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  • ARM7嵌入式系统中启动程序的实现
  •   的资源有限,程序通常都是固化在ROM中运行。ROM中程序执行前,需要对系统硬件和软件运行进行初始化,这些工作由用汇编语言编写的启动程序完成。

      启动程序是嵌入式程序的开头部分,应与应用程序一起固化在ROM中,并首先在系统上运行。它应包含进各模块中可能出现的所有段类,并合理安排它们的次序。

      写好启动程序设计好嵌入式程序的关键,系统启动程序所执行的操作依赖于正在开发其软件的系统,一般流程如下:

      arm7要求中断向量表必须设置在从0地址开始,连续8×4字节的空间,分别是复位、未定义指令错误、软件中断、预取指令错误、数据存取错误、IRQ、FIQ和一个保留的中断向量。

      如果ROM定位于0地址,向量表包含一系列指令跳转到中断服务程序,否则向量必须被动态初始化。可以在启动程序中添加一段代码,使其在运行时将向量表拷贝到0地址开始的存储器空间。

      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。一般来说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DRAM或其它外设,需要设置相关的寄存器,以确定其刷新频率,数据总线宽度等信息。

      为正确运行应用程序,在初始化期间应将系统需要读写的数据和变量从ROM拷贝到RAM里;一些要求快速响应的程序,如中断处理程序,也需要在RAM中运行;如果使用FLASH,对FLASH的擦除和写入操作也一定要在RAM里运行。arm公司软件开发工具包中的链接器提供了分布装载功能,可以实现这一目的。

      ARM有两种指令集:16位THUMB指令集和32位ARM指令集。使用16位的存储器可以降低成本,在这种情况下,Thumb指令集的整体执行速度比ARM32位指令集快,而且提高了代码密度,所以一般用Thumb编译器将C语言程序编译成16位的代码。处理器一开始总在arm状态,可使用BX指令转换到thumb状态呼叫C程序。要注意的是用C语言编写嵌入式程序时,要避免使用不能被固化到ROM中的库函数。

      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的两个主要功能是:1、将虚地址转换成物理地址。2、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。

      ①使用DRAM作为大容量存储器时,如果DRAM的行列平方的,会导致该DRAM的物理地址不连续,这将给程序的编写调试造成极大不便,而适当配置MMU可将其转换成虚拟地址连续的空间。

      ②arm内核的中断向量表要求放在0地址,对于ROM在0地址的情况,无法调试中断服务程序,所以在调试阶段有必要将可读写的存储器空间映射到0地址。

      ③系统的某些地址段是不允许被访问的,否则会产生不可预料的后果,为了避免这类错误,可以通过MMU匹配表的设置将这些地址段设为用户不可存取类型。

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