嵌入式系統(tǒng)快速重啟的研究
嵌入式系統(tǒng)啟動流程
① 上電,復位完成;② 嵌入式ARM核自動把flash里面最低的4k啟動代碼復制到SRAM里面,并從SRAM的0x0000_0000地址開始執(zhí)行;③ 完成一些必要的初始化工作,將FLASH中的代碼拷貝到SDRAM中;④ 跳轉(zhuǎn)到SDRAM中運行;通過以上步驟,就進入了我們的應用程序,或者是操作系統(tǒng)。
在我們需要復位的時候, 即nRESET管腳出現(xiàn)一個向下的脈沖,即出現(xiàn)復位。當nRESET信號為低電平時,ARM處理器放棄任何指令的執(zhí)行,并從增加的字地址處取指令;當 nRESET信號變?yōu)楦唠娖綍r,ARM處理器進行如下操作:1.將當前的PC值和CPSR值寫入R14_svc和SPSR_svc,已經(jīng)保存的PC和 SPSR的值是未知的;2.強制M[4:0]為10011(超級用戶模式),將CPSR中的“I”和“F”位設為1,并將T位清零;3.強制PC從0x00地址取下一條指令。4.恢復為ARM狀態(tài)開始執(zhí)行。即程序會跳到0x0000_0000這個地址位置,開始執(zhí)行上面所述的第三步和第四步。
我們知道從flash里面讀取數(shù)據(jù)比起SDRAM是想當慢的,而這里又要進行一次代碼的拷貝工作,這也是一個相當長的時間。不過這個時候我們可以發(fā)現(xiàn),我們并沒有斷電,SDRAM里面放的數(shù)據(jù)還是我們代碼,我們沒有必要重新拷貝這些代碼了,在下次啟動的時候,只需直接跳轉(zhuǎn)到SDRAM中運行,做一些初始化工作就可以了。這樣重新啟動速度就相當迅速了。
快速重啟思想
核心思想:在Bootloader里面,程序執(zhí)行到復制程序的一塊,可以判斷PC當前計數(shù)在哪個存儲器里面,如果在SRAM中,就把代碼復制到SDRAM里面,如果在SDRAM中,就直接跳過復制程序這一段,然后繼續(xù)執(zhí)行。
根據(jù)上面這個思想, 可以先將地址為0x0000_0000這里的跳轉(zhuǎn)指令直接改成跳轉(zhuǎn)到SDRAM存儲器,如LDR PC,=0x3000_0000。
這樣在Reset的時候,我們就可以直接從0x0000_0000地址跳到0x3000_0000開始運行。這樣我們就達到了快速啟動的目的。
如圖2 所示, 在系統(tǒng)加電的時候,程序從地址為 0x0000_0000開始的SRAM處運行,如上圖1所示。
然后,程序在SRAM中將代碼自身復制到地址為0x3000_0000開始處,如圖2中2所示。
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