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对于 Cortex-M 内核的微控制器#xff0c;它们都可以支持在 RAM 中执行程序#xff0c;有些非 ARM 的微控制器是不支持的。
在内部 SRAM 执行程序#xff0c;有基于以下几方面的原因#xff1a;
1、所使用的设备可能具有OTP#xff08;One-time Programmable它们都可以支持在 RAM 中执行程序有些非 ARM 的微控制器是不支持的。
在内部 SRAM 执行程序有基于以下几方面的原因
1、所使用的设备可能具有OTPOne-time Programmable一次性可编程ROM区域还没有确定最终代码之前还不会把程序编程到芯片中2、有些MCU内部内部可能没有Flash可能会使用到外部的存储器。但是在软件开发阶段可以下载到SRAM进行开发测试3、对于特定的测试场合Flash已经烧录了程序但是不想擦除。这时可以把测试程序下载到SRAM运行4、对于有些Flash被锁定的芯片可以把代码下载到SRAM然后进行解锁5、Flash写入需要先擦除所以SRAM的写入速度要比Flash快很多如果程序很大的话在开发阶段直接在SRAM运行可以提高效率。
对于程序下载到内部SRAM运行有多种方法
1、配置boot引脚然后下载代码到SRAM使程序从SRAM启动2、不修改boot引脚启动模式借助仿真器进入仿真模式然后强制更改 PC SP 指针从SRAM位置取值开始运行3、程序下载到内部Flash或者外部的SD卡、SPI Flash等存储设备然后上电之后把代码搬运到SRAM运行类似代码的重定位
下面只介绍前面两种方式。
首先在修改程序在SRAM运行之前要先准备好一份可以正常在Flash运行的程序。
2. 修改散列文件
散列文件就是链接脚本指导链接器如何对程序进行链接的。
我们要让代码在SRAM运行首先就要修改散列文件让程序链接地址修改在内部SRAM空间。 我们打开Keil的配置界面然后使用我们自己修改的散列文件。
修改后的散列文件内容如下
; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************LR_IROM1 0x20000000 0x00010000 { ; load region size_regionER_IROM1 0x20000000 0x00010000 { ; load address execution address*.o (RESET, First)*(InRoot$$Sections).ANY (RO).ANY (XO)}RW_IRAM1 0x20010000 0x00010000 { ; RW data.ANY (RW ZI)}
}我使用的MCU型号是 STM32F407ZG IARM1 的 SRAM 大小有 0x20000 即 128KB。我这里分配的代码区域ER_IROM1大小是 0x1000064KB然后可读可写的数据区域大小是0x1000064KB也就是把他们平均分了。
在实际的项目开发中可根据实际情况改写分配。
3. 修改中断向量表基地址
默认的中断向量表基地址是指向 0x08000000 的地址处的现在我们已经更改了链接地址把程序链接到内部SRAM 0x20000000 区域了。
如果发生中断CPU还是跳到0x08000000开始的地址处执行中断服务函数的话那么肯定是程序崩溃因为现在0x08000000处的地址已经没有代码了。
要想正常使用中断的话就必须修改中断向量表的基地址指向0x20000000地址处。
修改中断向量表基地址只要修改 SCB-VTOR 寄存器的值就行。
具体代码在 system_stm3f4xx.c 的 SystemInit 函数就有。如下
void SystemInit(void)
{/* 部分代码省略 ........ *//* Configure the Vector Table location add offset address */#ifdef VECT_TAB_SRAMSCB-VTOR SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM */#elseSCB-VTOR FMC_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH */#endif
}我们只要定义这个 VECT_TAB_SRAM 宏就可以修改中断向量表的基地址指向 0x20000000 的地址处了。
这个宏可以直接在Keil的配置界面 C/C 选项里面的宏定义那里填写当然直接在 system_stm3f4xx.c 这个文件前面自己手动写一下也可以。
4. 修改下载算法的配置
为了把代码下载到SRAM中还需要修改Jlink的下载算法配置只要其实就是更改下载的地址改为 SRAM 的地址。 对于上面的配置简单解释如下
1、由于是下载到SRAMSRAM写入是不需要擦除的所以勾选 DO not Erase 即可2、“Programming Algorithm”一栏的配置由于没有内置的SRAM下载算法所以下载算法选择的还是原来的Flash下载算法。但是下面的起始地址和大小需要更改就改为我们在散列文件定义代码区域的起始地址和大小。2、“RAM for Algorithm”一栏是指“编程算法”(Programming Algorithm)可使用的 RAM 空间下载程序到 FLASH 时运行的编程算法需要使用 RAM 空间在默认配置中它的首地址为 0x20000000即内部 SRAM 的首地址。但是现在我们修改了0x20000000开始处存放的是代码所以这里的起始地址要修改了散列文件设置的 RW 区域的起始地址即 0x20010000 。然后大小默认不用改。
5. 修改boot启动模式
配置到这里其实我们这时如果更改Boot的启动引脚配置为内部SRAM启动然后点击下载按钮程序就可以正常跑了的。 但是如果不修改boot启动模式然后从SRAM启动的话也可以借助仿真器配置进入仿真调试模式然后通过仿真器配置强制 PC SP 指针从 0x20000000 开始处取值这样也能让程序正常从SRAM运行。
6. 通过仿真器配置修改 PC SP 的值
修改boot模式的目的其实就是让MCU上电之后可以从正确的地址处获取到 PC SP 指针的初始值这样代码才可以正常开始运行。
让 PC SP 获取到正确的值有两种方式
修改Boot启动模式让程序从内部SRAM启动不修改启动模式然后通过仿真器配置进入仿真模式强制修改 PC SP 的值。
下面介绍下怎么通过仿真器配置让代码在SRAM运行。
首先我们自己编写一份 .ini 的调试配置文件强制 PC SP 指针的地址值。内容如下
/***********************************************************/
/* Debug_RAM.ini: Initialization File for Debugging from Internal RAM */
/******************************************************/
/* This file is part of the uVision/ARM development tools. */
/* Copyright (c) 2005-2014 Keil Software. All rights reserved.*/
/* This software may only be used under the terms of a valid, current */
/* end user licence from KEIL for a compatible version of KEIL software */
/*development tools. Nothing else gives you the right to use this software ?*/
/***************************************************/FUNC void Setup (void) {SP _RDWORD(0x20000000); // 设置栈指针 SP把 0x20000000 地址中的内容赋值到 SP。PC _RDWORD(0x20000004); // 设置程序指针 PC把 0x20000004 地址中的内容赋值到 PC。// XPSR 0x01000000; // 设置状态寄存器指针 xPSR_WDWORD(0xE000ED08, 0x20000000); // Setup Vector Table Offset Register}LOAD %L INCREMENTAL // 下载 axf 文件到 RAMSetup(); //调用上面定义的 setup 函数设置运行环境g, main //跳转到 main 函数
然后配置Keil的选项如下 这样通过这种方式不需要修改boot引脚的启动模式点击 debug 调式按钮也一样可以正常在SRAM运行。
缺点就是下载程序必须是点击进入调试界面不能通过下载程序的按钮下载程序。因为这种方式是通过仿真器的配置强制设置 PC SP 指向正确的地址的。
