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ARM的存储器映射与存储器重映射

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ARM的存储器映射与存储器重映射当系统上电后，程序将自动从0x00000000地址处开始

执行，因此在系统的初始状态，要求0x00000000地址处

的存储器是非易性的ROM或Flash等。但是ROM或Flash的访问速度相对较慢，每次中断发生后，都要读取ROM

或Flash上的向量表开始，影响了中断响应速度。因此，LPC2200提供一种灵活的地址重映射方法，该方法可以将内

部RAM的地址重新映射到0x00000000的位置。在系统

执行重映射命令之前，需要将Flash中的中断向量代码拷贝

到内部RAM中。这样在重映射命令执行之后相当于从内部RAM中0x00000000的位置找到中断向量，而实际上是将

RAM的起始地址0x40000000映射为0x00000000了。

这样，中断执行时相当于在RAM中找到对应中断向量，实

现异常处理调试。

存储器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH，RAM，外设，BO

OTBLOCK等进行统一编址。即用地址来表示对象。这个地址绝大

多数是由厂家规定好的，用户只能用而不能改。用户只能在挂外

部RAM或FLASH的情况下可进行自定义。ARM7TDMI的存储器映

射可以有0X00000000~0XFFFFFFFF的空间，即4G的映射空间，

但所有器件加起来肯定是填不满的。一般来说，0X00000000

依Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008For Evaluation Only.次开始存放FLASH——0X00000000，SRAM——0X40000000，BOOT

BLOCK，外部存储器0X80000000，VPB（低速外设地址，如GPIO，

UART）——0XE0000000，AHB（高速外设：向量中断控制器，外

部存储器控制器）——从0XFFFFFFFF回头。他们都是从固定位

置开始编址的，而占用空间又不大，如AHB只占2MB，所以从中

间有很大部分是空白区域，用户若使用这些空白区域，或者定义

野指针，就可能出现取指令中止或者取数据中止。由于系统在上

电复位时要从0X00000000开始运行，而第一要运行的就是厂家

固化在片子里的BOOTBLOCK，这是判断运行哪个存储器上的程序，

检查用户代码是否有效，判断芯片是否加密，芯片是否IAP（在

应用编程），芯片是否ISP（在系统编程），所以这个BOOTBLO

CK要首先执行。而芯片中的BOOTBLOCK不能放在FLASH的头部，

因为那要存放用户的异常向量表的，以便在运行、中断时跳到这

来找入口，所以BOOTBLOCK只能放在FLSAH尾部才能好找到，呵

呵。而ARM7的各芯片的FLASH大小又不一致，厂家为了BOOTBL

OCK在芯片中的位置固定，就在编址的2G靠前编址的位置虚拟

划分一个区域作为BOOTBLOCK区域，这就是重映射，这样访问<

2G即<0X80000000的位置时，就可以访问到在FLASH尾部的BOO

TBLOCK区了。BOOTBLOCK运行完就是要运行用户自己写的启动

代码了，而启动代码中最重要的就是异常向量表，这个表是放在

FLASH的头部首先执行的，而异常向量表中要处理多方面的事情，

包括复位、未定义指令、软中断、预取指中止、数据中止、IRQEdited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008For Evaluation Only.（中断) ,FIQ (快速中断），而这个异常向量表是总表，还包括

许多分散的异常向量表，比如在外部存储器，BOOTBLOCK，SRAM

中固化的，不可能都由用户直接定义，所以还是需要重映射把那

些异常向量表的地址映到总表中。为存储器分配地址的过程称为

存储器映射，那么什么叫存储器重映射呢？为了增加系统的灵活

性，系统中有部分地址可以同时出现在不同的地址上，这就叫做

存储器重映射。重映射主要包括引导块“Boot Block”重映射和

异常向量表的重映射。1.引导块“Boot Block”及其重映射B

oot Block是芯片设计厂商在LPC2000系列ARM内部固化的一段

代码，用户无法对其进行修改或者删除。这段代码在复位时被首

先运行，主要用来判断运行哪个存储器上面的程序，检查用户代

码是否有效，判断芯片是否被加密，系统的在应用编程（IAP）

以及在系统编程功能（ISP）等。Boot Block存在于内部Flas

h，LPC2200系列大小为8kb，它占用了用户的Flash空间，但也

有其他的LPC系列不占用FLash空间的，而部分没有内部Flash

空间的ARM处理器仍然存在Boot Block。重映射的原因：Boo

t Block中有些程序可被用户调用，如擦写片内Flash的IAP代

码。为了增加用户代码的可移植性，所以最好把Boot Block的

代码固定的某个地址上。但由于各芯片的片内Flash大小不尽相

同，如果把Boot Block的地址安排在内部Flash结束的位置上，

那就无法固定Boot Block的地址。为了解决上面的问题，于是

芯片厂家将Boot Block的地址重映射到片内存储器空间的最高Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008For Evaluation Only.端，即接近2Gb的地方，这样无论片内存储器的大小如何，都不

会影响Boot Block的地址。因此当Boot Block中包含可被用户

调用的IAP操作的代码时，不用修改IAP的操作地址就可以在不

同的LPC系列的ARM上运行了。2.异常向量表及其重映射ARM

内核在发生异常后，会使程序跳转到位于0x0000~0x001C的异常

向量表处，再经过向量跳转到异常服务程序。但ARM单条指令的

寻址范围有限，无法用一条指令实现4G范围的跳转，所以应在

其后面的0x0020~0x003F地址上放置跳转目标，这样就可以实现

4G范围内的任意跳转，因此一个异常向量表实际上占用了16个

字的存储单元。以下为一张中断向量表：LDR PC, ResetAddr

LDR PC, UndefinedAddr LDR PC, SWI_Addr LDR PC, Prefetch

Addr LDR PC, DataAbortAddr DCD 0xb9205f80 LDR PC, [PC,

#-0xff0] LDR PC, FIQ_Addr ResetAddr DCD ResetInit Undef

inedAddr DCD Undefined SWI_Addr DCD SoftwareInterruptP

refetchAddr DCD PrefetchAbort DataAbortAdd DCD DataAbor

t Nouse DCD 0 IRQ_Addr DCD 0 FIQ_Addr DCD FIQ_Handler

重映射的原因：由于ARM处理器的存储器结构比较复杂，可能同

时存在片内存储器和片外存储器等，他们在存储器映射上的起始

地址都不一样，因此ARM内核要访问的中断向量表可能不在0x0

000~0x003F地址上，因此采用了存储器重映射来实现将存在与

不同地方的中断向量表都映射到0x0000~0x003F地址上。注意：

Boot Block也存在中断向量表，而

且复位后这段代码首先映射Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008For Evaluation Only.到0x0000~0x003F地址上，也就是说复位后首先运行的是Boot

Block程序。各个存储区域的中断向量表也不尽相同。

合集下载

ARM920T

ARM920T

1特性

•融合了ARM920T™ ARM® Thumb®处理器

–工作于180 MHz时性能高达200 MIPS，存储器管理单元

–16-K字节的数据缓存，16-K字节的指令缓存，写缓冲器

–含有调试信道的内部仿真器

–中等规模的嵌入式宏单元结构(仅针对256 BGA封装)•低功耗：VDDCORE电流为30.4 mA待机模式电流为3.1 mA•附加的嵌入式存储器

–SRAM为16K；ROM为128K•外部总线接口(EBI)

–支持SDRAM，静态存储器， Burst Flash，无缝连接的CompactFlash®，

SmartMedia™及NAND Flash•提高性能而使用的系统外设：

–增强的时钟发生器与电源管理控制器

–两个有双PLL的片上振荡器

–低速的时钟操作模式与软件功耗优化能力

–四个可编程的外部时钟信号

–包括周期性中断、看门狗及第二计数器的系统定时器

–有报警中断的实时时钟

–调试单元、两线UART并支持调试信道

–有8个优先级的高级中断控制器，独立的可屏蔽中断源，伪中断保护

–7个外部中断源及1个快速中断源

–有122个可编程I/O口线的四个32位PIO控制器，各线均有输入变化中断及开漏能力

–20通道的外设数据控制器(DMA)•10/100 Base-T型以太网卡接口

–独立的媒体接口(MII)或简化的独立媒体接口(RMII)

–对于接收与发送有集成的28字节FIFO及专用的DMA通道•USB 2.0全速(12 M比特/秒)主机双端口

–双片上收发器(208引脚PQFP封装中仅为一个)

–集成的FIFO及专用的DMA通道•USB 2.0全速(12 M比特/秒)器件端口

–片上收发器， 2-K字节可配置的集成FIFO•多媒体卡接口(MCI)

–自动协议控制及快速自动数据传输

–与MMC及SD存储器卡兼容，支持两个SD存储器•3个同步串行控制器(SSC)

–每个接收器与发送器有独立的时钟及帧同步信号

–支持I2S模拟接口，时分复用

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

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

1 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：

中断向量地址 异常中断类型 异常中断模式 优先级（6最低） 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

2 0x0 复位 特权模式（SVC） 1

0x4 未定义中断 未定义指令中止模式（Undef) 6

0x8 软件中断（SWI） 特权模式（SVC） 6

ARM 基础知识

ARM 基础知识

ARM 课程考试相关知识点

主要：

 嵌入式系统的五个特性 包括：专用性，可剪裁性，可靠性，低功耗性和实时性。

 嵌入式系统的特点：专用性强，可剪裁性好，实时性和可靠性好，功耗低

 嵌入式操作系统的特点：微型化，可裁剪性，实时性，高可靠性，易移植性

 嵌入式系统设计过程的主要步骤（5个）：

 1、系统需求分析

 2、体系结构设计

 3、硬件/软件设计

 4、系统集成

 5、系统测试

 ARM处理器的五个系列：（体系架构是否是冯诺依曼）ARM7和ARM9的体系架构？

 ARM7（冯诺依曼结构）

 ARM9（哈佛体系结构）

 ARM9E（哈佛体系结构）

 ARM10E

 SecurCore

冯诺依曼结构指数据空间和地址空间不分开；哈佛结构数据空间和地址空间是分开的

 操作系统指令执行的三个阶段

 1、获得指令

 2、分析指令

 3、执行指令

 代码密度：就是处理完成一个完整的操作,需要的指令条数，按字节计算 越少效率越高  MMU(Memory Management Unit)：存储器管理单元。P176

存储器管理单元MMU主要完成以下工作：

虚拟存储空间到物理存储空间的映射；

存储器访问权限的控制；

设置虚拟存储空间的缓冲的特征。

MMU可以将某些地址变换条目锁定在快表【TLB（translation lookaside

buffer）】中，从而使得进行与该地址变换条目相关的地址变换速度保持很快。MMU可以将整个存储空间分为最多16个域。

功能：将虚拟地址映射为物理地址；提供硬件机制的内存访问授权。

 ARM的寻址方式

 立即数寻址

 寄存器寻址

 寄存器移位寻址

 寄存器间接寻址

 多寄存器寻址

 基址变址寻址

 相对寻址

 堆栈寻址

 块拷贝寻址

 嵌入式系统/操作系统？主要由哪几部分组成

嵌入式系统的组成部分：

 嵌入式处理器 （ARM，MIPS，PowerPC）

ARM嵌入式系统复习题

ARM嵌入式系统复习题

嵌入式系统复习题

一、简答题

1、什么是嵌入式处理器，嵌入式处理器可以分为几大类？

嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器，分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统（SOC）。

2、广泛使用的三种类型的操作系统？

多道批处理操作系统、分时操作系统以及实时操作系统。

3、什么是RISC？什么是CISC？

RISC是精简指令集计算机的缩写。CISC是复杂指令集计算机的缩写。

4、ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义？

T：支持高密度16位的Thumb指令集； D：支持片上调试； S：ARM7TDMI

的可综合（synthesizable）版本（软核）； I：支持EmbededICE观察硬件； M：支持64位乘法

5、ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构，其可寻址地址空间多大？

ARM处理器使用冯.诺依曼结构；使用单个平面的232个8位字节地址空间。地址空间可以看作是包含230个32位字，或231个16位半字。

6、ARM7TDMI处理器采用几级流水线处理，使用何种存储器编址方式？

ARM7TDMI处理器采用三级流水线；ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。

7、ARM处理器模式和ARM处理器状态有什么区别？

ARM处理器模式指用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。ARM处理器状态指ARM状态和Thumb状态

ARM两种处理器状态下均有上述7种模式。

8、ARM7TDMI内部寄存器特点？

分别为31个通用32位寄存器和6个状态寄存器。它们不能在同一使劲同时被访问，对其的访问取决于处理器状态和处理器模式。

9、ARM7TDMI有几种寻址方式？

寄存器寻址、立即寻址、寄存器移位寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、相对寻址。

10、 ARM7的内部寄存器R13、R14、R15的主要功能和作用？