ARM嵌入式系统的存储器初始化介绍
嵌入式系统考前复习题
嵌入式系统考前复习题终结版(节操落地版，不看考完定后悔)、填空题1.嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.请列举2个嵌入式实时操作系统：WinCE操作系统和Linux操作系统。
3.ARMv7M采用的异常模型理论上预定义了256个异常类型，其中包括11个系统异常类型和4+L个档位，然而实际上CortexM3只存在7个系统异常类型4.Bootloader主要功能是：系统初始化、加载和运行内核程序。
5.RAM存储器有两种，分别是：SRAM和DRAM;现在市场上两种主要的非易失闪存技术也有两类，分别是：NorFlash和MandFlash。
6.CortexM3有两种工作模式：handler模式和线程模式。
7.CortexM3支持的指令集为Thumb-2指令集的子集。
8.在CM3控制内核中R13对应的有两个堆栈指针，分别是主堆栈指针(MSP)和进程堆栈指针(PSP)指针。
9.C编译器没有(选填“有”或“没有”)直接支持CortexM3的位带区操作。
10.较为普遍的一种Cortex的编程开发调试环境为ARM公司的RealViewMDK。
11.嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统构成。
12.I/O接口电路数据传送方式有：查询、中断、DMA、I/O通道和I/O处理机方式。
13.ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4GB。
14.CortexM3采用的两种提升中断响应速度的措施为尾链(Tailchaining)和迟到处理(LateArriving)。
15.CortexM3的PSR由3个子状态寄存器APSR、IPSR和EPSR组成。
16.指令LDR.WR0，[R1，#20！]为带顶索引的指令，而STR.WR0,[R1],#-20则为带后索引的指令。
17.访问特殊功能寄存器指令MSR和MRS必须在特权级下使用。
ARM开发教程之ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计
ARM开发教程之ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计简介：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（Board Support Package）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 ARM开发教程之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 ARM开发教程之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。
arm构架的存储器参数
arm构架的存储器参数
1. 地址空间：ARM体系使用单一的地址空间，大小通常为2^32个8位字节，即4GB。
这些字节单元的地址都是无符号的32位数值，取值范围是0到2^32-1。
此外，ARM的地址空间也可以看作是2^30个32位的字单元或2^31个16位的半字单元。
2. 数据类型与存储格式：ARM处理器支持多种数据类型，包括字节（Byte，8位）、半字（Half-Word，16位）和字（Word，32位）。
存储器的格式可以是大端模式或小端模式，大端模式是指字的高字节存储在低地址字节单元中，而字的低字节存储在高地址字节单元中。
3. 寄存器：ARM处理器通常包含一定数量的通用寄存器，用于暂存数据和地址。
例如，ARM处理器可能具有37个寄存器，这些寄存器的读写周期通常小于2ns。
4. Cache和紧耦合存储器（TCM）：为了提高内存访问效率，ARM 处理器通常包含片内Cache和TCM。
片内Cache可以优化内存访问，降低系统的总成本，而TCM是为了弥补Cache访问的不确定性增加的片上存储器。
5. 内存类型：ARM构架的嵌入式系统通常使用不同类型的内存，包括片内SRAM（静态随机存取存储器）提供高速内存访问，以及片外DRAM（动态随机存取存储器）或SDRAM（同步动态随机存取存储器）作为主存储器。
这些存储器的容量通常在8MB到512MB之间。
ARM处理器系统初始化过程
ARM处理器系统初始化过程在嵌入式系统中，ARM处理器是最常用的处理器之一。
ARM处理器的系统初始化过程可以分为硬件初始化和软件初始化两个阶段。
本文将介绍ARM处理器系统初始化的具体流程。
硬件初始化在系统上电后，ARM处理器进入硬件初始化阶段。
主要任务是对处理器的外设进行初始化。
1.初始化时钟系统：ARM处理器的时钟系统是处理器运行的根底，因此在初始化过程中需要设置适当的时钟频率和时钟源。
这可以通过配置PLL〔Phase Locked Loop〕或者外部晶振来实现。
2.使能缓存：缓存是提高处理器性能的关键。
在初始化过程中，需要配置L1缓存和L2缓存的大小、映射方式等参数，并使能它们。
3.配置中断控制器：中断是处理器与外设交互的一种方式。
在初始化过程中，需要配置中断控制器，使其能够正确地响应外设发出的中断请求。
4.初始化外设：根据系统的需求，初始化各个外设，包括串口、SPI、I2C等外设。
这些外设的初始化过程涉及到设备的存放器配置、中断使能等操作。
5.设置存储器映射：ARM处理器通过存储器映射来访问外部存储器。
在初始化过程中，需要设置存储器映射表，使处理器能够正确地访问外部存储器。
软件初始化在硬件初始化完成后，ARM处理器进入软件初始化阶段。
主要任务是加载和运行操作系统及应用程序。
1.复位处理器：在软件初始化过程中，可以选择复位处理器，将处理器重新置于初始状态。
这通常通过将Reset引脚拉低来实现。
2.加载引导程序：引导程序是系统启动的第一段代码，其功能是加载操作系统的核心代码。
在软件初始化过程中，需要将引导程序加载到适当的内存位置，并设置处理器的执行起点。
3.初始化操作系统：一旦引导程序加载完成，操作系统开始初始化。
这包括初始化内核数据结构、初始化设备驱动程序、启动任务调度器等。
4.加载应用程序：在操作系统初始化完成后，可以选择加载应用程序。
应用程序的加载可以通过文件系统来实现，将应用程序从存储设备读取并加载到内存中。
arm版本linux系统的启动流程
arm版本linux系统的启动流程ARM架构是一种常见的处理器架构，被广泛应用于嵌入式设备和移动设备中。
在ARM版本的Linux系统中，启动流程是非常重要的，它决定了系统如何从开机到正常运行。
本文将详细介绍ARM版本Linux系统的启动流程。
一、引导加载程序（Bootloader）引导加载程序是系统启动的第一阶段，它位于系统的固化存储器中，比如ROM或Flash。
在ARM版本的Linux系统中，常用的引导加载程序有U-Boot和GRUB等。
引导加载程序的主要功能是加载内核镜像到内存中，并将控制权转交给内核。
二、内核初始化引导加载程序将内核镜像加载到内存后，控制权被转交给内核。
内核初始化是系统启动的第二阶段，它主要完成以下几个步骤：1. 设置异常向量表：ARM架构中，异常是指硬件产生的中断或故障，比如系统调用、中断请求等。
内核需要设置异常向量表，以便正确处理异常。
2. 初始化处理器：内核对处理器进行初始化，包括设置页表、启用缓存、初始化中断控制器等。
3. 启动第一个进程：内核创建第一个用户进程（一般是init进程），并将控制权转交给它。
init进程是系统中所有其他进程的父进程，负责系统的初始化工作。
三、设备树（Device Tree）设备树是ARM版本Linux系统中的一种机制，用于描述硬件设备的相关信息。
在内核初始化过程中，内核会解析设备树，并建立设备树对象，以便后续的设备驱动程序使用。
设备树描述了硬件设备的类型、地址、中断等信息，以及设备之间的连接关系。
它使得内核能够在运行时自动识别和配置硬件设备，大大提高了系统的可移植性和灵活性。
四、启动初始化（Init）启动初始化是系统启动的第三阶段，它是用户空间的第一个进程（init进程）接管系统控制权后的操作。
启动初始化主要完成以下几个任务：1. 挂载根文件系统：启动初始化会挂载根文件系统，使得用户可以访问文件系统中的文件和目录。
2. 加载系统服务：启动初始化会加载并启动系统服务，比如网络服务、日志服务、时间同步服务等。
stm32单片机的工作原理
stm32单片机的工作原理STM32单片机是一款广泛应用于嵌入式系统的微控制器，具有高性能、低功耗和丰富的外设资源等特点。
本文将详细介绍STM32单片机的工作原理，并对其各个部分进行解析。
一、概述STM32单片机是由意法半导体（STMicroelectronics）公司开发的一款32位微控制器。
它采用了先进的ARM Cortex-M内核，非常适用于嵌入式控制应用。
STM32单片机具有丰富的外设资源，如通用IO口、定时器、通信接口（如USART、SPI、I2C）等，可以满足不同应用的需求。
二、内核结构STM32单片机的内核结构采用了Harvard体系结构，主要由处理器核、存储器和总线组成。
处理器核负责指令执行和数据处理，存储器用于存储程序代码和数据，总线则用于连接处理器核和存储器。
1. 处理器核STM32单片机的处理器核采用了ARM Cortex-M系列的核心。
它具有强大的计算能力和高效的指令执行速度，支持多种指令集和调试接口，能够满足不同应用的需求。
处理器核负责执行存储在存储器中的程序代码，控制外设的操作，并根据指令完成相应的数据处理。
2. 存储器STM32单片机的存储器分为Flash存储器和RAM存储器两部分。
Flash存储器用于存储程序代码和常量数据，可在电源关闭后保持数据的不变性。
RAM存储器用于存储临时的变量和数据，速度较快但断电后数据会消失。
3. 总线STM32单片机的总线用于连接处理器核和存储器，同时也用于连接外设。
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三部分。
数据总线用于传输数据，地址总线用于指定存储器或外设的地址，控制总线用于传递读写和控制信号。
三、外设资源STM32单片机具有丰富的外设资源，可以满足各种嵌入式控制应用的需求。
这些外设包括通用IO口、定时器、通信接口等。
1. 通用IO口通用IO口是STM32单片机最常用的外设之一，它可以配置为输入或输出，用于连接外部设备或传感器。
通用IO口的数量和类型取决于具体型号，一般都有多个引脚可供使用。
arm_AT91初始化代码手册
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然而，启动顺序要求初始化ARM处理器和严重依赖于寄存器结构的关键设备和内存映射处理机，和存储器重映射操作。
由于这个原因，C启动序列必须用汇编编写。
这个应用笔记描述了一个AT91的C代码启动序列示例。
他是使用ARM ADS1.1开发工具为AT91评估板写的基于C启动序列。
更多的可用C启动序列示例见AT91库。
在上电并且复位后C启动序列激活执行。
C启动次序在设计ARM嵌入式应用设计中主要的考虑是规划内存图。
特别是位于地址0x0的存储器。
复位后，处理器从地址0x0处的指令处开始执行，因此必须能够从此处取得可执行代码。
在嵌入式系统中，这需要初始化后在地址0xO处是NVM(非挥发存储器)。
最简单的规划是在存储器映射中将ROM定位在地址0。
当它首先执行位于0x00地址的第一条指令后应用程序能够指向自动的实际入口。
但是这也有一个缺点，ROM位窄（8、16位）且比RAM慢，存取他需要更多的等待周期。
这将减缓处理器处理通过矢量表的异常尤其是中断。
况且，如果矢量表在ROM中，他不能够被代码编辑。
嵌入式系统体系结构
嵌入式系统体系结构嵌入式系统体系结构：嵌入式系统的组成包含了硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层。
1、硬件层：嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。
嵌入式核心模块=微处理器+电源电路+时钟电路+存储器Cache：位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。
它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。
2、中间层(也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP).它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。
BSP有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性。
设计一个完整的BSP需要完成两部分工作：A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。
片级初始化：纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。
板级初始化：包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。
系统级初始化：以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。
B、设计硬件相关的设备驱动。
3、系统软件层：由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。
RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。
4、应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成。
嵌入式芯片体系结构介绍1.嵌入式微处理器(Micro Processor Unit，MPU)嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。
它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能，当然其价格也相应较高。
但与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。
和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。
目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM/ StrongARM系列等。
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ARM 嵌入式系统的存储器初始化介绍
在ARM 嵌入式系统中，由于硬件模块的高度可配置性，软件设置就需要进行初始化来应对硬件配置的改变。
所以在正式运行开发者设计好的程序前，需要运行初始化代码来进行初始化，本文就将针对存储器系统的初始化进行介绍。
初始化存储器系统
主要是对系统存储器控制器（MMU）的初始化。
由于存储器控制器并不是ARM 架构的一部分，不同芯片的实现方式各不相同。
由于运算能力和寻址能力的强大，基于ARM 内核的微处理器系统，一般都需要外扩展各种类型的存储器。
对于存储器系统的初始化一般包括如下几个方面：
--存储器类型、时序和总线宽度的配置
--存储器地址的配置
（1）存储器类型
基于ARM 微处理系统的存储器一般有如下几类：SARM、DRAM、Flah。
同时，即使同类存储器也有访问速度上的不同。
其中，SRAM 和Flah 属于静态存储器，可以共用存储器端口，而DRAM 有动态刷新和地址复用等特征，需要专门的存储器端口。
（2）时序
存储器端口的接口时序优化对系统性能影响非常大，因为系统运行的速度瓶颈一般都存在于存储器的访问，因此希望存储器的访问尽可能快，但又要考虑由此带来的系统稳定性问题。
（3）总线宽度
ARM 微处理器架构支持8/16/32 位的数据总线宽度访问存储器和外设，对。