2019年01月16日 | ARM7（LPC2xxx）芯片的小总结

7种工作模式：

fiq/irq/abt/und/sys/usr/svc。通过"MSR cpsr_c,#0xdx"切换。上电时进入svc模式。

svc和usr的区别是：svc可以通过"MSR cpsr_c,#0xdx"自由切换到其它任何模式，但是usr不可以。

各模式下有自己的堆栈。要在程序启动后依次进入各个模式分别设置自己的堆栈，最后进入usr模式。

Prefetch Abort和Data Abort模式：

Prefetch Abort通常会发生在自修改指令之后。而Data Abort发生于向无效内存中取操作数时，通常是数据指针越过边界了。如果在scatter文件中不指定边界，若编译时内存分配超过了实际物理内存，一定会有Data Abort或Prefetch Abort发生。 Data Abort这个异常会经常出现，要注意。

存储器映射：
0-1G(0x0000,0000 - 0x3fff,ffff): 片内Flash.
1-2G(0x4000,0000 - 0x7fff,ffff): 片内RAM.
2-3.5G(0x8000,0000 - 0xbfff,ffff - 0xdfff,ffff): 片外存储器。
3.5G - 3.75G(0xe000,0000 - 0xefff,ffff): VPB外设。
3.75G - 4G(0xf000,0000 - 0xffff,ffff): AHB外设。

虽然ARM7的寻址空间为4G,但是LPC2200系列只提供A0~A23总共16M的地址。片选信号CS0 - CS3是A24和A25的译码输出，将片外存储区0x8000,0000 - 0x83ff,ffff划分为bank0 - bank3,共16M*4=64M. 这4个bank可以被分别配置为8/16/32位总线宽度。复位时,bank0的总线宽度由Boot1:0引脚决定, bank1为32位，bank2为16位，bank3为8位。

Boot Block

LPC2114/2214的BootBlock被固化在最高的Flash块中，运行时被映射到0x7FFF,E000 - 0x7FFFF,FFFF的区域。而LPC2210没有片内Flash,但它有8K片内ROM存储了BootBlock,也被映射到0x7FFF,E000处。BootBlock是上电以后芯片最早自动运行的程序，被固化在LPC22XX中，相当于LPC22xx自身的bootloader。

分散加载描述文件.scf的设置

Metrowerks Code Warrior V1.2的"Edit->Debug In ExRAM Settings",然后在"Linker->ARM Linker"的Output页中，选中Scatter选项。在Scatter的编辑框中选择写好的.scf文件。(Scatter-Loading description file).

简单应用时可以不写.scf文件。而在"Output"页中选择"Simple".然后填写"RO Base"和"RW Base"的起始地址。在"Lay Out"页中，填写Object/Symble: Startup.o, Section: Start.编写启动文件:Startup.s.

在"Option"页里的"Image Entry Point"填入起始地址。

Scatter-Load Description File的结构：

".scf"文件中的"+RW"对应".s"源文件中的"READWRITE".
".scf"文件中的"+ZI"对应".s"源文件中的"NOINIT".
".scf"文件中的"+RO"对应".s"源文件中的"READONLY".

在".s"源文件中有：
AREA area_name CODE/DATA,READONLY/NOINIT/READWRITE
END

".scf"的例子：

下面是在scf文件中引用过的源文件示意：

在Scatter文件中最好每一个Region都加一个Maximum参数，这样当编译时如果实际使用的空间大于Maximum Size，会有Error:16220E: Excution region xxx size (xxx bytes) exceeds limit (xx bytes)。如果地址有重复，会有Error: 16221E: Excution region xxx overlaps with excution region xxx。前一个Region的首地址 + Maximum > 后一个Region的首地址时不一定有Error。只有当一分配的内存出现覆盖时才会有Error。

Region的"UNINIT"之类的参数要放在"Maximum size"参数之前。

在一个Region中，RAM的分配不是按照罗列的顺序来的。要想让汇编中使用的变量有固定的位置，可以把所有汇编文件产生的".o"放在同一个Region中。如：

IRAM1 0x40000000
{
  startup.o(+RW,+ZI)
  ASMSourceCode1.o(+RW,+ZI)
  ASMSourceCode2.o(+RW,+ZI)
}
IRAM2 +0
{
  CSourceCode1.o(+RW,+ZI)
  CSourceCode2.o(+RW,+ZI)
}
这样，所有汇编中定义的变量地址就相对集中了。
如果只有一个汇编文件如startup.s，也可以这样：
IRAM 0x40002000 0x1000
{
  startup.o (Mystack,+first)
  *(+RW,+ZI)
}
用一个"+first"强行将startup.s中的Mystack放在0x40002000位置。

编译器的全局变量和局部变量：
全局变量从Scatter文件规定的起始地址向地址增加的方向生长。
局部变量从堆栈中规划，向地址减小的方向生长。

实验如下：

1、在".c"中定义全局变量：
  uint8 ucData2[17]="__/__ hh:mm:ss";

2、在main()函数中定义局部变量：
  uint8 ucdata1[17]="abcdefghijklmnop";

3、运行程序，至"void main(){"处停下。观察0x40003000处为"__/__ hh:mm:ss"。堆栈指针SP(r13)=0x40004000。

4、观察地址0x40003c00处，没有蛛丝马迹。按"Step In"单步执行，指针停在"uint8 ucdata1[17]="abcdefghijklmnop"；"处。 SP变为0x40003FC8。

5、再按"Step In"单步执行，进入Disassembly窗口。当前程序标号为"__rt_memcpy",应该是初始化局部变量的。

6、按"Step Out"退出Disassembly窗口。0x40003FCC~0x40003FDB被初始化为"abcdefghijklmnop"。
 

 此时，SP(r13)仍旧为0x40003FC8,与在第4步时的内容相比，没有变化。说明在刚刚进入"void main()"以后，即在第3、4步中间，局部变量的地址就已经分配好了。

在安排全局变量的时候，若某一模块有被初始化的需求，则该模块放在前面，Scatter文件中的"+first"被移到所有有初始值得变量后面。"first"只是没有初始化要求的数据块的"first"。

我看来这篇文章写的很好，是笔记类型的，其中好多常见问题和主要事项都列了出来，不过是初学者还是老鸟都能从中或多或少的收益，因此摘录一部分记录。