嵌入式開發(fā)ARM系統(tǒng)代碼固化的串口實(shí)現(xiàn)

　　之后發(fā)展到仿真器階段，雖然簡(jiǎn)化了開發(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(yùn)行，但是固化之后運(yùn)行卻出現(xiàn)問(wèn)題的情況。

　　程序的固化是軟件開發(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。相比之下，串口實(shí)現(xiàn)更為便捷,更值得推廣。筆者在開發(fā)1C1T小靈通中繼站的過(guò)程中，通過(guò)編制燒寫程序，利用串口將編譯后的目標(biāo)代碼發(fā)送給 ARM處理器；由ARM處理器內(nèi)部的監(jiān)控程序?qū)⒛繕?biāo)代碼寫入片外Flash，實(shí)現(xiàn)程序的在線燒寫。這樣不僅簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，而且降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)時(shí)間。

　　1 燒寫原理及過(guò)程

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

　　ARM開發(fā)板與PC機(jī)的連接

　　如圖2所示，代碼固化分2 個(gè)步驟進(jìn)行。第1步，如虛線一所示，監(jiān)控程序的映像通過(guò)仿真器下載到ARM的內(nèi)部RAM中運(yùn)行，用戶可以在主機(jī)端用超級(jí)終端或者其他串口調(diào)試工具與開發(fā)板通信。第2步，將應(yīng)用程序的可執(zhí)行代碼通過(guò)串口發(fā)送，如虛線二所示，此時(shí)內(nèi)部RAM里的監(jiān)控程序就會(huì)接收并把它燒寫到Flash中。

　　代碼燒寫原理

　　圖2 代碼燒寫原理

　　2 監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)

　　2.1 啟動(dòng)代碼設(shè)計(jì)

　　實(shí)現(xiàn)串口燒寫的監(jiān)控程序包括ARM啟動(dòng)代碼、串口通信代碼和Flash燒寫代碼3部分。ARM啟動(dòng)代碼是整個(gè)程序運(yùn)行的入口點(diǎn)，完成ARM系統(tǒng)正常運(yùn)行所必需的簡(jiǎn)單初始化，然后把系統(tǒng)控制權(quán)交給操作系統(tǒng)或者高級(jí)語(yǔ)言編寫的監(jiān)控程序。由于啟動(dòng)代碼直接對(duì)SoC內(nèi)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(tǒng)硬件初始化、程序運(yùn)行環(huán)境初始化，最后跳轉(zhuǎn)到用戶C語(yǔ)言主程序。當(dāng)系統(tǒng)上電或復(fù)位后首先會(huì)從邏輯地址0x0處執(zhí)行。

　　ARM處理器有7種運(yùn)行模式，如表1所列。每一種模式都有獨(dú)立的堆棧指針寄存器（SP），因此對(duì)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(nèi)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(xiàn)堆棧的初始化。當(dāng)然，堆棧的大小視需要而定。