瑞萨RX MCU启动文件详解

PART.01

引言

本文详细介绍了RX MCU从复位到进入main函数的过程，有助于读者对RX MCU体系结构的理解，RAM和ROM的初始化，以及bootloader程序的开发。

PART.02

启动代码流程分析

RX MCU启动代码主要在resetprg.c文件中，RX的启动代码以C语言实现，因此可读性和可维护性更高。启动代码统一放在PowerON_Reset_PC函数内，复位向量表保存的正是该函数入口的物理地址。因此当芯片发生复位后，CPU会从复位向量取出该地址，并自动跳转到PowerON_Reset_PC函数执行，完成启动流程并最终进入应用程序。

具体的启动流程如下

2.1 从复位向量到启动函数

MCU复位后，CPU会从复位向量地址0xFFFFFFFC读取一个32位入口地址（Reset Vector）。该入口地址会被装载到PC（程序计数器）中，随后CPU跳转到该入口地址开始执行启动代码，0xFFFFFFFC存放的是复位入口函数（PowerON_Reset_PC）的地址。RX的内存分区情况以及跳转过程如下图所示：

2.2 设置栈指针

在调用入口函数（PowerOn_Reset_PC）之前，需要初始化栈指针，这一步设计在CC-RX编译器中。CC‑RX编译器在该函数开头自动插入栈指针初始化：

1RX有两种栈可以设置：中断栈指针Interrupt Stack Pointer(ISP)、用户栈指针User Stack Pointer(USP)，其中中断栈是必须的。

2MVTC是Renesas RX指令集中的一条汇编指令，全称Move To Control Register，是“把数据写入控制寄存器”。

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

4初始化把USP/ISP设到各自栈区的栈顶，以便随后栈向低地址增长。

2.3初始化中断、异常向量表寄存器：INTB、EXTB

配置中断和异常的控制寄存器，初始化系统中断和异常的响应。

代码如下：

2.4 初始化浮点状态寄存器:FPSW

FPSW是CPU控制浮点单元的状态寄存器，在启动时需要初始化为预设值，以确保浮点计算正确。

代码如下：

2.5 切换到高速运行时钟

MCU RX上电复位后，首先使用的是LOCO（Low-speed on-chip oscillator），到这一步后，时钟源从LOCO切换到用户选择的高速运行时钟，如HOCO（High-speed on-chip oscillator）。

代码如下：

1

切换MCU到高速运行模式，调用operating_frequency_set()来设置系统时钟频率。

2

条件编译：如果不是Bootloader工程（BSP_CFG_BOOTLOADER_PROJECT == 0），则执行lpt_clock_source_select()，用于选择低功耗定时器（LPT）的时钟源。

2.6 初始化C运行环境

代码如下：

在该阶段，调用标准库函数_INITSCT完成RAM数据区初始化：

1对初始化表BTBL[]指定的B段（.bss段）执行清零；对DTBL[]指定的D/R段（.data段），将ROM中D段初始值拷贝到RAM中对应的R段。

2DTBL[]与BTBL[]分别存放在C$DSEC 与C$BSEC段，并通过__sectop() / __secend()等段操作符提供各段的边界地址，供_INITSCT函数遍历处理。

2.7 初始化RAM

代码如下：

“硬件资源锁（hardware lock）”机制：用一个全局锁数g_bsp_Locks来防止多个模块/线程/中断同时访问同一个外设资源导致冲突。g_bsp_Locks是RAM变量，必须初始化。BSP_NUM_LOCKS是“枚举总数”。

2.8 初始化I/O库

初始化C标准库的I/O流（stdin/stdout/stderr），代码如下：

打开或创建标准输入（stdin）、标准输出（stdout）和标准错误输出（stderr）的文件，可以用printf输出打印信息。

2.9 初始化MCU的中断回调

代码如下：

注

初始化BSP的“中断回调函数表”，把所有中断源的回调函数先设为“空函数占位”。避免野指针。

2.10 初始化寄存器保护功能

代码如下：

注

为MCU的寄存器写保护（Register Write Protection）功能做初始化，并定义受保护寄存器的分类。

2.11 配置MCU和板级硬件

代码如下：

1output_ports_configure()：用户可以根据应用需求进行输出端口的配置。

2interrupts_configure()：用户可以根据应用需求进行中断的配置。

3peripheral_modules_enable()：启用和配置MCU的外设。

4bsp_non_existent_port_init()：初始化“芯片封装上不存在的引脚”。

2.12 使能中断和选择栈

（I Stack or U Stack）

代码如下：

开中断和选择使用哪一个栈：

I stack or U stack（即中断栈或用户栈）。

使用RTOS情况下：进入Supervisor（特权）模式，并且在启动阶段保持中断关闭。

非RTOS情况：如果用户只选择1个栈，则不会设置“U”位（即用户栈），CPU将始终使用中断栈。

2.13 选择是否使用RTOS并进入main函数

无RTOS或Azure RTOS直接调用R_BSP_MAIN_FUNCTION()（就是main())，不应该返回。

至此，是RXMCU 从上电复位到进入main()的全过程。

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