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ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计

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来源: 作者: 2018-10-28 12:16:54

ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计

导读:

本文介绍基于arm体系的嵌入式应用系统初始化部分BSP的程序设计。本文引用的源码全部是基于HMS320C7202芯片设计,并已成功运行。

arm公司在32位RISC的CPU开发领域不断取得突破,其结构已经从V3发展到V6。  BSP(Board Support Package)板级支持包介于主板硬件和操作系统之间,其功能与PC机上的BIOS相类似,主要完成硬件初始化并切换到相应的操作系统。BSP是相对于操作系统而言的,不同的操作系统对应于不同定义形式的BSP,例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相对于某一CPU来说,尽管实现的功能一样,可是写法和接口定义是完全不同的。另外,仔细研究所用的芯片资料也十分重要,例如尽管arm在内核上兼容,但每家芯片都有自己的特色。所以这就要求BSP程序员对硬件、软件和操作系统都要有一定的了解。  本文介绍基于arm体系的嵌入式应用系统初始化部分BSP的程序设计。本文引用的源码全部是基于HMS320C7202芯片设计,并已成功运行。  1 初始化过程  尽管各种嵌入式应用系统的结构及功能差别很大,但其系统初始化部分完成的操作有很大一部分是相似的。嵌入式系统的启动流程如图1所示。  1.1 设置入口指针  启动程序首先必须定义指针,而且整个应用程序只有一个入口指针。一般地,程序在编译链接时将异常中断向量表链接在0地址处,并且作为整个程序入口点。入口点代码如下:  ENTRY(_start) ;开始  1.2 设置异常中断向量表  arm要求中断向量表必须放置在从0开始、连续84字节的空间内。各异常中断向量地址以及中断的算是优先级如表1:  中断向量地址 异常中断类型 异常中断模式 优先级(6最低) 0x0 复位 特权模式(SVC) 1 0x4 未定义中断 未定义指令中止模式(Undef) 6 0x8 软件中断(SWI) 特权模式(SVC) 6 0x0c 指令预取中止 中止模式 5 0x10 数据访问中止 中止模式 2 0x14 保留 未使用 未使用 0x18 外部中断请求(IRQ) 外部中断(IRQ)模式 4 0x1c 快速中断请求(FIQ) 快速中断(FIQ)模式 3   表1 各异常中断的中断向量地址以及中断的处理优先级  中断向量地址 异常中断类型 异常中断模式 优先级(6最低)  0x0 复位 特权模式(SVC) 1  0x4 未定义中断 未定义指令中止模式(Undef) 6  0x8 软件中断(SWI) 特权模式(SVC) 6  0x0c 指令预取中止 中止模式 5  0x10 数据访问中止 中止模式 2  0x14 保留 未使用 未使用  0x18 外部中断请求(IRQ) 外部中断(IRQ)模式 4  0x1c 快速中断请求(FIQ) 快速中断(FIQ)模式 3  每当一个中断发生后,ARM处理器便强制把程序计数器(PC)指针置为向量表中对应中断类型的地址值。因为每个中断向量仅占据放置1条arm指令的空间,所以通常放置1条跳转指令或向程序计数器(PC)寄存器赋值的数据访问指令,使程序跳转到相应的异常中断处理程序执行。如果异常中断处理程序起始地址小于32MB,使用B跳转指令;如果跳转范围大于32MB,使用LDR指令。  另外,对于各未用中断,可使其指向一个只含返回指令的哑函数,以防止错误中断引起系统的混乱。  1.3 初始化存储系统  初始化存储系统的编程对象是系统的存储器控制器,一个系统可能存在多种存储器类型的接口,不同的存储系统的设计不尽相同。Flash和SRAM同属于静态存储器类型,可以合用一个存储器端口;而DRAM因为有动态刷新和地址线复用等特性,通常配有专用的存储器端口。其中,SDRAM必须在初始化阶段进行设置,因为大部分的程序代码和数据都要在SDRAM中运行。  在HMS30C7202中,与SDRAM配置有关的寄存器有4个:配置寄存器、刷新定时寄存器、写缓冲写回寄存器和等待驱动寄存器,需要根据实际的系统设计对此分别加以正确配置。  SDRAM的初始化过程如下:加电延迟10ms(各具体SDRAM器件延时时间可能不同)设置配置寄存器参数延时写刷新定时寄存器,设置刷新周期延时使能自动刷新延时设置模式寄存器(位于SDRAM内部)。

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