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在MPC555中实现从RAM的快速引导

2015-07-18 01:12 摘要：介绍了PowerPC系列微处理器的异常和中断。同时以MPC555为例对嵌入式系统从ROM和RAM中的引导特点及技术实现方法进行了比较，给出了MPC555从RAM快速引导的实现方法。

１　引言

嵌入式系统是以各种嵌入式微处理器为内核的计算机控制系统。它是计算机硬件和软件的集合体熗ǔＪ俏了嵌入到对象体系中完成某种特定功能而设计的。ＭＰＣ５５５是摩托罗拉ＭＰＣ５００ ＰｏｗｅｒＰＣ精简指令集类３２位微处理器。它能在－４５℃～１２５℃恶劣环境下工作，其工作时钟可达４０ＭＨｚ。ＭＰＣ５５５具有强大的浮点计算处理能力并支持复杂的算法。该器件具有多个独立的通讯和时间处理模块，内部带有４４８ｋ字节的ｆｌａｓｈ，因此，该产品即使在个人手中，也可随时更新升级。ＭＰＣ５５５兼有工业标准ＪＴＡＧ和ＢＤＭ接口，从而使产品硬件和软件的调试和试验更加方便快捷。ＭＰＣ５５５已经在航空航天、汽车制造、继电保护等行业得到广泛应用。

由于在产品开发的后期，通常需要把程序用仿真器烧录到ＲＯＭ中，但程序在ＲＯＭ中的运行速度低于在ＲＡＭ中的运行速度。为了提高程序的运行速度，往往需要在上电初始化阶段把ＲＯＭ中的程序复制到ＲＡＭ中去，或者通过双重映射把ＲＯＭ的地址映射到外部ＲＡＭ。本文以ＭＰＣ５５５为例，给出了从ＲＡＭ中将程序快速引导运行的具体实现方法。

２　ＰｏｗｅｒＰＣ５５５的几个基本概念

２．１ 异常与中断

异常通常是指改变正常的程序流和机器状态的事件。比如系统复位、递减器过零、系统调用指令、各种总线错误等。当一个异常事件发生时，通常会发生一个快速的硬件设备的转换或处理器分支到一个地址（异常向量），且一种异常类型对应一个地址的情况下。

中断是异常的一种类型，通常由外部中断输入引脚或者装置的中断请求所引起。在ＰｏｗｅｒＰＣ结构中，所有的中断都分享一个异常向量偏移，称为“外部中断”，通常映射的偏移地址为０ｘ５００。

２．２ 异常向量和异常向量表

异常发生后，首先被识别，然后机器的即时状态被保存，这时处理器从某一地址开始执行，异常向量就是这个地址。与６８０００结构不同（它的向量是指针），ＰｏｗｅｒＰＣ的向量是固定的地址。每一个异常都有它自己的异常向量，异常向量等于基址和向量偏移量之和。异常基址通常是０ｘ０或者是０ｘＦＦＦ０００００，这取决于ＭＳＲ[ＩＰ]位的设置。表１所列是ＭＰＣ５５５的异常向量表。其中ＮＭＩ指的是非屏蔽性中断。 （科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布）

表1 异常向量表

异常的名称异常向量MSR[IP]=0异常向量MSR[IP]=1系统复位，NMI中断0x1000xfff00000机器校验0x2000xfff00200外部中断0x5000xfff00500etc.etc.etc.

表2 复位配置字的选择

RSTCONFHas配置（HC）

内部配置字

0x外部数据总线引脚DATA[0:31]11内部的默认常量（0x00000000）10内部NVM寄存器(CMFCFIG)

２．３ 复位配置字

在上电或者复位后，微处理器首先读取复位配置字，复位配置字由３种启动工作模式决定：

（１） 外部数据总线引脚 ＤＡＴＡ煟埃海常堡牐

（２） 内部的默认常量（０ｘ００００００００）；

（３） 内部ＮＶＭ 寄存器值（ＣＭＦＣＦＩＧ）；

表２给出了复位配置字的选择方法。通常选择第三种，即事先用仿真器把配置字写入寄存器ＣＭ-ＦＣＦＩＧ。并用ＣＭＦＣＦＩＧ中的ＩＰ位决定程序的入口地址，若ＩＰ 等于０，则入口地址为０ｘ０，若ＩＰ等于１，则入口地址为０ｘｆｆｆ０００００。