ARM Cortex-M3 从 RAM 初始状态启动

Question

我有两个 ARM Cortex-M3 芯片:STMF103C8T6 和 STM32F103VET6。

当设置为从RAM启动时，STMF103C8T6PC寄存器的初始状态为0x20000108； 0x200001e0 用于STM32F103VET6。

我无法在数据表中找到有关这些地址的信息。为什么它们以这种方式启动？我在哪里可以找到有关它的一些信息？

编辑:

澄清一下。当芯片设置为从闪存启动时，PC 寄存器指向复位处理程序的位置。该地址在复位向量表的地址 0x0 处提供。但是当芯片组从 RAM 启动时，PC 指向上面提到的常量地址。

编辑2:

STMF103C8T6拆解:

20000000 <Vectors>:
20000000:       20005000        andcs   r5, r0, r0
20000004:       2000010f        andcs   r0, r0, pc, lsl #2
20000008:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
2000000c:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
20000010:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
20000014:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
20000018:       2000010d        andcs   r0, r0, sp, lsl #2
    ...
20000108:       f000 b801       b.w     2000010e <Reset_Handler>

2000010c <HardFault_Handler>:
2000010c:       e7fe            b.n     2000010c <HardFault_Handler>

2000010e <Reset_Handler>:
    ...

STM32F103VET6拆解:

20000000 <Vectors>:
20000000:       20005000        andcs   r5, r0, r0
20000004:       200001e7        andcs   r0, r0, r7, ror #3
20000008:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
2000000c:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
20000010:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
20000014:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
20000018:       200001e5        andcs   r0, r0, r5, ror #3
    ...
200001e0:       f000 b801       b.w     200001e6 <Reset_Handler>

200001e4 <HardFault_Handler>:
200001e4:       e7fe            b.n     200001e4 <HardFault_Handler>

200001e6 <Reset_Handler>:
    ...

Answer 1

I am unable to find and information about these addresses in the datasheets. Why are they booted this way and where I can find some information about it?

据我所知，ST 没有任何官方文档提及这种行为，更不用说详细解释了。 The STM32F1 family reference manual第 3.4 节(“启动配置”)中含糊地指出:

Due to its fixed memory map, the code area starts from address 0x0000 0000 (accessed through the ICode/DCode buses) while the data area (SRAM) starts from address 0x2000 0000 (accessed through the system bus). The Cortex®-M3 CPU always fetches the reset vector on the ICode bus, which implies to have the boot space available only in the code area (typically, Flash memory). STM32F10xxx microcontrollers implement a special mechanism to be able to boot also from SRAM and not only from main Flash memory and System memory.

唯一引用这些地址和值的地方是在它们的一些模板启动文件中 - 即使这样，也不是全部。为 ARM 和 IAR 工具链提供的 SPL 启动文件缺乏对 BootRAM 的支持；此功能仅包含在 GCC 和 TrueSTUDIO 工具链的启动文件中。

无论如何。这是我对情况的最佳分析。

当 STM32F1 部件复位时，从 0x00000000 开始的内存块将根据 BOOT 引脚的配置进行映射。当它设置为从闪存启动时，该 block 被别名为闪存；当它设置为从引导加载程序运行时，该 block 被别名为内部 ROM block (大约或略低于 0x1FFFF000)。然而，当它设置为从 RAM 启动时，会发生非常奇怪的情况。

不像您所期望的那样将该内存块别名为 SRAM，而是将该内存块别名为一个微小(16 字节!)ROM。在 STM32F103C8(中等密度)部件上，该 ROM 具有以下内容:

20005000 20000109 20000004 20000004

此数据被解释为向量表:

• 第一个字导致堆栈指针初始化为 0x20005000，位于 RAM 顶部。

• 第二个字是复位向量，设置为 0x20000108(低位设置为启用 Thumb 模式)。该地址也位于 RAM 中，位于向量表末尾之外的几个字处，您应该将“魔法”值 0xF108F85F 放在此处。这实际上是指令ldr.w pc, [pc, #-480]，它从 RAM 加载真正的复位向量并分支到它。

• 第三个和第四个字是 NMI 和硬故障向量。它们没有设置低位，因此如果在 VTOR 仍为零时发生这些异常中的任何一个，处理器将出现双重故障。令人困惑的是，PC 将继续指向 RAM 中的向量表。

该 ROM 的具体内容因部分而异。例如，F107(连接线)具有 ROM 内容:

20005000 200001e1 20000004 20000004

具有相同的初始 SP，但初始 PC 不同。这是因为这部分有一个更大的向量表，中等密度地址将在其向量表内。

使用的位置和值的完整列表是:

• 低/中密度:0x0108(值:0xF108F85F)
• 低/中密度值线:0x01CC(值:0xF1CCF85F)
  注意: ST 的示例文件给出的值与低/中密度部件相同。我很确定这是错误的，并已在此处更正它，但我没有此类类型的任何部分可供测试。我希望得到反馈来确认这是否有效。
• 所有其他:0x01E0(值:0xF1E0F85F)

值得庆幸的是，这种行为似乎在很大程度上是 F103/5/7 系列所独有的。较新的部件使用不同的方法来控制启动，这些方法更加一致。