ARM启动及工作模式切换..docx

ARM启动及工作模式切换一、原理如何让嵌入式系统快速稳定地启动是一个重要问题。嵌入式系统的资源有限,程序通常都是固化在ROM中运行。但在实际应用中,为提高系统的实时性,加快代码的执行速度,系统启动后程序往往要被搬移到RAM中,因为RAM的存取速度要比ROM快得多,这样大大提升系统的性能。启动程序要完成的任务包括:硬件初始化,系统存储系统的配置,复制二级中断向量表。二、启动程序过程●系统硬件初始化系统上电或复位后,程序从位于地址0x0的ResetExceptionVector处开始执行,因此需要在这里放置Bootloader的第一条指令:bResetHandler,跳转到标号为ResetHandler处进行第一阶段的硬件初始化,主要内容为:关看门狗定时器,关中断,初始化PLL和时钟,初始化存储器系统。执行完以上程序后,系统进行堆栈和存储器的初始化。系统堆栈初始化取决于用户使用了哪些中断,以及系统需要处理哪些错误类型。一般情况下,管理者堆栈必须设置,如果使用了IRQ中断,则IRQ堆栈也必须设置。如果系统使用了外设,则需要设置相关的寄存器,以确定其刷新频率、总线宽度等信息。●代码段复制到RAM中运行因为嵌入式系统的代码通常都是固化在ROM或者Flash中,上电后开始运行。由于ROM和Flash的读取速度相对较慢,这样无疑会降低代码的执行速度和系统的运行效率。为此,需要把系统的代码复制到RAM中运行。使用SDT链接器ARMLink产生的定位信息,把RO的有效代码和数据段到RAM中。ARMLink将编译后的程序链接成ELF文件。映像文件内部共有三种输出段:RO段、RW段和ZI段。这三种输出段分别包含了只读代码及包含在代码段中的少量数据、可读写的数据、初始化为0的数据,ARMLink同时还产生了这三种输出段的起始和终止定位信息:Image$$RO$$Base、Image$$RO$$Limit、image$$RW$$Base、Image$$Limit、Image$$Linit和Image$$ZI$$Limit。可以在程序中使用这些定位信息。将ROM中的代码和数据搬移到RAM中。●建立二级中断向量表在ARM系统中,中断向量表位于0x000000000开始的地址处,意味着无论运行什么样的上层软件,一旦发生中断,程序就得到Flash存储器中的中断向量表里去,降低系统的运行效率。因此在RAM中建立自己的二级中断向量表,当中断发生后,程序直接从RAM中取中断向量进入中断子程序。尤其是在中断频繁发生的系统里,这种方法可以大大提高系统的运行效率。●MMU的应用MMU是存储器管理单元的缩写,是用来管理虚拟内存系统的器件。MMU通常是CPU的一部分,本身有少量存储空间存放从虚拟地址到物理地址的匹配表,此表称作TLB(转换旁置缓冲区)。所有数据请求都送往MMU,由MMU决定数据是在RAM内还是在大容量外部存储器设备内。如果数据不在存储空间内,MMU将产生页面错误中断。MMU存储器系统的结构允许对存储器系统的精细控制,大部分的控制细节由存在存储器中的转换表提供。这些表的入口定义了从1KB~1MB的各种存储器区域的属性。MMU完成的两个主要功能是:将虚地址转换成物理地址,控制存储器存取允许。MMU关掉时,虚地址直接输出到物理地址总线。SDRAM地址分配三、启动代码完成的主要功能建立异常中断的入口向量建立中断向量表为ARM每种运行模式设置堆栈初始化ARM的MPLL时钟初始化MMU(内存管理单元)初始化存储器控制器关闭看门狗、关闭中断判断IRQ中断的中断入口将RW段的内容从flash拷贝到SDRAM,初始化ZI段为0跳转到应用程序(C代码)四、S3C2410初始化说明1创建中断向量表中断向量表创建到SDRAM高位地址上,主要是因为SDRAM的地址位置需要放置执行的映象程序,而且在SDRAM中查找向量表速度会快很多。中断向量表放置时需要字对齐。ALIGN;通过添加补丁字节使当前位置满足一定的对齐方式;可读写的数据段AREARamData,DATA,READWRITE;^=MAP:定义一个结构化的内存表(storagemap)的首地址,地址为0x33ff8000^_ISR_STARTADDRESS;0x33ff8000HandleReset#4;#--Field:定义一个结构化内存表中的数据域,该域为4个字节HandleUndef#4HandleSWI#4HandlePabort#4HandleDabort#4HandleReserved#4HandleIRQ#4HandleFIQ#4;Don''''''''''''''''tusethelabel''''''''''''''''IntVectorTable'''''''''''''''',;ThevalueofIntVe