地址重映射在A(yíng)RM系統中的實(shí)現

近年來(lái)，隨著(zhù)32位芯片制造技術(shù)的不斷完善，制造成本不斷降低，國內的32位MCU市場(chǎng)也開(kāi)始火爆起來(lái)。越來(lái)越多的工程師開(kāi)始將開(kāi)發(fā)目光從8位轉移到32位微處理器上，基于32位MCU的產(chǎn)品如雨后春筍般層出不窮，應用領(lǐng)域涵蓋了掌上設備、家用電器、網(wǎng)絡(luò )設備、無(wú)線(xiàn)通信、工業(yè)控制等。在32位微控制芯片領(lǐng)域，ARM架構的芯片占了近70%的市場(chǎng)。本文中所用到的處理器正是Samsung公司生產(chǎn)的基于A(yíng)RM架構的S3C4510B。

1 S3C4510B簡(jiǎn)介

S3C4510B是一款基于以太網(wǎng)系統的高性?xún)r(jià)比、高性能的16/32位RISC微處理器。芯片部集成了8KB的Cache/SRAM和Ethernet控制器，減少了整個(gè)系統的成本。片外可擴展ROM、Flash、SDRAM等存儲芯片，可以移植μClinux等復雜的操作系統。利用操作系統完善的TCP/IP協(xié)議棧充分發(fā)揮芯片的網(wǎng)絡(luò )功能

S3C4510B芯片內部沒(méi)有程序存儲器，所有程序都被存儲在片外擴展的ROM和Flash中。開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，存有啟動(dòng)代碼的ROM或Flash將被映射為0x00地址，系統從此開(kāi)始運行。但在實(shí)際應用中，為提高系統的實(shí)時(shí)性，加快代碼的執行速度，系統啟動(dòng)后程序往往要被搬移到RAM中，因為RAM的存取速度要比ROM快得多，這樣大大提升系統的性能。由于S3C4510B芯片中的異常中斷入口地址被固定在0x00開(kāi)始的8個(gè)字中，系統只能將地址空間重新分配，把RAM映射到0x00地址處，這正是Remap的原因所在。

S3C4510B內部有幾個(gè)特殊寄存器，用于實(shí)現地址空間和芯片內外存儲介質(zhì)的映射。這幾個(gè)寄存器的簡(jiǎn)介如下：

SYSCFG：設置特殊寄存器的起始地址和片內SRAM的起始地址。

EXTDBWTH：設置各Bank寄存器所映射芯片的數據線(xiàn)寬度。

ROMCON0～ROMCON5：設置系統內片擴展ROM和Flash的起始和終止地址。

DRAMCON0～DRAMCON3：設置系統內片外擴展RAM的起始和終止地址。

S3C4510B芯片內特殊寄存器段的物理地址為0x3ff0000，各特殊寄存器的偏移地址詳見(jiàn)S3C4510B的技術(shù)手冊。

2 S3C4510B系統中Remap的實(shí)現

地址空間的重新分配，與處理器的硬件結構緊密相關(guān)?？傮w來(lái)說(shuō)，32位系統中的地址重映射機制可以分為兩種情況：一類(lèi)是處理器內部專(zhuān)門(mén)的寄存器可以完成Remap，這樣只需將Remap寄存器的相應位置1，由硬件邏輯來(lái)完成地址的重新映射，如Atmel AT91xx系列；另一類(lèi)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的Remap控制寄存器，需要重新改寫(xiě)處理器內部用于控制Memory起止地址的Bank寄存器，來(lái)實(shí)現Remap過(guò)程。S3C4510B屬于第二種情況。

2.1 硬件系統結構及地址分配

為例于對地址重映射的過(guò)程進(jìn)行分析，圖1給出了本人用于測試的基本S3C4510B的系統硬件結構。文中給出的所有流程及代碼都經(jīng)過(guò)了測試。

此系統是以Samsung公司給出的測試板為參考建立的，其中ROM的容量為512KB，8位數據總線(xiàn)，Remap前的地址范圍為0x0000000～0x0100000,Remap后的地址范圍為0x1000000～0x1100000；RAM的容量為16MB，32位數據總線(xiàn)，Remap前的地址范圍為0x0100000～0x100000,Remap后的地址范圍為0x0000000～0x1000000；Flash的容量為2MB，16位數據總線(xiàn)，Remap前后地址不變，均為0x1100000～0x1300000。Remap前后的地址映射關(guān)系如圖2所示。