在MPC555中實(shí)現(xiàn)從RAM的快速引導(dǎo)

1、在MPC555中實(shí)現(xiàn)從RAM的快速引導(dǎo)                摘要：介紹了PowerPC系列微處理器的異常和中斷。同時(shí)以MPC555為例對(duì)嵌入式系統(tǒng)從ROM和RAM中的引導(dǎo)特點(diǎn)及技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了比較，給出了MPC555從RAM快速引導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)方法。        關(guān)鍵詞：MPC555；BOOT；異常向量；中斷；映射    

2、;引言    嵌入式系統(tǒng)是以各種嵌入式微處理器為內(nèi)核的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它是計(jì)算機(jī)硬件和軟件的集合體通常是為了嵌入到對(duì)象體系中完成某種特定功能而設(shè)計(jì)的。是摩托羅拉 精簡(jiǎn)指令集類位微處理器。它能在惡劣環(huán)境下工作，其工作時(shí)鐘可達(dá)。具有強(qiáng)大的浮點(diǎn)計(jì)算處理能力并支持復(fù)雜的算法。該器件具有多個(gè)獨(dú)立的通訊和時(shí)間處理模塊，內(nèi)部帶有字節(jié)的，因此，該產(chǎn)品即使在個(gè)人手中，也可隨時(shí)更新升級(jí)。兼有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和接口，從而使產(chǎn)品硬件和軟件的調(diào)試和試驗(yàn)更加方便快捷。已經(jīng)在航空航天、汽車制造、繼電保護(hù)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。    由于在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的后期，

3、通常需要把程序用仿真器燒錄到中，但程序在中的運(yùn)行速度低于在中的運(yùn)行速度。為了提高程序的運(yùn)行速度，往往需要在上電初始化階段把中的程序復(fù)制到中去，或者通過(guò)雙重映射把的地址映射到外部。本文以為例，給出了從中將程序快速引導(dǎo)運(yùn)行的具體實(shí)現(xiàn)方法。的幾個(gè)基本概念     異常與中斷    異常通常是指改變正常的程序流和機(jī)器狀態(tài)的事件。比如系統(tǒng)復(fù)位、遞減器過(guò)零、系統(tǒng)調(diào)用指令、各種總線錯(cuò)誤等。當(dāng)一個(gè)異常事件發(fā)生時(shí)，通常會(huì)發(fā)生一個(gè)快速的硬件設(shè)備的轉(zhuǎn)換或處理器分支到一個(gè)地址（異常向量），且一種異常類型對(duì)應(yīng)一個(gè)地址的情況下。 &

4、#160;  中斷是異常的一種類型，通常由外部中斷輸入引腳或者裝置的中斷請(qǐng)求所引起。在結(jié)構(gòu)中，所有的中斷都分享一個(gè)異常向量偏移，稱為“外部中斷”，通常映射的偏移地址為。     異常向量和異常向量表    異常發(fā)生后，首先被識(shí)別，然后機(jī)器的即時(shí)狀態(tài)被保存，這時(shí)處理器從某一地址開(kāi)始執(zhí)行，異常向量就是這個(gè)地址。與結(jié)構(gòu)不同（它的向量是指針），的向量是固定的地址。每一個(gè)異常都有它自己的異常向量，異常向量等于基址和向量偏移量之和。異?；吠ǔＪ腔蛘呤?，這取決于位的設(shè)置。表所列是的異常向量表。其中指的是非屏

5、蔽性中斷。表1 異常向量表                異常的名稱    異常向量MSRIP=0    異常向量MSRIP=1        系統(tǒng)復(fù)位，NMI中斷    0x100    0xfff

6、00000        機(jī)器校驗(yàn)    0x200    0xfff00200        外部中斷    0x500    0xfff00500        etc.  &

7、#160; etc.    etc.    表2 復(fù)位配置字的選擇                RSTCONF    Has配置（HC）              &#

8、160; 0    x    外部數(shù)據(jù)總線引腳DATA0:31        1    1    內(nèi)部的默認(rèn)常量（0x00000000）        1    0    內(nèi)部NVM寄存器(

9、CMFCFIG)     復(fù)位配置字    在上電或者復(fù)位后，微處理器首先讀取復(fù)位配置字，復(fù)位配置字由種啟動(dòng)工作模式?jīng)Q定：    （） 外部數(shù)據(jù)總線引腳 ：；    （） 內(nèi)部的默認(rèn)常量（）；    （） 內(nèi)部 寄存器值（）；    表給出了復(fù)位配置字的選擇方法。通常選擇第三種，即事先用仿真器把配置字寫(xiě)入寄存器-。并用中的位決定程序的入口地址，若 等于，則入

10、口地址為，若等于，則入口地址為。    嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序一般都是被固化在中運(yùn)行的。通常可用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)啟動(dòng)程序來(lái)完成系統(tǒng)的硬件以及軟件運(yùn)行環(huán)境的初始化。啟動(dòng)和應(yīng)用程序可一起固化在中以使系統(tǒng)在上電和復(fù)位時(shí)能夠自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到復(fù)位異常向量入口地址處開(kāi)始執(zhí)行程序。    在源文件編譯鏈接生成的目標(biāo)文件中，代碼、數(shù)據(jù)放在不同的段中。而目標(biāo)文件中的 段則以系統(tǒng)為參考地址，所以在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)需要拷貝中的到，以完成的初始化。     從快速引導(dǎo)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)方法   

11、  雙重映射法    如果程序被燒錄到微處理器的內(nèi)部， 可以通過(guò)的特有功能雙重映射法把內(nèi)部的地址映射到外部，以實(shí)現(xiàn)快速引導(dǎo)運(yùn)行。在使能雙重映射功能時(shí)，內(nèi)部 區(qū)對(duì)應(yīng)的地址不起作用，而映射的外部區(qū)地址起作用。    具體操作時(shí)，首先把程序燒錄到內(nèi)部，然后在上電時(shí)把程序從內(nèi)部拷貝到外部，最后再使能微處理器的雙重映射功能。這樣，程序就可以在外部中運(yùn)行了。圖所示是其流程圖。具體的程序代碼如下：          系統(tǒng)復(fù)位  &

12、#160;            設(shè)置 和 存儲(chǔ)區(qū)     片選 大小                          基址     位口大小        

13、                  拷貝內(nèi)部 到外部                                        

14、60;                        使的片選區(qū)無(wú)效      基本寄存器                          雙重映射使能  &

15、#160;   片選雙重映射區(qū)    大小                          雙重映射區(qū)基址     位口大小                  

16、;                 復(fù)制法    對(duì)于與同系列中的和等芯片，由于微處理器內(nèi)部沒(méi)有，所以必須外擴(kuò)。在這種情況下，可以把程序燒錄到外部，然后在上電時(shí)再把程序從外部拷貝到外部中，從而使程序能夠在外部中運(yùn)行。以為例的流程圖如圖所示。    在這種方法中，程序僅在重新配置存儲(chǔ)區(qū)前運(yùn)行在外部，而在重新配置存儲(chǔ)區(qū)后運(yùn)行在外部中，因此提高了程序的運(yùn)行速度。該方法在操作時(shí)，首先把

17、程序用仿真器燒錄到外部，入口地址為，然后脫機(jī)運(yùn)行。本例中，外部是位總線，外部是位總線。下面以為例給出具體程序代碼。          系統(tǒng)復(fù)位               設(shè)置 和 存儲(chǔ)區(qū)      片選 大小               

18、           基址     位口大小                          片選 大小                  

19、;        基址     位口大小                          拷貝外部到外部                   

20、60;                                              重新分配存儲(chǔ)區(qū)                               片選     個(gè)時(shí)鐘等周期