[發明專利]一種8051單片機地址映射方法

有效

• 申請號: 200910059230.4
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101625643A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 孫銀明
• 申請（專利權）人: 和芯微電子（四川）有限公司
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 徐 豐

技術領域

本發明涉及數碼消費電子產品系統，特別是一種8051單片機地址映射方法。

背景技術

8051系列單片機的程序地址空間是64KB(字)，數據地址空間也是64KB。一般采用 8051單片機的系統，程序空間都是分為兩部分，一部分是只讀的即ROM(Read?Only Memory)固定不可改變，用于存儲重要的系統啟動代碼；另一部分是可讀寫的即PRAM (Program?Random?Access?Memory)，將數據存儲器RAM(Random?Access?Memory)放在 程序地址空間，這部分代碼的目的是為了程序的擴展和升級。在系統芯片里面，由于PRAM 的成本比ROM高很多，PRAM地址空間都會設計的比較小。

實際的程序代碼會比PRAM大，因此程序代碼需要分多次加載到PRAM中運行。真正 的程序代碼由于比PRAM大很多，一般存儲在系統芯片之外，系統運行的時候根據指令 的流向逐段加載到PRAM中執行，這樣可以節約系統成本也可以輕松的實現程序代碼的 擴展和升級。

例如PRAM的大小為4KB，實際的程序代碼空間需要40KB，那么就需要將程序代碼 分為10個4KB，根據程序的運行情況，逐段加載到PRAM中運行。

如圖1所示，PRAM的地址空間是固定的即1000H到1FFFH，大小也是固定即4KB(這 里以4KB大小來說明，實際可以是任意大小，那么第一個4KB就是第一段)。程序地址 空間的范圍是1000H到AFFFH即40KB地址空間，分為10段。當系統運行時，會根據程 序的走向，將10個段每段4KB逐一加載到PRAM中，以供系統運行。這里就有問題了， 10個段程序中，只有第1段的地址和PRAM的地址一樣，即1000H到1FFFH，而后續9 段的地址都比PRAM高，其程序直接加載到PRAM中是不能運行的，需要將其地址映射到 1000H到1FFFH。

硬件映射方法具體說明如下：

8051的程序地址空間是64KB，即有16根地址線ADD[15:0]，PRAM?4KB空間需要 的地址線為ADD[0:11]，只要將其余的地址線ADD[15:12]固定為0001H，2000H到AFFFH 的地址空間就可以逐段映射到1000H到1FFFH空間，即將除第1段之外的其他段地址都 映射到第1段地址空間1000H到1FFFH。

這樣做雖然可以實現地址的映射，各段中的程序代碼加載到PRAM空間都可以正確 執行，而不出現地址超出問題。但是硬件地址映射有以下缺陷：

1、需要硬件將某些地址線固定，增加硬件開銷，也給系統帶來風險；

2、硬件地址固定帶來的段大小也固定，不能根據需要調整段大小，使用不靈活；

3、硬件地址固定帶來的段的數目固定，使用不夠靈活；

在沒有硬件地址線映射的系統中，無法使用這種分段加載方法。

在8051的指令系統中，涉及到絕對地址的幾條指令，如：LCALL(長調用指令)，LJMP (長跳轉指令)等，以其中的LJMP為例，指令格式是LJMP?1000H(示例)，這個指令 就有可能從一個段跳轉到另外一個段，即只要保證類似的絕對地址不超出段的地址，就 不需要地址映射了。這里的絕對地址是指只以地址0000H為參照，地址范圍是整個64KB 空間；而相對地址則是以當前程序指令地址為參照，地址范圍是2KB。絕對地址不容易 控制，很容易超出一個段的地址，相對地址容易控制，只要將絕對地址做地址映射，就 實現了程序地址映射的效果。

系統啟動時候，第1段被加載到PRAM空間，由于第1段和PRAM的地址都是1000H 到1FFFH，所以，系統運行沒有問題；當把第2段的程序代碼加載到PRAM中后，地址空 間就不相同，即程序有可能地址超出1000H到1FFFH空間，造成災難性后果。關鍵是8051 的大部分指令是不關心地址的，即在1000H到1FFFH或者2000H到2FFFH，運行都可以， 和地址相關的指令也分為兩類：絕對地址和相對地址。絕對地址的范圍是整個64KB，而 相對地址的范圍是2KB，因此本發明則是要將程序空間中涉及絕對地址指令所操作的地 址，修改到PRAM地址空間來實現地址映射。

發明內容

本發明為解決上述技術問題提供了一種8051單片機地址映射方法，特別適用于 8051系統，可以避免硬件地址映射帶來的缺陷。

本發明的技術方案如下：