ARM处理器启动与工作模式切换详解

"本文主要介绍了ARM处理器的启动过程和工作模式切换，重点在于启动程序的步骤，包括硬件初始化、代码段复制到RAM以及建立二级中断向量表。此外，还涉及了ARM的工作模式，这对于理解嵌入式系统的基础运行机制至关重要。" 在嵌入式系统设计中，ARM处理器的启动流程是确保系统正常运行的关键环节。当系统上电或复位后，ARM处理器会从地址0x0的ResetExceptionVector开始执行，这个位置通常放置一条跳转指令，如`bResetHandler`，跳转到ResetHandler标签下的初始化代码。这一阶段主要任务包括关闭看门狗定时器，禁用中断，配置PLL（锁相环）和时钟，初始化内存系统。 硬件初始化后，系统需要将程序代码从ROM或Flash复制到RAM中运行。这是因为ROM和Flash的访问速度较慢，影响系统性能。通过使用链接器ARMLink，可以生成包含代码段（RO）、可读写数据段（RW）和零初始化数据段（ZI）的ELF文件。利用ARMLink提供的定位信息，可以将这些段从ROM迁移到RAM，以提高执行效率。 接下来，为了提高中断处理速度，需要建立二级中断向量表。在ARM架构中，中断向量表通常位于地址0x00000000，中断发生时，处理器会跳转到Flash中的相应向量地址执行中断服务例程。然而，将中断处理程序放在高速的RAM中可以显著提升响应速度，因此在启动过程中会将中断向量表复制到RAM。 ARM处理器有多种工作模式，包括用户模式（User）、快速中断模式（FIQ）、普通中断模式（IRQ）、系统模式（System）、管理模式（Supervisor）、数据访问终止模式（Abort）和未定义指令模式（Undefined）。这些模式各自有不同的权限级别和用途，例如用户模式用于执行应用程序，而管理系统模式则用于操作系统内核操作，中断模式则用于处理中断事件。 ARM启动涉及硬件初始化、代码段迁移和中断处理优化，这些步骤确保了系统在启动后能够高效、稳定地运行。理解这些基本概念对于开发和调试基于ARM的嵌入式系统至关重要。