深入理解MCU啟動(dòng)原理
MCU最開始一啟動(dòng)后去哪里讀代碼?
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/202501/466577.htmCPU上電啟動(dòng)后被設(shè)計(jì)為去地址0x00000000位置處讀取代碼;首先會(huì)連續(xù)讀取兩個(gè)字,分別是棧指針初始值和復(fù)位異常處理函數(shù)的地址;然后跳去執(zhí)行復(fù)位異常處理函數(shù)。
當(dāng)然在一些早期的ARM處理器設(shè)計(jì)中,如Arm7TDMI,復(fù)位后會(huì)直接讀取0地址處的代碼進(jìn)行執(zhí)行,由軟件初始化棧指針,0地址處存放的直接就是中斷處理函數(shù),而不是函數(shù)地址。所以我們可以有理由推測(cè)出,第一個(gè)字是棧地址是因?yàn)榻酉聛淼膹?fù)位中斷處理函數(shù)涉及函數(shù)跳轉(zhuǎn),可能已經(jīng)需要存放內(nèi)容在棧里了。
0x0地址處是bootROM代碼嗎,還是用戶bootloader代碼?
答案是都可以,這其實(shí)取決于用戶的代碼是存放在哪里的。比如說對(duì)于一些性能強(qiáng)的MCU(如Cortex-A系列)來說,代碼本身體積比較大,存放在SD卡里或者QSPI/SPI Flash里都有可能,這些MCU啟動(dòng)一定是先去bootROM執(zhí)行代碼,因?yàn)镾D卡、SPI Flash的儲(chǔ)存不在MCU的統(tǒng)一編址空間里,沒初始化這些外設(shè)前根本無法訪問,bootROM這塊Nor Flash就一定是可以被MCU直接通過總線地址訪問的,0地址的代碼位于bootROM中。
代碼從bootROM中起來后,通過啟動(dòng)引腳判斷從哪個(gè)外設(shè)中搬用戶程序,并去初始化相應(yīng)外設(shè),將外設(shè)中存儲(chǔ)的用戶代碼搬到內(nèi)部SRAM中執(zhí)行。后續(xù)的啟動(dòng)流程不贅述。
對(duì)于一些小容量的MCU來說,比如Cortex-M3/M4,他們的芯片里有內(nèi)置Flash,這個(gè)Flash的特點(diǎn)跟上面說的bootROM很像,是MCU可以直接通過地址總線去訪問到的,不需要進(jìn)行外設(shè)初始化的。當(dāng)然,這些MCU內(nèi)部也是有bootROM的,因此這些MCU一上電可以選擇從bootROM中啟動(dòng),也可以選擇從內(nèi)置Flash中啟動(dòng),是通過外部引腳進(jìn)行選擇的,選擇了誰,就把誰的起始地址映射到0地址處。
類似Cortex-M3/M4是如何保證Flash起始地址是棧指針和復(fù)位異常處理函數(shù)指針的?
這一點(diǎn)實(shí)際是通過編譯的鏈接文件制定的。比如說如下是我截取的IAR的鏈接文件.icf。
MCU有可能不從0地址開始讀代碼嗎?
M7內(nèi)核芯片比較靈活了,改變了固定從0x0000 0000地址讀取中斷向量表的問題,以STM32H7為例,可以從0x0000 0000到0x3FFF 0000所有地址進(jìn)行啟動(dòng)。專門安排了個(gè)選項(xiàng)字節(jié)來配置。
評(píng)論