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    ARM 是如何構架的很多人還不清楚

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式教程
    • 時間:2020-02-22 16:32

    目前在嵌入式開發的過程中,開發者往往把大量精力投入到嵌入式微處理器 MPU(Micro Processing Unit)與眾多外設的連接方式以及應用代碼的開發之中,而忽視了對嵌入式系統最基本、最核心部分的研究。

    啟動架構是嵌入式系統的關鍵技術。掌握啟動架構對于了解嵌入式系統的運行原理有著重要的意義。嵌入式系統在啟動時,引導代碼、操作系統的運行和應用程序的加載主要有兩種架構,一種是直接從 Nor Flash 啟動的架構,另一種是直接從 Nand Flash 啟動的架構。

    需要注意的是,在嵌入式系統啟動引導的過程中會有多種情況出現,如 vxWorks 的啟動代碼 BootRom 就有壓縮和非壓縮,駐留和非駐留方式之分,而操作系統本身也多以壓縮映象方式存儲,所以啟動代碼在執行和加載過程中需要根據不同的情況,作出相應的處理。

    一、從 Nor Flash 啟動

    Nor Flash 具有芯片內執行(XIP,eXecute In Place)的特點,在嵌入式系統中常做為存放啟動代碼的首選。從 Nor Flash 啟動的架構又可細分為只使用 Nor Flash 的啟動架構和 Nor Flash 與 Nand Flash 配合使用的啟動架構。圖 5 給出了這兩種啟動架構的原理框圖。

    (1)單獨使用 Nor Flash

    在該架構中,引導代碼、操作系統和應用代碼共存于同一塊 Nor Flash 中。系統上電后,引導代碼首先在 Nor Flash 中執行,然后把操作系統和應用代碼加載到速度更高的 SDRAM 中運行。另一種可行的架構是,在 Nor Flash 中執行引導代碼和操作系統,而只將應用代碼加載到 SDRAM 中執行。

    該架構充分利用了 Nor Flash 芯片內執行的特點,可有效提升系統性能。不足在于隨著操作系統和應用代碼容量的增加,需要更大容量昂貴的 Nor Flash 來支撐。

    (2)Nor Flash 和 Nand Flash 配合使用

    Nor Flash 的單獨使用對于代碼量較大的應用程序會增加產品的成本投入,一種的改進的方式是采用 Nor Flash 和 Nand Flash 配合使用的架構。在該架構中附加了一塊 Nand Flash,Nor Flash(2M 或 4M)中存放啟動代碼和操作系統(操作系統可以根據代碼量的大小選擇存放于 Nor Flash 或者 Nand Flash),而 Nand Flash 中存放應用代碼,根據存放的應用代碼量的大小可以對 Nand Flash 容量做出相應的改變。

    系統上電后,引導代碼直接在 Nor Flash 中執行,把 Nand Flash 中的操作系統和應用代碼加載到速度更高的 SDRAM 中執行。也可以在 Nor Flash 中執行引導代碼和操作系統,而只將 Nand Flash 中的應用代碼加載到 SDRAM 中執行。該架構是當前嵌入式系統中運用最廣泛的啟動架構之一。

    (3)從 Nand Flash 啟動

    有些處理器如 SamSung 公司的 arm920T 系列處理器 S3C2410 支持從 Nand Flash 啟動的模式,它的工作原理是將 NandFlash 中存儲的前 4KB 代碼裝入一個稱為 Steppingstone(BootSRAM)的地址中,然后開始執行該段引導代碼,從而完成對操作系統和應用程序的加載。該方式需要處理器內部有 NAND 控制器,同時還要提供一定大小額外的 SRAM 空間,有一定的使用局限性,在實際開發中較少使用。

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