单片机可以从Flash中直接运行代码的原理

然而,CPU从ROM读取指令的说法适用于传统PC的处理器。单片机(MCU)在执行程序时,从Flash中直接运行代码,而无需将指令加载到RAM中。关键原理在于XIP(eXecute In Place),即芯片内执行。这允许CPU直接从存储器读取程序代码执行,无需内存加载。程序代码可直接在Flash内运行,无需占用内存,降低内存需求。
单片机可以从Flash中直接运行代码的原理
探讨单片机直接运行代码的原理

在计算机架构中,CPU从程序或应用程序中获取指令并执行计算。这个过程包含三个关键阶段:提取、解码和执行。提取阶段从RAM中获取指令,解码阶段理解指令的实际内容,执行阶段由CPU的相关部分执行指令。

然而,CPU从ROM读取指令的说法适用于传统PC的处理器。单片机(MCU)在执行程序时,从Flash中直接运行代码,而无需将指令加载到RAM中。

关键原理在于XIP(eXecute In Place),即芯片内执行。这允许CPU直接从存储器读取程序代码执行,无需内存加载。程序代码可直接在Flash内运行,无需占用内存,降低内存需求。

NOR Flash能够支持片内执行,因为它符合CPU取指令、译码和执行的要求。当CPU提供地址时,NOR Flash直接提供数据供CPU执行,无需额外处理。

对于Cortex-M3内核的单片机,其内部Flash通过AHB总线连接,指令和数据访问通过AHB完成。预取模块用于通过ICode总线读取指令。通过ICode总线,CPU直接从片内Flash读取指令。某些单片机提供指令预取缓冲区,以提高程序执行速度。

在STM32单片机中,预取缓冲区大小为64位,每次复位自动打开。预取缓冲区的存在使CPU可以以更高的主频运行,每次取指最多为32位的字,提高了CPU获取指令的效率和执行指令的速度。

51单片机不支持指令预取缓冲区,通过XIP技术直接从Flash中读取指令,接着进行译码和运行。

嵌入式系统中的代码执行方式包括三种主要方式:从RAM中执行、从ROM中执行和从Flash中执行。

深入探讨程序执行原理,期待与您一起探讨。2024-10-26
mengvlog 阅读 6 次 更新于 2025-07-20 16:02:32 我来答关注问题0
  • 然而,CPU从ROM读取指令的说法适用于传统PC的处理器。单片机(MCU)在执行程序时,从Flash中直接运行代码,而无需将指令加载到RAM中。关键原理在于XIP(eXecute In Place),即芯片内执行。这允许CPU直接从存储器读取程序代码执行,无需内存加载。程序代码可直接在Flash内运行,无需占用内存,降低内存需求。

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