啟動軟件是芯片復位后執行的第一個軟件。
SSW在CPU0上執行 - 所有其他CPU在引導期間保持Halt狀態,由用戶軟件啟動,而:
BootROM中的SSW起始地址是CPU0的程序計數器寄存器中的復位值。從該位置獲取指令,這是在任何設備啟動之后執行的第一條指令。在此入口點之后,固件立即檢查testmode,如果選擇了testmode,則執行跳轉到測試固件
最后一條SSW指令跳轉到第一條用戶代碼指令。取決于用戶選擇的啟動配置,可以從不同位置獲取該第一用戶指令。
啟動軟件包含根據以下一項或多項初始化設備的過程:
以前存儲在專用Flash位置的信息
專用寄存器/存儲器位置中的特殊位/字段的當前狀態
觸發SSW執行的事件類型(最后一次重置事件),SSW執行可以由不同的事件觸發,包括上電、系統復位、應用復位。
應用于外部(配置)引腳的值(可選)SSW還會調用 - 以防 - 其他固件模塊。
啟動時的時鐘系統
上電或是系統復位后,時鐘模塊處于初始化狀態,各個總線的時鐘頻率如下:
而應用程序復位后,時鐘系統不會改變其狀態,因此器件以與復位事件之前相同的頻率和時鐘源運行。
有個注意的點是上電啟動過程和系統復位會重寫從CPU0 DSPR起的8 KByte空間。因此,應用軟件不應使用該區域保存數據。不同復位的影響如下圖所示。
啟動模式
其中HWCFG[0:2]用于配置MCU的供電模式,HWCFG[3]是BMI的選擇引腳,它決定啟動配置從引腳HWCFG[4:5]選擇,還是從Flash中BMI選擇。為了節省引腳資源和避免安全漏洞,通常啟動模式選擇用Flash中的BMI,芯片的判斷流程如下圖所示。
BMI信息存放在BMHD寄存器中,共由9個字段組成,如下圖所示,Flash中的BMHD寄存器總共有4個,如圖2所示,其目的是為了做冗余設計,保證在一個或多個損壞時,芯片仍能正常啟動。
其中:
1、STADABM存放的是用戶代碼的入口地址;
2、BMI用于配置用戶的啟動模式,BMI.PINDIS用于配置是否屏蔽硬件HWCFG[3:5]引腳功能,如果該位置位,那么BMI.HWCFG用作啟動配置;
3、LCL0LSEN、LCL1LSEN用于配置是否使能core0、core1的鎖步功能;
4、BMHDID為固定值0xB359;
5、ChkStart、ChkEnd用于存放計算CRC的起始地址和末尾地址,CRCrange、CC—R—C—r—a—n—g—e—分別是按照IEEE802.3中的CRC算法計算的CRC值和其取反的值;
6、CRChead、C—R—C—h—e—a—d—是計算BMHD的00H~17H的CRC值和其取反的值。
啟動流程
如下圖所示,主要的初始化過程在CPU0上執行,如果初始化階段要求鎖步核校驗,也可以切換至CPU1。其中Firmware固化在BootROM中的啟動程序。對于冷復位,可以通過配置PROCOND寄存器選擇性地初始化內存區。下面結合圖3介紹啟動的主要步驟:
1、調用Cstart()函數初始化C運行環境;初始化堆棧指針和程序狀態字(PSW)寄存器,A10寄存器用作堆棧指針,用戶堆棧指針基地址和堆棧大小通過連接文件設置,啟動代碼應該測試和初始化用于堆棧的存儲區,對齊堆棧邊界;上下文存儲區(CSA)初始化,PSW(CDC )寄存器中表示連續上下文切換的調用深度內容應該被重置,通過PCXI、LCX、FCX寄存器初始化CSA鏈表,通過連接文件配置CSA的大小;中斷及陷阱向量表的基地址初始化,也就是BIV和BTV寄存器;初始化PCON和DCON寄存器使能程序緩存、數據緩存,該寄存器的配置能有效縮短程序的運行時間;清除bss段的內存,復制data段的數據至內存中。
2、確認已發生的復位時間類型,并測試是否有電源故障和內存數據是否一致。如果復位類型為應用復位,且內存數據沒有破壞,則不需要初始化內存、時鐘、Flash模塊,從而進入快速啟動過程。
3、初始化驅動和外設至默認狀態。例如將端口引腳初始化為所需要的初始電氣狀態。
4、進行安全測試和初始化。包括CPU測試、RAM測試、SMU警告檢測和其他重要的安全啟動測試。另外可以調用safeTlib程序。
5、完成安全測試之后,對應用需要的硬件模塊驅動進行初始化,時鐘初始化,Flash配置,GTM初始化等。
6、在驅動程序初始化后,此時硬件只啟動了CPU0,其他核仍保持Halt狀態,軟件通過調用Startcore()、Cstart()函數啟動和初始化相應的核,最后把控制權交給操作系統。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:英飛凌TC27X芯片的啟動學習筆記
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