位带区：支持位带操作的地址区

位带别名区：对别名区地址的访问最终作用到位带区的访问上

在位带区中，每个比特都映射到别名地址区的一个字（这是只有LSB有效的字）。当一个位带别名区地址被访问时，会先把该地址变换成位带区地址。对于读操作，读取位带区地址中的一个字，再把需要的位右移到LSB，并把LSB返回。对于写操作，把需要写的位左移到对应的位序号处，然后执行一个比特级的“读-改-写”过程。

支持位带操作的两个内存区的地址范围为：

SRAM区中的最低1M字节：0x2000_0000~0x200F_FFFF

外设区间的最低1M字节：0x4000_0000~0x400F_FFFF

对于SRAM位带区的某个比特，如果所在字节地址为A，位序号为n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为：

AliasAddr=0x2200_0000+(A-0x2000_0000)*32+n*4

对于外设区间位带区的某个比特，如果所在字节地址为A，位序号为n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为：

AliasAddr=0x4200_0000+(A-0x4000_0000)*32+n*4

对于SRAM区中，位带区与位带别名区的映射如下表所示：

表1. SRAM区中的位带地址映射

对于外设区中，位带区与位带别名区的映射如下表所示：

位带操作的优越性最容易想到的是通过GPIO的管脚来单独控制每盏LED的点亮与熄灭。另一方面，也对操作串行接口提供很大的方便。总之，位带操作对于硬件I/O密集型的底层程序最有用处。位带操作还能简化跳转的判断。当跳转依据是某个位时，以前必须这样做：

读取整个寄存器

屏蔽不需要的位

比较并跳转现在只需要：

从位带别名区读取该位的状态

比较并跳转

使代码更简洁，这只是位带操作优越性的初步体现，位带操作还有一个重要的好处是在多任务以及多任务环境中，将以前的读-改-写需要的三条指令，做成了一个硬件级别支持的原子操作，消除了以前读-改-写可能被中断，导致出现紊乱的情况。

注意事项

1) 因各系列的外设IP地址排布的不同，AT32F421xx与AT32F425xx系列的GPIO外设基地址不在位带映射地址范围内。

资源准备

1) 硬件环境

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_f4xx\examples\cortex_m4\bit_band

软件设计

1) 配置流程

SRAM位带操作

• 定义全局变量variables=0xA5A5A5A5，
• 对variables bit0的位带地址写0
• 检查variables是否修改为0xA5A5A5A4，如果是则表示操作成功
• 对variables bit0的位带地址写1
• 检查variables是否修改为0xA5A5A5A5，如果是则表示操作成功
• 对variables bit16的位带地址写0
• 检查variables是否修改为0xA5A4A5A5，如果是则表示操作成功
• 对variables bit16的位带地址写1
• 检查variables是否修改为0xA5A5A5A5，如果是则表示操作成功
• 对variables bit31的位带地址写0
• 检查variables是否修改为0x25A5A5A5，如果是则表示操作成功
• 对variables bit31的位带地址写1
• 检查variables是否修改为0xA5A5A5A5，如果是则表示操作成功

外设位带操作

• 对LED2对应GPIO ODT寄存器bit位的位带地址写0
• 对LED2对应GPIO ODT寄存器bit位的位带地址写1
• 循环执行上述操作，实现LED toggle功能

2) 代码介绍

main函数代码描述

• SRAM位带操作：如果不满足预期，LED4翻转。
• 外设位带操作：如果满足预期，LED2翻转。

对应产品型号的AT-START BOARD

2) 软件环境

project\at_start_f4xx\examples\cortex_m4\fpu

软件设计

1) 配置流程

FPU功能的开启必须要编译器和代码都开启才可以。若只开启编译器FPU，程序会进入

hardfault；若只开启代码中FPU，编译器不会编译出FPU的代码指令。

• 编译器上开启FPU功能

• 代码中开启FPU功能

• 执行Julia算法函数

比较开启和不开启 FPU 功能的 Julia 运算速度。

2) 代码介绍

main函数代码描述

• 编译器上开启FPU功能，观察LED4翻转速度
• 编译器上关闭FPU功能，观察LED4翻转速度
• 对比以上两种情形LED4翻转速度区别

• 配置systick时钟源
• 配置systick重载值并开启systick中断
• 在void SysTick_Handler(void)函数中添加应用代码

2) 代码介绍

实验结果

本应配置的是1 ms systick中断，每进200次systick中断LED2翻转一次，因此应该观察到的现象是LED2以200ms一次的频率进行翻转。