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。
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