学习嵌入式Linux-JZ2440-启动过程分析

liusukai

首先，分析几种存储：

1>几种存储器

SRAM：SRAM（Static Random Access Memory），即静态随机存取存储器。它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。SRAM主要用于二级高速缓存（Level2 Cache)。它利用晶体管来存储数据。与DRAM相比，SRAM的速度快，但在相同面积中SRAM的容量要比其他类型的内存小。

       部分ARM9的CPU内部都集成有一个SRAM，SRAM是英文Static RAM的缩写，它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。这样他不需要初始化就能够直接使用。这与我们在外部扩展的大容量的SDRAM是不一样的，外部大容量的SDRAM是需要初始化后才能使用的，这点大家务必要搞清楚。

s3c2410(arm920t),s3c2440(arm920t),at91rm9200(arm920t),at91sam9260(arm926t)上都是这样的。在s3c2440这颗CPU上这个SRAM大小为4KB,datasheet里把它叫做Stepping Stone,江湖人称“起步石”。

SDRAM：同步动态随机存储器，同步是指 Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写，用作内存。

NORFLASH：NOR FLASH地址线和数据线分开，来了地址和控制信号，数据就出来。NORFLASH像内存一样是直接挂在系统总线上的，这样有足够多的地址线使得CPU能够寻址到每一个存储单元上去，这也意味着CPU能够直接通过总线访问NORFLASH上存储的内容，同时他还支持XIP(即片上执行，不用将代码搬到内存中，直接在NORFLASH上就能运行)。

NANDFLASH：NANDFLASH它并不是直接挂载系统总线上，而是通过NANDFLASH控制器(这个一般集成在CPU内部)来完成读写操作的。如果我们把NANDFLASH的那种寻址方式叫直接寻址的话(不是汇编里的那个直接寻址，这里指CPU能够直接通过地址线访问存储器的存储单元)，那么这里的NANDFLASH就是间接寻址(这里需要NANDFLASH控制器来寻址)。所以我们在使用NANDFLASH之前，一定要初始化NANDFLASH控制器。

 

 

2>NOR与NAND的性能区别

NOR的传输效率很高，在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。 NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。
● NOR的读速度比NAND稍快一些。
● NAND的写入速度比NOR快很多。
● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。
● NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。

 

启动过程：

1>从NOR启动

NORFLASH被映射到0x00000000地址（就是nGCS0，这里就不需要片内SRAM来辅助了，所以片内SRAM的起始地址还是0x40000000）. 然后CPU从0x00000000开始执行（也就是在NORFLASH中执行）。

2>从NAND启动

CPU会自动从NANDFLASH中读取前4KB的数据放置在片内SRAM里，同时把这段片内SRAM映射到nGCS0片选的空间（即0x00000000）。CPU是从0x00000000开始执行，也就是NAND FLASH里的前4KB内容。因为NAND FLASH连地址线都没有，不能直接把NAND映射到0x00000000，只好使用片内SRAM做一个载体。通过这个载体把NANDFLASH中大代码复制到RAM(一般是SDRAM)中去执行。

 

         另外，U-Boot有一个Download to SDRAM & Run这个选项，这个选项是把程序下载到SDRAM然后跳转到SDRAM开始执行。所以在做实验的时候，要考虑是要下载到NORFLASH中还是NANDFLASH中还是SDRAM中运行，代码是稍稍有点区别的。比如要下载到SDRAM中程序，它的开始地址是0X30000000，如果程序中有绝对地址跳转，就要考虑更改地址的值到底是多少，当然了，b和bl这样的相对跳转是没有影响的。如果要下载到NORFLASH中，它的开始地址是0X00000000，而且可以直接在NORFLASH中运行。如果是在NANDFLASH中运行，就要考虑程序是不是大于了4K。

 

         我在学习过程中就遇到了一个类似的问题，就是做按键控制LED灯的亮灭的程序。因为我一开始没有意识到这个问题，就在下载的时候直接选择了Download to SDRAM & RUN，怎么都看不到按键控制LED的效果，纠结了好久，还以为是代码写错了（其实如果是下载到SDRAM，确实是写错了），后来突然想到，下载到NANDFLASH试一试，然后果然就好了。最后看到后面的章节才意识到地址的问题，然后修改了跳转到main函数前设置SP的地方，一开始是把SP设置为0，然后修改为0X34000000，然后下载到SDRAM & RUN就正常了。

         这个经历让我对地址这个东西有了新的认识，以及编译选项中有一个-Ttext选项，我对于这个按键控制LED的程序修改了这个编译选项，发现没什么影响，因为这个是编译选项，影响的是编译过程，程序中如果知识相对跳转，所以不会有什么影响。但是后面有一个SDRAM的实验，就是跳转到SDRAM中执行的那条指令是绝对地址跳转的，-Ttext后面的选项不同给点话那个地址会发生变化，也就对程序产生了影响。做实验的时候一定不能仅仅是照抄，抄程序是我们学习的第一步，但是后面要转化为自己的东西还是要自动动手去实验的，去改变一些东西进行实验，能够发现更多的问题，因为教程是大众化的，不可能针对所有问题所有人，细节的东西还是需要自己好好的去挖掘。

正点原子

谢谢分享。。。