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基于ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:在介绍基于ARM体系的嵌入式系统启动流程的基础上,结合编程实例,详细、系统地叙述了BSP(板级支持包)程序的各个组成部分及其具体设计方案,并就实际程序设计中的几个难点问题做了说明。
  关键词:ARMBSP嵌入式系统微处理器
  
  ARM公司在32位RISC的CPU开发领域不断取得突破,其结构已经从V3发展到V6。
  
  BSP(BoardSupportPackage)板级支持包介于主板硬件和操作系统之间,其功能与PC机上的BIOS相类似,主要完成硬件初始化并切换到相应的操作系统。BSP是相对于操作系统而言的,不同的操作系统对应于不同定义形式的BSP,例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相对于某一CPU来说,尽管实现的功能一样,可是写法和接口定义是完全不同的。另外,仔细研究所用的芯片资料也十分重要,例如尽管ARM在内核上兼容,但每家芯片都有自己的特色。所以这就要求BSP程序员对硬件、软件和操作系统都要有一定的了解。
  
  本文介绍基于ARM体系的嵌入式应用系统初始化部分BSP的程序设计。本文引用的源码全部是基于HMS320C7202芯片设计,并已成功运行。
  
  1初始化过程
  
  尽管各种嵌入式应用系统的结构及功能差别很大,但其系统初始化部分完成的操作有很大一部分是相似的。嵌入式系统的启动流程如图1所示。
  
  1.1设置入口指针
  
  启动程序首先必须定义指针,而且整个应用程序只有一个入口指针。一般地,程序在编译链接时将异常中断向量表链接在0地址处,并且作为整个程序入口点。入口点代码如下:
  
  ENTRY(_start);开始
  
  1.2设置异常中断向量表
  
  ARM要求中断向量表必须放置在从0开始、连续8×4字节的空间内。各异常中断向量地址以及中断的算是优先级如表1:
  
  表1各异常中断的中断向量地址以及中断的处理优先级
  
  中断向量地址异常中断类型异常中断模式优先级(6最低)0x0复位特权模式(SVC)10x4未定义中断未定义指令中止模式(Undef)60x8软件中断(SWI)特权模式(SVC)60x0c指令预取中止中止模式50x10数据访问中止中止模式20x14保留未使用未使用0x18外部中断请求(IRQ)外部中断(IRQ)模式40x1c快速中断请求(FIQ)快速中断(FIQ)模式3
  每当一个中断发生后,ARM处理器便强制把程序计数器(PC)指针置为向量表中对应中断类型的地址值。因为每个中断向量仅占据放置1条ARM指令的空间,所以通常放置1条跳转指令或向程序计数器(PC)寄存器赋值的数据访问指令,使程序跳转到相应的异常中断处理程序执行。如果异常中断处理程序起始地址小于32MB,使用B跳转指令;如果跳转范围大于32MB,使用LDR指令。
  
  另外,对于各未用中断,可使其指向一个只含返回指令的哑函数,以防止错误中断引起系统的混乱。
  
  1.3初始化存储系统
  
  初始化存储系统的编程对象是系统的存储器控制器,一个系统可能存在多种存储器类型的接口,不同的存储系统的设计不尽相同。Flash和SRAM同属于静态存储器类型,可以合用一个

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