中穎M0+內(nèi)核芯片軟件模擬內(nèi)核復位的方法

1、關(guān)于復位

說到復位，我們都不會陌生，對于一個MCU系統(tǒng)，復位電路是必不可少的一部分。復位的種類有很多：上電復位、低電壓復位、引腳復位、看門狗復位、軟件復位等等。本文說的內(nèi)核復位是軟件復位的一種。

Cortex-M3內(nèi)核芯片提供了兩種軟件復位，分別是系統(tǒng)復位和內(nèi)核復位，而Cortex-M0+內(nèi)核芯片只提供了系統(tǒng)復位，內(nèi)核復位不支持，只能軟件模擬。

2、系統(tǒng)復位和內(nèi)核復位的區(qū)別

內(nèi)核復位：只復位內(nèi)核處理器,而不復位外設(shè)如GPIO、Timer、UART、Flash等的寄存器。

系統(tǒng)復位：既復位內(nèi)核處理器，又復位外設(shè)寄存器。

下面分別是Cortex-M3和Cortex-M0+的應(yīng)用程序中斷及復位控制寄存器（AIRCR）配置圖，從圖中可以看出，置位AIRCR寄存器中的SYSRESETREQ位（位偏移：2），即可實現(xiàn)系統(tǒng)復位；置位VECTRESET位（位偏移：0），即可實現(xiàn)內(nèi)核復位。Cortex-M0+中沒有VECTRESET的定義，故不支持內(nèi)核復位。本文會介紹一種軟件模擬內(nèi)核復位的方法。

圖1 Cortex-M3應(yīng)用程序中斷及復位控制寄存器(AIRCR)

圖2 Cortex-M0+應(yīng)用程序中斷及復位控制寄存器(AIRCR)

系統(tǒng)復位在ARM官方的庫文件中都有提供相關(guān)的函數(shù)，用戶直接調(diào)用即可。官方給出的系統(tǒng)復位函數(shù)定義如下所示：

內(nèi)核復位在ARM官方的庫文件中沒有相關(guān)的函數(shù)，需要用戶自行編寫。Cortex-M3的內(nèi)核復位函數(shù)編寫如下：

3、軟件模擬內(nèi)核復位的方法

內(nèi)核復位在某些特殊應(yīng)用下，如OTA升級時，往往會被用到。此時，不希望復位外設(shè)，只需要程序從頭開始跑即可。以中穎M0+內(nèi)核芯片為例，在啟動配置章節(jié)有介紹到，用軟件模擬內(nèi)核復位來使運行在引導區(qū)的程序改由從用戶代碼區(qū)啟動。

中穎M0+內(nèi)核芯片從復位中退出時，會首先讀取向量表中（從地址0x00000000開始，見圖3）的頭兩個字。第一個字為主棧指針（MSP）的初始值，而第二個字則為決定程序執(zhí)行起始地址（復位處理）的復位向量。該復位流程可以用軟件去模擬，圖4是軟件模擬內(nèi)核復位的C語言源碼。

圖3向量表

圖4軟件模擬內(nèi)核復位的C語言源碼

圖4源碼中，第1行定義了函數(shù)指針類型，取名為“FUNC_CALL”；第2，3行申明了兩個變量，分別是無符號整型變量main_pgm和函數(shù)指針類型變量func；第5~20行定義了一個函數(shù)，取名為__NVIC_CoreReset()，該函數(shù)可以實現(xiàn)對MSP裝載復位初始值，并使程序跳轉(zhuǎn)到復位向量處開始執(zhí)行，進而模擬了內(nèi)核復位。

函數(shù)__NVIC_CoreReset()中，第9行調(diào)用了ARM官方庫文件中的函數(shù)（見下圖），將存儲器0x0地址處的值賦給了寄存器MSP，實現(xiàn)了MSP復位初始值的裝載；第10行是將存儲器0x4地址處的值賦給變量main_pgm；第11行是將變量main_pgm強制轉(zhuǎn)換成函數(shù)指針類型并賦給func；第12行調(diào)用函數(shù)func()，最終使程序跳轉(zhuǎn)到了存儲器0x4地址存儲的復位向量處運行。

用戶需要內(nèi)核復位時，在程序中直接調(diào)用圖4中定義的函數(shù)__NVIC_CoreReset()即可。

4、總結(jié)

綜上所述，本文提供了一種軟件模擬內(nèi)核復位的方法，通過調(diào)用自定義函數(shù)__NVIC_CoreReset()即可實現(xiàn)內(nèi)核復位，給出了該函數(shù)的C語言源碼，用戶直接在自己程序中加載即可使用。該方法彌補了CortexM0+芯片沒有自帶內(nèi)核復位功能的不足。

來源：中穎電子（作者：余為國）

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