STM32的FSMC与IO口的区别

偏执的太偏执、 2022-04-24 13:20 259阅读 0赞

最早CPU要访问外部RAM需要三条总线：地址总线、数据总线（以16条地址线8位存储器为例）和控制总线

> 地址总线：A0到A15共计16根地址线
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> 数据总线：D0到D7共计8根数据线
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> 控制总线：至少包括读写控制等控制线

CPU要访问外部RAM，就得靠这些线来进行控制，首先在这16根地址线上呈现地址值，指示要访问的目标地址，使得外部RAM可以定位到存储单元；接着，要让控制总线上呈现是读还是要写，好让外部RAM做好准备；最后，如果是读，则外部RAM就把指定地址存储器的值8位呈现在D0到D7上，由CPU取走。如果是写，则CPU自己把8位值输出呈现在D0到D7上，由外部RAM接收后改写存储器的值。这整个过程都是由硬件来实现的，完全没有任何一句用户代码来参与的，是CPU设计之初就定义实现好的，这个过程的时间关系就叫做时序。一定要记住一点，总线是硬件实现的，有严格的规定好的时序。

可以看到，这种对引脚要求是比较多的，16条地址线加8条数据线再加控制线必须有25根线以上，所以8051为了省线，将8条数据线和地址线的低8位进行了时分复用（称为AD0到AD7），这样就可以省掉8根线，但代价是必须由外部增加锁存器来锁存地址的低8位（现在的外部RAM可以理解为将锁存器做到了芯片中）。但过程仍是上述描述的内容。即使这样，仍需要引脚近20根，如果存储量大，地址线更多，这些线就是STM32的FSMC，FSMC即灵活的静态存储器控制器，就是用来驱动外部总线，做上面所描述的工作的。为什么说是灵活的，我想主要是因为它可以通过事先对一些时间等参数进行设置调整，可以适应不同厂家参数有差异的SRAM或者像LCD、OLED等类似外设。但这些参数设定一次之后，整个控制时序关系就固定了，总线在具体工作的时候就不再需要用户来操心了，这就是硬件实现的优点，速度快且不占用CPU的计算资源。

至于IO，我想就不用解释了，就是CPU的输入输出端口，可以由CPU控制读写的一个个外部引脚，既然可以控制，就有人仿造总线的时序，用多个IO来通过软件控制的方式来模拟外部总线，比如8051没有SPI接口，就可以用至少三个IO口来分别模拟SCLK时钟，MOSI和MISO数据线。事实上，你也可以用二十几个IO来模拟上面所说的三条总线，但每一次的读写你都得按照时间顺序来控制这二十几个IO端口，你可以把它编好后写成函数，但仍然是占用CPU大量资源的，这就是软件实现的弊端，速度慢且占用CPU的计算资源。

STM32向外提供了灵活的总线访问接口即FSMC，无须你用IO来模拟，就如同8051的地址数据总线一样以硬件的方式来自动工作。不仅如此，如果你的系统用不到FSMC接口，STM32还可以把预备FSMC使用的端口让出来，使它可以当成普通IO一样来使用，从而节省宝贵的外部引脚空间。