单片机从片外Flash启动

之前做一个单片机项目，在选型时需要考虑Flash的大小。考虑到MCU的成本，一般片内Flash都比较小，如果应用程序代码量比较大，片内Flash肯定是放不下的。就考虑到，是否可以在MCU外挂一个Flash，用来存储应用程序？搜索了很多资料，得知答案当然是可以的，特此总结，以免遗忘。

首先我们了解一下单片机系统的运行机制，跟一般PC机系统还是不太一样的。单片机系统一般由CPU、RAM、ROM（Flash最常见）组成，程序存储在ROM中。上电以后，CPU从ROM加载指令，在RAM中处理数据。跟PC机最大的不同是：程序并不会被加载到RAM，而是直接在ROM中运行，这样的原因主要也是单片机系统RAM比较小，CPU速率比较慢。

由此可见，Flash中是可以直接运行程序的。其实，大多数情况下，只要是能挂载到MCU的程序地址空间的设备都可以直接运行程序，不必再把代码读到系统RAM，否则其他存储设备只能存储程序或数据。目前，这样的Flash只能是Nor Flash，NOR Flash的特点是芯片内执行（XIP ，eXecute In Place），这样应用程序可以直接在Flash闪存内运行。这一般指的是片内Flash，即集成在MCU内部的存储器。

那么，对于片外Flash，原理是一样的，只不过我们需要想办法把应用程序烧录片外Flash当中，然后在BootLoader程序（即上电默认执行的代码片段）中，将程序引导到片外Flash中的地址即可。
简单写个BootLoader的伪代码如下：

int main(void)
{
    xxx_Configuration();  // 系统初始化，如时钟等

    JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress);  // 跳转地址
    Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;  // 地址转化成函数指针

    __set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress);  // 初始化用户程序的堆栈指针

    Jump_To_Application();   // 跳转至外部NOR Flash加载并执行

    while (1)
    ;

    return 0;
}

不过，程序在片外Flash中运行的速度会比片内慢一些，且中断需要特殊处理一下。这一方面的具体操作暂时我还不太清楚，等研究之后再更新到此文。