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        LPC啟動過程和重映射概念

        作者: 時間:2016-11-20 來源:網絡 收藏
        1.LPC2200的啟動過程

        (1) 芯片啟動時,是從0地址開始,但是這時引導程序被映射到了地址0,所以這時啟動的就是引導程序。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201611/319061.htm

        (2) 引導程序檢查ISP引腳的狀態和BOOT【1】和BOOT【0】,根據不同的狀態,將不同的內容映射到地址0,例如
        0x80000000或者0x40000000,這個要看你的配置了,從而進行重新映射。

        (3) 重新映射后,就跳轉到0再運行,這時候實際上運行的是0x80000000或者0x40000000的程序了。

        注意:設置RW和RO的目的是為了告訴編譯器把生成的代碼放在存儲器的什么地方。代碼實際是存在0x80000000或者0x40000000那里的,只是通過映射的方式,將前面的中斷向量表部分映射到地址0去了。、

        2.bootLoader 的功能:

        (1) 功能: 開啟串口下載

        (2)過程:首先,是通過檢測P0.14口的狀態。如果為低電平,則運行ISP的程序,它是BOOTLOADER的一部分,這段程序是引導串口接收數據并放進片內FLASH中;如果P0.14口的狀態不為0,那么它就檢測你是運行片內FLASH的程序還是外部FLASH的。

        先說說片外的FLASH,因為我們下載片外FLASH時是把BIN文件燒進去的,所有的代碼都是在一起的,這是什么意思呢,最開始是RO段的程序,緊接著是RW段的程序,但是執行時為了提高執行速度,把RO段放ROM區,RW段放RAM區,這動作是怎么實現的呢,其實就是在進行運行復位程序前就已經重映射了,具體是怎么實現的呢,其實就是一段程序搬運程序,由硬件實現,呵呵。如果是片內的,個人認為應該是一樣的過程,只是速度快些而已。

        無論怎么樣,復位,PC肯定指向0x00000000,但是它從這個地址取出了一個跳轉指令,跳到了bootloader區,為什么這么說呢,明明這一區域放的是中斷向量表嗎?呵呵,不錯,但是這個向量表它源于bootloader區,所以相當于執行它的bootloader一樣拉,接下來就要檢測是否要下載(對P0.14進行檢測,看是否是低電平),如果不下載就執行用戶程序。

        具體的重映射過程,上電復位后,由于ARM里面的FLASH和RAM它是沒有地址編碼的,所以要經過一次重映射,FLASH映射到0x80000000開始,RAM映射到0x40000000,系統根據BOOT[1:0]這兩個腳自動把代碼映射,也就是這段時間該怎么映射就怎么映射。不過很短,因為是由硬件實現的。

        3.存儲器的重映射

        (1)存儲器映射: 為存儲器分配地址的過程稱為存儲器映射

        (2)存儲器重映射:為了增加系統的靈活性,系統中有部分地址可以同時出現在不同的地址上,這就叫做存儲器重映射。

        (3)重映射的內容:主要包括引導塊“Boot Block”重映射和異常向量表的重映射。

        4.引導塊“Boot Block”及其重映射

        (1)Boot Block 定義: Boot Block是芯片設計廠商在LPC2000系列ARM內部固化的一段代碼,用戶無法對其進行修改或者刪除;

        這段代碼在復位時被首先運行。

        (2)Boot Block 作用: a. 要用來判斷運行哪個存儲器上面的程序

        b. 檢查用戶代碼是否有效

        c. 判斷芯片是否被加密

        d. 系統的在應用編程(IAP)以及在系統編程功能(ISP)

        (3)Boot Block的位置:存在于內部Flash,LPC2200系列大小為8kb,它占用了用戶的Flash空間;但也有其他的LPC系列不占

        FLash空的, 而部分沒有內部Flash空間的ARM處理器仍然存在Boot Block。

        (4)Boot Block的重映射原因: Boot Block中有些程序可被用戶調用,如擦寫片內Flash的IAP代碼。為了增加用戶代碼的可移植性,

        所以最好把Boot Block的代碼固定的某個地址上。但由于各芯片的片內Flash大小不盡相同,如果把Boot Block的地址安排在內部

        Flash結束的位置上,那就無法固定Boot Block的地址。

        為了解決上面的問題,于是芯片廠家將Boot Block的地址重映射到片內存儲器空間的最高端,即接近2Gb的地方,這樣無論片內存儲器的大小如何,都不會影響Boot Block的地址。因此當Boot Block中包含可被用戶調用的IAP操作的代碼時,不用修改IAP的操作地址就可以在不同的LPC系列的ARM上運行了。

        5. 中斷異常向量表的重映射

        ARM內核在發生異常后,會使程序跳轉到位于0x0000~0x001C的異常向量表處,再經過向量跳轉到異常服務程序。但ARM單條指令的尋址范圍有限,無法用一條指令實現4G范圍的跳轉,所以應在其后面的0x0020~0x003F地址上放置跳轉目標,這樣就可以實現4G范圍內的任意跳轉,因此一個異常向量表實際上占用了16個字的存儲單元。以下為一張中斷向量表:
        LDR PC, ResetAddr
        LDR PC, UndefinedAddr
        LDR PC, SWI_Addr
        LDR PC, PrefetchAddr
        LDR PC, DataAbortAddr
        DCD 0xb9205f80
        LDR PC, [PC, #-0xff0]
        LDR PC, FIQ_Addr

        ResetAddr DCD ResetInit
        UndefinedAddr DCD Undefined
        SWI_Addr DCD SoftwareInterrupt
        PrefetchAddr DCD PrefetchAbort
        DataAbortAddr DCD DataAbort
        Nouse DCD 0
        IRQ_Addr DCD 0
        FIQ_Addr DCD FIQ_Handler

        重映射的原因:

        由于ARM處理器的存儲器結構比較復雜,可能同時存在片內存儲器和片外存儲器等,他們在存儲器映射上的起始地址都不一樣,因此ARM內核要訪問的中斷向量表可能不在0x0000~0x003F地址上,因此采用了存儲器重映射來實現將存在與不同地方的中斷向量表都映射到0x0000~0x003F地址上。

        注意:Boot Block 也存在中斷向量表,而且復位后這段代碼首先映射到 0x0000~0x003F地址上,也就是說復位后首先運行的是Boot Block程序。各個存儲區域的中斷向量表也不盡相同。

        從上面可以看出中斷向量表可以來自4個不同的存儲區域。通過下圖的激活方式,可以在0x0000~0x003F地址處訪問到從其他存儲區域重映射過來的中斷向量表。

        注意:除了“用戶片內FLASH模式”外,其他模式下都無法訪問片內FLASH的0x0000~0x003F區域。


        6.系統啟動代碼

        從系統上電到正式運行用戶的main函數之前,要運行一段代碼,這段代碼稱為“啟動代碼”。

        啟動代碼大部分是由匯編指令構成,它可以實現向量表定義,堆棧的初始化,系統變量初始化,中斷系統初始化,I/O初始化,外圍初始

        化,地址重映射等操作。

        啟動代碼與ARM的Boot Block不同,Boot Block是芯片廠家固化在芯片中的,不能對其進行修改,而啟動代碼是用戶添加的。系統上

        電后首先運行的是Boot Block,然后才運行啟動代碼。




        關鍵詞: LPC啟動過程重映

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