實(shí)驗(yàn)三 系統(tǒng)初始化

實(shí)驗(yàn)三

系統(tǒng)初始化與啟動(dòng)

東南大學(xué)國(guó)家專(zhuān)用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心目錄實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；1實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馇度胧较到y(tǒng)初始化的基本步驟；掌握系統(tǒng)初始化的基本方法；通過(guò)實(shí)踐操作，熟悉系統(tǒng)初始化的過(guò)程；提高型內(nèi)容：動(dòng)手創(chuàng)建自己的系統(tǒng)初始化項(xiàng)目。目錄實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；2實(shí)驗(yàn)原理系統(tǒng)初始化的概念：類(lèi)比于PC的上電啟動(dòng)，嵌入式系統(tǒng)的初始化必須完成的工作包含：系統(tǒng)工作頻率的設(shè)定；需要用到的模塊時(shí)鐘打開(kāi)；內(nèi)存的初始化；Ram中代碼的復(fù)制；“0”地址重映射；開(kāi)始操作系統(tǒng)的引導(dǎo)；（其中并不是每個(gè)動(dòng)作都是必須的）2實(shí)驗(yàn)原理－PMC配置PMU的寄存器如下表：2實(shí)驗(yàn)原理－PMC配置配置PCSR，打開(kāi)用戶(hù)所需要的模塊配置PMDR的工作模式，啟動(dòng)時(shí)配為normal狀態(tài)配置好PLL的穩(wěn)定過(guò)渡時(shí)間，推薦值：0x018000cd配置系統(tǒng)主時(shí)鐘PLL的控制寄存器如果需要用USB,則在此處配置PUCR配置PMCR的工作使能位，這一位一定要最后配置2實(shí)驗(yàn)原理系統(tǒng)初始化，在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行任何程序都需要做該動(dòng)作。在我們得試驗(yàn)項(xiàng)目中匯編文件head_gfd.s起到了這樣的作用；系統(tǒng)啟動(dòng)是指通過(guò)固化到Rom中的一段代碼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化的動(dòng)作。2實(shí)驗(yàn)原理

嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)的特點(diǎn)：與PC一樣，從ROM中開(kāi)始啟動(dòng)；受限于嵌入式系統(tǒng)的ROM相對(duì)比較小，所以啟動(dòng)代碼量小，一般使用效率較高的匯編語(yǔ)言；很多在PC啟動(dòng)過(guò)程中的工作，可以放到操作系統(tǒng)的引導(dǎo)過(guò)程中完成（如各模塊的檢測(cè)）；啟動(dòng)迅速，方式多樣；2實(shí)驗(yàn)原理啟動(dòng)過(guò)程需要注意的問(wèn)題：PC（程序計(jì)數(shù)器）上電時(shí)候，其值為“0”；“0”地址處在上電時(shí)候，必須有可執(zhí)行的代碼；Ram存儲(chǔ)體不一定已經(jīng)可以使用，有的需要配置（地址，等待時(shí)間等等參數(shù)）；操作系統(tǒng)等固化代碼尚在Rom中，類(lèi)似于PC機(jī)中的硬盤(pán)；啟動(dòng)后，需要在“0”地址建立中斷向量表，所以RAM必須被映射到“0”地址；2實(shí)驗(yàn)原理PC的值的逐步累加的，在零地址重映射的時(shí)候必須注意到現(xiàn)在的PC值是否是下一步我們需要執(zhí)行的那一句，這一點(diǎn)在remap時(shí)候非常重要?。。?！搬運(yùn)Rom中的代碼到ram中后，可以直接設(shè)置PC到操作系統(tǒng)代碼所在ram中的起始位置，開(kāi)始操作系統(tǒng)的引導(dǎo)。2實(shí)驗(yàn)原理－bootloader

bootloader－一段固化在ROM首地址上的代碼，用來(lái)在系統(tǒng)上電的時(shí)候初始化系統(tǒng)，將硬件環(huán)境帶入到一個(gè)合適的狀態(tài)，完成系統(tǒng)引導(dǎo)的工作。2實(shí)驗(yàn)原理GE01開(kāi)發(fā)板系統(tǒng)啟動(dòng)的方式：SEP3203處理器支持從NorFlash和NandFlash啟動(dòng)兩種方式；兩種啟動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)的代碼流程基本相同；啟動(dòng)的最大區(qū)別在于零地址映射上；

下面我們分別對(duì)這兩種啟動(dòng)方式做說(shuō)明。2實(shí)驗(yàn)原理－啟動(dòng)介質(zhì)的選擇從NorFlash系統(tǒng)啟動(dòng)：

SEP3203上電時(shí)的零地址由開(kāi)關(guān)決定：2實(shí)驗(yàn)原理－NorFlash啟動(dòng)當(dāng)該開(kāi)關(guān)置于“1”位置時(shí)候，系統(tǒng)從NorFlash上啟動(dòng)，零地址默認(rèn)指向EMI的CSA片選，即NorFlash。此時(shí)的NorFlash具有兩個(gè)地址：

0x0和0x20000000對(duì)其中任一個(gè)地址操作都是對(duì)NorFlash進(jìn)行操作；2實(shí)驗(yàn)原理－NorFlash啟動(dòng)上電后，PC從0地址開(kāi)始取指執(zhí)行，因?yàn)镹orFlash具備XIP（eXecuteInPosition），所以指令可以順序執(zhí)行，直到完成所有的工作，最后跳轉(zhuǎn)到ram中的操作系統(tǒng)的引導(dǎo)部分。啟動(dòng)代碼Kernel代碼中斷向量表執(zhí)行程序0x000000000x20000000NORFLASH0x30000000SDram搬運(yùn)代碼0x000000000x30000000SDram0x20000000NORFLASH0x30000000SDramRemap前的代碼分布與地址映射Remap后的代碼分布與地址映射啟動(dòng)0x20001000NORFLASH中斷向量表建立

代碼解釋

2實(shí)驗(yàn)原理－NandFlash啟動(dòng)從NandFlash系統(tǒng)啟動(dòng)的過(guò)程并不是每種嵌入式系統(tǒng)都支持，因?yàn)樾枰厥獾脑O(shè)計(jì)：NandFlash不具備指令直接執(zhí)行的功能，所以默認(rèn)的零地址不能置于NandFlash所在片選；操作系統(tǒng)代碼又必須事先存放在NandFlash中（指僅有NandFlash的情況）；如何解決這樣的矛盾？？？2實(shí)驗(yàn)原理－NandFlash啟動(dòng)代碼存儲(chǔ)：NandFlash 中轉(zhuǎn)站：esram！ 中轉(zhuǎn)人：DMA2實(shí)驗(yàn)原理－NandFlash啟動(dòng)開(kāi)關(guān)置于NandFlash位置上，系統(tǒng)上電；DMA模塊占用總線，其默認(rèn)設(shè)置使得其完成把NandFlash中的第一頁(yè)（512字節(jié)）傳送到esram的首地址處；此時(shí)的零地址默認(rèn)映射在esram首地址（0x1fff0000），在DMA完成工作后，PC從0地址取指執(zhí)行；完成必要的工作后，remap，把接力棒交到操作系統(tǒng)手中。目錄實(shí)驗(yàn)?zāi)康模粚?shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟:打開(kāi)\sysinit_lab\sysinit\sysinit.mcp實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目文件，熟悉系統(tǒng)初始化的最基本兩個(gè)部分；打開(kāi)NorFlash燒錄工具，燒錄bootloeader和Oskernel二進(jìn)制代碼到NorFlash指定位置，查看是否啟動(dòng)成功；打開(kāi)NandFla