1.ARM简介(摘录)              
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%A 　　ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。  
%A 　　ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。  
%A 　　目前，总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。  
%A 　　ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。  
%A 　　2.产品介绍  
%A 　　ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如此）。典型的产品如下。  
%A 　　 ①CPU内核  
%A 　　 --ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC内核，用于移动通信。  
%A 　　-- ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品，将ARM7指令集同Thumb扩展组合在一起，以减少内存容量和系统成本。同时，它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计，并用一个DSP增强扩展来改进性能。该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。  
%A 　　--ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9内核，同时配备Thumb扩展、调试和Harvard总线。在生产工艺相同的情况下，性能可达ARM7TDMI的两倍之多。常用于连网和顶置盒。  
%A 　　②体系扩展  
%A 　　-- Thumb:以16位系统的成本，提供32位RISC性能，特别注意的是它所需的内存容量非常小。  
%A 　　③嵌入式ICE调试  
%A 　　由于集成了类似于ICE的CPU内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。  
%A 　　④微处理器  
%A 　　--ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存（Cache）、内存管理、写缓冲和JTAG。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。  
%A 　　 --ARM940T、920T系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有Cache、内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。  
%A 　　--StrongARM:性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术，与DEC联合研制，后来授权给Intel。SA110处理器、SA1100 PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。  
%A 　　--ARM7500和ARM7500FE:高度集成的单芯片RISC计算机，基于一个缓存式ARM7 32位内核，拥有内存和I/O控制器、3个DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口;ARM7500FE则增加了一个浮点运算单元以及对EDO DRAM的支持。特别适合电视顶置盒和网络计算机（NC）。  
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%A Windows CE的Pocket PC只支持ARMWindows CE可支持多种嵌入式处理器，但基于Windows CE的Pocket PC则只支持ARM一种。微软在对SH3、MIPS、ARM等嵌入式处理器做了评估后认为，ARM是一种性价比较好的选择。由于目前ARM在手持设备市场占有90%以上的份额，只支持ARM，可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间，也降低了研发费用。由于ARM开放其处理器授权，因此，用户在市场上可以在多家整机厂商中进行选择，从而保证了这一市场的竞争性。  
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%A 2. ARM芯片CL-PS7111主要特点  
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%A 电平2.7v/3.3v.相对应CPU工作频率13MHz/18MHz. 13MHz位节电模式, 性能相当于33MHz Inter 486 PC  
%A ARM710A内核    
%A ARM7 CPU    
%A 8K 4向缓存(cache)    
%A MMU 带有64入口TLB(Transition Look-aside Buffer)    
%A DRAM控制器    
%A 支持16位和32位DRAM    
%A ROM/SRAM/Flash Memory 控制    
%A 可译码4,5或6个独立的256M存储空间段    
%A 每个存储段支持8位,16位和32位操作,并支持分页模式    
%A 可编程ROM/SRAM/Flash Memory    
%A 支持两个低功耗CL-PS6700 PC卡(PCMCIA)控制器  
%A 2K 片内 SRAM用于程序快速执行  
%A 片内Boot ROM (128Byte)  
%A 两个同步串行接口    
%A 支持SPI,或Microwire2兼容    
%A 音频解码器(Audio Codec)    
%A 27位通用接口GPIO(general-purpose I/O port)    
%A 3个8位和1个3位GPIO port    
%A 支持键盘阵列扫描(Scanning keyboard matrix)    
%A 两个异步串口 UARTs    
%A 支持高达115.2K 波特率    
%A 内有两个接收发送(TX,RX) 16Bytes FIFOs缓冲    
%A 支持MODEM控制信号    
%A DC-to-DC转换器接口    
%A 提供两个96KHz时钟输出,通过编程duty ratio(1/16---15/16)操作    
%A LCD控制器    
%A 直接信号扫描板接口,单色LCD    
%A 面板的大小可编程从16到1024个像素,16个像素为一个单位    
%A 视频帧大小可编程到128K byte    
%A 每个像素点的位数可编程1,2,4位    
%A 计时器和实时时钟    
%A 两个16位计时器(Timer counter)和一个32位实时时钟(RTC)    
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%A 3. 调试工具及调试方法  
%A ARM Project Manager (APM) include ARM Debuger: 这个工具由ARM提供主要是开发程序, 编程调试ARM芯片, 有相当不错的开发环境和远端调试功能, 支持汇编和C. 它带有一个ARM自己的嵌入式操作系统ARM Angel, 用户可以在它的上面开发自己的嵌入式软件, 不过这个操作系统不是实时多任务的.    
%A 通过计算机串口与处理器UART相连,设置计算机的超级终端 ( Hyper Terminal ), 通过超级终端察看硬件情况(寄存器设置,数据等)和程序运行情况,当然程序重要加入向UART送出数据的指令, 用Beep报警也是经常用的. 这种调试方法是用于底层调试硬件,找出硬件存在的问题.    
%A VxWorks 在Shell 不能正常运行前,也是采取这种方法来调试程序,不过一般不是硬件问题,而是BSP中存在的问题,需要根据硬件,修改BSP.    
%A 需要说明的是：上述方法是在没有硬件仿真器的情况下采用的，仿真器是底层调试硬件程序最好，最简便直观的办法。  
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%A 4.  ARM7 编程要点及示例    
%A     ARM编程可参考程序示例 ARM_Boot    Flash ROM驱动    
%A VxWorks image 装入ARM的过程:    
%A    ARM7 有两种运行模式, Boot 模式和 Normal 模式, Boot模式主要是把程序装入(down load 或load )Flash ROM中用的, Normal模式是一般运行程序用的.  
%A    ARM7 Boot 模式时, Flash 的地址是0x70000000片选型号是CS0  (Normal模式下,Flash地址为0x00000000)  
%A     ARM7内部有128byte的BootROM和2K的SRAM，当需要Download VxWorks image时,ARM启动采用Boot方式启动运行存在128byte BootROM中的程序初始化ARM内部的COM口，从COM口接受数据到2K的SRAM，这2K程序是用来真正Load VxWorks的，2K程序Load完毕后系统自动跳转到这2K程序执行,它的作用是再次初始化内部的COM口,通过COM口接受VxWorks到DRAM，然后由DRAM写入FLASH。在主板2K SRAM运行的Boot Load程序执行过程,可参看程序示例中ARM Boot Load程序  
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%A 写入完毕后，切换到Normal模式重新启动系统，系统自动跳到FLASH 0X00000000开始运行VXWORKS。    
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%A 用PC机上的COM1与ARM内部的UART1（COM）通信来Download VxWorks。  
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%A 主要管脚定义    
%A     32条数据线: D0-------D31  
%A     28条地址线: A0-------A27       little endian 定义, 相对应数据排列 0  1   2  3  4  5  6--------27  
%A     6条片选信号脚: CS0-------CS5,   其实作用相当于地址线 A28------A31  
%A     4个8位的PORT口: PORT A, PORT B , PORT D主要用于外围芯片信号的控制. PORT E有双作用.  
%A     例如 PORT A 控制键盘的行信号, PORT B 用于RS232, PORT D 用于控制MODEM, FPGA..  
%A     外部中断信号EINT, EXTFIQ.    
%A         编程时要根据主板原理图和硬件手册进行.                
%A 看硬件图纸, 该芯片和CPU的那些管脚连结. 特别是 PORT 口和片选线.    
%A 查CPU手册, 得到PORT 口和该片选的硬件地址.    
%A 编程: 用PORT口直接对芯片操作,如开,关,RESET等, 用片选地址和芯片内地址结合对该外围芯片操作.    
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%A Exception vectors, 中断向量表及中断分配    
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%A Vector 地址ExceptionException ModePriority(1=High)  
%A 0x0ResetSvc1  
%A 0x4Undefined InstructionUndef6  
%A 0x8Software InterruptSvc6  
%A 0xCPrefetch AbortAbort5  
%A 0x10Data AbortAbort2  
%A 0x14ReservedNot applicableNot applicable  
%A 0x18Interrupt (IRQ)irq4  
%A 0x1CFast Interrupt (FIQ)Fiq3  
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%A 这个向量表必须要放置在系统地址0x00000000 (一般是逻辑地址, 即经过MMU映射后的地址)处.  
%A 一般是在这些地址上放跳转指令 BL, 跳到相应的地址空间执行相应的程序.  
%A 如系统执行从0x00000000 Reset开始, Reset 跳转到某一地址开始运行操作系统.  
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%A 程序示例,中断向量表 (ARM asm):  
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%A __VectorStart ; Start of ARM processor vectors  
%A LDR pc,ResetV ;              00 - Reset  
%A LDR pc,UndefV ;              04 - Undefined instructions  
%A LDR pc,SWIV ;                 08 - SWI instructions  
%A LDR pc,PAbortV ;             0C - Instruction fetch aborts  
%A LDR pc,DAbortV ;             10 - Data access aborts  
%A LDR pc,UnusedV ;          14 - Reserved (was address exception)  
%A LDR pc,IRQV ; 18 -           IRQ interrupts  
%A LDR pc,FIQV ;                  1C - FIQ interrupts  
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%A 中断号分配 (FIQ, IRQ)  
%A 中断类型中断号Name说明  
%A FIQ0外部中断 EXTFIQ管脚 NEXT FIQ  
%A …………  
%A IRQ5外部中断 EINT1管脚 NEINT1  
%A IRQ6外部中断 EINT2管脚 NEINT2  
%A IRQ7外部中断 EINT3管脚 NEINT3  
%A …………  
%A IRQ12内部中断 UTXINT1UART1 TX FIFO 为空  
%A …………  
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%A 中断号也是寄存器INTMR和INTSR的位,所以在ARM中中断的编程要点是  
%A 看硬件图纸, 该外设和CPU的那一个管脚连结.    
%A 查CPU手册, 得到中断号及INTMR,INTSR的地址.    
%A 编程    
%A 注: 如果不是写底层driver, 只是在系统上层编程(如VxWorks, Linux) 知道中断号即可.  
%A 程序示例(VxWorks):    
%A //登记中断号 5, 和相应的中断例程 ComISR.  
%A intConnect ( ( VOIDFUNCPTR * ) 5, ComISR, 0 ) ;    
%A //使能这中断  
%A intEnable ( ( VOIDFUNCPTR * ) 5 );  
%A ……  
%A     ARM Interrupts: ARM processors implement fast and normal  
%A level of interrupt,signalled externally, synchronise interrupts before  
%A an exception is raised. A fast interrupt requst (FIQ) will desable  
%A subsequent normal and fast interrupt by setting the I and F bit in CPSR
%A ,and a normal interrup reques(IRQ) will disable subsequent normal
%A interrupt by setting I bit in CPSR.  
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%A 计时器中断编程过程  
%A     ARM7一般内部有两个16位计时器(Timer counter)和一个32位实时时钟(RTC),计时器中断属于IRQ中断,这里以计时器1为例叙述一下中断的编程过程  
%A     设置interrup mask INTMR1寄存器 0x80000240 第8位TC1OI计时器1为使能. 在0x800000300 计时器 1 的数据寄存器TC1D写入指定数据,这样数据开始从这个给定的数开始递减计数,计数递减至 0 后,会产生一个溢出underflow IRQ中断请求,中断状态寄存器INTSR1 0x80000240 第8位TC1OI置位.系统会跳到中断向量表地址 0x00000018 处,执行相应的中断程序,中断程序通过判断中断的类型(判断中断状态寄存器的位),来执行相应的中断服务程序ISR. 中断状态寄存器标志位复位,计时器开始重新开始计时.  
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%A 存储空间管理单元(MMU)    
%A      物理地址映射    
%A             重点在于片选地址CS的选取,另外MMU映射需要参考这个物理地址  
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%A ARM7 物理地址映射表  
%A 地址内容大小备注  
%A 0xF000.0000Unused256Mbytes  
%A 0xE000.0000Unused256Mbytes  
%A 0xD000.0000DRAM Bank 1256Mbytes  
%A 0xC000.0000DRAM Bank 0256Mbytes外接DRAM  
%A 0x8000.2000Unused--1Gbytes  
%A 0x8000.0000内部寄存器地址8Kbytes主要的I/O和控制  
%A 0x7000.0000Boot ROM128 bytes片内,封有Boot程序  
%A 0x6000.0000On-chip SRAM2 Kbytes片内,存放Load程序  
%A 0x5000.0000PCMCIA-1(NCS[5])4*64 Mbytes  
%A 0x4000.0000PCMCIA-0(NCS[4])4*64 Mbytes  
%A 0x3000.0000外部扩展(NCS[3])256Mbytes  
%A 0x2000.0000外部扩展(NCS[2])256Mbytes  
%A 0x1000.0000ROM Bank 1(NCS[1])256Mbytes  
%A 0x0000.0000ROM Bank 0(NCS[0])256Mbytes外接Flash ROM  
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%A     MMU 虚拟(逻辑)地址和物理地址的映射实例  
%A     Vxworks支持的ARM架构的处理器,一般是RAM的起始位置为0x0,而实际上ARM的物理地址0x0是ROM的起始地址,RAM在高位地址.这就需要系统在Boot过程中,执行MMU程序,重新映射RAM和ROM的地址.即RAM起始地址为0x0.  
%A     MMU主要有ARM7中协处理器coprocessor 15控制,coporocessor主要控制:  
%A 片内的MMU    
%A 指令和数据缓存(IDC)    
%A Write Buffer(WB)    
%A MMU有两层页表(two-level page table)用来进行虚拟地址向物理地址转换,CP15定义16个寄存器,只有MRC和MCR指令才能对它们操作.  
%A 在VxWorks系统中,MMU表分成两部分:boot up table和final table.在文件ramAtHigh.h中定义.该表在文件romInit.s中初始化,语句为:    
%A     BL _ramAtHigh_1(2)  
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%A MMU映射实例  
%A        虚拟(逻辑)地址(VxWorks系统)                                 硬件物理地址  
%A RAM首地址0x0000.0000  
%A Low Address0x0000.1000  
%A High Address0x0060.0000  
%A ROM　0x0100.0000  
%A 　    
%A 　  
%A 　  
%A 其他的地址逻辑地址和物理地址映射地址不变  
%A 0x8000.0000内部寄存器  
%A ..................  
%A .................  
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%A 相同的颜色映射对应的地址    
%A 　  
%A 　  
%A 　  
%A 　  
%A 　  
%A 　ROM0x0000.0000VxWorks image和文件系统  
%A RAM首地址0xC000.0000存放LCD,MMU表等  
%A 0xC004.0000中断向量表等  
%A 0xC004.1000VxWorks运行位置  
%A 0xC064.0000VxWorks从ROM解压后Copy的位置  
%A
%A 其他的地址映射地址不变  
%A 0x8000.0000内部寄存器  
%A ..............  
%A ..............
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