让LED程序在片外SDRAM中运行

一、引子

在前一篇文章中，我们已经成功点亮过LED了，为什么还要再重复一次呢？

我们已经知道，Mini2440开发板有两种启动模式：从NorFlash启动和从NandFlash启动。

这里着重说明一下从NandFlash启动的过程。

在S3C2440片内有一块被称为SteppingStone的片内SRAM，它的大小为4K。将开发板设置为从NandFlash启动之后，SteppingStone会被映射成为0地址，并且在上电后，NandFlash前4K的数据会被自动拷贝至SteppingStone中。然后，系统从地址0处开始执行。

上一篇文章中的LED程序很小，所以它在大小仅为4K的SteppingStone中运行是可行的。但是如果我们编写的应用程序超过了4K,那该怎么办？

答案就是，利用SteppingStone，将NandFlash中的应用程序拷贝至片外SDRAM中去运行。当然，对于大小没有超过4K的程序，我们同样也能这样做。

接下来，我们就来实现LED程序在片外SDRAM中运行。

二、代码

1. led.S

@*************************************************************************

@ File：head.S

@ 功能：设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行

@*************************************************************************       

.equ        MEM_CTL_BASE,       0x48000000

.equ        SDRAM_BASE,         0x30000000

.text

.global _start

_start:

    bl  disable_watch_dog               @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启

    bl  memsetup                        @ 设置存储控制器

    bl  copy_steppingstone_to_sdram     @ 复制代码到SDRAM中

    ldr pc, =on_sdram                   @ 跳到SDRAM中继续执行

on_sdram:

    ldr sp, =0x34000000                 @ 设置堆栈

    bl  main

halt_loop:

    b   halt_loop

disable_watch_dog:

    @ 往WATCHDOG寄存器写0即可

    mov r1,     #0x53000000

    mov r2,     #0x0

    str r2,     [r1]

    mov pc,     lr      @ 返回

copy_steppingstone_to_sdram:

    @ 将Steppingstone的4K数据全部复制到SDRAM中去

    @ Steppingstone起始地址为0x00000000，SDRAM中起始地址为0x30000000

    mov r1, #0

    ldr r2, =SDRAM_BASE

    mov r3, #4*1024

1:

    ldr r4, [r1],#4     @ 从Steppingstone读取4字节的数据，并让源地址加4

    str r4, [r2],#4     @ 将此4字节的数据复制到SDRAM中，并让目地地址加4

    cmp r1, r3          @ 判断是否完成：源地址等于Steppingstone的未地址？

    bne 1b              @ 若没有复制完，继续

    mov pc,     lr      @ 返回

memsetup:

    @ 设置存储控制器以便使用SDRAM等外设

    mov r1,     #MEM_CTL_BASE       @ 存储控制器的13个寄存器的开始地址

    adrl    r2, mem_cfg_val         @ 这13个值的起始存储地址

    add r3,     r1, #52             @ 13*4 = 54

1:

    ldr r4,     [r2], #4            @ 读取设置值，并让r2加4

    str r4,     [r1], #4            @ 将此值写入寄存器，并让r1加4

    cmp r1,     r3                  @ 判断是否设置完所有13个寄存器

    bne 1b                          @ 若没有写成，继续

    mov pc,     lr                  @ 返回

.align 4

mem_cfg_val:

    @ 存储控制器13个寄存器的设置值

    .long   0x22011110      @ BWSCON

    .long   0x00000700      @ BANKCON0

    .long   0x00000700      @ BANKCON1

    .long   0x00000700      @ BANKCON2

    .long   0x00000700      @ BANKCON3

    .long   0x00000700      @ BANKCON4

    .long   0x00000700      @ BANKCON5

    .long   0x00018005      @ BANKCON6

    .long   0x00018005      @ BANKCON7

    .long   0x008C07A3      @ REFRESH

    .long   0x000000B1      @ BANKSIZE

    .long   0x00000030      @ MRSRB6

    .long   0x00000030      @ MRSRB7

以上代码依次做了以下几件事情：

关闭看门狗
配置存储控制器，以便接下来读写SDRAM
将SteppingStoen中所有内容拷贝至片外SDRAM中
设置SP
跳至Main函数，控制LED

需要说明的是“ ldr pc, =on_sdram ”这一句，为什么执行这一句代码后，PC指针就跳到了sdram，以及ldr与同样做为跳转指令的bl的区别，可以参考如下两篇文章：

2. led.c



#define	GPBCON		(*(volatile unsigned long *)0x56000010)

#define	GPBDAT		(*(volatile unsigned long *)0x56000014)

#define	GPB5_out	(1<<(5*2))

#define	GPB6_out	(1<<(6*2))

#define	GPB7_out	(1<<(7*2))

#define	GPB8_out	(1<<(8*2))

void  wait(unsigned long dly)

{

	for(; dly > 0; dly--);

}

int main(void)

{

	unsigned long i = 5;

	GPBCON = GPB5_out|GPB6_out|GPB7_out|GPB8_out;		// 将LED1-4对应的GPB5/6/7/8四个引脚设为输出

	while(1){

		wait(30000);

		GPBDAT = (~(1<<i)) & 0xFFFFFFFF;	 	// 根据i的值，点亮LED1-4

		if(++i == 9)

			i = 5;

	}

	return 0;

}

以上的main函数，即为led.S中调用的main。其作用为依次点亮4个LED。

3. makefile

sdram.bin : head.S  leds.c

	arm-linux-gcc  -c -o head.o head.S

	arm-linux-gcc -c -o leds.o leds.c

	arm-linux-ld -Ttext 0x30000000 head.o leds.o -o sdram_elf

	arm-linux-objcopy -O binary -S sdram_elf sdram.bin

	arm-linux-objdump -D -m arm  sdram_elf > sdram.dis

clean:

	rm -f   sdram.dis sdram.bin sdram_elf *.o

以上是makefile的内容，需要注意的一点是，程序的链接地址被指定为0x30000000，它与led.S中的SDRAM_BASE值应一致。

三、烧录

将Mini2440通过串口线、USB线与电脑连接，设置为从NandFlash启动（假定NandFlash中已经烧录了supervivi），按住开发板上任意一个按键，然后上电，这时串口会打印出以下信息,提示你输入指令：

##### FriendlyARM BIOS for 2440 #####

[x] bon part 0 320k 2368k

[v] Download vivi

[k] Download linux kernel

[y] Download root_yaffs image

[a] Absolute User Application

[n] Download Nboot

[l] Download WinCE boot-logo

[w] Download WinCE NK.bin

[d] Download & Run

[z] Download zImage into RAM

[g] Boot linux from RAM

[f] Format the nand flash

[b] Boot the system

[s] Set the boot parameters

[u] Backup NAND Flash to HOST through USB(upload)

[r] Restore NAND Flash from HOST through USB

[q] Goto shell of vivi

[i] Version: 1026-12

Enter your selection:

在电脑键盘上敲击a，在dnw中选择由以上3个文件make生成的sdram.bin文件，将其烧录至NandFlash中。

烧录完成后，重新给开发板上电，可以看到4个LED灯被依次点亮。

烧录过程中需要注意的是，指令a是将bin文件烧录至Nandflash中，此时dnw中的Download Address是没有作用的。而指令d则是将bin文件烧录至SDRAM中，此时设置的Download Address才起作用。

如果使用指令d将生成的sdram.bin烧录至sdram中，有可能达不到实验效果。因为在烧录完成后，sdram.bin被执行，它会将0地址即steppingstone处的4K内容拷贝至0x30000000处，而要知道，被拷贝的steppingstone中的4K数据，并不是我们的sdram.bin，而是本次上电时NandFlash前4K的数据。

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