1问题的提出

1.1硬件技术背景

单片机的频率越来越高，ram的访问速度也来也快，但单片机系统的效率并不一定成比例的提高。
　
目前，使用的主流单片机有80386ex(50mhz，外部地址/数据总线16位)、mpc860t(66mhz，外部地址/数据总线32位)以及ds80c32(25mhz，外部地址/数据总线8位)；使用的sdram有hy57系列、k416系列(访问速度100mhz或133mhz)；使用的sram如idt71024、idt7256(50mhz)；使用的flash有at29c512、sst39vf040、at29c010(8mhz或15mhz)等。可见，sdram，sram的速度和单片机是匹配的，甚至比单片机的速度更快一点，不需要单片机插入等待状态。而flash的访问频率则比单片机慢2~6倍，单片机往往要通过插入多个等待状态来和它相匹配，况且flash多为8位，而当前单片机多为16，32位，更多的降低了单片机的工作性能。

根据上述分析，如果提高flash的访问速度，扩展flash为16位或32位，那么程序执行的速度就快了，单片机的性能也就提高了。如果能够将这一想法变成事实，而且成本低廉的话，那是最好不过的事情。事实上，可以将8位的flash扩展为16位、甚至32位，但要付出2~4倍的成本。由于flash结构及工艺原因，在目前不可能有高达66mhz的商用化且价格低廉的flash。所以，只能通过其它方式来提升单片机的运行速度。

1.2软件技术背景

首先，看看传统单片机程序的运行原理，为了便于说明，假定硬件平台为860t，时钟为50mhz；sdram空间4m×32bit，地址范围从0x00000000~0x00ffffff，访问时间10ns；flash空间512k×8bit，访问时间为100ns,地址范围从0x02800000~0x0287ffff(至于其它单片机，运行原理大致相同，可以类推)。860t在上电后，pc(programcounter)=0x2800100，程序从pc指定的地方执行，首先执行初始化代码(bootcode)，再执行主程序(appcode)。程序从flash中读取指令(code)，来完成数据的传输——可能是sdram和内部寄存器的传输，sdram之间的传输，sdram和外设的传输，中断处理等各项工作。可见在程序运行时，很大一部分时间是从flash中读取指令，而这个过程是很费时间的。以假定的860t硬件平台为例，因为flash访问时间为100ns，所以读一条指令的时间至少是100ns，也就是说860t读一条指令的时候要等待100ns。(指令cache通过预取指令的方式，可以使实际取指令时间短一些，但这种方法的效果并不明显，况且很多单片机还没有指令cache。)

860t平台的内存分配如图1所示。

2将代码从flash搬运到sdram中的原理

通过上述分析，初始化代码bootcode只在程序启动的时候执行，就是慢一点，也可以接受。真正影响性能的是主程序(appcode)，因为这里的代码在不停的重复执行，如果可以缩短它的取指令时间，则单片机的空闲时间将大大减少，性能也就提高了很多。sdram的速度比较快，如果将代码搬运到sdram中，取指令时间就减少了很多；而且sdram空间大，不会因为代码占用了一部分空间而影响性能。但这不仅仅是简单的搬运过程，有物理存储器地址的变化牵涉在这个过程中。将软件源代码转换成可执行的二进制映像包括三个步骤：首先，每一个源文件都必须被编译或汇编到一个目标文件(objectfile)；第二步，所有的目标文件要连接成一个目标文件，它叫可重定位程序(relocationprogram)；最后，在一个称为重定址(relocation)的过程中，要把物理存储器地址指定给可重定位程序里的每个相对偏移处，生成一个可执行的二进制映像文件。如果在flash中运行，则所有的物理存储器地址应该在flash的地址空间中。如果要在ram中运行，则所有的物理存储器地址应该在flash的地址空间之中。也就是说，如果要使从flash中搬运到sdram中的代码可用，则必须改变被搬运代码的物理存储器地址。

3搬运代码的实现方法

下面结合假定的硬件平台，详细描述物理存储器地址重定位，代码搬运的原理及过程。我们编写两个c文件——romtool.c、ramapp.c。

romtool.c完成860t初始化，sdram的刷新，中断及外设的初始化；flash到sdram的代码搬运驱动模块及跳转模块。对应的二进制映像文件为romtool.bin。

ramapp.c是实际的应用程序,对应的二进制映像文件为ramapp.bin。ramapp.bin被搬运后在sdram中运行。

3.1物理存储器地址映射规则

romtool.c的物理地址映射规则为：数据放在起始为0x3000，大小为0xf0000的sdram空间里；代码被烧结在起始为0x02800000，大小为0x10000的flash空间里，不会被搬运，也在该空间里运行。
所以在romtool.lnx中指定的定位规则也应该是这个地址范围，如下：

memory
　　{
　　ram1:origin=0x00003000,length=0xf000
　　flash:origin=0x02800000,length=0x1000
　　}
　　sections
　　{
　　.data:{}>ram1
　　.text:{}>flash
　　}

　　ramapp.c的物理地址映射规则为：