基于ARM9E处理器的启动程序设计与实现是一个在嵌入式系统领域具有重要地位的技术课题。本文档详细介绍了如何在特定硬件平台上,特别是星载计算机中,设计一个能够从Flash芯片完成系统初始化与引导加载的小型嵌入式启动程序。涉及到的知识点主要包括:
1. ARM9E内核介绍:ARM9E系列是ARM公司32位处理器产品线中的一个系列,包含ARMv5TE指令集。ARM9E内核采用Harvard流水线架构,具备较高的执行效率和处理能力,适用于需要高性能和低功耗的嵌入式系统。
2. 启动程序的重要性:启动程序(Bootloader)是系统上电后首先运行的一段小程序,负责初始化硬件设备,并加载操作系统内核或应用程序。在没有固件程序如BIOS的嵌入式系统中,启动程序的作用尤为重要。
3. 启动过程的分析:启动过程中,首先要完成硬件资源的初始化,这包括CPU、内存、外设等部件的初始化。要将操作系统内核或应用程序映像从非易失性存储器(如Flash)中下载到内存中。启动程序将执行控制权转交给操作系统或应用程序。
4. AT91SAM9G20芯片:该芯片是Atmel公司推出的一款高性能ARM926EJ-S核心处理器,集成了丰富的外设,包括以太网MAC、USB接口等,最高工作频率可达400MHz,能够满足星载计算机等高端嵌入式应用的需求。
5. Flash存储器:文中提到的AM29LV160DB是AMD公司生产的快闪存储器,支持8/16位宽的读写操作,可以存储启动程序、操作系统和应用程序的映像数据。
6. 设计方案:本文档提出了一种结合软硬件的设计方案,通过设计专用的启动程序来实现初始化硬件、加载程序映像和启动应用程序的核心功能。这种方案特别适用于自主研发的系统,能够根据具体的应用场景进行定制开发。
7. 关键技术:实现从Flash启动需要处理多方面的技术细节,比如确定Flash的读写协议、配置启动时的内存映射、处理启动参数以及编写内存中程序执行的引导代码等。
8. 测试与验证:文中还提到了启动程序的测试过程,包括程序的稳定性、实时性和可调试性等性能指标,这些测试确保了程序能够可靠地完成其任务。
9. 关键词解析:文中提到的“Hash”可能是由于OCR扫描错误而出现的,实际上应该是“Flash”,因为文档中并没有提及Hash相关的内容。其他关键词“ARM”、“嵌入式系统”、“启动程序”是本文讨论的核心概念。
基于ARM9E的启动程序设计与实现的关键在于理解ARM体系结构,掌握启动过程中的硬件初始化与软件加载机制,并针对特定的硬件平台设计出高效、稳定的启动程序。这在星载计算机或任何其他需要从Flash启动的嵌入式系统中都是一项基本而重要的任务。通过不断的研究与实践,可以优化启动程序的设计,提高系统的整体性能和用户体验。