嵌入式開(kāi)發(fā)ARM系統代碼固化的串口實(shí)現

　　之后發(fā)展到仿真器階段，雖然簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)模式，但是由于仿真器與ARM芯片的兼容性等因素，經(jīng)常會(huì )發(fā)生程序在仿真器上能正確運行，但是固化之后運行卻出現問(wèn)題的情況。

　　程序的固化是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中重要的一環(huán)，一般可通過(guò)JATG口、網(wǎng)口及串口等進(jìn)行燒寫(xiě)。相比之下，串口實(shí)現更為便捷,更值得推廣。筆者在開(kāi)發(fā)1C1T小靈通中繼站的過(guò)程中，通過(guò)編制燒寫(xiě)程序，利用串口將編譯后的目標代碼發(fā)送給 ARM處理器；由ARM處理器內部的監控程序將目標代碼寫(xiě)入片外Flash，實(shí)現程序的在線(xiàn)燒寫(xiě)。這樣不僅簡(jiǎn)化了電路設計，而且降低了開(kāi)發(fā)成本，縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　1 燒寫(xiě)原理及過(guò)程

　　硬件連接如圖1所示，ARM開(kāi)發(fā)板一方面通過(guò)串口與PC機連接，另一方面通過(guò)20針I(yè)DC寬帶線(xiàn)與仿真器相連，再由仿真器通過(guò)25針并口插座與PC機的LPT口相連。開(kāi)發(fā)板通電后即可進(jìn)行燒寫(xiě)工作。

　　ARM開(kāi)發(fā)板與PC機的連接

　　如圖2所示，代碼固化分2 個(gè)步驟進(jìn)行。第1步，如虛線(xiàn)一所示，監控程序的映像通過(guò)仿真器下載到ARM的內部RAM中運行，用戶(hù)可以在主機端用超級終端或者其他串口調試工具與開(kāi)發(fā)板通信。第2步，將應用程序的可執行代碼通過(guò)串口發(fā)送，如虛線(xiàn)二所示，此時(shí)內部RAM里的監控程序就會(huì )接收并把它燒寫(xiě)到Flash中。

　　代碼燒寫(xiě)原理

　　圖2 代碼燒寫(xiě)原理

　　2 監控程序的設計

　　2.1 啟動(dòng)代碼設計

　　實(shí)現串口燒寫(xiě)的監控程序包括ARM啟動(dòng)代碼、串口通信代碼和Flash燒寫(xiě)代碼3部分。ARM啟動(dòng)代碼是整個(gè)程序運行的入口點(diǎn)，完成ARM系統正常運行所必需的簡(jiǎn)單初始化，然后把系統控制權交給操作系統或者高級語(yǔ)言編寫(xiě)的監控程序。由于啟動(dòng)代碼直接對SoC內核和硬件控制器進(jìn)行編程,因此必須采用匯編語(yǔ)言。

　　啟動(dòng)代碼包括異常向量表的定義、各種模式的堆棧初始化、系統硬件初始化、程序運行環(huán)境初始化，最后跳轉到用戶(hù)C語(yǔ)言主程序。當系統上電或復位后首先會(huì )從邏輯地址0x0處執行。

　　ARM處理器有7種運行模式，如表1所列。每一種模式都有獨立的堆棧指針寄存器（SP），因此對使用的模式都要給堆棧指針寄存器SP定義堆棧地址。改變狀態(tài)寄存器（CPSR）內的狀態(tài)位，使處理器切換到不同模式，然后給SP賦值就可以實(shí)現堆棧的初始化。當然，堆棧的大小視需要而定。