ARM公司在32位RISC的CPU開發(fā)領域不斷取得突破，其結構已經從V3發(fā)展到V6。
　　BSP（Board Support Package）板級支持包介于主板硬件和操作系統之間，其功能與PC機上的BIOS相類似，主要完成硬件初始化并切換到相應的操作系統。BSP是相對于操作系統而言的，不同的操作系統對應于不同定義形式的BSP，例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相對于某一CPU來說，盡管實現的功能一樣，可是寫法和接口定義是完全不同的。另外，仔細研究所用的芯片資料也十分重要，例如盡管ARM在內核上兼容，但每家芯片都有自己的特色。所以這就要求BSP程序員對硬件、軟件和操作系統都要有一定的了解。
　　本文介紹基于ARM體系的嵌入式應用系統初始化部分BSP的程序設計。本文引用的源碼全部是基于HMS320C7202芯片設計，并已成功運行。
　　1 初始化過程
　　盡管各種嵌入式應用系統的結構及功能差別很大，但其系統初始化部分完成的操作有很大一部分是相似的。嵌入式系統的啟動流程如圖1所示。
　　1.1 設置入口指針
　　啟動程序首先必須定義指針，而且整個應用程序只有一個入口指針。一般地，程序在編譯鏈接時將異常中斷向量表鏈接在0地址處，并且作為整個程序入口點。入口點代碼如下：
　　ENTRY（_start） ；開始
　　1.2 設置異常中斷向量表
　　ARM要求中斷向量表必須放置在從0開始、連續(xù)8×4字節(jié)的空間內。各異常中斷向量地址以及中斷的算是優(yōu)先級如表1：
　　表1 各異常中斷的中斷向量地址以及中斷的處理優(yōu)先級
　　中斷向量地址 異常中斷類型 異常中斷模式 優(yōu)先級（6最低）
　　0x0 復位 特權模式（SVC） 1
　　0x4 未定義中斷 未定義指令中止模式（Undef） 6
　　0x8 軟件中斷（SWI） 特權模式（SVC） 6
　　0x0c 指令預取中止 中止模式 5
　　0x10 數據訪問中止 中止模式 2
　　0x14 保留 未使用 未使用
　　0x18 外部中斷請求（IRQ） 外部中斷（IRQ）模式 4
　　0x1c 快速中斷請求（FIQ） 快速中斷（FIQ）模式 3
　　每當一個中斷發(fā)生后，ARM處理器便強制把程序計數器（PC）指針置為向量表中對應中斷類型的地址值。因為每個中斷向量僅占據放置1條ARM指令的空間，所以通常放置1條跳轉指令或向程序計數器（PC）寄存器賦值的數據訪問指令，使程序跳轉到相應的異常中斷處理程序執(zhí)行。如果異常中斷處理程序起始地址小于32MB，使用B跳轉指令；如果跳轉范圍大于32MB，使用LDR指令。
　　另外，對于各未用中斷，可使其指向一個只含返回指令的啞函數，以防止錯誤中斷引起系統的混亂。
　　1.3 初始化存儲系統
　　初始化存儲系統的編程對象是系統的存儲器控制器，一個系統可能存在多種存儲器類型的接口，不同的存儲系統的設計不盡相同。Flash和SRAM同屬于靜態(tài)存儲器類型，可以合用一個存儲器端口；而DRAM因為有動態(tài)刷新和地址線復用等特性，通常配有專用的存儲器端口。其中，SDRAM必須在初始化階段進行設置，因為大部分的程序代碼和數據都要在SDRAM中運行。
　　在HMS30C7202中，與SDRAM配置有關的寄存器有4個：配置寄存器、刷新定時寄存器、寫緩沖寫回寄存器和等待驅動寄存器，需要根據實際的系統設計對此分別加以正確配置。
　　SDRAM的初始化過程如下：加電→延遲10ms（各具體SDRAM器件延時時間可能不同）→設置配置寄存器參數→延時→寫刷新定時寄存器，設置刷新周期→延時→使能自動刷新→延時→設置模式寄存器（位于SDRAM內部）。
　　1.4 存儲器地址分布重映射（remap）和MMU
　　系統一上電，程序將自動從0地址處開始執(zhí)行。因此，必須保證在0地址處存在正確的代碼，即要求0地址開始入是非易失性的ROM或Flash等。但是因為ROM或Flash的訪問速度相對較慢，每次中斷響應發(fā)生后，都要從讀取ROM或Flash上面的向量表開始，影響了中斷響應速度。一般程序執(zhí)行后將SDRAM映射為地址0，并把系統程序加載到SDRAM中運行，其具體步驟可以采用以下的方案：
　?。?）上電后，從0地址的ROM開始往下執(zhí)行；
　?。?）根據映射前的地址，對SDRAM進行必要的代碼和數據拷貝；
　?。?）拷貝完成后，進行重映射操作；
　　（4）因為RAM在重映射前準備好了內容，使得PC指針能繼續(xù)在RAM里取得正確的指令。
　　在這種地址映射的變化過程中，程序員需要仔細考慮的是：程序的執(zhí)行流程不能被這種變化所打斷，注意保證程序流程在重映射前后的承接關系。
　　存儲器的地址分配是很靈活的，可以將I/O操作映射成內存操作，也可以通過映射對某些不可訪問的地址空間進行保護等。進行存儲器初始化設計時，一定要根據應用程序的具體要求來完成地址分配。對地址管理通過MMU即存儲器管理單元實現。
　　在ARM系統中，MMU通過頁式虛擬存儲管理，將虛擬空間和物理空間分別分成一個個固定大小的頁，并建立兩者之間的映射關系，從而實現虛擬地址到物理地址的轉換。MMU還可完成存儲器訪問權限的控制和虛擬存儲器空間緩沖特性的設置。
　　以下是實現MMU的部分代碼：
　　for=（i=1;i《0x1000;i++）{
　　pagetable［i］=（i《《20）|MMU_SECDESC;
　　} //建立頁表，每頁大小為1MB，頁表偏移序號是物理地址的高12位；
　　for（addr=SDRAM_BASE;addr《（SDRAM_BASE+SDRAM_SIZE/2）;addr+=SIZE_1M）
　　pagetable［addr》》20］=addr|MMU_SECDESE|
　　MMU_CACHEABLE|MMU_BUFFERABLE;
　　//將SDRAM_BASE至（SDRAM_BASE+SDRAM_SIZE/2）空間的設置為不可CACHE和不可BUFFER的
　　for（addr=SDRAM_BASE+SDRAM_SIZE/2;addr《（SDRAM_BASE+SDRAM_SIZE）;addr+=SIZE_1M）
　　pagetable［addr》》20］=（addr+0x1000000）|
　　MMU_SECDESC|MMU_CACHEABLE|MMU_BUFFERABLE;
　　//將這段空間的地址映射關系設置為VA（虛擬地址）=PA（物理地址）+0x1000000
　　pagetable［0］=（0x42f00000）|MMU_SECDESC|MMU_CACHEABLE|MMU_BUFFERABLE;
　　//將SDRAM的虛擬地址0x42f00000映射到0處
　　1．5 初始化各模式下的堆棧指針
　　因為ARM處理器有7種執(zhí)行狀態(tài)，每一種狀態(tài)的堆棧指針寄存器（SP）都是獨立的（System和User三項式使用相同SP寄存器）。因此，對程序中需要用到的每一種模式都要給SP寄存器定義一個堆棧地址。方法是改變狀態(tài)寄存器（CPSR）內的狀態(tài)位，使處理器切換到不同的狀態(tài)，然后給SP賦值。這里列出的代碼定義了三種模式的SP指針，其中，I_Bit表示IRQ的中斷禁止位；F_Bit表示FIQ的中斷禁止位：
　　@；Set up SVC stack to be 4K on top of zero-init data
　　LDR r1，=installStack
　　ADDsp，r1，#2048
　　@;Set up IRQ and FIQ stacks
　　MOV r0，#（Mode_IRQ32|I_Bit）
　　MSRcpsr，r0
　　MOV r0，r0
　　ADDsp，r1，#2048*2
　　MOV r0，#（Mode_FIQ32|I_Bit |F_Bit）
　　MSR cpsr，r0
　　MOV r0，r0
　　ADDsp，r1，#2048*3
　　一般堆棧的大小要根據需要而定，但是要盡可能給堆棧分配快速和高帶寬的存儲器。堆棧性能的提高對系統性能的影響是非常明顯的。
　　1．6 初始化有特殊要求的端口、設備
　　有些關鍵的I/O部件必須在使能IRQ和FIQ之前進行初始化。因為如果在使能IRQ和FIQ之前沒有進行初始化，可以產生假的異常中斷信號。程序中初始化了HMS30C7202的串口1用來調試程序與其它設備通信。串口1是一個通用全雙工異步接收/發(fā)送器（UART），它支持16C550的大部分功能。UART有接收緩沖/發(fā)送保持寄存器、波特率除數鎖存器、中斷允許寄存器等9個寄存器。對串口1的初始化主要是對各寄存器的設置，其實現代碼如下所示：
　　_outb（ser_base+0x30，1）;
　　_outw（0x8002301c，0xffff9f9f） ;GPIO PORT A Enable
　　Register
　　_outw（0x800230A4，0x6060） ;GPIO PORT A MultiFunction elect-Register
　　serial_outb（SERIAL_LCR，0x80）;
　　serial_outb（SERIAL_LCR，0x80）;
　　serial_outb（SERIAL_DLL，baud_data［cur_baud］）;
　　serial_outb（SERIAL_DLM，0x0）;
　　serial_outb（SERIAL_LCR，0x03）;
　　seial_outb（SERIAL_FCR，0x01）;
　　serial_outb（SERIAL_IER，0x00）;
　　serial_outb（SERIAL_MCR，0x03）;
　　1.7 切換處理器模式，開中斷
　　最后轉換到應用程序運行所需的最終模式，一般是User模式。不要過早切換到User模式進行User模式的堆棧設備。因為進入User模式后就不能再操作CPRS回到別的模式了，可能會對接下去的程序執(zhí)行造成影響。
　　這時才使能異常中斷，通過清除CPRS寄存器中的中斷禁止位實現。如果過早地開中斷，在系統初始化之前就觸發(fā)了有效中斷，會導致系統的死機。