PART.01

引言

本文詳細(xì)介紹了RX MCU從復(fù)位到進(jìn)入main函數(shù)的過程，有助于讀者對RX MCU體系結(jié)構(gòu)的理解，RAM和ROM的初始化，以及bootloader程序的開發(fā)。

PART.02

啟動代碼流程分析

RX MCU啟動代碼主要在resetprg.c文件中，RX的啟動代碼以C語言實(shí)現(xiàn)，因此可讀性和可維護(hù)性更高。啟動代碼統(tǒng)一放在PowerON_Reset_PC函數(shù)內(nèi)，復(fù)位向量表保存的正是該函數(shù)入口的物理地址。因此當(dāng)芯片發(fā)生復(fù)位后，CPU會從復(fù)位向量取出該地址，并自動跳轉(zhuǎn)到PowerON_Reset_PC函數(shù)執(zhí)行，完成啟動流程并最終進(jìn)入應(yīng)用程序。

具體的啟動流程如下

2.1 從復(fù)位向量到啟動函數(shù)

MCU復(fù)位后，CPU會從復(fù)位向量地址0xFFFFFFFC讀取一個32位入口地址（Reset Vector）。該入口地址會被裝載到PC（程序計數(shù)器）中，隨后CPU跳轉(zhuǎn)到該入口地址開始執(zhí)行啟動代碼，0xFFFFFFFC存放的是復(fù)位入口函數(shù)（PowerON_Reset_PC）的地址。RX的內(nèi)存分區(qū)情況以及跳轉(zhuǎn)過程如下圖所示：

2.2 設(shè)置棧指針

在調(diào)用入口函數(shù)（PowerOn_Reset_PC）之前，需要初始化棧指針，這一步設(shè)計在CC-RX編譯器中。CC?RX編譯器在該函數(shù)開頭自動插入棧指針初始化：

1RX有兩種?？梢栽O(shè)置：中斷棧指針I(yè)nterrupt Stack Pointer(ISP)、用戶棧指針User Stack Pointer(USP)，其中中斷棧是必須的。

2MVTC是Renesas RX指令集中的一條匯編指令，全稱Move To Control Register，是“把數(shù)據(jù)寫入控制寄存器”。

3TOPOF SU+SIZEOF SU等于SU段起始地址+段大小=段末端（棧頂）；SI同理。

4初始化把USP/ISP設(shè)到各自棧區(qū)的棧頂，以便隨后棧向低地址增長。

2.3初始化中斷、異常向量表寄存器：INTB、EXTB

配置中斷和異常的控制寄存器，初始化系統(tǒng)中斷和異常的響應(yīng)。

代碼如下：

2.4 初始化浮點(diǎn)狀態(tài)寄存器:FPSW

FPSW是CPU控制浮點(diǎn)單元的狀態(tài)寄存器，在啟動時需要初始化為預(yù)設(shè)值，以確保浮點(diǎn)計算正確。

代碼如下：

2.5 切換到高速運(yùn)行時鐘

MCU RX上電復(fù)位后，首先使用的是LOCO（Low-speed on-chip oscillator），到這一步后，時鐘源從LOCO切換到用戶選擇的高速運(yùn)行時鐘，如HOCO（High-speed on-chip oscillator）。

代碼如下：

1

切換MCU到高速運(yùn)行模式，調(diào)用operating_frequency_set()來設(shè)置系統(tǒng)時鐘頻率。

2

條件編譯：如果不是Bootloader工程（BSP_CFG_BOOTLOADER_PROJECT == 0），則執(zhí)行l(wèi)pt_clock_source_select()，用于選擇低功耗定時器（LPT）的時鐘源。

2.6 初始化C運(yùn)行環(huán)境

代碼如下：

在該階段，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)_INITSCT完成RAM數(shù)據(jù)區(qū)初始化：

1對初始化表BTBL[]指定的B段（.bss段）執(zhí)行清零；對DTBL[]指定的D/R段（.data段），將ROM中D段初始值拷貝到RAM中對應(yīng)的R段。

2DTBL[]與BTBL[]分別存放在C$DSEC 與C$BSEC段，并通過__sectop() / __secend()等段操作符提供各段的邊界地址，供_INITSCT函數(shù)遍歷處理。

2.7 初始化RAM

代碼如下：

“硬件資源鎖（hardware lock）”機(jī)制：用一個全局鎖數(shù)g_bsp_Locks來防止多個模塊/線程/中斷同時訪問同一個外設(shè)資源導(dǎo)致沖突。g_bsp_Locks是RAM變量，必須初始化。BSP_NUM_LOCKS是“枚舉總數(shù)”。

2.8 初始化I/O庫

初始化C標(biāo)準(zhǔn)庫的I/O流（stdin/stdout/stderr），代碼如下：

打開或創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)輸入（stdin）、標(biāo)準(zhǔn)輸出（stdout）和標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出（stderr）的文件，可以用printf輸出打印信息。

2.9 初始化MCU的中斷回調(diào)

代碼如下：

注

初始化BSP的“中斷回調(diào)函數(shù)表”，把所有中斷源的回調(diào)函數(shù)先設(shè)為“空函數(shù)占位”。避免野指針。

2.10 初始化寄存器保護(hù)功能

代碼如下：

注

為MCU的寄存器寫保護(hù)（Register Write Protection）功能做初始化，并定義受保護(hù)寄存器的分類。

2.11 配置MCU和板級硬件

代碼如下：

1output_ports_configure()：用戶可以根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行輸出端口的配置。

2interrupts_configure()：用戶可以根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行中斷的配置。

3peripheral_modules_enable()：啟用和配置MCU的外設(shè)。

4bsp_non_existent_port_init()：初始化“芯片封裝上不存在的引腳”。

2.12 使能中斷和選擇棧

（I Stack or U Stack）

代碼如下：

開中斷和選擇使用哪一個棧：

I stack or U stack（即中斷?；蛴脩魲＃?。

使用RTOS情況下：進(jìn)入Supervisor（特權(quán)）模式，并且在啟動階段保持中斷關(guān)閉。

非RTOS情況：如果用戶只選擇1個棧，則不會設(shè)置“U”位（即用戶棧），CPU將始終使用中斷棧。

2.13 選擇是否使用RTOS并進(jìn)入main函數(shù)

無RTOS或Azure RTOS直接調(diào)用R_BSP_MAIN_FUNCTION()（就是main())，不應(yīng)該返回。

至此，是RXMCU 從上電復(fù)位到進(jìn)入main()的全過程。

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