STM32H7系列MCU总线架构及内部SRAM介绍

STM32H7 系列 MCU 相较于 F7 系列 MCU，拥有复杂的总线矩阵，这些总线矩阵直接关系到 STM32H7 时钟树的配置和内部 SRAM 的操作。这里就简单介绍一下 STM32H7 系列 MCU 的总线架构及内部 SRAM。

参考资料：RM0433STM32H742, STM32H743/753 and STM32H750 Value line advanced Arm®-based 32-bit MCUsV7.0

一、STM32H7 系列 MCU 总线架构介绍

先来看一个具体的 MCU，下图是 STM32H743xI/G 的原理框图。

虽然框图看起来很复杂，但是可以将其分为几个部分：

• M7 内核的处理器及附件（Cache 及 TCM 等），图中左上角的部分；
• STM32H7 总线矩阵部分，图中浅紫色的部分；
• 外设控制器及外设接口，图中白底黑框的部分。

M7 内核处理器要操作外设控制器及外设接口，必须要经过总线矩阵，所以需要把总线矩阵单独拉出来分析，图 2 所示，是由 AXI 和 AHBs 组成的总线矩阵。

可以看到 AXI 和 AHB 总线矩阵所外挂的外设，共分为三个域：D1 Domain，D2 Domain 和 D3 Domain。

1.1 D1 Domain

纵轴连接的是 LTDC，DMA2D，MDMA，SDMMC1，AXIM，D2-to-D1 AHB 总线；

横轴连接的是 D1-to-D2 AHB 总线，D1-to-D3 AHB 总线，Flash A，Flash B，AXI SRAM，QSPI，FMC。

注：AHB3 总线是由 AXI 总线得到；APB3 总线由 AHB3 总线得到。即 AXI 总线–AHB3 总线–APB3 总线。

1.2 D2 Domain

纵轴连接的是 D1-to-D2 AHB 总线，AHBP 总线，DMA1，DMA2，Ethernet MAC，SDMMC2，USB HS1 和 USB HS2；

横轴连接的是 SRAM1，SRMA2，SRAM3，AHB1，AHB2，APB1，APB2，D2-to-D3 AHB 总线，D2-to-D1 AHB 总线。

1.3 D3 Domain

纵轴连接的是 D1-to-D3 AHB 总线，D2-to-D3 AHB 总线，BDMA；

横轴连接的是 AHB4，SRAM4 和 Backup SRAM。

注：APB4 总线是由 AHB4 总线得到，即 AHB4 总线–APB4 总线。

注：D1 域可以到 D2、D3 域。D2 域可以到 D1、D3 域。但 D3 域无打达到 D1、D2 域。

STM32H7 的总线互联将图 2 整理成表格形式，即《STM32H7 参考手册》“Table 2. Bus-master-to-bus-slave interconnect”，可以更加直观看到互联互通关系，如图 3 所示。

表格解释：

1. 加粗字体是 64 位总线，普通字体是 32 位总线。

2. 访问通路

• 任何有数值的 = 都是可以访问的；
• “-” = 表示不可访问；
• 灰色阴影的 = 有实用价值的访问通路。

3. 表格中具体数值所代表的含义：

• D = direct；
• 1 = via AXI bus matrix；
• 2 = via AHB bus matrix in D2；
• 3 = via AHB bus matrix in D3；
• 4 = via AHB/APB bridge in D1；
• 5 = via AHB/APB bridge in D2；
• 6 = via AHB/APB bridge in D3；
• 7 = via AHBS bus of Cortex-M7；
• 多个数值组合 = 互连路径以数字的顺序经过多个矩阵或/和桥。

4. 总线访问类型

• 普通字体 = 32 位总线；
• 斜体 = 32 位总线主机端/ 64 位总线从机端；
• 粗体= 64 位总线。

二、STM32H7 系列 MCU 内部 SRAM

通过参看《STM32H7 参考手册》“2.4 Embedded SRAM”章节知道 The STM32H743/53xx and STM32H750xB 内存特性:

• Up to 864 Kbytes of System SRAM
• 128 Kbytes of data TCM RAM
• 64 Kbytes of instruction TCM RAM
• 4 Kbytes of backup SRAM

2.1 TCM SRAM

TCM : Tightly-Coupled Memory 紧密耦合内存 ，分为 ITCM 和 DTCM。 ITCM 用于运行指令，也就是程序代码，DTCM 用于数据存取，特点是跟内核速度一样，而片上 RAM 的速度基本都达不到这个速度，所以有降频处理。可供 MDMA 通过 Cortex®-M7 CPU 的 AHBS 从总线访问。

最大速度：480MHz。

DTCM 地址：0x2000 0000，大小 128KB。

ITCM 地址：0x0000 0000，大小 64KB。

2.2 AXI SRAM 区

位于 D1 域，数据带宽是 64bit，挂在 AXI 总线上。除了 D3 域中的 BDMB 主控不能访问，其它都可以访问此 RAM 区。

最大速度：240MHz。

地址：0x2400 0000，大小 512KB。

用途：用途不限，可以用于用户应用数据存储或者 LCD 显存。

2.3 SRAM1、SRAM2、SRAM3 区

位于 D2 域，数据带宽是 32bit，挂在 AHB 总线上。除了 D3 域中的 BDMB 主控不能访问这三块 SRAM，其它都可以访问这几个 RAM 区。

最大速度：240MHz。

SRAM1：地址 0x3000 0000，大小 128KB，用途不限，可用于 D2 域中的 DMA 缓冲，也可以当 D1 域断电后用于运行程序代码。

SRAM2：地址 0x3002 0000，大小 128KB，用途不限，可用于 D2 域中的 DMA 缓冲，也可以用于用户数据存取。

SRAM3：地址 0x3004 0000，大小 32KB，用途不限，主要用于以太网和 USB 的缓冲。

2.4 SRAM4 区

位于 D3 域，数据带宽是 32bit，挂在 AHB 总线上，大部分主控都能访这块 SRAM 区。

最大速度：240MHz。

地址：0x3800 0000，大小 64KB。

用途：用途不限，可以用于 D3 域中的 DMA 缓冲，也可以当 D1 和 D2 域进入 DStandby 待机方式后，继续保存用户数据。

2.5 Backup SRAM

备份 RAM 区，位于 D3 域，数据带宽是 32bit，挂在 AHB 总线上，大部分主控都能访问这块 SRAM 区。

最大速度：240MHz。

地址：0x3880 0000，大小 4KB。

用途：用途不限，主要用于系统进入低功耗模式后，继续保存数据（Vbat 引脚外接电池）。

以上即是 STM32H7 系列 MCU 总线架构及内部 SRAM 的简单介绍，后续会结合实际应用说明该部分的重要性。

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