3.1 S32K144存储映像与中断源

3.1.1 S32K144存储映像

所谓存储映像（Memory Mapping），在这里可以直观地理解为Cortex -M4F寻址的4 GB地址空间（0x0000_0000～0xFFFF_FFFF） 是被如何使用的，都对应了哪些实际的物理介质，有的供Flash存储器使用，有的供RAM使用，有的供外设模块使用。下面我们利用GPIO模块来阐述有关概念。GPIO模块使用了0x400F_F000～0x400F_FFFF地址空间，这些空间内的GPIO寄存器与CPU（即M4F内核）的内部寄存器（如R0、R1等）不同，访问GPIO寄存器需要使用直接地址进行访问，也就是说，需要使用三总线（地址总线、数据总线、控制总线）；而访问CPU内部寄存器，不需经过三总线（汇编语言直接使用R0、R1等名称即可），不涉及地址问题。由于访问CPU内部寄存器不经过三总线，所以其访问速度要比访问GPIO寄存器（对应直接地址）快。为了与CPU的内部寄存器区别，GPIO寄存器被称为映像寄存器（Mapping Register），相对应的地址被称为映像地址（Mapping Address），整个可直接寻址的空间被称为映像地址空间（Mapping Address Space）。

S32K144把 Cortex-M4F 内核之外的模块，用类似存储器编址的方式统一分配地址。在4 GB 的映像地址空间内，分布着片内 Flash、SRAM、系统配置寄存器以及其他外设，以便CPU通过直接地址进行访问。表3-1给出了S32K144存储器映像空间分配。

对于表3-1，读者应记住片内Flash区及片内RAM区存储映像，因为中断向量、程序代码、常数存储在片内Flash中，源程序编译后在链接阶段使用的链接文件中需包含目标芯片 Flash 的地址范围及用途等信息，才能顺利生成机器码。链接文件中还需包含 RAM的地址范围及用途等信息，以便生成机器码，确切定位全局变量、静态变量的地址以及堆栈指针。

1.片内Flash区存储映像

S32K144芯片的片内Flash区的大小为512 KB，地址范围是0x0000_0000～0x0007_FFFF，一般用来存储中断向量、程序代码、常数等，其中，中断向量表从0x0000开始向上增长。

2.片内RAM区存储映像

S32K144片内 RAM 区为静态随机存储器（SRAM），其大小为64 KB，地址范围是0x1000_0000～0x1000_FFFF，一般用来存储全局变量、静态变量、临时变量（堆栈空间）等。S32K144的堆栈空间的使用方向是从最大地址到最小地址，因此，堆栈的栈顶（Stack Top）应该设置为 RAM 地址的最大值+1，这样，全局变量及静态变量从 RAM 的最小地址向最大地址方向开始使用，堆栈是按照从 RAM 的最大地址到最小地址的方向使用的，从而可以减少重叠错误。

3.其他存储映像

其他存储映像，如外围设备存储映像（GPIO、外设桥等）、专用外设总线存储映像、系统保留段存储映像等，读者只需了解即可，在实际使用时，由芯片的头文件给出宏定义。BME位操作引擎用于对外设进行位操作，位操作引擎技术由硬件支持，可使用Cortex-M4F指令集中最基本的加载、存储指令来完成对外设地址空间内存的读、改、写操作。

3.1.2 S32K144中断源

中断（Interrupt）是MCU发展中一个重要的技术，它的出现在很大程度上解放了MCU，提高了MCU的执行效率。所谓中断，是指MCU在正常运行程序时，由于MCU内核异常或者 MCU 各模块发出请求事件，使 MCU 停止正在运行的程序，而转去处理异常或执行处理外部事件的程序（也称为中断处理程序）。

这些引起MCU中断的事件称为中断源。S32K144的中断源可分为两类：一类是内核中断，另一类是非内核中断，如表3-2所示。内核中断通常被称为异常（Exception），也就是说，当出现错误时，这些中断源会复位芯片或留有编程接口让程序进行特定处理。MCU 的异常模型以固定或可配置的优先级顺序处理各种异常（内部事件和外部事件，包括CPU指令、存储器和总线故障条件）。非内核中断是指MCU各个模块引起的中断，MCU执行完中断处理程序后，再回到刚才正在执行的程序，从停止的位置继续执行后续的指令。非内核中断又称为可屏蔽中断，这类中断可以通过编程来开启或关闭。从应用的角度来看，设备级别的中断源分为两类：NMI和用户中断。

表3-2中给出了 S32K144各中断源的中断向量号，非内核中断的中断请求（Interrupt Request,IRQ）号，即IRQ中断号，还给出了默认的中断处理程序。中断向量号是每一个中断源的固定编号，是由芯片设计生产时决定的，编程时不能更改，它是中断处理程序入口地址在中断向量表的位置。IRQ中断号是非内核中断源的编号，每一个编号代表了一个非内核中断源，可供用户在中断编程时查找使用。