В таблице 5 перечислены типы и атрибуты памяти, имеющиеся в микроконтроллере STM32. Как мы увидим в следующей главе, встроенная кэш-память первого уровня в микроконтроллерах STM32F7 также позволяет определить области внешней памяти, доступной через контроллер FMC, как кэшируемые. Это значительно улучшает производительность, которую предлагает семейство микроконтроллеров.

Таблица 5: Атрибуты памяти для типовых памятей STM32

Таблица 6 показывает сравнение характеристик MPU в ядрах Cortex-M0+/3/4/7. Обход MPU (MPU bypass) – это функция, предлагаемая MPU для обхода прав на доступ к области, когда ЦПУ выполняет исключения NMI или HardFault. Например, MPU может быть использован как механизм для обнаружения лимита стека путем выделения небольшого пространства SRAM в конце стека, помеченного как недоступное. При достижении лимита стека обработчик HardFault может обойти ограничения MPU и использовать зарезервированное пространство SRAM для обработки отказов.

Таблица 6: Сравнение характеристик MPU в различных ядрах Cortex-M

20.4.1. Программирование MPU с использованием CubeHAL

CubeHAL предоставляет весь необходимый уровень абстракции для программирования модуля MPU. Функция

void HAL_MPU_ConfigRegion(MPU_Region_InitTypeDef *MPU_Init);

позволяет сконфигурировать область памяти. Все параметры области задаются экземпляром структуры MPU_Region_InitTypeDef, которая определена следующим образом:

в то время как для включения MPU мы используем функцию:

void HAL_MPU_Enable(uint32_t MPU_Control);

Параметр MPU_Control задает режим управления MPU во время HardFault, NMI, FAULTMASK и привилегированного доступа к памяти по умолчанию. Может принимать значения, перечисленные в таблице 8. Важно отметить, что исключение отказа памяти MemFault разрешается автоматически после включения MPU.

Таблица 8: Макросы CubeHAL для определения управления MPU во время HardFault, NMI и FAULTMASK

1 MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

2

3/* Отключение MPU */

4HAL_MPU_Disable();

6/* Конфигурация области ОЗУ как Области №0 размером 8КБ и с доступом R/W */

7MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;

8MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x20000A00;

9MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_32B;

10MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_PRIV_RO_URO;

11MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;

12MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;

13MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_SHAREABLE;

14MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;

15MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;

16MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;

17MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_DISABLE;

18HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

19

20/* Определение указателя на первое слово защищенной области */

21volatile uint32_t *p = (uint32_t*)0x20000A00;

22*p = 0xDDEEFF00;

23

24/* Повторное включение MPU и включение фоновой области */

25HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);

26

27if(*p != 0xDDEEFF00)

28asm("BKPT #0");

29

30*p = 0xAABBCCDD; // Это сгенерирует отказ MemManage

В предыдущем фрагменте кода показано, как определить область памяти в SRAM и предотвратить доступ к ней в режиме записи как для привилегированного, так и для непривилегированного кода. Область начинается с адреса 0x2000 0A00 и занимает 32 Байт. В строке 21 определяется указатель на начало этой области, а содержимое первого слова изменяется в строке 22. Затем включается MPU, и атрибуты области не позволяют коду изменять его содержимое. Условие if в строке 27 не выполняется, поскольку первое слово области содержит значение 0xDDEE FF00. Однако команда в строке 30 сгенерирует отказ MemManage из-за атрибута области «только чтение».