ARM7TDMI 레퍼런스 매뉴얼을 살펴보면 다음과 같이 칩코어의 블럭다이어그램을 찾을 수 있다.
위 그림에서 좌측부분을 보면 디바이스가 프로그램메모리에 접근하기 위해 PC(프로그램 카운터) 정보를 레지스터로부터 가져옴을 볼 수 있는데, 이로부터 resolve하는 어드레스의 크기는 A31:0의 총 32비트임을 보여준다. 즉, SAM7S가 인식하는 메모리의 어드레스 공간은 총 32비트(약 4.3GB)로 구성됨을 알 수 있다. 또한, PC는 32비트의 주소값을 저장해야 하므로, 아래의 그림에서 ARM7TDMI 코어의 동작모드(총 7가지)에 관계없이 레지스터15(R15)를 PC를 위해 사용한다.
SAM7S는 폰노이만 구조로서, 코어에 내장된 물리적 메모리(플래시 및 SRAM)와 각종 I/O 주변장치등을 매모리맵 I/O 방식(Memory Mapped I/O)으로 맵핑시켜 두었다. (아래 그림 참고)
우선 위의 그림의 좌측에서와 같이, 32비트의 어드레스 공간은 크게 3개의 영역으로 나뉘어져 있다. 하위 256MB는 물리적 메모리를 위한 영역으로 할당되어 있고, 상위 256MB는 주변장치를 위한 I/O 공간으로 할당되어 있다. 이들 사이의 3.5GB 정도의 공간은 미정의상태로서 사용되지 않는다.
여기서 하위 256MB의 물리적메모리를 위한 공간을 다시 자세히 살펴보면, 3개의 1MB 영역과 253MB의 미사용영역으로 이루어져 있음을 알 수 있다.(위 그림에서 우측 참고) 여기서, SAM7S의 프로그램메모리(플래시)는 0x10_0000 번지부터 맵핑되어 있으며, 데이터메모리(SRAM)는 0x20_0000 번지부터 맵핑되어 있다. 플래시와 SRAM의 공간은 각각 1MB의 영역만큼 할당되어 있으나, 플래시메모리와 SRAM의 용량은 디바이스마다 그 크기가 정해져 있기 때문에 실제 사용되는 공간은 디바이스의 메모리 용량에 의해 결정된다. (예컨데, SAM7S256의 경우 플래시메모리의 크기가 256KB이므로 256KB의 공간만큼만 사용가능)
디바이스가 리셋이 되면 PC는 0x0000_0000 번지로 점프하므로 이 곳은 아무런 메모리도 할당되어 있지 않아 왠지 모순이 되는 것 같다. 그러나, SAM7S에는 메모리 리맵핑(Memory Re-mapping) 기능이 제공되고 있어, 디폴트로 0x10_0000 번지의 플래시영역이 0x00_0000 번지에 리맵핑되어 있다. 따라서, 리셋이 되면 SAM7S는 플래시메모리의 내용을 읽으면서 부팅이 된다. 반면에, MC_RCR이란 레지스터의 RCB비트를 1로 세팅하면 재배치 명령(Remmap Command)이 실행되어 0x20_0000 번지의 SRAM영역이 0x00_0000 번지로 리맵핑되어 SRAM의 내용을 읽으면서 부팅이된다.
SAM7S의 플래시메모리는 Single Plane으로 구성되어 있기 때문에, 플래시메모리의 내용을 실행하면서 플래시-라이트를 할 수는 없다. 때문에, SAMBA와 같은 경우 이 리맵핑 기능을 이용하여 SRAM영역으로 SAMBA 코드를 복사한 뒤 SRAM영역에서 부팅하여 플래시메모리에 펌웨어를 라이팅하게 된다.
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요즘 떠오르는 MCU 중의 하나 ARM7의 메모리 구조 입니다.
이번에도 오실로 스코프를 하려 했다가, 오실로 스코프가 주제가 아닌데 너무 도배를 하는 것 같아서
ARM7을 블로깅 하게 되었습니다.
위 글 중에서 중요한 것은 그림 입니다.
첫번째 그림의 경우에는 기본적인 흐름도를 나타내주고요.
두번째 그림의 경우에는 시스템의 상태별 레지스터 구조도를 알려줍니다.
참고로 썸상태의 레지스터 구조도는 그림이 없어서 참조하지 못했습니다.
마지막 그림은 플래쉬 메모리의 구조입니다.
이 세가지 그림을 잘 이해하신다면 arm7의 큰 그림은 보실 줄 알게 되는 것 입니다.
자세한 사항은 데이터 시트를 보시면 알 수 있으실 겁니다.
혹, 데이터 시트를 찾으신다면 저에게 연락주세요.^^
