在MPC555中實(shí)現(xiàn)從RAM的快速引導(dǎo)

摘要：介紹了PowerPC系列微處理器的異常和中斷。同時(shí)以MPC555為例對(duì)嵌入式系統(tǒng)從ROM和RAM中的引導(dǎo)特點(diǎn)及技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了比較，給出了MPC555從RAM快速引導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)方法。

    關(guān)鍵詞：MPC555；BOOT；異常向量；中斷；映射

１　引言

嵌入式系統(tǒng)是以各種嵌入式微處理器為內(nèi)核的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它是計(jì)算機(jī)硬件和軟件的集合體?通常是為了嵌入到對(duì)象體系中完成某種特定功能而設(shè)計(jì)的。ＭＰＣ５５５是摩托羅拉ＭＰＣ５００ ＰｏｗｅｒＰＣ精簡指令集類３２位微處理器。它能在－４５℃～１２５℃惡劣環(huán)境下工作，其工作時(shí)鐘可達(dá)４０ＭＨｚ。ＭＰＣ５５５具有強(qiáng)大的浮點(diǎn)計(jì)算處理能力并支持復(fù)雜的算法。該器件具有多個(gè)獨(dú)立的通訊和時(shí)間處理模塊，內(nèi)部帶有４４８ｋ字節(jié)的ｆｌａｓｈ，因此，該產(chǎn)品即使在個(gè)人手中，也可隨時(shí)更新升級(jí)。ＭＰＣ５５５兼有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ＪＴＡＧ和ＢＤＭ接口，從而使產(chǎn)品硬件和軟件的調(diào)試和試驗(yàn)更加方便快捷。ＭＰＣ５５５已經(jīng)在航空航天、汽車制造、繼電保護(hù)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

由于在產(chǎn)品開發(fā)的后期，通常需要把程序用仿真器燒錄到ＲＯＭ中，但程序在ＲＯＭ中的運(yùn)行速度低于在ＲＡＭ中的運(yùn)行速度。為了提高程序的運(yùn)行速度，往往需要在上電初始化階段把ＲＯＭ中的程序復(fù)制到ＲＡＭ中去，或者通過雙重映射把ＲＯＭ的地址映射到外部ＲＡＭ。本文以ＭＰＣ５５５為例，給出了從ＲＡＭ中將程序快速引導(dǎo)運(yùn)行的具體實(shí)現(xiàn)方法。

２�。校铮鳎澹颍校茫担担档膸讉�(gè)基本概念

２．１ 異常與中斷

異常通常是指改變正常的程序流和機(jī)器狀態(tài)的事件。比如系統(tǒng)復(fù)位、遞減器過零、系統(tǒng)調(diào)用指令、各種總線錯(cuò)誤等。當(dāng)一個(gè)異常事件發(fā)生時(shí)，通常會(huì)發(fā)生一個(gè)快速的硬件設(shè)備的轉(zhuǎn)換或處理器分支到一個(gè)地址（異常向量），且一種異常類型對(duì)應(yīng)一個(gè)地址的情況下。

中斷是異常的一種類型，通常由外部中斷輸入引腳或者裝置的中斷請(qǐng)求所引起。在ＰｏｗｅｒＰＣ結(jié)構(gòu)中，所有的中斷都分享一個(gè)異常向量偏移，稱為“外部中斷”，通常映射的偏移地址為０ｘ５００。

２．２ 異常向量和異常向量表

異常發(fā)生后，首先被識(shí)別，然后機(jī)器的即時(shí)狀態(tài)被保存，這時(shí)處理器從某一地址開始執(zhí)行，異常向量就是這個(gè)地址。與６８０００結(jié)構(gòu)不同（它的向量是指針），ＰｏｗｅｒＰＣ的向量是固定的地址。每一個(gè)異常都有它自己的異常向量，異常向量等于基址和向量偏移量之和。異常基址通常是０ｘ０或者是０ｘＦＦＦ０００００，這取決于ＭＳＲ[ＩＰ]位的設(shè)置。表１所列是ＭＰＣ５５５的異常向量表。其中ＮＭＩ指的是非屏蔽性中斷。

表1 異常向量表

異常的名稱異常向量MSR[IP]=0異常向量MSR[IP]=1系統(tǒng)復(fù)位，NMI中斷0x1000xfff00000

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