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2023年01月09日 | 以s3c2440为例的arm芯片的启动过程
2023-01-09 来源：elecfans
arm 嵌入式芯片的启动过程对于嵌入式菜鸟来说其实是很复杂的，很多人都是一知半解，存在很多误区。在笔者看来，要想真正了解这一启动过程必须要首先了解存储器的区别与联系，参考文章：各种主流半导体存储器的区别与联系。还需要了解程序是如何编译链接和执行的。
本文将以s3c2440为例详细讲述 arm 芯片的启动过程。s3c2440支持两种启动模式：NAND FLASH 启动和非 NAND FLASH 启动(一般是NOR FLASH 启动，并且可以配置数据宽度)，通过 OM1、OM0 两个管脚来控制。
NAND FLASH启动过程
当 OM1、OM0 两个管脚都为低电平时，CPU 就被配置成了 NAND FLASH 启动。此时 CPU 内部的 4KB 的 SRAM 就会被映射到 nGCS0 的空间（起始地址为 0x00000000），上电时 CPU 会自动将 NAND FLASH 中前 4KB 的数据拷贝到该片内 SRAM。然后 CPU 从内部 SRAM 的 0x00000000 地址开始执行程序，对系统进行相应的初始化，为后续 4Kb 以外的程序执行做准备。
也就是说，CPU 启动过程之时能够执行的程序最多只能占用 4Kb 大小的空间。如果需要执行更多程序，则需要在 4Kb 的程序里完成对 DRAM 的初始化(DRAM 在使用前必须初始化)，配置好栈空间，并将需要执行的程序拷贝到 DRAM 中，然后跳转到 DRAM 中继续执行。
启动过程之所以要将 NAND FLASH 中的代码先拷贝到内部 SRAM 再执行，是因为 NAND FLASH 需要通过 NAND FLASH 控制器来进行访问，不能通过 CPU 的总线直接访问，所以不能够执行程序。
NOR FLASH启动过程
当系统配置为此方式启动时，CPU 内部 SRAM 则不再被映射到地址空间中，此时被映射到 nGCS0（起始地址为 0x00000000）地址空间的应该是外部的 NOR FLASH（存放启动代码的存储器）。系统上电或者复位时，CPU 直接从 0x00000000 地址（也就是 NOR FLASH 的起始地址）开始执行代码。相比 NAND FLASH 启动，NOR FLASH 的启动代码可以达到 128Mb 之大(s3c2440)。
之所以可以在 NOR FLASH 上直接执行代码，是因为 NOR FLASH 具有类似 RAM 的访问接口，可以通过 CPU 总线直接进行随机读取，但不支持随机写操作。因此，这些启动代码里是不可有 C 语言的，应为程序里必然会有变量（需要写），需要栈空间调用函数（同样需要写），而汇编程序则是可以避免对内存空间的写操作的。
那么是不是说，如果是 NOR FLASH 启动就不能有 C 程序了呢？当然不是的，不要忘了还有 DRAM 的存在。当 NOR FLASH 启动过程完成了对 DRAM 的初始化，栈空间的配置之后就可去调用 C 语言的程序了。
这就是 arm 芯片的启动过程了，其实在启动过程中的最开始的那些启动代码里还有很多地方值得细细斟酌的，也会有很多疑问，这个时候就应该去了解程序是怎么编译链接的、又是如何执行的。
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