深入理解MCU啟動原理

MCU最開始一啟動后去哪里讀代碼？

CPU上電啟動后被設計為去地址0x00000000位置處讀取代碼；首先會連續讀取兩個字，分別是棧指針初始值和復位異常處理函數的地址；然后跳去執行復位異常處理函數。

當然在一些早期的ARM處理器設計中，如Arm7TDMI，復位后會直接讀取0地址處的代碼進行執行，由軟件初始化棧指針，0地址處存放的直接就是中斷處理函數，而不是函數地址。所以我們可以有理由推測出，第一個字是棧地址是因為接下來的復位中斷處理函數涉及函數跳轉，可能已經需要存放內容在棧里了。

0x0地址處是bootROM代碼嗎，還是用戶bootloader代碼？

答案是都可以，這其實取決于用戶的代碼是存放在哪里的。比如說對于一些性能強的MCU（如Cortex-A系列）來說，代碼本身體積比較大，存放在SD卡里或者QSPI/SPI Flash里都有可能，這些MCU啟動一定是先去bootROM執行代碼，因為SD卡、SPI Flash的儲存不在MCU的統一編址空間里，沒初始化這些外設前根本無法訪問，bootROM這塊Nor Flash就一定是可以被MCU直接通過總線地址訪問的，0地址的代碼位于bootROM中。

代碼從bootROM中起來后，通過啟動引腳判斷從哪個外設中搬用戶程序，并去初始化相應外設，將外設中存儲的用戶代碼搬到內部SRAM中執行。后續的啟動流程不贅述。

對于一些小容量的MCU來說，比如Cortex-M3/M4，他們的芯片里有內置Flash，這個Flash的特點跟上面說的bootROM很像，是MCU可以直接通過地址總線去訪問到的，不需要進行外設初始化的。當然，這些MCU內部也是有bootROM的，因此這些MCU一上電可以選擇從bootROM中啟動，也可以選擇從內置Flash中啟動，是通過外部引腳進行選擇的，選擇了誰，就把誰的起始地址映射到0地址處。

類似Cortex-M3/M4是如何保證Flash起始地址是棧指針和復位異常處理函數指針的？

這一點實際是通過編譯的鏈接文件制定的。比如說如下是我截取的IAR的鏈接文件.icf。

MCU有可能不從0地址開始讀代碼嗎？

M7內核芯片比較靈活了，改變了固定從0x0000 0000地址讀取中斷向量表的問題，以STM32H7為例，可以從0x0000 0000到0x3FFF 0000所有地址進行啟動。專門安排了個選項字節來配置。