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基于A(yíng)RM的嵌入式系統程序開(kāi)發(fā)要點(diǎn)
作者：
時(shí)間：2016-12-02
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2．堆棧的分配
在圖-3 中，橫坐標上還有一種情況，就是 16 位的存儲器寬度，但是堆?？臻g是 32 位的。這種情況下無(wú)論 ARM 還是 Thumb，其性能表現都比單純的 16 位存儲器系統情況下要好。這是因為 ARM 和 Thumb 其指令集雖然分 32 位和 16位，但是堆棧全部是采用32 位的。因此在 16 位堆棧和 32 位堆棧的不同環(huán)境下，其性能當然都會(huì )相差很多。這種差別還跟具體的應用程序密切相關(guān)，如果一個(gè)程
序堆棧的使用頻率相當高，則這種性能差異很大；反之則要小一些。
在基于 ARM 的系統中，堆棧不僅僅被用來(lái)進(jìn)行諸如函數調用、中斷響應等時(shí)候的現場(chǎng)保護，還是程序局部變量和函數參數傳遞（如果大于4個(gè)）的存儲空間。所以出于系統整體性能考慮，要給堆棧分配相對訪(fǎng)問(wèn)速度最快、數據寬度最大的存儲器空間。
一個(gè)嵌入式系統通常存在多種多樣的存儲器類(lèi)型。設計的時(shí)候一定要先清楚每一種存儲器的訪(fǎng)問(wèn)速度，地址分配和數據線(xiàn)寬度。然后根據不同程序和目標模塊對存儲器的不同要求進(jìn)行合理分配，以期達到最佳配置狀態(tài)。
3．ROM 還是 RAM 在 0 地址處？
顯然當系統剛啟動(dòng)的時(shí)候，0 地址處肯定是某種類(lèi)型的 ROM，里面存儲了系統的啟動(dòng)代碼。 但是很多靈活的系統設計中， 0 地址處的存儲器類(lèi)型是可映射的。也就是說(shuō)，可以通過(guò)軟件的方法，把別的存儲器（主要是快速的 RAM）分配以0 起始的地址。
這種做法的最主要目的之一是提高系統對中斷的反應速度。因為每一個(gè)中斷發(fā)生的時(shí)候，ARM 都需要從 0 地址處的中斷向量表開(kāi)始其中斷響應流程，顯然把中斷向量表放在 RAM 里，比放在 ROM 里有更快的訪(fǎng)問(wèn)速度。因此，如果系統提供了這一類(lèi)的地址重映射功能，軟件設計者一定要加以利用。
下面是一個(gè)典型的經(jīng)過(guò) 0 地址重映射之后的存儲空間分布圖，注意盡可能把速度要求最高的部分放置在系統里面訪(fǎng)問(wèn)速度最快、帶寬最寬的 RAM 里面。
圖-4 系統存儲器分布的實(shí)例
4．存儲器地址重映射（memory remap）
存儲器地址重映射是當前很多先進(jìn)控制器所具有的功能。在上一節中已經(jīng)提到了 0 地址處存儲器重映射的例子，簡(jiǎn)而言之，地址重映射就是可以通過(guò)軟件配置來(lái)改變一塊存儲器物理地址的一種機制或方法。
當一段程序對運行自己的存儲器進(jìn)行重映射的時(shí)候，需要特別注意保證程序執行流程在重映射前后的承接關(guān)系。下面是一種典型的存儲器地址重映射情況：
圖-5 存儲器重映射舉例 1
系統上電后的缺省狀態(tài)是 0地址上放有 ROM，這塊 ROM 有兩個(gè)地址：從0起始和從0x10000 起始，里面存儲了初始化代碼。當進(jìn)行地址 remap以后，從 0起始的地址被定向到了 RAM 上，ROM 則只保留有唯一的從 0x10000 起始的地址了。
如果存儲在 ROM 里的 Reset_Handler 一直在0 – 0x4000的地址上運行，則當執行完remap以后，下面的指令將從RAM 里預取，必然會(huì )導致程序執行流程的中斷。根據系統特點(diǎn)，可以用下面的辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：
（1） 上電后系統從 0 地址開(kāi)始自動(dòng)執行，設計跳轉指令在 remap 發(fā)生前使 PC指針指向0x10000 開(kāi)始的 ROM 地址中去，因為不同地址
指向的是同一塊ROM，所以程序能夠順利執行。
（2） 這時(shí)候 0 - 0x4000的地址空間空閑， 不被程序引用， 執行remap后把 RAM引進(jìn)。因為程序一直在 0x10000 起始的 ROM 空間里
運行，remap 對運行流程沒(méi)有任何影響。
（3） 通過(guò)在 ROM 里運行的程序，對 RAM 進(jìn)行相應的代碼和數據拷貝，完成應用程序運行的初始化。
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