在MPC555中实现从RAM的快速引导
摘要：介绍了PowerPC系列微处理器的异常和中断。同时以MPC555为例对嵌入式系统从ROM和RAM中的引导特点及技术实现方法进行了比较，给出了MPC555从RAM快速引导的实现方法。关键词：MPC555；BOOT；异常向量；中断；映射
１ 引言
嵌入式系统是以各种嵌入式微处理器为内核的计算机控制系统。它是计算机硬件和软件的集合体?通常是为了嵌入到对象体系中完成某种特定功能而设计的。ＭＰＣ５５５是摩托罗拉ＭＰＣ５００ ＰｏｗｅｒＰＣ精简指令集类３２位微处理器。它能在－４５℃～１２５℃恶劣环境下工作，其工作时钟可达４０ＭＨｚ。ＭＰＣ５５５具有强大的浮点计算处理能力并支持复杂的算法。该器件具有多个独立的通讯和时间处理模块，内部带有４４８ｋ字节的ｆｌａｓｈ，因此，该产品即使在个人手中，也可随时更新升级。ＭＰＣ５５５兼有工业标准ＪＴＡＧ和ＢＤＭ接口，从而使产品硬件和软件的调试和试验更加方便快捷。ＭＰＣ５５５已经在航空航天、汽车制造、继电保护等行业得到广泛应用。
由于在产品开发的后期，通常需要把程序用仿真器烧录到ＲＯＭ中，但程序在ＲＯＭ中的运行速度低于在ＲＡＭ中的运行速度。为了提高程序的运行速度，往往需要在上电初始化阶段把ＲＯＭ中的程序复制到ＲＡＭ中去，或者通过双重映射把ＲＯＭ的地址映射到外部ＲＡＭ。本文以ＭＰＣ５５５为例，给出了从ＲＡＭ中将程序快速引导运行的具体实现方法。
２ ＰｏｗｅｒＰＣ５５５的几个基本概念
２．１ 异常与中断
异常通常是指改变正常的程序流和机器状态的事件。比如系统复位、递减器过零、系统调用指令、各种总线错误等。当一个异常事件发生时，通常会发生一个快速的硬件设备的转换或处理器分支到一个地址（异常向量），且一种异常类型对应一个地址的情况下。
中断是异常的一种类型，通常由外部中断输入引脚或者装置的中断请求所引起。在ＰｏｗｅｒＰＣ结构中，所有的中断都分享一个异常向量偏移，称为“外部中断”，通常映射的偏移地址为０ｘ５００。
２．２ 异常向量和异常向量表
异常发生后，首先被识别，然后机器的即时状态被保存，这时处理器从某一地址开始执行，异常向量就是这个地址。与６８０００结构不同（它的向量是指针），ＰｏｗｅｒＰＣ的向量是固定的地址。每一个异常都有它自己的异常向量，异常向量等于基址和向量偏移量之和。异常基址通常是０ｘ０或者是０ｘＦＦＦ０００００，这取决于ＭＳＲ[ＩＰ]位的设置。表１所列是ＭＰＣ５５５的异常向量表。其中ＮＭＩ指的是非屏蔽性中断。
表1 异常向量表
异常的名称异常向量MSR[IP]=0异常向量MSR[IP]=1系统复位，NMI中断0x1000xfff00000[1] [2] [3] [4] [5] [6]