在MPC555中實現從RAM的快速引導

摘要：介紹了PowerPC系列微處理器的異常和中斷。同時以MPC555為例對嵌入式系統從ROM和RAM中的引導特點及技術實現方法進行了比較，給出了MPC555從RAM快速引導的實現方法。

    關鍵詞：MPC555；BOOT；異常向量；中斷；映射

１　引言

嵌入式系統是以各種嵌入式微處理器為內核的計算機控制系統。它是計算機硬件和軟件的集合體?通常是為了嵌入到對象體系中完成某種特定功能而設計的。ＭＰＣ５５５是摩托羅拉ＭＰＣ５００ ＰｏｗｅｒＰＣ精簡指令集類３２位微處理器。它能在－４５℃～１２５℃惡劣環境下工作，其工作時鐘可達４０ＭＨｚ。ＭＰＣ５５５具有強大的浮點計算處理能力并支持復雜的算法。該器件具有多個獨立的通訊和時間處理模塊，內部帶有４４８ｋ字節的ｆｌａｓｈ，因此，該產品即使在個人手中，也可隨時更新升級。ＭＰＣ５５５兼有工業標準ＪＴＡＧ和ＢＤＭ接口，從而使產品硬件和軟件的調試和試驗更加方便快捷。ＭＰＣ５５５已經在航空航天、汽車制造、繼電保護等行業得到廣泛應用。

由于在產品開發的后期，通常需要把程序用仿真器燒錄到ＲＯＭ中，但程序在ＲＯＭ中的運行速度低于在ＲＡＭ中的運行速度。為了提高程序的運行速度，往往需要在上電初始化階段把ＲＯＭ中的程序復制到ＲＡＭ中去，或者通過雙重映射把ＲＯＭ的地址映射到外部ＲＡＭ。本文以ＭＰＣ５５５為例，給出了從ＲＡＭ中將程序快速引導運行的具體實現方法。

２　ＰｏｗｅｒＰＣ５５５的幾個基本概念

２．１ 異常與中斷

異常通常是指改變正常的程序流和機器狀態的事件。比如系統復位、遞減器過零、系統調用指令、各種總線錯誤等。當一個異常事件發生時，通常會發生一個快速的硬件設備的轉換或處理器分支到一個地址（異常向量），且一種異常類型對應一個地址的情況下。

中斷是異常的一種類型，通常由外部中斷輸入引腳或者裝置的中斷請求所引起。在ＰｏｗｅｒＰＣ結構中，所有的中斷都分享一個異常向量偏移，稱為“外部中斷”，通常映射的偏移地址為０ｘ５００。

２．２ 異常向量和異常向量表

異常發生后，首先被識別，然后機器的即時狀態被保存，這時處理器從某一地址開始執行，異常向量就是這個地址。與６８０００結構不同（它的向量是指針），ＰｏｗｅｒＰＣ的向量是固定的地址。每一個異常都有它自己的異常向量，異常向量等于基址和向量偏移量之和。異常基址通常是０ｘ０或者是０ｘＦＦＦ０００００，這取決于ＭＳＲ[ＩＰ]位的設置。表１所列是ＭＰＣ５５５的異常向量表。其中ＮＭＩ指的是非屏蔽性中斷。

表1 異常向量表

異常的名稱異常向量MSR[IP]=0異常向量MSR[IP]=1系統復位，NMI中斷0x1000xfff00000

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