ARM必须知道的知识.docx
《ARM必须知道的知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ARM必须知道的知识.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
ARM必须知道的知识
寄存器和工作模式：
7种工作模式：
fiq/irq/abt/und/sys/usr/svc。
通过"MSRcpsr_c,#0xdx"切换。
上电时进入svc模式。
svc和usr的区别是：
svc可以通过"MSRcpsr_c,#0xdx"自由切换到其它任何模式，但是usr不可以。
各模式下有自己的堆栈。
要在程序启动后依次进入各个模式分别设置自己的堆栈，最后进入usr模式。
好多个寄存器：
r0-r7（a1-a4/v1-v4），r15（pc）在所有模式下都可见。
r8（v5）,r9（sb,v6）,r10（sl,v7）,r11（fp,v8）,r12（ip）fiq模式下有一组独立的映射。
r13（sp）/R14（lr）在usr和sys模式下用同一组映射,其它模式下各有自己的映射。
cpsr在所有模式下可见。
spsr在usr和sys模式下没有映射。
cpsr是一个最特殊的寄存器，结构如下：
3130292827~876543210
NZCV保留IFTM4M3M2M1M0
其中，N/Z/C/V分别为负/零/进位/溢出的标志位。
在所有模式下都可以进行读操作。
I/F为中断/快中断禁止位，M4~M0是工作模式控制位，它们在USR模式下都不可操作。
T为Thum/ARM模式位，在所有模式下不可直接操作，否则会天下大乱，预取址错误中断可以捕获这种乱局。
只能用BX指令进行Thum/ARM的状态切换。
总之，USR模式很不方便。
在该模式下只可以通过软中断控制I/F位。
cpsr只能够用MSR/MRS指令来操作。
各工作模式下的spsr:
在由突发事件引起的模式切换发生时，新模式的spsr自动保存cpsr的值，以备该模式退出时还原cpsr。
在程序的控制下进入某模式时，cpsr不会自动保存到相应的spsr。
PrefetchAbort和DataAbort模式：
PrefetchAbort通常会发生在自修改指令之后。
而DataAbort发生于向无效内存中取操作数时，通常是数据指针越过边界了。
如果在scatter文件中不指定边界，若编译时内存分配超过了实际物理内存，一定会有DataAbort或PrefetchAbort发生。
对特殊功能寄存器的操作：
通常都有两个寄存器操作同一个特殊功能。
一个是负责置位，另一个是负责清除。
如VICIntEnable和VICIntEnClr,IOxSET和IOxCLR等。
这样就使得单独操作某一位或某几位变得非常容易，如：
IO0SET=0x00001100；IO0CLR=0x00000011等，只变动特定的位，而不影响其他位。
当然也可以用IO0PIN=0x00001100直接设置所有的位。
--------------------------------------------------------------------------------
存储器映射：
0-1G（0x0000,0000-0x3fff,ffff）:
片内Flash.
1-2G（0x4000,0000-0x7fff,ffff）:
片内RAM.
2-3.5G（0x8000,0000-0xbfff,ffff-0xdfff,ffff）:
片外存储器。
3.5G-3.75G（0xe000,0000-0xefff,ffff）:
VPB外设。
3.75G-4G（0xf000,0000-0xffff,ffff）:
AHB外设。
虽然ARM7的寻址空间为4G,但是LPC2200系列只提供A0~A23总共16M的地址。
片选信号CS0-CS3是A24和A25的译码输出，将片外存储区0x8000,0000-0x83ff,ffff划分为bank0-bank3,共16M*4=64M.这4个bank可以被分别配置为8/16/32位总线宽度。
复位时,bank0的总线宽度由Boot1:
0引脚决定,bank1为32位，bank2为16位，bank3为8位。
字节定位信号（BLS0-BLS3）协调总线宽度和外存芯片数据线宽度。
当Memory由“字节宽度器件”（如62256）或者“未按照字节区分的多字节器件”组成时，应将RBLE设置为"0"。
此时，读访问时EMC将BLS0~BLS3拉高。
当Memory由“含有字节选择输入的16位或32位器件”组成时，应将RBLE设置为"1"。
此时，读访问时EMC将BLS0~BLS3拉低。
所以，当Memory由62256组成时，由于不需要“片内字节选择输入”，故令RBLE='0'，则BLS0~BLS3只会与nWR同步，可以代替nWR使用。
但是，当Memory由IS61LV25616AL组成时，由于该芯片有"nLB"和"nUB"控制低/高8位的输入，故令RBLE='1'，则BLS0~BLS3与nRD和nWR都会同步，此时，不可以使用BLS0~BLS3代替nWR信号。
地址数据总线：
D0-D31,A0-A23,OE,WE,CS0-CS3,BLS0-BLS3
启动后由P2.7/P2.6控制引导方式，然后由程序设置MEMMAP决定中断向量的映射。
BCFG0-BCFG3控制读写延时和总线宽度。
注意复位后的默认值。
PINSEL2控制引脚功能。
BootBlock
LPC2114/2214的BootBlock被固化在最高的Flash块中，运行时被映射到0x7FFF,E000-0x7FFFF,FFFF的区域。
而LPC2210没有片内Flash,但它有8K片内ROM存储了BootBlock,也被映射到0x7FFF,E000处。
--------------------------------------------------------------------------------
VPB只是ARM内部使用的总线，它通过桥与AHB总线连接，对用户透明。
所以，不必考虑它的存在，只要知道0xe000-0xffff,ffff是外设控制器的地址就可以了。
--------------------------------------------------------------------------------
VIC:
ARM有19个中断源，为其分配了0-18号VIC通道。
向量控制寄存器VICVectCntl0-15记录了各个通道号及其使能位。
当中断发生时，VICVectAddr0-15中的一个值会被copy到VICVectAddr.
如果是非向量中断则VICdefaultAddr被copy到VICVectAddr.
程序跳转到VICVectorAddr指向的地址。
中断返回时，写0x00到VICVectAddr.
非向量中断是指那些虽然已经打开（允许），但是没有在相应的VICVectorCntl0~15和VICVectorAddr0~15中设置的中断。
关于中断设置：
1、首先，硬复位后所有的SpecialFunctionRegistor都有默认值。
不必考虑设置的顺序问题。
可以先设置好中断，再开通模块功能。
2、软中断（SWI）与非向量中断不同，它的入口是0x0000,0008。
进入软中断后，系统变为管理模式。
而非向量中断入口是0x0000,0018。
它引导系统进入fiq/irq模式。
3、VIC设置实例:
VICIntSelect=0x00000000; //所有中断都是IRQ
VICVectCntl0=0x20|15; //EINT1为向量中断，使用Slot0
VICVectAddr0=（uint32）EINT1_Exception; //EINT1中断地址
VICDefVectAddr=（uint32）Default_Entry; //非向量中断地址
VICIntEnable=0x00018000; //使能EINT1和EINT2
由于在管理向量中断的VICVectCntl0~15和VICVectAddr0~15中只设置了EINT1，故EINT2中断发生时，要进入非向量中断处理程序Default_Entry。
关于优先级：
在调试C语言的多中断程序时，在中断中设断点，调了几个循环就全乱了。
开始时怀疑编译器有问题，后来发现是Debugger不够好。
测试如下：
1、修改CCompiler的优化级别为最低。
重新编译。
2、令Timer0定时0.25秒中断，在中断中将Test++。
令EINT3（外部RTC）1秒中断，在中断中用LCD显示Test的值并将一个LED取反。
然后再用软件延时，占据CPU0.9秒或0.5秒后才退出中断。
3、令Timer0的优先级小于EINT3。
LED为1秒断续，LCD显示的Test值一秒加一。
4、令Timer0的优先级大于EINT3。
LED为1秒断续，LCD显示的Test值一秒加一或加二或加四。
结论：
Timer0中Test加一/加二/加四是在EINT3退出后的间隙中完成的。
所以，IRQ中可能没有传说中的优先级机制。
关于SpuriousInterrupts:
见
在18App的主循环中不断关闭/开启UART的中断以读取其缓冲区的长度及数据，出现以下现象：
程序经常走进VICDefaultAddress!
解释：
当UART中断产生时，CorelatchestheIRQstatus,此时，UART的中断被关闭。
然后，CoreloadsIRQAddressfromVIC.theVICwillnotbeabletoclearlyidentifytheinterruptthatgeneratedtheinterruptrequest,andasaresulttheVICwillreturnthedefaultinterruptVICDefVectAddr.
--------------------------------------------------------------------------------
关于周立功EasyJTAG设置：
计算机并口要设为SPP模式。
弹出FatalAxdError时，点击Connectmode...选择ATTACH...然后Restart即可。
--------------------------------------------------------------------------------
编译和调试：
Project->RemoveObjectCode...删除当前运行代码，然后可以重新编译。
AxdDebugger运行时会产生C:
\documentsandsettings\username\default-1-2-0-0.sec.如果在打开AxdDebugger时不能自动调入Image,可以删除此文件，重新打开AxdDebugger,然后调入Image即可。
单步执行时对特殊功能寄存器的监视：
要监视Timer0寄存器组，从0xE000,4000开始。
打开"ProcessorView"->"Memory"定位在0xE0004000。
刚开始运行时监测结果正常，几个循环后，0xE0004000（T0PR）开始不断变化，而这个寄存器除了初始化时，不应该变化的。
本应该变化的寄存器如0xE0004008（T0TC）反而不变了。
于是打开"ProcessorViews"->"Watch",在里面加入*（（unsignedlong*）0xE0004000）至*（（unsignedlong*）0xE000403C）进行观察。
发现Watch窗口的内容与Memory中的不同，似乎是Memory中的内容与其对应的地址产生了4个字节的错位。
因为Memory中0xE000400C的内容总是与Watch中0xE0004008的内容相近，两者的差别大概是JTAG两次读RAM的时间差。
另外，RAM的0xE000401C与Watch中0xE0004018内容相同。
所以，Watch窗口的内容是正确的。
Debug:
Axd的Disassembly窗口：
有单三角箭头的两个按钮，用于在小范围内（页内）滚动汇编程序。
也有双三角箭头的两个按钮，用于在整个汇编程序的范围内移动。
Axd的"Lowlevelsymbles"窗口可用于观察各变量的地址，此窗口在辅助阅读Disassembly时有用。
--------------------------------------------------------------------------------
分散加载描述文件.scf的设置
MetrowerksCodeWarriorV1.2的"Edit->DebugInExRAMSettings",然后在"Linker->ARMLinker"的Output页中，选中Scatter选项。
在Scatter的编辑框中选择写好的.scf文件。
（Scatter-Loadingdescriptionfile）.
简单应用时可以不写.scf文件。
而在"Output"页中选择"Simple".然后填写"ROBase"和"RWBase"的起始地址。
在"LayOut"页中，填写Object/Symble:
Startup.o,Section:
Start.编写启动文件:
Startup.s.
在"Option"页里的"ImageEntryPoint"填入起始地址。
--------------------------------------------------------------------------------
Scatter-LoadDescriptionFile的结构：
".scf"文件中的"+RW"对应".s"源文件中的"READWRITE".
".scf"文件中的"+ZI"对应".s"源文件中的"NOINIT".
".scf"文件中的"+RO"对应".s"源文件中的"READONLY".
在".s"源文件中有：
AREAarea_nameCODE/DATA,READONLY/NOINIT/READWRITE
END
".scf"的例子：
内容 注解
ROM_LOAD0x80000000
{ NameofLoadRegion,StartAddressforLoadRegionandMaximumsizeofLoadRegion（省略了）
ROM_EXEC0x800000000x20000
{片外存储区，从0x80000000开始，最多0x20000字节。
Startup.o（Vector,+First）Startup模块的Vector段放在最前面。
注1
*（+RO）其他所有模块中的所有代码和只读的数据放在这里。
}
IRAM0x400000000x00004000
{片内RAM区，从0x40000000开始，最多0x4000字节
Startup.o（MyStacks,+first）指定Startup.o中MyStacks放在最前面。
Startup.o（+RW,+ZI）Startup.o中的其他+RW/+ZI段。
注1
os_cpu_a.o（+RW,+ZI）
}
STACKS0x40004000UNINIT
{片内16KRAM的顶端，存放不需要被"Clibrary"初始化的段。
Stack.o（+ZI）注2
}
ERAM0x80040000
{
*（+RW,+ZI）
}
HEAP+0UNINIT
{"+0"表示接着上一段"ERAM"的结尾，继续安排存储区。
Heap.o（+ZI）注3
}
}
下面是在scf文件中引用过的源文件示意：
"Startup.s"
code32
areaVectors,CODE,READONLY
entry
...
end注1：
在"Startup.o"里面会生成名为"Vectors"的段，段的属性为"READONLY"
"Stack.s"
areaStacks,DATA,NOINIT
exportStackUsr
StackUsr SPACE1
end注2:
在"Stack.o"里面会生成名为"Stacks"的段，段的属性为"NOINIT",该属性对应scf文件中的"+ZI".该段不需要初始化或者可以被初始化为"0".
"Heap.s"
areaHeap,DATA,NOINIT
exportbottom_of_heap
bottom_of_heap SPACE1
end注3:
"Heap.o"里面名为"Heap"的段。
在Scatter文件中最好每一个Region都加一个Maximum参数，这样当编译时如果实际使用的空间大于MaximumSize，会有Error:
16220E:
Excutionregionxxxsize（xxxbytes）exceedslimit（xxbytes）。
如果地址有重复，会有Error:
16221E:
Excutionregionxxxoverlapswithexcutionregionxxx。
前一个Region的首地址+Maximum>后一个Region的首地址时不一定有Error。
只有当一分配的内存出现覆盖时才会有Error。
Region的"UNINIT"之类的参数要放在"Maximumsize"参数之前。
在一个Region中，RAM的分配不是按照罗列的顺序来的。
要想让汇编中使用的变量有固定的位置，可以把所有汇编文件产生的".o"放在同一个Region中。
如：
IRAM10x40000000
{
startup.o（+RW,+ZI）
ASMSourceCode1.o（+RW,+ZI）
ASMSourceCode2.o（+RW,+ZI）
}
IRAM2+0
{
CSourceCode1.o（+RW,+ZI）
CSourceCode2.o（+RW,+ZI）
}
这样，所有汇编中定义的变量地址就相对集中了。
如果只有一个汇编文件如startup.s，也可以这样：
IRAM0x400020000x1000
{
startup.o（Mystack,+first）
*（+RW,+ZI）
}
用一个"+first"强行将startup.s中的Mystack放在0x40002000位置。
在"Edit->DebugRelSettings...->ARMLinker"中选中"Imagemap"。
编译后在Error&Warnings窗口会显示出详细的内存分配情况。
如果在"Listfilename"中指定一个输出文件名，该祥单会直接存在制定文件中以供多次研究。
--------------------------------------------------------------------------------
关于JTAG接口：
P1.20/TRACESYNC应该加上拉电阻以禁止TRACE功能。
PINSEL2一定要在程序开始时初始化一下。
LPC2210
JTAG
注
1,2/VDD3.3V
P1.31/nTRST,input3/nTRST,outputEasyJTAG中有上拉电阻。
P1.28/TDI,input5/TDI,outputEasyJTAG中有上拉电阻。
P1.30/TMS,input7/TMS,outputEasyJTAG中有上拉电阻。
P1.29/TCK,input/output9/TCK,input/outputEasyJTAG中有上拉电阻。
P1.26/RTCK,input11/RTCK,outputP1.26外接下拉电阻。
P1.26有内部上拉电阻，故测量时该引脚会呈现高电平。
但是在复位时，它的上拉电阻不起作用，只有外部的下拉电阻起作用，P1.26=0V,所以上电后PINSEL2的D3~D0会是0x04（B0100），JTAG有效。
若将P1.26接到3.3V再复位，此时PINSEL2的D3~D0将会是0x00，JTAG无效。
P1.27/TDO,output13/TDO,inputEasyJTAG中有上拉电阻。
nRESET,input15/nRST,outputEasyJTAG中有上拉电阻。
4,6,8,10,12,14,16,18,20/GND
17,19/NC
G18控制板采用LPC2114，每次运行Axd都不会正确调入程序。
原因如下：
有一次是因为已经有一个Axd在运行了，打开第二个Axd,当然不会正确调入程序。
还有一次是重新编译了一下，就好了。
以上两次都不奇怪，奇怪的是下面几次：
在"ConfigTarget->Config->EasyJTagSetup"随便点两下"HaltMode"中的选项，然后一路点击"OK"，会出现"ReloadthelastImage?
",点击"Yes"。
有时会有正确的程序被调入，但有时候不成功。
要检验是不是已经成功调入了，只要按下"Ctrl-D"显示Disassembly窗口，即可看到芯片中的程序是否正确。
在"Option->ConfigInterface->SessionFile->SessionfileOptions"中选择"ReloadImages",之后每次启动Axd都会提示"TheprocessorARM_1alreadyhasimage（s）loaded.Continuetheoperationwillreplacethecurrentlyloadedimages（s）....Doyouwishtocontinue?
"选择"Yes",有时候也可以成功调入程序。
当然，在"EasyJTagSetup->AuxOption"中要选中"EraseFlashwhenneed".
固化的程序中有禁止JTag调试端口的语句（操作PINSEL2的语句）,连不上时用LPC2000FlashUtility擦除了Flash。
偶尔可行。
注意使用LPC2000FlashUtility时要先将电路复位，再点"OK".
当然最根本的解决办法是将计算机并口设置为"EPP"模式。
其他地方都按照"Default"就可以了。
升级会员 