过0x00000000～0x0000003C 来访问异常向量表。所以，发生异常时，CPU 虽然仍是访问0x00000000～0x0000003C 处，但仍可通过该地址访问到实际位于片外Flash 的异常向量表。

1.4 小结

由上述可知，存储器重映射的用途就是给存储器单元再分配1个地址，以解决一些实际需要。

应用存储器重映射机制的例子，除异常向量表以外还有Boot ROM 。若您有兴趣，可参考我们的《深入浅出ARM7――LPC2300（上册）》中的“存储器重映射及引导块”小节。