STM32-FSMC機制的NOR Flash存儲器擴展技術

引 言
STM32是ST(意法半導體)公司推出的基于ARM內核Cortex－M3的32位微控制器系列。Cortex－M3內核是為低功耗和價格敏感的應用而專門設計的，具有突出的能效比和處理速度。通過采用Thumb－2高密度指令集，Cortex－M3內核降低了系統(tǒng)存儲要求，同時快速的中斷處理能夠滿足控制領域的高實時性要求，使基于該內核設計的STM32系列微控制器能夠以更優(yōu)越的性價比，面向更廣泛的應用領域。
STM32系列微控制器為用戶提供了豐富的選擇，可適用于工業(yè)控制、智能家電、建筑安防、醫(yī)療設備以及消費類電子產(chǎn)品等多方位嵌入式系統(tǒng)設計。STM32系列采用一種新型的存儲器擴展技術――FSMC，在外部存儲器擴展方面具有獨特的優(yōu)勢，可根據(jù)系統(tǒng)的應用需要，方便地進行不同類型大容量靜態(tài)存儲器的擴展。

1 FSMC機制
FSMC(Flexihie Static Memory Controller，可變靜態(tài)存儲控制器)是STM32系列中內部集成256 KB以上Flash，后綴為xC、xD和xE的高存儲密度微控制器特有的存儲控制機制。之所以稱為“可變”，是由于通過對特殊功能寄存器的設置，F(xiàn)SMC能夠根據(jù)不同的外部存儲器類型，發(fā)出相應的數(shù)據(jù)／地址／控制信號類型以匹配信號的速度，從而使得STM32系列微控制器不僅能夠應用各種不同類型、不同速度的外部靜態(tài)存儲器，而且能夠在不增加外部器件的情況下同時擴展多種不同類型的靜態(tài)存儲器，滿足系統(tǒng)設計對存儲容量、產(chǎn)品體積以及成本的綜合要求。
1．1 FSMC技術優(yōu)勢
①支持多種靜態(tài)存儲器類型。STM32通過FSMC町以與SRAM、ROM、PSRAM、NOR Flash和NANDFlash存儲器的引腳直接相連。
②支持豐富的存儲操作方法。FSMC不僅支持多種數(shù)據(jù)寬度的異步讀／寫操作，而且支持對NOR／PSRAM／NAND存儲器的同步突發(fā)訪問方式。
③支持同時擴展多種存儲器。FSMC的映射地址空間中，不同的BANK是獨立的，可用于擴展不同類型的存儲器。當系統(tǒng)中擴展和使用多個外部存儲器時，F(xiàn)SMC會通過總線懸空延遲時間參數(shù)的設置，防止各存儲器對總線的訪問沖突。
④支持更為廣泛的存儲器型號。通過對FSMC的時間參數(shù)設置，擴大了系統(tǒng)中可用存儲器的速度范圍，為用戶提供了靈活的存儲芯片選擇空間。
⑤支持代碼從FSMC擴展的外部存儲器中直接運行，而不需要首先調入內部SRAM。
1．2 FSMC內部結構
STM32微控制器之所以能夠支持NOR Flash和NAND Flash這兩類訪問方式完全不同的存儲器擴展，是因為FSMC內部實際包括NOR Flash和NAND／PC Card兩個控制器，分別支持兩種截然不同的存儲器訪問方式。在STM32內部，F(xiàn)SMC的一端通過內部高速總線AHB連接到內核Cortex－M3，另一端則是面向擴展存儲器的外部總線。內核對外部存儲器的訪問信號發(fā)送到AHB總線后，經(jīng)過FSMC轉換為符合外部存儲器通信規(guī)約的信號，送到外部存儲器的相應引腳，實現(xiàn)內核與外部存儲器之間的數(shù)據(jù)交互。FSMC起到橋梁作用，既能夠進行信號類型的轉換，又能夠進行信號寬度和時序的調整，屏蔽掉不同存儲類型的差異，使之對內核而言沒有區(qū)別。