解析STM32的啟動(dòng)過程及STM32 啟動(dòng)文件選擇

STM32 啟動(dòng)文件選擇
小容量產(chǎn)品是指閃存存儲(chǔ)器容量在16K至32K字節(jié)之間的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。
中容量產(chǎn)品是指閃存存儲(chǔ)器容量在64K至128K字節(jié)之間的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。
大容量產(chǎn)品是指閃存存儲(chǔ)器容量在256K至512K字節(jié)之間的STM32F101xx和STM32F103xx微控制器。
互聯(lián)型產(chǎn)品是指STM32F105xx和STM32F107xx微控制器。
 
 
- startup_stm32f10x_ld_vl.s: for STM32 Low density Value line devices 
- startup_stm32f10x_ld.s: for STM32 Low density devices 
- startup_stm32f10x_md_vl.s: for STM32 Medium density Value line devices 
- startup_stm32f10x_md.s: for STM32 Medium density devices 
- startup_stm32f10x_hd.s: for STM32 High density devices 
- startup_stm32f10x_xl.s: for STM32 XL density devices 
- startup_stm32f10x_cl.s: for STM32 Connectivity line devices 
cl：互聯(lián)型產(chǎn)品，stm32f105/107系列 
vl：超值型產(chǎn)品，stm32f100系列 
xl：超高密度產(chǎn)品，stm32f101/103系列
ld：低密度產(chǎn)品，F(xiàn)LASH小于64K 
md：中等密度產(chǎn)品，F(xiàn)LASH=64 or 128 
hd：高密度產(chǎn)品，F(xiàn)LASH大于128
 
● Low-density devices: STM32F101xx, STM32F102xx and STM32F103xx
  microcontrollers where the Flash memory density ranges between 16 and 32 Kbytes.
● Medium-density devices: STM32F101xx, STM32F102xx and STM32F103xx
  microcontrollers where the Flash memory density ranges between 64 and 128 Kbytes.
● High-density devices: STM32F101xx and STM32F103xx microcontrollers where the
  Flash memory density ranges between 256 and 512 Kbytes.
● XL-density devices: STM32F101xx and STM32F103xx microcontrollers where the
  Flash memory density ranges between 512 and 1024 Kbytes.
● Medium-density Low-Power devices: STM32L15xx microcontrollers where the Flash
  memory density ranges between 64 and 128 Kbytes.
● Low Power Medium-density Plus devices:STM32L15xx and STM32L162xx
  microcontrollers where the Flash memory density is 256 Kbytes.
● Low Power High-density devices: STM32L15xx and STM32L162xx microcontrollers
  where the Flash memory density is 384 Kbytes.


解析STM32的啟動(dòng)過程

當(dāng)前的嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)過程里，并且C語(yǔ)言成為了絕大部分場(chǎng)合的最佳選擇。如此一來(lái)main函數(shù)似乎成為了理所當(dāng)然的起點(diǎn)——因?yàn)?span>C程序往往從main函數(shù)開始執(zhí)行。但一個(gè)經(jīng)常會(huì)被忽略的問題是：微控制器（單片機(jī)）上電后，是如何尋找到并執(zhí)行main函數(shù)的呢？很顯然微控制器無(wú)法從硬件上定位main函數(shù)的入口地址，因?yàn)槭褂?span>C語(yǔ)言作為開發(fā)語(yǔ)言后，變量/函數(shù)的地址便由編譯器在編譯時(shí)自行分配，這樣一來(lái)main函數(shù)的入口地址在微控制器的內(nèi)部存儲(chǔ)空間中不再是絕對(duì)不變的。相信讀者都可以回答這個(gè)問題，答案也許大同小異，但肯定都有個(gè)關(guān)鍵詞，叫“啟動(dòng)文件”，用英文單詞來(lái)描述是“Bootloader”。

無(wú)論性能高下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)繁，價(jià)格貴賤，每一種微控制器（處理器）都必須有啟動(dòng)文件，啟動(dòng)文件的作用便是負(fù)責(zé)執(zhí)行微控制器從“復(fù)位”到“開始執(zhí)行main函數(shù)”中間這段時(shí)間（稱為啟動(dòng)過程）所必須進(jìn)行的工作。最為常見的51，AVR或MSP430等微控制器當(dāng)然也有對(duì)應(yīng)啟動(dòng)文件，但開發(fā)環(huán)境往往自動(dòng)完整地提供了這個(gè)啟動(dòng)文件，不需要開發(fā)人員再行干預(yù)啟動(dòng)過程，只需要從main函數(shù)開始進(jìn)行應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)即可。

話題轉(zhuǎn)到STM32微控制器，無(wú)論是keil
uvision4還是IAR EWARM開發(fā)環(huán)境，ST公司都提供了現(xiàn)成的直接可用的啟動(dòng)文件，程序開發(fā)人員可以直接引用啟動(dòng)文件后直接進(jìn)行C應(yīng)用程序的開發(fā)。這樣能大大減小開發(fā)人員從其它微控制器平臺(tái)跳轉(zhuǎn)至STM32平臺(tái)，也降低了適應(yīng)STM32微控制器的難度（對(duì)于上一代ARM的當(dāng)家花旦ARM9，啟動(dòng)文件往往是第一道難啃卻又無(wú)法逾越的坎）。

相對(duì)于ARM上一代的主流ARM7/ARM9內(nèi)核架構(gòu)，新一代Cortex內(nèi)核架構(gòu)的啟動(dòng)方式有了比較大的變化。ARM7/ARM9內(nèi)核的控制器在復(fù)位后，CPU會(huì)從存儲(chǔ)空間的絕對(duì)地址0x000000取出第一條指令執(zhí)行復(fù)位中斷服務(wù)程序的方式啟動(dòng)，即固定了復(fù)位后的起始地址為0x000000（PC = 0x000000）同時(shí)中斷向量表的位置并不是固定的。而Cortex-M3內(nèi)核則正好相反，有3種情況:
1、        通過boot引腳設(shè)置可以將中斷向量表定位于SRAM區(qū)，即起始地址為0x2000000，同時(shí)復(fù)位后PC指針位于0x2000000處；
2、        通過boot引腳設(shè)置可以將中斷向量表定位于FLASH區(qū)，即起始地址為0x8000000，同時(shí)復(fù)位后PC指針位于0x8000000處；
3、        通過boot引腳設(shè)置可以將中斷向量表定位于內(nèi)置Bootloader區(qū)，本文不對(duì)這種情況做論述；
而Cortex-M3內(nèi)核規(guī)定，起始地址必須存放堆頂指針，而第二個(gè)地址則必須存放復(fù)位中斷入口向量地址，這樣在Cortex-M3內(nèi)核復(fù)位后，會(huì)自動(dòng)從起始地址的下一個(gè)32位空間取出復(fù)位中斷入口向量，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行復(fù)位中斷服務(wù)程序。對(duì)比ARM7/ARM9內(nèi)核，Cortex-M3內(nèi)核則是固定了中斷向量表的位置而起始地址是可變化的。
有了上述準(zhǔn)備只是后，下面以STM32的2.02固件庫(kù)提供的啟動(dòng)文件“stm32f10x_vector.s”為模板，對(duì)STM32的啟動(dòng)過程做一個(gè)簡(jiǎn)要而全面的解析。