基于SEP3203处理器的BSP的实现探讨

1、引言

BSP是Board Support Package的缩写。该术语通常用于嵌入式领域，主要指在开发嵌人式应用时系统开发商提供的各种支持库。由于每个嵌人式系统提供商都根据自己的操作系统而提出对BSP的不同理解，因此，在涉及到BSP的具体涵义时，必须基于具体的嵌入式系统。本文将以基于SEP3203的无线通讯产品为例，说明其BSP 的内容及实现。该无线通讯产品硬件结构如（图一 无线通讯产品硬件结构图），SEP3203外接了Nor flash和SDRAM，并通过串口与无线模块和仪表通讯。软件执行流程图如（图二无线通讯产品软件流程图）。该无线通讯产品的BSP将提供给应用程序开发者一个与硬件无关的开发平台。

2、概要设计

2．1、无线通信平台BSP的内容

根据无线数据终端的硬件平台，BSP的内容应包括EMI （存储器接口）的配置、PMU（电源管理模块）的配置、代码的搬运和串口的驱动程序。

2．2、整体框架

为了完成BSP的内容，上电后，首先应配置EMI,PMU,这是因为EMI 决定了内存的地址分配，而PMU 是配置其它硬件的前提。然后，考虑到代码执行效率，将代码搬运到内存中执行，并进行指针的重新定位。最后，在主程序中完成对串口的配置如（图三 BSP流程）。从上电开始到Remap操作结束运行的这段代码即为无线通信平台的启动代码。

3、启动代码的设计

3．1、启动代码的编写

上电后，pc指针指向地址0x00000000，而此时地址0x00000000与NOR FLASH 首地址重合， 这时NOR FLASH 同时拥有两个地址：0x00000000和0x20000000。因此，pc指针实际指向了NOR FALSH 的首地址，即为启动代码的起始地址。启动代码编写如下：

//配置PMU与EMI

    ldr     r1, =0x1000100c       //配置内部模块时钟源供给的控制寄存器

    ldr     r2, =0x0ffff;      

    str     r2,[r1]

    ldr     r1, =0x10001014       //配置芯片工作模式寄存器

    ldr     r2, =0x1

    str     r2,[r1]

    ……   

    ldr     r1, =0x11000000    //配置存储器参数配置寄存器

    ldr     r2, =0xB91331FF    

    str     r2, [ r1 ]                                                         

    ldr     r1, =0x11000014       //配置SDRAM 时序配置寄存器

ldr     r2, =0x01004077   

    str     r2, [ r1 ]         [page]

//搬运Nor flash中所有代码(包括bootloader)到SDRAM

    ldr     r3, =0x00000000     //SDRAM起始地址

    ldr     r1, =0x30002000   //搬运代码SDRAM目标地址

    ldr     r2, =0x20001000   //代码在flash中的起始地址

LOOP                           //每个循环搬运32位代码

    ldr     r4, [r2], #4        //将代码从flash搬运到SDRAM中

    str     r4, [r1], #4        

    add         r3, r3, #1

    cmp     r3, #0x2C000        //0x2C000为代码量

bne  LOOP   

//REMAP操作

    ldr     pc, =0x20000080     //定位pc指针

    mov     r0, r0              //空语句

    mov     r0, r0

    mov     r0, r0

    mov     r0, r0 

    ldr     r1, =0x11000010     //配置REMAP寄存器

    ldr     r2, =0x0000000b   

    str     r2, [ r1 ]             

//使pc指针指向主程序起始地址

    ldr     pc, =0x30002000      //定位pc指针

    mov     r0, r0

    mov     r0, r0

    mov     r0, r0

    mov     r0, r0

3．2、启动代码的难点分析

ARM7执行指令为三级流水线结构，即第一条指令执行的时，第二条指令正在译码，第三条指令正在取指如（图四三级流水线）。

Remap操作中，语句ldr  pc, =0x20000080是将pc指针指向了下面的4条mov语句，这4条mov语句是没有意义的，只是用来填充三级流水线，以避免执行Remap操作时，产生不必要的错误。

Remap操作后，NOR FLASH 将失去零地址，而只拥有实际地址0x20000000，而SDRAM 则拥有了两个起始地址，即0x00000000和0x30000000，访问这两个地址实际上都是在访问SDRAM。因此，当完成代码搬运后，pc指针应先重新定位到Nor Flash实际地址（0x20000000开始的地址）再继续运行启动代码的剩余部分，否则Remap之后pc会取错地址导致错误。

语句ldr pc, =0x30002000将pc指针定位到主程序的入口，之后4条mov语句用于填充三级流水线，否则pc指针在读取重新定位pc指针指令后，将会继续向下移动，取错指令。

pc指针跳转到主程序的入口后，整个启动代码结束。

4、串口驱动程序

 串口驱动程序包含串口配置和收发数据两部分，接收数据使用do（取fifo数据）while（fifo非空）的结构读取fifo中的数据；发送数据即直接向发送fifo填入数据，其代码不再赘述。串口配置是在主函数运行后进行的。代码如下：

int init_uart(unsigned long sysclk, unsigned long baudrate, unsigned long databit, unsigned long trigerlevel)             

{

    unsigned long baud, bit, triger, baudh, baudl;

    baud  = sysclk/16/baudrate

    baudh = baud >> 8               //波特率高8位和低8位分离

    baudl = baud & 0xff                     

write_reg(UART0_LCR, bit);      //选择访问波特率设置寄存器

    write_reg(UART0_DLH, baudh)     //分高低8位分别配置波特率

    write_reg(UART0_DLL, baudl)           

    read_reg(UART0_LCR) &= (~(0x1 << 7))   //关闭波特率配置寄存器访问

    write_reg(UART0_FCR, triger)           //配置fifo触发级

    write_reg(UART0_IER, 0x00)             //使能串口相关中断源

irq_enable(INT_UART0);                 //使能串口中断

}

由于SEP3203处理器的串口波特率配置寄存器地址是与其他寄存器地址复用的，所以在配置波特率时须进行如下操作:语句：write_reg(UART0_LCR, bit)中bit参数的第7位决定了波特率配置寄存器的访问，之后语句：read_reg(UART0_LCR) &= (~(0x1 << 7))关闭了波特率配置寄存器的访问。

本文作者创新点:

根据无线通信平台的测试及在仪表监控系统中应用的实际情况，本BSP完成了预定内容，且运行稳定。BSP的成功编写为今后更为复杂的底层开发提供了保证，也有助于相关嵌入式操作系统的移植与开发。

参考文献

1 杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京：清华大学出版社，2003.1-160

2 Andrew N.Sloss,Dominic Symes,Chris Wright. ARM嵌入式系统开发——软件设计与优化[M].北京:北京航空航天大学出版社，2005.1-92

3 董策，杨志家. AES加密算法的高速低功耗ASIC设计[J]. 微计算机信息-2005年09X期，36-37