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PIC32MZ 系列單片機提供 4 GB 的統一虛擬存儲器地址空間。所有存儲器區域（包括程序存儲器、數據存儲器、外部存儲器、SFR 和配置寄存器）都位于該地址空間中各自的惟一地址范圍內。 PIC32MZ 器件可以從引導閃存、程序閃存、數據存儲器或外部存儲器中執行。高度可配置的保護方案可以阻止用戶軟件或 DMA 對選定存儲器區域進行訪問，而安全內核或引導代碼保持可供完全訪問。
PIC32MZ 系統總線以多層結構的形式（交叉式）實現，通過將大量發起器與大量目標連接來支持并發事務。總線發起器包括 CPU、通用 DMA 和帶有專用 DMA 的外設，而總線目標則包括程序存儲器、數據存儲器和外設。
PIC32MZ 存儲器構成的主要特性包括
? 32 位固有數據寬
? 集成存儲器管理單元（Memory Management Unit，MMU）與固定映射，實現可安全配置的存儲器和外設訪問控制權限
? 總線仲裁方案使用最近最少處理（LRS）優先級實現，為 CPU、通用 DMA 和帶有專用 DMA 的外設提供服務質量 （Quality of Service， QOS）
? 雙閃存分區支持即時更新程序存儲器
? 獨立的雙重引導閃存支持更新引導代碼
? 雙 RAM 存儲區可以用于避免使用 DMA 時發生的總線仲裁
? 外部串行和 / 或并行存儲器可以使用串行四通道接口（Serial Quad Interface，SQI）或外部總線接口 （External Bus Interface， EBI）映射到虛擬存儲空間，用于進行數據訪問或代碼執行
? 可高速緩存的地址區和不可高速緩存的地址區
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