ARM嵌入式系統(tǒng)初始化過程

－－初始化異常向量表（中斷向量表）

－－初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)

－－初始化堆棧

－－初始化有特殊要求的端口和設(shè)備

－－初始化應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境

－－調(diào)用主應(yīng)用程序

1、初始化異常向量表（中斷向量表）

ARM微處理器結(jié)構(gòu)要求中斷向量表必須放置在從0x00地址開始的連續(xù)8×4字節(jié)的空間內(nèi)，每當(dāng)一個(gè)中斷（異常）發(fā)生以后，ARM微處理器便強(qiáng)制把PC置 為對(duì)應(yīng)的中斷向量。由于每個(gè)中斷只占用向量表中一個(gè)字（4個(gè)字節(jié)）的存儲(chǔ)空間，只能放一條ARM指令，所以通常為跳轉(zhuǎn)指令，使程序從向量表跳轉(zhuǎn)到存儲(chǔ)器的 其他位置，執(zhí)行真正的中斷處理。

具體代碼實(shí)現(xiàn)如下：

AREA Init,CODE,READONLY

ENTRY

B Reset_Handler ；異常復(fù)位

B Undef_Handler ；未定義指令異常

B SWI_Handler ；軟件中斷

B PreAbort_Handler ；指令預(yù)取中止

B DataAbord_Handler ；數(shù)據(jù)中止

B . ；系統(tǒng)保留

B IRQ_Handler ；普通外部中斷

B FIQ_Handler ；快速外部中斷

..........

2、初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)

主要是對(duì)系統(tǒng)存儲(chǔ)器控制器（MMU）的初始化。由于存儲(chǔ)器控制器并不是ARM架構(gòu)的一部分，不同芯片的實(shí)現(xiàn)方式各不相同。由于運(yùn)算能力和尋址能力的強(qiáng)大， 基于ARM內(nèi)核的微處理器系統(tǒng)一般都需要外擴(kuò)展各種類型的存儲(chǔ)器。對(duì)于存儲(chǔ)器系統(tǒng)的初始化一般包括如下幾個(gè)方面：

－－存儲(chǔ)器類型、時(shí)序和總線寬度的配置

－－存儲(chǔ)器地址的配置

（1）存儲(chǔ)器類型

基于ARM微處理系統(tǒng)的存儲(chǔ)器一般有如下幾類：SARM,DRAM,Flah,同時(shí)，即使同類存儲(chǔ)器也有訪問速度上的不同。其中，SRAM和Flah屬于 靜態(tài)存儲(chǔ)器，可以共用存儲(chǔ)器端口，而DRAM有動(dòng)態(tài)刷新和地址復(fù)用等特征，需要專門的存儲(chǔ)器端口。

（2）時(shí)序

存儲(chǔ)器端口的接口時(shí)序優(yōu)化對(duì)系統(tǒng)性能影響非常大，因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行的速度瓶頸一般都存在于存儲(chǔ)器的訪問，因此希望存儲(chǔ)器的訪問盡可能快，但又要考慮由此帶來的 系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。

（3）總線寬度

ARM微處理器架構(gòu)支持8/16/32位的數(shù)據(jù)總線寬度訪問存儲(chǔ)器和外設(shè)，對(duì)于特定的存儲(chǔ)器來說，需要設(shè)定數(shù)據(jù)總線的寬度。

（4）存儲(chǔ)器地址的配置

ARM微處理器架構(gòu)理論上可以支持4GB的地址空間，而對(duì)于一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)來說，配置的物理地址遠(yuǎn)沒有這么多，因此，如何配置存儲(chǔ)器的地址，也是一個(gè)重要 的問題。

（5）存儲(chǔ)器地址重映射

存儲(chǔ)器地址重映射就是可以通過軟件配置來改變一塊存儲(chǔ)器物理地址的方法，是當(dāng)前許多先進(jìn)控制器所具有的功能。

進(jìn)行地址重映射的原因：提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

進(jìn)行地址重映射的注意：保證程序流程的連續(xù)性。

有的ARM處理器不具有地址重映射的功能，可以采樣代碼搬移加跳轉(zhuǎn)的方式完成上述功能。

3、初始化堆棧

由于ARM微處理器有7中運(yùn)行模式，每一種模式的堆棧指針（SP）都是獨(dú)立的（其中系統(tǒng)模式和用戶模式使用相同的SP）。因此，需要對(duì)每一種模式的SP進(jìn) 行初始化。

采用的方法是：改變當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器（CPSR）內(nèi)的狀態(tài)位，使處理器切換到不同的狀態(tài)，然后初始化SP。但是對(duì)用戶模式下SP的初始化應(yīng)該放在最后， 因?yàn)锳RM微處理器進(jìn)入用戶模式之后就無法再切換到其他模式。

設(shè)置堆棧應(yīng)該注意的問題是：堆棧的大小根據(jù)需要確定，要盡可能給堆棧分配高速存儲(chǔ)器（例如片內(nèi)的SRAM）。堆棧性能的提高對(duì)提高系統(tǒng)整體性能的影響非常 顯著。

初始化堆棧的代碼如下：

MRS R0, CPSR

BIC R0, R0, #MODEMASK

ORR R1, R0, #IRQMODE

MSR CPSR_c, R1

LDR SP, =IRQStack

BIC R0, R0, #MODEMASK

ORR R1, R0, #FIQMODE

MSR CPSR_c, R1

LDR SP, =FIQStack

.........

4、初始化應(yīng)用程序和有特殊要求的端口和設(shè)備

該部分的初始化由具體的系統(tǒng)和用戶需求決定，一般的外設(shè)初始化可以放在系統(tǒng)初始化以后進(jìn)行。比較典型的應(yīng)用是驅(qū)動(dòng)一些簡單的輸出設(shè)備，例如LED等，用來 指示系統(tǒng)啟動(dòng)的進(jìn)程和狀態(tài)。初始化應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境，就是完成必要的從ROM到RAM的數(shù)據(jù)傳輸，初始化有特殊要求的端口、設(shè)備和應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境。

5、改變處理器的模式

ARM微處理器支持7種模式，其中：

超級(jí)模式（Supervisor）：復(fù)位后的缺省模式。

多種特權(quán)模式變化：主要完成各模式的堆棧設(shè)置，注意不要進(jìn)入用戶模式。

用戶模式：用戶程序運(yùn)行模式。

6、調(diào)用應(yīng)用主程序

當(dāng)完成所有的系統(tǒng)初始化工作之后，就需要把程序流程轉(zhuǎn)入主應(yīng)用程序。最常見的操作是：

IMPORT C_Entry

......

B C_Entry