三星SAM8系列S3C825A型單片機及其軟件設計

　　該開始環(huán)境集成有基于通用指令集的重定位宏匯編器，且內(nèi)嵌C語言預處理程序，可接受所有的C語言宏定義。而集成的IAR XLINK連接器支持靈活的代碼段和數(shù)據(jù)段重定位，并可根據(jù)重定位模塊提供的信息將若干個應用程序所需要的可重定位代碼模塊文件組裝成一個程序，從而產(chǎn)生可執(zhí)行的目標代碼。此外，環(huán)境中的C-SPY調(diào)試器具有多種測試分析功能，支持單步調(diào)試，控制程序運行到指定位置（Go to Cursor/Go to Label/Go to Address），調(diào)試返回（Go to Return）、實時跟蹤變量、寄存器（Register Groups）、存儲器（Memory）等，這些都在很大程序上提高了開發(fā)效率。

　　3 混合編程的軟件設計

　　在對SAM8系列單片機進行軟件開發(fā)過程中，用C語言編程具有開發(fā)周期短、可讀性強、可移植性好和修改方便等優(yōu)點，但是C程序反匯編生成的匯編代碼往往較長。若直接用匯編語言編程，雖然編制的程序較短，但開發(fā)周期長，修改也不方便，所以，較好的解決方法是把程序的框架或主體部分用C語言編寫，而將執(zhí)行效率要求較高的部分用匯編語言來編寫。下面主要介紹針對SAM8系列單片機進行混合編程的軟件設計方法。

　　3.1 IAR C語言編譯器的函數(shù)參數(shù)傳送規(guī)則

　　IAR C語言編譯器規(guī)定函數(shù)參數(shù)傳遞有2種方式，即寄存器傳遞和堆棧傳遞。傳遞順序是從左至右，具體采用哪種方式傳遞取決于函數(shù)參數(shù)的類型。

　　IAR C語言編譯器把單片機的寄存器分成2組，其中高速暫存器組（R10-R15）中的函數(shù)參數(shù)由左至右依次傳入R15至R10，直至這些寄存器點滿，而其余函數(shù)參加由堆棧來傳遞。由迂些寄存器是暫存器，用完就釋放掉，所以應用過程中不用保護。第二組為普通寄存器（R1、R4-R9），這組寄存器主要用作寄存器變量和保存中間變量，應用過程不必須對其進行保護，但在C語言函數(shù)編寫中可以不體現(xiàn)，而由編譯器自動完成。

　　當函數(shù)參數(shù)為以下2種類型時，應當選用堆棧方式傳遞：第一種是傳遞參數(shù)為struct或union大于4字節(jié)的參數(shù)類型。第二種是長度可變函數(shù)的未命名參數(shù)類型。

　　函數(shù)參數(shù)通常放在由堆棧指針指定的位置為起始的主存儲器中，被調(diào)用函數(shù)的參數(shù)則由左至右依次存放在被指定的堆棧中，當被調(diào)用函數(shù)返回調(diào)用函數(shù)時，堆棧自動清零，主存儲器空間被釋放，以供下次供傳遞函數(shù)使用。

　　函數(shù)返回值可根據(jù)其類型放在R15或R15：R14寄存器對中。若返回值是struct或union類型，則返回R15中的值是存放返回結果的堆棧指針起始位置。

　　C語言編譯器也是編譯中斷函數(shù)時會自動保護所用到的寄存器（包括R10-R15），狀態(tài)寄存器FLAGS的保護也是在中斷處理過程中自動完成的。中斷過程中用到的寄存器都使用PUSH Rn的指令進行保護，而采用POP Rn指令恢復。當用IRET指令自動恢復狀態(tài)寄存器FLAGS時，可以從中斷中返回。

　　3.2 對匯編語言函數(shù)的約定

　　對于一個可以被C語言函數(shù)調(diào)用的匯編程序來說，使用時必須滿足以下3點：

　?。?）符合C語言參數(shù)傳遞規(guī)則；

　?。?）有PUBLIC函數(shù)入口標志；

　?。?）在C語言函數(shù)中用extern聲音為外部函數(shù)。

　　參加傳遞規(guī)則和C語言函數(shù)一樣，所不同的是，要在匯編語言函數(shù)編寫過程中具體體現(xiàn)出來。

　　4 應用實例

　　明確了以上調(diào)用規(guī)則，混合編程就比較容易了，歸納起來有以下幾點：

　?。?）在C語言源文件中用“extern”關鍵字導入被匯編語言源文件導出的標號；

　　（2）在匯編語言源文件用“PUBLIC”關鍵字把標號導出到C語言源文件；

　?。?）在匯編語言中用“EXTERN”關鍵字導入被C語言函數(shù)源文件導出的關鍵字；

　?。?）用C語言把標號導出給匯編語言，這一步不需要關鍵字；

　　（5）把編輯好的C語言和匯編語言源文件導入設計系統(tǒng)，并用各自調(diào)用函數(shù)的指令調(diào)用。

　　下面以筆者在校音器設計中用到的2個例子來具體說明。

　　4.1 C語言和匯編語言相互調(diào)用

　　在該例中，用C語言函數(shù)main()調(diào)用匯編語言函數(shù)get_rand()以得到一個隨機數(shù)，接著，用匯編語言函數(shù)get_rand()調(diào)用C語言庫函數(shù)rand()再得到一個整型機隨機數(shù)，然后用調(diào)用C語言函數(shù)mult()的方法把這個隨機值的高位乘以main()函數(shù)傳遞給自己的實參，同時把乘積值返回給main()參數(shù)。

/****C語言源程序****/#includeios3c825a.h>/*頭文件*/extern unsigned char get_rand (unsigned char seed);/* 匯編語言原型聲明*/void main(void)/*主函數(shù)*/{unsigned char seed;unsigned char value;/*定義變量*/WTCON=0xa0; /*關閉watch dog*/Seed=0x05;Value=get_rand(seed); /*調(diào)用匯編語言函數(shù)，得到一個隨機數(shù)*/While(1); /*程序結束*/}/**加法子程序，供匯編語言調(diào)用**/unsigned char add(unsigned char x,unsigned chary){return (x+y);}/****C語言源程序結束 ****//****匯編語言源程序 ****/#include ios3c825a.h> ；頭文件EXTERN rand ；C語言庫函數(shù)EXTERN add ；用戶自定義C函數(shù)PUBLIC get_rand ；導出函數(shù)名給C函數(shù)調(diào)用Get_rand:PUSH R9 ；普通C函數(shù)入棧保護LD R9，R15；C函數(shù)傳遞參數(shù)給R15，暫時存儲在R9CALL rand ；調(diào)用C庫函數(shù)得到一個隨機數(shù)，作為add的第一實參，存儲在R15LD R14，R9；C函數(shù)傳遞的參數(shù)，作為add的第二實參，存儲在R14CALL add ；add返回的值存儲在R15中POP R9 ；add出?；謴图拇嫫鲀?nèi)定RETEND/**** 匯編語言源程序結束 ****/

　　4.2 匯編語言寫中斷服務程序

　　為了提高系統(tǒng)響應速度，設計時往往要求中斷服務程序的執(zhí)行時間較短，執(zhí)行速度較快。因此，最好的方法就是用匯編語言編寫中斷服務程序。但要注意以下2點：

　?。?）中斷函數(shù)不傳遞參數(shù)和返回結果；

　?。?）中斷過程中用到的寄存器都要進行保護。

　　本例中用匯編語言編寫看門狗定時器的中斷服務程序，而用C語言編寫主程序。

/****C語言主程序****/#includeios3c825a.h> /*頭文件*/extern void in0(void); /*中斷函數(shù)聲明*/void main(void){CLKCON=0X98; /*開中斷*/IMR=0X10; /*IRQ4使能*/WTCON=0X84；/*看門狗定時器設為0.25秒*/P2CONL=0X03; /*P2.0為輸出*/IPH=0X00;IPL=0XD6; /*中斷函數(shù)所對矢量位置*/CLKCON=0X18; /*關中斷*/while(1);}/****C語言主程序結束****//****匯編語言編寫的中斷程序****/#include ios3c825a.h> ；頭文件public 'int0' ；中斷函數(shù)聲音RSEG WATCHT:CODE:RROT (1),0X00D6 ;中斷矢量在代碼段中的絕對位置Int0:PUSH R1 ;寄存器保護LD R1,#01H ;給PORT2寄存器賦值，使連接P2.1的LED定時發(fā)頭POP R1；寄存器恢復IRET；中斷返回END/****匯編語言編寫的中斷程序邏輯****/

　　5 結束語

　　以上方法已經(jīng)應用于筆者參與設計的校音器設計中并取得良好的效果。但也要注意調(diào)試過程中編譯器選項的設置對程序運行結果有一定的影響，因此，對SAM8系統(tǒng)中不同的核，一定要選用不同的內(nèi)核版本號，否則，寄存器傳遞的參數(shù)可能會錯位，從而導致參數(shù)傳遞錯誤，給調(diào)試帶來不便。