STM32的运行
# 主线的运行：主线仲裁
这里讲到的总线是片外的外部总线：指令、数据与系统总线
还是从这张图开始：
其中的Bus Matrix也就是总线矩阵可以调用循环调度算法从而实现总线仲裁的功能：
总线矩阵可实现以下部分互联：
- 八条主控总线：
- Cortex-M4 内核 I 总线，D 总线和 S 总线；
- DMA1 存储器总线，DMA2 存储器总线；
- DMA2 外设总线；
- 以太网DMA 纵向的；
- USB OTG HS DMA 总线；
- 七条被控总线：
- 内部FLASH ICode 总线；
- 内部FLASH DCode 总线；
- 主要内部SRAM1（112KB）；
- 辅助内部SRAM2（16KB）；
- AHB1 外设和AHB2 外设；
- FSMC 控制器
# 几条总控总线
I 总线：
也就是总线矩阵图中的 S0 端，此总线用于将 Cortex 内核的指令总线连接到总线矩阵
- 「内核通过此总线获取指令」
- 访问对象：包含代码的存储器
我们知道 STM32 有三种启动方式：从 FLASH 启动、从内部 SRAM 启动、从外部 RAM 启动，这三种存储器刚好对应的就是 M0、M2 和 M6 这三条总线
D 总线：
此总线用于将 Cortex 数据总线和 64KB CCM 数据 RAM 连接到总线矩阵
- 「内核通过此总线进行立即数加载和调试访问」
- 访问对象：代码或数据的存储器（内部FLASH 或通过FSMC 的外部存储器）
S 总线：
此总线用于将 Cortex 内核的系统总线连接到总线矩阵
- 「此总线用于访问位于外设或 SRAM 中的数据」也可通过此总线获取指令（效率低于 I 总 线）
- 访问的对象：112KB、16KB 的内部 SRAM、包括 APB 外设在内的 AHB1 外设、AHB2 外设以及通过 FSMC 的外部存储器
DMA 存储器总线：
此总线用于将DMA 存储器总线主接口连接到总线矩阵。 DMA 通过此总线来执行存储器数据的传入和传出
DMA 外设总线：
此总线用于将 DMA 外设主总线接口连接总线矩阵。DMA 通过此总线访问 AHB 外设或执行存储器之间的数据传输
以太网 DMA 总线：
此总线用于将以太网 DMA 主接口连接到总线矩阵。以太网DMA 通过此总线向存储器存取数据
USB OTG HS DMA 总线：
此总线用于将 USB OTG HS DMA 主接口连接到总线矩阵。USB OTG HS DMA 通过此总线向存储器加载/存储数据
# 什么是总线矩阵
总线矩阵的功能就是访问仲裁，「总线矩阵就像是一个裁判，由他来决定某个时刻允许谁与谁通信」
他的判断是有个方法的，叫做“轮换算法”，就是按顺序轮换，不能插队。一个时间只能有一个主动单元通过总线矩阵与一个被动单元连接。这里「主动单元是上述中 8 条主控总线，就是 CM4 内核和 DMA 控制器」，他们是控制端是有权限发出命令的主机。如果两个同时想要控制，就由总线矩阵判定当前给谁用；
7 条被控总线属于被动单元，比如 Flash、SRAM 就是用来存放数据的，相当于电脑硬盘和内存，完全是被动，任由 CPU 控制进行数据读写。
# 地址映射与位带操作
目前先简略的记一下，等到学到底层的时候再回来
# 地址映射
由于 STM32 是一个32位的单片机，所以做一个简单的计算：
所以在这
# 位带操作
关于位带操作可以参考这篇文章 (opens new window)，写的非常好了
反正基本就是把一个外设的地址扩展为能控制详细功能的32倍的地址
# 时钟与复位
对于时钟树，CubeMX 中可以清晰地看到可以分为三个部分：第一部分是时钟的生成，第二部分是外设 时钟的配置，第三部分是主时钟输
# 时钟的生成
图中左边部分是时钟的生成功能选择，包括生成RTC(实时时间)时钟、 IWDG(独立看门狗)、FLITFCLK(闪存存储器接口)时钟、SYSCLK(系统时钟)。其中只有系统时钟是必须设置的，其他的都是与外设相关的，即有用到该外设才需要设置该时钟。
RTC 时钟可以从 3 个时钟来源，选择一种，为得到精准的实时时间我们一般需要使用 LSE(低速时钟)，该时钟一般来源于芯片外接的 32.768KHz 的晶振。 独立看门狗只能使用芯片内的 32KHz 时钟源 LSI RC。
系统时钟是微控制器真正运行速度快慢的体现。STM32F407 芯片支持最大的系统时钟是 168MHz（支持长时间正常运行）。系统时钟也有 3 个可选来源：
- 第 1 种是直接使用芯片内部的16MHz 时钟源 HSI RC，显然直接使用这个很浪费资源，本来可以跑168MHz 的，现在拿来跑16MHz，所以这种一般都不会使用
- 第 2 种是直接把芯片外接的时钟源(一般是石英晶振)做为系统时钟，为得到 168MHz 的 系统时钟，我们需要外接 168MHz 的晶振，这个出于成本考虑，一般也不用
- 第 3 种是把外接时钟源或者芯片内部 8MHz 时钟源的 8 分频接入到 PLL(锁相环)倍频 得到PLLCLK，然后才得到系统时钟，实际应用中一般使用这种方法，只要外接一 个8 MHz 晶振就可以得到 168MHz 的系统时钟，另外一般选择外接 8MHz 的晶振 时钟源HSE 而不会选择内部的 HIS RC，一个是出于稳定性考虑，另 外8MHz 的晶振成本也不高。
# 外设时钟的配置
AHB 总线频率(HCLK)是通过 SYSCLK 分频得到的，最高支持 168MHz，所以一般选择 1 分频。I2S 外设是直接使用 HSE 分频一次后的时钟，ETH 是使用同 SYSCLK 时钟。APB1 和 APB2 总线的时钟都是由 HCLK 分频得到，其中 PCLK1(APB1 总线频率)最大只能是 84MHz，而 PCLK2(APB2 总线频率)可以达到 168MHz。从图 9-7 中 可以看到，挂在 APB1 总线上的外设有 TIM2~TIM7、TIM12~TIM14、USART2、USART3、 SPI2、SPI3、I2C1~3 等等，挂在 APB2 总线上的外设有SDIO、TIM1、TIM8、TIM9、 TIM11、USART1、USART6、ADC 等等。
# 主时钟的输出
STM32F40x 控制器有两个个主时钟输出引脚 MCO，第一个 MCO1 引脚（PA8） 有4个时钟源可以选择：HIS 时钟(内部高速时钟源)、LSE(外部低速时钟源)、 HSE(外部高速时钟源)、PLL 时钟
第二个 MCO2 引脚（PC9）有 4 个时钟源可 以选择：HSE 时钟、PLL 时钟、系统时钟（SYSCLK）、PLLI2S 时钟。MCO 输出时钟最高不能超过 100MHz，因为引脚最高频率不能超过100MHz