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[ 2006-10-27 18:30:00 | By: huolf ] |
首先看看我们要解决的问题。44B0X片内只有几K CACHE,ROM和RAM都是外接的芯片。我们的程序是要写入FLASH中保存,但执行时是拷到SDRAM中执行的(如在ROM中执行速度会较慢)。要做到这一点需要把程序做成两个分程序:一个是实现你的系统功能的主程序,如果你用嵌入式系统,那就是UCOS和UCLINUX之类的程序,这个程序的代码保存在FLASH中,但执行时会拷到RAM中再执行;一个是引导程序,直接在FLASH中执行,负责把初始化芯片和外设,并把主程序从FLASH中拷到RAM中,然后跳到主程序去执行,对应的概念是UBOOT等常见的引导程序,这个程序会被写入0X0开始的地址,开机后自动执行。 那么我们需要解决以下几个问题: 1.如何编译和调试主程序 2.如何使中断跳到RAM中的中断服务程序执行 3.如何把引导程序和主程序写入FLASH中.arm(44b0x)无痛苦起步 这两个星期在看arm的资料,在朋友的帮助下弄明白了是怎么回事后,我觉得我原来看的入门资料总有些说的不详细的地方。所以决定写一个文档,总结开始arm开发的入门知识,给后来的朋友参考,也希望得到高手指正我认识上的错误。我的开发板是s3c44b0x的,2m NOR FLASH在bank0,8m sdram在bank6. 首先看看我们要解决的问题。有些ARM芯片有内嵌的RAM 和FALSH.这样可以直接在片内运行程序,44B0X片内只有几K CACHE,ROM和RAM都是外接的芯片。我们的程序是要写入FLASH中保存,但执行时是拷到SDRAM中执行的(如在ROM中执行速度会较慢)。要做到这一点需要把程序做成两个分程序:一个是实现你的系统功能的主程序,如果你用嵌入式系统,那就是UCOS和UCLINUX之类的程序,这个程序的代码保存在FLASH中,但执行时会拷到RAM中再执行;一个是引导程序,直接在FLASH中执行,负责把初始化芯片和外设,并把主程序从FLASH中拷到RAM中,然后跳到主程序去执行,对应的概念是UBOOT等常见的引导程序,这个程序会被写入0X0开始的地址,开机后自动执行。 那么我们需要解决以下几个问题: 1.如何编译和调试主程序 2.如何使中断跳到RAM中的中断服务程序执行 3.如何把引导程序和主程序写入FLASH中.以下我们来解决这几个问题: 1 开始在仿真器中写代码和调试 由于主程序会被拷贝到RAM中执行,则我们应该在编译时就把程序定位到RAM中。这里先要说说几个ADS的参数的意义,在ADS的ARM LINKER页有RO,RW两个参数,此外还有一个ZI没有在页中给出,RO是只读代码的起始地址,由这个地址开始存放编译出来的程序指令;RW是程序的读写段的开始,即你程序中的数据存放的开始地址,ZI紧跟在RW区后,ZI区存放的是需要在程序运行时初始化为0的数据。了解这几个链接参数的意义后我们可以设置这几个参数了:对于我的44B0X板8M SDRAM在0XC00_0000.因此在开发时把ADS中的RO BASE的地址指定为0XC00_0000;置于RW,在程序完成前可以预先估计一下程序的体积有多大,需要用到的数据区有多大,避免数据区太小或代码区覆盖掉前面的数据区就是了,我用了0XC10_0000,1M的代码空间,其他作数据区。这样,我们编译出来的程序代码就是在0XC00_0000中,可以直接由仿真器写入RAM中运行仿真运行。此外,在linker-〉layout页有个object symbol和section的选项,要求你填入映像文件最开始的object文件名和段名,这两个参数在仿真时不填写也不会影响运行,因为仿真器会自动修改pc指针,但要建立能烧写的映像文件,则一定要填写好,具体填写什么后面分析程序时再讲。 2中断问题 和所有单片机一样,ARM复位后从地址0X0开始执行,而0X0后是一串默认的中断向量表。对51这样的芯片,我们会直接在这个中断向量表中填入跳转语句,让它跳到指定的ISR处理中断事件。由于我们的主程序是在RAM中执行的,编译时又和引导程序分开,不可能预先知道我们写的ISR具体地址,而预留的中断向量表只够每个中断一个跳转指令,因此我们需要做二次跳转。在内存中建立一个中断向量表,每个中断对应一个字,存放ISR的地址。尔后,对每个中断写一段短的代码,把ISR地址取出,填入PC。而0X0后面中断向量的跳转指令,则是跳到这小段程序中。 3烧写flash,ADX中似乎有个写入flash的选项,我自己没有具体用过。但听说用jtag写flash会比较慢。由于nor flash或nand flash都是可以编程烧写的,即我们可以写个程序擦写flash,问题是如何读取编译出来的映像文件。这个也不用担心,adx中有个菜单把文件内容写入指定的地址中,把影响文件指定到一个ram地址,然后就用烧写程序把ram的内容拷入rom中就是了。我们有个boot程序,一个主程序要映射到rom中.假设我把0xc20_0000开始的2m地址作rom的映像,则把boot程序导入0xc20_0000,boot的程序非常短,在0xc20_1000开始放主程序。然后把0xc20_0000到0xc40_0000的内容全部拷入rom中(当然在导入文件前这些ram应该先被清空或写入ff.)。 让我们来看看相关的代码,具体认识一下该怎么处理前面说的这些问题,还有另外的一些问题。这里使用的代码是在44b0x的application note的第三章中拿出来的,这个文件在网上应该很容易找到。 程序的入口在44binit.s汇编文件中,其中一个Init 段是整个程序的入口:AREA Init,CODE,READONLYENTRYb ResetHandler ;for debugb HandlerUndef ;handlerUndefb HandlerSWI ;SWI interrupt handlerb HandlerPabort ;handlerPAbortb HandlerDabort ;handlerDAbortb . ;handlerReservedb HandlerIRQ关键字ENTRY告诉编译器保留这段代码。从代码看INIT段就是要写入0X0地址的原始中断向量,因此把这个文件编译生成的44BINIT.O和INTT填入上面提到的LAYOUT页对应项中。这样编译器会把该段代码编译到0X0地址。(仿真时你可以试试别填这两个项目,看看ADX中的反汇编代码入口被放到哪里)。这段代码里除了reset句外,有每句都有一个HandlerXXX的标号,这就是前面提到的中断处理程序的入口,它是由前面的一个宏来定义的:MACRO$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel$HandlerLabelsub sp,sp,#4 ;decrement sp(to store jump address)stmfd sp!,{r0} ;PUSH the work register to stack(lr does't push because it return to original address)ldr r0,=$HandleLabel;load the address of HandleXXX to r0ldr r0,[r0] ;load the contents(service routine start address) of HandleXXXstr r0,[sp,#4] ;store the contents(ISR) of HandleXXX to stackldmfd sp!,{r0,pc} ;POP the work register and pc(jump to ISR)MEND 我自己没有写过宏,所以还是看编译出来的代码比较直接: HandlerSWI 0x0c000198: e24dd004 ..M. SUB r13,r13,#4 0x0c00019c: e92d0001 ..-. STMFD r13!,{r0} 0x0c0001a0: e59f0458 X... LDR r0,0xc000600 0x0c0001a4: e5900000 .... LDR r0,[r0,#0] 0x0c0001a8: e58d0004 .... STR r0,[r13,#4] 0x0c0001ac: e8bd8001 .... LDMFD r13!,{r0,pc}这是ads输出的汇编代码,就是刚才的宏对应swi的一个实例,其中有两句 LDR r0,0xc000600 LDR r0,[r0,#0]是把0x0c000600的内容载入r0,再把r0地址的ram单元载入r0.去看看0xc000600的内容,是0X0c7fff08,这是我设定的内存中的中断向量表地址之一,中断向量表的起始地址是0X0c7fff00,因此0X0c7fff08存放的刚好就是swi的isr地址。后面程序就跳到对应的ISR去了。(这段宏程序由于我不熟悉arm的汇编,只看过它怎么执行,实在我不知道中断向量表地址是如何被放入0x0c000600等地址的。希望有高手能再详细解释一下具体的编写,编译方法和原理。)在c程序中,我们需要给每个中断向量定义一个宏: #define pISR_SWI (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x08))_ISR_STARTADDRESS是起始地址0X0c7fff00,假设ISR是以下函数:void __irq SWI_UserIsr(void){……………}则在系统初始化时用pISR_EINT0=(unsigned)SWI_UserIsr;这样的语句把ISR的地址填入中断向量表中,对所有中断作同样的处理,然后开中断,系统就能经过上面的宏把跳到ISR执行。 44binit.s中还有几段值得留意的代码:以下的代码把rw段的数据拷入ram中,并初始化zi段,即把该段清零:LDR r0,=|Image$$RO$$Limit| LDR r1,=|Image$$RW$$Base| LDR r2,=|Image$$ZI$$Base| CMP r0,r1 BEQ %F10 CMP r1,r3 LDRCC r2,[r0],#4 STRCC r2,[r1],#4 BCC %B01 LDR r1,=|Image$$ZI$$Limit| MOV r2,#02 CMP r3,r1 STRCC r2,[r3],#4 BCC %B2来看反汇编的代码: 0x0c000ae0: e59f0194 .... LDR r0,0xc000c7c 0x0c000ae4: e59f1194 .... LDR r1,0xc000c80 0x0c000ae8: e59f3194 .1.. LDR r3,0xc000c840xc000c7c,开始的三个字的内容是: 0x0c000c7c: 0c000e10 .... DCD 201330192 0x0c000c80: 0c200000 .. . DCD 203423744 0x0c000c84: 0c200000 .. . DCD 203423744 0x0c000c88: 0c200004 .. . DCD 203423748这些反汇编的代码是一个点led的程序的,可以看出我的小程序代码到0x0c000e10就结束了,0x0c200000是我指定的数据区起始地址。这段程序把|Image$$RO$$Limit| 开始的,长|Image$$ZI$$Base| -|Image$$RW$$Base| 的数据区拷到|Image$$RW$$Base|的对应单元,就是0x0c200000开始的一段ram中。后面还有|Image$$ZI$$Limit|,在我的代码中是0x0c000c88,内容是0x0c200004.这其实表明我的小程序并没有rw区,只有一个初始为0的变量。 另外还有一段初始化ram控制器的代码: ;**************************************************** ;* Set memory control registers ;**************************************************** ldr r0,=SMRDATA ldmia r0,{r1-r13} ldr r0,=0x01c80000 ;BWSCON Address stmia r0,{r1-r13},由于44b0x要求13个控制寄存器要一次完成填入,所以先把参数设定在SMRDATA的地址中,一次载入通用寄存器,在一次填入RAM控制寄存器中。4510的书上介绍调试前需要用SEMEM命令设置这些寄存器,但我自己没有那么做也可以跑的很好,也许是默认已经用了最保守的配置的原因吧! 其余的代码解释比较清晰了,最后摘出我的LED程序和这个小程序的BOOT程序以及烧写程序。这几个程序的project都包括了44binit.s, option.s, memcfg.s,option.h,44b.h几个从app note中抄来的文件,这里只列了我自己写的主要c代码。其他这些文件我除了把ram和rom的对应配置改了一下外,都没有改动。我的引导程序编译出来是3k,led程序也是3k,因此我把他们分别定位在rom的0x0和0x2000处,一共写了8k。LED程序中的44BINTT.S程序功能和LOAD中的44BINTT.S是重复的,主要是我懒得去修改这些汇编,由着他们占用一点时间吧! load程序负责把从0x20000处开始的4k程序(即led程序)拷到ram 0xc000000中,run函数把pc指到0x0c000000,开始执行led程序:void (*Run)(void) = (void (*)(void))RAM_ADDR;void Main(void){ INT32U k ; INT32U *pulSource = (INT32U*)0x2000,; INT32U *pulDest = (INT32U*)0x0c000000; rSYSCFG=CACHECFG; PortInit(); for(k=0;k>2000< *pulDest++ = *pulSource++; Run(); }led程序把两个通用io上连的led作不断的亮和灭:void Main(void){ INT32U k ; //INT16U *ptr; rSYSCFG=CACHECFG; PortInit(); while(1) { LedDisp(0); for(k=0;k LedDisp(3); for(k=0;k }}最后是烧写的程序,详细的代码网上高手们写了不少,我只是给出最简单的实现。烧写时当程序执行到清理完0X0C30_0000到0X0C30_4000的RAM后,让程序中断下来,通过LOAD MEMORY FORM FILE命令把LOAD.BIN导入0X0C30_0000,LED.BIN导入0X0C30_2000中,继续运行程序直到一个LED亮起,烧写就完成了。拔去仿真器后再上电,可以看到两个LED同时亮灭。#i nclude "option.h"#i nclude "44b.h"#i nclude "def.h"//#i nclude "romdef.h"//#i nclude "stdio.h"//#i nclude "stdlib.h"#define FLASH_START_ADDR 0X0000 #define FLASH_ADDR_UNLOCK1 0X5555#define FLASH_ADDR_UNLOCK2 0X2AAA#define FLASH_DATA_UNLOCK1 0XAAAA#define FLASH_DATA_UNLOCK2 0X5555#define FLASH_DATA_WRITE 0XA0A0#define FLASH_ERASE 0X8080#define FLASH_ERASE_SECTOR 0X3030#define FLASH_ERASE_BLOCK 0X5050#define FLASH_ERASE_CHIP 0X1010#define FLASH_SID_QUERY 0X9090#define FLASH_CFI_QUERY 0X9898#define FLASH_SID_EXIT 0XF0F0#define FLASH_OP_TIMEOUT 0Xffff#define LED_PORTC10 (1 #define LED_PORTC11 (1 #define RAM_ADDR 0xc000000 void (*Run)(void) = (void (*)(void))RAM_ADDR;void infoFlash(void);int wait_flash_ready ( INT16U *address, INT16U data );int writeFlash(INT16U *Address,INT16U Data);int eraseSector(INT16U* SectorAddr);int eraseChip(void);void PortInit(void); void LedDisp(int LedStatus);//***************************************** // FLASH WIRTING//*****************************************void Main(void){ INT32U k ; INT16U *pdist,*psrc; rSYSCFG=CACHECFG; PortInit(); //infoFlash(); eraseChip(); psrc="/blog/(INT16U" *)0xc300000; for(k=0;k>0x4000< *psrc++=0x0; //clear ram psrc="/blog/(INT16U" *)0xc300000; pdist=(INT16U *)0x0; for(k=0;k>0x4000 k ram to< writeFlash(pdist++,*psrc++); while(1) { LedDisp(0); for(k=0;k LedDisp(2); for(k=0;k }}//*****************************************// init the port//*****************************************void PortInit(void){ rPDATC = 0xffff; //All IO is high rPCONC = 0x0f55ff54; rPUPC = 0x3000; //PULL UP RESISTOR should be enabled to I/O}//***************************************** // light led//*****************************************void LedDisp(int LedStatus){ if((LedStatus&0x01)==0x01) rPDATC &= (~LED_PORTC10); //LED ON else rPDATC |= LED_PORTC10; //LED OFF if((LedStatus&0x02)==0x02) rPDATC &=(~LED_PORTC11); //LED ON else rPDATC |=LED_PORTC11; //LED OFF}//***************************************** // show the flash soft id//*****************************************void infoFlash(){ int i,j; INT16U *pFlash; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR)=FLASH_SID_EXIT; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK1)=FLASH_DATA_UNLOCK1; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK2)=FLASH_DATA_UNLOCK2; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK1)=FLASH_SID_QUERY; for(i=0;i pFlash=FLASH_START_ADDR; i=0;j=0; i=(INT16U)*pFlash++; j=(INT16U)*pFlash; }//*****************************************// erase hold flash//*****************************************int eraseChip(){ *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR)=FLASH_SID_EXIT; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK1)=FLASH_DATA_UNLOCK1; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK2)=FLASH_DATA_UNLOCK2; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK1)=FLASH_ERASE; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK1)=FLASH_DATA_UNLOCK1; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK2)=FLASH_DATA_UNLOCK2; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK1)=FLASH_ERASE_CHIP; if( wait_flash_ready((INT16U *)FLASH_START_ADDR,0xffff) ) return 1; else return 0;}//***************************************** // write one falsh word( 16bit)//*****************************************int writeFlash(INT16U *Address,INT16U Data){ *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR)=FLASH_SID_EXIT; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK1)=FLASH_DATA_UNLOCK1; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK2)=FLASH_DATA_UNLOCK2; *((volatile INT16U *)FLASH_START_ADDR+FLASH_ADDR_UNLOCK1)=FLASH_DATA_WRITE; *Address=Data; if(wait_flash_ready(Address,Data)) return 1; else return 0;}//***************************************** // wait for operation finish//*****************************************int wait_flash_ready ( INT16U *address, INT16U data ){ INT32U tmp; INT16U *p; tmp =0xff; p=address; while(((*p)&0x8080)!=(data&0x8080)) {tmp--; if (tmp==0x0) return 1; // timeout } return 0;} |
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