Linux 版 (精华区)

发信人: wzl (为了证明我很无聊，我准备开始背单词！), 信区: Linux
标  题: 嵌入式系统设计要点之三
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年09月19日20:53:08 星期二), 转信

４　嵌入式程序的运行
嵌入式系统大多不能从键盘接受命令，而要在系统通电或复位时，自动执行ＲＯＭ中的
程序。各系统的复位地址不尽相同，以工作在实模式的８０ｘ８６嵌入式系统为例，
ＣＰＵ复位后将执行Ｆ０００：ＦＦＦ０Ｈ处的代码。这是系统ＲＯＭ的高址端，仅
有１６字节空间，设计者可用ＤＥＢＵＧ命令在ＲＯＭ图的这个位置上，放一条无条
件远跳转指令ＪＭＰＦＡＲＰＴＲｓｔａｒｔ，转到ＲＯＭ开头，从那里执行启动程
序（见图２）。启动程序完成上述的初始化后调ｍａｉｎ函数，执行应用程序。
８０２８６以上的ＣＰＵ复位时，ＣＳ：ＩＰ初值仍是Ｆ０００：ＦＦＦ０Ｈ。但
Ａ２０以上地址线在ＣＳ寄存器被第一次装进新的内容前，一直保持高电平，即开始
地址指向最高地址端。如只要求系统工作在实模式，可由译码电路将开始的高地址反
射到低端的１ＭＢ空间，复位矢量仍是Ｆ０００：ＦＦＦ０Ｈ。当上述ＪＭＰ指令一
执行，ＣＳ被改写，Ａ２０以上地址线将变低而进入实模式。要是希望启动后进入保
护模式，就不需要进行地址反射，但是相应的复位地址上只能放一条近跳转指令，保
证不改变ＣＳ值。然后进行必要的初始化，尽快进入保护模式。
５　嵌入式程序的编译和连接
综上所述，设计嵌入式系统时要在ＰＣ机上编写三个程序：应用程序MYPROG.C；定
位程序LO-CATOR.C；启动程序ＳＴＡＲＴＵＰ．ＡＳＭ。然后按以下步骤进行编
译和连接，生成可编程的ROM图：
·将应用程序编译成ＭＹＰＲＯＧ．ＯＢＪ。
·将定位程序编译和连接成可执行程序ＬＯ－ＣＡＴＯＲ．ＥＸＥ。
·将启动程序编译成ＳＴＡＲＴＵＰ．ＯＢＪ。
·对ＳＴＡＲＴＵＰ．ＯＢＪ、ＭＹＰＲＯＧ．ＯＢＪ及必要的库函数进行连接，
生成ＥＭＢＥＤ．ＥＸＥ和简化的ＭＡＰ文件ＥＭＢＥＤ．ＭＡＰ。ＳＴＡＲＴＵＰ
必须是ＬＩＮＫ行上的第一个模块，保证它先执行。
·执行ＬＯＣＡＴＯＲ．ＥＸＥ，以ＥＭＢＥＤ．ＥＸＥ、ＥＭＢＥＤ．ＭＡＰ、
第一个ＲＡＭ段的段类名、ＲＡＭ和ＲＯＭ始址为输入参数，实现定位，输出ＲＯＭ
图ＥＭＢＥＤ．ＢＩＮ。
·用ＤＥＢＵＧ命令在ＥＭＢＥＤ．ＢＩＮ的Ｆ０００：ＦＦＦ０Ｈ位置上加进
指令ＪＭＰＦＡＲＰＴＲｓｔａｒｔ，形成最终的ＲＯＭ图。
６　其它几个问题
６．１ 系统内存考虑
为确保正确复位，设计硬件时要让ＲＯＭ地址空间覆盖复位矢量。例如８０８６
系统的最高地址为Ｆ０００：ＦＦＦＦＨ，若采用１２８ＫＢ的ＲＯＭ，其地址范围
应取Ｅ０００：００００－Ｆ０００：ＦＦＦＦＨ。
ＲＡＭ地址则应从０开始，由于开头１ＫＢ字节ＲＡＭ要保留给中断矢量表，通
常如图２那样将ＲＡＭ数据区设在地址００４０：００００Ｈ处。
常数先固化在ＲＯＭ中，然后被复制进ＲＡＭ，因此占用的存储器空间是ＤＯＳ
下的两倍。可在程序设计中设法限制要复制进ＲＡＭ的常数数量。例如，系统若支持
ＣＲＴ显示器，可能需要在屏幕上显示各种消息和菜单提示。这时，可把所有显示函
数和有关文本串放进一个模块，再用指针来存取它们。比如，本来可用下面语句打印
提示：
  　ｐｒｉｎｔｆ（"ＰｒｅｓｓＳｔｏＳｔａｒｔ"）；　
ｐｒｉｎｔｆ（"ＰｅｒｓｓＱｔｏＱｕｉｔ"）；
若程序中有许多类似的语句，便可能存在较多重复串。要是对各子串都用指针访
问，编译就会把其中重复的串（如Ｐｒｅｓｓ，ｔｏ等）合并，省下不少内存空间。
即把上面语句改为：
ｐｒｉｎｔｆ（"％ｓ％ｓ％ｓ％ｓ"，"Ｐｒｅｓｓ"，"Ｓ"，"ｔｏ"，"Ｓｔａｒｔ"）
；　
ｐｒｉｎｔｆ（"％ｓ％ｓ％ｓ％ｓ"，"Ｐｅｒｓｓ"，"Ｑ"，"ｔｏ"，"Ｑｕｉｔ"）；
６．２ 标准Ｉ／Ｏ函数的使用
用Ｃ语言编写嵌入式程序的过程与ＤＯＳ下一样，只是要避免使用不能被固化到
ＲＯＭ中的库函数。在ＤＯＳ下，许多低级Ｉ／Ｏ函数（如ｐｕｔｃｈ，ｇｅｔｃｈ）
均通过ＤＯＳ中断２１Ｈ与硬件接口，高级函数ｐｒｉｎｔｆ，ｓｃａｎｆ等也使用
该中断。若希望在无ＲＯＭＢＩＯＳ的系统上使用这些函数，应编写一个模仿
ＤＯＳＩＮＴ２１的函数，这样便能使用除磁盘Ｉ／Ｏ函数之外的大多数标准Ｉ／Ｏ
函数，缩短程序开发时间，并保证较好的可移植性。当然，如果使用的是现成的嵌
入式系统开发软件包，厂商将告知哪些函数可被固化进ＲＯＭ，不必自己编写
ＩＮＴ２１函数。
编写嵌入式支持函数时要防止使用与ＤＯＳ有关的库函数。比较起来，ＢＣ提供
的库比ＭＳＣ的更独立于ＤＯＳ。例如，ＭＳＣ的ｐｒｉｎｔｆ函数要依赖几个低级
的ＤＯＳ函数。所以在仿真ＩＮＴ２１的控制台Ｉ／Ｏ函数时，建议用ＢＣ的
ｐｒｉｎｔｆ函数。
６．３ 配置参数的保护
断电时，嵌入式系统应能保持那些用于系统恢复或外设配置的数据，可用电池供
电的ＲＡＭ或ＥＥＰＲＯＭ来存放它们。但在复位时，启动程序要把有初值的变量复
制进ＲＡＭ，并对其余ＲＡＭ区清０，结果会清除应保持的数据。为此，可把这类数
据归入一个专门段，不包括在初始化和未初始化数据区中，不让启动程序修改它们。

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