1 儲存器部分原理
筆者在設計一專案時採用lpc2458。此cpu為 核心，帶512k位元組的片內flash，98k位元組的片內ram，支援片外local bus ，可從片外nor flash啟動cpu。由於**量較大，程式放在片外的nor flash中。且存在片外nor flash在執行程式時，需對片外的nor flash擦寫的需求。圖1為儲存部分 。
圖1 儲存部分原理框圖
在設計中，片外nor flash的大小為16m位元組。其中2m規劃為存放執行程式，剩餘的空間用於產品執行日誌，告警燈儲存空間。因此存在著在程式執行時對片外nor flash擦寫的需求。如果程式正在正常執行的片外flash中去擦寫flash，會存在匯流排衝突的問題，無法實現此功能。我們採用arm7核心的swi軟中斷功能來實現。
2 arm軟中斷原理(swi)
軟中斷(swi)目前沒有找到任何官方的正式定義。筆者嘗試與硬中斷對比定義如下：
1. 軟中斷發生的時間是由程式控制的，而硬中斷發生的時間是隨機的。
2. 軟中斷是由程式呼叫發生的，而硬中斷是由外設引發的。
3. 硬中斷處理程式要確保它能快速完成它的任務，這樣程式執行時才不會等待較長的時間。
在c程式中呼叫軟體中斷需要用到編譯器的擴充套件功能，使用關鍵字「_swi」來宣告中斷函式。注意軟中斷號碼同時在函式定義時指定。
_swi(0x24) void my_swi(void);
這樣當呼叫函式my_swi的時候，就會用「swi 0x24」來代替普通的函式呼叫「bl my_swi」。
可以發現軟體中斷同樣存在著中斷分支的問題，即需要根據中斷號碼來決定呼叫不同的處理程式。軟中斷號碼只存在於swi指令碼當中，因此需要在中斷處理程式中讀取觸發中斷的指令**，然後提取中斷號資訊，再進行進一步處理。下面是軟中斷指令的編碼格式：
arm狀態下的swi指令編碼格式，32位長度，其中24位是中斷編號。
thumb狀態下的swi指令編碼格式，16位長度，其中低8位是中斷編號。
為了在中斷處理程式裡面得到swi指令的位址，可以利用lr暫存器。每當響應一次swi的時候，處理器都會自動儲存並調整lr暫存器，使裡面的內容指向swi下一條指令的位址，所以把lr裡面的位址內容上溯一條指令就是所需的間隔不一樣，如果進入swi執行前是在arm狀態下，需要通過lr-4來獲得swi指令位址，如果是在thumb狀態下進入，則只有lr-2就可以了。
下面是一段提取swi中斷號碼的例程：
mrs r0,spsr;檢查進入swi響應前的狀態
tst r0,#t_bit;
ldrneh r0,[lr, #-2];是thumb，讀回swi指令碼
bicne r0, r0, #0xff00;提取低8位
ldreq r0, [lr, #-4];是arm，讀回swi指令碼
biceq r0, #ff000000;提取低24位;
暫存器r0中的內容是正確的軟中斷編號了。
3 flash的cfi介面簡介
在程式設計時，軟體由於需要支援多個廠家不同型號的flash，因此在對flash擦寫操作時，我們採用cfi介面。
cfi(common flash inte***ce)是jedec制定的乙個介面，用來幫助程式讀取flash的製造商id和裝置id，確定flash的大小，獲得flash的各個物理特性，比如block的擦除時間等等。主要的功能是使得軟體和硬體公升級更加方便，不同廠家之間的硬體相容性更好，可以實現底層硬體的互換。專案使用的flash命令定義列表如表1所示。
表1 nor flash命令定義列表
4 實現方案
4.1 swi實現介面程式
如圖1所示，lpc2458內部的flash存放boot程式，外部的flash存放應用程式。在需要擦寫外部flash時，由應用程式產生乙個軟中斷，使程式跳到內部flash中執行。cpu不再從片外flash中取指令，因此可擦寫片外flash。當 執行完畢後，程式又跳回片外flash中。
由於swi軟中斷中傳送引數比較麻煩，我們的swi軟中斷程式僅返回處理函式的位址，獲得位址後，重定義為函式位址指標的方法簡化處理，使程式的可讀性和維護性增強。
我們以flash的寫函式舉例說明採用swi方式的流程。
//定義函式指標型別
typedef unsigned long (*funcwr_t)(unsigned long, void *, unsigned long);
//定義寫flash函式，呼叫軟中斷
unsigned long write_flash(unsigned long startaddr, unsigned short* dataptr, unsigned long count)
extern unsigned long __swi(3) get_write_addr(void);
funcwr_t func; //定義乙個函式指標
func = (funcwr_t)get_write_addr();
return func(startaddr, dataptr, count);
unsigned long __swi(3)get_write_addr(void);
unsigned long __swi_3(void) //get write flash function address
return (unsigned long)norflash_write;
norflash_write函式 如下：
unsigned long norflash_write(unsigned long startaddr, unsigned short * dataptr, unsigned long count);
4.2 cfi介面實現
unsigned long norflash_write(unsigned long startaddr, unsigned short * dataptr, unsigned long count)
write_cmd(0x5555,0xaaaa);
write_cmd(0x2aaa,0x5555);
write_cmd(0x5555,0xa0a0);
5 總結
本文以arm7核心的lpc2458 mcu，採用軟中斷的方法實現片外flash在執行程式時，同時實現對此flash的寫操作例程。詳細描述了arm7核心的mcu軟中斷程式的設計方法。希望能對使用arm7核心、cortex-m3/m4核心的mcu，實現軟中斷程式起到乙個參考的作用。
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