ARM嵌入式系统的存储器初始化介绍

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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

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。

ARM 嵌入式存储器控制

7.6 外部存储器控制器（EMC）
相关寄存器
存储器组配臵寄存器0～3（BCFG0～3）：
位
功能
23:16
保留
15:11
WST2
10
RBLE
9:5
WST1
4
保留
3:0
IDCY
外部存储器读访问波形（WST1=0）：
XCLK CS OE WE/BLS Addr Data
变化数据
有效地址
WST1=0 1个等待周期
Flash 存储器组0
ARM局部总线
Flash 存储器组1
预取指缓存分支跟踪缓存
2×128位
总线接口
预取指缓存分支跟踪缓存
2×128位
数据缓存区选择
MAM结构
Flash中除了存储指令之外，还可用来存储不修改或者很少修改的数据，所以在MAM模块中设计有数据缓冲区。数据缓存区可以提高顺序读取数据的操作速度。但是对随机读取操作几乎没有加速效果。 Flash编程由另一个独立的模块完成，Flash在进行编程操作时禁止访问。在编程操作结束后，缓存区的数据将自动失效，可以避免读取到无效的数据。
D[7:0]
1.地址总线上出现地址； 2.数据总线上出现数据 0x??AA，高8位无效； 3.控制线nBLS0、nCS0和 nWE拉低，将低8位数据写入芯片。
D[15:8]
nBLS0 nBLS1 nCS0 nWE
D[15:8]
nLB nUB nCE nWE
LPC2200
外部 SRAM
7.6 外部存储器控制器（EMC）
总线
外部存储器或外部I/O器件外部存储器或外部I/O器件外部存储器或外部I/O器件外部存储器或外部I/O器件

嵌入式习题集（含答案）

1、 ARM 微处理器有 7种工作模式，它们分为两类非特权模式、特权模式。

其中用户模式属于非特权模式ARM 处理器有两种总线架构，数据和指令使用同一接口的是冯诺依曼，数据和指令分开使用不同接口的是哈佛结4、 ARM 微处理器复位后，PC 的地址通常是 0x0 ，初始的工作模式是Supervisor 。

5、编译链接代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，一种是小端对齐，另一种是大端对齐计算机有CISC 和RISC 两种类型，以ARM 微处理器为核心的计算机属于 RISC 类型，其指令长度是定长的1、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。

Windows CE/Windows Mobile 、VxWork 、Linux 、uCos 、Symbian 、QNX 任选六2、ARM 系统中的堆栈有四种，如下图。

请按图标出四种堆栈的类型。

A TPCS 编程规范约定使用的堆栈是哪一种？答：FD 、FA 、ED 、EA 。

A TPCS 编程规范约定使用的堆栈是FD3、Boot Loader 在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？答：Boot Loader 是在嵌入式系统复位启动时，操作系统内核运行前，执行的一段程序。

通过Boot Loader ，初始化硬件设备，建立内存和I/O 空间映射图，为最终加载操作系统内核调整好适当的系统软硬件环境。

4、搭建嵌入式开发环境，连接目标板，一般使用什么通信接口连接？在Windows 主机上使用什么软件建立连接？在Linux 主机上使用什么软件建立连接？1、答：RS-232，以太网口、并口在Windows 主机上使用超级终端软件在Linux 主机上使用Minicom 软件5嵌入式开发环境主要包括哪些组件？嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括● 宿主机● 目标机（评估电路板）● 基于JTAG 的ICD 仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE● 运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境● 嵌入式操作系统7 目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。

ARM初始化

6

5.1 引言
❖ 系统的启动通常有两种方式，一种是可以直接从Flash启动，另一种是可以将压缩的内存映像文件从Flash（为节省Flash资源、提高速度）中复制、解压到RAM，再从RAM启动。
❖ 当电源打开时，一般的系统会去执行ROM（应用较多的是Flash）里面的启动代码。这些代码是用汇编语言编写的，其主要作用在于初始化CPU和板上的必备硬件如内存、中断控制器等。有时候用户还必须根据自己板子的硬件资源情况做适当的调整与修改。
嵌入式与ARM体系结构
1
总结
ARM汇编程序设计
掌握ARM汇编规范掌握ARM指令的汇编程序设计掌握汇编语言与C语言的混合编程
2
第5 章 ARM初始化过程分析
3
本章目标
了解ARM初始化过程熟悉BootLoader的实现原理认识Bootloader的主要任务熟悉BootLoader的结构框架
▪ 启动加载（Boot loading）模式：
▪ 这种模式也称为“自主”（Autonomous）模式。也即 Boot Loader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行，整个过程并没有用户的介入。
▪ 下载（Downloading）模式：
▪ 在这种模式下，目标机上的 Boot Loader 将通过串口连接或网络连接等通信手段从主机（Host）下载文件，比如：下载内核映像和根文件系统映像等。
而在嵌入式系统中，通常并没有像 BIOS 那样的固件程序（注，有的嵌入式 CPU 也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由 Boot Loader 来完成。
▪ 比如在一个基于 ARM7TDMI core 的嵌入式系统中，系统在上电或复位时通常都从地址 0x00000000 处开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的 Boot Loader 程序。

ARM体系结构与系统开发

超级模式
（Supervisor）
பைடு நூலகம்多种特权模变化
用户程序运行模式
复位后的缺省模式
主要完成各模式堆栈的设置，注意不要进入用户模式
一般为用户模式 User
调用主应用程序
当完成所有的系统初始化工作之后，就需要把程序流程转入主应用程序。最常见的操作是：
IMPORT … B C_Entry C_Entry
因此，选择ARM还是Thumb指令，需要从存储器特性和系统性能要求两个方面考虑。
二、基于ARM的嵌入式系统的设计要点－－系统初始化过程（1）
基于ARM微处理器的系统一般为复杂的片上系统（SoC），这种复杂系统的多数硬件模块都是可配置的，需要软件设置为特定的工作状态，因此在用户的应用程序之前，需要有一些专门的代码完成对系统的初始化。由于这类代码直接面对ARM微处理器内核和硬件控制器，一般都使用汇编语言完成。初始化代码所完成的操作与具体的硬件平台相关，但一般包括如下内容：
一、ARM体系结构简介（9）
9、指令系统（ARM or Thumb）从ARM 体系架构V4T 以后，新增了一套16位的指令集：Thumb。 Thumb指令集是ARM的一个子集。两种指令集的性能分析如下：－当系统数据总线宽度为32位时，ARM比Thumb有更好的性能表现。－当系统数据总线宽度为16/8位时，Thumb比ARM性能更好。－同样一段C代码，用Thumb指令编译的结果约为ARM的65％，同时具有更低的运行功耗。
初始化堆栈（1）
由于ARM微处理器有 7 种运行状态，每一种状态的堆栈指针（SP）都是独立的（其中System和User模式使用相同的SP）。因此，需要对每一种模式的SP进行初始化。采用的方法是：改变当前程序状态寄存器（CPSR）内的状态位，使处理器切换到不同的状态，然后初始化SP。但对User模式下SP的初始化应该放在最后，因为ARM微处理器进入User模式后就无法在切换到其他模式了。

ARM完整复习题及答案

嵌入式系统设计复习资料注意：因为参考答案填空老师没有给电子版，只是上课听的，难免会有听错，请大家指出错误。

一填空题1．ARM内核有四个功能模块，即___T___、___D___、___M___、____I__，可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产ARM芯片。

3．ARM芯片主要封装有___QFP___、___TQFP___、___PQFP___、___LQFP___、___BGA___、____LBGA__等形式。

4．ARM微处理器共有___37___个___32___位寄存器，其中____31__个为通用寄存器，____6__个为状态寄存器。

5．ARM体系结构可用两种方法存储字数据，具体为___大端存储格式__、___小端存储格式___。

6．协处理器主要控制：___片内MMU___、___指令和数据缓存（IDC）___、___写缓冲（Write Buffer）___。

在逻辑上，ARM可以扩展16 个协处理器。

7．ARM微处理器在较新的体系结构中支持两种指令集：___ARM指令___、___Thumb指令___，状态寄存器CPSR的 T 位反映了处理器运行不同指令的当前状态。

8.在CPSR中M[4：0]表示模式位，其中10111表示中止模式，在异常类型中，中止又分为预取址中止和数据中止。

9．ARM处理器有9种基本寻址方式，分别是：___寄存器寻址___、___立即寻址___、___寄存器移位寻址___、____寄存器间接寻址__、__变址寻址____、___多寄存器寻址___、___堆栈寻址___、___块复制寻址___、___相对寻址___。

10．ARM指令集可以分为6类，分别是：__跳转指令____、___数据处理指令___、___程序状态寄存器(PSR)传输指令___、___Load/Store 指令___、___协处理器指令___、___异常中断产生指令___。

ARM指令的条件码位于指令的最高4（[31:28]），每种条件码可用 2 个字符来表示，可添加在指令助记符的后面和指令同时使用。

简述arm微处理器的存储器组织方式 -回复

简述arm微处理器的存储器组织方式-回复ARM微处理器的存储器组织方式【引言】随着计算机技术的迅猛发展，微处理器成为现代计算机的核心部件之一。

而ARM（Advanced RISC Machine）微处理器则是一种广泛应用于各种移动设备和嵌入式系统的微处理器架构。

存储器是微处理器中至关重要的组成部分，它承担着存储和取回程序和数据的任务。

在本文中，我们将简要介绍ARM微处理器的存储器组织方式。

【1. 存储器类型】ARM微处理器采用的存储器组织方式分为多个级别，每个级别都有其特定的功能和特点。

ARM微处理器主要包括下列几种存储器类型：- 寄存器：寄存器是位于CPU内部的高速存储器，用于存储和操作数据。

ARM微处理器通常拥有多个通用寄存器，特定目的寄存器和状态寄存器，用于不同的数据操作和系统控制。

- 高速缓存：高速缓存是位于CPU核心和主存之间的中间存储器，用于加速主存的数据读取和写入。

ARM微处理器通常包括多级高速缓存，如一级指令缓存和数据缓存、二级缓存等，其容量和速度逐级递减。

- 主存储器：主存储器是微处理器中最大容量的存储器，用于存储程序和数据。

ARM微处理器支持多种主存类型，如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）等，其容量可以从几兆字节到几个千兆字节不等。

【2. 存储器层次结构】ARM微处理器的存储器组织方式采用存储器层次结构，以便提高存储器的访问效率和性能。

存储器层次结构由多级存储器组成，每级存储器的容量和速度都不同，分别用于存储不同级别的数据。

ARM微处理器的存储器层次结构通常包括以下几个层次：- 第一级缓存（L1 Cache）：一级缓存是位于CPU核心和主存之间的最接近CPU的高速缓存。

它通常分为一级指令缓存（L1 I-Cache）和一级数据缓存（L1 D-Cache），分别用于存储指令和数据。

一级缓存的容量较小，但速度非常快，可以迅速地响应CPU的读写请求。

- 第二级缓存（L2 Cache）：二级缓存是位于一级缓存和主存之间的中间缓存，其容量比一级缓存大，速度相对较慢。

ARM嵌入式系统第8章ARMADS集成开发环境

•ARM嵌入式系统第8章ARMADS集成开发环境
创建工程
ADS中的CodeWarrior是集管理、编辑、编译、链接于一体的集成开发环境。用户可以利用工程管理的思想组织项目开发中的源文件、库文件、头文件和其他相关的输入输出文件。
工程能够将所有的源码文件有机地组织在一起，并决定最终生成文件存放的路径，输出的格式等。
AXD调试环境_查看反汇编代码
•ARM嵌入式系统第8章ARMADS集成开发环境
使用JTAG仿真器来调试程序
使用AXD可以完成对程序的软件仿真调试，但要完成硬件仿真和调试功能，则需要通过JTAG仿真器实现ARM处理器与主机的通信联络。
•ARM嵌入式系统第8章ARMADS集成开发环境
使用JTAG仿真器来调试程序
•ARM嵌入式系统第8章ARMADS集成开发环境
初始化存储器
通常ARM处理器都集成有SDRAM控制器。程序的在线调试实际上是要将程序代码通过JTAG仿真器下载到处理器的SDRAM空间执行，但是SDRAM在初始化上电时并不能直接访问，必须配置它的刷新计数值、刷新时间、刷新使能等才可以访问。
初始化存储器就是设置ARM处理器的某些寄存器，实现对SDRAM存储空间映射的初始化过程。
EELIOD系统硬件决定了在进行JTAG调试时，一上电 SDRAM并没有初始化，故不能直接访问，下载程序前需要先进行SDRAM的初始化工作。
•ARM嵌入式系统第8章ARMADS集成开发环境
初始化存储器
ARMulaor可以提供指令执行时内部寄存器状况及执行周期，可以进行应用程序的性能分析，这样就为软硬件并行开发提供了极大的方便。
•ARM嵌入式系统第8章ARMADS集成开发环境

嵌入式系统开发基础——基于ARM微处理器和Linux操作系统课后习题答案

intHE=sum(array, 10);
printf(“The sum of array is %d”, HE);
}
//huibian.s
AREAASM, CODE, READONLY
EXPORTsum
sumMOVR2, #0
LOOPLDRR3, [R0], #4
ADDR2, R2, R3
SUBR1, R1, 1
2-1略。
2-2略
2-3略
2-4按照要求完成以下操作。
（1）创建文件夹test。
mkdir test
（2）进入test目录。
cd test
（3）在test目录下用Vi编辑一个新文件test.c，其内容如下：
#include <stdio.h>
intmain()
{
int a,i=0;
a=0;
while(i<20)
}
（1）如果上述文件在同一个目录，请编写Makefile文件。
（2）如果按照下面的目录结构存放文件，请编写Makefile文件。
|---bin存放生成的可执行文件
|---obj存放.o文件
|---include存放display1.h和display2.h文件
|---src存放main.c、display1.c、display2.c和Makefile
（3）将内核映像和根文件系统映像从Flash存储器上读到RAM空间中。
（4）为内核设置启动参数。
（5）调用内核。
3-3答：
1.数据结构file_operations
2.设备注册：驱动程序模块通过函数register_chrdev来完成内核的注册。
3.设备卸载：驱动程序模块通过函数unregister_chrdev来完成内核的卸载。

ARM中的RO、RW和ZI DATA说明

Code RO Data RW Data ZI Data Debug
948 60 0 96 0 Grand Totals
==================================================
Total RO Size(Code + RO Data) 1008 ( 0.98kB)
Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data) 1009 ( 0.99kB)
==================================================
可以看出Prog3和Prog4之间确实只有RW Data之间相差了1个字节，这个字节正是被初始化过的一个字符型变量“a”所引起的。
====================================================
Total RO Size(Code + RO Data) 1008 ( 0.98kB)
Total RW Size(RW Data + ZI Data) 96 ( 0.09kB)
Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data) 1008 ( 0.98kB)
====================================================
Prog4编译出来后的信息如下：
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Code RO Data RW Data ZI Data Debug
948 60 1 96 0 Grand Totals

ADS环境下ARM微处理器初始化代码的实现

２１０１年第６期（总第１６期）１
信息通信
ＩＯＲＭＡＴＯＮ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＮＦＩＣＡＴＩＯＮＳ
２１０１
（ｕ．Ｎ１６Ｓｍｏ１）
ＡＳＤ环境下ＡＭＲ微处理器初始化代码的实现
徐大诏，孙振伟
（江苏财经职业技术学院机械与电子工程系，苏淮安２３０）江２０３
ｕｅｉｉｉｌｓｒｎｔａ
ｓａｋｅｐｔｃｈａＯ可以用Ｃ或汇编来实现，它必
须返回如下参数：
ｒ：ｅｐ地址：０ｈａ基
ＵｄｆｎｄｄｒＤＤＵｄｆｎｄｎｅｉｅＡｄＣｎｅｉｅ
ＳＷＩＡｄｄｒ
摘要：Ｐ２１微处理器为目以ＬＣ２０标硬件，结合分散加载技术，介绍了嵌入式系统的初始化流程，重点阐述了用户初始化代码
的实现，以便底层软件开发人员能更好地运用它。
关键词：ＳＬＣ２０分散加载；ＡＤ；Ｐ２１；用户初始化代码
ｕｅｐｌａｉｎｓｒａｐｉｔｃｏ
ｍｉ）ａ（ｎ
Ｌ一一一一一一一一一一一一一一一Ｌ一一一一一一一一一一一一一一Ｊ一
图１Ｄ环境下初始化过程ＳＡ
３用户代码的实现
如图１所示，用户代码主要包括三大部分：（）１复位处理程序Ｒｓｔａｄｅ（重定向一ｕｅ＿ｎｔａ— ｔａｈａ（）ｅｅｈｎｌｒ２）ｓｒｉｉｉｌｓｅｋｅｐ函数（）ｓｂ￥ａｎ函数的实现。３￥ｕ￥ｍｉ（）

基于ARM的嵌入式系统的初始化引导程序

ＴＮＹｎｆ，ＨＮｈｇｎＳＮＨｉｕＡｕ－ＣＥＧＺｉａｇ，Ｕｕｊｕ－－ｎ
（．ｏｌｇｆＩｆｒａｉｎＳｉｃｎＩＣｌｅａｏｎｏｍｔｃｅｅｄＥｎｉｅｒｎｏｎａｇｎｅｉｇ，ＹｎｈｎＵｎｖｒｉａｓａｉｅｓｙ，ＱｉｈａｇａｔｎｕｎｄｏＨｅｅ６０４ｈｎｂｉ６０，Ｃｉａ；０
型号及硬件系统的构成也会不同，而ＢｏＴ．因ｏ
上电启动设置巾断向虽
基
本
硬件初始化
初始化
堆
栈
和出
口
跳转到内核执行
图１ＡＭＢｏＲｏＴ程序流程
生以后，Ｒ处理器便强制把ＰＡＭＣ指针设置为向
入式操作系统；用ＳＴ２５为集成开发环境。选Ｄ．
引导加载程序流程如图１所示。
量表中的对应的中断类型的地址值。在中断向量表中，由于每个中断只占据一个字的存贮单元，所以此单元只能放置一条ＡＭ跳转指令。当中断Ｒ
ＥＲ程序也会随之有所改变，其一般通用但的内容包括：始化硬件设备，立内存空间的映初建射图。从而将系统的软硬件环境设定在一个合适的状态，最终加载操作系统内核，运行用户应并为用程序准备好正确的环境。本文所选用的嵌入式系统硬件平台处理器是Ｅ７１，是一款基于Ｐ３２它ＡＭ７０内核的微处理器；用Ｉ／．ＩＲ２Ｔ选￣ＯＳＩ为嵌Ｃ

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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。