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ARM 是如何构架的很多人还不清楚

发布：嵌入式培训
来源：嵌入式教程
时间：2020-02-22 16:32
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目前在嵌入式开发的过程中，开发者往往把大量精力投入到嵌入式微处理器 MPU(Micro Processing Unit)与众多外设的连接方式以及应用代码的开发之中，而忽视了对嵌入式系统最基本、最核心部分的研究。

启动架构是嵌入式系统的关键技术。掌握启动架构对于了解嵌入式系统的运行原理有着重要的意义。嵌入式系统在启动时，引导代码、操作系统的运行和应用程序的加载主要有两种架构，一种是直接从 Nor Flash 启动的架构，另一种是直接从 Nand Flash 启动的架构。

需要注意的是，在嵌入式系统启动引导的过程中会有多种情况出现，如 vxWorks 的启动代码 BootRom 就有压缩和非压缩，驻留和非驻留方式之分，而操作系统本身也多以压缩映象方式存储，所以启动代码在执行和加载过程中需要根据不同的情况，作出相应的处理。

一、从 Nor Flash 启动

Nor Flash 具有芯片内执行(XIP，eXecute In Place)的特点，在嵌入式系统中常做为存放启动代码的首选。从 Nor Flash 启动的架构又可细分为只使用 Nor Flash 的启动架构和 Nor Flash 与 Nand Flash 配合使用的启动架构。图 5 给出了这两种启动架构的原理框图。

（1）单独使用 Nor Flash

在该架构中，引导代码、操作系统和应用代码共存于同一块 Nor Flash 中。系统上电后，引导代码首先在 Nor Flash 中执行，然后把操作系统和应用代码加载到速度更高的 SDRAM 中运行。另一种可行的架构是，在 Nor Flash 中执行引导代码和操作系统，而只将应用代码加载到 SDRAM 中执行。

该架构充分利用了 Nor Flash 芯片内执行的特点，可有效提升系统性能。不足在于随着操作系统和应用代码容量的增加，需要更大容量昂贵的 Nor Flash 来支撑。

（2）Nor Flash 和 Nand Flash 配合使用

Nor Flash 的单独使用对于代码量较大的应用程序会增加产品的成本投入，一种的改进的方式是采用 Nor Flash 和 Nand Flash 配合使用的架构。在该架构中附加了一块 Nand Flash，Nor Flash(2M 或 4M)中存放启动代码和操作系统(操作系统可以根据代码量的大小选择存放于 Nor Flash 或者 Nand Flash)，而 Nand Flash 中存放应用代码，根据存放的应用代码量的大小可以对 Nand Flash 容量做出相应的改变。

系统上电后，引导代码直接在 Nor Flash 中执行，把 Nand Flash 中的操作系统和应用代码加载到速度更高的 SDRAM 中执行。也可以在 Nor Flash 中执行引导代码和操作系统，而只将 Nand Flash 中的应用代码加载到 SDRAM 中执行。该架构是当前嵌入式系统中运用最广泛的启动架构之一。

（3）从 Nand Flash 启动

有些处理器如 SamSung 公司的 arm920T 系列处理器 S3C2410 支持从 Nand Flash 启动的模式，它的工作原理是将 NandFlash 中存储的前 4KB 代码装入一个称为 Steppingstone(BootSRAM)的地址中，然后开始执行该段引导代码，从而完成对操作系统和应用程序的加载。该方式需要处理器内部有 NAND 控制器，同时还要提供一定大小额外的 SRAM 空间，有一定的使用局限性，在实际开发中较少使用。

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