嵌入式開發ARM系統代碼固化的串口實現

　　之后發展到仿真器階段，雖然簡化了開發模式，但是由于仿真器與ARM芯片的兼容性等因素，經常會發生程序在仿真器上能正確運行，但是固化之后運行卻出現問題的情況。

　　程序的固化是軟件開發過程中重要的一環，一般可通過JATG口、網口及串口等進行燒寫。相比之下，串口實現更為便捷,更值得推廣。筆者在開發1C1T小靈通中繼站的過程中，通過編制燒寫程序，利用串口將編譯后的目標代碼發送給 ARM處理器；由ARM處理器內部的監控程序將目標代碼寫入片外Flash，實現程序的在線燒寫。這樣不僅簡化了電路設計，而且降低了開發成本，縮短了開發時間。

　　1 燒寫原理及過程

　　硬件連接如圖1所示，ARM開發板一方面通過串口與PC機連接，另一方面通過20針IDC寬帶線與仿真器相連，再由仿真器通過25針并口插座與PC機的LPT口相連。開發板通電后即可進行燒寫工作。

　　ARM開發板與PC機的連接

　　如圖2所示，代碼固化分2 個步驟進行。第1步，如虛線一所示，監控程序的映像通過仿真器下載到ARM的內部RAM中運行，用戶可以在主機端用超級終端或者其他串口調試工具與開發板通信。第2步，將應用程序的可執行代碼通過串口發送，如虛線二所示，此時內部RAM里的監控程序就會接收并把它燒寫到Flash中。

　　代碼燒寫原理

　　圖2 代碼燒寫原理

　　2 監控程序的設計

　　2.1 啟動代碼設計

　　實現串口燒寫的監控程序包括ARM啟動代碼、串口通信代碼和Flash燒寫代碼3部分。ARM啟動代碼是整個程序運行的入口點，完成ARM系統正常運行所必需的簡單初始化，然后把系統控制權交給操作系統或者高級語言編寫的監控程序。由于啟動代碼直接對SoC內核和硬件控制器進行編程,因此必須采用匯編語言。

　　啟動代碼包括異常向量表的定義、各種模式的堆棧初始化、系統硬件初始化、程序運行環境初始化，最后跳轉到用戶C語言主程序。當系統上電或復位后首先會從邏輯地址0x0處執行。

　　ARM處理器有7種運行模式，如表1所列。每一種模式都有獨立的堆棧指針寄存器（SP），因此對使用的模式都要給堆棧指針寄存器SP定義堆棧地址。改變狀態寄存器（CPSR）內的狀態位，使處理器切換到不同模式，然后給SP賦值就可以實現堆棧的初始化。當然，堆棧的大小視需要而定。