ARM无痛苦起步.docx

1、ARM无痛苦起步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

2、，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

3、，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

4、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

5、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

6、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

7、。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,boo

8、t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 ;hand

9、lerUndefb 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，

10、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!,r0USH the work register to stack(lr doest push because it return to original address)ldr r0,=$HandleLabel;load the address of HandleXXX

11、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 OP 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：HandlerSWI0x0c000198:e24dd004.M.SUBr13,r13,#40x0c00019c:e92d0001.-.STMFDr13!,r

12、00x0c0001a0:e59f0458X.LDRr0,0xc0006000x0c0001a4:e5900000.LDRr0,r0,#00x0c0001a8:e58d0004.STRr0,r13,#40x0c0001ac:e8bd8001.LDMFDr13!,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LDRr0,0xc000600LDRr0,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0X0c7fff

13、00，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

14、_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：LDRr0,=|Image$RO$Limit|LDRr1,=|Image$RW$Base|LDRr2,=|Image$ZI$Base|CMPr0,r1BEQ%F10 CMPr1,r3LDRCCr2,r0,#4STRCCr2,r1,#4BCC%B01 LDRr1,=|Image$ZI$Limit|MOV r2,#0

15、2 CMPr3,r1STRCCr2,r3,#4BCC%B2来看反汇编的代码：0x0c000ae0:e59f0194.LDRr0,0xc000c7c0x0c000ae4:e59f1194.LDRr1,0xc000c800x0c000ae8:e59f3194.1.LDRr3,0xc000c840xc000c7c,开始的三个字的内容是：0x0c000c7c:0c000e10.DCD2013301920x0c000c80:0c200000. .DCD2034237440x0c000c84:0c200000. .DCD2034237440x0c000c88:0c200004. .DCD203423748

16、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 contr

17、ol registers;*ldrr0,=SMRDATAldmia r0,r1-r13ldrr0,=0x01c80000;BWSCON Addressstmia 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,

18、 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

19、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 *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

20、;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.hi nclude 44b.hi ncl

21、ude def.h/i nclude romdef.h/i nclude stdio.h/i nclude stdlib.h#define FLASH_START_ADDR0X0000#define FLASH_ADDR_UNLOCK10X5555#define FLASH_ADDR_UNLOCK20X2AAA#define FLASH_DATA_UNLOCK10XAAAA#define FLASH_DATA_UNLOCK20X5555#define FLASH_DATA_WRITE0XA0A0#define FLASH_ERASE 0X8080#define FLASH_ERASE_SECT

22、OR0X3030#define FLASH_ERASE_BLOCK 0X5050#define FLASH_ERASE_CHIP0X1010#define FLASH_SID_QUERY 0X9090#define FLASH_CFI_QUERY 0X9898#define FLASH_SID_EXIT0XF0F0#define FLASH_OP_TIMEOUT0Xffff#define LED_PORTC10 (1 #define LED_PORTC11(1 #define RAM_ADDR 0xc000000void (*Run)(void) = (void (*)(void)RAM_AD

23、DR;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=CAC

24、HECFG;PortInit();/infoFlash();eraseChip();palt=深圳单片机交流网 src=/blog/(INT16U *)0xc300000;for(k=0;k*psrc+=0x0; /clear rampalt=深圳单片机交流网 src=/blog/(INT16U *)0xc300000;pdist=(INT16U *)0x0;for(k=0;k writeFlash(pdist+,*psrc+);while(1)LedDisp(0);for(k=0;k LedDisp(2);for(k=0;k /*/init the port/*void PortInit(v

25、oid)rPDATC = 0xffff;/All IO is highrPCONC = 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 ONelserPDATC |= LED_PORTC10;/LED OFFif(LedStatus&0x02)=0x02)rPDATC &=(LED_PORTC11);/LED ONelser

26、PDATC |=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;*

27、(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)=FLA

28、SH_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