基于S3C4510B的一个简单BSP的开发报告
系統(tǒng)環(huán)境
（一）? 硬件環(huán)境
CPU：S3C4510B
SDRAM:W981216DH 16M
FLASH:MX29LV160AB 2M
（二）? 軟件環(huán)境
tornado2.01 for arm（AKA的FTP上有tornado2.2需要的可以自己去下載：））
（三）? 調(diào)試環(huán)境
TRACE32`??? ??
?
TRACE32
（一）利用TRACE32調(diào)試vxWorks
S3C4510B在系統(tǒng)上電時，CPU寄存器的基地址為0X3FF0000，利用TRACE32直接對CPU進行初始化，分配內(nèi)存布局，初始化SDRAM，然后再加載vxWorks.st進行系統(tǒng)調(diào)試。
腳本如下：
; t32initial script for s3c4510b
; initial s4510b sdram and flash
? d.s 0x03ff0000 %l 0x87ffffa0
? d.s 0x03ff3010 %l 0x00003001
? d.s 0x03ff3014 %l 0x12040060
? d.s 0x03ff3018 %l 0x60
? d.s 0x03ff301c %l 0x60
? d.s 0x03ff3020 %l 0x60
? d.s 0x03ff3024 %l 0x60
? d.s 0x03ff3028 %l 0x60
? d.s 0x03ff302c %l 0x10000398
? d.s 0x03ff3030 %l 0x00
? d.s 0x03ff3034 %l 0x00
? d.s 0x03ff3038 %l 0x00?
? d.s 0x03ff303c %l 0xce2983fd
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
; s3c4510b board - load coff file TRACE32 script file
? B::
? sYmbol.RESet
?
; load coff file
? d.load.coff? e:/s4510b_bsp/vxWorks.st? /spath /lpath??
? r.s pc 0x1000
?
; load symbol path
? y.spath + e:/s3c4510b_bsp/
? y.spath + d:/tor_arm/target/src/netwrs
? y.spath + d:/tor_arm/target/src/netinet
?
? ENDDO
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
1：初始化CPU
???
d.s 0x03ff0000 %l 0x87ffffa0 二進制為1000，0111，1111，1111，1111，1111，1010，0000
[05:04] = 10b 為8-Kbyte SRAM 0-Kbyte Cache
[15:06] = 1111111110b = 0x3FE SRAM的起始地址為0x3FE0000
[25:16] = 1111111111b = 0x3FF CPU寄存器基地址為0x3FF0000
[31]?? = 1b SDRAM
2：初始化內(nèi)存布局
?
d.s 0x03ff3010 %l 0x00003001二進制為??? 0000，0000，0000，0000，0011，0000，0000，0001
[01:00] = 01b FLASH bank0數(shù)據(jù)總線為BYTE(8-BIT)
[13:12] = 11b SDRAM bank0 數(shù)據(jù)總線為 DWORD(32-BIT)
其他全部disable
?
d.s 0x03ff3014 %l 0x12040060二進制為 0001，0010，0000，0100，0000，0000，0110，0000
[01:00] = 00b NormalROM
[03:02] = 00b 5 cycles ( Page address access time (t PA ) )
[06:04] = 110b 7 cycle ( Programmable access cycle (t ACC ) )
[19:10] = 0100000000b = 0x100 FLASH bank0基地址為0x1000000
[29:20] = 0100100000b = 0x120 FLASH bank0 結(jié)束地址為 0x1200000-1
?
d.s 0x03ff302c %l 0x10000398 二進制為 0001，0000，0000，0000，0000，0011，1001，1000
[00:00] = 00b Normal SDRAM
[02:01] = 00b 1 cycle ( CAS strobe time (tCS) )
[03:03] = 01b 2 cycles（CAS pre-charge time (tCP)）
[07:07] = 01b 2 cycles? (RAS to CAS delay (tRC or tRCD))
[09:08] = 11b 4 cycles (RAS pre-charge time (tRP))
[19:10] = 0000000000b = 0x00 SDRAM bank0 基地址為 0x000000
[29:20] = 0100000000b = 0x100 SDRAM bank0 結(jié)束地址為 0x1000000-1
[31:30] = 00b 8bits ( Number of column address bits in DRAM bank0 )
?
d.s 0x03ff303c %l 0xce2983fd 二進制為 1100，1110，0010，1001，1000，0011，1111，1101
[09:00] = 1111111101b = 0x3FD External I/O bank0 的基地址為 0x3FD0000
其他各位意義請對照datasheet
內(nèi)存初始化完畢后系統(tǒng)內(nèi)存布局為：
00－16M 為 SDRAM
16－18M 為 FLASH
0x3FD0000開始64K為External I/O
0x3FE0000 開始8K為SRAM
0x3FF0000 開始64K 為CPU寄存器
3：加載vxWorks.st
d.load.coff? e:/s4510b_bsp/vxWorks.st? /spath /lpath 將vxWorks.st 加載到SDRAM中去
r.s pc 0x1000 設(shè)置pc指針到RAM_LOW_ADRS（0x1000）
這時就可以使用TRACE32設(shè)置斷點進行調(diào)試了。
（二）利用TRACE32燒寫bootrom
1：FLASH的擦除
; s3c4510b - flash erase TRACE32 script file
; flash type : AM29F100
; Erase flash by TRACE32
? flash.reset
? flash.create 0x1000000--0x10fffff AM29F100 WORD
? flash.erase 0x1000000--0x1001fff
? flash.erase 0x1002000--0x1003fff
? flash.erase 0x1004000--0x1005fff
? flash.erase 0x1006000--0x1007fff
? flash.erase 0x1008000--0x1009fff
? flash.erase 0x100a000--0x100bfff
? flash.erase 0x100c000--0x100dfff
? flash.erase 0x100e000--0x100ffff
? …………………………………….
ENDDO
2：bootrom的燒寫
;s3c4510b flash write TRACE32 script file
; flash type : AM29F100
; Write flash by TRACE32
? B::
? flash.reset
? flash.create 0x1000000--0x10fffff AM29F100 word
? flash.program all
; download *.bin file
? d.load.binary E:/s4510b_bsp/bootrom.bin 0x1000000
? flash.program off
?
? ENDDO
?
BSP的開發(fā)流程
（一）? vxWorks的執(zhí)行流程
在系統(tǒng)開發(fā)期，我們通常利用調(diào)試工具將編譯好的帶調(diào)試符號的vxWorks下載到SDRAM中進行調(diào)試，所有功能調(diào)試結(jié)束后才編譯生成bootrom.bin將其燒寫的FLASH中。所以vxWorks有從ROM中啟動和SDRAM中啟動之分。
?
1：從SDRAM中啟動vxWorks
?????? 利 用TRACE32將vxWorks.st下載到SDRAM中，這時根據(jù)TRACE32腳本設(shè)置，pc指針指向0x1000，這是sysInit ()的入口點。VxWorks在正常重啟下調(diào)用該函數(shù)，在sysALib.s中定義，它禁止緩存器，初始化系統(tǒng)中斷表、系統(tǒng)故障表，清除所有等待的中斷， 調(diào)用usrInit（bootType）。
??????? UsrInit（） 是vxWorks下首先運行的C程序，它需要完成創(chuàng)建初始任務(wù)usrRoot（）所需要的工作。它首先調(diào)用bzero (edata, end - edata);清除系統(tǒng)bss段，保存啟動類型，調(diào)用intVecBaseSet ((FUNCPTR *) VEC_BASE_ADRS); 設(shè)置中斷向量表，調(diào)用excVecInit ();設(shè)置異常向量，調(diào)用sysHwInit ();初始化系統(tǒng)硬件，調(diào)用usrKernelInit ();配置Wind內(nèi)核，最后調(diào)用kernelInit ()開始系統(tǒng)根任務(wù)usrRoot；
??????? UsrRoot是運行在多任務(wù)環(huán)境下的第一個任務(wù)，它完成最后的初始化，并且啟動其他任務(wù)。UsrRoot（）按照configAll.h和config.h中的配置來初始化I/O系統(tǒng)，安裝驅(qū)動程序，創(chuàng)建設(shè)備，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)等等。
??? ??? 在 開發(fā)過程中，我們可以利用TRACE32對每一步執(zhí)行進行跟蹤，觀察程序的執(zhí)行行為，檢查相關(guān)寄存器的內(nèi)容；也可以寫一些測試函數(shù)，對完成的相關(guān)的功能進 行簡單的測試，例如當(dāng)我們完成了串口在輪詢模式下工作的驅(qū)動程序后，我們可以寫一個echo程序?qū)Υ诘妮斎胼敵鲞M行簡單的檢查。 ???
2：從ROM中啟動vxWorks
當(dāng)我們利用TRACE32 調(diào)試好一個BSP以后，這時就需要修改rominit.s這個文件了，這個文件中的romInit（）是冷啟動時的入口點，它將啟動類型入棧，禁止中斷， 初始化CPU，配置SDRAM、FLASH，并轉(zhuǎn)移到bootinti.c中的romStart（），它將（文本段和）數(shù)據(jù)段復(fù)制到SDRAM中的 RAM_HIGH_ADRS處，并最終調(diào)用usrInit（bootType）。
在開發(fā)過程中，我們需要利用燒錄工具或者調(diào)試工具將編譯生成的bootrom.bin 下載到FLASH之中，當(dāng)系統(tǒng)上電時，CPU將FLASH鏡像到地址0x00000000處，并開始執(zhí)行，當(dāng)romInit（）執(zhí)行完必要的操作后，它將 跳轉(zhuǎn)到FLASH的真實地址0x01000000處，并執(zhí)行SDRAM、FLASH的初始化，這時再將SDRAM映射到0x00000000至 0x00ffffff處（0－16M），將FLASH映射到0x01000000至0x011fffff（16－18M）處完成其他的執(zhí)行。
（二）? CPU的體系結(jié)構(gòu)
S3C4510B 是使用ARM7TDMI核的CPU，因此需要對ARM7TDMI有一定的了解，需要注意的是32位精簡指令集的CPU對數(shù)據(jù)的操作是按一個字長（4- BYTE）進行的，所以我們在gcc的編譯開關(guān)中需要用—pack-struct來消除結(jié)構(gòu)體間的空白，在強制類型轉(zhuǎn)換時也需要特別的注意，因為一旦一個 奇數(shù)地址被解釋成一個short（16-bit）或int（32-bit）類型地址時將產(chǎn)生異常。
（三）? 利用調(diào)試工具輔助開發(fā)
在開發(fā)BSP時，有得心應(yīng)手的調(diào)試工具將事半功倍。在這個項目中，我使用了TRACE32，它界面簡潔，十分容易上手。
在開發(fā)初期，我們需要編寫腳本文件來對CPU、 SDRAM、FLASH進行初始化，為了檢驗初始化結(jié)果是否正確，我們可以通過對SDRAM中的地址進行讀寫，看看結(jié)果與我們期望的是否一致。經(jīng)過了這一 步，再將vxWorks.st下載到SDRAM中，通過單步運行檢查代碼執(zhí)行是否正常，定位出錯誤的代碼位置，反復(fù)修改直到系統(tǒng)正常運行為止。
?
硬件初始化
（一）?? VxWorks的行為
vxWorks 在usrInit（）中調(diào)用sysHwInit（），它設(shè)置所有設(shè)備進入安靜狀態(tài)，屏蔽所有可屏蔽的中斷。sysHwInit調(diào)用 sysSerialHwInit();來初始化串口設(shè)備，并且在uartDevInit（）中配置串口相關(guān)寄存器，設(shè)置波特率，置串口工作模式為輪詢模 式。
在usrRoot（） 中調(diào)用sysClkConnect（），sysClkConnect立即調(diào)用sysHwInit2（）來完成sysHwInit（）中不能完成的工作， （因為在調(diào)用sysHwInit（）時還沒有初始化系統(tǒng)內(nèi)存池，所以不能調(diào)用malloc相關(guān)的函數(shù)，例如intConnect（））它調(diào)用 intLibInit（）初始化中斷庫，調(diào)用irqDevIcnit（）初始化中斷控制器，然后用intConnect（）掛接時鐘中斷，調(diào)用 sysSerialHwInit2（）將串口設(shè)置成中斷工作模式。
（二）? SC34510B的中斷描述
?????? SC34510B擁有21個中斷源，如下表所示：
??
在這個例子中我用到了[4]、[5]、[10] 這三個中斷源，分別為串口0發(fā)送中斷、串口0接收中斷、定時器0中斷。在初始化中斷控制器時我們需要設(shè)置INTMOD寄存器，將中斷源配置在我們需要的工 作模式下，這里我將他們配置成普通中斷模式（IRQ），即將[20:00]位清零。INTMOD寄存器如下圖所示：
?
INTPND中斷未決寄存器，它包含每個中斷源的未決中斷，需要在中斷服務(wù)程序中通過對相應(yīng)的位置一來清除該未決的中斷。寄存器如下圖所示：
INTMSK中斷掩碼寄存器，它包含每個中斷源的中斷掩碼，當(dāng)相應(yīng)的位被置一時，該中斷將被屏蔽。寄存器如下圖所示：
在這個例子中，我沒有改變系統(tǒng)中各個中斷源的優(yōu)先級順序，即從0開始到第21，0的優(yōu)先級最高，依次遞減。
（三）? 中斷驅(qū)動程序
??? 在irqDevIcnit（）中初始化中斷控制器，它初始化中斷驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)，初始化中斷控制器寄存器。
在irqcLvlVecChk（）中檢查并返回當(dāng)前優(yōu)先級最高的未決中斷。在這期間它設(shè)置當(dāng)前中斷優(yōu)先級為這個未決中斷的優(yōu)先級，來確保在中斷服務(wù)期間只允許優(yōu)先級比它高的中斷產(chǎn)生。
在irqcLvlVecAck（）中重新設(shè)置當(dāng)前中斷為前一個中斷級別。
在irqcLvlChg（）中設(shè)置新的當(dāng)前中斷級別，所用優(yōu)先級比當(dāng)前中斷低的（包括當(dāng)前中斷）將被屏蔽掉，所有比當(dāng)前中斷優(yōu)先級高的且被允許中斷的將被打開。
在irqcLvlEnable（）允許指定中斷產(chǎn)生。
在irqcLvlDisable（）屏蔽一個指定中斷。
（四）? 串口中斷
在uartDevInit（）中初始化串口控制器，設(shè)置波特率，初始化串口驅(qū)動程序。在期間需要配置的寄存器如下：
ULCON0寄存器，其值設(shè)為0x03，8-bit數(shù)據(jù)位，無停止位，無奇偶位。
??????? UCON0寄存器，其值設(shè)為0x00，設(shè)置接收和發(fā)送中斷無效。
??????? UBRDIV0 寄存器，設(shè)置波特率除數(shù)因子，這里我設(shè)置的波特率為38400根據(jù)公式可以計算出該寄存器的值應(yīng)該為0x270。公式為(fMCLK_MHz/(32* (_rate)) - 1)這里CPU的頻率為50MHZ，_rate為38400，所以CNT0的值為0x27，采用除一的方式，所以CNT1為0000b，所以該寄存器的結(jié) 果為0x270。
??????? uartPollInput（）串口在輪詢模式下輸入處理程序。
UartPollOutput（）串口在輪詢模式下輸出處理程序。
UartTxStartup（）串口啟動一個中斷輸出。
UartIntRX（）輸人中斷服務(wù)程序，注意要清除輸入中斷相應(yīng)的中斷未決位。
UartIntTX（）輸出中斷服務(wù)程序，注意要清除輸出中斷相應(yīng)的中斷未決位。
在以上幾個函數(shù)中需要用到一下幾個寄存器USTAT0、URXBUF0、UTXBUF0，大家自己查資料吧：）。
（五）? 時鐘中斷
??????? sysClkInt（）為時鐘中斷的服務(wù)程序，在中斷驅(qū)動程序初始化之后調(diào)用intConnect（）注冊的。
??? ??? SysClkEnable（）啟動一個定時器，它計算每次時鐘中斷發(fā)生的時間間隔，并根據(jù)公式（(fMCLK_MHz)/(sysClkTicksPerSecond)-1）算出TDATA0的值。設(shè)置TMOD為0x03，開啟timer0，打開時鐘中斷。
??????? SysClkDisable（）停止一個定時器。它設(shè)置TMOD為0x00，關(guān)閉時鐘中斷。相關(guān)寄存器如下：
sysClkRateSet（）設(shè)置每秒鐘tick數(shù)，并通過連續(xù)調(diào)用SysClkDisable（），SysClkEnable（）來更新設(shè)置。
SysClkRateGet（）獲取每秒鐘tick數(shù)。
?
RomInit.s文件分析
當(dāng)我們利用TRACE32 開發(fā)調(diào)試完一個在RAM中運行的vxWorks后，需要修改romInit.s和bootInti.c，編譯連接生成bootrom.bin，然后利用工 具燒錄到FLASH之中。以下是我針對S3C4510B這款CPU修改的romInit.s文件，代碼及注釋如下：
?
/* romInit.s - ARM PID ROM initialization module */
/* Copyright 1996-1999 Wind River Systems, Inc. */
??? .data
??? .globl? _copyright_wind_river
??? .long?? _copyright_wind_river
?
/*
modification history
--------------------
;*****************************************************************************/
?
#define _ASMLANGUAGE
#include "vxWorks.h"
#include "arch/arm/arm.h"
#include "regs.h"
#include "sysLib.h"
#include "config.h"
#include "s4510b.h"
?
/* internals */
?
??? .globl? _romInit??? ??? /* start of system code */
??? .globl? _sdata????? /* start of data */
?
/* externals */
?
??? .extern _romStart?? ??? /* system initialization routine */
?
_sdata:
??? .asciz? "start of data"
??? .balign 4
?
??? .text
??? .balign 4
?
/*******************************************************************************
*
* romInit - entry point for VxWorks in ROM
*
* romInit
*???? (
*???? int startType /@ only used by 2nd entry point @/
*???? )
* INTERNAL
* sysToMonitor examines the ROM for the first instruction and the string
* "Copy" in the third word so if this changes, sysToMonitor must be updated.
*/
_romInit:
romInit:
cold:
?? mov?? r0, #BOOT_COLD?? /* fall through to warm boot entry */
warm:
?? b?? start
?? /* copyright notice appears at beginning of ROM (in TEXT segment) */
?? .ascii?? "Copyright 2000-2001 STM / Cap Gemini."
?? .balign 4
?
start:
?? nop
?? nop
?? nop
?? nop??????????
/*Part 1*/
/****************************************************************/
/*disable interrupts in CPU and switch to SVC32 mode*/
??? mrs r0, cpsr
??? bic r0, r0, #MASK_MODE
??? orr r0, r0, #MODE_SVC32
??? orr r0, r0, #I_BIT
??? orr r0, r0, #F_BIT
??? msr cpsr, r0
?
??? ldr r2, =ARM7_INTMASK?????????? /*R2->interrupt controller*/
??? mvn r1, #0????????????????? ??? /*&FFFFFFFF*/
??? str r1, [r2]??????????????? ??????? /*disable all interrupt soucres*/
??? ldr r2, =ARM7_INTPEND?????????? /*R2->interrupt pend register.*/
??? mvn r1, #0????????????????? ??? /*&FFFFFFFF*/
??? str r1, [r2]??????????????? ??????? /*clear all interrupt flags.*/
? ?
/*Part 2*/
/*****************************************************************/
??? ldr r0, =ARM7_SYSCFG
??? ldr r1, =0x87ffffA0???????????? /*config SYSCFG*/
??? str r1, [r0] ?????????????? /*Cache & WB disabled*/????
??
/*part 3*/
/****************************************************************/
/*jump to flash addr exec @16M*/
?
?? ldr?? lr, L$_HiPosn?????? ?????????? /* load lr with the ROM address where */
??????????????????????????????????? /* to jump after remap (this is an??? */
??????????????????????????????????? /* address after 0x20000000)????????? */
?? mov?? pc, lr????????????????????? /* jump to address stored in lr */
?
/*Part 4*/
/****************************************************************/
/*Initalize the memory as followa:*/
/*? FLASH?????????? @ 16? ~ 18 M*/
/*? SDRAM?????????? @? 0? ~ 16M*/
HiPosn:
?
??? ldr r1, =rEXTDBWTH ???????????? /*EXTDBWTH????????? ??????? */
??? ldr r2, =rROMCON0? ???????????? /*ROMCON0?? @ 16M ~ 18M ??? */
??? ldr r3, =rROMCON1?????????????? ??? /*ROMCON1?? @ DISABLED? */
??? ldr r4, =rROMCON2?????????????? ??? /*ROMCON1?? @ DISABLED? */
??? ldr r5, =rROMCON3?????????????? ??? /*ROMCON1?? @ DISABLED? */
??? ldr r6, =rROMCON4?????????????? ??? /*ROMCON1?? @ DISABLED? */
??? ldr r7, =rROMCON5?????????? ??? ??? /*ROMCON1?? @ DISABLED? */
??? ldr r8, =rSDRAMCON0???????????? /*SDRAMCON0 ??? @ 0M ~ 16M? */
??? ldr r9, =rSDRAMCON1???????????? /*SDRAMCON1 ??? @ DISABLED*/
??? ldr r10,=rSDRAMCON2???????????? /*SDRAMCON2 ??? @ DISABLED*/
??? ldr r11,=rSDRAMCON3???????????? /*SDRAMCON3 ??? @ DISABLED*/
??? ldr r12,=rSREFEXTCON???????????
???
??? ldr r0, =ARM7_EXTDBWTH ????????
??? stmia?? r0, {r1-r12}
?
?? /*---------------------------------------------------------------*/
?? /*
??? * Initialize the stack pointer to just before where the
??? * uncompress code, copied from ROM to RAM, will run.
??? */
?? /*---------------------------------------------------------------*/
?
?? ldr?? sp, L$_STACK_ADDR
?? mov?? fp, #0???????? /* zero frame pointer */
?
?? /*----------------------------------------------------------------*/
?? /* jump to C entry point in ROM: routine - entry point + ROM base */
?? /*----------------------------------------------------------------*/
??
?? ldr?? pc,? L$_rStrtInRom /* use ARM mode (no Thumb) */
?
/******************************************************************************/
?
/*
? * PC-relative-addressable pointers - LDR Rn,=sym is broken
? * note "_" after "$" to stop preprocessor preforming substitution
? */
?
??? .balign 4
?
L$_HiPosn:
??? .long?? ROM_TEXT_ADRS + HiPosn - _romInit
?
L$_rStrtInRom:
??? .long?? ROM_TEXT_ADRS + _romStart - _romInit
?
L$_STACK_ADDR:
??? .long?? STACK_ADRS
?
注意：上電以后FLASH將被鏡像到0x00000000處，并開始執(zhí)行。
這里ROM_TEXT_ADRS的值為0x01000000，當(dāng)對CPU進行完必要的初始化以后它將跳轉(zhuǎn)到FLASH的真實地址處進行執(zhí)行，它繼續(xù)完成對SDRAM的初始化，內(nèi)存布局的分配等等，詳細(xì)信息請參看TRACE32那一節(jié)。
?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的基于S3C4510B的一个简单BSP的开发报告的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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