ARM7在嵌入式使用中发动程序的完成

嵌入式体系的资源有限,程序一般都是固化在ROM中运转。ROM中程序履行前，需求对体系硬件和软件运转环境进行初始化，这些作业由用汇编言语编写的发动程序完结。

发动程序是嵌入式程序的最初部分，应与使用程序一同固化在ROM中，并首要在体系上运转。它应包括进各模块中或许呈现的一切段类，并合理安排它们的次第。

写好发动程序是设计好嵌入式程序的要害,体系发动程序所履行的操作依赖于正在开发其软件的体系，一般流程如下:

2．具体过程

⑴设置进口指针

发动程序首要有必要界说进口指针，并且整个使用程序只要一个进口指针。

设置中止向量
ARM7要求中止向量表有必要设置在从0地址开端，接连8×4字节的空间，分别是复位、未界说指令过错、软件中止、预取指令过错、数据存取过错、IRQ、FIQ和一个保存的中止向量。

假如ROM定坐落0地址，向量表包括一系列指令跳转到中止服务程序，不然向量有必要被动态初始化。能够在发动程序中增加一段代码，使其在运转时将向量表复制到0地址开端的存储器空间。

关于各未用中止，使其指向一个只含回来指令的哑函数，以防止过错中止引起体系的紊乱。

初始化仓库和寄存器
体系仓库初始化取决于用户运用了哪些中止，以及体系需求处理哪些过错类型。一般来说办理者仓库有必要设置，假如运用了IRQ中止，则IRQ仓库也有必要设置。

假如体系运用了DRAM或其它外设，需求设置相关的寄存器，以确认其改写频率，数据总线宽度等信息。

初始化存储器体系
　

有些芯片可经过寄存器编程初始化存储器体系，而关于较杂乱体系一般集成有MMU来办理内存空间。

⑸ 如有必要改动处理器形式、状况

　

假如体系使用程序是运转在用户形式下，可在此处将体系改为用户形式并初始化用户仓库指针。

初始化C言语所需的存储器空间。
为正确运转使用程序，在初始化期间应将体系需求读写的数据和变量从ROM复制到RAM里；一些要求快速呼应的程序，如中止处理程序，也需求在RAM中运转；假如运用FLASH，对FLASH的擦除和写入操作也必定要在RAM里运转。ARM公司软件开发工具包中的链接器供给了散布装载功用，能够完结这一意图。

呼叫C程序。
　

ARM有两种指令集:16位THUMB指令集和32位ARM指令集。运用16位的存储器能够降低成本，在这种状况下，Thumb指令集的全体履行速度比ARM32位指令集快，并且提高了代码密度，所以一般用Thumb编译器将C言语程序编译成16位的代码。处理器一开端总在arm状况，可运用BX指令转化到thumb状况呼叫C程序。要注意的是用Ｃ言语编写嵌入式程序时，要防止运用不能被固化到ＲＯＭ中的库函数。

3．技能难点剖析

⑴.MMU的运用

MMU是存储器办理单元的缩写，是用来办理虚拟内存体系的器材。MMU一般是CPU的一部分，自身有少数存储空间寄存从虚拟地址到物理地址的匹配表。此表称作TLB(转化旁置缓冲区)。一切数据恳求都送往MMU，由MMU决议数据是在RAM内仍是在大容量存储器设备内。假如数据不在存储空间内，MMU将发生页面过错中止。

MMU的两个主要功用是:

将虚地址转化成物理地址。
操控存储器存取答应。MMU关掉时，虚地址直接输出到物理地址总线。
在实践中，运用MMU处理了如下几个问题：

①运用DRAM作为大容量存储器时，假如DRAM的队伍对错平方的，会导致该DRAM的物理地址不接连，这将给程序的编写调试形成极大不方便，而恰当装备MMU可将其转化成虚拟地址接连的空间。

②ARM内核的中止向量表要求放在0地址，关于ROM在0地址的状况，无法调试中止服务程序，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体系的某些地址段是不答应被拜访的，不然会发生不行意料的结果,为了防止这类过错,能够经过MMU匹配表的设置将这些地址段设为用户不行存取类型。

发动程序中生成的匹配表中包括地址映射，存储页巨细(1M,64K,或4K)以及是否答应存取等信息。

例如:方针板上的16兆DRAM的物理地址区间为0xc000，0000～0xc07f，ffff;0xc100，0000～0xc17f，ffff;16兆ROM的虚拟地址区间为:0x0000，0000～0x00ff，ffff。匹配表装备如下:

能够看到左面是接连的虚拟地址空间，右边是不接连的物理地址空间，并且将DRAM映射到了0地址区间。MMU经过虚拟地址和页面表方位信息，依照转化逻辑取得对应物理地址，输出到地址总线上。

应注意到的是使能MMU后，程序持续运转，可是关于程序员来说程序计数器的指针现已改动，指向了ROM所对应的虚拟地址。

⑵方针文件的散布装载剖析

首要创立一个文本文件，称为散布装载描绘文件。它为使用程序的各部分指定装载区间和履行区间。

举例如下:

FLASH 0x01000000 0x011fffff ；2M FLASH

　

{

FLASH 0x01000000

{

boot.o(BOOT，+First)

* (+RO)

　

}

DRAM 0x00000000

{

vector.0(VECTOR，+First)

int_handler.o (+RO)

* (+RW，+ZI)

　

}

}

在ARM链接器的命令行里参加“-scov description-file–scf”或“-scatterdescription-file”，编译链接后，将发生一个散布装载文件。

链接器一起发生一组符号，给出每个散布描绘文件中命名的区间的长度，装载地址和履行地址。因为链接器和C库都没有将代码从它的装载区间复制到履行区间，或创立一个零初始化区域的功用，所以要由使用程序员使用这组符号发生的信息完结这项作业，这是在呼叫C程序之前有必要完结的，举例如下：

LDR r0, = |Load$$DRAM$$Base|

LDR r1, = |Image$$DRAM$$Base|

CMP r0, r1 ; 查看装载地址和履行地址是否相同

BEQ do_zi_init ; 相同，则不复制该区间，初始化零数据区

MOV r2, r1 ； 不相同，将装载区复制到履行区

LDR r4, = |Image$$DRAM$$length|

ADD r2, r2, r4

BL copy

do_zi_init

LDR r1, = |Image$$DRAM$$ZI$$Base|

MOV r2, r1

LDR r4, = |Image$$DRAM$$ZI$$length|

ADD r2, r2, r4

MOV r3, #0

BL zi_init ; 调用零初始化子程序

　

4．结束语：

本文介绍的发动程序现已在以CirrusLogic公司的EP7211和Ateml公司的AT91M40400开发的体系上运转并测试经过。往后能够在这一基础上增加串行通讯模块和FLASH操作模块，开发体系监控程序，然后完结使用程序的在线晋级。