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      芯片IC單片機解密百科

      十年專注單片機解密

      解密MCU上電啟動應用程序應該準備的工作

      MCU整體工作流程可總結如下:上電——》主時鐘起振——》啟動代碼——》用戶程序(main函數)。對于我們應用開發來說,大部分工作重點是在應用程序編寫這塊。特別是高級MCU的出現,如ARM系列的STM32、LPC等32位MCU,以及芯片原廠的完善底層代碼,啟動代碼已經固化在芯片內部flash(稱為BootLoader),或者已經提供完整的匯編啟動源碼。因此,啟動過程這塊,我們比較陌生,但基本的原理還需了解,不排除面試或者使用到實時系統(RTOS)時需要修改啟動匯編代碼。

      MCU上電(復位)時,從固定的地址啟動,一般是地址0x00000000,如ARM7;個別特殊的如STM32默認啟動地址為0x8000000(flash區啟動)。啟動過程主要完成兩部分工作,一個是硬件執行環境,如中斷向量表、寄存器、看門狗等,另一個是軟件環境,如C庫環境、ZI(未初始化的內存變量)等。

      芯片解密 ,單片機解密,ic解密

      一。硬件環境工作

      1.初始時鐘

      初始化內核時鐘,主時鐘,各個外設的時鐘。

      2.關閉看門狗

      看門狗是用來監控應用程序的異常跑飛而復位CPU,在初始化階段,由于沒有“喂狗”這一動作,有可能導致CPU不斷復位,因此,首先會關閉看門狗,初始化完,再開啟。

      3.建立中斷向量表

      中斷向量表,中斷源的識別標志,可用來形成相應的中斷服務程序的入口地址,或者中斷服務程序入口地址的偏移量和段基值。CPU利用中斷向量表轉入中斷服務程序處理相關事務。

      4.初始化堆棧寄存器

      堆棧的作用一個就是保存現場(上下文),如函數調用或者中斷發送時,將當前執行地址壓棧,調用完成再返回此處執行程序。另一個作用就是保存參數,如臨時變量。因此,在啟動階段需初始化堆棧寄存器、堆棧的大小、起始地址等。

      5.內存初始化

      選擇內部或者外部RAM。

      二。軟件環境工作

      1.把RO,RW從它們的加載域復制到它們的運行域中去。

      2.初始化(清零)ZI域。

      3.初始化堆棧指針

      4.初始化C庫環境

      包括C庫所需的內存空間、程序執行所需資源、C庫初始化。

      三.Cortex M3啟動

      CortexM3有3種啟動方式

      1、 BOOT1=1 BOOT0=1 ,中斷向量表定位于SRAM區,即起始地址為0x2000000,同時復位后PC指針位于0x2000000處。

      2、 BOOT1=x BOOT0=0,中斷向量表定位于FLASH區,即起始地址為0x8000000,同時復位后PC指針位于0x8000000處。

      3、 BOOT1=0 BOOT0=1 ,中斷向量表定位于內置Bootloader區,此時可通過串口下載程序的二進制文件到flash區。

      而Cortex-M3內核規定,起始地址必須存放堆頂指針,而第二個地址則必須存放復位中斷入口向量地址,這樣在Cortex-M3內核復位后,會自動從起始地址的下一個32位空間取出復位中斷入口向量,跳轉執行復位中斷服務程序。對比ARM7/ARM9內核,Cortex-M3內核則是固定了中斷向量表的位置而起始地址是可變化的。即是對于flash啟動來說(正常工作也是flash啟動),0x8000000地址存放的是棧頂地址__initial_sp,0x8000004地址存放的是復位中斷向量Reset_Handler入口地址(STM32使用32位總線,存儲空間為4字節對齊);在編寫多段程序時,偏移地址空間需注意,如編寫一個BootLoader,從BootLoader到應用程序段的相互跳轉。


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