引 言

　　在当今的嵌入式系统设计中，ARM处理器以价格便宜、功耗低、集成度高、外设资源丰富和易于使用的特点而得到广泛的应用；在速度和性能方面已达到或超过部分PC104嵌入式计算机的性能，而成本却比相应的PC104计算机低很多，广泛应用于手机、GPS接收机、地图导航、路由器、以太网交换机及其他民用和工业电子设备。

　　在一个采用ARM处理器的实时嵌入式系统中，目标硬件常常由Flash、SRAM、SDRAM和NVRAM(非易失性RAM)等存储器组成，并定位于不同的物理地址范围，那么，怎样通过软件更好地访问和利用这些不同的存储器并让系统高效地运行?分散加载(scatter loading)就提供了这样一种机制。它可以将内存变量定位于不同的物理地址上的存储器或端口，通过访问内存变量即可达到访问外部存储器或外设的目的；同时通过分散加载，让大多数程序代码在高速的内部RAM中运行，从而使得系统的实时性大大增强。

1 ARM ELF目标文件的主要构成

　　ARM ELF(Executable and linking Format)目标文件主要由．Text段、．Data段、．BSS段构成，其他段如．debug段、．comment段等与本文关系不大，不作介绍。

　　Text段由可执行代码组成，段类型为Code，属性为RO；

　　Data段由已初始化数据组成，段类型为Data，属性为RO；

　　BSS段由未初始化数据组成，段类型为Zero，属性为RW，在应用程序启动时对该段的数据初始化为零。如果在分散加载文件中指定了UNINIT属性，则在应用程序启动时不初始化该段。

2 分散加载的基本原理

　　假设一个采用ARM处理器的实时嵌入式系统目标硬件的存储器由ROM存储器和RAM存储器组成。当一个嵌入式系统在仿真环境下调试完毕，需要脱机运行的时候，就需要将源程序编译连接成可执行目标代码并烧写到ROM存储器中。由于ROM存储器存取数据的速率比RAM存储器慢，因此，让程序在ROM存储器中运行。CPU每次取指令和取数据操作都要访问ROM存储器，这样需要在CPU的总线周期中插入等待周期，通过降低总线的速率来满足访问慢速的ROM存储器，这样势必会降低CPU的运行速率和效率，因此，分散加载就显得非常必要。

　　ARM的连接器提供了一种分散加载机制，在连接时可以根据分散加载文件(．scf文件)中指定的存储器分配方案，将可执行镜像文件分成指定的分区并定位于指定的存储器物理地址。这样，当嵌入式系统在复位或重新上电时，在对CPU相应寄存器进行初始化后，首先执行ROM存储器的Bootloader(自举)代码，根据连接时的存储器分配方案，将相应代码和数据由加载地址拷贝到运行地址，这样，定位在RAM存储器的代码和数据就在RAM存储器中运行，而不再从ROM存储器中取数据或取指令，从而大大提高了CPU的运行速率和效率。分散加载的基本原理如图1所示。