嵌入式开发的相关问题解答
q1：嵌入式开发中程序下载后存储在什么地方？
嵌入式开发范围较广，根据系统处理器的处理能力以及资源分配情况，又有许多不同处理器。常说的有mcu、mpu等，两者有着不同的处理计算能力。以下内容主要来谈谈关于mcu的相关内容。
一般mcu 包含的存储空间有：片内flash 与片内ram，相比个人电脑（pc）来说，ram 相当于内存，flash 相当于硬盘。编译器会将一个程序分类为好几个部分，分别存储在mcu 不同的存储区，这些都是编译器的功劳。编译器相当于 一个中间翻译者，将计算机编程语言翻译成机器内码，从而控制计算体系。
说明：
program size包含有：
·code：代码段，存放程序的代码部分
·ro-data：只读数据段，存放程序中定义的常量
·rw-data：读写数据段，存放初始化为非0值的全局变量
·zi-data： 0数据段，存放未初始化的全局变量及初始化为0的变量
注：在keil中编译完后，工程会生成一个.map的文件，该文件说明了各个函数占用的尺寸和地址，在文件的最后几行说明了存储关系，查看此文件可以得到许多关于程序代码的重要信息。如下所示（该文件的最后几行信息）：
1）ro size 包含了code 及ro-data，表示程序占用flash 空间的大小；
2）rw size 包含了rw-data 及zi-data，表示运行时占用的ram 的大小；
3）rom size 包含了code、ro data 以及rw data，表示程序烧写所占用的flash 空间的大小；
q2：程序在mcu中的运行过程？
程序烧写到了mcu后，程序是怎样运行呢？这里以stm32为例来探讨一下。
（1）程序运行之前，需要有文件实体被烧录到stm32 的flash 中，一般是bin 或者hex 文件，该被烧录文件又被称为可执行映像文件。如下图所示，可执行映像文件烧录到stm32 后的内存分布，它包含ro 段和rw 段两个部分：其中ro 段中保存了code、ro-data 的数据，rw 段保存了rw-data 的数据，由于zi-data 都是0，所以未包含在映像文件中。如下图所示：
（2）stm32 在上电启动之后默认从flash 启动，启动之后会将rw 段中的rw-data（初始化的全局变量）搬运到ram 中，但不会搬运ro 段，即cpu 的执行代码从flash 中读取，另外根据编译器给出的zi 地址和大小分配出zi 段，并将这块ram 区域清零。
说明：其中动态内存堆为未使用的ram 空间，应用程序在申请和释放的内存块都来自该空间。
一些全局变量则是存放于rw 段和zi 段中，rw 段存放的是具有初始值的全局变量（而常量形式的全局变量则放置在ro 段中，是只读属性的），zi 段存放的系统未初始化的全局变量。
q3：嵌入式开发中是如何实现程序下载（烧写）的？
（1）首先谈谈两个概念：烧写和固件。嵌入式系统需要预先将程序写入rom/flash中，在启动时载入才能够运行这些程序，将已经生成的程序写入rom/flash的过程叫做烧写。这样固化在存储介质上的文件叫固件（firmware）。烧写即是更新固件的过程。
（2）三种程序编烧写方式——isp/icp/iap
isp：in system programing，在系统编程
只需上电，处理器无需工作，更新整个存储内容的方式，不需要处理器中间操作，不需要存在引导程序，属于硬件单独处理行为。
icp：in circuit programing，在电路编程
可以编程写入最终用户代码，不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用isp方式擦除或者进行再次编程，需要一些必要的硬件逻辑或引导代码，例如使用jtag下载。
iap：in applicating programing，在应用编程
iap从结构上将flash存储器映射为多个存储体区域（引导区、运行区、下载存储区等等），第一个项目程序存放在应用引导区，不执行正常的功能操作，而只是通过某种通信管道接收程序或数据，执行对其他部分代码的更新;其他代码才是真正的功能代码，存放在程序存储区。当芯片上电后，首先运行应用引导区程序，检查是否需要对第二部分代码进行更新，存在更新则进行更新后执行，否则直接执行。所以引导区程序应该不可以iap方式更新。总而言之，就是将存储体分区来进行嵌入系统运行调度和管理。
q4： 常使用的程序烧写方式有哪些？
1、把系统当做一个存储区域进行烧写，相当于把单片机当成一个rom芯片。
2、采用专门接口及专用的下载线将程序烧写到固件中。这时cpu除了执行单片机本身的指令之外，还能执行对存储器进行操作的特殊指令，擦除、烧写和校验指令。先通过传输相应的指令给cpu执行（擦除、读入、烧写、校验等），这样完成烧写。现在普遍使用的jtag仿真器也是这样，cpu能执行jtag的特殊指令，完成对固件的烧写操作。
3、 引导程序，即单片机中已经存在了一个烧写程序。启动单片机时首先运行该段程序，程序判断端口状态，识别烧写的特殊状态，就从某个端口读取数据，然后写入到存储单元中。如果是正常的状态，就转到用户的程序开始执行。需要触发硬件选择用户程序模式还是烧写模式。
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说明：
program size包含有：
·code：代码段，存放程序的代码部分
·ro-data：只读数据段，存放程序中定义的常量
·rw-data：读写数据段，存放初始化为非0值的全局变量
·zi-data： 0数据段，存放未初始化的全局变量及初始化为0的变量
注：在keil中编译完后，工程会生成一个.map的文件，该文件说明了各个函数占用的尺寸和地址，在文件的最后几行说明了存储关系，查看此文件可以得到许多关于程序代码的重要信息。如下所示（该文件的最后几行信息）：
1）ro size 包含了code 及ro-data，表示程序占用flash 空间的大小；
2）rw size 包含了rw-data 及zi-data，表示运行时占用的ram 的大小；
3）rom size 包含了code、ro data 以及rw data，表示程序烧写所占用的flash 空间的大小；
q2：程序在mcu中的运行过程？
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（1）程序运行之前，需要有文件实体被烧录到stm32 的flash 中，一般是bin 或者hex 文件，该被烧录文件又被称为可执行映像文件。如下图所示，可执行映像文件烧录到stm32 后的内存分布，它包含ro 段和rw 段两个部分：其中ro 段中保存了code、ro-data 的数据，rw 段保存了rw-data 的数据，由于zi-data 都是0，所以未包含在映像文件中。如下图所示：
（2）stm32 在上电启动之后默认从flash 启动，启动之后会将rw 段中的rw-data（初始化的全局变量）搬运到ram 中，但不会搬运ro 段，即cpu 的执行代码从flash 中读取，另外根据编译器给出的zi 地址和大小分配出zi 段，并将这块ram 区域清零。
说明：其中动态内存堆为未使用的ram 空间，应用程序在申请和释放的内存块都来自该空间。
一些全局变量则是存放于rw 段和zi 段中，rw 段存放的是具有初始值的全局变量（而常量形式的全局变量则放置在ro 段中，是只读属性的），zi 段存放的系统未初始化的全局变量。
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