ARM處理器廣泛使用在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，低耗電節(jié)能，非常適用移動(dòng)通訊領(lǐng)域。消費(fèi)性電子產(chǎn)品，例如可攜式裝置(PDA、移動(dòng)電話、多媒體播放器、掌上型電子游戲，和計(jì)算機(jī))，電腦外設(shè)(硬盤、桌上型路由器)，甚至導(dǎo)彈的彈載計(jì)算機(jī)等軍用設(shè)施。

啟動(dòng)架構(gòu)是嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。掌握啟動(dòng)架構(gòu)對(duì)于了解嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行原理有著重要的意義。嵌入式系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)，引導(dǎo)代碼、操作系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用程序的加載主要有兩種架構(gòu)，一種是直接從 Nor Flash 啟動(dòng)的架構(gòu)，另一種是直接從 Nand Flash 啟動(dòng)的架構(gòu)。

需要注意的是，在嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)引導(dǎo)的過(guò)程中會(huì)有多種情況出現(xiàn)，如 vxWorks 的啟動(dòng)代碼 BootRom 就有壓縮和非壓縮，駐留和非駐留方式之分，而操作系統(tǒng)本身也多以壓縮映象方式存儲(chǔ)，所以啟動(dòng)代碼在執(zhí)行和加載過(guò)程中需要根據(jù)不同的情況，作出相應(yīng)的處理。

1 從 Nor Flash 啟動(dòng)

Nor Flash 具有芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP，eXecute In Place)的特點(diǎn)，在嵌入式系統(tǒng)中常做為存放啟動(dòng)代碼的首選。從 Nor Flash 啟動(dòng)的架構(gòu)又可細(xì)分為只使用 Nor Flash 的啟動(dòng)架構(gòu)和 Nor Flash 與 Nand Flash 配合使用的啟動(dòng)架構(gòu)。圖 5 給出了這兩種啟動(dòng)架構(gòu)的原理框圖。

1.1 單獨(dú)使用 Nor Flash

在該架構(gòu)中，引導(dǎo)代碼、操作系統(tǒng)和應(yīng)用代碼共存于同一塊 Nor Flash 中。系統(tǒng)上電后，引導(dǎo)代碼首先在 Nor Flash 中執(zhí)行，然后把操作系統(tǒng)和應(yīng)用代碼加載到速度更高的 SDRAM 中運(yùn)行。另一種可行的架構(gòu)是，在 Nor Flash 中執(zhí)行引導(dǎo)代碼和操作系統(tǒng)，而只將應(yīng)用代碼加載到 SDRAM 中執(zhí)行。

該架構(gòu)充分利用了 Nor Flash 芯片內(nèi)執(zhí)行的特點(diǎn)，可有效提升系統(tǒng)性能。不足在于隨著操作系統(tǒng)和應(yīng)用代碼容量的增加，需要更大容量昂貴的 Nor Flash 來(lái)支撐。

1.2 Nor Flash 和 Nand Flash 配合使用

Nor Flash 的單獨(dú)使用對(duì)于代碼量較大的應(yīng)用程序會(huì)增加產(chǎn)品的成本投入，一種的改進(jìn)的方式是采用 Nor Flash 和 Nand Flash 配合使用的架構(gòu)。在該架構(gòu)中附加了一塊 Nand Flash，Nor Flash(2M 或 4M)中存放啟動(dòng)代碼和操作系統(tǒng)(操作系統(tǒng)可以根據(jù)代碼量的大小選擇存放于 Nor Flash 或者 Nand Flash)，而 Nand Flash 中存放應(yīng)用代碼，根據(jù)存放的應(yīng)用代碼量的大小可以對(duì) Nand Flash 容量做出相應(yīng)的改變。

系統(tǒng)上電后，引導(dǎo)代碼直接在 Nor Flash 中執(zhí)行，把 Nand Flash 中的操作系統(tǒng)和應(yīng)用代碼加載到速度更高的 SDRAM 中執(zhí)行。也可以在 Nor Flash 中執(zhí)行引導(dǎo)代碼和操作系統(tǒng)，而只將 Nand Flash 中的應(yīng)用代碼加載到 SDRAM 中執(zhí)行。該架構(gòu)是當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)中運(yùn)用最廣泛的啟動(dòng)架構(gòu)之一。

1.3 從 Nand Flash 啟動(dòng)

有些處理器如 SamSung 公司的 arm920T 系列處理器 S3C2410 支持從 Nand Flash 啟動(dòng)的模式，它的工作原理是將 NandFlash 中存儲(chǔ)的前 4KB 代碼裝入一個(gè)稱為 Steppingstone(BootSRAM)的地址中，然后開(kāi)始執(zhí)行該段引導(dǎo)代碼，從而完成對(duì)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的加載。該方式需要處理器內(nèi)部有 NAND 控制器，同時(shí)還要提供一定大小額外的 SRAM 空間，有一定的使用局限性，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中較少使用。