嵌入式Nucleus PLUS在S3C2410A上移植的實現(xiàn)
引言
Nucleus PLUS是美國ATI公司為實時性要求較高的嵌入式系統(tǒng)應用設計的操作系統(tǒng)內核。約95%的Nucleus PLUS代碼用ANSI C語言編寫,因此,非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的微處理器,如X86、68K、PowerPC、MIPS、ARM等。經過截減編譯后,Nucleus PLus核心代碼區(qū)一般不超過20KB大小。同時提供TCP/IP網絡、圖形界面Grafix、文件系統(tǒng)File等模塊。還有一個特點就是免費提供源代碼,有利于節(jié)省開發(fā)費用。
S3c2410A是三星公司推出的基于ARM920T內核高性能低功耗16/32位RISC微控制器,內部集成了豐富的系統(tǒng)外圍控制器。配合Nucleus PLUS操作系統(tǒng)可方便地開發(fā)出適于手持設備和各種低功耗產品的應用程序,加快新產品的上市時間。 NUcleus PLUS啟動過程
嵌入式實時操作系統(tǒng)內核Nucleus PLus的啟動過程如圖1所示。其中板級初始化(INT_IniTIalize)主要是完成中斷向量表、系統(tǒng)堆棧、時鐘中斷等基本硬件初始化;
操作系統(tǒng)初始化(INC_Initialize)主要是完成郵箱、隊列、管道、信號量、事件集等軟件組件初始化;應用程序初始化(Application_Initialize(fIRst-available_Memory))主要是完成用戶定義的應用程序初始化,如創(chuàng)建內存池,創(chuàng)建任務、創(chuàng)建信號量、創(chuàng)建中斷、編寫用戶應用程序等。移植的過程中,需要修改的是板級初始化(INT_Initialize])這部分內容,它是由ARM匯編語言編寫的,下面詳細敘述。
NLicleus PLUS移植過程
INT-Reset子程序修改
INT-Reset是Nucleus PLUS啟動時的程序入口,因為根據(jù)ARM微處理器的體系結構,在系統(tǒng)硬件上電或復位后,ARM所執(zhí)行的第一條指令在地址0x00000000,即ARM的復位異常(Reset)向量地址,所以在這個地址要放置一個跳轉指令:BINT_Reset。
在INT_Reset這個子程序中放置的是硬件初始化程序,完成兩個功能:
1.改變ARM工作模式為管理模式(Supervisor Mode),管理模式是ARM提供給操作系統(tǒng)使用的一種保護模式;
2.屏蔽FIQ和IRQ中斷,因為在整個系統(tǒng)初始化的過程中,不能被中斷打斷,只有在中斷服務子程序初始化結束后,才可以打開中斷,進而響應中斷。
INT_Reset
MRS R1.CPSR
BIC R1,R1,#MODE_MASK
ORR R1,R1,#SUP_MODE
ORR R1,R1,#LOCKOUT
MSR CPSR_cxsf,R1
建立異常向量表和中斷向量表
根據(jù)ARM的體系結構,ARM有7種類型的異常(Exception),每種異常都有各自入口地址,即異常向量表(Exception Vectors)。異常向量表放置在從0X00000000地址開始,連續(xù)32字節(jié)的空間內。S3C2410A共有56個中斷源,但有些中斷源共用一個中斷向量,所以只要求創(chuàng)建包含32個中斷源的中斷向量表。
INT_Vectors
LDR PC,INT_ReseLAddr
LDR PC,INT_Undef_Addr
LDR PC,INT_Software_Addr
LDR PC,INT_Prefetch_Addr
LDR PC.INT_Data_Addr
LDR PC,INT_Reserved_Addr
LDR PC,INTjRQ_Addr
LDR PC,INT_FIQ_Addr
配置存儲器控制器和MMU
MMU(Memory Manage Unit)是存儲器管理單元的縮寫,用來實現(xiàn)虛擬地址到實際物理地址的映射。它是ARM的一部分,本身有少量存儲空間放置從虛擬地址到物理地址的匹配表,即轉換旁置緩沖區(qū) (T L B s-T r a n s l a t i 0 nLookaside Buffers)。MMU實現(xiàn)兩個主要功能,將虛擬地址轉換成物理地址和控制存儲器的存取使能。
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