MCU的存儲(chǔ)器組織知識(shí)

首先說(shuō)一下 MCU 的存儲(chǔ)器組織。

蒙圈，MCU 中常使用的存儲(chǔ)器類(lèi)型有：FLASH、RAM、ROM（包括EEPROM）

在軟件角度來(lái)看，程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)分為以下幾個(gè)部分：

注：

1.代碼段和常量段都可以用于保存常量數(shù)據(jù)，其主要區(qū)別是，如果常量可以作為匯編指令的一個(gè)操作數(shù)，則該常量被編譯進(jìn)代碼段。如果不能用一個(gè)匯編操作數(shù)表示，則存于常量段。如 "uchar a=0x05;" 中的 "0x05" 將被編譯成代碼 "mov #0x05， a"；如果是 "uchar a[]={0x05， 0x06}" 則 "0x05，0x06" 被放置于常量段， 在初始化 a[] 的時(shí)候會(huì)有一段匯編指令用于將常量段中的內(nèi)容拷貝到 a[] 中。

軟件存儲(chǔ)區(qū)與硬件存儲(chǔ)器類(lèi)型是怎么對(duì)應(yīng)的呢？

一般來(lái)講如下：

注：

1.MCU 中的 ROM 通常用于存儲(chǔ)制造商信息、控制器型號(hào)等信息；

2.對(duì)于 x86 體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，因?yàn)闆](méi)有 Flash 類(lèi)型的存儲(chǔ)器，所以，所有的軟件存儲(chǔ)區(qū)最終都加載到內(nèi)存中，但是其內(nèi)存是分段的，用戶對(duì)不同內(nèi)存段的訪問(wèn)權(quán)限不同，其代碼段和常量段不可以被用戶修改，如果意外修改則拋出段錯(cuò)誤異常。

知道了存儲(chǔ)器類(lèi)型和各存儲(chǔ)區(qū)的劃分之后，讓我們來(lái)看以下三組程序：

1.

staticvoidProcStr(void)

{

ucharStr[]={"12345"};

}

這段程序中，Str[] 是一個(gè)局部數(shù)組，其大小為 6，占用的堆棧空間是 2 個(gè)字符；"12345" 是常量，被存儲(chǔ)在常量段；Str[] 的初始化過(guò)程，相當(dāng)于從常量區(qū)拷貝 6 個(gè)字符的數(shù)據(jù)到棧中，這 6 個(gè)字符是"12345\0"。

2.

staticvoidProcStr(void)

{

ucharStr[]="12345";

}

這段程序中，Str[] 是一個(gè)局部數(shù)組，其大小為 6，占用的堆?？臻g是 2 個(gè)字符；"12345" 是常量，被存儲(chǔ)在常量段；Str[] 的初始化過(guò)程，相當(dāng)于從常量區(qū)拷貝 6 個(gè)字符的數(shù)據(jù)到棧中，這 6 個(gè)字符是 "12345\0"。

3.

staticvoidProcStr(void)

{

constuchar*Str="12345";

}

這段程序中沒(méi)有數(shù)組，唯一的Str 是一個(gè)局部指針，其大小為 4（在 32 位系統(tǒng)中），因此這段程序只占用 4（在 32 位系統(tǒng)中）個(gè)字符的堆棧空間；"12345"是常量，被存儲(chǔ)在常量段；Str 的初始化過(guò)程，是將指針Str 初始化為常量"12345"的地址，后續(xù)程序通過(guò)指針Str直接訪問(wèn)常量段，無(wú)需內(nèi)存拷貝過(guò)程。

從以上分析可以看出，前兩種方法是一樣的，都需要為局部數(shù)據(jù)分配存儲(chǔ)空間，并將靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)拷貝過(guò)來(lái)，而最后一種方法是通過(guò)指針直接訪問(wèn)靜態(tài)數(shù)據(jù)而無(wú)需拷貝。如果字符串長(zhǎng)度大于系統(tǒng)中指針的長(zhǎng)度，第三種方法將在時(shí)間和空間上大大優(yōu)于前兩種方法（第三種方法極大的節(jié)省了堆棧空間，并減少了拷貝數(shù)據(jù)所用的時(shí)間）。

但是，對(duì)于 MCU 來(lái)說(shuō)，并不總是第三種方法好，原因在于第三種方法是直接訪問(wèn)常量段，由上面的表可知，對(duì)于將常量存儲(chǔ)于 Flash 的 MCU 來(lái)說(shuō)，訪問(wèn)常量段要比訪問(wèn) RAM 慢得多。因此，如果接下來(lái)要頻繁訪問(wèn)這個(gè)字符串，那么，采用前兩種方法在速度上將會(huì)更優(yōu)一些，理由是前兩種方法只需要訪問(wèn)一次 Flash，而第三種方法則每次都需要訪問(wèn) Flash。

當(dāng)然，如果在接下來(lái)的程序中，需要修改字符串Str 中的內(nèi)容，那就只能采用前兩種方法，第三種方法將會(huì)提示錯(cuò)誤。

特殊說(shuō)明：今天講的一些內(nèi)容跟編譯器的特性相關(guān)，不同編譯器，甚至相同編譯器的不同版本間存在一定差異。