ARM嵌入式系统初始化过程

1、基于 ARM内核微处理器的系统一般为复杂的片上系统，这种复杂系统的多数硬件模 块都是可配置的，需要软件设置为特定的工作状态，因此在用户的应用程序之前，需要有一些专门的代码完成对系统的初始化。由于这类代码直接面对ARM处理器内核和硬件控制器，一般都使用汇编语言完成。初始化代码完成的操作与具有的硬件 平台相关，但一般包括一下的内容： 初始化异常向量表（中断向量表） 初始化存储器系统 初始化堆栈 初始化有特殊要求的端口和设备 初始化应用程序的运行环境 调用主应用程序1、初始化异常向量表（中断向量表）ARM微处理器结构要求中断向量表必须放置在从 0x00 地址开始的连续 84 字节的空间内，每当一个中

2、断（异常）发生以后， ARM微处理器便强制把 PC置为 对应的中断向量。由于每个中断只占用向量表中一个字（ 4 个字节）的存储空间， 只能放一条 ARM指令，所以通常为跳转指令，使程序从向量表跳转到存储器的其他 位置，执行真正的中断处理。具体代码实现如下：AREA Init,CODE,READONLYENTRY；异常复位；未定义指令异常；软件中断B Reset_HandlerB Undef_HandlerB SWI_HandlerB PreAbort_Handler；指令预取中止B DataAbord_Handler ；数据中止；系统保留B IRQ_Handler；普通外部中断FIQ_Hand

3、ler；快速外部中断2、初始化存储器系统主要是对系统存储器控制器（ MM）U 的初始化。由于存储器控制器并不是 ARM架构的一部分，不同芯片的实现方式各不相同。由于运算能力和寻址能力的强 大，基于 ARM内核的微处理器系统一般都需要外扩展各种类型的存储器。对于存储 器系统的初始化一般包括如下几个方面：存储器类型、时序和总线宽度的配置存储器地址的配置（1）存储器类型基于 ARM微处理系统的存储器一般有如下几类： SARM,DRAM,Flah同, 时，即 使同类存储器也有访问速度上的不同。其中， SRAM和 Flah 属于静态存储器，可以 共用存储器端口，而 DRAM有动态刷新和地址复用等特征，需

4、要专门的存储器端 口。（2）时序存储器端口的接口时序优化对系统性能影响非常大，因为系统运行的速度 瓶颈一般都存在于存储器的访问，因此希望存储器的访问尽可能快，但又要考虑由 此带来的系统稳定性问题。（3）总线宽度ARM微处理器架构支持 8/16/32 位的数据总线宽度访问存储器和外设，对 于特定的存储器来说，需要设定数据总线的宽度。（4）存储器地址的配置ARM微处理器架构理论上可以支持 4GB的地址空间，而对于一个实际的系 统来说，配置的物理地址远没有这么多，因此，如何配置存储器的地址，也是一个 重要的问题。（5）存储器地址重映射存储器地址重映射就是可以通过软件配置来改变一块存储器物理地址的方

5、法，是当前许多先进控制器所具有的功能。进行地址重映射的原因：提高系统的运行效率。进行地址重映射的注意：保证程序流程的连续性。有的 ARM处理器不具有地址重映射的功能，可以采样代码搬移加跳转的方式完成上 述功能。3、初始化堆栈由于 ARM微处理器有 7 中运行模式，每一种模式的堆栈指针（ SP）都是独 立的（其中系统模式和用户模式使用相同的 SP）。因此，需要对每一种模式的 SP 进行初始化。采用的方法是：改变当前程序状态寄存器（ CPSR）内的状态位，使处理器 切换到不同的状态，然后初始化 SP。但是对用户模式下 SP的初始化应该放在最 后，因为 ARM微处理器进入用户模式之后就无法再切换到其

6、他模式。设置堆栈应该注意的问题是：堆栈的大小根据需要确定，要尽可能给堆栈 分配高速存储器（例如片内的 SRAM）。堆栈性能的提高对提高系统整体性能的影 响非常显著。初始化堆栈的代码如下：MRS R0, CPSRBIC R0, R0, #MODEMASKORR R1, R0, #IRQMODEMSR CPSR_c, R1LDR SP, =IRQStackBIC R0, R0, #MODEMASKORR R1, R0, #FIQMODEMSR CPSR_c, R1LDR SP, =FIQStack4、初始化应用程序和有特殊要求的端口和设备该部分的初始化由具体的系统和用户需求决定，一般的外设初始化可以放 在系统初始化以后进行。比较典型的应用是驱动一些简单的输出设备，例如 LED 等，用来指示系统启动的进程和状态。初始化应用程序的运行环境，就是完成必要 的从 ROM到 RAM的数据传输，初始化有特殊要求的端口、设备和应用程序的运行环 境。5、改变处理器的模式ARM微处理器支持 7 种模式，其中： 超级模式( Supervisor )：复位后的缺省模式。 多种特权模式变化：主要完成各模