从RAM中取程序运行@120MHz, STC32G144K246 | 从QSPI直接运行程序开发中
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51, 从RAM中取程序运行@120MHz, STC32G144K246 | 从QSPI直接运行程序开发中
===程序永远是在 i-Cache中 运行
本例程使用内部24MHz高速时钟，经过HPLL1倍频到120MHz后，给系统时钟使用
另有实际测试：同样的一段计算函数（1000次整数乘法和加法），计算时关闭总中断
主程序120MHz消耗了200us，
而在RAM内运行消耗了124us（此时变量被设置到了edata区域，相比主程序的xdata区域存取快），速度提高了38%
补充：这个差距经查，并非是由RAM和FLASH运行速度差距导致的，而是由于内存模式的设置导致的（WTST在FLASH运行和RAM都可设置）
这里得到一个结论：如果需要使用循环大量计算时，且对时间较为敏感的实时性需求，建议定义变量到edata区域
程序拥有两种方式来载入RAM程序，一种是同一个工程中，通过对函数取地址来获取程序内容。这种方法在调用其他函数的时候，本质还是会跳转回到FLASH部分运行
第二种是使用独立的工程来编译RAM中需要运行的程序，这部分通过设置程序整体偏移地址为0x800000实现，同时通过hex2bin.exe实现自动转为bin文件，这个编译后的bin文件通过“打开EEPROM文件”载入即可使用
使用同一工程的方式，效果是P32和P35闪烁，长按P32按键后，P32、P35停止闪烁。这部分程序是主程序，非RAM内运行
如果按下P33按键，则跳转到RAM内运行程序，效果是P6上持续自减数值，也就是二进制不断刷新显示。
使用不同工程的方式，主程序运行效果和上面所述一致
但是如果按下P33按键，程序跳转到RAM内运行程序，效果是P60持续闪烁
需要注意的是，使用不同工程的情况下，需要手动设定ECALL跳转地址
具体操作为打开独立的RAM_EXE工程：
选择模拟仿真后点击仿真按钮
然后查看main函数内第一行的语句所在地址：这里是0x80:000f，将这个地址回填到主程序内的绝对地址跳转调用上即可
注意事项：
在CKCON的最高位bit7中RAMEXE中
如果RAMEXE设置为0时，可以通过03:0000H~03:0FFFH的far地址读写，此时可以认为是拓展的xdata地址
这个时候不可以读800000H~800FFFH，否则会造成错误，进而导致卡死（因为800000H~800FFFH属于ecode，本来也不让写）
如果RAMEXE设置为1时，可以通过80:0000H~80:0FFFH地址来读内容
这个时候写03:0000H~03:0FFFH，写入内容不会生效，读取内容也和实际内容不符（作为保护程序的一个措施，如果需要更改程序，需要将RAMEXE重新设置为0）
简单科普：
far类型是用来定义变量/常量的，
不同于xdata这种自带偏移的地址（char xdata a _at_ 0;的实际地址是01:0000H）
far类型类似一种绝对地址，是从00:0000H开始的，覆盖edata和xdata部分
以下为keil 帮助文档的解释：
far
远存类型可用于变量和常量。此内存使用24位地址访问，可以是片上或外部的。
对于变量，远存内存限制为16M。对象限制为64K，并且不能跨越64K边界(链接器确保这一点)。声明为far的变量位于HDATA内存类别中。
对于常量(ROM变量)，远区内存被限制为16M。对象被限制为64K，且不能跨越64K的边界(链接器会确保这一点)。声明为远区的常量变量位于HCONST组中。
以下是程序下载链接：
以下是程序内容：
#include "STC32G.H"
#include "stdio.h"
#include "stdarg.h"
#include "string.h"
//本例程使用CHIPID内预置参数，设置HIRC为24MHz
//使用HPLL1，提供60Mhz，80Mhz，120Mhz的设置例程
#define Fosc_60Mhz 0 //系统时钟为60Mhz
#define Fosc_80Mhz 1 //系统时钟为80Mhz
#define Fosc_120Mhz 2//系统时钟为120Mhz
#define Main_Fosc Fosc_120Mhz //设置系统时钟为120Mhz
void CLK_Init(void); //设置系统时钟，由Main_Fosc定义设置
void Timer0_Init(void); //定时器0初始化函数
void Io_Init(void); //I/O口初始化函数，设置P32为开漏+打开内部上拉电阻模式
void Uart1_Init(void); //串口初始化函数，115200bps
void uart_send(int num);
bit P32_OUT = 1; //用于确定输出电平
char uart_buff = {0};
void Delay100ms(void) //@120MHz
{
unsigned long edata i;
_nop_();
_nop_();
i = 2999998UL;
while (i) i--;
}
char far ROM_EXE _at_ 0x800000; //指定ROM_EXE地址
char ecode CODE_RAM_FLASH _at_ 0xfc2800; //指定CODE_RAM_FLASH地址
char volatile far RAM_EXE _at_ 0x030000; //指定RAM_EXE地址
//用于运行RAM区域的函数
void exeram_code()
{
while (1)
{
P6--;
Delay100ms();
}
}
void main(void)
{
int i;
EAXFR = 1; //使能访问扩展RAM区特殊功能寄存器（XFR）
CKCON &= ~0x07; //清空，设置外部数据总线等待时钟为0（最快），默认为7
CLK_Init(); //设置HPLL时钟为指定频率
Timer0_Init(); //初始化定时器0，50毫秒@120MHz
Uart1_Init(); //串口初始化函数，115200bps
Io_Init(); //初始化I/O口，设置P32等效为原准双向口模式（开漏模式+打开内部上拉电阻）
EA = 1; //打开总中断
CKCON &= ~0x80;
for (i = 0; i < 4096; i++)RAM_EXE = ((char far *)&exeram_code); //同一程序下的RAM程序运行
//for (i = 0; i < 4096; i++)RAM_EXE = ((char far *)&CODE_RAM_FLASH); //独立程序下的RAM程序运行
while(1)
{
//用户程序
for (i = 0; i < 20; i++)uart_send(sprintf(uart_buff, "%02bx ", RAM_EXE));//串口打印RAM内容的前20位
uart_send(sprintf(uart_buff, "\n"));
if(P33==0){
CKCON |= 0x80; //切换到ROM运行方式
_nop_(); //add 2 nops here at least
_nop_();
_nop_();
_nop_();
//((void (far *)())&ROM_EXE)();//通过数组跳转
((void (far *)())0x800000)();//通过绝对地址跳转，等效位为SP->0x800000
//((void (far *)())0x80000f)();//独立程序通过绝对地址跳转，需要通过仿真查看独立程序的起始地址
}//跳转到RAM地址
Delay100ms();
}
}
bit uart_flag = 0;
void send_dat(char c)
{
uart_flag = 1;
SBUF = c;
while(uart_flag);
}
int data dat_len = 0;
void uart_send(int num)
{
for(dat_len = 0; dat_len<num; dat_len++)
{
send_dat(uart_buff);
}
}
void Uart1_Isr(void) interrupt 4
{
if (TI) //检测串口1发送中断
{
TI = 0; //清除串口1发送中断请求位
uart_flag = 0;
}
if (RI) //检测串口1接收中断
{
RI = 0; //清除串口1接收中断请求位
}
}
void Uart1_Init(void) //115200bps@120MHz
{
SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
AUXR |= 0x40; //定时器时钟1T模式
AUXR &= 0xFE; //串口1选择定时器1为波特率发生器
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TL1 = 0xFC; //设置定时初始值
TH1 = 0xFE; //设置定时初始值
ET1 = 0; //禁止定时器中断
TR1 = 1; //定时器1开始计时
ES = 1; //使能串口1中断
}
char data off_t0_cnt = 0;
void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{
if(P32_OUT == 1&&P32 == 0&&off_t0_cnt<100)off_t0_cnt++; //判断外部P32按键按下一定时间时，关闭定时器0
if(off_t0_cnt>5){TR0 = 0;}//注：仅在P32输出为1的时候，外部的按键按下才能被读到
P32_OUT = ~P32_OUT;//每隔10ms亮/灭切换一次
P32 = P32_OUT; //将输出电平给P32管脚
}
void Timer0_Init(void) //50毫秒@120MHz
{
TM0PS = 0x5B; //设置定时器时钟预分频 ( 注意:并非所有系列都有此寄存器,详情请查看数据手册 )
AUXR |= 0x80; //定时器时钟1T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TL0 = 0x3F; //设置定时初始值
TH0 = 0x01; //设置定时初始值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1; //使能定时器0中断
T0CLKO = 1; //使能P35输出定时器溢出时钟
}
void Io_Init(void)
{
P3M0 = 0x26; P3M1 = 0xdd;
P3PU = 0x0d;
P3SR = 0xdc;
P3DR = 0xdc;
P6M0 = 0xff; P6M1 = 0x00; //推挽输出，P6，PWM
P6SR = 0x00; //转换速度和驱动电流最大，P6
P6DR = 0x00;
}
void Delay10ms(void) //@120MHz
{
unsigned long edata i;
_nop_();
_nop_();
i = 299998UL;
while (i) i--;
}
void CLK_Init(void)
{
#if Main_Fosc == Fosc_120Mhz
WTST = 4;CLKDIV = 2; //设置系统时钟=480MHz/2/2=120MHz，（因为CLKSEL选择时，已经将HPLL/2了）
#elif Main_Fosc == Fosc_80Mhz
WTST = 3;CLKDIV = 3; //设置系统时钟=480MHz/2/3=80MHz
#elif Main_Fosc == Fosc_60Mhz
WTST = 2;CLKDIV = 4; //设置系统时钟=480MHz/2/4=60MHz
#endif
//以下为超过60MHz时，系统时钟使用HPLL方式提供
VRTRIM = CHIPID22; //载入27MHz频段的VRTRIM值
IRTRIM = CHIPID12; //指定当前HIRC为24MHz，此时会覆盖掉ISP设置的时钟频率
IRCBAND &= ~0x03; //清空频段选择
IRCBAND |= 0x01; //选择27Mhz频段
HPLLCR &= ~0x10; //选择HPLL输入时钟源为HIRC
HPLLPDIV = 4; //24MHz/4=6MHz,需要保证输入HPLL的时钟在6MHz附近
HPLLCR |= 0x0e; //HPLL=6MHz*80=480MHz
HPLLCR |= 0x80; //使能HPLL
Delay10ms();
CLKSEL &= ~0x03; //BASE_CLK选择为HIRC，用以提供给HPLL
CLKSEL &= ~0x0c; //清空主时钟源选择
CLKSEL |= 1<<2; //设置主时钟源为内部 HPLL1 输出/2
}
https://www.stcaimcu.com/data/do ... t/STC32G144K246.pdf
运行程序的 i-Cache 是 512字节；
内部 程序存储器 是 128位宽度；
特别设计的能运行程序的 SRAM 是 4K 字节；
4K 字节能运行程序的 SRAM 的地址：
code, 80:0000H，从这个地址可以运行程序，但不能改写；
但要写入这段地址的 RAM,
xdata, 03:0000H，从这个地址不可以运行程序，但可以改写；
这个特殊设计：应该是为了防止误改写 80:0000H 这个地址开始的程序
1000次整数乘法和加法的测试程序也发上来吧 zxcv1973 发表于 2025-10-29 10:57
1000次整数乘法和加法的测试程序也发上来吧
好的，以上是计算速度测试程序，可以通过示波器测量P32引脚上的高电平宽度看到
默认是主程序，按下P33时切换到RAM内运行，1000次计算过程中关闭EA总中断，防止中断影响时间统计
我这的数据是主程序内运行200us，RAM内运行124us
补充：这个差距经查，并非是由RAM和FLASH运行速度差距导致的，而是由于内存模式的设置导致的（WTST在FLASH运行和RAM都可设置）
这里得到一个结论：如果需要使用循环大量计算时，且对时间较为敏感的实时性需求，建议定义变量到edata区域
王昱顺 发表于 2025-10-29 11:54
好的，以上是计算速度测试程序，可以通过示波器测量P32引脚上的高电平宽度看到
默认是主程序，按下P33时 ...
STC32G144K246指令缓存效率还可以，1000次计算循环在120MHz闪存运行下能做到零等待，200us循环1000次相当于1个循环要24个时钟，正好等于零等待下的指令时钟数
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