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发信人: alwaysfaint (前无古人后无来者之紫丁香最长最NB的昵称), 信区: Embedded
标  题: ARM的三种中断调试方法的探讨（做硬件的看看吧，很好）
发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Sat Oct 21 11:25:53 2006)

摘  要：以典型ARM芯片S3C4510B为对象，结合应用环境，介绍其技术特点和开发流程，重
点阐述有关应用程序的中断调试中动态处理方法及其3种运行方式，即程序在SDRAM中运行
、程序在FLASH中运行、程序从FLASH中调到SDRAM中运行的中断调试方法。 
关键词：ARM  S3C4510B  中断  动态  3种运行方式 


1 概述 
sung公司的S3C4510B是基于以太网应用系统的高性价比16/32位RISC微控制器，内含一个由
ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI RISC处理器核，ARM7TDMI为低功耗、高性能的16/32核，
是目前应用广泛的一款ARM芯片。作者通过对这款典型芯片在网络通讯应用项目的开发，掌
握了ARM的技术特点和开发流程，并且在中断调试方面获得了一些高级技巧。 
2 硬件特点 
S3C4510B的主要特性描述如下： 
    支持ROM/SRAM、FLASH、DRAM和外部I/O以8/16/32位的方式操作； 
    100M/10Mbps IEEE802.3标准兼容、提供MII和7线制10Mbps接口Ethernet控制
器； 
    2个10Mbps HDLC (High-Level Data Link Control) 高层数据链路协议通道
；　 
    2个可工作于DMA方式或中断方式的UART模块，支持红外发送和接收； 
    IIC接口（主控模式）； 
    2个可编程32位定时器；18个可编程I/O口；2个DMA通道； 
    21个中断源，包括4个外部中断源； 
    外部时钟可由片内PLL倍频；工作频率最高为50MHz。发板800 
3 调试环境 
开发环境包括Embest IDE集成开发环境，Embest 仿真器，基于ARM（S3C4510B）的电路板
。 
参照嵌入式软件的开发流程，如图1所示。在整个流程中，用户首先需要建立工程并对工程
做初步的配置，包括配置处理器和配置调试设备。编辑工程文件，包括自己编写的汇编和
C语言源程序，还有工程编译时需要编写的链接脚本文件，调试过程中需要编写存储区映像
文件和命令脚本文件，以及上电复位时的程序运行入口的启动程序文件。 
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图1 开发流程 
对后四种文件的理解很重要，其作用解释如下。 
(1)链接脚本文件：在程序编译时起作用。该文件描述代码链接定位的有关信息，包括代码
段，数据段，地址段等，链接器必须使用该文件对整个系统的代码做正确的定位。在SDRA
M中调试程序、在FLASH中调试或固化后运行的链接脚本文件应加以区分。（在IDE开发环境
中使用扩展名*.ld） 
(2)命令脚本文件：在SDRAM中调试程序时起作用。在集成环境与目标连接时、软件调试过
程中以及目标板复位后，有时需要集成环境自动完成一些特定的操作，比如复位目标板、
清除看门狗、屏蔽中断寄存器、存储区映射等。这些操作可以通过执行一组命令序列来完
成，保存一组命令序列的文本文件称为命令脚本文件（在IDE开发环境中使用扩展名*.cs）
。 
(3)存储区映像文件：在SDRAM中调试程序时起作用。在软件调试过程中访问非法存储区在
部分处理器和目标板上会产生异常，如果异常没有处理，则会导致软件调试过程无法继续
，为了防止以上问题并调整仿真器访问速度以达到最合适的水平，提供这样一种用于描述
各个存储区性质的文件叫存储区映像文件（在IDE开发环境中使用扩展名*.map）。 
在程序的调试过程中可以选择使用存储区映像文件*.map和命令脚本文件*. cs配合程序的
调试。 
(4)启动文件：它主要是完成一些和硬件相关的初始化的工作，为应用程序做准备。一般，
启动代码的第一步是设置中断和异常向量；第二步是完成系统启动所必须的寄存器配置；
第三步设置看门狗及用户设计的部分外围电路；第四步是配置系统所使用的存储区分配地
址空间；第五步是变量初始化；第六步是为处理器的每个工作模式设置栈指针；最后一步
是进入高级语言入口函数（Main函数）。4 中断程序设计 
S3C4510B支持21个中断源，其中包括4个外部中断源，基于优先级的中断处理，可以识别两
种类型的中断：正常中断请求（IRQ）和快速中断请求（FIQ）。 
S3C4510B的中断处理模式是一种典型的中断处理方法。当系统产生中断的时候，系统将中
断悬挂寄存器（Interrupt Pending Register）中对应中断的标志位置位，然后跳转到位
于0x18处的IRQ或0x1C处的FIQ中断处理函数中，该中断函数通过读取中断悬挂寄存器来判
断中断源，并根据优先级关系再跳转到对应中断源的处理代码内。 
对此，一般采取的中断处理方法是在0x18处的IRQ或0x1C处的FIQ中断处理函数中进行获取
中断源、清除中断挂起标志、进入用户中断函数的相关程序。显然，在用户程序复杂，中
断源较多的情况下，采用此法必须进行中断源的判断和散转处理，这样会影响中断处理的
响应时间和程序性能。 
在我们的应用开发过程中，在中断调试方面采用了类似矢量中断动态处理方式，让中断对
应的确定地址代码调转到RAM的固定地址处，定义一个函数指针指向该固定地址，就可以随
时通过替换RAM固定地址处的代码，实现动态改变中断处理函数。 
具体方法是： 
(1)将中断源函数指针定义在RAM中相对的固定地址，建立中断矢量表； 
void SetInterrupt (U32 vector, void (*handler)()) 
{ 
      InterruptHandlers[vector] = handler; 
} 
(2)在程序中，调用具体某中断源的中断处理函数； 
如：  SetInterrupt(IIC_INT,IICWriteIsr);  
/* 声明IIC中断处理函数，其中IIC_INT为 IIC中断源序号，IICWriteIsr为 IIC的写中断
处理函数 */ 
(3)在0x18处的IRQ或0x1C处的FIQ中断入口函数中，获取中断源、清除中断挂起标志、通过
已定义的中断源函数指针进入用户具体某中断处理程序。  
void ISR_IrqHandler(void) 
{ 
    IntOffSet = (unsigned int)INTOFFSET; 
    Clear_PendingBit(IntOffSet>>2) ; 
(*InterruptHandlers[IntOffSet>>2])(); 
// 调用具体某中断处理程序 
} 
采用动态的中断处理方法，在中断源较多的情况下，中断响应时间和程序性能得到优化。
另外，在调试方面，此处理方法具有便于跟踪调试的优点，并且根据需要，可以方便变换
中断处理函数。 


5 中断调试 
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软件调试可以在SDRAM中或FLASH中进行。在SDRAM中，读写方便，访问速度快。一般软件调
试应在RAM中完成，但当RAM空间小于FLASH程序空间，程序只能在FLASH运行和调试时，或
者用户希望了解程序在FLASH中实际运行情况时，就可以在FLASH中进行程序调试。 
进行中断调试时，应注意中断入口位于SDRAM中或FLASH中0x18或0x1c地址，链接脚本文件
必须使整个系统的代码正确定位于0x0起始处，但SDRAM或FLASH对应的链接脚本文件及工程
配置注意区别。 
(1)程序在SDRAM中运行 
在SDRAM中调试，使用SDRAM对应的链接脚本文件。调试过程需要以下几步：编译、链接工
程；连接仿真器和电路板；下载程序（在IDE开发环境中使用扩展名*.elf）；调试。 
下载程序前必须启动命令脚本文件完成前述的一些特定的操作，命令脚本文件的启动在连
接仿真器时自动进行，其中存储区映射应与程序在SDRAM中运行时相同，保证整个系统的代
码正确定位于0x0起始处。下载程序的起始地址也为0x0，下载成功后便可进行调试工作。
 
(2)程序在FLASH中运行 
在FLASH中调试，使用FLASH对应的链接脚本文件。调试过程需要以下几步：编译、链接工
程；连接仿真器和电路板；程序格式转换（*.elf转换为*.bin）；固化*.bin程序；调试。
 
连接仿真器后不需要下载程序，存储区映射由本身工程中启动文件运行完成，不需要命令
脚本文件。在本环境调试过程中，可以设置两个硬件断点。 
(3)程序从FLASH中调到SDRAM中运行 
在某些应用场合，强调程序运行速度的情况下，希望程序在SDRAM中运行，这样就需要将F
LASH中存储的程序，在系统上电后搬运到SDRAM某空间 
位置，然后自动运行。这种所谓的Bootloader技术，在DSP系统中常被采用。 
调试过程分两步： 
(1)首先将用户程序在SDRAM中调试通过，然后将*.bin文件固化到FLASH某一非0扇区地址空
间； 
(2)将自己编写的Bootloader搬运程序调试通过并将Bootloader.bin文件固化到FLASH的 0
扇区地址空间，搬运程序在系统上电后，将（1）中FLASH某一非0扇区地址空间存储的程序
，搬运到在SDRAM调试中同样的空间位置，实现程序在SDRAM中运行的目的。 
另外注意，因为用户实际的程序中断入口必须位于FLASH的0x18或0x1c地址，所以Bootloa
der搬运程序还应具有中断入口的跳转功能，即把PC指针由此转向处于SDRAM空间的中断程
序入口表，就是整个用户程序被搬运到SDRAM的那一位置。  
如：LDR    PC,    =HandleIRQ 
// HandleIRQ位于SDRAM空间中断程序入口表 
在本项目开发过程中，由于系统实时性要求高，定时器中断达到微秒级，程序在FLASH中运
行时，速度不能达到系统要求，故采用把程序从FLASH中调到SDRAM中运行的方式，问题得
到解决。 


6 结束语 
上述有关中断动态处理方法及其3种运行方式，是基于S3C4510B系统调试的一点小结，在A
RM技术的实际应用中具有典型性和代表性，读者可根据自己的应用场合及应用目的参考指
正。 

参考文献 
1、ARM Limited. ARM7TDMI(Rev4) Technical Reference Manual 
2、李驹光. ARM应用系统开发详解──基于S3C4510B的系统设计[M].北京：清华大学出版
社，2003 
3、马忠梅. ARM嵌入式处理器结构与应用基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003
 

 

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