MCU运行软件的过程可以总结为以下几个步骤:
上电复位
当MCU上电时,程序计数器(PC)会被初始化为上电复位时的地址,从此地址开始读取并执行指令。
取指令、译码、执行
程序计数器(PC)保存当前要执行指令的地址,通过这个地址将内存中的指令读到指令寄存器中。
指令译码器对指令进行译码,ALU运算器执行指令操作。例如,将PO端口的第0位置为低电平,然后更新PC以执行下一条指令,这个过程循环往复。
启动代码执行
MCU上电后,首先执行启动代码,进行必要的初始化操作,如建立中断向量表、初始化堆栈寄存器和内存等。
用户程序执行
启动代码执行完毕后,MCU跳转到用户程序的入口点,通常是`main`函数,开始执行用户编写的应用程序。
中断处理
如果遇到中断,CPU利用中断向量表转入相应的中断服务程序进行处理。中断向量表包含了中断源的识别标志和中断服务程序的入口地址或偏移量。
软件自启动
在某些情况下,MCU可以通过特定的启动方式(如从Bootloader加载程序)来启动运行软件。这种方式下,CPU会从指定的地址(如0x0000_0000或0x8000_0000)开始读取并执行程序。
安全认证
在某些应用场景中,MCU在启动软件前会进行安全认证,确保软件的可信性。这可能包括MAC认证和签名校验等步骤,只有认证成功后,软件才会被启动运行。
建议
初始化:确保在程序开始执行前,所有必要的硬件资源(如内存、堆栈、中断系统等)都已正确初始化。
中断管理:合理配置和管理中断,确保中断服务程序能够及时响应并处理各种异常情况。
安全性:在软件启动过程中,考虑增加安全认证机制,防止未授权或恶意软件的运行。