ARM架构解析与Bootloader详解
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更新于2024-09-20
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本文档主要涵盖了ARM处理器相关的基础知识,包括内存映射、中断处理、指令集以及Bootloader的实现步骤。
首先,我们来了解一下内存映射(MEMMAP)。内存映射是将硬件设备和内存区域关联的过程,它定义了不同类型的存储区域及其地址范围。文档中提到了四种不同的内存模式:
1. Boot Block模式:这是启动阶段的特殊模式,通常用于存放引导代码,其地址为0x7FFFE000。
2. 未分配的Flash模式:这部分是未使用的Flash存储区域,起始地址为0x00000000。
3. 未分配的RAM模式:这表示未被配置的RAM区域,起始于0x40000000。
4. 系统存储器模式:用于系统专用的存储空间,地址为0x80000000。
接下来,文档讨论了中断处理中的`TXDRXD`,这是一个与串行通信相关的中断标志。在处理中断时,通常需要使用`volatile`关键字,以确保编译器不会优化掉对某些变量的访问,因为这些变量可能在中断服务例程中被修改。
ARM7指令集部分简述了各种操作,例如:
1. `MOV`指令用于寄存器间的数据移动。
2. `MOVR0,#0xFF00`将立即数0xFF00加载到R0寄存器。
3. `LSL`是逻辑左移操作,如`MOVR0,R2,LSL#3`将R2的内容左移三位后存入R0。
4. `LDR`用于从内存中加载数据到寄存器,如`LDRR0,[R2]`从R2指向的内存地址读取数据到R0。
5. `STR`用于将寄存器数据存储到内存中。
6. `LDM/STM`指令用于加载或存储多个寄存器,可以实现高效的数据传输。
Bootloader是嵌入式系统启动过程的关键组件,文档列举了两个主要阶段:
1. 第一阶段(Stage 1):主要任务包括初始化CPU,设置内存映射,将第二阶段的代码从非易失性存储(如Flash)复制到RAM,并准备执行环境。
2. 第二阶段(Stage 2):通常由C语言编写,负责更复杂的初始化工作,如设置中断向量表,加载内核到内存,以及进行必要的设备初始化。
异常处理是ARM体系结构的一个重要特性,它提供了处理错误和中断的方法。在编程时,必须考虑到异常发生时的栈指针和程序计数器的正确更新,以便能够恢复执行流程。
最后,文档提到了调试过程中如何捕获和分析异常。当CPU遇到异常时,它会停止执行并跳转到异常向量表,根据异常类型执行相应的处理函数。调试工具可以帮助查看当前的寄存器状态,识别出错的指令地址,以及分析堆栈信息,以确定导致异常的原因。
这份ARM资料涵盖了从基本的内存管理、中断处理、指令集到Bootloader设计和异常处理等多个关键方面,对于理解ARM架构及其在嵌入式系统中的应用非常有帮助。
2022-06-23 上传
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