以s3c2440為例的arm芯片的啟動(dòng)過程

arm 嵌入式芯片的啟動(dòng)過程對(duì)于嵌入式菜鳥來說其實(shí)是很復(fù)雜的，很多人都是一知半解，存在很多誤區(qū)。在筆者看來，要想真正了解這一啟動(dòng)過程必須要首先了解存儲(chǔ)器的區(qū)別與聯(lián)系，參考文章：各種主流半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的區(qū)別與聯(lián)系。還需要了解程序是如何編譯鏈接和執(zhí)行的。

本文將以s3c2440為例詳細(xì)講述 arm 芯片的啟動(dòng)過程。s3c2440支持兩種啟動(dòng)模式：NAND FLASH 啟動(dòng)和非 NAND FLASH 啟動(dòng)(一般是NOR FLASH 啟動(dòng)，并且可以配置數(shù)據(jù)寬度)，通過 OM1、OM0 兩個(gè)管腳來控制。

NAND FLASH啟動(dòng)過程

當(dāng) OM1、OM0 兩個(gè)管腳都為低電平時(shí)，CPU 就被配置成了 NAND FLASH 啟動(dòng)。此時(shí) CPU 內(nèi)部的 4KB 的 SRAM 就會(huì)被映射到 nGCS0 的空間（起始地址為 0x00000000），上電時(shí) CPU 會(huì)自動(dòng)將 NAND FLASH 中前 4KB 的數(shù)據(jù)拷貝到該片內(nèi) SRAM。然后 CPU 從內(nèi)部 SRAM 的 0x00000000 地址開始執(zhí)行程序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的初始化，為后續(xù) 4Kb 以外的程序執(zhí)行做準(zhǔn)備。

也就是說，CPU 啟動(dòng)過程之時(shí)能夠執(zhí)行的程序最多只能占用 4Kb 大小的空間。如果需要執(zhí)行更多程序，則需要在 4Kb 的程序里完成對(duì) DRAM 的初始化(DRAM 在使用前必須初始化)，配置好?？臻g，并將需要執(zhí)行的程序拷貝到 DRAM 中，然后跳轉(zhuǎn)到 DRAM 中繼續(xù)執(zhí)行。

啟動(dòng)過程之所以要將 NAND FLASH 中的代碼先拷貝到內(nèi)部 SRAM 再執(zhí)行，是因?yàn)?NAND FLASH 需要通過 NAND FLASH 控制器來進(jìn)行訪問，不能通過 CPU 的總線直接訪問，所以不能夠執(zhí)行程序。

NOR FLASH啟動(dòng)過程

當(dāng)系統(tǒng)配置為此方式啟動(dòng)時(shí)，CPU 內(nèi)部 SRAM 則不再被映射到地址空間中，此時(shí)被映射到 nGCS0（起始地址為 0x00000000）地址空間的應(yīng)該是外部的 NOR FLASH（存放啟動(dòng)代碼的存儲(chǔ)器）。系統(tǒng)上電或者復(fù)位時(shí)，CPU 直接從 0x00000000 地址（也就是 NOR FLASH 的起始地址）開始執(zhí)行代碼。相比 NAND FLASH 啟動(dòng)，NOR FLASH 的啟動(dòng)代碼可以達(dá)到 128Mb 之大(s3c2440)。

之所以可以在 NOR FLASH 上直接執(zhí)行代碼，是因?yàn)?NOR FLASH 具有類似 RAM 的訪問接口，可以通過 CPU 總線直接進(jìn)行隨機(jī)讀取，但不支持隨機(jī)寫操作。因此，這些啟動(dòng)代碼里是不可有 C 語言的，應(yīng)為程序里必然會(huì)有變量（需要寫），需要?？臻g調(diào)用函數(shù)（同樣需要寫），而匯編程序則是可以避免對(duì)內(nèi)存空間的寫操作的。

那么是不是說，如果是 NOR FLASH 啟動(dòng)就不能有 C 程序了呢？當(dāng)然不是的，不要忘了還有 DRAM 的存在。當(dāng) NOR FLASH 啟動(dòng)過程完成了對(duì) DRAM 的初始化，棧空間的配置之后就可去調(diào)用 C 語言的程序了。

這就是 arm 芯片的啟動(dòng)過程了，其實(shí)在啟動(dòng)過程中的最開始的那些啟動(dòng)代碼里還有很多地方值得細(xì)細(xì)斟酌的，也會(huì)有很多疑問，這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該去了解程序是怎么編譯鏈接的、又是如何執(zhí)行的。
編輯：hfy