為什么要使用MPU？MPU實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)原理分析

MPU有很多含義，我們常見的有： MPU：Memory Protection Unit，內(nèi)存保護(hù)單元（本文描述的內(nèi)容）； MPU：Microprocessor Unit，微處理器； ? 這里說的是內(nèi)存保護(hù)，所以，大家不要把MPU搞混了。 ?

為什么要使用MPU？

如果你開發(fā)的嵌入式項(xiàng)目，因內(nèi)存溢出，或者內(nèi)存故障等一些原因，造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，或者造成了重大事故，你就能體會為什么要使用內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）了。 ? 在嵌入式系統(tǒng)中使用內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）可以在開發(fā)早期及時發(fā)現(xiàn)因內(nèi)存而導(dǎo)致的Bug，節(jié)省更多開發(fā)時間。 ? 同時，在項(xiàng)目后期修改Bug，或者增加功能，可以減少修改文檔和測試所需的時間。也就是說，使用MPU，會避免因?yàn)樾薷囊粋€bug，而引起多個bug的情況（0生1，1生萬物）。 ?

MPU如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)

簡單來說就是保護(hù)與當(dāng)前執(zhí)行的代碼不相關(guān)的所有數(shù)據(jù)。 ? 拿RTOS任務(wù)A和B來說： 任務(wù)A和B不應(yīng)相互交互數(shù)據(jù)，但是存在一個錯誤，任務(wù)A可能會意外地寫入任務(wù)B偶爾使用的某些數(shù)據(jù)，不會影響任務(wù)A的正確操作。但是，當(dāng)任務(wù)B嘗試使用損壞的數(shù)據(jù)時，任務(wù)B可能會意外故障。 ? 如果沒有配置MPU來阻止任務(wù)A寫入任務(wù)B的數(shù)據(jù)，則該錯誤可能需要很長的時間供開發(fā)人員跟蹤。如果錯誤很小，或者如果任務(wù)B很少使用該數(shù)據(jù)，則將很難解決該bug。但是，如果使用了MPU，則該bug就會及早被發(fā)現(xiàn)。 ? 在某些體系結(jié)構(gòu)上，MPU甚至可以幫助你檢測NULL指針引用，因?yàn)槟憧梢栽O(shè)置MPU區(qū)域以防止非特權(quán)代碼訪問內(nèi)存0x0。 ? 應(yīng)用程序中一組設(shè)計良好的MPU區(qū)域可以很好的保護(hù)重要的內(nèi)存區(qū)域，以防止出現(xiàn)特定的問題。 ? 一個很好的例子是通過在MPU區(qū)域的末尾放置緩沖區(qū)來防止緩沖區(qū)溢出，你還可以將任務(wù)堆棧放置在任何非特權(quán)代碼都無法訪問的區(qū)域。如果這樣做，則每個任務(wù)必須使用自己的MPU區(qū)域之一來設(shè)置自己對自己的堆棧的訪問權(quán)限。 ?

使用MPU的好處

無論是操作系統(tǒng)，還是裸機(jī)系統(tǒng)，如果沒有防止惡意訪問錯誤內(nèi)存的能力，系統(tǒng)將有重大安全問題，以及安全漏洞的雷區(qū)。 ? 使用的內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）有很多優(yōu)勢，MPU通常允許你以特權(quán)或非特權(quán)模式運(yùn)行，并使用一組“區(qū)域”來確定當(dāng)前正在執(zhí)行的代碼是否具有訪問代碼和數(shù)據(jù)的權(quán)限。 ? 每個區(qū)域都是一個連續(xù)的內(nèi)存塊，具有該內(nèi)存的一組權(quán)限，特權(quán)和非特權(quán)訪問。與非特權(quán)代碼的子集相比，特權(quán)代碼往往可以訪問大部分（但不是全部）內(nèi)存。 ? 在整個系統(tǒng)運(yùn)行時中，這些區(qū)域不必相同。MPU區(qū)域可以根據(jù)每個任務(wù)進(jìn)行修改，每個任務(wù)可以具有自己獨(dú)特的區(qū)域集，這些區(qū)域在任務(wù)移至運(yùn)行狀態(tài)時進(jìn)行配置。 ? 這使你可以僅對需要代碼和數(shù)據(jù)的任務(wù)設(shè)置訪問權(quán)限，利用MPU的嵌入式操作系統(tǒng)將在每次上下文切換期間管理每個任務(wù)的區(qū)域和特權(quán)級別。 ? 比如設(shè)置RTOS兩個任務(wù)不同的內(nèi)存保護(hù)區(qū)域： ?

上面這張圖，大家都能看懂吧？Flash和內(nèi)存區(qū)域被分別設(shè)置保護(hù)。 ? 兩個全局保護(hù)區(qū)域：Flash開頭、RAM開頭； ? 在Flash中，一部分僅限任務(wù)1訪問，這部分不能被任務(wù)訪問；同時，在Flash另外區(qū)域，僅限任務(wù)2訪問，不能被任務(wù)1訪問。如果這兩部分區(qū)域被對方訪問，則會生成生成MPU故障。 ? 在RAM區(qū)域，同一部分區(qū)域，一個只能被讀，一個只能被寫入，如果不按約定操作，同樣也會生產(chǎn)MPU故障。 ?

什么時候不使用MPU？

通常有兩種情況可以不使用處理器上的MPU功能：

一個簡單的項(xiàng)目

一個對性能至關(guān)重要的項(xiàng)目

第1個很簡單：一個非常簡單的應(yīng)用程序基本上沒必要使用MPU，反而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。不設(shè)置內(nèi)存保護(hù)，RAM和外圍設(shè)備的MPU區(qū)域，你自己一眼就能找到bug。 ? 第2個對性能要求高的項(xiàng)目，在上下文切換時，設(shè)置內(nèi)存保護(hù)，堆棧那些操作，有可能影響系統(tǒng)的實(shí)時性，從而導(dǎo)致系統(tǒng)異常。這個需要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況考慮用，還是不用MPU功能。

編輯：黃飛

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處理器(221451) 處理器(221451)
RAM(113632) RAM(113632)
內(nèi)存(72585) 內(nèi)存(72585)
MPU(48290) MPU(48290)
內(nèi)存保護(hù)(3065) 內(nèi)存保護(hù)(3065)

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電子元器件的縮寫字母和含義解釋資料說明

MPU微處理器，MPU有兩種意思，微處理器和內(nèi)存保護(hù)單元。1）ARM體系，內(nèi)存保護(hù)單元（MPU，Memory Protection Unit），MPU中一個域就是一些屬性值及其對應(yīng)的一片內(nèi)存

2019-05-07 18:22:00

采用I2C總線實(shí)現(xiàn)MPU6050模塊功能

一直想自己做個四軸飛行器，卻無從下手，終于狠下決心，拿出塵封已久的MPU6050模塊，開始摸索著數(shù)據(jù)手冊分析，一步一步地實(shí)現(xiàn)了MPU6050模塊的功能，從MPU6050模塊中讀取出加速度值和陀螺儀采樣值。

2019-06-30 10:17:09

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Cortex-M內(nèi)核的MPU內(nèi)存保護(hù)單元

講講Cortex-M內(nèi)核的MPU內(nèi)存保護(hù)單元

2020-03-04 11:17:34

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如何配置存儲器保護(hù)單元（MPU）

存儲器保護(hù)單元（Memory Protection Unit，MPU）是 Cortex?-M7 內(nèi)核提供的一個可選組件，用于保護(hù)存儲器。它根據(jù)權(quán)限和訪問規(guī)則將存儲器映射分為許多區(qū)域。本文檔旨在讓用戶熟悉 MPU 存儲區(qū)的配置，此配置由 Microchip 基于 Cortex-M7 的 MCU 提供。

2021-04-01 10:43:12

基于ARM Cortex-M MCU中的MPU所提供的一些特性

內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）是一種硬件機(jī)制，通過只允許代碼訪問需要的內(nèi)存和外設(shè)來提高嵌入式設(shè)備的安全性。應(yīng)用程序可以組織為進(jìn)程（process），每個進(jìn)程訪問自己的內(nèi)存和外設(shè)。MPU不僅阻止應(yīng)用程序

2021-07-19 09:47:16

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MPU和MCU的區(qū)別

。MCU一般使用片內(nèi)FLASH來存儲和執(zhí)行程序代碼，MPU將代碼存儲在外部FLASH中，上電后將代碼搬運(yùn)至RAM中運(yùn)行。因此MCU的啟動速度更快。MCU雖然也可以將代碼運(yùn)行在RAM中，但是內(nèi)部RAM容量小，使用外部擴(kuò)展RAM的話速度相對內(nèi)部也較慢。MPU的主頻相對較高，外接的內(nèi)存也一般是DDR3,DDR4這種

2021-10-25 13:36:06

MPU和MMU、MPU和MCU的區(qū)別

一、MMU vs MPU內(nèi)存是現(xiàn)代計算機(jī)最重要的組件之一。因此，它的內(nèi)容不能被任何錯誤的應(yīng)用所篡改。這個功能可以通過MMU(Memory Management Unit)或者MPU(Memory

2021-10-26 16:36:23

mpu 配置內(nèi)存空間_MCU與MPU之間的界限正在消失。。。

2021-10-29 11:06:03

MPU6050開發(fā) -- 數(shù)據(jù)分析

MPU6050開發(fā) -- 數(shù)據(jù)分析

2021-11-30 11:21:04

Cortex-M內(nèi)核的MPU內(nèi)存保護(hù)單元

2021-12-01 12:21:04

什么是Cortex-M內(nèi)核的MPU（內(nèi)存保護(hù)單元）？

關(guān)注、星標(biāo)公眾號，不錯過精彩內(nèi)容作者：strongerHuang微信公眾號：strongerHuang估計大家經(jīng)?？匆奙CU、MPU、MMU等這類縮寫詞，但你們了解什么是MPU嗎？1寫在...

2021-12-01 12:51:04

MPU：鴻蒙輕內(nèi)核的任務(wù)棧的溢出檢察官

2021-12-04 13:36:04

MPU6050簡介

MPU6050簡介什么是MPU6050MPU6050的特點(diǎn)MPU6050框圖MPU6050初始化MPU6050—DMP使用介紹MPU6050—DMP使用DMP驅(qū)動庫驅(qū)動代碼硬件連接

2021-12-06 11:51:11

MPU6050角度問題

MPU6050斷電保持原角度心得基于正點(diǎn)原子mpu6050例程所改寫首先要更改兩點(diǎn) 第一點(diǎn)：inv_mpu.c中改寫第2885行，如圖第二點(diǎn)：inv_mpu.c中改寫第2978行，如圖改寫

2021-12-06 11:51:11

【HAL庫代碼】之MPU6050

文章目錄硬件環(huán)境頭文件代碼源文件代碼簡單舉例硬件環(huán)境MPU6050.SCL->接STM32F407.PB8MPU6050.SDA-&gt

2021-12-06 11:51:12

MPU6050常見問題的分析與處理

2021-12-06 12:21:06

MPU6050初始化失敗

MPU6050初始化失敗osDelay(1000); //上電uint8_t mpu_ok = MPU_init();uint8_t cnt = 0;while

2021-12-06 12:36:06

MPU6050中斷讀取數(shù)據(jù)及采樣時長配置

2021-12-06 12:36:07

畢業(yè)設(shè)計之 - 教程：MPU6050姿態(tài)解算

文章目錄1 簡介2 MPU60503 工作原理4 單片機(jī)與MPU6050通信4.1 mpu6050 數(shù)據(jù)格式4.2 傾角計算方法5 實(shí)現(xiàn)代碼6 最后1 簡介Hi，大家好，這里是丹成學(xué)長，今天向大家

2021-12-06 12:51:10

MPU6050 DMP 代碼完全解析 —— mpu_init

inv_mpu.c中，int mpu_init(void)中：//配置陀螺儀滿量程范圍，F(xiàn)SR: ±2000°/s，LSB: 16.4 LSB/°/sif (mpu

2021-12-06 13:06:15

stm32驅(qū)動mpu6050、mpu6500、mpu9250心得

淺談自己使用mpu陀螺儀的一些心得。mpu6050/mpu6500驅(qū)動這里是用的原子哥的用虛擬IIC驅(qū)動mpu6050代碼，之前我一直是用硬件IIC驅(qū)動，但是聽大神說虛擬IIC比硬件IIC要穩(wěn)定

2021-12-06 13:21:10

FreeRTOS下MPU6050配置出現(xiàn)問題

此文為個人學(xué)習(xí)總結(jié)，方便回顧。1、MPU6050,dmp初始化失敗。u8 mpu_dmp_init(void){ u8 res=0; MPU_IIC_Init(); //初始化IIC總線

2021-12-06 13:21:11

MPU6050_DMP自校準(zhǔn)0度問題

MPU6050_DMP自校準(zhǔn)0度問題

2021-12-06 13:36:14

STM32 MPU6050 平衡車

STM32 MPU6050 平衡車

2021-12-06 14:51:10

MPU6050( )

MPU6050( )

2021-12-06 15:06:11

STM32H7-MPU的理解和配置

意外的內(nèi)存訪問簡單來說，就是內(nèi)存保護(hù)、外設(shè)保護(hù)和代碼訪問保護(hù)。二、MPU的功能實(shí)現(xiàn)? MPU可以配置保護(hù)16個內(nèi)存區(qū)域，每個區(qū)域都是獨(dú)立配置的。每個區(qū)域的最小要求是32字節(jié)，同時每個區(qū)域還可以配置為8個子區(qū)域，通過寄存器對應(yīng)的bit來使能。? MPU可配置的16個內(nèi)存區(qū)的序號范圍是0-15

2021-12-28 20:06:34

FreeRTOS-MPU特性說明

MPU(Memory Protection Unit，內(nèi)存保護(hù)單元)在 Cortex-M內(nèi)核中是可選模塊，帶MPU的微控制器允許內(nèi)存映射（包括Flash、RAM和外圍設(shè)備）細(xì)分為若干區(qū)域，分別給每個區(qū)域分配不同的訪問權(quán)限。

2022-06-22 14:05:31

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為什么要使用MPU？MPU如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)？

如果你開發(fā)的嵌入式項(xiàng)目，因內(nèi)存溢出，或者內(nèi)存故障等一些原因，造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，或者造成了重大事故，你就能體會為什么要使用內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）了。

2022-07-05 17:38:12

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如何管理STM32產(chǎn)品中的MPU

本應(yīng)用說明介紹了如何管理STM32產(chǎn)品中的MPU，它是一個內(nèi)存保護(hù)的可選組件。包括STM32中的MPU微控制器使它們更加健壯可靠。必須對MPU進(jìn)行編程，并且在使用之前啟用。如果MPU未啟用，則內(nèi)存系統(tǒng)沒有變化行為

2022-09-28 10:40:37

使用MPU6050、ESP8266和Qubitro進(jìn)行ART分析

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2022-10-28 09:33:33

管理 STM32 MCU 中的內(nèi)存保護(hù)單元

管理 STM32 MCU 中的內(nèi)存保護(hù)單元

2022-11-21 08:11:18

AN4838 管理STM32 MCU中的內(nèi)存保護(hù)單元

AN4838 管理STM32 MCU中的內(nèi)存保護(hù)單元

2022-11-21 17:07:15

AN5612 STM32 MCU和MPU的ESD保護(hù)

AN5612 STM32 MCU和MPU的ESD保護(hù)

2022-11-21 17:07:34

AN5261 STM32 MCU和MPU的ESD保護(hù)

AN5261 STM32 MCU和MPU的ESD保護(hù)

2022-11-21 17:07:38

應(yīng)用筆記|管理STM32 MCU中的內(nèi)存保護(hù)單元

中的內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）。MPU 是用于存儲器保護(hù)的可選組件。STM32 微控制器（MCU）中嵌入 MPU 之后變得更穩(wěn)健可靠。在使用 MPU 之前，必須對其進(jìn)行編程并加以啟用。如果 MPU 沒有啟用，則

2022-12-21 21:05:01

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空間隔離操作系統(tǒng)μC/OS-MPU中段的定位

μC/OS-MPU基于 μC/OS-II，增加了內(nèi)存保護(hù)擴(kuò)展，這種保護(hù)稱為“空間保護(hù)”，隔離 μC/OS-II 內(nèi)核與任務(wù)?；讦藽/OS-MPU，為任務(wù)提供了一個受保護(hù)的運(yùn)行環(huán)境，其他任務(wù)不會干擾或損壞任務(wù)的內(nèi)存，避免非法訪問。

2023-01-04 14:07:56

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為什么要使用MPU？MPU如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)？

2023-02-24 11:59:32

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什么是MPU？MPU在哪些方面保護(hù)內(nèi)存安全？

內(nèi)存保護(hù)單元(MPU)是一種硬件機(jī)制，通過只允許代碼訪問需要的內(nèi)存和外設(shè)來提高嵌入式設(shè)備的安全性。

2023-06-12 09:06:40

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MPU是什么 MPU的功能

MPU（Memory Protection Unit）是一種硬件保護(hù)機(jī)制，用于保護(hù)嵌入式系統(tǒng)中的內(nèi)存安全。它是嵌入式處理器中的一種特殊模塊，通常與CPU一起集成在同一個芯片上。MPU的主要功能是限制程序?qū)μ囟?b class="flag-6" style="color: red">內(nèi)存區(qū)域的訪問權(quán)限，從而防止程序?qū)ο到y(tǒng)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)的非法訪問，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

2023-06-12 17:43:21

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使用MPU監(jiān)控創(chuàng)建安全可靠的嵌入式系統(tǒng) 使用MPU監(jiān)控的原因和好處

的一個基本安全措施是MPU(內(nèi)存保護(hù)單元)監(jiān)控。在本文中，我們將深入探討MPU監(jiān)控，分析其重要性、好處，以及它如何幫助創(chuàng)建安全可靠的嵌入式系統(tǒng)。

2023-07-21 11:04:56

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如何管理STM32產(chǎn)品中的內(nèi)存保護(hù)單元(MPU)

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2023-08-01 09:15:14

MPU抽象層設(shè)計與使用方法

內(nèi)存保護(hù)單元是一個可編程的設(shè)備，用來指定一塊特定內(nèi)存區(qū)域的訪問權(quán)限，比如讀，寫，和從該區(qū)域執(zhí)行代碼的權(quán)限。

2023-09-06 15:43:38

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TC3xx芯片的MPU功能詳解

在前面的<<MPU功能詳解-以RH850U2A為例>>文章文章中我們介紹了RH850-U2A的內(nèi)存保護(hù)單元（MPU），了解了MPU的概念以及在RH850-U2A上的具體使用流程，但是對于TC3xx系列芯片的的MPU功能不甚了解。本文就來詳細(xì)介紹下TC3xx芯片的MPU功能。

2023-09-19 11:42:49

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如何配置存儲器保護(hù)單元(MPU)

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2023-09-25 09:33:45

PMP物理內(nèi)存保護(hù)介紹

PMP 和 Paging 物理內(nèi)存保護(hù)機(jī)制旨在與 RISC?V 指令集手冊，第二卷：特權(quán)架構(gòu)，版本 1.10 中描述的基于頁面的虛擬內(nèi)存系統(tǒng)組合。啟用分頁后，訪問虛擬內(nèi)存的指令可能會導(dǎo)致多次物理內(nèi)存

2023-10-07 17:49:17

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