arm裸机编程
裸機編程（匯編+C）：
在windows下的工具：
ARM公司：
ARM ?DS-5：armV5、armV6、armV7。
Keil ?MDK-ARM：arm7、arm9、M、R4。
RVDS：RealView Development Studio，已被DS-5取代。
在Linux下工具：
編輯器：vi
編譯器：arm-linux-gcc
工具：makefile
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CPU架構和資源：
1.CPU ?Core：（cpu核心）
32KB ?I/D ?cache ?1MGhz
L2 ?cache ?512kb
NEON
2.System peripheral：
時鐘
系統定時器
RTC：Real-Time Clock，實時時鐘
Timer with PWM：帶有脈沖寬度調制電路控制的定時器
Watachdog timer：看門狗定時器
PLL：倍頻器（鎖相環）
DMA：Direct Memory Access，直接內存存取
ADC：Analog-to-Digital Converter，模擬/數字轉換器。
Keypad：鍵盤
Touch Screen:觸屏
3.Connectivity：
Audio IF：（音頻處理）
IIS：Internet Information Services，互聯網信息服務
PCM：Pulse Code Modulation，脈沖編碼調制
SPDIF：Sony/Philips Digital Interface Format，SONY、PHILIPS數字音頻接口
AC97：Audio Codec97 ，AC97軟聲卡
Storage IF：（擴展存儲）
MMC：MultiMedia Card，世界上最小的Flash Memory存貯卡
SD：Secure Digital Memory Card，安全數碼卡
ATA：Advanced Technology Attachment，硬盤接口技術，全球硬盤標準
Connectivity：（接口）
USB Host/OTG
UART
IIC
SPI：serial peripheral interface
Modem IF：modem interface
GPIO
4.Multimedia:（多媒體）
Camera IF：camera interface
MIPI（DSIM\CSIS） : Mobile Industry Processor Interface, 移動產業處理器接口
DSIM:
CSIS:
CSI:Channel State Information ,信道狀態信息
MFC: Multi Format Codec, 多格式編碼器
2D VG/3D graphics engine:圖形處理引擎
JPEG:
Image Rotator:
NTSC:National Television Standards Committee,國家電視標準委員會
PAL:電視廣播制式
HDMI:High Definition Multimedia Interface,高清晰度多媒體接口
TV out:
Video DAC:
TFT ?LCD:
5.Memory interface:（自帶存儲）
SRAM/ROM（cpu內部存儲）
OneNAND（擴展存儲）
NOR（擴展存儲）（沒有）
NAND（SLC/MLC） （擴展存儲）
LPDDR1/OneDRAM/LPDDR2/DDR2（內存，DRAM、SDRAM）
6.Power Management:（電源管理）
7.Multi layer AHB/AXI Bus:（高速總線，cpu核心和外圍的接口）
Internal SRAM 96Kb（內部的靜態的隨機存儲器）(二級高速緩存)（IRAM、ISRAM）
Internal ROM 64Kb （內部的隨機存儲器）（固件）（IROM）
Crypto Engines（系統安全）
237個多功能輸入輸出口，142個存儲器口；34組通用管腳分組，2組存儲器借口管腳分組。
GPIO：
控制146個GPIO中斷；
控制32個外部中斷；
237多功能輸入輸出口；
控制除了GPH0-3之外的所有管腳在睡眠模式的狀態。
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裸板編程
.s：純匯編
.S：兼容C的匯編
編程步驟：
看電路原理圖，知道硬件電路工作原理。
找到硬件對應的CPU管腳。
查看CPU手冊，找到對應的管腳控制器。
編寫啟動程序start.S
編寫頭文件.h和源文件.c
編寫makefile文件
燒寫程序到開發板
編程用到的寄存器一般都是特殊功能寄存器SFR：0xE000_0000——0xFFFF_FFFF(512MB)。
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代碼的重定位
程序有兩個地址：
程序的當前地址：程序在運行時所處的當前地址。
程序的鏈接地址：程序運行時應該位于的地址，編譯程序時可以指定鏈接地址。
對于裸機編程，只拷貝啟動設備（sd或nand）中的前16KB代碼到IRAM的BL1中，
如果代碼超過16KB，需要用前16KB的代碼將整個程序拷貝到DRAM中，
然后跳轉到DRAM中運行程序，這就叫做重定位。
可以將不超過16KB的代碼重定向到iSRAM中的其他地址，而不一定要從0xD0020010開始；
也可以將超過16KB的代碼重定位到DRAM中的某個地址。
重定位到IRAM或重定位到DRAM
程序中需要進行3步操作完成重定位：
1.重定位
2.清bss
3.跳轉
在makefile中指定鏈接地址：
-T FILE ? arm-linux-ld 的 ? ? ? -T選項 可以指定一個鏈接腳本
arm-linux-ld -Tsdram.lds -o sdram.elf $^ ? ? ? ?#DRAM
鏈接腳本：程序鏈接時的參考文件，擴展名一般為.lds，以DRAM為例：
********************
SECTIONS
{
. = 0x0;
.text : {
start.o
* (.text)
}
.data : {
* (.data)
}
bss_start = .;
.bss : {
* (.bss)
}
bss_end ?= .;
}
********************
鏈接腳本語法：
. = 0x0;表示程序的鏈接地址；.表示當前地址。
后面表示各個段的內容，*表示所有文件；
start.o表示代碼段需要和入口函數start.o合并。
start和end記錄bss段的起始地址和結束地址，在匯編程序中調用。
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第一個裸機程序——LED測試
看電路原理圖，LED測試電路工作原理。
找到LED對應的CPU管腳。
查看CPU手冊，找到對應的管腳控制器。
GPIO控制LED，在三星官方手冊查找GPIO：
四個LED分別用的GPIO的GPJ2_0-3；
GPJ2有8個管腳GPJ2[n]（n=0-7）；
GPJ2有六個寄存器
GPJ2CON [0]表示GPJ2_0管腳，由[3:0]四位控制該管腳的作用；
GPJ2CON[1]表示GPJ2_1,由[4:7]四位控制，以此類推，共32位，控制八個管腳。
CON控制寄存器有32位：0xE020_0280
0000 = Input
0001 = Output
0010 = MSM_DATA[0]
0011 = KP_COL[1]
0100 = CF_DATA[0]
0101 = MHL_D7
0110 ~ 1110 = Reserved
1111 = GPJ2_INT[0]
// 設置GPJ2CON的bit[0:15]，配置GPJ2_0/1/2/3引腳為輸出功能
ldr r1, =0xE0200280
ldr r0, =0x00001111
str r0, [r1]
GPJ2DAT[7:0]表示八個管腳由[7:0]八位控制；每一位控制一個管腳。
DAT數據寄存器有8位：0xE020_0284
1：高電平
0：低電平
// 設置GPJ2DAT的bit[0:3]，使GPJ2_0/1/2/3引腳輸出低電平，LED亮
ldr r1, =0xE0200284
mov r0, #0
str r0, [r1]
// 設置GPJ2DAT的bit[0:3]，使GPJ2_0/1/2/3引腳輸出高電平，LED滅
ldr r1, =0xE0200284
mov r0, #0xf
str r0, [r1]
在c中定義和使用寄存器
#define ? ? ?GPJ2CON ? ? ?(*(volatile unsigned long *) 0xE0200280)
#define ? ? ?GPJ2DAT ? ? ? (*(volatile unsigned long *) 0xE0200284)
void led_blink()
// LED閃爍
{
GPJ2CON = 0x00001111;// 配置引腳
while(1)
{
GPJ2DAT = 0;// LED on
delay(0x100000);
GPJ2DAT = 0xf;// LED off
delay(0x100000);
}
}
******************
匯編點亮led源程序
匯編程序：
見led_s中的start.S
******************
Makefile文件：
led.bin: start.o
arm-linux-ld -Ttext 0x0 -o led.elf $^
arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin
arm-linux-objdump -D led.elf > led_elf.dis
gcc mkv210_image.c -o mkmini210
./mkmini210 led.bin 210.bin
%.o : %.S
arm-linux-gcc -o $@ $< -c
%.o : %.c
arm-linux-gcc -o $@ $< -c clean: rm *.o *.elf *.bin *.dis –f
將led測試程序燒寫到SD卡的write2sd腳本：
sudo dd iflag=dsync oflag=dsync if=210.bin of=/dev/sdb seek=1
執行./write2sd后210.bin文件會被燒寫到sd卡的扇區1中，sd卡的起始扇區為0，一個扇區的大小為512byte，sd啟動時，IROM里的固化代碼是從扇區1開始拷貝代碼的。
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燒寫裸機程序：
1.用dd燒寫到sd卡
燒寫到SD卡：
sudo dd iflag=dsync oflag=dsync if=XXX.bin of=/dev/sdb seek=1
友善的板子需要用sdflasher將sd卡隔出一個無格式區，然后燒寫到這個區域。
注意：程序中要實現添加一個16byte的頭。
2.用minitools直接燒寫
minitools直接用usb就可以進行燒寫，不需要使用串口控制。
minitools燒寫程序有兩種方法：
直接燒寫到DRAM；
燒寫到NAND；
直接燒寫到DRAM中運行：
需要從已經燒寫了superboot的sd卡啟動，同時設置為usb傳輸模式；
燒寫裸機程序到DRAM中的地址為0x20000000~0x3F5FFFFF的區域運行，共502MB空間；其他10mb空間用來運行superboot。uboot來初始化內存和搬運代碼。
燒寫到NAND中：
需要從已經燒寫了superboot的sd卡啟動，同時設置為usb傳輸模式；
superboot會燒寫到nand，用來加載裸機程序；
快速啟動后，superboot會把裸機程序拷貝到DRAM的0x20000000地址處，然后跳轉到給地址運行裸機程序。
當設置為從nand啟動時（需要燒寫裸機程序同時燒寫uboot），nand中的superboot會引導裸機程序到nand中運行。
注意：
在makefile中要指定程序運行地址（在內存中運行）：
arm-linux-ld -Ttext 0x20000000 -o led.elf $^
程序不能在nand中運行，只能在內存中運行。
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手動關閉看門狗編程
看門狗用于監控cpu的運行，保證在故障干擾情況下能盡快回復正常，看門狗和定時器都能定時，而定時器不能發出復位信號，看門狗可以發出復位信號，在啟動時IROM會自動關閉看門狗；這里學習手動關閉看門狗(關閉復位功能)。
看數據手冊得到看門狗的寄存器信息：
看門狗定時器有四個寄存器：
WTCON：控制寄存器；0xE2700000
WTDAT：數據寄存器；0xE2700004
WTCNT：計數寄存器；0xE2700008
WTCLRINT：中斷清除寄存器；0xE270000C
WTCON控制寄存器有32位：0xE2700000
[0]: Reset enable/disable
0:disable the reset function of the watchdog timer.
1:asserts reset signal of the S5PV210 at watchdog timer-out.
// 關閉看門狗
ldr ? ? r0, =0xE2700000
mov ? r1, #0
str ? ? r1, [r0]
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控制I cache（協處理器）
cache：在主存和cpu通用寄存器之間設置了一類高速的容量小的存儲器，
把正在執行的指令地址附近的一部分指令或數據從主存調入到這類存儲器，
供cpu在一段時間使用，提高程序運行速度。這種介于主存和cpu之間的高速小容量存儲器就是cache。
常見的cache包括icache和dcache。
系統剛上電時，cache中的內容是無效的，并且cache的功能是關閉的，
往cp15協處理器中的寄存器1的bit[12]寫入1可以啟動icache，
寫入0可以停止icache。
往cp15的協處理器中的寄存器1的bit[2]寫入1可以啟動dcache，
寫入0可以停止dcache。
dcache必須在mmu被啟動后才能被啟動，裸機編程一般不啟動mmu。
// 打開icache可提高運行速度
#ifdef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF
// clear bit 12 (I) I-cache
bic ? ? r0, r0, #0x00001000
#else
// set bit 12 (I) I-cache
orr ? ? r0, r0, #0x00001000
#endif
mcr ? ? p15, 0, r0, c1, c0, 0
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設置棧
代碼段：存放代碼。
數據段：存放已經初始化的全局變量和用static申明的變量。
BSS段：存放沒有初始化的變量。
堆（heap）：存放進程運行中被動態分配的內存段。
棧（stack）：用戶存放程序臨時創建的局部變量（不包括全局變量和static申明的變量）；保護現場；函數調用時傳遞參數（參數個數超過四個）；保存臨時變量。
在匯編中設置棧,棧的地址由用戶分配。
// 設置棧，以便調用c函數
ldr ? ? sp, =0xD0037D80
ISRAM的內部空間的分配：
0xD003_7780——0xD003_7D80 ? ? ?SVC(管理模式）棧（1.5KB）
0xD003_7D80——0xD003_7F80 ? ? ?IRQ（中斷模式）棧（512B）
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蜂鳴器
1.從電路原理圖得知蜂鳴器由GPD0_0管腳控制，高電平動作。
2.從cpu數據手冊得知：
GPD0有四個管腳，六個寄存器：
GPD0CON：控制寄存器：
有16位，每四位控制一個管腳，GPD0_0由bit[3:0]控制，地址為0xE020_00A0。
0000 = Input
0001 = Output
0010 = TOUT_X
0011 ~ 1110 = Reserved
1111 = GPD0_INT[X]
#define GPD0CON ? ? ? ? ?(*(volatile unsigned long *)0xE02000A0)
void buzzer_init(void)
{
GPD0CON |= 1<<0;
}
GPD0DTA：數據寄存器：
有4位，每一位控制一個管腳，GPD0_0由bit[0]控制，地址為0xE020_00A4。
0：低電平
1：高電平
#define GPD0DAT ? ? ? ? ?(*(volatile unsigned long *)0xE02000A4)
void buzzer_on(void)
{
GPD0DAT |= 1<<0;
}
void buzzer_off(void)
{
GPD0DAT &= ~(1<<0);
}
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按鍵
1. ? ? 由電路原理圖得知cpu提供的keypad可以通過GPH2（column）和GPH3（row）擴展出8行和8列的矩陣鍵盤，開發板中使用GPH2_0——GPH2_3來控制4個按鍵，GPH3_0——GPH3_3來控制4個按鍵，共八個按鍵。按鍵為輸入模式，如果按鍵按下，那么讀入低電平，彈起時讀入高電平。
2. ? ? 從數據手冊得知：
GPH2和GPH3各有8個管腳，各有6個寄存器，以一個為例。
GPH2CON：控制寄存器，地址：0xE020_0C40
有32位，每四位控制一個管腳，bit[0:3]控制GPH2_0管腳，其他類推。
0000 = Input
0001 = Output
0010 = Reserved 0011 = KP_COL[0]
0011 ~ 1110 = Reserved
1111 = EXT_INT[16]
#define ? ? ?GPH2CON ? ? ?(*(volatile unsigned long *) 0xE0200C40)
#define ? ? ?GPH2_0_INTPUT ? ? ?~(0xf<<(0*4))
#define ? ? ?GPH2_1_INTPUT ? ? ?~(0xf<<(1*4))
#define ? ? ?GPH2_2_INTPUT ? ? ?~(0xf<<(2*4))
#define ? ? ?GPH2_3_INTPUT ? ? ?~(0xf<<(3*4))
GPH2CON = GPH2_0_INTPUT&GPH2_1_INTPUT&GPH2_2_INTPUT&GPH2_3_INTPUT;
GPH2DAT：數據寄存器，地址：0xE020_0C44
有8位，每一位控制一個管腳，bit[0]控制GPH2_0管腳。
0：低電平
1：高電平
#define ? ? ?GPH2DAT ? ? ? ? ?(*(volatile unsigned long *) 0xE0200C44)
// 讀取KEY相關的引腳值，用于判斷KEY是否被按下
unsigned long dat；
dat = GPH2DAT;
// 判斷KEY1:GPH2_0
if(dat & (1<<0)) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?// KEY1被按下，則LED1亮，否則LED1滅
GPJ2DAT |= 1<<0; ? ? ? ? ? ? ? // OFF
else
GPJ2DAT &= ~(1<<0); ? ? ? ? ?// ON
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串口(UART)
串行異步通信：異步協議以字符為數據傳輸單位，在每個字符開始傳輸時對字符內的比特位進行同步，通信中，兩個字符之間的間隔是不固定的，但是每個字符內的時間間隔是固定的。
字符的組成：起始位（用0表示）+5-8個數據位+校驗位+1-2個停止位（以1表示）
不進行傳輸時是空閑位或停止位（以1表示）。
傳輸過程：由一個低電平的起始位開始，然后按收、發雙方約定的頻率對約定的字符比特數進行逐位接收，數據位按照低位在前，高位在后的順序進行傳輸，最后以約定的算法進行錯誤檢驗，最后傳送的是高電平的停止位，傳輸結束。
RS232采用EIA電平，開發板和計算機接口采用TTL電平，所以，串口使用了電平轉換電路；RS232主要有DB25和DB9兩種類型的連接器。
210提供了四個串口，9針的串口實際只用到了第2和第3兩個管腳，2是RSR用來接收數據，3是RST用來發送數據。每個串口由GPA0和GPA1復用，每個串口有自己的內部串口寄存器來控制。
1.從底板電路原理圖得到串口和核心板的接口，從核心板得到串口的控制管腳：
ＣＯＭ０：
GPA0_0 : XuRXD0 : RSRXD0
GPA0_1 : XuTXD0 : RSTXD0
2.從數據手冊得到cpu控制串口的寄存器的信息：
GPA0和GPA1都是有8個管腳。
GPA0CON：控制寄存器，32位，每四位控制一個管腳，地址：0xE020_0000=0x（222222）22
COM0的RSR由GPA0_0管腳控制，由GPA0CON寄存器的bit[3:0]控制：
0000 = Input
0001 = Output
0010 = UART_0_RXD
0011 ~ 1110 = Reserved
1111 = GPA0_INT[0]
COM0的RST由GPA0_1管腳控制，由GPA0CON寄存器的bit[7:4]控制：
0000 = Input
0001 = Output
0010 = UART_0_TXD
0011 ~ 1110 = Reserved
1111 = GPA0_INT[1]
3.讀數據手冊，獲取串口控制寄存器信息
串口寄存器很多，分別控制四個串口，以COM0為例，n都可以換成0-3。
沒有列出都是保留位（reserved）。
ULCON0：串口線控寄存器，32位，地址：0xE290_0000=0x3（常規模式，不校驗，一位停止位，8位數據位）
bit[1:0]: 數據位：
00：5位
01：6位
10：7位
11：8位（串口通信）
bit[2]: 停止位：
0：一位（串口通信）
1：兩位
bit[5:3]: Parity(校驗位)：
0XX：不校驗（串口通信）
100：奇校驗
101：偶校驗
bit[6]: Infrared（紅外模式）：
0：常規模式操作（串口通信）
1：紅外模式
UCON0：串口控制寄存器，32位，地址：0xE290_0004=0x5（PLCK時鐘，中斷請求或查詢方式收發數據）
bit[1:0]: Rx ?模式：
00：禁用
01：中斷請求或查詢方式（串口通信）
10：DMA（直接內存訪問）模式
bit[3:2]: Tx ?模式：
00:禁止
01:中斷請求或查詢方式（串口通信）
10:DMA模式
bit[4]: break signal：
0：常規傳送（默認0）
1：發送break signal
bit[5]: 回路模式：用來測試硬件是不是OK。
0:常規操作（默認0）
1:回路模式
bit[6]: Rx ?錯誤狀態中斷使能位：
0：不產生Rx錯誤狀態中斷(默認0)
1：產生Rx錯誤狀態中斷
bit[7]: Rx ? time out使能位：
0:禁止（默認0）
1:使能
bit[8]: Rx ?中斷類型：
0:pulse（默認0）
1:level
bit[9]: Tx ?中斷類型：
0:pulse（默認0）
1:level
bit[10]: 時鐘選擇位：
0:PCLK，通用外設時鐘（默認0）
1:SCLK_UART，串口時鐘
bit[16]:Rx ?DMA觸發大小：
0:1byte（默認0）
1:4byte
bit[20]:Tx ?DMA觸發大小
0:1byte（默認0）
1:4byte
UFCON0：uart fifo control register，串口先進先出控制寄存器，32位，地址：0xE290_0008=0x1（啟用FIFO）
FIFO等價于串口的發送緩沖和接收緩沖。
bit[0]:FIFO使能位：
0：禁止
1：使能
bit[1]:Rx ?FIFO復位：
0：常規
1：Rx FIFO 復位
bit[2]:Tx ?FIFO 復位：
0：常規
1：Tx FIFO復位
bit[6:4]:Rx FIFO觸發等級：有兩個通道：
bit[10:8]:Tx FIFO 觸發等級：有四個通道：
UTRSTAT0：uart ? Tx/Rx ? status ? register：狀態寄存器，32位，地址：0xE290_0010.
接收數據讀取bit【0】，發送數據讀取bit【1】或bit【2】。
bit[0]:接收緩沖區數據準備
0：緩沖區寄存器為空，說明沒接收成功，循環等待
1：緩沖區寄存器有一個被接收的數據
bit[1]:發送緩沖區為空
0：發送緩沖區寄存器不為空，說明沒發送成功，循環等待
1：發送緩沖區寄存器為空
bit[2]:發送器為空
0：不為空，發送不成功，循環等待
1：發送器為空
UTXH0：uart transmit buffer register：發送緩沖區寄存器，32位，地址：0xE290_0020.
發送的數據。
bit[7:0]:UTXH0，UART0的傳輸數據
URXH0：uart recive buffer register：接收緩沖區寄存器，32位，地址：0xE290_0024.
接收的數據。
bit[7:0]:URXH0，UART0的接收數據
UBRDIV0：uart channel baud rate division register：波特率配置寄存器，32位，地址：0xE290_0028
我們用35。
bit[15:0]:UBRDIVn:
#define UART_UBRDIV_VAL ? ? ? ? ?35
UBRDIV0 = UART_UBRDIV_VAL;
UDIVSLOT0:uart channel dividing slot register: 波特率微調寄存器，32位，地址：0xE290_002C
我們用0x1.
bit[15:0]:UDIVSLOTn：一般不配置，頻率低需要微調
#define UART_UDIVSLOT_VAL ? ? 0x1
UDIVSLOT0 = UART_UDIVSLOT_VAL;
波特率計算方法：
DIV_VAL = (PCLK / (bps x 16)) ?1
PCLK是66.5*10^6，bps是115200，DIV_VAL取整數寫入寄存器UBRDIVn。
波特率微調計算方法：
將DIV_VAL的小數部分乘以16得到的整數部分查表（見手冊），得到寫入UDIVSLOT0寄存器的值。
串口編程：
1.初始化GPIO寄存器設置為串口模式
2.初始化串口寄存器
3.設置串口波特率
4.進行數據收發
開發板接收的數據由串口終端發出
開發板發送的數據在串口終端顯示
28 //通過調用該函數將接收緩沖區的數據返回給開發板
29 char uart_getchar()
30 {
31 ? ? ? ? while (! (UTRSTAT0 & (1 << 0)));
32 ? ? ? ? return URXH0;
33 }
34
35 //通過調用該函數,向發送緩充區放入數據,發送出去
36 void ?uart_putchar(char thechar)
37 {
38 ? ? ? ? while (! (UTRSTAT0 & (1 << 2)));
39 ? ? ? ? UTXH0 = thechar;
40 }
通過串口工具進行調試
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移植printf函數和scanf函數
函數的移植：
1.移植linux內核中的printk（linux內核有自己的庫）
2.移植u-boot中的printf和scanf（u-boot有自己的庫）
3.自己實現
庫函數（printf和scanf）
start.S
main.c
uart.c
Makefile
通過串口終端進行調試。
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增加命令功能：
類似于linux中的shell
實現簡單的幾個命令：
help：獲取命令信息
md：獲取內存信息
mw：寫內存
loadb：向內存上傳文件
go：運行內存中的程序
start.S
main.c
uart.c
shell.c
command.c
lib.c
stdio.c
Makefile
通過串口中斷進行調試。
轉義字符的使用：
c語言中的/n表示\n(換行）和\r（回車）兩個動作。
下面為串口中的識別方法（終端設備的識別方法）：
\r：表示回車，回到當前行的行首，也就是最左邊。
\n：表示換行，換到當前列的下一行位置。
\b：表示退格，將當前位置向前移動一位。
\0：表示空字符。
分析：
在c語言程序中通過串口終端發送\n，實際是想發送轉義字符使串口終端能實現回車鍵的功能（回車和換行），需要再發送一個\r，才能真正實現這個功能。
在c語言中程序通過串口終端接收\r，實際是想讓開發板接收到回車，需要再返回一個\n。
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時鐘
S5pV210有三類時鐘：
主系統時鐘domain（MSYS）；
顯示相關的時鐘domain（DSYS）；
外圍設備的時鐘domain（PSYS）。
MSYS：用來給處理器、DRAM控制器，3D、IRAM、IROM、中斷控制器等提供時鐘。
DSYS：用來給顯示部件提供時鐘，FIMC、FIMD、JPEG、IPs等
PSYS：用來給外圍設備提供時鐘，I2C、SPI、I2S、GPIO,uart等
210外接晶振(FIN)24Mhz，通過四個倍頻器(鎖相環，PLL）提高系統時鐘:
APLL（MSYS）;
MPLL（DSYS）;
EPLL（PSYS）;
VPLL（video相關時鐘使用）;
MSYS：
ARMCLK ? ? ? ? :100MHZ，傳給cpu的時鐘
HCLK_MSYS ? ? ?:200MHZ
PCLK_MSYS ? ? ?:100MHZ
HCLK_IMEM ? ? ?:100MHZ
SCLK_DMC0 ? ? ?:200MHZ
DSYS:
HCKL-DSYS ? ? ?:166MHZ
PCLK_DSYS ? ? ?:83MHZ
PSYS:
HCLK_PSYS ? ? ? ? ? :133MHZ
PCLK_PSYS ? ? ? ? ? :66MHZ
SCLK_ONENAND ? ?:166MHZ
CLK_DPM ? ? ? ? ? ? ?:
CLK_DVSEM ? ? ? ? ? :
時鐘的硬件組成有：
鎖相環（倍頻器）；
多路選擇器；
分頻器；
以下均已配置ARMCLK為例，的到1MHZ輸出個cpu。
鎖相環（PLL）控制寄存器有四類（APLL、MPLL、EPLL、VPLL），以APLL為例：
APLL_CON0:APLL控制寄存器0，32位，地址0xE0100100
bit[2:0]:SDIV：pll ?S分頻值
bit[13:8]:PDIV：pll ?P 分頻值
bit[25:16]:MDIV：pll ?M 分頻值
bit[29]:Pll ?鎖指示位，只讀位
0：解鎖
1：鎖
bit[31]:使能位
0：禁止
1：使能
S值 P值 M值用下列公式計算：
FOUT = MDIV X FIN / (PDIV × 2^(SDIV-1))
PDIV: 1 ≤ PDIV ≤ 63
MDIV: 64 ≤ MDIV ≤ 1023
SDIV: 1 ≤ SDIV ≤ 5
Fref (=FIN / PDIV): 1MHz ≤ Fref ≤ 12MHz
FVCO (=2 × MDIV × FIN / PDIV): 1000MHz ≤ FVCO ≤ 2060MHz
FOUT就是需要的輸出頻率，根據以上條件求出SPM三個值給寄存器。
APLL_CON1:APLL控制寄存器1（分頻器（鎖相環）），32位，地址0下E0100104
bit[4:0]:AFC，AFC值
bit[31]:AFC_ENB，AFC使能位
0:禁止
1：使能
時鐘的多路選擇器很多，所以時鐘源控制寄存器很多，以0為例:
CLK_SRC0：時鐘源控制寄存器0（多路選擇器），32位，地址0xE0100200.
bit[0]:APLL_SEL:控制MUXAPLL（和ARMCLK有關）
0：FINAPLL（多路選擇器MUX_APLL的0路輸入）
1：FOUTAPLL（多路選擇器MUX_APLL的1路輸入）
FINAPLL：來自于外接晶振24MHZ
FOUTAPLL：鎖相環APLL的輸出
bit[4]:MPLL_SEL:控制MUXMPLL
0：FINPLL
1：FOUTMPLL
bit8]:EPLL_SEL:控制MUXEPLL
0：FINPLL
1：FOUTEPLL
bit[12]:VPLL_SEL:控制MUXVPLL
0：FINVPLL
1：FOUTVPLL
bit[16]:MUX_MSYS_SEL：控制MUX_MSYS（和ARMCLK有關）
0：SCLKAPLL（多路選擇器MUX_MSYS的0路輸入）
1：SCLKMPLL（多路選擇器MUX_MSYS的1路輸入）
bit[20]:MUX_DSYS_SEL：控制MUX_DSYS
0：SCLKMPLL
1：SCLKA2M
bit[24]:MUX_MSYS_SEL：控制MUX_PSYS
0：SCLKMPLL
1：SCLKA2M
bit[28]:ONENAND_SEL：控制MUXFlash
0：HCLK_PSYS
1：HCLK_DSYS
時鐘的分頻器很多，所以時鐘分頻控制寄存器很多，以0為例：
CLK_DIV0:時鐘分頻器控制寄存器，32位，地址0xE0100300。
bit[2:0]:APLL_RATIO:DIVAPLL時鐘分頻器的比率（和ARMCLK有關）
ARMCLK=MOUT_MSYS / (APLL_RATIO + 1)
MOUT_MSYS為多路選擇器MUX_MSYS的輸出；
ARMCLK為分頻器DIV_APLL的輸出，送給cpu。
bit[6:4]:A2M_RATIO:
bit10:8]:HCLK_MSYS_RATIO:
bit[14:12]:PCLK_MSYS_RATIO:
bit[19:16]:HCLK_DSYS_RATIO:
bit[22:20]：PCLK_DSYS_RATIO:
bit[27:24]:HCLK_PSYS_RATIO:
bit[30:28]:PCLK_PSYS_RATIO:
時鐘編程參考數據手冊實現
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異常處理
程序正常執行流程中，程序計數器PC在其地址范圍內連續增加，還可以跳轉到附近程序標號，
或跳轉并連接到子例程。當這個常規執行流程被轉向到啟用處理器內部或外部資源產生的事件時，就發生了異常。異常是由于軟件錯誤引起的，是不正常現象。
210有7中異常（5種異常模式）：
1.復位異常（管理模式）
2.軟件中斷異常（管理模式）
3.未定義指令異常（未定義模式）
4.預取異常（數據訪問終止模式）
5.數據異常（數據訪問終止模式）
6.IRQ（外部中斷模式）
7.FIQ（快速中斷模式）
1.復位異常：
發生在處理器上電、或上電后的復位，是一種硬件異常。
2.軟件中斷異常（SWI指令觸發）
用戶定義的同步中斷指令，使得在user模式下運行的程序能夠請求在管理模式下運行的特權操作。
3.未定義指令異常（指令觸發）
當處理器或協處理器都沒有定義該指令時產生。
4.預取指異常
在處理器試圖執行一個未取指指令時發生，因為地址非法。
5.數據異常
在數據傳送指令試圖在非法地址載入或存儲數據時發生。
6.IRQ（外部中斷異常）
在處理器外部中斷申請管腳有效（低電平），且cpsr中的I位為清除時發生。
7.FIQ（快速中斷異常）
在處理器外部中斷申請管腳有效（低電平），且cpsr中的F位為清除時發生。
異常發生時硬件自動處理四件事：
1.PC值變了，pc值跳轉到異常向量表；
2.PC跳轉之前，pc的值保存到異常模式中的lr中；
3.cpsr更改了；
4.cpsr更改之前，cpsr的值保存到異常模式中的spsr中。
異常向量表和異常優先級：
向量表占用32字節空間，向量表為每個異常房分配一個字空間，七種異常占用28字節，加上一個保留字就是32字節。向量表中保存的是跳轉指令或載入pc指令來調整到相應的異常處理程序。當多個異常發生時，從優先級高的到優先級低的順序處理。
異常向量表和優先級：
1：復位異常，在向量表中的地址0x0，異常模式為管理模式
6：未定義指令，地址0x4，未定義模式
6：軟中斷，地址0x8，管理模式
5：預取指令，地址0xc，數據訪問終止模式
2：數據異常，地址0x10，數據訪問終止模式
4：中斷異常，地址0x18，IRQ模式
3：快速中斷異常，地址0x1c，FIQ模式
1.中斷向量表的實現
程序實現(以swi為例）：
//往pc加載一個標號
ldr pc,_reset
ldr pc,_und
ldr pc,_swi
ldr pc,_prefetch
ldr pc,_data
b .
ldr pc,_irq
ldr pc,_fiq
//用函數來實現
_swi:
.word swi
2.恢復通用寄存器和cpsr的異常
（所以在正常模式中要設置六種模式的六個棧（五個異常模式和正常模式））
stmfd sp!,{r0-3,r14} ? ? //壓棧
//異常處理
ldmfd sp!,{r0-r3,pc}^ ? ? //出棧，^用來恢復cpsr（將異常模式中的spsr給正常模式的cpsr）
3.恢復pc的異常
產生異常時，程序計數器指向的實際位置取決于異常的類型，也就是說pc跳轉前保存到lr中的pc值和異常類型有關。
如果異常發生在arm狀態，就將pc-4保存在lr中（正在執行的指令占一個字，已經讀取的指令占用一個字，pc指向的指令占用一個字，所以pc-4就是返回到已經讀取還沒執行的指令繼續執行）；
如果是thumb狀態，那個每種異常下的保存到pc中的值是不同的，所以需要軟件程序中指定pc值，才能在異常處理完后正常返回到arm代碼。
軟中斷和未定異常：
從已經取指的指令繼續執行即可
異常返回：
mov pc，lr
異常處理：
stmfd sp!,{r0-3,r14} ? ??
//異常處理
ldmfd sp!,{r0-r3,pc}^ ?
FIQ和IRQ異常：
pc被更新，存入lr的位pc-4，需要從正在執行的指令開始執行
從異常返回：
subs pc,lr,#4 ? ??
異常處理：
sub lr,lr,#4 ? ??
stmfd sp!,{r0-3,r14} ? ??
//異常處理
ldmfd sp!,{r0-r3,pc}^?
預取指令異常：
由于取指令失敗，所以pc還沒有更新，也就是說pc指向正在執行的指令的下一條取指失敗的指令位置，而不是已經取指的指令的下一條指令位置，返回的程序需要回到正在執行的指令處，重新取指。
從異常返回：
subs pc,lr,#4 ? ??
異常處理
sub lr,lr,#4 ? ??
stmfd sp!,{r0-3,r14} ? ??
//異常處理
ldmfd sp!,{r0-r3,pc}^?
數據中斷異常：
pc被更新，指向已經取指的下一條指令位置，返回時，需要返回到發生異常的指令。
從異常返回
subs pc,lr,#8
異常處理
sub lr，lr,#8
stmfd sp!,{r0-3,r14} ? ??
//異常處理
ldmfd sp!,{r0-r3,pc}^?
函數的實現（swi為例）：
swi:
stmfd sp!,{r0-r3,r14}
//可以實現自己需要的一些操作，跳轉過去即可
ldmfd sp!,{r0-r3,pc}^
4.觸發異常（以swi為例）
添加命令，在中斷輸入命令就可以觸發軟中斷。
swi_test1:
stmfd sp!,{lr}
swi 1
ldmfd sp!,{pc}
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中斷（一種特殊的異常）
中斷：cpu對系統發生的某個時間作出的反應，cpu暫停正在執行的程序，保留現場后自動的轉去執行相應的處理程序，處理完該時間后再返回斷點繼續執行被打斷的程序。
中斷時cpu硬件具備的功能，是正常現象，系統停止當前正在運行的程序而轉向其他服務，可能是因為優先級高的請求了服務，或者人為的安排。
210的中斷控制器組成：
4個向量中斷控制器VIC；
ARM PrimeCell PL192；
4個TrustZone Interrupt Controller (TZIC)；
210支持93個中斷源。
cpu處理中斷過程：
cpu執行每條指令前都會檢查有沒有中斷發生，若有硬件進行如下處理：
1.cpu進入irq模式；
2.將cpsr保存到spsr；
3.使用irq模式的r13和r14；
4.把下一條指令的地址存到r14；
5.跳轉到irq程序入口地址。
軟件進行的處理：
1.保存現場；
2.處理中斷（判斷中斷，調用相應的處理函數，清中斷）；
3.恢復現場。
1.從數據手冊得到中斷控制寄存器的信息：
p565
2.程序編寫
將按鍵的管腳設置為中斷管腳（按下按鍵產生中斷來點亮led）
設置中斷向量表；
初始化中斷控制器；
保護現場；
進入中斷模式；
判斷中斷；
中斷處理函數；
清中斷；
恢復現場。
初始化中斷控制器：
禁止所有中斷；
選擇中斷類型為irq；
清VICxADDR；
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系統定時器
參考數據手冊
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pwm定時器
210有5個32位的PWM定時器，其中0、1、2、3有pwm功能，4沒有輸出引腳。
PWM使用PCLK_PSYS作為時鐘源。
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watchdog定時器
看門狗定時器相當于一個16位的普通定時器。看門狗定時器和pwm定時器的區別在于它可以產生reset信號。
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RTC實時時鐘
RTC就是實時時鐘芯片，用于在系統斷電時，利用備用的電池記錄時間。
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外圍編程
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DMA（Direct Memory Access）
DMA關閉外設從內存獲取數據需要經過cpu，有了cpu外設可以直接從內存獲取數據。
DMA可以從內存直接讀取數據，解放cpu，由DMA控制器來從內存獲取數據。
對DMA控制器進行操作，設置DMA控制器的源地址、目的地址、長度，數據傳送到DMA之后產生一個中斷，表示數據傳輸完成。
1.從數據手冊得到DMA寄存器信息：
p754
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MMU（Memory Management Unit）
存儲管理單元的作用：
1.權限管理
2.地址映射
cpu內核-MMU-存儲管理器-DRAM
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DRAM（內存）（以DDR2為例）
有四塊ddr2，每塊128Mb，共512Mb。
管腳分析：
CK/nCK:兩個不同的時鐘輸入
CKE:時鐘使能輸入
nCS:片選輸入
nWE/nRAS/nCAS:命令輸入
ODT:死亡終點輸入
DM:輸入數據掩碼
DQS:輸入輸出口，讀數據輸出，寫數據輸入
nDQS:輸入輸出口，
BA0-BA2：bank地址輸入口
A0-A13:地址輸入總線
DQ0-7:輸入輸出口，數據總線
1.從電路原理圖得接口信息：
CK： ? ? ? Xm1SCLK
nCK: ? ? ? Xm1SCLKn
CKE: ? ? ? Xm1CKE0
nCS: ? ? ? Xm1CSn0
nWE： ? ?Xm1WEn
nRAS： ? Xm1RASn
nCAS: ? ? Xm1CASn
DM: ? ? ? ?Xm1DM0
DQS: ? ? ? Xm1DQS0
nDQS: ? ? Xm1DQSn0
BA0： ? ? Xm1BA0
BA1： ? ? ?Xm1BA1
BA2： ? ? ?Xm1CSn1/BA2：Xm1CSn1
A0-A13: ?Xm1ADDR[13:0]：Xm1ADDR0-13
DQ0-7: ? Xm1DATA[7:0]：Xm1DATA0-7
2.從數據手冊得到DRAM初始化信息
P596
3.從收據手冊得DRAM控制寄存器信息
P614
參考uboot的實現
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存儲設備（以NAND為例）
內存（RAM）：掉電易失，DRAM/SDRAM等，pc機叫DDR內存。
閃存(Flash/ROM)：非掉電易失，NOR（很少用），NAND（SLC、MLC），U盤、MMC卡和SD卡（TF卡已經被淘汰）也算NAND，pc機叫硬盤。
RAM：分為SRAM和DRAM（SDRAM已經淘汰）；SRAM開機就可以用，通常集成在CPU內部；SDRAM開機需要初始化才能用。
ROM：一般集成在CPU內部，作為固件使用。
對flash閃存的寫入操作只能在空或已擦出的單元進行，NAND的擦除是以8-32kb的塊進行的；NAND的接口使用復雜的I/O口來串行的存取數據，NAND的讀和寫采用512byte的塊。
以三星的單片128MB的NAND SLC為例：
512MB*8bit，48pin
輸入和輸出是相對于NAND芯片的，輸入（寫）為從cpu到nand，輸出（讀）為從nand到cpu。
讀：數據從nand到cpu；
寫：數據從cpu到nand。
I/O 0-7：八位數據位，命令、地址、數據都通過這八位輸入和輸出，和cpu進行數據交換。空閑時為高阻態。
CLE：命令鎖存使能，當CLE=1時，I/O口的輸入為命令在~WE的上升沿被鎖存。
ALE：地址鎖存使能，當ALE=1時，I/O口的輸入為地址在~WE的上升沿被鎖存。
當CLE和ALE都是低電平時，I/O的輸出為數據。
#CE：芯片使能，輸入，設備選擇控制引腳，低電平使能。
#RE：讀使能，輸入，，在~RE下降沿數據讀入有效，數據從nand到cpu，同時自動使內部列地址計數器加1，下降沿鎖存。
#WE：寫使能，輸入，控制I/O口的寫操作，低電平有效，數據從cpu到nand，I/O口在~WE的上升沿被鎖存。
#WP：寫保護，輸入，低電平時，內部高壓產生器復位，nand只讀。
R/#B：就緒/忙碌輸出信號，輸出，指明設備狀態，低電平時，表示一個編程、擦出或隨機讀操作正在進行（也就是busy），操作完成變成高電平（也就是ready）。
NAND的單位：
5地址周期
頁 ? ：1page=2kb+64byte（校驗）
塊 ? ：1block=64pages
設備：1device=8192blocks
NAND操作方法：
NAND內部固化了命令，可以直接使用，通過命令進行操作。
寫入命令、地址、數據時，需要將~WE、~CE同時拉低，數據在~WE的上升沿被NAND鎖存；
命令鎖存信號CLE、地址鎖存信號ALE用來分辨、鎖存命令或地址；
存取NAND上的數據需要五個地址序列：
2個序列的列地址（頁內偏移）；
3個序列的行地址（頁號）。
塊擦除只需要3個行地址序列，因為頁內偏移為0，就是從頁首開始擦除。
NAND訪問方法：
先傳輸命令，然后傳輸地址，最后讀寫數據；
1.從電路原理圖得到管腳信息：
#CE： ? Xm0CSn2/NFCSn0： ? ? ? ? ? ?MP01_2
CLE： ? ?Xm0FCLE/ONDAVD： ? ? ? ? ?MP03_0
ALE： ? ?Xm0FALE/ONDSMCLK： ? ? ? MP03_1
#WE： ? Xm0FWEn/ONDRPn： ? ? ? ? MP03_2
#RE： ? ?Xm0FREn： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?MP03_3
R/#B: ? ? Xm0FRnB0/ONDXL_INT0： MP03_4
I/O 7-0：Xm0DATA[7:0]： ? ? ? ? ? ? ? ? ? MP06_7——0
2.從數據手冊得到cpu控制nand的寄存器的信息：
MP01，MP03，MP04，MP05，MP06，MP07各有八個管腳，MP02只有4個管腳。
MP01，MP02，MP03位控制位，MP04，MP05位地址位，MP06，MP07為數據位。
在nand中只使用他們的控制寄存器，將所有管腳設置為nand模式相關即可。
MP0_1CON:MP0_1控制寄存器，32位,每四位控制一個管腳，地址：0xE02002E0
MP0_1CON = 0x22333322;
MP0_2CON:MP0_2控制寄存器，32位，每四位控制一個管腳，地址0xE0200300
MP0_2CON = 0x00002222;
MP0_3CON:MP0_3控制寄存器，32位，每四位控制一個管腳，地址0xE0200320
MP0_3CON = 0x22222222;
3.從數據手冊得到nand控制寄存器的信息：
NFCONF：nand flash configuration register，nand flash配置寄存器，32位，地址：0xB0E00000
bitf[1]:地址周期
0: 1page=512bytes，為3地址周期；1page=2k或4k，為4地址周期；
1:1page=512bytes，為4地址周期；1page=2k或4k，為5地址周期（nand使用）；
bit[2]:頁大小
0：MLCFlash=0,2k；（nand使用） ? ? ? ? MLCFlash=1,4k；
1：MLCFlash=0,512bytes； ? ? ? ? ? ? ? ? ?MLCFlash=1,2K
bit[3]:MLCFlash，判斷那種flash，SLC和MLC
0：SLC（nand使用）
1：MLC
bit[7:4]:TWRPH1：從#WE開始結束使能（上升沿）開始，到CLE和ALE開始結束鎖存之前（下降沿開始之前）這段時間
1111：給最長的時間
bit[11:8]:TWRPH0：從#WE開始使能（下降沿）之后，到#WE結束使能之前（上升沿開始之前）這段時間
1111：給最長的時間
bit[15:12]:TACLS：從CLE和ALE鎖存（上升沿）開始，到#WE開始使能（下降沿）之前的這段時間
1111：給最長的時間
bit[24:23]:ECC type0:校驗類型
00：不校驗
bit[25]:MsgLength
0:512byte（不用，給0）
NFCONT：控制寄存器，32位，地址：0xB0E00004.
bit[0]:mode：模式位
0：禁用nand控制器（默認值）
1：啟用nand控制器（設置值）
bit[1]:Reg_nCE0:nand flash memory nRCS[0] signal control
0：給低電平，片選使能（設置值）
1：給高電平，片選禁止（默認值）
bit[2]:Reg_nCE1:nand flash memory nRCS[1] signal control
0：給低電平，片選使能
1：給高電平，片選禁止
bit[3]:HW_nCE
bit[4]:initSECC:
bit[5]:initMECC
bit[6]:SECCLock
bit[7]:MECCLock
bit[8]:RnB_TransMode
bit[9]:EnblRnBINT
bit[10]:EnblllegalAccINT
bit[12]:EnbMLCDecINT
bit[13]:EnbMLCEncINT
bit[16]:LOCK
bit[17]:LockTight
bit[18]:MLCEccDirction
bit[22]:Reg_nCE2:nand flash memory nRCS[2] signal control
0：給低電平，片選使能
1：給高電平，片選禁止
bit[23]:Reg_nCE3:nand flash memory nRCS[3] signal control
0：給低電平，片選使能
1：給高電平，片選禁止
NFCMMD:nand 命令寄存器，32位，8位有效，地址：0xB0E00008
bit[7:0]:REG_CMMD,nand 命令值
NFADDR：nand地址寄存器，32位，8位有效，地址：0xB0E0000C
bit[7:0]:REG_ADDR,nand 地址值
NFDATA:nand 數據寄存器，32位，地址：0xB0E00010
bit[31:0]:nand 數據值
NFSTAT：NFCON status register：nand控制狀態寄存器，32位，地址：0xB0E00028。
bit[0]:flash_RnB:RnB[0]輸入管腳狀態，只讀位
0：nand busy
1：nand ready to operate
bit[2]:falsh_nCE[0]:nCE[0]輸出管腳狀態，只讀位
bit[3]:flash_nCE[1]:nCE[1]輸出管腳狀態，只讀位
bit[4]:RnB_TansDetect:檢測RnB[0]管腳的狀態
0：RnB 的變化不會被捕獲，為busy，不能用
1：RnB的變化會被捕獲，為ready，可用
bit[5]:IllegalAccess
bit[6]:MLCDecodeDone：
bit[7]:MCLEncodeDone:
bit[11:8]:flash_nCE[3:0]:nCE[3:0]輸出管腳的狀態，只讀位
bit[27:24]:RnB_TransDetect_GRP：檢測RnB[3:0]管腳的狀態
0：RnB變化不會被捕獲
1：RnB變化會被捕獲
bit[31:28]:flash_RnB_GRP:RnB[3:0]輸入管腳的狀態，只讀位
0:nand busy
1:nand ready to operate
程序實現：
參考數據手冊的時序和nand命令來實現。
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ADC（210cpu內置ADC功能）
210的ADC支持10bit和12bit，支持10路輸入，然后將輸入的模擬信號轉換成10bit或12bit的二進制數字信號。
總結
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