ARMベース・システムLSI開発の事例研究　――CPUの選択，バス構成，グラフィックス処理やビデオ表示制御の取り扱い

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ARM926コアの動作設定

　ARM926コアには，TCMやキャッシュ・メモリ，MMUが内蔵されており，システムの立ち上げ時にはそれらの設定が必要です．この設定は，コア内のシステム制御コプロセッサ（CP15）レジスタを介して行います．CP15レジスタは16本あり，非常に多くの動作設定を行えます（図A-1）．

　リセット立ち上げ時の手順（スタートアップ・ルーチン処理）の例を以下に示します．

1. 処理モードごとのスタック・ポインタの設定
2. ベクタ・エリアやエンディアンなどのCPU基本設定（c1レジスタ）．このとき，命令キャッシュ，データ・キャッシュ，MMUは無効にしておく
3. 基本ハードウェア初期化設定 （クロックてい倍，外部バス制御の設定など）
4. ITCM/DTCMの設定（c9レジスタ）
5. MMUの変換テーブル（セクション記述子）をメモリ上に作成
6. MMUの設定（c2レジスタ，c3レジスタ）
7. 命令キャッシュ，データ・キャッシュ，MMUを有効化（c1レジスタ）
8. データ・キャッシュ，ライト・バッファのクリーンアップ（c7レジスタ）
9. 必要があれば（Cコンパイラ関係），RAM上のbssセクション（初期値なし変数エリア）のクリア
10. 必要があれば（Cコンパイラ関係），RAM上のdataセクション（初期値付き変数エリア）へのROMからのコピー
11. メイン・プログラム（main( )）へのジャンプ

　CPU内蔵LSIの機能検証の際には，上記に示したような立ち上げ動作もチェックするので，LSI設計者や検証エンジニアもスタートアップ・ルーチンを作成する必要があります．ARMコアのLSIを設計する場合，CPUそのものの検証は終わっており，個々の命令動作の検証は不要なので，LSIの機能検証用プログラムはC言語を用いて簡単に作成できますが，スタートアップ・ルーチンはアセンブラで記述するので，その習得も必要です．

（a）CP15レジスタ

（b）アクセス命令

図A-1　システム制御コプロセッサ（CP15）レジスタ
CP15レジスタはmcr命令とmrc命令でアクセスする．各フィールドの指定方法は，アクセス対象とアクセス方法によって個別に定められている．詳細は英国ARM社の「ARM926EJ-S Technical Reference Manual」を参照のこと．